《機械設計基礎》課程教學方法的實踐與探討

帥玉妹+周傳喜+管鋒

摘要：根據近機和非機類相關專業的人才培養目標，針對機械設計基礎課程的特點，本文就筆者在教學中所采用的一些教學方法與今后的教學改革部分設想進行了實踐與探討。

關鍵詞：機械設計基礎；人才培養目標；教學實踐；教學方法

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）51-0195-02

一、前言

《機械設計基礎》是近機或非機類專業的主要課程之一，它雖然是一門專業基礎課，但確實是學好一些專業課程的基礎，該課主要偏重于機械設計理論與實踐，是能直接指導生產設計的理論基礎。因此，結合我校相關專業的培養目標，需注重于培養學生的實際動手能力以及創新設計意識。

二、本課程教學中存在的問題

長期以來，許多任課教師未注意到非機械或近機械專業與機械專業在教學要求、教學內容及教學方法上的不同，使學生普遍反映內容枯燥、抽象，教學效果不夠理想。加之學生的工程意識薄弱，對機構及零部件認識不足，沒有實際工作經驗，對機械的了解只限于生活中接觸的范圍。教師常采用“滿堂灌”的方法進行講授，學生被動學習，不利于調動學生的積極性以及培養他們獨立思考問題、解決問題的能力。針對這些問題，筆者結合多年的教學經驗，提出自己的一些教學方法和設想進行探討。

三、教學實踐

1.提高學習本課程的興趣。興趣是學習的主要動力之一，如何提高學生學習本課程的興趣，第一堂的緒論課尤為重要。在第一堂課上可采用直接提問的啟發法，如：你們在駕校學過開車吧？知道汽車發動機的組成和功能是怎樣的嗎？生活中我們所騎的自行車、做衣服使用的縫紉機，它們的組成和功能又如何呢？哪些是機器，哪些是機構？它們之間有何異同？通過這些問題的分析和講解，可以非常有效地激發起同學們的興趣。

2.結合培養目標精煉課程內容。根據我校工業設計和海油、儲運專業的培養目標，強調人才的應用性，使同學們具有機械設計基礎的基本技能。故應從實際出發，確保學生掌握必要的基礎知識，選擇少而精的教學內容。鑒于本課程所涉及的內容較多，在少學時的情況下，應側重常用機構及齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動及軸系支承件相關知識的講解，包括工作原理、結構設計、尺寸確定及受力分析相關內容。對于一些理論知識較深難懂的公式推導等內容則只進行簡單講解或一筆帶過。例如帶傳動設計中考慮帶的彈性變形影響而導致帶緊邊、松邊拉力不同的歐拉公式，齒輪傳動設計中推導彎曲強度時建立的齒輪的力學模型進行的系列假設等，只需要給學生說清楚理論知識點，不必要證明計算過程。具體的公式要求理解每個參數的含義，會應用即可。

3.多種教學手段并用授課。隨著多媒體教學進入課堂，老師上課教學內容上信息量加大了，素材更加豐富，由此極大地擴展了教學內容，改善了教學環境，讓學生們能更加容易地掌握課堂內容，學到課程相關知識，同時也加深了他們對知識的理解與應用。但由于多媒體教學中很大的信息量，使教學進度變快，學生隨堂思考的時間變短，他們對需要掌握的知識點感到有些無所適從。因此，在利用多媒體教學手段的同時不能忽視傳統的教學手段，即合理利用板書、掛圖及實物模型等。

如在介紹平面連桿機構的應用實例時，利用多媒體教學軟件可形象、直觀地演示各種機構的組成和運動情況，再結合工程或生活實際加以闡述，可有效加深同學們對平面連桿機構的理解和印象。再如一對齒輪傳動時的嚙合過程，同學們一般難以想象，運用多媒體課件即可直觀地將多種類型齒輪傳動以動態工作形式展示在同學們面前，以幫助學生們理解嚙合的原理、運動過程及運動中的特點，這些知識信息量是教材上的二維平面圖無法直觀表述的，這樣一來，學生們的學習興趣會逐漸加濃，學習效果自然會得到大大提高。

此外，在講授滾動軸承的結構及壽命計算時，通過軸承的模型或實物加深感性認識，利用板書詳細介紹角接觸向心軸承軸向載荷計算方法，便于學生能隨堂掌握這個知識難點。

4.課內與課外有機結合來培養創新意識和能力。大學生是創新型人才的主力軍。為了更好地培養他們的創新設計思維能力，需從培養自學能力入手，調動學習的積極性，啟發積極思維。

在課內，將每章需要講授的內容分為重點、難點和一般了解。該課程的基本知識、基本理論和基本方法作為重點和難點內容，在課堂上應詳細講解。一般了解部分是擴充相關內容的知識面。在教學方法上，采用啟發式、類比式、課堂討論式等，啟發學生思維。此外，通過教學思想的改革，鼓勵多向化思維，切忌將學生的思想方法限定在課本的狹窄范圍內。如可提出一些與課本上的設計思路、設計方法和觀點不相同的問題，供同學們討論研究，提倡設計結果的多樣性，培養創新意識和創造能力。例如，自行車掉鏈的原因，可先讓同學們思考破解，接著老師解釋鏈條、鏈輪的有關參數及產生掉鏈的主要影響因素，通過這些生活實例的講解，極大地調動了學生的積極思維，同時也提高了解決實際問題及創新的能力。

除了課內教學，還要加強與課程相適應的課外教學。課外教學要求學生自學教材中的選講內容，完成與課堂內容相應的課后拓展作業。對于自學的內容，不是讓他們看看教材即可，而是先布置與所學章節內容相關的問題，讓他們帶著問題自學，最終能解決問題，才算過關，給予一定的平時成績作為鼓勵。以這種方式的自學，我們發現學生們的自學能力及創造思維在不斷提高。對于課后拓展作業，主要是鼓勵學生制作相關機構的三維動畫模擬以及主要機構應用實際機器的三維模擬。通過拓展課堂內容，促使他們自學一些有關的計算機應用軟件，為后面的課程設計、畢業設計的順利完成打下堅實基礎。

四、教學改革的設想

1.豐富考核方式。目前我們的考核方式是以期末考試成績占80%，平時成績占20%為依據，平時成績主要包括上課時的考勤、提問、作業、實驗等。很顯然期末考試成績占的比重很大，這種主要以“一卷定乾坤”的考試形式，不能全面考查學生的掌握情況，而且卷面的考試內容多局限于書本中的基礎知識和基本理論，答案過于唯一，學生只知道死記硬背。故將來在試題內容上可多加一些開放題，以課程教學大綱規定的基礎知識為依托，結合工程實踐內容，給學生思考和創造的空間，培養他們的創新意識和能力。此外，增加平時成績的比例，如占40%～50%，在平時成績中加入隨堂測驗、階段考核、課外作業與小組主題方案設計和答辯等，通過考核方式的改革，筆者相信一定能夠對學生知識、能力和綜合素質進行全面有效的測試評價。

2.增加實踐環節培養動手能力。實踐教學是啟發學生學習興趣，加深對課堂知識的理解，提高動手能力的重要教學環節，目前我們的實驗課程大多屬于老師演示、學生觀看，如走馬觀花一般，其效果不理想。鑒于本課程的工程應用性，可通過開放實驗室，增設設計性、綜合性實驗，補充新型的機構和典型機器實物或模型。讓同學們自己動手設計、組裝、評價機構傳動系統和軸系結構方案，達到培養同學們工程實踐、動手和創新能力的目的。

此外，在課程設計環節，改變傳統的減速器設計方案，在選題上要考慮專業的培養目標，有針對性和側重性，如工業設計專業可提供玩具設計、家裝設計、外觀設計等方案，儲運專業可結合石油機械的抽油機、修井機、壓力泵等提供設計題目。便于同學們更早地接觸未來的專業課學習，為將來踏上工作崗位作好準備。

五、結束語

總結多年《機械設計基礎》課程的教學經驗，筆者認為，對于近機或非機類的學生，將該課程的理論與實踐教學有機的結合起來，能在一定程度上培養他們的創新思維及動手能力，同時也能讓同學們具備設計基本理論與設計思想。此外，為以后相關專業課程的學習，起到一定的引導作用，同時為讓他們更符合相關專業培養目標的要求奠定了一定的基礎。

參考文獻：

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[3]陳厚榮.非機械專業《機械設計基礎》課程教學方法探討[J].西南農業大學學報（社會科學版），2012，（5）.

Abstract：According to the talents training objectives of near-mechanical and non-mechanical major，this paper，in consideration of the characteristics of the courses of Fundamentals of Mechanical Design，gives some practice and discussions on the teaching methods which the author uses in the teaching and some prospects of the education reform in future.

Key words：Fundamentals of Mechanical Design；talents training objectives；teaching practice；Teaching methods