机械设计基础课程教学实践与探索

　　摘要：机械设计基础课程是一门技术性、实践性均非常强的课程，学生对所学知识难于理解。本文阐述了如何提高教学质量，改善教学效果的一些方法：理清主线抓住重点、注重绪论和概述的讲解树立宏观认识、采用多样化的教学手段提高教学质量(参观实习和现场教学、创设问题情境实施启发式教学、转换角色，调动学生学习的积极性)、加强习题的训练和指导。

　　关键词：机械设计基础;教学实践与探索;工程观念;教学手段;习题

　　机械设计基础课程是工程类专业的重要基础课程，对学生后续课程的学习有着关键的作用。但是，我国高校的学生绝大多数学习经历都是连续的，都是从高中直接进入大学的，没有实际工作经验，因此他们对机械的了解只限于生活中接触的狭小范围，多数人只习惯于理性思维，缺乏工程实际观念，无法将理论知识和工程实际相结合。而本课程是一门技术性、实践性均非常强的课程，学习中一般不安排参观和实习，教学内容和实际脱节，学生对所学知识难于理解，教学效果比较差。为了改善教学质量，我们做了以下的探索。

　　1、理清教学主线，抓住教学重点

　　机械设计基础课程内容多，而且繁杂，各部分相对独立，相互之间联系不紧密，课程重点不明显，概念、名词、公式、图线、表格、数据众多，大量的缺乏系统性和规律性的经验公式、经验数据，相关的标准、规范的要求等，夹杂在一起，很多学生在学习中感到吃力，云山雾罩，抓不住重点。这就要求教师组织好教学活动，理出一条清晰的主线，让学生抓着主线学习就轻松多了。根据学生的条件，适当减少公式推导等过程，因材施教。

　　1)、绪论中交代清楚，本课程是研究机器中常用的机构和零件的工作原理和设计方法的，而机器是由机构、构件、零件组成的，这是本课程的主线。

　　2)、每一个章节讲解了一种常用机构或者零件的工作原理和设计方法，看似每一章节毫无关联，其实不然，每一张节的内容不同，但研究方法是相同的，这是章节学习的主线。

　　对于机构，学习、研究方法是：组成(何种构件、如何连接)——分类与联系——工作原理、运动规律——工作特点、应用场合——设计方法：作图法、解析法、试凑法等。

　　对于零件、构件，是组成构件、机构、机器的基本单元，是机器设备正常工作的基础和保证，研究的方法是：功能、功用——应用场合、受力分析——失效形式——设计准则。对于标准件，设计计算是选择计算，即不要求设计新产品，只要求按应用要求选择现有的使用。

　　对于机械的平衡和机器的速度波动两个章节，是大部分运转机械设备共有的运动特性，研究的方法是：(不平衡和速度波动)产生的原因——危害——解决的方法等。

　　3)本课程在学习的过程中，会用到较多先修课程，尤其是理论力学、材料力学、工程制图的知识，但这些知识的应用恰恰是学生们的难点和障碍。因此，在教学中，要随时指导学生复习、应用先修知识，扫清学习道路上的障碍，从而提高学习效率和学习质量。例如：在学习的过程中，随时会遇到图样，学生们必须读懂，才能理解零件、构件、机构、机器等的结构和功能，以及为什么有这样的的结构和功能;在进行零件设计时，要用到材料力学和理论力学中的受力分析和弯矩等的计算，及相关的精度、材料、热处理等方面的知识的应用。

　　2、注重机械设计基础课程绪论和概述的讲解，树立宏观认识和建立工程观念

　　本课程学习初始，学生对于本课程的认识是懵懂的，因此在本课程学习开始的绪论，以及每个章节的概述部分，应重点地、结合实际的讲清本课程的任务、内容、研究对象、研究方法，使同学们充分认识和理解本课程的意义，建立宏观认识，以提升学习的兴趣，和自主学习的动力。

　　注重工程观念的培养。未来的工程师是即有理论知识又能将理论知识用于工程设计实践的人才，因此，除正常教学外，自始至终应贯彻一种工程观念的教学理念，旁征博引实际案例，使同学们认识到，理论指导机器设备、零件的设计，但设计又因实际影响因素的复杂、多样，每一个设计者对这些负杂、多样的因素的理解、认识不同，而使得同样条件下，设计的结果实不同的。另外，必须讲清，为了简化设计过程同时满足工程实际的要求，前人们总结了大量的近似设计的方法和手段。从而使学生具有理论知识和工程观念。

　　3、采用多样化的教学手段提高教学质量

　　本课程的研究对象为真实存在的机构、零件，而学生没有任何实际经验，这使得教学和学习比较困难，应采用多样化的教学手段提高教学质量。

　　1)、采用多媒体和板书教学相结合

　　现代化多媒体教学手段，以其图文并茂、形象直观、动态逼真、内容丰富等特点提高了教学效率，把机器、机构运动逼真的展示在学生面前，使难于理解的运动规律形象化，特别适合本门课程的教学和学习，大大改善了学效果。同时加强、精炼板书教学，发挥其过程性强、灵活方便互动性好的特点。从而提高学生学习的主观能动性。

　　2)、利用参观实习和现场教学提高学习兴趣

　　合理组织教学活动，在适当的时候组织参观实习和现场教学，使学生能够将所学知识与实际机械结合在一起，从而进一步加深理解，提高了学习的兴趣和学习效果，树立工程意识、增强工程观念。本课程一开始就安排学生进行参观学习机械原理和机械零件陈列柜、减速器、柴油机、缝纫机、空气压缩机等，学期中安排去工厂现场参观学习，使学生们认识和理解本课程的学习内容和要解决的工程实际问题，提升学习的兴趣和理解能力。在学习的过程中，适时安排现场教学内容，对照实物进行学习，使学生们加深认识和理解。

　　3)、创设问题情境，实施启发式教学

　　问题情境是指具有一定难度，需要学生全力投入方能完成的项目。要创设问题情境，教师必须非常熟悉教材，掌握教材的结构、内容，同时还要了解学生的认识程度，是新的学习内容与学生的已有知识水平之间有一个适当的梯度。创设问题情境的方法是多样化的：可以是教师提问的方式，也可以是作业的方式提出，也可以由学生的日常经验引出，等等。例如，学习螺纹连接时，可以调查一下，有多少同学的自行车螺母经常丢失，解决的方法是什么，从而引出螺纹的放松问题以及放松的方法。

　　4)转换角色，调动学生学习的积极性

　　教学中适当转换角色，可以大大激发学生的学习热情，改善教学效果。在一堂课教学中，提前安排学生预习准备，部分教学内容请学生上台讲解，时间约10~15分钟。对台上的同学来说，这是一个展示自我的好机会，一定会把握好，把知识吃透。对于对台下的同学来说，非常新鲜，注意力更加集中，学习的更加认真，加上教师的适当补充效果更好，既锻炼了学生，又提高了学习效率和成果。

　　4、加强习题的训练和指导

　　习题训练是培养学生运用所学知识分析问题解决问题能力的关键教学环节，教师选题要具备典型意义，能够综合训练学生应用基本概念、公式、参数、图表、手册等，锻炼学生的计算、绘图、识图的综合能力。教师及时、认真地批改作业，发现问题，及时纠正。

　　强化习题课教学质量，利用Pro/E等现代化三维软件，将难于理解的习题在三维空间实现，提高学生的理解能力。开设讨论课，对于比较复杂的习题展开讨论，强调对理论的理解和公式的应用;找出问题，着重引导学生分析解题思路，删略运算过程，注意培养学生分析问题和解决问题的能力。对分析方法及学生中存在的主要问题力求讲深讲透，避免单纯追求习题数量。

　　5、结论

　　机械设计基础是一门非常重要的技术基础课，机械设计基础的主要任务是培养学生分析和处理机械运转中出现问题的能力，培养在设计过程中永不言败、不屈不挠的精神，培养严谨的工作作风和创新精神。研究如何在教学中培养学生机械大系统的观念、工程意识、机械设计能力、创新意识是非常重要的。而教学内容、教学方法的不断改进，有助于提高学生的学习兴趣，增强他们学习的主动性，为今后进行相关机械设计工作打下良好的基础。随着科学技术的不断发展，机械设计的教学内容也在发生变化，这就要求我们自身不断学习，改革教学内容，与时俱进，大胆创新。

　　参考文献

　　[1]马朝兴.“机械原理及设计”课程教学改革探索与实践[J]。江苏大学学报(高教研究版)，

　　2002,6(2).

　　[2]诸小鹏.《机械设计》课程教学改革与学生创新能力培养[J]。南京农专学报，2001.9(3).

　　[3]谢振宇.《机械设计基础》教学方法探讨[J]。鞍山师范学院学报，2004.8(4).

　　[4]吕硕.浅析提高《机械设计基础课程设计》水平的途径[J]。石油化工应用，2006.4(2).

　　[5]杨险峰.机械设计基础课程改革[J]。九江学院学报(自然科学板)，2004.4(3).