機械設計基礎教學改革措施研究與實踐

俞亮+李益民

摘 要 機械設計基礎作為一門重要的技術基礎課，在很多近機械類工科專業中起著承上啟下的作用，其教學效果直接影響學生后繼相關專業設備課程的學習情況。針對該課程的專業特點和近機械類學生的現實情況，分析教學過程中存在的一些問題，提出相應的教學方法改革措施，并應用于具體的教學過程中，取得良好的教學效果。

關鍵詞 機械設計基礎；近機械類專業；網絡教學綜合平臺；微課

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）24-0106-03

Research and Practice on Teaching Reform Measure of Machine Design Foundation//YU Liang， LI Yimin

Abstract As an important technological basic courses， Machine De-

sign Foundation played the role of connecting link of the settlement plan in many majoring in mechanical or near mechanical engineering

specialty， whose teaching effect have a direct impact on the students study situation of following relevant professional equipment course. According to the professional characteristics of the course and the feasibility condition of students majoring in mechanical or near mechanical fields， this paper analyzed some of the problems in the teaching process， put forward the corresponding reform measures of teaching methods and applied them to the specific teaching process， which had achieved good teaching results.

Key words machine design foundation； near mechanical engineering

specialty； comprehensive network teaching platform； micro-lectures

1 前言

機械設計基礎是很多非機械類工科專業不可或缺的一門技術基礎課，本課程的目標是使學生熟悉機構分析與設計的基本理論和基本方法，掌握機械零件的工作原理、特點、選用和設計計算的基本知識，具有內容繁雜、抽象，實踐性強等特點。本課程的教學效果直接影響學生今后在自身領域學習專業機械設備課程的效果。對于揚州大學水利工程專業，學生在學習本課程之前，缺乏與機械相關的基礎知識，工程實踐能力和空間想象能力均較弱，不了解本課程的知識內容對其后繼專業課程學習效果的影響，從而使學生學習本課程時容易產生懼學和棄學的情緒。如何調動學生的學習積極性，讓學生掌握課程的基本內容，培養工程素質和動手能力，成為授課教師必須面對的課題。以下是筆者在教學實踐中摸索總結出的一些經驗和想法，以期拋磚引玉。

2 更新教學內容，改革教學手段

本課程使用教材為北京高等教育出版社出版、楊可楨等主編的《機械設計基礎》（第六版），內容主要包括機械中的常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本設計理論和計算方法等。由于本課程是針對較多工科專業的一門通用基礎課程，內容相對抽象，因此在教學過程中應該結合水利工程專業特點，增加有關應用實例的講解。例如：在講解“平面機構運動簡圖”時，以偏心泵為例，對復雜機械進行簡化，得到描述機構各構件間相對運動關系的簡化圖形；講解“雙曲柄機構”時，以葉片泵為例，對“雙曲柄機構將等速回轉轉變為變速回轉”在工程中的作用解釋清楚。

對于水利工程專業的學生來說，他們對于偏心泵、葉片泵這種設備比較熟悉，可以較快地理解知識點；同時認識到這門課程雖然屬于外學院開設的課程，但是和自己的專業密切相關，從而端正學習態度，避免厭學情緒，認真學習本課程。同時，為了提高學生的學習動力，使學生能清晰地理解有關知識，應該避免將書本內容填鴨式地灌輸給學生。比如，學生在聽教師講解機械設備結構與運行原理時，缺少感性認識，理論教學結束后，對學習的知識不知所云，間隔一段時間后逐漸淡忘，明顯影響教學效果。教師可以從與生活息息相關的一些機械設備切入書本內容的知識點。如在講解“平面連桿機構”時，以學生熟悉的天平、縫紉機、抽水唧筒、電風扇搖頭機構為例，講解機構工作原理、運動特點和機構類型的演變規律等，加深學生對“平面連桿機構”相關知識點的理解，在一定程度上使理論教學和實踐教學相結合。

此外，教師在課程講解中應該注重各章節之間的關系。例如：在第二章“鉸鏈四桿機構”中引入壓力角的定義；在第三章“凸輪機構”中可以結合反轉法，讓學生指出凸輪輪廓各位置點的壓力角；在第四章“齒輪機構”中可以結合漸開線的性質，讓學生指出輪齒各圓周上的壓力角；在第十二章“蝸桿傳動”中可以結合“齒輪機構”中的相關知識點，比較它們的異同，加深對這兩種機構特點的理解。

在教學手段上，教師應靈活運用多種教學方法，包括講解法、多媒體教學和實踐性教學等。傳統講解法對于課程中的公式推導、理論分析等內容具有較好的教學效果，可以留給學生適當的思考時間，與學生的思維方式相吻合。教師用粉筆在黑板上推導公式的過程中，可以和學生進行互動，從他們的表情和積極性等方面觀察接受知識的程度，調整授課節奏，有利于學生充分掌握知識點、記錄筆記，但和多媒體教學相比，效率比較低。endprint

多媒體教學作為一種新興的教學手段，與講解法相比，具有生動、立體感強、效率高等特點。近機械類專業的學生缺乏實踐經驗和空間想象力，多媒體教學可以具體地表達出抽象的現象和規律，將難以想象的內容和難以觀察的微觀現象清楚地顯示出來，讓學生從不同的角度將教材中的文字解釋和實際機械結構、運動統一起來，將學生引入機械設備運行的情境之中，激發學生的學習興趣，使學生進入積極思維的狀態，從而為學生掌握重點、突破難點創造良好的氛圍，但教學節奏相對太快。

由于機械設計基礎是一門與實踐結合非常緊密的課程，因此有必要通過實踐性教學對理論教學進行補充和深化，通過抽象思維和形象思維相結合的過程，培養學生積極思考問題、分析問題和解決問題的能力。例如：通過開展“漸開線齒輪范成實驗”，讓學生觀察漸開線齒輪的輪廓曲線具體形成過程，可以加深對應用范成法切制漸開線齒輪基本原理的理解，掌握齒輪的根切現象及避免根切的方法；通過開展“減速器結構分析實驗”，讓學生自己動手裝拆減速器，可以使其進一步理解和消化在課堂上所講授的關于軸、滾動軸承、齒輪、連接件等方面的知識，了解減速箱各零、部件的裝配關系，從而鍛煉和提高學生的動手能力，促進理論知識的轉化及知識的拓展。對于近機械類專業的學生，只有通過直觀的實驗教學真正地與機械接觸，才能體會到機械的重要性及機械世界的奧秘和樂趣。

以上介紹的三種教學手段都具有其他方法無法替代的優勢，既不能將某種教學手段凌駕于其他教學手段之上，也不能將這些教學手段互相對立。教師應該根據具體的教學內容，自覺地把這些教學手段和方法有機地結合起來，優化教學過程，才能取得較好的教學效果。

3 建立良好的課外學習氛圍

課外學習對于提高學生學習效益、拓展學生知識結構具有重要作用。隨著現代計算機和信息技術的飛速發展，揚州大學構建了網絡教學綜合平臺，為授課教師與學生提供實時或非實時的、多種方式的互動，在教學中起到很好的輔助作用。

微課是以微教學視頻為主要載體，教師針對某個學科知識點或教學環節而精心設計和開發的一種可視化的、支持多種學習方式的在線視頻網絡課程[1]。作為一種新型教學模式和學習方式，微課由于其短小精悍、突出重點、針對性強等特點，深受廣大學生歡迎。針對本課程概念、名詞、原理多，內容龐雜等特點，授課教師可以將教學內容中的各個知識點分別制作成微課上傳至教學平臺，調動學生學習的積極性，促進學生自主學習的實現。如“平面機構自由度的計算”“鉸鏈四桿機構的壓力角與傳動角”“凸輪輪廓的繪制”“漸開線的形成和特性”等，學生可以在課前或者課后學習微課內容，學習的靈活性高。對于難以理解的內容，學生可以重復消化。微課具有明確的教學目標，有利于學生理解和掌握，不會占用過多的時間，極大地提高學習效率。

通過網絡教學綜合平臺，教師可以對本課程進行答疑討論，增加和學生的交流機會，擺脫上課時間和空間的限制，使教學在時間和地點上獲得延伸，有助于及時了解學生的疑問并解決問題；教師可以在網絡教學綜合平臺上布置作業，要求學生下載完成作業后直接上傳，供教師批閱，從而有利于掌握和管理學生的作業情況。網絡教學綜合平臺是課堂教學的有效補充手段和輔助平臺，更好地促進了授課教師和學生之間的教學互動。

4 完善考核方式

考核作為教育評價的基本方式之一，是教育教學活動的必要環節。通常機械設計基礎課程的考核采用閉卷考試的形式，僅以期末考試成績作為本課程的最終成績[2]。由于本課程教學內容的特殊性，這種單一的考試方式難以反映學生綜合運用知識的能力，應該建立和教學方法互相促進、互相協調的考核制度，對教師的教學質量和學生的學習效果進行客觀反饋。對學生在本課程整個學習過程中不斷地實施評估，是對學生學習表現的一種比較精準的衡量方式。

1）加大對學生平時檢查、監督的力度，激勵學生學習的主動性和積極性，課堂出勤率、課堂回答問題、課堂小測試的完成情況等，均占最終成績的一定比例；

2）在實踐性教學過程中的表現、小論文的完成質量、課后作業完成情況也是考核的內容之一，從而使學生充分重視平時學習過程，約束自己在課堂中學習行為，完全投入課程知識點的思考中，主動去掌握相關知識，而不是在期末考試前以臨時抱佛腳的狀態死記硬背，突擊應付考試；

3）期末考試試題可采用多元化形式，除了教材里的基礎知識和基本理論，還可以出一些主觀題、開放題等，沒有標準答案，不強調過度背誦復雜的公式定理，而是注重掌握分析問題和解決問題的思路和方法，能夠運用本課程基礎的知識和實際經驗來分析和解決具體問題，進而培養學生的創新意識和創新能力，更加全面地測試評價學生的理論知識、能力和素質。

通過對學生考核方式進行改革和完善，使考核結果更加全面和客觀。期末考試成績能反映學生理論知識的掌握情況，其余成績可以檢驗學生在學習過程中解決問題的能力，進一步發揮本課程在提高教育質量、促進教學效果和提高學生素質方面所起的積極作用。

5 總結

筆者在教學過程中通過上述一些改革措施，明顯提高了學生學習本課程的主動性和積極性，鼓勵學生獨立思考，培養學生創新意識，有利于學習過程的主體化、多樣化和社會化，增強水利工程專業學生學習機械基礎知識的興趣，讓學生掌握較多的有關機械設計實踐方面的知識，從而使教學更符合培養目標的要求。

參考文獻

[1]蔣晶.微課設計與應用：以填制審核原始憑證為例[J].知識經濟，2017（2）：175，177.

[2]嚴樂.非機械類專業“機械設計基礎”課程的教學改革[J].中國電力教育，2012（16）：42-43.endprint