關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的思考

梁順可

摘要：目前高校《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)存在滿堂灌現(xiàn)象，學(xué)生疲于背公式、背知識(shí)點(diǎn)應(yīng)付考試，對(duì)知識(shí)沒(méi)有真正掌握。因此，筆者提出三種新的教學(xué)嘗試：把機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)糅合到《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論教學(xué)中，每講到一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就引導(dǎo)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)相應(yīng)內(nèi)容，然后根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程中的反饋，作針對(duì)性輔導(dǎo)，通過(guò)教學(xué)、實(shí)踐、反饋互動(dòng)的循環(huán)，讓學(xué)生真正掌握機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)；用實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目代替作業(yè)，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)；引導(dǎo)學(xué)生積極參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽，培養(yǎng)理論結(jié)合實(shí)際、積極主動(dòng)創(chuàng)新的能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；教學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)項(xiàng)目；機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）31-0201-02

一、引言

機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一，這是因?yàn)楣I(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會(huì)通過(guò)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來(lái)[1]。人們之所以要廣泛使用機(jī)器，是因?yàn)闄C(jī)器既能承擔(dān)人力所不能或不便進(jìn)行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。而且，不論是集中進(jìn)行大量生產(chǎn)還是迅速完成多品種、小批量生產(chǎn)，都只有使用機(jī)器才便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，尤其是便于實(shí)現(xiàn)高度的機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化。因此，機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)提供技術(shù)裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重要任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。所以，通過(guò)大量設(shè)計(jì)制造和廣泛使用各種先進(jìn)機(jī)器，能大大促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加速我國(guó)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。

要提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)水平，首先要提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)水平。《機(jī)械設(shè)計(jì)》是高等院校機(jī)械專業(yè)一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是歷經(jīng)幾百年總結(jié)出來(lái)的較為成熟的知識(shí)體系。作為高校機(jī)械專業(yè)的教師，正確引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好本課程非常重要。只有讓學(xué)生真正掌握機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，學(xué)生走上社會(huì)后，才能把知識(shí)真正用到社會(huì)建設(shè)中，才能推動(dòng)我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)各行各業(yè)的發(fā)展。

二、當(dāng)前《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)的現(xiàn)狀[2]

《機(jī)械設(shè)計(jì)》是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因?yàn)橹R(shí)都是來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。比如齒輪，早在公元前300年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機(jī)械問(wèn)題》中就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。希臘有名的發(fā)明家古蒂西比奧斯在圓板工作臺(tái)邊緣上均勻地插上銷子，使它與銷輪嚙合。在公元前100年，亞歷山人的發(fā)明家赫倫發(fā)明了里程計(jì)，在里程計(jì)中就使用了齒輪。隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)革命的興起，人們對(duì)齒輪的要求越來(lái)越高，工程師根據(jù)這些要求對(duì)齒輪進(jìn)行了系統(tǒng)化的總結(jié)，最終形成了一套完整的知識(shí)體系。

但是，在實(shí)際的課堂教學(xué)中，我們?cè)缫蚜?xí)慣于向?qū)W生滿堂灌，灌輸機(jī)械設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，從鏈傳動(dòng)到帶傳動(dòng)，從齒輪傳動(dòng)到蝸桿傳動(dòng)，讓學(xué)生記住大量的經(jīng)驗(yàn)公式，而不是讓他們知道如何去使用這些公式[3，4]。例如，在齒輪傳動(dòng)的知識(shí)中，涉及到強(qiáng)度計(jì)算的公式有很多，而且公式當(dāng)中包含大量的參數(shù)，但是，教師在課堂中只是告訴學(xué)生，這個(gè)公式用來(lái)計(jì)算什么，至于這個(gè)公式如何得來(lái)，公式中的參數(shù)有何含義，為什么要設(shè)置這樣的參數(shù)，卻從來(lái)不告訴學(xué)生。當(dāng)然，這當(dāng)中存在課時(shí)有限的問(wèn)題。鑒于課時(shí)不足，教師一般不會(huì)向?qū)W生作過(guò)多解釋，考試時(shí)學(xué)生知道這個(gè)公式用來(lái)算什么即可。學(xué)生連公式都不甚了解就盲目背公式，應(yīng)付考試，難免會(huì)對(duì)本課程感到厭煩，而越厭煩越學(xué)不好，最后導(dǎo)致惡性循環(huán)——學(xué)生背公式、背知識(shí)點(diǎn)應(yīng)付考試，教師在有限的課時(shí)內(nèi)疲于趕課程進(jìn)度。如此一來(lái)，學(xué)生根本無(wú)法真正掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，這一點(diǎn)在每年招聘季用人單位筆試中都會(huì)凸顯出來(lái)。

作為實(shí)踐性很強(qiáng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程，除了理論課，還有一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)需要學(xué)生完成，這一點(diǎn)全國(guó)高校機(jī)械專業(yè)幾乎都是一致的。但是，該課程設(shè)計(jì)與理論課是完全分離開(kāi)的。這里存在一個(gè)問(wèn)題，正是因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論部分知識(shí)時(shí)，糊里糊涂地去背公式、背知識(shí)點(diǎn)，壓根不知道怎么用，所以根本就掌握得不扎實(shí)，往往在期末考試結(jié)束后，都已經(jīng)忘得差不多了。而機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)恰好是在理論課結(jié)束后開(kāi)始。此時(shí)，很多學(xué)生會(huì)覺(jué)得很茫然，面對(duì)課程設(shè)計(jì)的題目，無(wú)從下手。但是，不會(huì)做也得做，畢竟要拿學(xué)分，時(shí)間有限，把心一橫，你抄我我抄你就這樣形成了。這樣一來(lái)，看似做得如火如荼的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，最終一點(diǎn)效果也達(dá)不到，別說(shuō)把理論知識(shí)用于指導(dǎo)實(shí)踐了。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的一些建議

（一）理論知識(shí)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的教學(xué)方法

《機(jī)械設(shè)計(jì)》作為一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，只有把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)中去，知識(shí)點(diǎn)才能掌握得扎實(shí)，才能真正達(dá)到學(xué)習(xí)本課程的目的。因此，理論知識(shí)部分不應(yīng)該與實(shí)踐部分——機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)分離開(kāi)。我們需要把課程設(shè)計(jì)糅合在理論教學(xué)中。

我們做的課程設(shè)計(jì)的題目一般是減速箱的設(shè)計(jì)，里面會(huì)涉及到齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、軸配合、軸承配合、鍵連接、摩擦潤(rùn)滑等知識(shí)點(diǎn)。那么，我們可以在課程開(kāi)始前給學(xué)生布置任務(wù)，說(shuō)明整個(gè)課程設(shè)計(jì)中需用到的知識(shí)點(diǎn)。在課程講授過(guò)程中，講到課程設(shè)計(jì)需要用到的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，就給學(xué)生重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，加深印象，并引導(dǎo)學(xué)生課后完成課程設(shè)計(jì)相應(yīng)部分的內(nèi)容。這個(gè)過(guò)程有助于學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中遇到不懂的地方也會(huì)及時(shí)反饋，教師再詳細(xì)講解。有這樣一個(gè)教學(xué)、實(shí)踐、反饋互動(dòng)的過(guò)程，相信學(xué)生掌握知識(shí)的程度會(huì)更好。

當(dāng)我們以這樣一種課程設(shè)計(jì)（類似于實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)完整的項(xiàng)目）的方式作為作業(yè)布置給學(xué)生，不僅能夠把整個(gè)課程零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，讓學(xué)生體會(huì)到實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)會(huì)考慮很多現(xiàn)實(shí)因素，理論上的最優(yōu)值在實(shí)際當(dāng)中不一定能用得上，加深他們對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式的理解，也加強(qiáng)了他們學(xué)以致用的能力。而且，這種訓(xùn)練與企業(yè)實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)流程類似，當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷了這樣一個(gè)過(guò)程以后，畢業(yè)后走上工作崗位，從事機(jī)械設(shè)計(jì)方面的工作，就不會(huì)感到茫然不知所措，不知如何下手。

（二）用實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目代替課后作業(yè)

在平時(shí)的教學(xué)中，為了讓學(xué)生鞏固已學(xué)過(guò)的知識(shí)，任課老師一般會(huì)在課后布置相當(dāng)數(shù)量的題目讓他們回去做。筆者認(rèn)為，這種做法，其實(shí)是高中學(xué)習(xí)的一種延續(xù)，應(yīng)試教育的一種繼續(xù)。對(duì)于應(yīng)付考試，效果可能非常明顯。但是，《機(jī)械設(shè)計(jì)》是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，如果日后從事機(jī)械相關(guān)工作，不可避免地要用到本課程的知識(shí)。而使用高中的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)本課程，顯然是不行的，期末考試結(jié)束后，學(xué)生就已經(jīng)把知識(shí)忘得一干二凈，更別提在日后的工作中會(huì)把本課程的知識(shí)熟練地應(yīng)用在實(shí)際的設(shè)計(jì)中。另外，課本上的很多作業(yè)題目，基本上都是好多年沒(méi)有改變過(guò)，本屆學(xué)生做完以后，精明的下一屆學(xué)生會(huì)找?guī)熜謳熃闼饕@些作業(yè)的答案，他們就可以不費(fèi)吹灰之力地完成作業(yè)。這樣培養(yǎng)出來(lái)的不是人才，而是印刷機(jī)。

因此，在作業(yè)布置方面，任課老師也需要花點(diǎn)心思。其實(shí)，如果教師自己有機(jī)械設(shè)計(jì)方面的研究項(xiàng)目，可以把其中一些內(nèi)容整理成作業(yè)的形式，布置給學(xué)生做。這樣，既避免了作業(yè)題目年年一樣，一成不變，從而導(dǎo)致作業(yè)抄襲，也可以引導(dǎo)學(xué)生把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中，達(dá)到學(xué)以致用的效果。就算教師自己沒(méi)有研究項(xiàng)目，也可以想一些與實(shí)際相關(guān)的設(shè)計(jì)題目，引導(dǎo)學(xué)生使用理論知識(shí)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（三）引導(dǎo)學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽

學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，隨著知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，想象力逐漸豐富，思維也比較敏捷，但學(xué)生通常理論基礎(chǔ)不扎實(shí)，學(xué)科知識(shí)面窄，學(xué)科之間缺乏合理的整合，思考問(wèn)題缺乏靈活性和全面性，在獨(dú)立解決創(chuàng)新設(shè)計(jì)課題方面能力不足，雖然有創(chuàng)新熱情，但獨(dú)特的創(chuàng)新目標(biāo)不明確，從而妨礙了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這一問(wèn)題困擾我們多年，尤其是高校學(xué)生在學(xué)習(xí)主動(dòng)性欠缺的情況下，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式基本上無(wú)能為力。為了克服這一困難，我們積極探索新的教學(xué)模式：走出課堂，積極參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽。

為了開(kāi)發(fā)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，不少高校開(kāi)展了種類繁多的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽。因此，任課老師可以結(jié)合課堂教學(xué)，正確引導(dǎo)學(xué)生參加此類競(jìng)賽。當(dāng)然，參加這樣一種活動(dòng)，目的并不是為了拿獎(jiǎng)贏得榮譽(yù)，主要是為了鍛煉學(xué)生的思維能力，鍛煉學(xué)生學(xué)以致用的能力。在參賽過(guò)程中，學(xué)生結(jié)合自己的想法，提出一個(gè)自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)課題，老師根據(jù)課題的實(shí)際情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo)。這種基于項(xiàng)目的工程教育強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)，采取獨(dú)立學(xué)習(xí)、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)、技術(shù)討論等教學(xué)方式，將學(xué)生置于競(jìng)賽狀態(tài)下去完成實(shí)際項(xiàng)目，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合能力，形成集教學(xué)、訓(xùn)練和創(chuàng)新活動(dòng)為一體的新的教學(xué)模式，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的目的。

大學(xué)生所處的年齡，是創(chuàng)造力最旺盛的時(shí)期，他們會(huì)有各種各樣的想法。他們的這些想法，看似稀奇古怪、不著邊際，但是，作為老師，我們不要隨意否定，扼殺他們的創(chuàng)新潛能，而應(yīng)適當(dāng)?shù)毓膭?lì)他們，引導(dǎo)他們結(jié)合理論知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的想法。

四、結(jié)語(yǔ)

改革開(kāi)放三十多年，中國(guó)的社會(huì)發(fā)展取得了驕人的成績(jī)，人們的生活水平有了顯著的提高，但是，我們必須承認(rèn)，當(dāng)前中國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距甚大。作為《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的任課教師，我們?nèi)沃氐肋h(yuǎn)，必須積極探索新的教學(xué)方法，培養(yǎng)水平更高的機(jī)械設(shè)計(jì)人才，促進(jìn)國(guó)家機(jī)械設(shè)計(jì)水平的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第七版.北京：高等教育出版社，2001.

[2]張永安.我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀的思考及建議[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2013，（6）：35-36.

[3]朱文堅(jiān)，陳揚(yáng)枝.機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革的設(shè)想與教材建設(shè)[J].廣西機(jī)械，1996，（3）：37-38.

[4]李成濤，朱文堅(jiān)，陳揚(yáng)枝.《機(jī)械設(shè)計(jì)》CAI課件設(shè)計(jì)的構(gòu)想[J].廣西機(jī)械，1996，（2）：33-35.