高职学院工程力学与机械设计基础课程整合的相关研究

2018-02-20王乐让

现代制造技术与装备 2018年12期

关键词：工程力学机械设计受力

王乐让

（咸阳师范学院，咸阳 712025）

随着新课改不断深入，优化整合高职学院工程力学与机械设计基础课程势在必行，这项工作能够有效强化知识点之间的连接关系，整合相关知识点，从而达到节省教学时长、提升教学质量的目标。

1 高职学院工程力学与机械设计课程教学内容

1.1 工程力学

在机械设计专业教学过程中，工程力学课程主要是服务机械设计基础课程，在机械设计过程中，大部分理论知识均来自工程力学这门课程。材料力学是在力学基础上进行受力分析、力学设计的基础理论知识讲解。

1.2 机械设计基础

机械设计基础课程主要是为培养学生分析能力，使其能够自主设计参数、计算传动参数、开展零件设计与选择，并为后期机械制造、机械工艺专业课程教学奠定基础。

2 高职学院工程力学与机械设计基础课程关联性

2.1 工程力学知识点关联

工程力学各个知识点之间有着密切的联系：第一，静力学概念为后续力学课程教学开展奠定基础；第二，学习静力学公理，可以正确分析物体的受力情况；第三，学习材料力学概念、杆件变形形式，可为材料变形、材料受力分析提供理论依据；第四，学习受力分析，可以帮助学生掌握受力分析技巧，为后期机械设计学习奠定基础；第五，力系均衡知识点主要分析作用在物体各个点上的力的联系，帮助学生建设相应理论支持；第六，学习轴向拉伸与压缩、机械构建规律，可以为后期机械零件设计提供理论依据。

2.2 机械设计知识点关联

机械设计各个知识点也是相互联系、前后呼应的，将各个分散知识点整合在一起，就形成了完善的机械设计知识体系。机械设计知识点关联主要体现在：第一，机构自由度分析是分析机构运动情况、机械运动情况的理论基础；第二，带传动、轮系、齿轮传动属于常见传统系统，是机械设计关键点；第三，平面连杆机构、间歇运动机构是常见基本性机构，能够为机器运行奠定基础；第四，轴属于机器内的核心零件，可支撑机器回转，是机器运行核心；第五，联接促使机器与零件之间相互联接，计算扭转强度与挤压强度。

2.3 两部分关联性

就工程力学与机械设计基础课程而言，两者之间的关联性知识主要包括以下内容：第一，机构自由度分析与工程力学内力约束类型及性质知识点关联；第二，轴承失效分析与受力分析有关联；第三，平面连杆机构识图、特性分析、压力角、传动角与工程力学受力分析有关联；第四，轴设计受力分析与扭转强度有关联；第五，带传动、齿轮传动、轮系设计与工程力学受力分析、力系、强度计算有关联性。

3 高职学院工程力学与机械设计基础课程整合措施

基于每门课程各个知识点之间的关联性，应不断优化整合教学资源，确保教学资源的有效应用，具体如图1所示。

图1 高职学院工程力学与机械设计基础课程整合

3.1 改变教学流程

在教学过程中，应当基于静力学概念与公理，分析工程力学的力系、受力部分知识，促使机械设计基础课程能够与工程力学课程形成紧密联系。学生会先学习理论知识，接着学习机构自由度、凸轮机构等知识点；此外基于机械设计基础课程内关联部分，先教授挤压强度、剪切强度、压缩强度计算等内容，此阶段教学需要引导学生综合考虑弯曲变形、扭转变形等知识，借助工程力学内力扭转变形、轴向拉伸等知识进行引导。最后，在轴轮、机构自由度、平面连杆知识教学中，需要确保学生具备扎实的基础再开展相关内容教学。

3.2 优化教学时间

在高职院校中，机械设计基础总教学时间为90个学时，力学部分占20个学时，机械设计部分教学占70个学时。传统教学模式是先力学再机械设计，这种教学模式会出现以下几类情况：在零件设计教学降解过程中，学生无法精准掌握受力分析知识，教师只有花费时间重新讲解，才可保证教学持续性；传统教学模式存在着教学时间紧张问题，若每次都花费时间去温习知识点，将难以保障教学进度。

以光滑接触面约束内容为例，在前期，教师讲解过程只需30min，前10min讲解理论知识，20min进行举例、分析，学生基本可以理解与接受知识点。但在后续机械设计课程教学中，与光滑接触面关联的知识点为平面连杆机构传力特性，由于两部分教学时间相隔1月有余，学生无法将关联部分知识联系在一起。因此教师重新安排课程，其中5min复习、20min概念讲解、30举例与分析，整个教学过程花费时间为55min，两部分知识总共花费教学时间85min。

但是通过整合两部分知识点，在光滑接触面约束知识讲解完之后，就开展平面连杆机构压力角、传动角概念讲解，两部分知识讲解总共用时60min，既可以节约教学时间，又可以使学生精准地将两部分知识联系在一起。

3.3 合理设计教学内容

在高职“工程力学”与“机械设计基础”课程优化整合教学过程中，教师应当综合考虑学生学习水平，满足学生学习需求，符合学生认知标准。教师在教学内容设计过程中，要严格遵循“因材施教”教学原则，不同学生分配不同任务，依据学生掌握高职“工程力学”与“机械设计基础”课程知识点程度，设计各类操作项目，以此达到最终学习目标。