非機械類專業(yè)“機械設計基礎”課程的教學改革

摘要：分析了非機械類“機械設計基礎”課程教學過程中存在的問題，結(jié)合課程的特點和學生的實際情況，就該課程的教學內(nèi)容和手段、實踐教學和考核方式等方面進行了改革和探索。運用多種教學手段豐富教學內(nèi)容，提高教學效果；設置實驗教學環(huán)節(jié)以提高學生動手能力；采用多種形式的考核方式提高學生的綜合素質(zhì)。實踐證明，通過激發(fā)學生的學習興趣，提高了學生學習的主動性，教學效果良好。

關(guān)鍵詞：機械設計基礎；教學改革；實踐教學

作者簡介：嚴樂（1967-），女，江蘇無錫人，北京信息科技大學機電工程學院，副教授。（北京100192）

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2012）16-0042-02

當今社會非常重視學生的素質(zhì)教育，工程素質(zhì)是衡量學生整體素質(zhì)的一項重要內(nèi)容，而工程素質(zhì)的培養(yǎng)包括工程意識、各種工程實踐能力和應用能力等。[l]“機械設計基礎”不僅是本科階段一門涉及較多專業(yè)的專業(yè)基礎課程，而且能培養(yǎng)學生的工程意識。對北京信息科技大學（以下簡稱“我校”）會計和財務專業(yè)學生來說，本課程是一門專業(yè)選修課，但是教學內(nèi)容卻和工業(yè)設計、工業(yè)工程等專業(yè)相近。和機械類專業(yè)學生相比，會計和財務專業(yè)在前期的教學基礎等方面的要求不同，因此這種教學方法給兩個專業(yè)的學生增加了學習的難度。如何讓學生掌握課程的基本內(nèi)容，培養(yǎng)非機械類專業(yè)學生的工程素質(zhì)和動手能力是值得教育工作者探討的問題。

一、教學現(xiàn)狀及存在問題

“機械設計基礎”選用的教材是高等教育出版社出版，楊可楨主編的《機械設計基礎》，[2]內(nèi)容包括平面機構(gòu)自由度、平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、輪系、機械零件設計概論、連接、齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動、軸、滑動軸承和滾動軸承等。目前，我校會計和財務專業(yè)開設的本課程學時數(shù)為40學時。

由于本課程的內(nèi)容相對抽象，概念、原理繁雜且實踐性強，對于基礎知識薄弱、生產(chǎn)實踐經(jīng)驗欠缺的財務、會計專業(yè)學生來說，會產(chǎn)生畏難、厭學的情緒。主要表現(xiàn)在以下幾方面：先修知識缺乏，在學習本課程之前，他們對工程制圖、力學和材料等課程沒有系統(tǒng)學習，缺乏相關(guān)基礎知識的連貫性，增加了學習本課程的難度；課時少，課程內(nèi)容多，進度快，涉及面廣，非機械類學生的空間想象能力相對不足；該課程對于財會類專業(yè)來說屬于非專業(yè)課，課程較難掌握，學生學習起來不太認真。

二、教學思考與改革

1.精心安排教學內(nèi)容

在有限課時內(nèi)講授本課程，應注重學生的素質(zhì)教育，突出課程應用性。

課件內(nèi)容簡潔明了，文字精簡，減少煩瑣的理論推導，突出對重要知識點的強調(diào)，舉一反三，讓學生有充分的時間去理解；基礎理論適度介紹，減少過于晦澀難懂、比較枯燥的公式推導和冗長的證明；適當刪減部分難度較大、與財會類專業(yè)關(guān)系不密切的內(nèi)容，如材料選擇、零件設計、強度校核等。

2.教學手段與教學方法的改革

教學手段和教學方法是教學改革的兩個重要內(nèi)容，有了好的課程體系和教材，再加上良好的教學手段和方法才能獲得理想的教學效果。本課程授課時數(shù)為36學時，在教學過程中，以教學大綱為準繩，結(jié)合多年教學經(jīng)驗，充分發(fā)揮選用教材的優(yōu)勢，又不限于教材本身，不斷教學實踐，使教學方法不斷完善。成功的教學手段和方法可以獲得事半功倍的效果。

（1）隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，教師普遍采用多媒體教學。與傳統(tǒng)板書、模型加掛圖的教學方法相比，多媒體技術(shù)將文字、圖形、動畫、影像結(jié)合起來，能夠?qū)碗s的圖形、機構(gòu)運動原理、機械構(gòu)成進行分解，幫助學生理解機構(gòu)的組成、運動方式和運動規(guī)律。多媒體畫面生動，立體感強，使抽象晦澀的理論知識生動形象地表現(xiàn)出來，教學方式更加直觀，并且可以反復播放，使學生一目了然，印象深刻。比如內(nèi)燃機工作原理講解，利用傳統(tǒng)教學方法很難幫助學生理解和掌握，而通過多媒體課件中三種機構(gòu)的運動配合來完成工作的動畫過程，可清楚地表現(xiàn)出機構(gòu)之間的空間關(guān)系，工作原理容易被學生理解和接受。

多媒體教學可以緩解本課程教學內(nèi)容多、學生接受相對困難的矛盾，提高教學效率，教學效果明顯。但是，如果只采用單一的多媒體技術(shù)授課，雖然可以減少板書和作圖的時間，但教學節(jié)奏相對太快，不利于學生掌握難點和重點。對于難點和重點，采用傳統(tǒng)黑板加粉筆教學來放慢講課節(jié)奏，便于學生抓住重點；師生之間的互動，使學生充分掌握各章難點，從而消除該方式教學的不足，充分發(fā)揮其積極作用。對于在課堂上學生理解困難的內(nèi)容，如四桿機構(gòu)的演化，可以采用教學模具進行講解，既直觀，學生也容易掌握。

在實際教學中，采用多媒體、實物模型、黑板、粉筆有機地結(jié)合，各取所長，才能達到理想的教學效果。

（2）教學過程中需要教師與學生配合，共同實現(xiàn)教學目的。教師講、學生聽的傳統(tǒng)教學模式使學生被動接受知識，阻礙了學生思維和智力發(fā)展，挫傷學生的學習興趣、積極性和主動性。因此在教學過程中應將教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為主體的教學活動中來。如針對學生工程基礎薄弱的特點，課堂上精講多練，采用啟發(fā)式為主的教學方法，教師可提出問題并作引導性啟發(fā)，學生帶著問題思考；然后組織學生討論，解答疑惑；最后教師對討論結(jié)果進行分析，最終引出正確結(jié)果，充分調(diào)動學生的積極性、主動性，培養(yǎng)學生理解問題、分析問題的能力。這種教學方式不僅活躍了課堂氣氛，而且通過啟發(fā)、討論，進一步加深學生對教學重點和難點的理解。例如在定軸輪系傳動比計算公式的推導的授課中，從機構(gòu)運動簡圖出發(fā)，首先回憶齒輪傳動傳動比的計算公式，然后提出輪系的傳動比這一問題，引導學生分析參與嚙合的齒輪有哪些，討論兩齒輪嚙合和同一根軸上兩齒輪運轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)速是否發(fā)生變化，進一步推導出輪系的傳動比的公式。這樣提出問題，啟發(fā)學生思考，從而達到解決問題目的。通過這樣的教學過程，學生能夠很好地掌握這一知識點。

（3）本課程課后的作業(yè)是常規(guī)的練習，內(nèi)容相對簡單。為了培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)能力，在教學過程中，介紹科技論文撰寫的要求和方法，并給出一些小論文的題目，學生可以選擇這些題目，也可以選擇自己感興趣的、機械相關(guān)方面的題目。學生通過課后查閱科技文獻，對所查資料進行歸納整理，寫出一篇綜述性的科技論文，這樣既可以激發(fā)學生學習的主動性和積極性，又可以提高學生的素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

三、實踐教學改革

實踐教學是本課程中不可缺少的組成部分，是學生獲得知識的一個重要途徑，對于培養(yǎng)學生動手能力和技術(shù)應用能力，是非常有益的。

將原來40學時全部教學改為教學36學時+實踐教學環(huán)節(jié)4學時。實踐教學環(huán)節(jié)包括零件、機構(gòu)和系統(tǒng)認知（包括與生活和生產(chǎn)有關(guān)的新型機構(gòu)和典型機械的模型和實物）、機構(gòu)運動簡圖的繪制、齒輪范成法加工原理和減速器拆裝等。

通過認知實驗，學生初步了解本課程所研究的各種常用零件、機構(gòu)的類型和特點，了解各種傳動的特點及應用以及對機器的感性認識。通過展示的機械設備、機器模型等，學生清楚知道機器的基本組成要素：機械零件，培養(yǎng)了他們仔細觀察事物的能力。

通過機構(gòu)運動簡圖繪制實驗，學生熟悉并掌握機構(gòu)運動簡圖繪制的原則和方法，鞏固機構(gòu)自由度的計算方法，并檢驗機構(gòu)是否具有確定的運動，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力。

齒輪范成法加工原理實驗可以使學生對齒廓漸開線形成過程有一個直觀的認識，掌握用范成法加工漸開線齒輪的基本原理，鞏固齒輪基本幾何尺寸的計算，培養(yǎng)學生認真仔細的工作態(tài)度以及觀察能力。

減速器拆裝實驗幫助學生了解減速器各部分的結(jié)構(gòu)，要求他們仔細觀察零、部件的結(jié)構(gòu)及位置，考慮好拆裝順序，了解減速箱各部分的裝配關(guān)系，培養(yǎng)他們的觀察能力和動手能力。

以上這些實踐教學，培養(yǎng)了學生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力，使學生更加直觀地掌握書本上的知識，大大增加了學生的興趣，對提高學生理論聯(lián)系實際的能力成效明顯。

四、考核方式改革

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(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的機械設計基礎課程多為閉卷考試，由于本課程的特殊性，這種單一的考試方式難以反映學生綜合運用知識的能力。為此，教師對考核方式進行了必要的改革，通過改革更好地發(fā)揮該課程在提高教育質(zhì)量、促進教學效果和提高學生素質(zhì)方面的起到積極作用。[3-4]

改革之前只采用期末考試作為學生的最終課程成績，這種單一的考試方式不能全面反映學生綜合運用知識的能力。為了適應財會類專業(yè)對本課程的要求，根據(jù)課程的特點、教學內(nèi)容，考慮到發(fā)揮學生學習的主動性和積極性，采用期末成績和平時成績相互組合的方式對學生進行評價，其中期末成績和平時成績分別占60%和40%；平時成績包括實踐環(huán)節(jié)10%、小論文10%和課堂表現(xiàn)20%。課堂表現(xiàn)包括出勤率、回答問題、討論、完成作業(yè)情況等；平時課堂上教師的提問、討論的內(nèi)容和作業(yè)都作為平時成績的一部分，并且可以穿插一些小測驗，使學生重視課堂學習，能夠主動掌握相關(guān)知識，提高學生上課學習的注意力。

考試成績能考察學生掌握理論知識的情況，平時成績可以檢驗學生運用所學知識解決實際問題的能力，使考核結(jié)果更全面。改革后的這種多方位、多角度能力的考核方式對學生知識的獲得、能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高有著明顯的效果。

五、總結(jié)

非機械類學生與機械類學生具有不同特點，在“機械設計基礎”課程教學實踐中，根據(jù)實際情況，對教學內(nèi)容和手段、實踐教學和考核方式進行了改革。教學過程中，刪減部分與專業(yè)不相關(guān)的內(nèi)容，通過耐心細致的講解、提問、討論等多種授課方式，引入文獻檢索、科技論文撰寫等教學輔助手段、豐富實踐教學環(huán)節(jié)，采用多種考核方式，激發(fā)學生興趣，提高學生學習的自覺性和主動性。實踐檢驗表明，這些方法的采用，可以更好地完成教學內(nèi)容和目標，并且取得了令人滿意的教學效果。

參考文獻：

[l]金慧.如何利用《工程制圖》教學培養(yǎng)非機械類專業(yè)學生的工程意識[J].科教文匯，2008，(8):74.

[2]楊可楨，程光蘊.機械設計基礎(第五版)[M].北京:高等教育出版社，2006.

[3]朱永梅，王明強.高等學校課程考試評價研究[J].管理觀察，2009，(3):

88-89.

[4]李慧芳.非機械類專業(yè)機械設計基礎課程教學的改革與實踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2011，(21):30-31.

（責任編輯：宋秀麗）