淺析《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)設(shè)計

◆石季偉

(柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課程是汽車機(jī)械類相關(guān)專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。它主要研究機(jī)械傳動、常用機(jī)構(gòu)及軸系零件和液壓傳動的基本知識、工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本的設(shè)計理論和計算方法。該課程內(nèi)容既有比較廣泛的理論知識，又有很強(qiáng)實踐性。要對汽車有更深、更全面的了解，要學(xué)好這方面的基礎(chǔ)知識，該課程以培養(yǎng)學(xué)生處理一般汽車機(jī)械問題為主要目標(biāo)，同時也為后續(xù)汽車制造、檢測、改裝等專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。隨著教學(xué)改革的不斷深入，為了突出汽車專業(yè)的特點(diǎn)，增強(qiáng)教學(xué)的針對性和直觀性，本文就該課程的教學(xué)設(shè)計談一點(diǎn)個人體會。

一、教學(xué)內(nèi)容構(gòu)思

任何一門課程都有其知識的系統(tǒng)性，同時又有它本身的階段性，教師在進(jìn)行課堂教學(xué)時的兩個依據(jù)是:一是依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)(大綱)，二是依據(jù)教科書(教材)。大綱規(guī)定了該課程每個學(xué)生必須掌握的理論知識、實操技能，以及教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法等要求;而教材是完成課程教育的重要資源，是知識的載體，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握規(guī)范的、系統(tǒng)的知識，一般是從對教材的感知開始，但是，教材不等同于教學(xué)內(nèi)容，教材僅僅是形成教學(xué)內(nèi)容的一個“載體”，作為發(fā)揮實際作用的教學(xué)內(nèi)容，其特性不同于教材內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容來自師生對課程內(nèi)容、教材內(nèi)容與教學(xué)實際的綜合加工。教師一方面合理地利用教材教學(xué)，對教材內(nèi)容進(jìn)行選擇、取舍、加工;另一方面，教師可以科學(xué)地加工教材，合理地組織教學(xué)過程。因此，如何正確理解教材，準(zhǔn)確把握教材，是教師上好《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課程的重要前提。

(一)聯(lián)系實際把握知識要點(diǎn)

分析知識要點(diǎn)是認(rèn)識和理解教學(xué)內(nèi)容的重要任務(wù)，也是實施教學(xué)設(shè)計和落實教學(xué)目標(biāo)的前提之一。《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》內(nèi)容比較廣泛，它包括機(jī)械傳動、常用機(jī)構(gòu)及軸系零件和液壓傳動的基本知識、工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本的設(shè)計理論和計算方法。針對汽車這樣典型的機(jī)器，《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》每一個單元內(nèi)容中都可以從汽車上找出實際的例子，如講到“機(jī)器”這樣一個重要概念，如何把它與汽車聯(lián)系起來，我們可以把機(jī)器看成是一個活的、生動的東西，它的構(gòu)成主要由動力部分、傳動部分、執(zhí)行部分和控制部分組成，我們說汽車也是一個活的、生動的東西，那么它也一定具備基本的四項組成部分，具體的是，發(fā)動機(jī)是汽車的動力源，是汽車的心臟(動力部分);由發(fā)動機(jī)出來的動力經(jīng)過離合器、變速器、傳動軸、減速器、差速器、半軸等，形成了一條完整的傳遞運(yùn)動和扭矩的汽車底盤傳動系統(tǒng)(傳動部分);汽車是移動的工具，在能量的轉(zhuǎn)換與動力傳遞路線中，車輪處于整個動力傳遞的終端，工作的完成靠它來執(zhí)行(執(zhí)行部分);汽車要動起來，要按預(yù)定協(xié)調(diào)的完成工作，就必須有電子控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等對其起到控制作用(控制部分)。因此，汽車就是一個典型的機(jī)器。

(二)確定教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

在認(rèn)真分析教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)要求和教材特點(diǎn)，并結(jié)合學(xué)生實際，確定教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，做到在教學(xué)過程中科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容，抓住關(guān)鍵，帶動全面，有效地提高課堂教學(xué)效率。比如，講到“機(jī)械傳動”內(nèi)容，面對多種常規(guī)機(jī)械傳動方式(帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、渦輪傳動等)怎樣確定教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)?汽車上的傳動方式基本上包括常規(guī)的機(jī)械傳動方式，如發(fā)動機(jī)作為汽車上的唯一動力源，汽車上的其他附件(如動力轉(zhuǎn)向泵、交流發(fā)電機(jī)和空調(diào)壓縮機(jī)馬達(dá)等)需要發(fā)動機(jī)曲軸通過傳動帶驅(qū)動;汽車上的鏈傳動主要有發(fā)電機(jī)正時傳動、機(jī)油泵傳動等;最普遍的是齒輪傳動，而齒輪傳動又不是單一的某種形式的齒輪傳動，僅底盤傳動系就包含有直齒圓柱輪傳動、斜齒圓柱輪傳動、圓錐齒輪傳動等。鑒于齒輪傳動在汽車上的普遍運(yùn)用，因此確定重點(diǎn)內(nèi)容是“齒輪傳動”;齒輪傳動有各種形式，但無論哪一種形式都必須按照設(shè)計好的傳動比進(jìn)行配合，因此，將齒輪的正確嚙合條件作為難點(diǎn)突破，而正確的計算齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角等重要的參數(shù)就成了學(xué)生必須掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

二、教學(xué)方法構(gòu)思

(一)內(nèi)容與實物結(jié)合

利用現(xiàn)場直觀的示范講解或通過PPT 課件教學(xué)，為學(xué)生進(jìn)行操作演示，使學(xué)生在直觀、具體、形象、生動的現(xiàn)場環(huán)境下學(xué)習(xí)，從感性認(rèn)知的基礎(chǔ)上去理解所學(xué)知識的概念、原理和要點(diǎn)。比如在講到凸輪機(jī)構(gòu)內(nèi)容時，我把教室安排在汽車發(fā)動機(jī)實訓(xùn)室，對照實物(圖1)向?qū)W生講解汽車發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)是如何通過曲軸作為輸入軸，按照設(shè)計好的傳動比將轉(zhuǎn)矩傳遞到凸輪軸，再由凸輪通過運(yùn)動高副接觸，將凸輪的轉(zhuǎn)動形式變?yōu)闅忾T桿間歇式直線運(yùn)動形式，從而控制發(fā)動機(jī)連續(xù)循環(huán)實現(xiàn)“進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣”四沖程工作。

(二)創(chuàng)設(shè)問題與自主學(xué)習(xí)結(jié)合

課堂不是教師唱獨(dú)角戲的場所，而應(yīng)該讓學(xué)生有更多的機(jī)會去參與、發(fā)現(xiàn)和討論，允許學(xué)生有闡述自己見解的空間。我在教學(xué)的過程中時不時拋出一些問題給學(xué)生，讓他們自己去思考、分析和討論，如講到輪系內(nèi)容時，我拋給學(xué)生的問題是:

1.汽車如何實現(xiàn)變速傳動?

2.汽車如何實現(xiàn)倒車?

3.汽車轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)輪和外輪走過的距離是不等的，如何順利實現(xiàn)不帶拖滑的轉(zhuǎn)彎?

剛一接觸到這些問題，學(xué)生的第一反應(yīng)往往瞪大眼睛無所適從，接下來會有一些五花八門、不著邊際的回答，這是正常的。關(guān)鍵是此后的教學(xué)過程教師要引導(dǎo)學(xué)生去自主學(xué)習(xí)，探究新的知識。通過這樣的教學(xué)實踐，我感受到教師和學(xué)生的思想都得到了激活，能夠逐漸把學(xué)生培養(yǎng)成善于獨(dú)立思考，學(xué)會主動獲取知識，不斷自我發(fā)展成為適應(yīng)社會和市場需要的人才。

(三)“精講”“少講”與“多學(xué)”結(jié)合

課程中重要的內(nèi)容、關(guān)鍵的知識一定要“精講”，這是毫無疑問的，但“精”精到什么程度是很難把握的，一門課程結(jié)課，重點(diǎn)不在教師講了多少內(nèi)容，而在于學(xué)生學(xué)到多少知識。《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》有相當(dāng)一些內(nèi)容原理性較強(qiáng)，如機(jī)械連接方式中的“萬向節(jié)聯(lián)軸器”，它是汽車機(jī)械連接中很常用的連接方式，常用的有“十字軸不等速萬向節(jié)”“雙聯(lián)式準(zhǔn)等速萬向節(jié)”“球籠式等速萬向節(jié)”等，一方面，這部分內(nèi)容牽涉到“等速”與“不等速”原理和計算問題;另一方面，是目前在汽車機(jī)械連接廣泛使用某種、或者某些連接方式的問題。前者是設(shè)計上要解決的問題，教師要花較多的時間講清楚，學(xué)生也要花較多的時間去弄明白;后一個問題重點(diǎn)是使用選擇問題，是在弄懂不同結(jié)構(gòu)形式萬向節(jié)的特點(diǎn)前提下進(jìn)行正確選用。職業(yè)教育培養(yǎng)的是技能型人才，所以教學(xué)內(nèi)容必須以實用為目標(biāo)。因此，針對這一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我是這樣安排的，萬向節(jié)聯(lián)軸器的原理和計算“精講”、或“少講”，而汽車機(jī)械連接如何正確選用萬向節(jié)聯(lián)軸器則是學(xué)生們要更多掌握的。“少講”的做法是，教師在課堂教學(xué)過程中要盡量少地進(jìn)行給予式的講解，3 分鐘能講明白的，絕不講4 分鐘，學(xué)生自己能夠讀通悟明的，教師絕不要講，從而把課堂真正變?yōu)閷W(xué)生主動學(xué)習(xí)的場所;而“多學(xué)”的做法是，讓學(xué)生自己“讀”“想”“悟”“寫”“做”的時間與機(jī)會多，讓學(xué)生學(xué)到的知識多、信息量大，讓學(xué)生學(xué)得更扎實、更有效，收益多、質(zhì)量好。“少講”是手段，“多學(xué)”是目的。“授人以魚”，還是“授人以漁”，關(guān)系到我們所培養(yǎng)出來的學(xué)生在職業(yè)崗位上是否能真正成為知識與技能型人才。

三、課內(nèi)實驗教學(xué)設(shè)計

課內(nèi)實驗教學(xué)是高等職業(yè)教育的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，它的設(shè)計應(yīng)具有實用性和可操作性。《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》是一門應(yīng)用性、實踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程以提高學(xué)生職業(yè)核心能力為中心，使學(xué)生通掌握汽車上常用的金屬材料和非金屬材料、常用零部件、常用機(jī)構(gòu)、常用機(jī)械傳動等知識和技能，達(dá)到為后續(xù)學(xué)習(xí)汽車相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。如何高效設(shè)計課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)教學(xué)，這是需要認(rèn)真研究的問題。課內(nèi)實驗課有其特別的功能，設(shè)計得好可以有效的增強(qiáng)教學(xué)直觀性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生動手能力，實現(xiàn)教學(xué)相長。

(一)合理選擇實驗項目

《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課內(nèi)實驗項目可選的有很多，但由于課時的限制，不可能面面俱到，因此，合理選擇實驗項目對教學(xué)效果就非常重要，我的原則是:

1.必須與汽車結(jié)構(gòu)有關(guān);

2.實驗項目盡量涵蓋較多的知識內(nèi)容;

3.以“綜合性實驗”為主。

比如，確定課內(nèi)實驗項目之一“發(fā)動機(jī)配氣的拆裝與認(rèn)識”，考慮到發(fā)動機(jī)是汽車的重要組成部分，而配氣機(jī)構(gòu)與《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》中的凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、帶傳動、齒輪傳動等相關(guān)知識有著密切聯(lián)系，通過該項目的實驗，能使學(xué)生從理論到實踐，再從實踐到理論去認(rèn)識和掌握相關(guān)的知識。

(二)精心編寫實驗項目指導(dǎo)書

實驗指導(dǎo)書是對理論知識的驗證、對實踐操作的檢驗。它使學(xué)生明確實驗任務(wù)和實驗?zāi)繕?biāo)，了解整個實驗操作過程，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成整個實驗，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)方法和獨(dú)立操作能力。因此，實驗指導(dǎo)書編寫應(yīng)該內(nèi)容詳實、步驟清晰、可操作性強(qiáng)，同時還有留給學(xué)生思考和討論的空間。例如:

實驗項目之一:“汽車機(jī)械構(gòu)造總體認(rèn)識”

(一)實訓(xùn)目的

1.能判斷機(jī)器與機(jī)構(gòu)及分析其組成;

2.能區(qū)別機(jī)器組成的基本構(gòu)件和零件;

3.通過對汽車結(jié)構(gòu)組成認(rèn)識，加深對專業(yè)認(rèn)識。

(二)實訓(xùn)設(shè)備和工具

1.汽車發(fā)動機(jī)、底盤總成若干臺;

2.整車若干臺。

(三)實訓(xùn)步驟

1.結(jié)合整車認(rèn)識汽車各部分總成(圖2)

2.結(jié)合以下知識點(diǎn)對機(jī)器有個總體的認(rèn)識

(1)機(jī)器組成

①動力部分:汽車發(fā)動機(jī)部分;

②傳動部分:汽車變速器、傳動桿、減速器、差速器等;

③執(zhí)行部分:汽車行駛系;

④控制部分:ECU、汽車轉(zhuǎn)向系、制動系等。

(2)機(jī)器的三個特征

①由多個構(gòu)件組成;

②各構(gòu)件間具有確定的相對運(yùn)動;

③能夠完成有效的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。

(3)機(jī)構(gòu)

曲柄連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)等。

(4)構(gòu)件、零件和部件。

(四)討論

1.機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系是什么?區(qū)別是什么?指出汽車中的常用機(jī)構(gòu)。

2.指出構(gòu)件、零件和部件的區(qū)別。

四、結(jié)束語

筆者在多年的教學(xué)實踐中探索出了一條比較適合《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課程的教學(xué)設(shè)計，本文從教學(xué)內(nèi)容構(gòu)思、教學(xué)方法構(gòu)思和課內(nèi)實驗教學(xué)設(shè)計三個方面，對《汽車機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了多方位的論述。教無定法，社會在不斷的發(fā)展，知識也在不斷的更新，職業(yè)教育培養(yǎng)的是技能型人才，作為高職教師應(yīng)善于思考，對教學(xué)中存在的問題，要敢于進(jìn)行嘗試研究，分析教學(xué)與實際需要不適應(yīng)的原因所在，從而及時修正不合理的教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段，增強(qiáng)教學(xué)的針對性和實用性。

［1］魯力群.項目驅(qū)動下的汽車?yán)碚摳母锛皩嵺`［J］.大學(xué)教育，2013，(8).

［2］梁燕敏.基于信息平臺的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學(xué)研究［J］.廣西教育，2013，(9).

［3］王廣海.基于行動導(dǎo)向的《發(fā)動機(jī)機(jī)械系統(tǒng)檢修》一體化課程改革［J］.汽車維修，2012，(11).

［4］郭宏杰.師范院校生物化學(xué)課開設(shè)設(shè)計性實驗的必要性探索［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，(22).