机械设计课程“轴的结构设计”说课设计

徐治强

(辽东学院化工与机械学院， 辽宁 丹东 118003)

0 引言

说课是教师面对同行，将自己对课程及教材的理解和把握、课程的设计和安排、学习方式的选择和实践等一系列教学元素进行阐述的教学研究活动[1]。说课能锻炼教师的逻辑思维能力和语言表达能力，提高备课的质量，有助于优化教学设计和高效完成课堂教学，促进教师专业发展[2]。信息化教学的合理开展和推广应用，有利于发挥学生学习的主观能动性和创造性[3]。说课的设计要考虑到课程教学各环节如何衔接，如何在讲述内容中突出重点和难点，授课过程中采取怎样的教学方法和手段，是提升教师的教学水平、提高教学质量的主要途径。文中以机械设计课程“轴的结构设计”为例说课。从课程分析、课程思政、学情分析、教学方法、教学目标、教学重点、教学进程、教学评价等维度阐述，以期达到全面提升教学效果和质量的目的。

1 说课设计过程

1.1 课程分析

机械设计是高等学校工科机械类专业广泛开设的必修技术基础课，主要培养学生了解和掌握机械基础知识、具备机械设计的初步能力。课程不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性，理论与实践紧密结合。培养学生树立正确的机械设计观念，具有一定的创新思维能力；掌握设计机械所必须的基本知识、基本理论和基本技能，具有设计机械传动装置和一般工作机的能力；具有运用标准、规范、手册及其他有关技术资料的能力、计算能力、绘图能力和运用计算机辅助设计的能力。通过课外大作业的方式培养学生实践能力、团队协作能力、机械系统开发能力、信息获取能力和自学能力。从事机械设计与机械制造实践和科学研究必不可少。说课的内容教材选用西北工业大学孙桓、陈作模、葛文杰主编的，高等教育出版社出版《机械原理》(第八版)第一章第三节内容轴的设计。

1.2 学生分析

此课是本科三年级学生第五学期开设的，学生已经学习了理论力学、材料力学、画法几何与机械制图、机械原理等基础课程，具有机械专业需掌握的基础知识和基本制图技能。学生只是学习了这些知识，对于怎样利用这些基础知识为后续课程服务，怎样建立机械设计的整体思路，还没有形成完整的体系。学生学习过程中都是以理论学习为主，没有实践经验且实践能力不是很强，自主学习能力需要进一步加强和提高。而且机械设计涉及各种机械连接和机械传动以及轴系零件的设计，各种连接和传动的作用原理及分析方法又有所差别，机械设计课程的这些具体情况决定了该课程授课中，需要根据具体内容和学生掌握情况灵活采用适当的教学方法和手段，引导学生建立自主学习的习惯和适合个人学习的方法。

2.3 教学目标以及重点、难点

教学目标为了解轴的功用、类型、应用，轴的常用材料及选择；掌握轴的结构、设计、强度计算；重点掌握阶梯轴的结构设计和强度校核，从结构和功能设计的理论角度了解局部自由度及虚约束，能准确识别出机构中存在的复合铰链，并做出正确处理。

2.4 课程思政

课程思政部分以中国古代的轮轴生产机械为例，讲述中国古代机械故事，使学生建立民族文化认同感和民族自豪感。引导学生机械设计的思维，工程实践精神根植于心，为建立工作中持之以恒、爱岗敬业、守正创新的工匠精神打下基础，树立科学严谨的设计态度。

2.5 教学方法

本次课以案例教学法、讨论教学法、启发式教学法相结合的形式介绍轴的结构设计，在授课教师的指导下，学生分成小组以具体案例为讨论对象，围绕轴的设计讨论，全体学生都参加讨论过程，培养学生的合作精神，激发学生的学习兴趣。

2.6 教学过程

充分利用超星泛雅平台线上线下混合式教学，在课程进行的前一周在平台上发布课前需要预习的内容和课程视频，同时发布课程的自主学习要点，预习有助于学生掌握课程的重点和难点。课堂上首先由老师引导学生对普遍存在的问题加以解决，并对基本定义和概念性知识进行检测。在此基础上，学生按照事先分好的小组讨论教师给出的具体案例，启发式教学方法使学生掌握轴的设计，以及轴设计中需要重点注意的问题，加深对局部自由度及虚约束的理解。课上的学习成果需要课后通过一定的方法巩固提高，主要利用泛雅平台的进阶测验功能，学生可以自行对本节课内容线上自测，从而对掌握不是十分扎实的知识进一步巩固。这样，学生的课后复习更具有针对性。

3 课程反思及总结

机械设计是理论与实践结合比较紧密且应用性极强的专业课程，和实际工程及生产实践联系比较多，以“轴的结构设计”具体案例为课程的切入点，导入轴的机构设计及校核内容。机械设计课程实践性非常强而且内容多，需要学生主动参与，预习和复习都非常重要。最佳的授课方式是能够根据具体项目创设接近于企业实际工程的教学场景，诸多教师的合作以及学生积极配合，才能取得较好的学习效果。由于受到实际教学经费不足以及实验实习环境不足的影响，教学效果受到了一定的削弱。在未来的教学建设中，需逐步加强接近于工程实际的实践操作，创设真实的设计场景，提高学生提出分析、分析问题和解决问题的能力。

教师科研课题可以引入到课程教学中，实现科研反哺教学，一方面可以解决实验经费不足的问题。另一方面，学生通过参与实际的项目，可以开阔视野，扩展知识面，提高学习兴趣。利用理论知识指导实际设计，通过具体设计案例对理论知识加以验证，同时加深对理论知识的理解。