中小型設計任務在機械基礎教學中的應用研究

張維正

摘要：為了解決士官教育院校機械類專業機械基礎教學中理論與實際應用在實踐上存在脫節的問題，提出在該課程中引入中小型設計任務的方法。論述中小型設計的定義，應用方法和作用意義。通過應用中小型設計任務，在理論學習的課程中，引入實踐設計環節，達到理論和實踐結合的目的，提升教學效果。

關鍵詞：中小型設計;機械基礎教學;實踐教學

引言：目前，對于士官類院校的機械類專業，機械基礎教學具有較為重要的奠基作用，但該類課程的教學偏重于基礎理論，很多知識需要在之后的課程中才能得到應用，但由于理論與實際應用之間存在時間間隔，就導致了知識的生疏、遺忘。

機械基礎課程，具有為之后課程奠定基礎的重要作用，現階段，對該類課程的教學研究，主要集中在案例教學法的應用上，該類教學法具有實踐設計的部分特點，發揮了學員一定的主觀能動性，但仍然局限于固有的設計案例，將學員置于了固有的框架里，不能完全發散學員的設計思維，也與實際工作中的機械設計的實際狀況不符合。

在這類情況下，提出中小型設計任務的應用，將更開放的實踐教學引入教學過程中去。本文論述了何為中小型設計任務，中小型設計任務的具體范圍，怎樣在教學過程中應用中小型設計任務以及中小型設計任務應用的作用。

設計實踐不等同于動手實踐，它既與理論相關，又要應用到機械制造中去。需要更多的理論知識應用和動手實踐經驗。為了達到知識的深刻化，實踐化，扎實化的目的，本文具體探究了中小型設計的應用，以求達到創新教學方法，提高教學效果的目的。

二、中小型設計任務的界定

（一）中小型設計任務的分類

本文將中小型設計任務分為兩類，按照設計目的分類，一類是可以在生活中獨立完成某種動作的機構，另一種則是將大型設計任務中的某部分選取出來，任務目的是要求達到具體的動作實現。

相對來說，第一類設計更加貼近生活，設計的自由度也更大，稱之為獨立中小型設計。而第二類設計要求更加嚴格，嚴謹性更高，難度也更大一些，設計自由度較小，一般要求精確的輸出動作，稱之為部件中小型設計。

（二）獨立中小型設計

獨立中小型設計，意在完成生活中我們需要達到的目的動作，將課程中的知識進行簡單的應用，設計不需要考慮太精確太復雜的輸出動作，例如僅僅實現一盞臺燈的前后移動定位，進行不同位置的照明。

獨立中小型設計在課堂中更加吸引學員，趣味性更強，更能發揮每個人的創新能力，教員在應用過程中往往能得到學員的熱烈回應，甚至得到一些自己也沒有想到的方案。這類設計中學員的主動性更高，得出的設計結果也不單一，方案更多。

（三）部件中小型設計

部件中小型設計，目的是完成大型設計任務對這個部件的設計要求，例如在某大型采掘機械減速箱中的一對齒輪傳動的設計，該類設計需要考慮整體對部件的要求，需要完成更加精確的設計，得到的方案往往不多。

部件中小型設計在課堂中更注重教員的指導作用，理論性更強，對學員的要求也更多，相對于獨立中小型設計對創新能力的要求，部件中小型設計更注重設計方法的靈活使用。在教學過程中，學員需要付出更多的努力，主動性較低，教員的指導任務也更加繁重，對教員的專業知識程度要求更高。

三、中小型設計任務的應用

怎樣在機械基礎中應用中小型設計，對于該方法的效果具有至關重要的影響。如果應用不合理，不恰當，甚至會起到相反的效果。那么，在這部分就按照分類舉例，詳細論述兩類設計任務的應用。

（一）獨立設計任務的應用

在機械基礎課程中，涉及到了非常多的基礎機構的學習，例如平面連桿機構，凸輪機構，齒輪機構。獨立設計任務就應用在這類基礎機構的學習過程中，簡單直觀，在要求精度不高的情況下，設計難度較低，可以實現設計目的的機構也可能不止一類。

最終，將學員設計出來的方案匯總，分析其中具有代表性的設計方案，把理論知識結合設計方案再次深化，總結提高。

（二）部件中小型設計任務的應用

機械基礎課程也涉及到了許多更為深一點的設計知識，例如機械運轉速度波動的調節、回轉件的平衡、機械零件設計概論等。

這部分知識的學習并不獨立，各章節聯系比較緊密，一類簡單的設計任務可能無法應用所有的知識，而一類知識也不能滿足完成設計任務的要求。所以在學習了相關章節后，合在一起進行一個設計任務的布置，需要的時間也比較長，難度較大，對學員的能力要求也高。同時，在教學過程中，教員主導作用非常重要，在很多關鍵的部分，需要及時的指導。

（三）理論與設計任務結合

該類方法的應用，最關鍵的部分就是貼切的選擇設計任務，理論要對設計任務的完成起到指導作用，而設計任務又需要使學員靈活的使用所學的理論。關鍵之處就在于結合，結合巧妙可以提高學員的學習積極性，更多的投入到設計中去。而結合不當，就容易造成難度過大，或難度過低的情況，使學員望而生畏或草草完成的現象。

（四）注重總結評價

理論與實踐的升華都集中在總結評價的過程中，將設計方案收集匯總，挑選出其中具有代表性的，或較為優秀的方案來具體分析，分析方案中應用到了哪些理論知識，出現了哪些失誤，應該注意哪方面的改進。引導學員去思考這些問題，有利于理論知識的復習，加深了他們對知識的理解。

四、中小型設計任務的作用

機械基礎教學的一個重要目的是為學員進行機械設計應用打好良好的基礎，提前引入一些不太繁重的設計任務，對于課程目標的實現具有一定的實際作用。

（一）扎實理論基礎

中小型設計任務的有效進行，使得原本分散、單元化組織的知識點在應用中融合成一個知識系統，以設計任務來牽引理論知識應用，在實踐中深化學員對理論知識的理解，同時強化學員對各個知識點關聯性的認知，使得學員對課本上知識的學習深入化、應用化、系統化，更好的掌握課本上的知識。

（二）提升實踐能力

中小型設計任務的最終成果是設計目標的有效完成，在完成目標的過程中，學員需要做到利用已掌握的知識，得出設計方案和具體數據，中小型的設計過程與整體機械設計的過程是一致的，在這一過程中，學員的設計實踐能力將得到全面的培養提高。同時，設計結果的可行性檢驗，也將極大的提升學員解決實際問題的能力。

（三）扎實后續課程基礎

中小型設計任務的進行也為學員之后的課程學習打下了良好的能力基礎，在設計任務中部分引入后續課程中所要學習的部分實例，會使課程與課程之間的銜接更為自然，良好的過度使學員沒有難度突然加大的突兀感。放在整個機械教學過程中，意義是非常重大的。

結論：本文闡述了中小型設計任務的界定分類，包括獨立中小型設計任務和部件中小型設計任務。對中小型設計任務的應用進行了舉例說明，結合課程的進度，分情況使用兩類設計任務。最后總結了中小型設計任務的作用和意義，他對學員機械學習生活的重要性，一是打基礎，二是銜接更難的課程。

參考文獻：

[1]濮良貴，紀名剛主編.機械設計[M]，北京：高等教育出版社，1997.

（陸軍裝甲兵學院士官學校）