《機械設計基礎》課網上教學系統設計與應用研究

王志云

摘要： 《機械設計基礎》課是高等職業院校機械類和近機類各專業的一門重要專業基礎課程，它的教學對培養學生正確認識機械、設計機械、生產機械和使用機械具有非常重要的指導作用。作者針對教學現狀，結合多年的教學經驗，利用現代計算機技術開發設計了課程網上教學系統，對目前的高職高專機械設計基礎課教學具有一定的指導作用。

關鍵詞： 《機械設計基礎》網上教學應用型人才

一、研究的背景

《機械設計基礎》是高等職業院校機械類和近機類各專業的一門重要專業基礎課程，本課程的主要研究內容涉及機械系統中常用機構和通用零部件設計的基本概念、基本理論和基本設計計算方法，以及與此相關的標準、規范、圖表等技術資料的運用，它的教學直接影響學生對專業的興趣，對培養學生正確認識機械、設計機械、生產機械和使用機械具有非常重要的指導作用，對培養當今社會急需的大量應用型人才尤為重要。經過調研發現，目前高職院校的機械設計基礎課教學存在以下問題。

1.絕大部分還是以傳統教學模式為主，即使部分借助了多媒體教學，但是教學課件不夠完善，存在不夠直觀、不夠形象、與學生實際脫節等問題。

2.教學資源不夠豐富，查找資料困難。

3.不能及時解決學生學習過程中遇到的問題。

4.學生不能隨時檢查自己的學習效果。

5.由于學生多、設備少，大部分學生在課程設計的實踐環節中不能充分聯系實際，致使設計不夠靈活。

二、研究的目標和依據

主要研究目標是：開發機械設計基礎課網上教學系統資源，以期達到培養學生的學習興趣、提高學生的學習能力、擴展學生的學習知識面，特別是提高高等職業院校學生聯系實際、應用知識解決實際問題的能力的目的，使高職院校能培養出更多更好的社會急需的高技能應用型人才。

主要研究依據有：

1.總結回顧多年教學經驗，形成課題資源基本資料。

2.根據當今實際教學體驗和對學生的問卷調查，改進、豐富課題資源。

3.到企業對畢業生進行跟蹤調查，使課題資源更貼近生產實際。

三、研究方法

1.經驗總結法：依據教育實踐所提供的事實，按照科學研究的程序，分析概括教育現象，從而揭示內在的聯系和規律，把感性認識轉化為理性認識。

2.資料法：通過系統學習、收集、鑒別、整理資料，并通過對資料的研究形成對事實的科學認識。

3.問卷調查法：采用無記名的方式問卷調查，進行個案研究，對收集到的信息進行分析、綜合、比較、歸納，從而為人們提供規律性的東西。

4.跟蹤調查法：對部分畢業生進行全面、系統、深入具體的追蹤調查研究，形成設計步驟和方法。

四、研究內容及步驟

1.開發機械設計基礎CAI課件和編寫電子教材。兩項工作交叉進行，相互補充。電子教材編寫是在參閱多部高職高專教材，吸取其各自優點的基礎上，聯系實際，結合多年的教學經驗，重視學生動手能力的培養，添加多個實例編寫而成，而課件制作又以電子教材為基礎，緊扣教材大綱要求，添加易于學生接受的動畫和現場視頻實例，利用計算機技術開發而成，它使課堂更加形象、生動，也能進一步增強學生的學習興趣。

2.開發機械設計基礎資料數據庫。數據庫內容包括：機械制圖標準；公差與配合標準；形狀與位置公差標準；表面粗糙度標準；常用工程材料；零件結構設計工藝性；連接與緊固；帶傳動和鏈傳動；減速器和變速器；齒輪傳動；軸承；聯軸器、離合器和制動器；軸；常用電動機；常用低壓電器；液壓傳動；氣壓傳動與控制等。其中搜集了機械設計所需的各種資料數據，師生進入網站就可以非常方便地查閱，同時也可以拓寬學生的知識面。

3.編寫電子教案。電子教案編寫根據教材和大綱要求，區分重難點，精選課程內容，合理安排學時等設計而成，具有鮮明的實踐指導意義。

4.選擇、制作大量機構運動動畫。機構運動動畫包括各種連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動機構、齒輪系傳動和螺旋傳動等。這些動畫形象直觀地展示了機構的運動情況，使學生學起來感到輕松有趣，提高了學生學習的主動性和積極性，也豐富了學習內容。

5.試題庫建設。試題重在用于檢測學生對課程基本理論和方法的掌握程度及應用知識解決實際問題的能力，對當今高職高專學生應用能力檢測具有一定的準確性。

6.虛擬實驗室建設。虛擬實驗室建設了五個項目：一是零件展覽室建設，包括螺紋連接與螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滑動軸承、滾動軸承、聯軸器、離合器、彈簧等零件；二是常用機構運動模擬動畫建設，有泵、沖床、發動機、內燃機、顎式破碎機、縫紉機、機械手、牛頭刨、拋光機、曲柄滑塊機構等；三是幾種機構組合搭接建設，包括搖塊機構、導桿機構、曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構等；四是齒輪加工模擬建設，包括模擬插直齒、插斜齒、滾直齒、滾斜齒、仿形法加工直齒、斜齒等；五是減速器拆裝模擬建設，包括直齒、人字齒、蝸桿、錐齒、兩級減速器拆裝模擬等。

7.虛擬設計室建設。虛擬設計室建設項目包括螺紋連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滾動軸承設計等。

8.工程案例建設。工程案例包括挖掘機、飛機起落架、內燃機、起重機等50個工程案例。將這些案例視頻用于課堂教學，使學生在課堂上就能看到大量實際生產案例，產生很多對日常生產和生活的聯想，增強觀察問題、思考問題的能力，提高學習興趣。

9.機械設計基礎網上教學平臺建設。包括開發機械設計基礎網上答疑系統和網上考試系統。網上答疑系統使學生很方便地與老師進行在線交流，及時解決學生學習過程中遇到的困難，加強老師與學生的互動；根據課程學習要求，網上考試系統設計開發了五套網上測試題，試題形式全為單選題，學生可方便、快速地進行自測，及時檢查學習效果，改進學習方法，提高學習成績。

五、研究的意義

筆者針對教學現狀，結合多年的教學經驗，利用現代計算機技術，借鑒國內外成功經驗開發設計機械設計基礎網上教學系統，該系統教學課件形象、生動、貼近實際，可使課堂氣氛活躍，提高學生的學習興趣；教學資源豐富，使用方便，可調動學生學習的積極性和主動性，提高學習效率；能實現網上答疑和自測，增強學生的學習效果。總之，該系統設計適應學生學習的心理需求和生產實際，對目前的高職高專機械設計基礎課教學具有強有力的推動作用，也將對培養國家急需的應用型人才作出重要貢獻。

參考文獻：

［1］邱宣懷等主編.機械設計.高等教育出版社，1994.

［2］葛中民主編.機械設計基礎.中央廣播電視大學出版社，1991.

［3］機械設計手冊.機械工業出版社，2004.

［4］陳立德主編.機械設計基礎.高等教育出版社，2004.

［5］盧玉明主編.機械設計基礎.高等教育出版社，1997.