如何提高职业院校《机械设计基础》教学效果

方森林��

摘要：职业教育是我国教育的重点，如何提高职业学校教学效果是广大职业院校老师研究的重点。从如何提高《机械设计基础》教学效果入手，着重研究了职业院校学生的现状，怎样改进机械设计基础的教学，重点提出了在该课程中实行“项目式”教学的方式，并且进行了实际教学，取得了较好的教学效果。

关键词：职业教育；教学效果；机械设计；项目式教学

中图分类号：G4文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.22.076

1职业学校学生的现状

随着各高等院校招生规模的进一步扩大，以及考生人数的下降，已有超过百分之九十的高中学生能进入大学学习，而其中相当一部分又进入了各职业院校就读。与普通本科学校学生相比，职业院校的学生大多数基础较差，理解能力、自学能力不强，尤其不善于数学计算。从高中进入大学学习，绝大多数的学生怀着浓厚的学习兴趣。但对工科类学生，经过一段时期的學习，发现工科课程难学，一部分学生就对学习产生了厌烦情绪，失去了学习的主动性。这样一种情况下，如何教好机械设计基础这门课程，尤其应注意方式方法。

2机械类专业开设《机械设计基础》这门课程的必要性

职业学院教学的目的是为各类企事业单位培养各类应用型人才。就机械类专业而言，则主要是为各机械企业培养技术工人，如车工、铣工、钳工、焊工等。这些工种，时刻在与机械产品及机械零件打交道。基于这一点，我们的学生就必须对企业产品的机械原理、性能有一定的了解，以便处理好产品加工组装过程中出现的一些技术问题。在机械类企业，既有本科毕业的设计人员，也有大专毕业的设计人员，甚至也有通过自学成才的工人出身的产品设计人员。就我们的学生而言，毕业后大多会成为各技术工种的技术工人，但他们在未来的工作中仍可不断地学习，提升自己。若干年后，他们中很多会成长为优秀的产品设计人员及各类工程技术人员。鉴于此，我们的学生就必须学好《机械设计基础》这门课程。关于这一点，也应该让我们的学生认识到学好这门课程的重要性、必要性，从而提高他们的学习积极性、主动性。

3所教知识的难易程度应与职业学院学生的接受能力相适应

在本科院校，机械类专业开设有《理论力学》、《材料力学》、《机械零件》、《机械原理》等课程。在职业院校，限于课时，将这四门课程合编为《机械设计基础》。这门课程里，有很多力学和机械原理的理论、计算公式的推导过程，学生很难理解。如：材料力学中的第三、第四强度理论，齿轮的强度校核公式等。如果将这些作为重点来讲解，很多学生因无法理解而失去学习的兴趣。况且，在企业的实际工作中除了应用，几乎没有理论上的研究。所以，我认为，对这些纯理论的难点，可要求学生只略作了解，而对公式的应用，则应详细讲解，并要求学生能熟练地运用公式进行设计计算。

4应用多媒体教学

讲授《机械设计基础》这门课程，应尽可能地应用先进的多媒体教学方式。一方面，采用多媒体教学可以节省很多板书及绘图时间，弥补课时不足的问题；另一方面，我们的学生对机械产品接触很少，对机械零件、构件缺乏空间的想象力，应用多媒体教学可形象生动地表达出各种机械运动。例如，可以将各种常用机构的运动、带传动、链传动、齿轮传动、凸轮传动等制作成动画及视频。这样，不但老师容易讲解，学生也容易理解并接受，而且也能提高学生的学习兴趣。

5带教学模型上课

《机械设计基础》这门课程应配备各种教学模型，如：铰链四杆机构、凸轮机构、齿轮传动等。教学时可以进行现场演示，也可以让学生自己上讲台操作。这有利于学生增加印象，接受知识，同时还能活跃课堂气氛。

6开设必要的实验课

《机械设计基础》这门课程应开设适当的实验课程，以提高学生的感性认识。如：做齿轮、轴、键、轴承拆装实验，可以使学生提高动手能力，加深对书本知识的理解；此外，还可以带学生参观实习车间的车床、刨床等，观察齿轮传动、带传动、曲柄导杆机构等的运动情况，让学生了解很多机器都是由一些简单机构和零件组合而成，以提高学生搞好设计的自信心。

7各章作业课采用“项目式”教学方式

每章讲课完后布置一道小项目的设计作业，作业紧密结合各章教学内容，作业的重点放在各种设计的构思、计算及绘图上。具体作业是将课程设计总项目“带式运输机传动系统设计”分解为几个小项目的设计，设计作业前应作必要的提示，作业后要进行详细的讲解。这样可以使学生对所学知识加深印象，同时也培养了学生的实际设计能力。这种教学方式已在长沙南方职业学院机械与汽车工程系正式实行了几个学期，取得了很好的教学效果。下面是各章设计作业的题目。

设计作业项目一：

已知单级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的工作阻力矩T=203N·m，轴上齿轮分度圆直径d=195mm，压力角α=20°，轴的材料为45钢，许用应力[σ]=85MPa，力学模型如下图所示。求：

（1）齿轮上的圆周力Ft、径向力Fr、法向力Fn；（2）求支座反力R1、R2。

此作业在讲完理论力学之后要求学生完成。

设计作业项目二：

在设计项目一的基础上求：

（1）求轴上最大弯矩、并画轴的弯矩图；（2）画轴的扭矩图；（3）应用第三强度理论计算轴上危险截面的最小直径。

此作业在讲完材料力学之后要求学生完成。

设计作业项目三：

测绘牛头刨床主运动机构，按比例绘制机构运动简图，并计算该机构的自由度。

此作业在讲完常用机构后进行，要求学生在生产车间现场测绘，这样可以培养学生的观察能力和动手能力，同时对书本知识加强了理解。

设计作业项目四：

某减速器的输入轴和电动机之间采用普通V带传动。已知电动机的额定功率P=2.2kW，满载转速n1=940r/min。带传动的传动比为i=2.8，工作机载荷变动小，每天工作16h。试设计此V带传动。若单根V带的许用功率[P0]=1.2kW，确定V带的根数，画出大带轮的工程图纸。endprint

此作业在讲完带传动后要求学生完成。

设计作业项目五：

设计单级标准直齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动，要求计算出大小齿轮的各个几何尺寸，画大齿轮的工程图。已知传递功率P1=2.11kW，主动齿轮转速n1=335r/min，传动比i=3.51，载荷平稳，原动机采用电动机。

此作业在讲完齿轮传动后要求学生完成。

设计作业项目六：

液压缸的普通螺栓连接，布置有10个螺栓，材料为45钢。气缸内径D = 160 mm，油P = 4MPa，安裝时要控制预紧力，试确定螺杆的公称直径。

此作业在讲完机械连接后要求学生完成。

设计作业项目七：

（1）已知某减速器输入轴（Ⅰ轴）传递的功率P1=211kW，转速n1=335r/min，输出轴（Ⅱ轴）传递的功率P2=2.03kW，转速n2=95.5r/min，两轴最小直径处均有一键槽，材料均为45钢，试估算这两轴的最小直径。

（2）上题中，输出轴（Ⅱ轴）在最小直径段通过联轴器与Ⅲ轴相连。已知：Ⅱ、Ⅲ轴对中性一般，且有较小振动，联轴器工作情况系数K=1.5，传递的转矩T2=203N·m，试确定联轴器的型号。

此作业在讲完轴系零部件后要求学生完成。

8采用灵活的考核方式

由于课程的综合性和实践性，所以本课程内容多而杂，职业院校的学生对这门课的考试总是难以应付。本着职业院校学生实践中以“会用”、“管用”为目标，我们每章布置一个设计大作业，要求学生按时完成，从实践中学会设计，根据学生的设计水平，教师综合平时的作业和出勤情况，就可以准确地评定学生成绩，而不必要求学生死背条文和公式去应付考试。具体考核办法为平时成绩占50%（其中考勤占30%，每周点名一次，并做好记录；课堂表现占20%，由听课认真度及回答老师提问的积极性确定），设计大作业占50%（评价标准：设计水平及图纸70%，计算说明书30%；大作业内容分布： 方案设计题30%，结构设计及强度计算题70%）。

9搞好课程设计

课程设计的目的是让学生综合应用《机械设计基础》各章所学知识，锻炼学生的设计能力、绘图能力。根据各专业的实际情况，选题可以多种多样。目前，各大院校应用最普遍的题目是“带式运输机传动系统设计”。该设计难度适当，应用知识面广，既有理论力学的受力分析计算、材料力学的强度校核，又有带传动、齿轮传动、轴、轴承、螺纹联接、键联接等的设计及计算，综合性极强。因为在平常的小项目设计作业中已经进行了必要的设计计算，所以，课程设计的理论计算主要是将各章作业连贯起来，并编写出设计说明书。对于装配图的绘制，我认为应先手工绘制一遍后，再用CAD绘制一次。这样可以使学生加深印象，避免抄袭，同时也能锻炼学生运用CAD绘图的能力，适应企业工作的需要。

当然，要使学生学好这门课程，关键还在于学生能否认真、主动地学习。课堂上应倡导积极的提问方式，既有老师向学生提问，也鼓励学生向老师提问，活跃课堂气氛，最大程度地提高学生的学习兴趣，以达到提高学生学习成绩的目的。

参考文献

[1]金潇明.机械设计基础[M].武汉：中南大学出版社，2006，（05）.

[2]王昆，何小柏，汪信远.机械设计课程设计[M].北京：高等教育出版社，1995，（12）.

[3]陈霖，甘露萍.机械设计基础[M].北京：人民邮电出版社，2014，（02）.endprint