机械设计基础实践课程的设计与探索

熊慧英等

【摘 要】机械设计基础是机械技术基础课，有较强的理论和实践性。应把设计理念和过程穿插在教学过程中，使之成为一个整体，每个环节都以任务目的为导向，环环相扣，以达到较好的教学效果。

【关键词】机械设计基础 实践课程 行为导向法

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）09C-

0052-02

一、实践课程的地位及重要性

在机械设计基础的教学中，理论教学对于高职类的学生来说是比较难于接受与理解的环节。在以往的教学环节里，对于较为简单的理论，学生还能理解，但一旦牵涉到较复杂的计算或者结构，学生立刻就表现出迷茫与排斥，教学效果不理想。学生们总在问一个问题：现在学的东西以后能干什么？这正是我们要仔细思考的问题。理论是为实践服务的，再高深的理论，如果不能应用于实践，也是没有意义的。因此，如何把理论应用于实际，然后再通过实践理解和深化理论，是我们课程改革中思考得比较多的问题。

在我们以往的课程安排中，有专门的实践环节课程设计，但课程设计是在理论教学结束后才开始，有的学生往往在设计过程中完全忘记了曾经学过的相关知识，需要重新对知识进行梳理，效率很低。因此，我们改革了以往的教学方法，让设计的思路和理念贯穿于教学过程，让学生在做中学、学中做，力图使学生学得轻松、有趣。

二、课程设计思路

我们考虑怎样把入门的门槛做到最低，让同学们不要对设计抱有神秘感和畏难的情绪。我们的课程切入点从学生们最常见的简单物体入手。机械无处不在，我们要找到简单的机械非常容易。在绪论里，我们不谈要学习哪些理论知识，而是发动大家找机械，学生开始还觉得很神秘、难度大，经过引导，他们发现原来机械就在我们身边，门上的铰链、屋顶的电扇、自行车，比如说日常常见的磨豆腐、打年糕……原来这些都是依靠机械，我们想想办法都可以实现，我们都可以对这些简单的东西加以设计。以后要做的是怎么样一步步把我们想要的东西用设计的语言表达出来。

一个机器的构成，分成原动机等五个部分（图1）。对于学生来说，最直接感受到的，就是执行部件，我们的思路就是从易到难，环环相扣，先从执行部件开始设计，然后就生产要求选用原动机，再就原动机和执行部件的传动比来设计和选用传动装置，最后是辅助系统和控制系统。设计思路就如同是一根主线，把机械设计基础的内容有机集合起来，学生的学习过程就是设计过程，机构的学习就是为了设计和选用，每一步目的明确，任务清晰。

三、思路的实践过程

绪论时我们重点介绍了这门课程的特点及用途，且加入了零件、构件等概念，并且拆解简单机器，让同学们有个初步认识。接着是绘制机构运动简图。然后我们先从四杆机构出发，结合日常见到的筛东西、磨豆腐等，布置设计任务，在四杆机构的讲解过程中，不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性，能转化为什么样的运动形式，现实生活中有哪些物品是用到了这些机构的，启发引导学生往设计任务上思考，学完四杆机构，学生也能就自己的任务作出简单的设计和构想。

一个机器少不了动力，因此我们在课程中增加了电动机的选用环节。学生设定了自己的运动机构的各种参数后，按部就班选用电动机，由此掌握了效率等概念，并且对整体的机器有了一个大概的认识，见到了轴承、联轴器、变速箱等词汇，虽然了解不深，但因为拆解了一个机器，学生们基本还是能接受。

电动机选择好了以后，就牵涉到减速的问题，这时我们就可以引进齿轮机构（包括蜗轮蜗杆）、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用，对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的，我们忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。在学习过程中就加入查手册选材料环节。把时间用到应用实践上。

齿轮有了，传动比有了。谁可以把运动和动力传递给齿轮呢？于是联轴器和联接就出场了，齿轮是靠键连接与轴传递运动和动力，电动机的运动和动力就是由联轴器联接电动机轴和带传动的。各类联接重点也是放在选择应用。

各类零部件都选用设计好后，轴就上场了，轴的结构设计是重点，我们通过举例比较分析，搞清楚什么样的轴结构是合理的，并且通过讲解和改错，明白为什么要有细节上的处理（这些机械制造基础已经有过讲解）。

最后是轴承，支撑轴的零部件。轴承的选用、轴承寿命计算是花时间较多的环节。

每一步就是一个设计环节，做的作业就是为自己设计的执行机构选用配套的运动机构和辅助系统。大家自己设计了一个机器，一个设计过程就完成了，同时完成的还有大部分的课程学习任务。对于凸轮、间歇机构等就放在了最后，由于前面已经学习过常用零部件的设计、选用，因此同学们学起来也并不吃力。

四、新思路实行的效果

课程改革前，由于内容之间相对独立，各机构之间的结构各有特点，相互之间联系少，课程重点不突出。学习时没有细化的明确任务和目标，学生接受很被动， 学生普遍反映这门课“难学”“不太理解”“听不懂”，通过率也是各类课程里面最低的。学生上课积极性不高，课堂气氛低沉，学习效果不好。

改革后，由于章节环环相扣，第一步就是学生为自己设计喜欢或相关的机构，后面的每一步都是为了实现机构的运动目标而实践，学生学起来有方向、有程序，特别是小组讨论方案，气氛非常活跃。教师在其中只是起到引导和帮助解决问题的作用，学习的主体是学生，思考的主体是学生，实践的主体还是学生，收到了较好的学习效果。

五、不足与思考

一是实践环节场地和师资有限。在学习过程中，我们很需要实物拆解的环节。但这些既需要各类机器，更重要的是需要较大的场地，还有就是需要有教师指导和协助，但场地和教师人手都是我们的瓶颈，这就使得拆解效果大打折扣，有人甚至只是看一眼（因为一个教师在这个环节没办法管理四五十个学生）。这个问题目前我们还没有太好的解决办法。

二是学生学习主动性不够。基本就是完成了任务就行，有的学生跟着小组混，学到的知识并不扎实。

三是还没有编撰校本教程。编写一本合适的教材，一直是我们的计划，但这个工程工作量较大，我们计划在近两年完成。

【参考文献】

[1]高晓丁.机械设计基础[M].北京：中国纺织出版社，2007

[2]陈玲.谈行为导向教学法的教学设计[J].职业教育研究，2007（9）

[3]罗红专，易传佩.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010

【基金项目】2011年度新世纪广西高等教育教学改革过程立项项目（2011JGB250）

【作者简介】熊慧英（1970- ），高级工程师，广西农业职业技术学院副教授， 研究方向：基础设计研究与教学。

（责编 丁 梦）