基于实例法的“机械设计基础”课程教学方法研究

陈硕

摘 要：“机械设计基础”是一门理论与实践结合的课程。文章首先通过实例提升学生的学习兴趣;其次，在讲解该课程的过程中多引入教学实例，对实例详细讲解并掌握基础原理;最后，提炼学习重点，加强掌握，不断优化教学方法，使学生充分掌握该学科的理论知识。

关键词：“机械设计基础”;实例;机构

“机械设计基础”是机械类专业的一门技术基础课程，是从基础课学习过渡到专业课学习的桥梁，也是联系其他技术基础课和专业课的纽带[1]。“机械设计基础”主要介绍机械传动、常用机构及轴系零件的基本知识和应用特点，分析机械构造原理和运动规律，为学习专业技术知识提供必要的基础知识和能力。本文主要通过各种实例，从兴趣引导、实例详解、提炼重点3个方面研究该课程的教学方法。

1 兴趣引导

“机械设计基础”课程具有通用性，大部分同学对机械机构刚开始兴趣不浓。为了能够有效学习本门课程，和其他课程相比，如何让学生意识到该课程的重要性，已经成为不能回避的问题。因此，课程教学要注重学生的学习兴趣，尊重教学规律，使学生理解由易到难，并能进行运用，从而活化所学知识。“绪论”章节很重要，多引进实例介绍机械的发展过程，如内燃机的工作结构、内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机械装置，具体如图1所示。

图1 内燃机工作结构

通过实例，学生的感性认识增强，深知学习机械设计理论知识的广泛用途，促使学生学习力进一步增强，为后续课程提供良好的理论基础。了解机械知识是有大作用的，要扎扎实实地学习，解决可以用机械解释的知识难题。为了正确引导学生学习，要做到理论和实践结合，如在做“铰链四杆机构的类型”时，将4个杆的尺寸给出、判断类型、总结出铰链4杆机构的判别方法;在对“棘轮机构运动传递的单向性”知识点讲解时，说明链传动可使脚踏圆周运动转变为车轮圆周运动，以骑自行车向下走作为实例，阐述“棘轮机构”的运动特性，使学生充分理解。

2 实例详解

对于定轴轮系章节的教学，要多想方法、探寻新思路，让学生喜欢听课、不觉得枯燥，能够充分接受知识学习，并勤加练习、掌握本章内容。以此丰富课堂教学，提升学生学习的主动性、趣味性，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。

以定轴轮系的传动比的设计为例，通过多媒体播放车床的传动系统课件提出问题：怎么知道主轴最后的转速、如何确定最后是正转还是反转。学生观看思考，进入课堂学习意境，通过播放生产中的实例进行开篇，激发了学生探究新知识的欲望，使学生很快进入到课堂，如图2所示。

图2 卧式车床外形

通过引导启发法讲授定轴轮系传动比的计算，在逐步的推导过程中，得出传动比计算公式，会判断主动轮和从动轮，此时不讲解方向的判定方法。讲解第一种方法時，主要是启发引导;同学以小组的方式讨论交流有多少对外啮合齿轮、最后的转动方向如何;指出第一种方法的局限性，引出第二种方法，用示范讨论法讲解，一边讲解，一边提问，最后由学生总结几种齿轮啮合传动方向的特点，这部分是教学的重点与难点，根据推导出的公式与教师一同演练例题。应用示范与提问讨论法，通过一道完整的例题，全面强化轮系传动比的计算和各轮回转方向的判定这一重点教学内容[2]。

3 提炼重点

“机械设计基础”主要介绍了各种机构的运用和零件的工作过程以及计算方法等，内容复杂，学生入门困难。所以要把握知识的整体脉络，“平面四杆机构的基本特性”部分分为“急回特性”“压力角和传动角”“死点位置”3个内容。通过多媒体播放课件及相关视频（牛头刨床的运转工作等）提出问题，运动有什么特点、为什么回程比进程要快。牛头刨床如图3所示。

图3 牛头刨床实物

通过播放身边的实例进行开篇，调动学生学习新知识的兴趣，使学生能够很快进入学习的状态。播放曲柄摇杆机构的动画，让学生仔细观察机构的运动过程，摇杆去回运动的速度问题，并逐步引导学生，分析得出行程速比系数和极位夹角，并掌握参数的相互联系、突出重点难点。当了解平面四杆机构的急回特性后，引导学生思考平面四杆机构的摇杆的受力情况，得出压力角和传动角，并分析压力角和传动角对机构的影响，分析机构运行状态，让学生判断死点位置在哪、如何顺利通过死点位置。最后，让学生了解死点位置的消极作用和积极作用[3]。

4 结语

“机械设计基础”是机械类专业中非常重要的技术基础课，需要在课程教学中不断优化教学设计，促使学生掌握理论中重要知识点，对本学科有全面立体式的掌握，打牢理论基础，全面、准确地掌握相关设计原理和计算方法，培养学生的理论和实践能力。学习中注意领会和掌握“机械设计基础”课程的基本概念、基本理论和基本运算方法，还要注意掌握和应用合理的假定、准确概括与抽象、严密的推理等科学方法。要注意各篇及各章之间的内在联系，应用数学、物理、机械制图等基础知识及运算方法分析，解决机械基础上提出的一些问题。每章后的小结、思考题和习题，有助于学生进行复习、深入思考和掌握该章所学的内容。完成一定数量的练习题，可以巩固基础知识和提高学用结合的技能，培养学生综合分析及解决问题的能力，从而取得较好的学习效果。

[参考文献]

[1]柴鹏飞.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]曾德江，朱中仕.机械基础[M].北京：机械工业出版社，2012.

[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（4）：15-16.

Research on the example-based methods of “Mechanical Design Basic” course

Chen Shuo

（Guidaojiaotong Polytechnic Institute， Shenyang 110023， China）

Abstract：“Mechanical Design Basic” is a course combining theory and practice. The article first promotes the interest of the students through an example; secondly， in the course of explaining the course， the teaching examples are introduced， the examples are explained in detail and the basic principle is mastered; finally， the focus of the study is refined， the master is strengthened， and the teaching method is continuously optimized. So that the students can fully grasp the theoretical knowledge of the subject.

Key words：“Mechanical Design Basic”; instance; institutions