“机械设计基础”说课设计探讨

李大林　孟小冉

[摘 要]说课是教师口头讲述课程的性质、教学目标、教学设计思路、教学方法、教学条件、考核方法等一系列教学元素，通过这种表现形式让人了解课程在人才培养中的作用、任务和目的。“机械设计基础”课程教学的整体设计的内容包括课程性质和目的、教学基本要求、教学方法、考核方法、教学过程设计等。课程教学设计特点是由实物认知到动手设计的渐进学习过程，具体实践能力的培养是由局部零件设计到机构整体设计的教学模式。总体体现了机械设计基础知识构建既符合专科生就业突出职业技能的教学要求，同时又兼顾专升本学生继续深造所需拓展知识的要求。

[关键词]机械设计基础 教学设计 教学方法 说课

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）15-0119-02

說课是教师口头讲述课程的性质、教学目标、教学设计思路、教学方法、教学条件、考核方法等一系列教学元素，通过这种表现形式让人了解课程在人才培养中的作用、任务和目的。“机械设计基础”课程总体设计可从以下几个方面进行探讨。

一、课程性质和目的

（一）课程的性质

“机械设计基础”是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课，是面向机械类专科生开设的专业必修课。在本课程的学习过程中，要综合运用先修课程，如机械制图、互换性与测量技术等基础课中所学的有关知识，结合各个教学环节进行基本训练，逐步提高学生对基本理论的理解，并逐渐形成对机械方面的构思能力、工程洞察力，为顺利地过渡到机械方向专业课程的学习及进行专业产品和设备的设计打下宽广而坚实的基础。

（二）课程目的

“机械设计基础”课程的目的是让学生掌握机械中常见零件的工作原理、特点、用途以及基本零件设计的计算方法；掌握机械中常用机构的结构、特性，初步具有分析、选用常用机构的能力；具有运用国家标准、查阅手册等技术资料的能力；获得机械类实验技能的初步训练。

二、课程教学基本要求

“机械设计基础”课程采用多媒体教学（PPT+动画+幻灯片投影），即理论教学与实验教学相结合的教学方式，最后还要进行课程设计。理论课程的讲授重点为机械设计基本原则、平面连杆机构传动、带传动、链传动、齿轮系传动、轴承和轴等，课程设计的讲授重点为减速器和变速器。

（一）教材与参考书的选择

教材选用的是杨可桢主编的《机械设计基础》第五版（普通高等教育“十一五”国家级规划教材），该书中的教学基本内容以及有关国家标准都是最新修订的，教材内容丰富，覆盖面广，多而不难，适合学生使用。参考书选用的是陈立德主编的《机械设计基础学习指导书》，此书适合学生课后自学使用，语言简练，练习较多。将两本书结合在一起学习，更利于知识的学习和巩固。

（二）实验教学

本校已建立“机械设计基础”实验室，其中实验内容包括5个：机构运动简图（验证性）、带传动实验（实验性）、直齿齿轮的主要参数及几何尺寸计算实验（设计性）、自由度计算实验（实验性）和减速器的拆装（综合性）。实验性质从验证性到综合性，由简单到复杂，安排合理，也为之后的课程设计打下坚实的基础。

三、教学方法

专科生经过大学一年的学习，基本上已经融入了学习本专业的学习氛围，在学习上已经具备了一些发现问题、分析问题并解决问题的能力，但对于真正的专业课学习来讲还是远远不够的，在学习方法上还存在一些不足，例如，思维不够活跃，对于给出的定义或者公式不会举一反三，稍微变化就不懂了；基础理论知识薄弱，专科生在高中期间可能就对数学、物理等知识存在疑惑，到了大学以后，在以前的基础上学习新的知识就会更加感到不解；最重要一点就是欠缺自主学习的动力。针对以上几个问题，我们在“机械设计基础”课程的说课设计中也都充分考虑到。

首先，明确本课程的最终目的是学习机械零部件的组成与装配，其中涉及的计算较烦琐，在学习中学生可能会感到枯燥无味，所以应该按照学生接受能力的不同来进行有针对性的教学，使一些计算题简单化，重点突出，省略公式推导证明过程，教师用自己的语言进行总结。例如在讲解“自由度”这一概念的时候可以对其概念进行总结，把计算自由度的公式简单化，用最直白的语言进行描述，把一个机械简图中的“圆圈”看成一个低副，而最常见的凸轮机构就是一个高副，最后的结果自由度一般都等于1。把这些巧妙计算的方法教授给学生，复杂的问题就变得简单了。其次，进一步加深、巩固学生的知识，激发学生的学习热情，可以采用课堂分小组的方式进行。把一个班级的学生分几个小组，在提问环节，哪个小组回答问题多，加分就多。经过实施，证实这种方法是可行的，学生都争先恐后地回答问题，增加了教师与学生的沟通。再次，让学生明白学习本课程的重要性，本课程为机械类专升本的课程，讲授的习题也比较靠近近些年专升本的真题，这样学生自主学习的动力就提高了。

在课程设计的内容上也根据学生的特点进行改变，以往的课程设计都是用两周的时间进行减速器部件的计算和手绘画图，这种方法已经持续了数十年，占用的时间较长，学生的任务也较重，学生手绘图都千篇一律，学习设计的方法效果较差。教师可以根据学生的特点改变设计方法，比如可以进行计算机CAD、Pro/E绘图，并且每个学生的原始数据都不相同，这样可以避免抄袭现象，学生都必须在理解减速器每个部件的前提下进行计算与绘画，取消了设计具体的计算过程，在最后两天让学生们讲述自己的设计。

四、课时安排与考核方法

本课程授课时数共72课时，其中包括5次实验10课时，理论课程62课时。将理论课时分为四部分，第一部分讲解机械零件的设计准则、平面和凸轮机构，共10课时；第二部分讲解带传动、链传动、齿轮，共20课时；第三部分讲解齿轮系传动、轴承、轴和联轴器，共28课时；第四部分讲解减速器和变速器，共4课时。最后还有两周课程设计的时间。

考核方式采用百分制， “总成绩”由“平时成绩”、“实验成绩”和“期末考试成绩”组成，取消期中的笔试考试。其中，“平时成绩”占40%，“实验成绩”占20%，“期末考试成绩”占40%。“平时成绩”为小组课上回答问题情况占50%、作业成绩占30%、出勤率及课堂纪律占20%，重点偏向课上回答问题部分。课程设计的考核与实际课程分开进行评分，评分包括设计思路、设计过程的计算、答辩陈述的表现等。

五、教学过程设计

以轮系为例，具体的展示教学课程设计。

（一）以实例引入，引发思考（5min）

在生活中轮系机构无处不在，我们所用的手表、自行车的响铃、汽车变速箱、差速器等都是由轮系组成。缺少了期中一个齿轮，轮系传动方向会发生什么变化？为什么手表里只能放几个齿轮？汽车的变速箱怎么通过齿轮的变化实现速度的增大与减少？差速器里的齿轮间怎么啮合才能实现车轮发生打滑？可以把实验室的实物拿来，让学生亲眼目睹具体轮系的运转实况。

（二）精练语言，重点突出（5min）

本章重点是轮系的种类和计算轮系的传动比，轮系分为三大类：定轴轮系、周转轮系和复合轮系；传动比的大小是矢量，包括大小和方向，大小计算用公式，判断方向的方法有箭头法和方法。而本节课的重点就是定轴轮系方向的确定和传动比的计算，根据学生接受能力的不同，讲授内容明确而不繁杂。

（三）精练题型，各个击破（25min）

在判断方向时，要掌握箭头法，适合任何定轴轮系，而方法，只适合所有齿轮轴线都平行的情况。箭头方法是最简单也是最准确的，要用10min时间重点以图代练。在计算时要精讲例题1至2个，为了加深学生的印象，要督促学生多练习一些辅导书上的习题，需要用15min进行讲解。教师在讲解例题时，尽量慢一些，让所有学生都跟上自己的思路，要用眼睛和学生进行交流。

（四）总结知识，抓住本质（10min）

首先让学生准确掌握本节课的几个重要知识，剩余时间让学生理解消化。每个小组公开讨论，总结本节课所学到的知识，之后用提问的方式与教师一起探讨。这样不仅让教师了解学生的理解程度，而且还能加强学生的表达能力，增加教师与学生的互动。

“机械设计基础”说课设计基于充分考虑专科层次学生的接受能力与学生对专业知识体系构建的基本要求。两周时间的课程设计为课程说课的效果学习进行反馈，实现了课程教学效果的及时检验。学习目标的设定由简单到复杂，由部分到整体，由零件到机构整体的递进。说课设计全面反映了本课程教学设计的特点，突出了机械类专业入门的知识要点和作为基础学习工具的功能。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 周祯祥.强化“说课”训练提升教师素质[J].湖北中医学院学报，2009（6）.

[2] 张晴，袁晓梅，李汉军.浅析说课的原则和程序[J].成功（教育），2010（8）.

[3] 王金根，汪海洪.说课创新思考[J].资治文摘（管理版），2010（7）.

[4] 张荣华，刘电芝.高效学习：学习策略的生成和掌握[J].课程·教材·教法，2012（4）.

[責任编辑：覃侣冰]