机械设计基础课程教学改革探索

邹哲维

（长江工程职业技术学院，武汉 430212）

机械设计基础是机械类及近机械类专业的一门重要专业基础课，它是连接基础课和专业课的重要桥梁。该课程是在学生具备了机械制图、金属材料、公差配合与测量等基本知识的基础上，通过本课程的教学，使学生能理解常用零件和机构的工作原理，掌握常用零件和机构的设计及计算方法，为今后进一步学习专业课程打下良好的基础。本课程的特点是基本概念多，理论性比较强，涉及到空间想象能力及抽象的逻辑思维能力，对于高职专科的学生来说，本身基础不是很好，又缺乏对机械设备及装置的感性认识，学生学起来难度较大。如何提高学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，使学生由被动学习变主动学习，促进教育教学的发展，必须加强课程建设力度，深化课程改革。

1 重视教材建设，加强课程内容的重构和序化

机械设计基础课程是在原本科课程机械原理、机械零件的基础上发展过来的，涵盖了这两门课程的内容和知识点，原教学内容知识点多而庞杂，理论推导性太强，但作为高职高专的学生而言，培养的是面向生产一线的高素质技能型人才，更多的是强调学生的动手能力，没必要掌握那些繁琐深奥的理论知识，因此可根据企业需求和职业岗位要求，重组教学内容，在内容选取上突出适度、够用原则，序化教学内容，同时考虑了先修课程和后续课程间的衔接关系，尽量做到内容不重复，层次分明，重难点突出，教学目标明确。比如说关于齿轮传动这一章中，齿轮强度的计算问题，传统教材花了大量篇幅去阐述齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度计算公式的推导过程，公式比较复杂，参数也非常之多，教师讲起来费时费力，学生听起来也感觉一团雾水，不明究里。但实际上学习该公式的目的是为了掌握齿轮在什么情况下会产生什么形式的破坏，然后根据其破坏形式，选用相应的强度准则去应用该公式去设计或验算齿轮。基于此，完全可以抛弃那些繁杂的理论推导，只需告诉学生该公式的结果及物理意义，使学生达到会选会用该公式就可以了。

2 改进教学手段与方法，提高学生的综合素质

机械设计基础传统教学方法是在课堂上一支粉笔、一块黑板，辅以适当的挂图，以老师讲授为主，学生被动听的“填鸭式”教学方法，学生学习积极性不高，缺乏学习动机和热情，教学效果难以提高。为此，教师必须改善教学环境和条件，创造教学情境和环境，调整教学手段与方法，恰当地表现教学内容，易于学生接受的方式方法，最大程度地激发学生对机械设计基础课程的学习动力。

2.1 注重新课的导入，激发学生的学习欲望

在新课导入中，可巧用悬念教学法。课堂上经常以悬念作为引起学生好奇心的触发点，这不仅会吸引住学生的注意力，而且也会使学生产生探索问题“奥妙”所在的神秘感，从而激发学生强烈的求知欲和浓厚的学习兴趣，这样导入新课，避免了平铺直叙之弊，又可收到寓教于趣之效。例如在讲变位齿轮这节课时，课堂上可先复习用展成法加工渐开线标准圆柱直齿轮时，不产生根切的最少齿数为17个，接着问学生，那么有没有最少齿数小于17的齿轮呢？同时放一个齿轮图片，让学生数该齿轮的齿数，得出该齿轮的齿数却只有14个，当学生用迷惑和茫然的眼神看着你时，你自然而然引出变位齿轮的概念，这样学生会有一种探究的心理，会集中注意力学习这节课，搞清楚在什么情况下齿轮的齿数会小于17个。

2.2 合理运用项目导向、任务驱动法构建学习内容

传统教材是以学科体系为基础组织教材的知识结构，注重学科的完整性，而不强调学生的职业面向，忽略了学生的实践、应用能力的培养，而项目导向教材是以工作过程为特点，抽取实际工作中的典型工作任务，组织教材内容。在机械设计基础教学过程中，根据机械行业的发展，学生将来从事的工作岗位，选取了单缸式内燃机结构分析、牛头刨床机构分析、减速器设计、输送机传动装置设计、链传动分析与设计等典型工作任务组织教学。以单缸式内燃机结构分析学习情境为例，首先确定典型工作任务，对内燃机结构分析，学习机构运动简图的绘制；通过对内燃机运动分析，学习机构自由度的计算方法；通过对内燃机组成分析，学习平面机构的设计，齿轮机构的设计，凸轮机构的设计及轴系部件的结构设计和强度刚度校核。

2.3 充分利用多媒体教学手段，直观形象地教学

多媒体教学形象直观，可以迅速地把课程资源展现在学生面前，同时创设出一个个生动有趣的教学情境，以其独特的形、声、景打动学生的心弦，营造出一种生动活泼的学习氛围，如一缕清风打破了传统教学课堂气氛沉闷的特点，且节省了教师在课堂上板书的时间，增大了课堂的信息量。在机械设计基础教学过程中，可以充分发挥多媒体教学的优势，如在讲解平面机构的结构分析时，可以播放单缸或双缸式内燃机的动作视频，使学生直观地了解该机构中有哪些机构形式，各机构的动作过程是怎样的，各机构之间的连接关系是如何发生的，学生有了一定的感性认识后，教师再分析机构的动作原理，学生接受起来就比较容易。再比如在讲铰链四杆机构的演化时，由曲柄滑块机构演化为曲柄转动导杆机构、曲柄摇块机构、移动导杆机构等时仅从机构的运动简图分析机构的演化，学生很难接受，不明白它们之间的区别，但如果辅以动画视频，把四种机构用flash表现出来，同时结合生产实际，指出它们的典型应用抽水唧筒、自卸汽车、正弦机构，学生普遍觉得效果很好，印象深刻。

3 充分利用实习实训基地，加强实践教学

增加现场教学环节，带领学生参观机械原理与机械零件陈列室，使学生亲眼感受真实的零件、机构模型、机械装置，观察陈列室中各种机构的动作过程。如老师在讲解渐开线的形成过程时，在课堂上只能理论上描述渐开线的概念，说渐开线是一条直线沿一个半径为R的圆周作纯滚动，该直线上任意一点的轨迹称为该圆的渐开线，对此学生需具备较强的抽象思维才能想象出其形状，为此可带学生到陈列室观看渐开线的动作过程，增强学生的感性认识。另外还可由老师带队，安排学生到企业去参观，了解企业的生产设备，观察这些生产机械的动作，了解它们的动作原理、结构特点。实践证明，通过这些实践环节，可以加深学生对课堂理论知识的消化，开阔学生的视野，拓展学生的思维，促进学生的求知欲。

4 开展课外兴趣小组或创新设计竞赛，以赛促学

为加强学生对机械设计的认识，可在校内开展第二课堂活动，成立机械创新设计协会，学校为协会提供一个专门的活动场所，购买机械创新实验设备，让学生从中了解现代典型机械系统的功能原理、构思及结构，并且由实训室提供的实训器材进行机械创新设计的选题，培养学生的实践动手能力和创新能力。同时学生可参加各级各类机械创新竞赛，如全国大学生机械创新设计大赛，从而提高自身的专业能力、方法能力。通过比赛，以赛促学，以赛促教，使学生热爱机械，钻研机械，主动地运用课堂上学到的东西去解决实际问题，提高学生的专业素质。

5 结束语

机械设计基础作为工科院校学生的一门重要专业基础必修课，虽然已开设很多年，但随着科学技术及机械行业的发展，其内涵却在日益发生变化，课程建设必须适应社会对人才的需求，突出高职教育的特点，以能力培养为主线，以就业为导向，灵活运用多种教学方法，变学生被动学习为主动学习，激发学生的机械创新思想，努力提高教育质量。

［1］万志坚.高职机械设计基础“以赛促学”的教学实践［J］.清远职业技术学院学报，2012，（6）.

［2］胡凤英.机械设计基础“教、学、做”一体化教学模式初探［J］.重庆文理学院学报（自然科学版），2012，（4）.

［3］卿艳梅.机械设计基础课程创新能力的培养探讨［J］.湖南科技学院学报，2012，（12）.