基于實例法的“機械設計基礎”課程教學方法研究

陳碩

摘 要：“機械設計基礎”是一門理論與實踐結合的課程。文章首先通過實例提升學生的學習興趣;其次，在講解該課程的過程中多引入教學實例，對實例詳細講解并掌握基礎原理;最后，提煉學習重點，加強掌握，不斷優(yōu)化教學方法，使學生充分掌握該學科的理論知識。

關鍵詞：“機械設計基礎”;實例;機構

“機械設計基礎”是機械類專業(yè)的一門技術基礎課程，是從基礎課學習過渡到專業(yè)課學習的橋梁，也是聯(lián)系其他技術基礎課和專業(yè)課的紐帶[1]。“機械設計基礎”主要介紹機械傳動、常用機構及軸系零件的基本知識和應用特點，分析機械構造原理和運動規(guī)律，為學習專業(yè)技術知識提供必要的基礎知識和能力。本文主要通過各種實例，從興趣引導、實例詳解、提煉重點3個方面研究該課程的教學方法。

1 興趣引導

“機械設計基礎”課程具有通用性，大部分同學對機械機構剛開始興趣不濃。為了能夠有效學習本門課程，和其他課程相比，如何讓學生意識到該課程的重要性，已經(jīng)成為不能回避的問題。因此，課程教學要注重學生的學習興趣，尊重教學規(guī)律，使學生理解由易到難，并能進行運用，從而活化所學知識。“緒論”章節(jié)很重要，多引進實例介紹機械的發(fā)展過程，如內燃機的工作結構、內燃機是將燃氣燃燒時的熱能轉化為機械能的機械裝置，具體如圖1所示。

圖1 內燃機工作結構

通過實例，學生的感性認識增強，深知學習機械設計理論知識的廣泛用途，促使學生學習力進一步增強，為后續(xù)課程提供良好的理論基礎。了解機械知識是有大作用的，要扎扎實實地學習，解決可以用機械解釋的知識難題。為了正確引導學生學習，要做到理論和實踐結合，如在做“鉸鏈四桿機構的類型”時，將4個桿的尺寸給出、判斷類型、總結出鉸鏈4桿機構的判別方法;在對“棘輪機構運動傳遞的單向性”知識點講解時，說明鏈傳動可使腳踏圓周運動轉變?yōu)檐囕唸A周運動，以騎自行車向下走作為實例，闡述“棘輪機構”的運動特性，使學生充分理解。

2 實例詳解

對于定軸輪系章節(jié)的教學，要多想方法、探尋新思路，讓學生喜歡聽課、不覺得枯燥，能夠充分接受知識學習，并勤加練習、掌握本章內容。以此豐富課堂教學，提升學生學習的主動性、趣味性，有利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

以定軸輪系的傳動比的設計為例，通過多媒體播放車床的傳動系統(tǒng)課件提出問題：怎么知道主軸最后的轉速、如何確定最后是正轉還是反轉。學生觀看思考，進入課堂學習意境，通過播放生產(chǎn)中的實例進行開篇，激發(fā)了學生探究新知識的欲望，使學生很快進入到課堂，如圖2所示。

圖2 臥式車床外形

通過引導啟發(fā)法講授定軸輪系傳動比的計算，在逐步的推導過程中，得出傳動比計算公式，會判斷主動輪和從動輪，此時不講解方向的判定方法。講解第一種方法時，主要是啟發(fā)引導;同學以小組的方式討論交流有多少對外嚙合齒輪、最后的轉動方向如何;指出第一種方法的局限性，引出第二種方法，用示范討論法講解，一邊講解，一邊提問，最后由學生總結幾種齒輪嚙合傳動方向的特點，這部分是教學的重點與難點，根據(jù)推導出的公式與教師一同演練例題。應用示范與提問討論法，通過一道完整的例題，全面強化輪系傳動比的計算和各輪回轉方向的判定這一重點教學內容[2]。

3 提煉重點

“機械設計基礎”主要介紹了各種機構的運用和零件的工作過程以及計算方法等，內容復雜，學生入門困難。所以要把握知識的整體脈絡，“平面四桿機構的基本特性”部分分為“急回特性”“壓力角和傳動角”“死點位置”3個內容。通過多媒體播放課件及相關視頻（牛頭刨床的運轉工作等）提出問題，運動有什么特點、為什么回程比進程要快。牛頭刨床如圖3所示。

圖3 牛頭刨床實物

通過播放身邊的實例進行開篇，調動學生學習新知識的興趣，使學生能夠很快進入學習的狀態(tài)。播放曲柄搖桿機構的動畫，讓學生仔細觀察機構的運動過程，搖桿去回運動的速度問題，并逐步引導學生，分析得出行程速比系數(shù)和極位夾角，并掌握參數(shù)的相互聯(lián)系、突出重點難點。當了解平面四桿機構的急回特性后，引導學生思考平面四桿機構的搖桿的受力情況，得出壓力角和傳動角，并分析壓力角和傳動角對機構的影響，分析機構運行狀態(tài)，讓學生判斷死點位置在哪、如何順利通過死點位置。最后，讓學生了解死點位置的消極作用和積極作用[3]。

4 結語

“機械設計基礎”是機械類專業(yè)中非常重要的技術基礎課，需要在課程教學中不斷優(yōu)化教學設計，促使學生掌握理論中重要知識點，對本學科有全面立體式的掌握，打牢理論基礎，全面、準確地掌握相關設計原理和計算方法，培養(yǎng)學生的理論和實踐能力。學習中注意領會和掌握“機械設計基礎”課程的基本概念、基本理論和基本運算方法，還要注意掌握和應用合理的假定、準確概括與抽象、嚴密的推理等科學方法。要注意各篇及各章之間的內在聯(lián)系，應用數(shù)學、物理、機械制圖等基礎知識及運算方法分析，解決機械基礎上提出的一些問題。每章后的小結、思考題和習題，有助于學生進行復習、深入思考和掌握該章所學的內容。完成一定數(shù)量的練習題，可以鞏固基礎知識和提高學用結合的技能，培養(yǎng)學生綜合分析及解決問題的能力，從而取得較好的學習效果。

[參考文獻]

[1]柴鵬飛.機械設計基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[2]曾德江，朱中仕.機械基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

[3]謝振宇.“機械設計基礎”教學方法探討[J].鞍山師范學院學報，2004（4）：15-16.

Research on the example-based methods of “Mechanical Design Basic” course

Chen Shuo

（Guidaojiaotong Polytechnic Institute， Shenyang 110023， China）

Abstract：“Mechanical Design Basic” is a course combining theory and practice. The article first promotes the interest of the students through an example; secondly， in the course of explaining the course， the teaching examples are introduced， the examples are explained in detail and the basic principle is mastered; finally， the focus of the study is refined， the master is strengthened， and the teaching method is continuously optimized. So that the students can fully grasp the theoretical knowledge of the subject.

Key words：“Mechanical Design Basic”; instance; institutions