机械设计基础课程教学方法思考与探索

摘 要：机械设计基础课程教学中利用现场教学与多媒体技术结合，总结课程内容中的规律性，同时注重实践性教学环节，有助于学生对知识的理解，激发学生的学习兴趣，提高课程教学质量。

关键词：机械设计基础 教学手段 规律性 实践性教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）01（a）-0078-01

机械设计基础课程是一门具有很强实践性的综合技术基础课程，其涵盖的内容多、知识面广。其内容包括了各类平面运动机构、联接、传动以及轴系零件等的设计计算。是经过机械制图、互换性与技术测量、工程力学等课程的学习之后开设的专业基础课。该门课程学习的效果将会直接影响到后续的各相关专业课程的学习，因此，在整个教学环节中具有承前启后的作用。目前，国内多数高校对机械类各专业是以机械原理和机械设计两门课程的方式开设的，对近机类各专业开设机械设计基础课程，也基本上囊括了以上两门课程的主干内容。该课程有着很强的实践性和综合性，要求学生在掌握扎实的理论基础的同时还能够理解从工程实践中得出的一些经验，对所学的知识能够应用到工程实际中，为今后从事机械设计、研究工作打下良好的基础。为此，应当以全面机械设计素质培养为中心、实际设计能力培养为主线，对传统的教学体系和教学方法手段进行改革。

1 充分利用多种教学手段

该课程的内容是和日常生活、生产紧密结合的，因此，在课程的讲授过程当中，要多举一些日常生活中常见的实例。例如，在讲到平面连杆机构时，可举内燃机运动机构、公交车车门启闭机构等实例，这样必定会使学生学习从原来的抑制状态转化为兴奋状态。讲到四杆机构的死点时，可结合缝纫机、机车联动装置等实例说明死点的位置以及闯过死点位置的方法。同时结合力学分析，对夹紧机构、分合闸机构如何利用死点进行工作的原理进行讲解。

在课程讲授方法上，改变原来的黑板结合挂图的形式，采用多媒体技术进行授课，课件中增加大量的生产、生活中的常见的实例图片和动画演示，便于学生对机构和零件的结构、工作原理及其应用有深入的了解，这样可以增强学生的工程意识，激发学生的学习兴趣。尤其是动画演示可以使学生更形象地理解课堂上不易讲清楚的机构工作原理等，使课堂教学更加生动和直观，在有限的学习时间内向学生传授了更多的科学知识，提高了教学效果与教学质量。例如，在讲到齿轮加工的范成法时，可分别将滚齿机和插齿机加工齿轮的视频进行播放，可以使学生很快了解范成法的加工原理。

目前，在该课程的学时安排上，国内绝大多数高校都较以前大幅压缩了学时。采用多媒体教学手段，一方面可以避免因学时减少而带来的负面效应；另一方面可大大激发学生的学习兴趣，调动其学习的积极性，变被动灌输为主动求知，保证教学质量。

2 强调规律性及其实用性

本课程中许多内容有着很强的规律性。例如，掌握直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算后，在介绍斜齿轮时，通过斜齿轮齿面的形成原理的讲解，说明斜齿轮的法面模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数是标准值，在给出上述四个参数在法面和端面内的转换关系之后，结合直齿轮几何参数计算公式直接推导出斜齿轮的参数计算公式。这一过程可归纳为：“法面参数标准值，计算关系在端面。端面和法面，两式做转换。公式形式同直齿，仅把参数代端面。”在领会该口诀之后，只要熟记了直齿轮的几何参数计算公式及四个参数的转换关系，就可以对标准斜齿轮任何几何参数进行公式推导和计算了。再比如，在计算周转轮系的传动比时，采用的是反转法，通过轮系的转化进行求解。事实上，对于行星轮系，若活动齿轮为A，固定齿轮为B，系杆为H，则必有如下规律存在：

上式利用反转法是很容易得出的。它说明：活动齿轮相对于系杆的传动比等于1减去活动齿轮相对于固定齿轮的转化后（定轴轮系）的传动比。熟记这一公式，可以非常快捷、方便地进行行星轮系的相关计算。目前国内很多教材上并未对此规律进行强调。当然，由于上式是利用反转法得出的，因此，该式也仅适于各齿轮轴线与系杆轴线平行的行星轮系，否则就必须采用运动合成法进行计算。

3 注重实践性教学环节

对于机械设计基础课程，实践性教学本身就是一项很重要的教学环节。考虑到教学课时的压缩，在实验内容编辑过程中可将实验分为认知类、验证性、综合类和创新类四类实验。其中认知类和验证类实验作为教学课时完成的实验，其余为课外实验内容。增加实验课时的内容，有助于提高学生的实践能力和动手能力，培养其创新能力。根据课程的教学特点，课程实践性教学在实验内容的编辑方面，始终与实际的问题结合起来，强化工程问题的解决。

通过实验教学环节的加强，不仅能使学生印证课堂上所学到的理论知识，如机构运动简图的绘制、齿轮参数的测定以及减速器拆装和性能实验等。而且教会学生掌握了一套完整的机械设计的实验方法，即掌握了一套机械设计领域的基本的科学研究的手段。在教学实践当中，要进一步完善课程的学科指导思想，提高教学质量，为培养高素质的全面发展的合格人才开展更加深入的教学改革探索。

4 结语

通过教学方法和手段的改革，总结机械设计基础课程内容的规律并强调其实用性，同时对实践性教学环节进行加强，将新的理念和方法融入到具体的教学工作当中，能够使学生牢固地掌握课程内容并将其灵活应用，激发学生动手创新的兴趣和求知欲望，对学生主观能动性的调动、动手能力的提高和设计思维的培养都具有显著的意义。通过教学改革，可以推动学生第二课堂的建设，充分发挥其对学生素质培养的辅助作用，适应新时期对专业技术人才的培养需求。

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