机械设计基础教学改革措施研究与实践

俞亮+李益民

摘 要 机械设计基础作为一门重要的技术基础课，在很多近机械类工科专业中起着承上启下的作用，其教学效果直接影响学生后继相关专业设备课程的学习情况。针对该课程的专业特点和近机械类学生的现实情况，分析教学过程中存在的一些问题，提出相应的教学方法改革措施，并应用于具体的教学过程中，取得良好的教学效果。

关键词 机械设计基础；近机械类专业；网络教学综合平台；微课

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）24-0106-03

Research and Practice on Teaching Reform Measure of Machine Design Foundation//YU Liang， LI Yimin

Abstract As an important technological basic courses， Machine De-

sign Foundation played the role of connecting link of the settlement plan in many majoring in mechanical or near mechanical engineering

specialty， whose teaching effect have a direct impact on the students study situation of following relevant professional equipment course. According to the professional characteristics of the course and the feasibility condition of students majoring in mechanical or near mechanical fields， this paper analyzed some of the problems in the teaching process， put forward the corresponding reform measures of teaching methods and applied them to the specific teaching process， which had achieved good teaching results.

Key words machine design foundation； near mechanical engineering

specialty； comprehensive network teaching platform； micro-lectures

1 前言

機械设计基础是很多非机械类工科专业不可或缺的一门技术基础课，本课程的目标是使学生熟悉机构分析与设计的基本理论和基本方法，掌握机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，具有内容繁杂、抽象，实践性强等特点。本课程的教学效果直接影响学生今后在自身领域学习专业机械设备课程的效果。对于扬州大学水利工程专业，学生在学习本课程之前，缺乏与机械相关的基础知识，工程实践能力和空间想象能力均较弱，不了解本课程的知识内容对其后继专业课程学习效果的影响，从而使学生学习本课程时容易产生惧学和弃学的情绪。如何调动学生的学习积极性，让学生掌握课程的基本内容，培养工程素质和动手能力，成为授课教师必须面对的课题。以下是笔者在教学实践中摸索总结出的一些经验和想法，以期抛砖引玉。

2 更新教学内容，改革教学手段

本课程使用教材为北京高等教育出版社出版、杨可桢等主编的《机械设计基础》（第六版），内容主要包括机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法等。由于本课程是针对较多工科专业的一门通用基础课程，内容相对抽象，因此在教学过程中应该结合水利工程专业特点，增加有关应用实例的讲解。例如：在讲解“平面机构运动简图”时，以偏心泵为例，对复杂机械进行简化，得到描述机构各构件间相对运动关系的简化图形；讲解“双曲柄机构”时，以叶片泵为例，对“双曲柄机构将等速回转转变为变速回转”在工程中的作用解释清楚。

对于水利工程专业的学生来说，他们对于偏心泵、叶片泵这种设备比较熟悉，可以较快地理解知识点；同时认识到这门课程虽然属于外学院开设的课程，但是和自己的专业密切相关，从而端正学习态度，避免厌学情绪，认真学习本课程。同时，为了提高学生的学习动力，使学生能清晰地理解有关知识，应该避免将书本内容填鸭式地灌输给学生。比如，学生在听教师讲解机械设备结构与运行原理时，缺少感性认识，理论教学结束后，对学习的知识不知所云，间隔一段时间后逐渐淡忘，明显影响教学效果。教师可以从与生活息息相关的一些机械设备切入书本内容的知识点。如在讲解“平面连杆机构”时，以学生熟悉的天平、缝纫机、抽水唧筒、电风扇摇头机构为例，讲解机构工作原理、运动特点和机构类型的演变规律等，加深学生对“平面连杆机构”相关知识点的理解，在一定程度上使理论教学和实践教学相结合。

此外，教师在课程讲解中应该注重各章节之间的关系。例如：在第二章“铰链四杆机构”中引入压力角的定义；在第三章“凸轮机构”中可以结合反转法，让学生指出凸轮轮廓各位置点的压力角；在第四章“齿轮机构”中可以结合渐开线的性质，让学生指出轮齿各圆周上的压力角；在第十二章“蜗杆传动”中可以结合“齿轮机构”中的相关知识点，比较它们的异同，加深对这两种机构特点的理解。

在教学手段上，教师应灵活运用多种教学方法，包括讲解法、多媒体教学和实践性教学等。传统讲解法对于课程中的公式推导、理论分析等内容具有较好的教学效果，可以留给学生适当的思考时间，与学生的思维方式相吻合。教师用粉笔在黑板上推导公式的过程中，可以和学生进行互动，从他们的表情和积极性等方面观察接受知识的程度，调整授课节奏，有利于学生充分掌握知识点、记录笔记，但和多媒体教学相比，效率比较低。endprint

多媒体教学作为一种新兴的教学手段，与讲解法相比，具有生动、立体感强、效率高等特点。近机械类专业的学生缺乏实践经验和空间想象力，多媒体教学可以具体地表达出抽象的现象和规律，将难以想象的内容和难以观察的微观现象清楚地显示出来，让学生从不同的角度将教材中的文字解释和实际机械结构、运动统一起来，将学生引入机械设备运行的情境之中，激发学生的学习兴趣，使学生进入积极思维的状态，从而为学生掌握重点、突破难点创造良好的氛围，但教学节奏相对太快。

由于机械设计基础是一门与实践结合非常紧密的课程，因此有必要通过实践性教学对理论教学进行补充和深化，通过抽象思维和形象思维相结合的过程，培养学生积极思考问题、分析问题和解决问题的能力。例如：通过开展“渐开线齿轮范成实验”，让学生观察渐开线齿轮的轮廓曲线具体形成过程，可以加深对应用范成法切制渐开线齿轮基本原理的理解，掌握齿轮的根切现象及避免根切的方法；通过开展“减速器结构分析实验”，让学生自己动手装拆减速器，可以使其进一步理解和消化在课堂上所讲授的关于轴、滚动轴承、齿轮、连接件等方面的知识，了解减速箱各零、部件的装配关系，从而锻炼和提高学生的动手能力，促进理论知识的转化及知识的拓展。对于近机械类专业的学生，只有通过直观的实验教学真正地与机械接触，才能体会到机械的重要性及机械世界的奥秘和乐趣。

以上介绍的三种教学手段都具有其他方法无法替代的优势，既不能将某种教学手段凌驾于其他教学手段之上，也不能将这些教学手段互相对立。教师应该根据具体的教学内容，自觉地把这些教学手段和方法有机地结合起来，优化教学过程，才能取得较好的教学效果。

3 建立良好的课外学习氛围

课外学习对于提高学生学习效益、拓展学生知识结构具有重要作用。随着现代计算机和信息技术的飞速发展，扬州大学构建了网络教学综合平台，为授课教师与学生提供实时或非实时的、多种方式的互动，在教学中起到很好的辅助作用。

微课是以微教学视频为主要载体，教师针对某个学科知识点或教学环节而精心设计和开发的一种可视化的、支持多种学习方式的在线视频网络课程[1]。作为一种新型教学模式和学习方式，微课由于其短小精悍、突出重点、针对性强等特点，深受广大学生欢迎。针对本课程概念、名词、原理多，内容庞杂等特点，授课教师可以将教学内容中的各个知识点分别制作成微课上传至教学平台，调动学生学习的积极性，促进学生自主学习的实现。如“平面机构自由度的计算”“铰链四杆机构的压力角与传动角”“凸轮轮廓的绘制”“渐开线的形成和特性”等，学生可以在课前或者课后学习微课内容，学习的灵活性高。对于难以理解的内容，学生可以重复消化。微课具有明确的教学目标，有利于学生理解和掌握，不会占用过多的时间，极大地提高学习效率。

通过网络教学综合平台，教师可以对本课程进行答疑讨论，增加和学生的交流机会，摆脱上课时间和空间的限制，使教学在时间和地点上获得延伸，有助于及时了解学生的疑问并解决问题；教师可以在网络教学综合平台上布置作业，要求学生下载完成作业后直接上传，供教师批阅，从而有利于掌握和管理学生的作业情况。网络教学综合平台是课堂教学的有效补充手段和辅助平台，更好地促进了授课教师和学生之间的教学互动。

4 完善考核方式

考核作为教育评价的基本方式之一，是教育教学活动的必要环节。通常机械设计基础课程的考核采用闭卷考试的形式，仅以期末考试成绩作为本课程的最终成绩[2]。由于本课程教学内容的特殊性，这种单一的考试方式难以反映学生综合运用知识的能力，应该建立和教学方法互相促进、互相协调的考核制度，对教师的教学质量和学生的学习效果进行客观反馈。对学生在本课程整个学习过程中不断地实施评估，是对学生学习表现的一种比较精准的衡量方式。

1）加大对学生平时检查、监督的力度，激励学生学习的主动性和积极性，课堂出勤率、课堂回答问题、课堂小测试的完成情况等，均占最终成绩的一定比例；

2）在实践性教学过程中的表现、小论文的完成质量、课后作业完成情况也是考核的内容之一，从而使学生充分重视平时学习过程，约束自己在课堂中学习行为，完全投入课程知识点的思考中，主动去掌握相关知识，而不是在期末考试前以临时抱佛脚的状态死记硬背，突击应付考试；

3）期末考试试题可采用多元化形式，除了教材里的基础知识和基本理论，还可以出一些主观题、开放题等，没有标准答案，不强调过度背诵复杂的公式定理，而是注重掌握分析问题和解决问题的思路和方法，能够运用本课程基础的知识和实际经验来分析和解决具体问题，进而培养学生的创新意识和创新能力，更加全面地测试评价学生的理论知识、能力和素质。

通过对学生考核方式进行改革和完善，使考核結果更加全面和客观。期末考试成绩能反映学生理论知识的掌握情况，其余成绩可以检验学生在学习过程中解决问题的能力，进一步发挥本课程在提高教育质量、促进教学效果和提高学生素质方面所起的积极作用。

5 总结

笔者在教学过程中通过上述一些改革措施，明显提高了学生学习本课程的主动性和积极性，鼓励学生独立思考，培养学生创新意识，有利于学习过程的主体化、多样化和社会化，增强水利工程专业学生学习机械基础知识的兴趣，让学生掌握较多的有关机械设计实践方面的知识，从而使教学更符合培养目标的要求。

参考文献

[1]蒋晶.微课设计与应用：以填制审核原始凭证为例[J].知识经济，2017（2）：175，177.

[2]严乐.非机械类专业“机械设计基础”课程的教学改革[J].中国电力教育，2012（16）：42-43.endprint