《机械设计基础》课程教学方法的实践与探讨

帅玉妹+周传喜+管锋

摘要：根据近机和非机类相关专业的人才培养目标，针对机械设计基础课程的特点，本文就笔者在教学中所采用的一些教學方法与今后的教学改革部分设想进行了实践与探讨。

关键词：机械设计基础；人才培养目标；教学实践；教学方法

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）51-0195-02

一、前言

《机械设计基础》是近机或非机类专业的主要课程之一，它虽然是一门专业基础课，但确实是学好一些专业课程的基础，该课主要偏重于机械设计理论与实践，是能直接指导生产设计的理论基础。因此，结合我校相关专业的培养目标，需注重于培养学生的实际动手能力以及创新设计意识。

二、本课程教学中存在的问题

长期以来，许多任课教师未注意到非机械或近机械专业与机械专业在教学要求、教学内容及教学方法上的不同，使学生普遍反映内容枯燥、抽象，教学效果不够理想。加之学生的工程意识薄弱，对机构及零部件认识不足，没有实际工作经验，对机械的了解只限于生活中接触的范围。教师常采用“满堂灌”的方法进行讲授，学生被动学习，不利于调动学生的积极性以及培养他们独立思考问题、解决问题的能力。针对这些问题，笔者结合多年的教学经验，提出自己的一些教学方法和设想进行探讨。

三、教学实践

1.提高学习本课程的兴趣。兴趣是学习的主要动力之一，如何提高学生学习本课程的兴趣，第一堂的绪论课尤为重要。在第一堂课上可采用直接提问的启发法，如：你们在驾校学过开车吧？知道汽车发动机的组成和功能是怎样的吗？生活中我们所骑的自行车、做衣服使用的缝纫机，它们的组成和功能又如何呢？哪些是机器，哪些是机构？它们之间有何异同？通过这些问题的分析和讲解，可以非常有效地激发起同学们的兴趣。

2.结合培养目标精炼课程内容。根据我校工业设计和海油、储运专业的培养目标，强调人才的应用性，使同学们具有机械设计基础的基本技能。故应从实际出发，确保学生掌握必要的基础知识，选择少而精的教学内容。鉴于本课程所涉及的内容较多，在少学时的情况下，应侧重常用机构及齿轮传动、带传动、链传动及轴系支承件相关知识的讲解，包括工作原理、结构设计、尺寸确定及受力分析相关内容。对于一些理论知识较深难懂的公式推导等内容则只进行简单讲解或一笔带过。例如带传动设计中考虑带的弹性变形影响而导致带紧边、松边拉力不同的欧拉公式，齿轮传动设计中推导弯曲强度时建立的齿轮的力学模型进行的系列假设等，只需要给学生说清楚理论知识点，不必要证明计算过程。具体的公式要求理解每个参数的含义，会应用即可。

3.多种教学手段并用授课。随着多媒体教学进入课堂，老师上课教学内容上信息量加大了，素材更加丰富，由此极大地扩展了教学内容，改善了教学环境，让学生们能更加容易地掌握课堂内容，学到课程相关知识，同时也加深了他们对知识的理解与应用。但由于多媒体教学中很大的信息量，使教学进度变快，学生随堂思考的时间变短，他们对需要掌握的知识点感到有些无所适从。因此，在利用多媒体教学手段的同时不能忽视传统的教学手段，即合理利用板书、挂图及实物模型等。

如在介绍平面连杆机构的应用实例时，利用多媒体教学软件可形象、直观地演示各种机构的组成和运动情况，再结合工程或生活实际加以阐述，可有效加深同学们对平面连杆机构的理解和印象。再如一对齿轮传动时的啮合过程，同学们一般难以想象，运用多媒体课件即可直观地将多种类型齿轮传动以动态工作形式展示在同学们面前，以帮助学生们理解啮合的原理、运动过程及运动中的特点，这些知识信息量是教材上的二维平面图无法直观表述的，这样一来，学生们的学习兴趣会逐渐加浓，学习效果自然会得到大大提高。

此外，在讲授滚动轴承的结构及寿命计算时，通过轴承的模型或实物加深感性认识，利用板书详细介绍角接触向心轴承轴向载荷计算方法，便于学生能随堂掌握这个知识难点。

4.课内与课外有机结合来培养创新意识和能力。大学生是创新型人才的主力军。为了更好地培养他们的创新设计思维能力，需从培养自学能力入手，调动学习的积极性，启发积极思维。

在课内，将每章需要讲授的内容分为重点、难点和一般了解。该课程的基本知识、基本理论和基本方法作为重点和难点内容，在课堂上应详细讲解。一般了解部分是扩充相关内容的知识面。在教学方法上，采用启发式、类比式、课堂讨论式等，启发学生思维。此外，通过教学思想的改革，鼓励多向化思维，切忌将学生的思想方法限定在课本的狭窄范围内。如可提出一些与课本上的设计思路、设计方法和观点不相同的问题，供同学们讨论研究，提倡设计结果的多样性，培养创新意识和创造能力。例如，自行车掉链的原因，可先让同学们思考破解，接着老师解释链条、链轮的有关参数及产生掉链的主要影响因素，通过这些生活实例的讲解，极大地调动了学生的积极思维，同时也提高了解决实际问题及创新的能力。

除了课内教学，还要加强与课程相适应的课外教学。课外教学要求学生自学教材中的选讲内容，完成与课堂内容相应的课后拓展作业。对于自学的内容，不是让他们看看教材即可，而是先布置与所学章节内容相关的问题，让他们带着问题自学，最终能解决问题，才算过关，给予一定的平时成绩作为鼓励。以这种方式的自学，我们发现学生们的自学能力及创造思维在不断提高。对于课后拓展作业，主要是鼓励学生制作相关机构的三维动画模拟以及主要机构应用实际机器的三维模拟。通过拓展课堂内容，促使他们自学一些有关的计算机应用软件，为后面的课程设计、毕业设计的顺利完成打下坚实基础。

四、教学改革的设想

1.丰富考核方式。目前我们的考核方式是以期末考试成绩占80%，平时成绩占20%为依据，平时成绩主要包括上课时的考勤、提问、作业、实验等。很显然期末考试成绩占的比重很大，这种主要以“一卷定乾坤”的考试形式，不能全面考查学生的掌握情况，而且卷面的考试内容多局限于书本中的基础知识和基本理论，答案过于唯一，学生只知道死记硬背。故将来在试题内容上可多加一些开放题，以课程教学大纲规定的基础知识为依托，结合工程实践内容，给学生思考和创造的空间，培养他们的创新意识和能力。此外，增加平时成绩的比例，如占40%～50%，在平时成绩中加入随堂测验、阶段考核、课外作业与小组主题方案设计和答辩等，通过考核方式的改革，笔者相信一定能够对学生知识、能力和综合素质进行全面有效的测试评价。

2.增加实践环节培养动手能力。实践教学是啟发学生学习兴趣，加深对课堂知识的理解，提高动手能力的重要教学环节，目前我们的实验课程大多属于老师演示、学生观看，如走马观花一般，其效果不理想。鉴于本课程的工程应用性，可通过开放实验室，增设设计性、综合性实验，补充新型的机构和典型机器实物或模型。让同学们自己动手设计、组装、评价机构传动系统和轴系结构方案，达到培养同学们工程实践、动手和创新能力的目的。

此外，在课程设计环节，改变传统的减速器设计方案，在选题上要考虑专业的培养目标，有针对性和侧重性，如工业设计专业可提供玩具设计、家装设计、外观设计等方案，储运专业可结合石油机械的抽油机、修井机、压力泵等提供设计题目。便于同学们更早地接触未来的专业课学习，为将来踏上工作岗位作好准备。

五、结束语

总结多年《机械设计基础》课程的教学经验，笔者认为，对于近机或非机类的学生，将该课程的理论与实践教学有机的结合起来，能在一定程度上培养他们的创新思维及动手能力，同时也能让同学们具备设计基本理论与设计思想。此外，为以后相关专业课程的学习，起到一定的引导作用，同时为让他们更符合相关专业培养目标的要求奠定了一定的基础。

参考文献：

[1]刘元林.大工程背景下机械设计基础课程教学改革与实践[J].理工高教研究，2007，（8）

[2]张宇斌.浅淡大学生创新能力的培养[J].山西高等学校社会科学学报，2008，（12）

[3]陈厚荣.非机械专业《机械设计基础》课程教学方法探讨[J].西南农业大学学报（社会科学版），2012，（5）.

Abstract：According to the talents training objectives of near-mechanical and non-mechanical major，this paper，in consideration of the characteristics of the courses of Fundamentals of Mechanical Design，gives some practice and discussions on the teaching methods which the author uses in the teaching and some prospects of the education reform in future.

Key words：Fundamentals of Mechanical Design；talents training objectives；teaching practice；Teaching methods