機械設計課程“軸的結構設計”說課設計

徐治強

(遼東學院化工與機械學院， 遼寧 丹東 118003)

0 引言

說課是教師面對同行，將自己對課程及教材的理解和把握、課程的設計和安排、學習方式的選擇和實踐等一系列教學元素進行闡述的教學研究活動[1]。說課能鍛煉教師的邏輯思維能力和語言表達能力，提高備課的質量，有助于優化教學設計和高效完成課堂教學，促進教師專業發展[2]。信息化教學的合理開展和推廣應用，有利于發揮學生學習的主觀能動性和創造性[3]。說課的設計要考慮到課程教學各環節如何銜接，如何在講述內容中突出重點和難點，授課過程中采取怎樣的教學方法和手段，是提升教師的教學水平、提高教學質量的主要途徑。文中以機械設計課程“軸的結構設計”為例說課。從課程分析、課程思政、學情分析、教學方法、教學目標、教學重點、教學進程、教學評價等維度闡述，以期達到全面提升教學效果和質量的目的。

1 說課設計過程

1.1 課程分析

機械設計是高等學校工科機械類專業廣泛開設的必修技術基礎課，主要培養學生了解和掌握機械基礎知識、具備機械設計的初步能力。課程不僅具有較強的理論性，同時具有較強的實用性，理論與實踐緊密結合。培養學生樹立正確的機械設計觀念，具有一定的創新思維能力；掌握設計機械所必須的基本知識、基本理論和基本技能，具有設計機械傳動裝置和一般工作機的能力；具有運用標準、規范、手冊及其他有關技術資料的能力、計算能力、繪圖能力和運用計算機輔助設計的能力。通過課外大作業的方式培養學生實踐能力、團隊協作能力、機械系統開發能力、信息獲取能力和自學能力。從事機械設計與機械制造實踐和科學研究必不可少。說課的內容教材選用西北工業大學孫桓、陳作模、葛文杰主編的，高等教育出版社出版《機械原理》(第八版)第一章第三節內容軸的設計。

1.2 學生分析

此課是本科三年級學生第五學期開設的，學生已經學習了理論力學、材料力學、畫法幾何與機械制圖、機械原理等基礎課程，具有機械專業需掌握的基礎知識和基本制圖技能。學生只是學習了這些知識，對于怎樣利用這些基礎知識為后續課程服務，怎樣建立機械設計的整體思路，還沒有形成完整的體系。學生學習過程中都是以理論學習為主，沒有實踐經驗且實踐能力不是很強，自主學習能力需要進一步加強和提高。而且機械設計涉及各種機械連接和機械傳動以及軸系零件的設計，各種連接和傳動的作用原理及分析方法又有所差別，機械設計課程的這些具體情況決定了該課程授課中，需要根據具體內容和學生掌握情況靈活采用適當的教學方法和手段，引導學生建立自主學習的習慣和適合個人學習的方法。

2.3 教學目標以及重點、難點

教學目標為了解軸的功用、類型、應用，軸的常用材料及選擇；掌握軸的結構、設計、強度計算；重點掌握階梯軸的結構設計和強度校核，從結構和功能設計的理論角度了解局部自由度及虛約束，能準確識別出機構中存在的復合鉸鏈，并做出正確處理。

2.4 課程思政

課程思政部分以中國古代的輪軸生產機械為例，講述中國古代機械故事，使學生建立民族文化認同感和民族自豪感。引導學生機械設計的思維，工程實踐精神根植于心，為建立工作中持之以恒、愛崗敬業、守正創新的工匠精神打下基礎，樹立科學嚴謹的設計態度。

2.5 教學方法

本次課以案例教學法、討論教學法、啟發式教學法相結合的形式介紹軸的結構設計，在授課教師的指導下，學生分成小組以具體案例為討論對象，圍繞軸的設計討論，全體學生都參加討論過程，培養學生的合作精神，激發學生的學習興趣。

2.6 教學過程

充分利用超星泛雅平臺線上線下混合式教學，在課程進行的前一周在平臺上發布課前需要預習的內容和課程視頻，同時發布課程的自主學習要點，預習有助于學生掌握課程的重點和難點。課堂上首先由老師引導學生對普遍存在的問題加以解決，并對基本定義和概念性知識進行檢測。在此基礎上，學生按照事先分好的小組討論教師給出的具體案例，啟發式教學方法使學生掌握軸的設計，以及軸設計中需要重點注意的問題，加深對局部自由度及虛約束的理解。課上的學習成果需要課后通過一定的方法鞏固提高，主要利用泛雅平臺的進階測驗功能，學生可以自行對本節課內容線上自測，從而對掌握不是十分扎實的知識進一步鞏固。這樣，學生的課后復習更具有針對性。

3 課程反思及總結

機械設計是理論與實踐結合比較緊密且應用性極強的專業課程，和實際工程及生產實踐聯系比較多，以“軸的結構設計”具體案例為課程的切入點，導入軸的機構設計及校核內容。機械設計課程實踐性非常強而且內容多，需要學生主動參與，預習和復習都非常重要。最佳的授課方式是能夠根據具體項目創設接近于企業實際工程的教學場景，諸多教師的合作以及學生積極配合，才能取得較好的學習效果。由于受到實際教學經費不足以及實驗實習環境不足的影響，教學效果受到了一定的削弱。在未來的教學建設中，需逐步加強接近于工程實際的實踐操作，創設真實的設計場景，提高學生提出分析、分析問題和解決問題的能力。

教師科研課題可以引入到課程教學中，實現科研反哺教學，一方面可以解決實驗經費不足的問題。另一方面，學生通過參與實際的項目，可以開闊視野，擴展知識面，提高學習興趣。利用理論知識指導實際設計，通過具體設計案例對理論知識加以驗證，同時加深對理論知識的理解。