機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)_課程理論與課程設(shè)計相結(jié)合的教學(xué)體會與探究

1、實踐實驗教學(xué)138中國電力教育2009年8月上總第142期當(dāng)今是科學(xué)技術(shù)日新月異的時代，各種新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn)，是各門相關(guān)學(xué)科、多種先進(jìn)技術(shù)互相滲透和相輔相成的結(jié)果?！皺C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”就是高等院校工科專業(yè)的一門重要的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課；是機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)的主干課程之一；在各相應(yīng)專業(yè)的教學(xué)計劃中，處于承上啟下的地位?！皺C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程在教學(xué)中分為兩大塊：一塊是正常的理論教學(xué)環(huán)節(jié)，另一塊是在理論教學(xué)之后進(jìn)行專周“機(jī)械設(shè)計基

2、礎(chǔ)”課程設(shè)計?！皺C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程通過理論教學(xué)最后通過學(xué)生的課程設(shè)計，將基礎(chǔ)課與專業(yè)課知識進(jìn)行交接，承上啟下。這樣可以把“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”、“機(jī)械制圖”、“工程材料”、“力學(xué)”等所修課程的知識進(jìn)行綜合運用。通過課程設(shè)計，可以掌握一套完整的設(shè)計原則、步驟和方法。一、“穿線式”教學(xué)法，將分章內(nèi)容整體化“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程大致分為兩大塊：機(jī)械原理部分和機(jī)械零件部分，機(jī)械零件部分的特點在于各章內(nèi)容看似相互沒有關(guān)聯(lián)，比如螺栓、帶傳動、齒輪傳動、軸、

3、軸承等等各類零件，但是恰恰是運用機(jī)械原理方法將其匯合才能設(shè)計一個完整的機(jī)械裝備。因此，“穿線式”將分章內(nèi)容整體化教學(xué)就凸顯出來。現(xiàn)行教材中例題都是突出單一問題，給出一些已知參數(shù)，設(shè)計另外一些參數(shù)。筆者認(rèn)為，這樣的例題講解不易于學(xué)生對“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程整體掌握設(shè)計方法，若將這類例題講解擴(kuò)大為該類設(shè)計的講解，效果可能會更好。以“一對直齒圓柱齒輪”設(shè)計為例，題中一般給出直齒圓柱齒輪傳遞的功率、輸入轉(zhuǎn)速、傳動比等已知參數(shù)，要求設(shè)計該對直齒圓柱

4、齒輪。對于這樣的設(shè)計題，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)從該類零件設(shè)計的第一步做起，即為何選擇直齒輪，由此與前面所學(xué)的的直齒輪特點聯(lián)系起來，使學(xué)生學(xué)習(xí)印象深刻；第二步介紹傳動比，向?qū)W生提出為什么前人的經(jīng)驗是傳動比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選擇，且過大過小會有什么問題？當(dāng)電機(jī)輸入和用戶的輸出一定，傳動比過大時，如何解決這樣的問題等；然后轉(zhuǎn)到齒輪材料及其熱處理方式、齒輪齒數(shù)的選擇等，最后根據(jù)強(qiáng)度條件確定其余參數(shù)。這樣，使學(xué)生從整體上把握設(shè)計方向，即使條件改變，仍然能通過夠

5、舉一反三解決問題。“穿線式”教學(xué)法主要落腳點是在理論課程結(jié)束后的課程設(shè)計上，通過完整的課程設(shè)計是工科學(xué)生從學(xué)習(xí)書本知識向模擬工程設(shè)計過渡的重要訓(xùn)練環(huán)節(jié)，對訓(xùn)練學(xué)生初步熟悉工程設(shè)計的基本方法和步驟，正確使用工具書，以及培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力等，都具有顯著的效果，在教學(xué)中一直受到高度重視。二、掌握原理，鼓勵學(xué)生做創(chuàng)新思考我們以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力為主線，以應(yīng)用為目的，以“必須、夠用”為度，以講清概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點的原則

6、來確定本課程的主要內(nèi)容和體系結(jié)構(gòu)；在課時大幅壓縮的情況下，本課程教材仍然引入現(xiàn)代設(shè)計理論和設(shè)計方法；協(xié)調(diào)基本理論、基本知識、基本設(shè)計方法和現(xiàn)代設(shè)計理論、設(shè)計方法之間的關(guān)系；以基本知識、原理部分作為基礎(chǔ)，發(fā)展平臺，注重設(shè)計與制造有機(jī)結(jié)合、機(jī)電有機(jī)結(jié)合、理論與實踐有機(jī)結(jié)合，大膽創(chuàng)新。帶動大家一起分析如何實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，從哪些問題入手考慮，哪些部件的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，創(chuàng)新，為什么可以做這些改變，這些改變會帶來機(jī)械本身的哪些變化等等。三、加強(qiáng)

7、實驗環(huán)節(jié)的認(rèn)識，增強(qiáng)實踐能力傳統(tǒng)教學(xué)方法中一個很大的弊病就是不能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。這就是人們常說的“滿堂灌”、“抱著走”。在這種教學(xué)方法下，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏內(nèi)部誘因，表現(xiàn)出很大的被動性，不利于人才的培養(yǎng)。在教學(xué)中應(yīng)遵循的正確原則是：知識不應(yīng)當(dāng)由教師簡單地灌輸給學(xué)生，而應(yīng)當(dāng)由學(xué)生自己積極地探索而獲得。具體到本課程來說，與理論課程配套的實驗有常用機(jī)構(gòu)演示、機(jī)械零件參觀、機(jī)構(gòu)運動簡圖測繪，齒輪主要尺寸的測量、齒廓范成、減速器拆裝等，將實驗

8、項目分成必做和選做，對不同層面的學(xué)生實施因材施教、因趣施教。以學(xué)生自己學(xué)習(xí)、自己設(shè)計、自己動手為主，教師進(jìn)行啟發(fā)式實驗教學(xué)的方法?！皺C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程理論與課程設(shè)計相結(jié)合的教學(xué)體會與探究李妍緣張秀麗摘要：對于高等院校工科機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)主干課程之一的重要的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)。該課程在各相應(yīng)專業(yè)的教學(xué)計劃中，處于承上啟下的地位，非常重要。由于這門課程內(nèi)容要求實際與實際結(jié)合的緊密性非常強(qiáng)，因此在教學(xué)過程中如何應(yīng)用現(xiàn)有手段使這門

9、課更易于學(xué)生加深理解，將從五個切入點淺談教學(xué)體會并做探討。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)；基本理論；基本技能；實驗；創(chuàng)新作者簡介：李妍緣（1979），女，河南唐河人，鄭州電力高等?？茖W(xué)校機(jī)電工程系，講師，華中科技大學(xué)系統(tǒng)控制工程研究生，主要研究方向：機(jī)械制造及自動化；張秀麗（1973），女，河南嵩縣人，鄭州電力高等?？茖W(xué)校機(jī)電工程系，工程師，工學(xué)碩士，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計與制造（河南鄭州450002）實踐實驗教學(xué)139中國電力教育2009年8月

10、上總第142期學(xué)生在自己探索、研究的過程中，學(xué)習(xí)過程的每個序列都激發(fā)著學(xué)生大腦的活動，使其始終處于積極狀態(tài)，推動了智力的發(fā)展，形成精細(xì)的知覺力；養(yǎng)成良好的想像力；鍛煉抽象思維力。并且在獨立探索的學(xué)習(xí)活動中，不是遵循著機(jī)械的、固定的路子，而是存在多種信息變換與組合的可能，因而有利于學(xué)生克服思維定勢的消極影響，保持思想的敏捷、活躍。隨著學(xué)習(xí)水平的提高，形成了迅速和有效的工作能力，使學(xué)生在以后的工作中能夠更充分地表現(xiàn)出積極的創(chuàng)造性。四、結(jié)合專

11、業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)整合部分教學(xué)內(nèi)容高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)和本課程的性質(zhì)決定了“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的實際機(jī)械設(shè)計能力為總出發(fā)點。因此，由于各個機(jī)類和近機(jī)類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)不同，所安排的課程和教學(xué)要求也不相同，這就要求應(yīng)考察各專業(yè)近三年畢業(yè)學(xué)生從業(yè)崗位的要求，根據(jù)工作實踐緊隨行業(yè)發(fā)展，適時的整合教學(xué)內(nèi)容，可將與其相關(guān)的工程力學(xué)、金屬材料與熱處理等教學(xué)內(nèi)容與本課程進(jìn)行不同程度的整合。五、緊跟機(jī)械行業(yè)發(fā)展，增添課程中的新亮點隨著科技的發(fā)展和社

12、會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是有目共睹的。對于在校生來說，了解行業(yè)發(fā)展動態(tài)很有限，那么這就要求作為教師的我們要經(jīng)常關(guān)注機(jī)械類行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，及時更新我們已掌握的理論知識，擴(kuò)充知識點，將現(xiàn)代新發(fā)展的科技技術(shù)融入到平時的教學(xué)當(dāng)中，這樣，既學(xué)習(xí)了課程中要求掌握的部分，又作了合理的知識擴(kuò)充，開闊了學(xué)生的眼界。使學(xué)生在走上工作崗位的時候不至于對新科技產(chǎn)品過于孤陋寡聞。對于課程設(shè)計而言，幾十年來，課程設(shè)計的選題千篇一律，都是以減速器為題，這是因為減

13、速器作為機(jī)器中的一個獨立部件所包含的零件覆蓋了機(jī)械設(shè)計課程中的絕大部分內(nèi)容，便于學(xué)生將所學(xué)的知識靈活地運用到設(shè)計實踐中去，適合學(xué)生學(xué)習(xí)。另外，減速器的類型和原始數(shù)據(jù)的不同，便于學(xué)生設(shè)計出不同的結(jié)果。因此，選擇減速器是可行的。然而，減速器只是一個部件，每屆學(xué)生都重復(fù)同樣的設(shè)計內(nèi)容，會影響教師的創(chuàng)新精神。另外，有些學(xué)校關(guān)于制圖課的測繪練習(xí)也選擇減速器，這就使得課程設(shè)計的題目過于重復(fù)。鑒于此，筆者認(rèn)為必須拓寬課程設(shè)計的選題。比如帶領(lǐng)學(xué)生到廠礦

14、參觀，觀察常用機(jī)械的結(jié)構(gòu)和功能，篩選出有典型性的作為設(shè)計課題；學(xué)生的興趣增強(qiáng)了，盡管做起來存在一定的難度，但是適當(dāng)延長一些時間，并輔以教師的精心指導(dǎo)，可以收到好的效果。對于我校目前開設(shè)“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程的有機(jī)電、模具、數(shù)控專業(yè)還有近機(jī)類的電廠熱能動力專業(yè)的學(xué)生，對于學(xué)習(xí)要求不同，分別對于專業(yè)趨向不同的課程設(shè)計進(jìn)行近專業(yè)偏重設(shè)計。比如數(shù)控專業(yè)可以設(shè)計普通機(jī)床的傳動系統(tǒng)，給出電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率，通過皮帶傳動到主軸箱，在這樣的傳動中，可以讓

15、學(xué)生練習(xí)帶傳動和減速器傳動的設(shè)計，內(nèi)容拓寬了，效果也提高了。實踐證明，適當(dāng)拓寬課程設(shè)計的選題不僅能夠讓學(xué)生得到更多的工程設(shè)計訓(xùn)練，而且能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，對于開拓設(shè)計思維，可起到事半功倍的效果。六、結(jié)束語一方面，數(shù)學(xué)、力學(xué)、工程制圖、工程材料、金屬工藝等先修課程是學(xué)習(xí)“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”的基礎(chǔ)，另一方面本課程不僅綜合應(yīng)用并拓展了先修課程的知識，又是學(xué)習(xí)后續(xù)有關(guān)專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。在本門課程的教學(xué)過程中主要是培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械技術(shù)的基本知識

16、、基本理論和基本技能，獲得本學(xué)科實驗技能的初步訓(xùn)練，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)機(jī)械設(shè)備課程提供必須的理論基礎(chǔ)，使之在了解各種機(jī)械的傳動原理、正確使用和維護(hù)設(shè)備，以及對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障分析和排查等方面獲得必要的基礎(chǔ)知識，為今后解決生產(chǎn)實際問題、學(xué)習(xí)新技術(shù)以及進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新奠定必要的基礎(chǔ)。在課程教學(xué)中，改革方向應(yīng)以提高學(xué)生的能力為出發(fā)點。在學(xué)生獲得一定的理論知識之后，到生產(chǎn)實際現(xiàn)場進(jìn)行教學(xué)，選取現(xiàn)場中的機(jī)器典型機(jī)構(gòu)作為設(shè)計課題，然后再回到課堂教學(xué)中來。就

17、是要將理論知識和實際設(shè)計密切結(jié)合，使所學(xué)知識得到鞏固和加深，并進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。在實際教學(xué)中需要不斷改進(jìn)教學(xué)方法，使學(xué)生全面準(zhǔn)確掌握相關(guān)基本概念、基本原理、基本的設(shè)計原理和計算方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、創(chuàng)新能力，為將來的工作基奠堅實基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：[1]王五一.在“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”教學(xué)中應(yīng)注重學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)[J].武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2004(1):8385.[2]卿艷梅李志偉張建瓴.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)改