《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法的實(shí)踐與探討

帥玉妹+周傳喜+管鋒

摘要：根據(jù)近機(jī)和非機(jī)類相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，本文就筆者在教學(xué)中所采用的一些教學(xué)方法與今后的教學(xué)改革部分設(shè)想進(jìn)行了實(shí)踐與探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；人才培養(yǎng)目標(biāo)；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）51-0195-02

一、前言

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是近機(jī)或非機(jī)類專業(yè)的主要課程之一，它雖然是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，但確實(shí)是學(xué)好一些專業(yè)課程的基礎(chǔ)，該課主要偏重于機(jī)械設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐，是能直接指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。因此，結(jié)合我校相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，需注重于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)。

二、本課程教學(xué)中存在的問題

長期以來，許多任課教師未注意到非機(jī)械或近機(jī)械專業(yè)與機(jī)械專業(yè)在教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法上的不同，使學(xué)生普遍反映內(nèi)容枯燥、抽象，教學(xué)效果不夠理想。加之學(xué)生的工程意識(shí)薄弱，對(duì)機(jī)構(gòu)及零部件認(rèn)識(shí)不足，沒有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)械的了解只限于生活中接觸的范圍。教師常采用“滿堂灌”的方法進(jìn)行講授，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性以及培養(yǎng)他們獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。針對(duì)這些問題，筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出自己的一些教學(xué)方法和設(shè)想進(jìn)行探討。

三、教學(xué)實(shí)踐

1.提高學(xué)習(xí)本課程的興趣。興趣是學(xué)習(xí)的主要?jiǎng)恿χ唬绾翁岣邔W(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣，第一堂的緒論課尤為重要。在第一堂課上可采用直接提問的啟發(fā)法，如：你們?cè)隈{校學(xué)過開車吧？知道汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的組成和功能是怎樣的嗎？生活中我們所騎的自行車、做衣服使用的縫紉機(jī)，它們的組成和功能又如何呢？哪些是機(jī)器，哪些是機(jī)構(gòu)？它們之間有何異同？通過這些問題的分析和講解，可以非常有效地激發(fā)起同學(xué)們的興趣。

2.結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)精煉課程內(nèi)容。根據(jù)我校工業(yè)設(shè)計(jì)和海油、儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)人才的應(yīng)用性，使同學(xué)們具有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的基本技能。故應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，確保學(xué)生掌握必要的基礎(chǔ)知識(shí)，選擇少而精的教學(xué)內(nèi)容。鑒于本課程所涉及的內(nèi)容較多，在少學(xué)時(shí)的情況下，應(yīng)側(cè)重常用機(jī)構(gòu)及齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)及軸系支承件相關(guān)知識(shí)的講解，包括工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸確定及受力分析相關(guān)內(nèi)容。對(duì)于一些理論知識(shí)較深難懂的公式推導(dǎo)等內(nèi)容則只進(jìn)行簡(jiǎn)單講解或一筆帶過。例如帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮帶的彈性變形影響而導(dǎo)致帶緊邊、松邊拉力不同的歐拉公式，齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中推導(dǎo)彎曲強(qiáng)度時(shí)建立的齒輪的力學(xué)模型進(jìn)行的系列假設(shè)等，只需要給學(xué)生說清楚理論知識(shí)點(diǎn)，不必要證明計(jì)算過程。具體的公式要求理解每個(gè)參數(shù)的含義，會(huì)應(yīng)用即可。

3.多種教學(xué)手段并用授課。隨著多媒體教學(xué)進(jìn)入課堂，老師上課教學(xué)內(nèi)容上信息量加大了，素材更加豐富，由此極大地?cái)U(kuò)展了教學(xué)內(nèi)容，改善了教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生們能更加容易地掌握課堂內(nèi)容，學(xué)到課程相關(guān)知識(shí)，同時(shí)也加深了他們對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用。但由于多媒體教學(xué)中很大的信息量，使教學(xué)進(jìn)度變快，學(xué)生隨堂思考的時(shí)間變短，他們對(duì)需要掌握的知識(shí)點(diǎn)感到有些無所適從。因此，在利用多媒體教學(xué)手段的同時(shí)不能忽視傳統(tǒng)的教學(xué)手段，即合理利用板書、掛圖及實(shí)物模型等。

如在介紹平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例時(shí)，利用多媒體教學(xué)軟件可形象、直觀地演示各種機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)情況，再結(jié)合工程或生活實(shí)際加以闡述，可有效加深同學(xué)們對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的理解和印象。再如一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)的嚙合過程，同學(xué)們一般難以想象，運(yùn)用多媒體課件即可直觀地將多種類型齒輪傳動(dòng)以動(dòng)態(tài)工作形式展示在同學(xué)們面前，以幫助學(xué)生們理解嚙合的原理、運(yùn)動(dòng)過程及運(yùn)動(dòng)中的特點(diǎn)，這些知識(shí)信息量是教材上的二維平面圖無法直觀表述的，這樣一來，學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣會(huì)逐漸加濃，學(xué)習(xí)效果自然會(huì)得到大大提高。

此外，在講授滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)及壽命計(jì)算時(shí)，通過軸承的模型或?qū)嵨锛由罡行哉J(rèn)識(shí)，利用板書詳細(xì)介紹角接觸向心軸承軸向載荷計(jì)算方法，便于學(xué)生能隨堂掌握這個(gè)知識(shí)難點(diǎn)。

4.課內(nèi)與課外有機(jī)結(jié)合來培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力。大學(xué)生是創(chuàng)新型人才的主力軍。為了更好地培養(yǎng)他們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維能力，需從培養(yǎng)自學(xué)能力入手，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，啟發(fā)積極思維。

在課內(nèi)，將每章需要講授的內(nèi)容分為重點(diǎn)、難點(diǎn)和一般了解。該課程的基本知識(shí)、基本理論和基本方法作為重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，在課堂上應(yīng)詳細(xì)講解。一般了解部分是擴(kuò)充相關(guān)內(nèi)容的知識(shí)面。在教學(xué)方法上，采用啟發(fā)式、類比式、課堂討論式等，啟發(fā)學(xué)生思維。此外，通過教學(xué)思想的改革，鼓勵(lì)多向化思維，切忌將學(xué)生的思想方法限定在課本的狹窄范圍內(nèi)。如可提出一些與課本上的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法和觀點(diǎn)不相同的問題，供同學(xué)們討論研究，提倡設(shè)計(jì)結(jié)果的多樣性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力。例如，自行車掉鏈的原因，可先讓同學(xué)們思考破解，接著老師解釋鏈條、鏈輪的有關(guān)參數(shù)及產(chǎn)生掉鏈的主要影響因素，通過這些生活實(shí)例的講解，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極思維，同時(shí)也提高了解決實(shí)際問題及創(chuàng)新的能力。

除了課內(nèi)教學(xué)，還要加強(qiáng)與課程相適應(yīng)的課外教學(xué)。課外教學(xué)要求學(xué)生自學(xué)教材中的選講內(nèi)容，完成與課堂內(nèi)容相應(yīng)的課后拓展作業(yè)。對(duì)于自學(xué)的內(nèi)容，不是讓他們看看教材即可，而是先布置與所學(xué)章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的問題，讓他們帶著問題自學(xué)，最終能解決問題，才算過關(guān)，給予一定的平時(shí)成績作為鼓勵(lì)。以這種方式的自學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生們的自學(xué)能力及創(chuàng)造思維在不斷提高。對(duì)于課后拓展作業(yè)，主要是鼓勵(lì)學(xué)生制作相關(guān)機(jī)構(gòu)的三維動(dòng)畫模擬以及主要機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)際機(jī)器的三維模擬。通過拓展課堂內(nèi)容，促使他們自學(xué)一些有關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，為后面的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

四、教學(xué)改革的設(shè)想

1.豐富考核方式。目前我們的考核方式是以期末考試成績占80%，平時(shí)成績占20%為依據(jù)，平時(shí)成績主要包括上課時(shí)的考勤、提問、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等。很顯然期末考試成績占的比重很大，這種主要以“一卷定乾坤”的考試形式，不能全面考查學(xué)生的掌握情況，而且卷面的考試內(nèi)容多局限于書本中的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，答案過于唯一，學(xué)生只知道死記硬背。故將來在試題內(nèi)容上可多加一些開放題，以課程教學(xué)大綱規(guī)定的基礎(chǔ)知識(shí)為依托，結(jié)合工程實(shí)踐內(nèi)容，給學(xué)生思考和創(chuàng)造的空間，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)和能力。此外，增加平時(shí)成績的比例，如占40%～50%，在平時(shí)成績中加入隨堂測(cè)驗(yàn)、階段考核、課外作業(yè)與小組主題方案設(shè)計(jì)和答辯等，通過考核方式的改革，筆者相信一定能夠?qū)W(xué)生知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)進(jìn)行全面有效的測(cè)試評(píng)價(jià)。

2.增加實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)動(dòng)手能力。實(shí)踐教學(xué)是啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)課堂知識(shí)的理解，提高動(dòng)手能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，目前我們的實(shí)驗(yàn)課程大多屬于老師演示、學(xué)生觀看，如走馬觀花一般，其效果不理想。鑒于本課程的工程應(yīng)用性，可通過開放實(shí)驗(yàn)室，增設(shè)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)充新型的機(jī)構(gòu)和典型機(jī)器實(shí)物或模型。讓同學(xué)們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、組裝、評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)和軸系結(jié)構(gòu)方案，達(dá)到培養(yǎng)同學(xué)們工程實(shí)踐、動(dòng)手和創(chuàng)新能力的目的。

此外，在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，改變傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)方案，在選題上要考慮專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，有針對(duì)性和側(cè)重性，如工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)可提供玩具設(shè)計(jì)、家裝設(shè)計(jì)、外觀設(shè)計(jì)等方案，儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)可結(jié)合石油機(jī)械的抽油機(jī)、修井機(jī)、壓力泵等提供設(shè)計(jì)題目。便于同學(xué)們更早地接觸未來的專業(yè)課學(xué)習(xí)，為將來踏上工作崗位作好準(zhǔn)備。

五、結(jié)束語

總結(jié)多年《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，對(duì)于近機(jī)或非機(jī)類的學(xué)生，將該課程的理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來，能在一定程度上培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維及動(dòng)手能力，同時(shí)也能讓同學(xué)們具備設(shè)計(jì)基本理論與設(shè)計(jì)思想。此外，為以后相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，起到一定的引導(dǎo)作用，同時(shí)為讓他們更符合相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求奠定了一定的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉元林.大工程背景下機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].理工高教研究，2007，（8）

[2]張宇斌.淺淡大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].山西高等學(xué)校社會(huì)科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（12）

[3]陳厚榮.非機(jī)械專業(yè)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法探討[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，（5）.

Abstract：According to the talents training objectives of near-mechanical and non-mechanical major，this paper，in consideration of the characteristics of the courses of Fundamentals of Mechanical Design，gives some practice and discussions on the teaching methods which the author uses in the teaching and some prospects of the education reform in future.

Key words：Fundamentals of Mechanical Design；talents training objectives；teaching practice；Teaching methods