《机械设计基础》课程教学方法新探

徐　竹

摘要：《机械设计基础》是机械专业重要的专业基础课之一。提高该课程的教学效果，需要采用符合课程特点和学生实际的教学方法及手段。文章提出了启发式教学、多媒体教学与传统教学相结合，并且在教学内容上重视课程设计的教学思路。

关键词：机械设计基础；多媒体教学；课程设计

《机械设计基础》是高职高专机械类各专业的必修课程，是研究机械共性问题的专业技术基础课，对学生学习专业课程起着桥梁作用。该课程的综合性和实践性都很强，要求学生不仅要掌握扎实的基础理论知识，更要具备将所学知识应用到工程实践中去的能力。对学生而言，由于初学不具备感性知识，入门较难，往往会影响其学习能动性的发挥。如何在教学中帮助学生加强理解，提高学习效果呢？笔者结合教学实践谈谈以下几点体会。

启发式教学激发学生的学习兴趣

首先，绪论课对于学生树立正确的学习动机往往起着很大作用。教师可以采用直接提问式的启发法，如：什么是机器？什么是机构？为什么称汽车、缝纫机叫机器，而称手表为机构？它们之间有何异同？机械设计的目标是什么？通过对问题的分析和解决，学生能够了解为什么要学习本课程，从而激发出学习兴趣。

其次，采用直观教学法培养学生的兴趣。在教学中，适当安排学生参观机械零部件陈列室。教师结合课堂教学内容，对一些典型机械产品的传动系统、结构特点、设计方法等进行现场讲解。在讲授新课之前，先让学生观察实物或模型的结构及其运动特点，再提出问题、分析问题，进而自然过渡到新课题的学习。这些不仅能激发学生的兴趣和求知欲，也抓住了学生的注意力，使枯燥的理论课堂变得生动活跃起来。例如，讲授齿轮传动内容时，可设计制作一齿轮传动机构，其中包含直齿圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和齿轮齿条传动等。让学生自主拆卸、装配，在操作中学会齿轮参数的计算，了解传动特点，并重点学会齿侧间隙的测量和调整。

再次，结合实践教学拓宽学生思维，培养创新意识。在日常生活和实践中，有很多现象与机械设计原理有关。例如，缝纫机在极限位置踏死现象，可先让学生思考破解，接着教师解释机构自锁概念，引发学生找出自锁的原因、本质和条件，从而调动学生积极思维。再如，传统的平面连杆机构教学，介绍曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构、定块机构、摇块机构、偏心轮机构等十多种机构，内容多而杂乱，学生常感到很难理解掌握。在讲解该章内容的时候，可采用联系实际的教学方法，让学生观察汽车前桥等腰机构、汽车车门启闭装置、电风扇摇头的双摇杆机构等，还可启发学生观察缝纫机的多种机构，如针杆的上下运动由曲柄滑块机构来实现，提线动作由援助凸轮来完成，送布运动由几组凸轮机构相互配合来实现。这种授课集知识性、趣味性、实践性于一体，使学生在掌握理论知识的同时，提高分析实际问题的能力、统筹思维的活动能力及创新能力。

多媒体教学手段与传统教学相结合

随着教学改革的深入和课程体系的调整，机械设计基础课程的教学时数越来越少。然而，随着科学技术的进步和机械设计学科的发展，需要向学生讲授的内容却越来越多，单一的板书已不能满足现代教学的需要。为了留出更多的实践教学时间，必须要在有限的课堂上增大教学内容的信息量。

多媒体技术将声、图、文、视频等通过计算机集成在一起，突破了传统教学在时间、空间上的限制，丰富了教学内容，为教学提供了理想的环境，可使学生多元化、多渠道地接受教学信息。在教学实践中，可以通过演示电子教具、观看虚拟零件的结构、用鼠标进行测绘、拆装实验、走进网上实训室、观看工程实例等，使学生对各种机构和零件的结构、工作原理及其在各种机械中的实际应用有深入的了解，从而激发学生的学习兴趣，提高其工程意识。

应用现代教学方法和手段，结合CAD、CAI、CAM等现代技术进行教学，可以提高学生学习的主动性和积极性。在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，合理设计和运用现代化多媒体教学，可以创设最佳教学情境。例如，在讲授齿轮加工原理及变位齿轮等内容时，可以让学生带着思考题观看教学录像。学生不仅可以清楚地了解到齿轮的加工原理和加工过程，还可看到各种变位齿轮和齿轮根切的形成过程。看完录像后教师当场提问，学生回答思考题，最后教师作进一步的分析和归纳。另外，教材中不少插图较为复杂且涉及动态的分析过程。例如，皮带传动中的打滑，教师仅凭口、粉笔、挂图难以讲授清楚，学生也难以形成感观认识。但运用CAI多媒体教学，即可把这些动态过程虚拟给学生看。通过计算机演示，学生可以看到教师无法在黑板上完成的各种图形，学习积极性、教学效果和效率都有较大提高。

任何事物都有其两面性，多媒体教学也有不足之处。例如，学生记笔记比较困难，显示内容的连贯性较差等。为了克服这种教学工作的不足，可在多媒体教室放置小黑板，将多媒体课件与黑板授课结合起来，充分发挥它们各自的优势，取长补短。

总之，多种教学手段的应用可以使课堂教学变得生动活泼，提高学生的学习兴趣与热情，使教师在同样的时间内向学生传达更多的知识和信息，教学质量大幅提升。

重视课程设计

《机械设计基础》是一门培养学生机械设计能力的重要技术基础课。课程设计是该课程的一个重要教学环节，是培养学生独立运用所学知识，综合分析和解决工程实际问题能力的重要教学步骤，对学生将来从事工程技术工作具有极其重要的意义和深远的影响。

选题课程设计传统的题目是减速器，但是往往都是教师为学生选好设计方案，很大程度上限制了学生的创造性。针对这种情况，对传统的题目可加以改进。例如，对减速器提出各种不同设计要求和工作条件等。当学生拿到各不相同的设计题目时，必须对该题目积极地探索，收集有关资料，积累经验，确定设计方案。经过比较、分析、判断，最终找出一个最佳设计方案。选择设计方案的过程就是学生创造性设计能力培养的过程。它充分发挥了学生的能动性，使其运用已有的理论知识，用敏锐的目光找寻解决问题的办法。另外，设计题目的选择应更具有灵活性，更接近于生产实际，且类型应多样化，打破单一减速器的局限。

重视减速器的拆装实验实践教学是学生获得感性知识的重要内容，课程设计也不例外。在减速器设计前必须让学生亲自动手装拆一次减速器实物，也可以安排学生去减速器生产厂家参观，看录像或参观陈列室，让学生了解减速器零部件的形状、结构、装配关系，从而使其对加工制造的工艺过程具有初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及其装配关系，便于学生在设计中结合实际，选择合适的结构和尺寸。

掌握好处理数据的方法工程上任何机械的尺寸都不可能完全由理论计算来确定，而必须综合考虑零部件的结构、加工装配工艺乃至于经济性及使用维护等方面的要求。有些零件的尺寸参数需精确计算确定，有些则只能采用类比法或由经验公式来确定。学生要了解工程设计计算与力学计算之间的区别，掌握利用经验数据进行设计及处理数据的方法。学生除了具有一定的感性知识外，还要熟练运用图册等参考资料，做到有所创新。

提高教学质量需要每一位教师从思想上加以重视。只有在教学改革过程中不断总结经验，找出差距，才有望探索出适合高职教育特色的教学方法。总之，教学是一个不断提高，不断改进的过程。在当前形势下，我们更要不断探索，不断深化改革，不断迎接新的挑战。

参考文献：

[1]朱丽.谈机械设计基础课的启发式教学[J].中国职业技术教育,2002,(15).

[2]杨可桢,程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3]陈正福.机械原理与机械零件[M].北京:高等教育出版社,1996.

[4]汤慧谨.机械零件课程设计[M].北京:高等教育出版社,1998.

作者简介：

徐竹(1982—)，女，山西运城人，硕士，西安航空职业技术学院教师，主要从事模具设计与制造专业教学。