高職學(xué)院工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程整合的相關(guān)研究

王樂讓

（咸陽師范學(xué)院，咸陽 712025）

隨著新課改不斷深入，優(yōu)化整合高職學(xué)院工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程勢在必行，這項工作能夠有效強(qiáng)化知識點(diǎn)之間的連接關(guān)系，整合相關(guān)知識點(diǎn)，從而達(dá)到節(jié)省教學(xué)時長、提升教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。

1 高職學(xué)院工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容

1.1 工程力學(xué)

在機(jī)械設(shè)計專業(yè)教學(xué)過程中，工程力學(xué)課程主要是服務(wù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程，在機(jī)械設(shè)計過程中，大部分理論知識均來自工程力學(xué)這門課程。材料力學(xué)是在力學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)行受力分析、力學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識講解。

1.2 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程主要是為培養(yǎng)學(xué)生分析能力，使其能夠自主設(shè)計參數(shù)、計算傳動參數(shù)、開展零件設(shè)計與選擇，并為后期機(jī)械制造、機(jī)械工藝專業(yè)課程教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

2 高職學(xué)院工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程關(guān)聯(lián)性

2.1 工程力學(xué)知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)

工程力學(xué)各個知識點(diǎn)之間有著密切的聯(lián)系：第一，靜力學(xué)概念為后續(xù)力學(xué)課程教學(xué)開展奠定基礎(chǔ)；第二，學(xué)習(xí)靜力學(xué)公理，可以正確分析物體的受力情況；第三，學(xué)習(xí)材料力學(xué)概念、桿件變形形式，可為材料變形、材料受力分析提供理論依據(jù)；第四，學(xué)習(xí)受力分析，可以幫助學(xué)生掌握受力分析技巧，為后期機(jī)械設(shè)計學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)；第五，力系均衡知識點(diǎn)主要分析作用在物體各個點(diǎn)上的力的聯(lián)系，幫助學(xué)生建設(shè)相應(yīng)理論支持；第六，學(xué)習(xí)軸向拉伸與壓縮、機(jī)械構(gòu)建規(guī)律，可以為后期機(jī)械零件設(shè)計提供理論依據(jù)。

2.2 機(jī)械設(shè)計知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)

機(jī)械設(shè)計各個知識點(diǎn)也是相互聯(lián)系、前后呼應(yīng)的，將各個分散知識點(diǎn)整合在一起，就形成了完善的機(jī)械設(shè)計知識體系。機(jī)械設(shè)計知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)主要體現(xiàn)在：第一，機(jī)構(gòu)自由度分析是分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動情況、機(jī)械運(yùn)動情況的理論基礎(chǔ)；第二，帶傳動、輪系、齒輪傳動屬于常見傳統(tǒng)系統(tǒng)，是機(jī)械設(shè)計關(guān)鍵點(diǎn)；第三，平面連桿機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)是常見基本性機(jī)構(gòu)，能夠為機(jī)器運(yùn)行奠定基礎(chǔ)；第四，軸屬于機(jī)器內(nèi)的核心零件，可支撐機(jī)器回轉(zhuǎn)，是機(jī)器運(yùn)行核心；第五，聯(lián)接促使機(jī)器與零件之間相互聯(lián)接，計算扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度與擠壓強(qiáng)度。

2.3 兩部分關(guān)聯(lián)性

就工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程而言，兩者之間的關(guān)聯(lián)性知識主要包括以下內(nèi)容：第一，機(jī)構(gòu)自由度分析與工程力學(xué)內(nèi)力約束類型及性質(zhì)知識點(diǎn)關(guān)聯(lián)；第二，軸承失效分析與受力分析有關(guān)聯(lián)；第三，平面連桿機(jī)構(gòu)識圖、特性分析、壓力角、傳動角與工程力學(xué)受力分析有關(guān)聯(lián)；第四，軸設(shè)計受力分析與扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度有關(guān)聯(lián)；第五，帶傳動、齒輪傳動、輪系設(shè)計與工程力學(xué)受力分析、力系、強(qiáng)度計算有關(guān)聯(lián)性。

3 高職學(xué)院工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程整合措施

基于每門課程各個知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，應(yīng)不斷優(yōu)化整合教學(xué)資源，確保教學(xué)資源的有效應(yīng)用，具體如圖1所示。

圖1 高職學(xué)院工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程整合

3.1 改變教學(xué)流程

在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)基于靜力學(xué)概念與公理，分析工程力學(xué)的力系、受力部分知識，促使機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程能夠與工程力學(xué)課程形成緊密聯(lián)系。學(xué)生會先學(xué)習(xí)理論知識，接著學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)自由度、凸輪機(jī)構(gòu)等知識點(diǎn)；此外基于機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程內(nèi)關(guān)聯(lián)部分，先教授擠壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度計算等內(nèi)容，此階段教學(xué)需要引導(dǎo)學(xué)生綜合考慮彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形等知識，借助工程力學(xué)內(nèi)力扭轉(zhuǎn)變形、軸向拉伸等知識進(jìn)行引導(dǎo)。最后，在軸輪、機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿知識教學(xué)中，需要確保學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)再開展相關(guān)內(nèi)容教學(xué)。

3.2 優(yōu)化教學(xué)時間

在高職院校中，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)總教學(xué)時間為90個學(xué)時，力學(xué)部分占20個學(xué)時，機(jī)械設(shè)計部分教學(xué)占70個學(xué)時。傳統(tǒng)教學(xué)模式是先力學(xué)再機(jī)械設(shè)計，這種教學(xué)模式會出現(xiàn)以下幾類情況：在零件設(shè)計教學(xué)降解過程中，學(xué)生無法精準(zhǔn)掌握受力分析知識，教師只有花費(fèi)時間重新講解，才可保證教學(xué)持續(xù)性；傳統(tǒng)教學(xué)模式存在著教學(xué)時間緊張問題，若每次都花費(fèi)時間去溫習(xí)知識點(diǎn)，將難以保障教學(xué)進(jìn)度。

以光滑接觸面約束內(nèi)容為例，在前期，教師講解過程只需30min，前10min講解理論知識，20min進(jìn)行舉例、分析，學(xué)生基本可以理解與接受知識點(diǎn)。但在后續(xù)機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)中，與光滑接觸面關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)為平面連桿機(jī)構(gòu)傳力特性，由于兩部分教學(xué)時間相隔1月有余，學(xué)生無法將關(guān)聯(lián)部分知識聯(lián)系在一起。因此教師重新安排課程，其中5min復(fù)習(xí)、20min概念講解、30舉例與分析，整個教學(xué)過程花費(fèi)時間為55min，兩部分知識總共花費(fèi)教學(xué)時間85min。

但是通過整合兩部分知識點(diǎn)，在光滑接觸面約束知識講解完之后，就開展平面連桿機(jī)構(gòu)壓力角、傳動角概念講解，兩部分知識講解總共用時60min，既可以節(jié)約教學(xué)時間，又可以使學(xué)生精準(zhǔn)地將兩部分知識聯(lián)系在一起。

3.3 合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容

在高職“工程力學(xué)”與“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程優(yōu)化整合教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)綜合考慮學(xué)生學(xué)習(xí)水平，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求，符合學(xué)生認(rèn)知標(biāo)準(zhǔn)。教師在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計過程中，要嚴(yán)格遵循“因材施教”教學(xué)原則，不同學(xué)生分配不同任務(wù)，依據(jù)學(xué)生掌握高職“工程力學(xué)”與“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程知識點(diǎn)程度，設(shè)計各類操作項目，以此達(dá)到最終學(xué)習(xí)目標(biāo)。

4 結(jié)語

通過本文分析，可以發(fā)現(xiàn)高職學(xué)院工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計兩門課程之間存在密切聯(lián)系，通過優(yōu)化整合各個部分知識點(diǎn)，可以更加合理的應(yīng)用教學(xué)資源，節(jié)約教學(xué)時間，從而保障教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果，為學(xué)生學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程知識奠定良好基礎(chǔ)。