“機械設計基礎”說課設計探討

李大林　孟小冉

[摘 要]說課是教師口頭講述課程的性質、教學目標、教學設計思路、教學方法、教學條件、考核方法等一系列教學元素，通過這種表現形式讓人了解課程在人才培養中的作用、任務和目的。“機械設計基礎”課程教學的整體設計的內容包括課程性質和目的、教學基本要求、教學方法、考核方法、教學過程設計等。課程教學設計特點是由實物認知到動手設計的漸進學習過程，具體實踐能力的培養是由局部零件設計到機構整體設計的教學模式。總體體現了機械設計基礎知識構建既符合專科生就業突出職業技能的教學要求，同時又兼顧專升本學生繼續深造所需拓展知識的要求。

[關鍵詞]機械設計基礎 教學設計 教學方法 說課

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）15-0119-02

說課是教師口頭講述課程的性質、教學目標、教學設計思路、教學方法、教學條件、考核方法等一系列教學元素，通過這種表現形式讓人了解課程在人才培養中的作用、任務和目的。“機械設計基礎”課程總體設計可從以下幾個方面進行探討。

一、課程性質和目的

（一）課程的性質

“機械設計基礎”是一門培養學生具有機械設計能力的技術基礎課，是面向機械類專科生開設的專業必修課。在本課程的學習過程中，要綜合運用先修課程，如機械制圖、互換性與測量技術等基礎課中所學的有關知識，結合各個教學環節進行基本訓練，逐步提高學生對基本理論的理解，并逐漸形成對機械方面的構思能力、工程洞察力，為順利地過渡到機械方向專業課程的學習及進行專業產品和設備的設計打下寬廣而堅實的基礎。

（二）課程目的

“機械設計基礎”課程的目的是讓學生掌握機械中常見零件的工作原理、特點、用途以及基本零件設計的計算方法；掌握機械中常用機構的結構、特性，初步具有分析、選用常用機構的能力；具有運用國家標準、查閱手冊等技術資料的能力；獲得機械類實驗技能的初步訓練。

二、課程教學基本要求

“機械設計基礎”課程采用多媒體教學（PPT+動畫+幻燈片投影），即理論教學與實驗教學相結合的教學方式，最后還要進行課程設計。理論課程的講授重點為機械設計基本原則、平面連桿機構傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪系傳動、軸承和軸等，課程設計的講授重點為減速器和變速器。

（一）教材與參考書的選擇

教材選用的是楊可楨主編的《機械設計基礎》第五版（普通高等教育“十一五”國家級規劃教材），該書中的教學基本內容以及有關國家標準都是最新修訂的，教材內容豐富，覆蓋面廣，多而不難，適合學生使用。參考書選用的是陳立德主編的《機械設計基礎學習指導書》，此書適合學生課后自學使用，語言簡練，練習較多。將兩本書結合在一起學習，更利于知識的學習和鞏固。

（二）實驗教學

本校已建立“機械設計基礎”實驗室，其中實驗內容包括5個：機構運動簡圖（驗證性）、帶傳動實驗（實驗性）、直齒齒輪的主要參數及幾何尺寸計算實驗（設計性）、自由度計算實驗（實驗性）和減速器的拆裝（綜合性）。實驗性質從驗證性到綜合性，由簡單到復雜，安排合理，也為之后的課程設計打下堅實的基礎。

三、教學方法

專科生經過大學一年的學習，基本上已經融入了學習本專業的學習氛圍，在學習上已經具備了一些發現問題、分析問題并解決問題的能力，但對于真正的專業課學習來講還是遠遠不夠的，在學習方法上還存在一些不足，例如，思維不夠活躍，對于給出的定義或者公式不會舉一反三，稍微變化就不懂了；基礎理論知識薄弱，專科生在高中期間可能就對數學、物理等知識存在疑惑，到了大學以后，在以前的基礎上學習新的知識就會更加感到不解；最重要一點就是欠缺自主學習的動力。針對以上幾個問題，我們在“機械設計基礎”課程的說課設計中也都充分考慮到。

首先，明確本課程的最終目的是學習機械零部件的組成與裝配，其中涉及的計算較煩瑣，在學習中學生可能會感到枯燥無味，所以應該按照學生接受能力的不同來進行有針對性的教學，使一些計算題簡單化，重點突出，省略公式推導證明過程，教師用自己的語言進行總結。例如在講解“自由度”這一概念的時候可以對其概念進行總結，把計算自由度的公式簡單化，用最直白的語言進行描述，把一個機械簡圖中的“圓圈”看成一個低副，而最常見的凸輪機構就是一個高副，最后的結果自由度一般都等于1。把這些巧妙計算的方法教授給學生，復雜的問題就變得簡單了。其次，進一步加深、鞏固學生的知識，激發學生的學習熱情，可以采用課堂分小組的方式進行。把一個班級的學生分幾個小組，在提問環節，哪個小組回答問題多，加分就多。經過實施，證實這種方法是可行的，學生都爭先恐后地回答問題，增加了教師與學生的溝通。再次，讓學生明白學習本課程的重要性，本課程為機械類專升本的課程，講授的習題也比較靠近近些年專升本的真題，這樣學生自主學習的動力就提高了。

在課程設計的內容上也根據學生的特點進行改變，以往的課程設計都是用兩周的時間進行減速器部件的計算和手繪畫圖，這種方法已經持續了數十年，占用的時間較長，學生的任務也較重，學生手繪圖都千篇一律，學習設計的方法效果較差。教師可以根據學生的特點改變設計方法，比如可以進行計算機CAD、Pro/E繪圖，并且每個學生的原始數據都不相同，這樣可以避免抄襲現象，學生都必須在理解減速器每個部件的前提下進行計算與繪畫，取消了設計具體的計算過程，在最后兩天讓學生們講述自己的設計。

四、課時安排與考核方法

本課程授課時數共72課時，其中包括5次實驗10課時，理論課程62課時。將理論課時分為四部分，第一部分講解機械零件的設計準則、平面和凸輪機構，共10課時；第二部分講解帶傳動、鏈傳動、齒輪，共20課時；第三部分講解齒輪系傳動、軸承、軸和聯軸器，共28課時；第四部分講解減速器和變速器，共4課時。最后還有兩周課程設計的時間。

考核方式采用百分制， “總成績”由“平時成績”、“實驗成績”和“期末考試成績”組成，取消期中的筆試考試。其中，“平時成績”占40%，“實驗成績”占20%，“期末考試成績”占40%。“平時成績”為小組課上回答問題情況占50%、作業成績占30%、出勤率及課堂紀律占20%，重點偏向課上回答問題部分。課程設計的考核與實際課程分開進行評分，評分包括設計思路、設計過程的計算、答辯陳述的表現等。

五、教學過程設計

以輪系為例，具體的展示教學課程設計。

（一）以實例引入，引發思考（5min）

在生活中輪系機構無處不在，我們所用的手表、自行車的響鈴、汽車變速箱、差速器等都是由輪系組成。缺少了期中一個齒輪，輪系傳動方向會發生什么變化？為什么手表里只能放幾個齒輪？汽車的變速箱怎么通過齒輪的變化實現速度的增大與減少？差速器里的齒輪間怎么嚙合才能實現車輪發生打滑？可以把實驗室的實物拿來，讓學生親眼目睹具體輪系的運轉實況。

（二）精練語言，重點突出（5min）

本章重點是輪系的種類和計算輪系的傳動比，輪系分為三大類：定軸輪系、周轉輪系和復合輪系；傳動比的大小是矢量，包括大小和方向，大小計算用公式，判斷方向的方法有箭頭法和方法。而本節課的重點就是定軸輪系方向的確定和傳動比的計算，根據學生接受能力的不同，講授內容明確而不繁雜。

（三）精練題型，各個擊破（25min）

在判斷方向時，要掌握箭頭法，適合任何定軸輪系，而方法，只適合所有齒輪軸線都平行的情況。箭頭方法是最簡單也是最準確的，要用10min時間重點以圖代練。在計算時要精講例題1至2個，為了加深學生的印象，要督促學生多練習一些輔導書上的習題，需要用15min進行講解。教師在講解例題時，盡量慢一些，讓所有學生都跟上自己的思路，要用眼睛和學生進行交流。

（四）總結知識，抓住本質（10min）

首先讓學生準確掌握本節課的幾個重要知識，剩余時間讓學生理解消化。每個小組公開討論，總結本節課所學到的知識，之后用提問的方式與教師一起探討。這樣不僅讓教師了解學生的理解程度，而且還能加強學生的表達能力，增加教師與學生的互動。

“機械設計基礎”說課設計基于充分考慮專科層次學生的接受能力與學生對專業知識體系構建的基本要求。兩周時間的課程設計為課程說課的效果學習進行反饋，實現了課程教學效果的及時檢驗。學習目標的設定由簡單到復雜，由部分到整體，由零件到機構整體的遞進。說課設計全面反映了本課程教學設計的特點，突出了機械類專業入門的知識要點和作為基礎學習工具的功能。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 周禎祥.強化“說課”訓練提升教師素質[J].湖北中醫學院學報，2009（6）.

[2] 張晴，袁曉梅，李漢軍.淺析說課的原則和程序[J].成功（教育），2010（8）.

[3] 王金根，汪海洪.說課創新思考[J].資治文摘（管理版），2010（7）.

[4] 張榮華，劉電芝.高效學習：學習策略的生成和掌握[J].課程·教材·教法，2012（4）.

[責任編輯：覃侶冰]