高職“工程力學(xué)”與“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程優(yōu)化整合探討

張?jiān)缕?+朱海松

摘要：針對(duì)高職教育壓縮理論課時(shí)而教學(xué)內(nèi)容并未減少的實(shí)際情況，將“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”兩門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化整合。通過(guò)采用“并行”和“串聯(lián)”方式進(jìn)行授課，及時(shí)將“工程力學(xué)”課程知識(shí)應(yīng)用到后續(xù)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中，既節(jié)約了教學(xué)時(shí)數(shù)，又提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；課程優(yōu)化整合；高職教學(xué)

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-5727（2014）07-0110-03

“工程力學(xué)”是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，研究工程構(gòu)件最普通、最基本的受力、變形、破壞以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”等技術(shù)基礎(chǔ)課和一些專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。原有“工程力學(xué)”課程內(nèi)容包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩大知識(shí)模塊，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容則包括機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩大知識(shí)模塊?，F(xiàn)在我們將“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”合并為一門“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程，其中力學(xué)部分分配了約20學(xué)時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分分配了約70學(xué)時(shí)（含6學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)）。這不僅考驗(yàn)教師的教學(xué)組織能力、授課方式及技巧，還考驗(yàn)學(xué)生的接受能力。如何在教學(xué)時(shí)數(shù)大幅減少，而教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容幾乎沒(méi)有變化的情況下，把這門整合后的課程上好，對(duì)教育工作者帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。近十幾年來(lái)，筆者一直從事“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等課程的教學(xué)，熟悉相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的銜接，針對(duì)學(xué)時(shí)減少等課程整合后的問(wèn)題，試著對(duì)授課方法作了一些調(diào)整，對(duì)授課內(nèi)容順序進(jìn)行了優(yōu)化整合，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)作并行講授，收到了理想的教學(xué)效果。

兩課程的教學(xué)內(nèi)容分析

（一）工程力學(xué)

機(jī)械類專業(yè)的“工程力學(xué)”課程教學(xué)主要是為后續(xù)課程“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”服務(wù)的，機(jī)械設(shè)計(jì)中用到的設(shè)計(jì)理論都是源于工程力學(xué)中材料力學(xué)部分，而材料力學(xué)的學(xué)習(xí)又必須以理論力學(xué)為基礎(chǔ)，所以理論力學(xué)的靜力學(xué)概念和公理、受力分析、力系及平衡是機(jī)械設(shè)計(jì)的必備知識(shí)。材料力學(xué)中的材料力學(xué)基本概念、桿件變形基本形式、軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形這些內(nèi)容，在機(jī)械設(shè)計(jì)中是必不可少的，所以這些內(nèi)容也是必要的教學(xué)內(nèi)容。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程主要是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)機(jī)構(gòu)原理分析、傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算及典型零件的設(shè)計(jì)或選用，為學(xué)習(xí)后續(xù)機(jī)械制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝等專業(yè)課程進(jìn)行必要的知識(shí)儲(chǔ)備。機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系、螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)軸、軸承等內(nèi)容都是必須學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。

兩課程知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

（一）工程力學(xué)各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)分析

“工程力學(xué)”課程各知識(shí)點(diǎn)之間是密切關(guān)聯(lián)的：（1）靜力學(xué)概念，這部分內(nèi)容主要是對(duì)力學(xué)中相關(guān)名稱的規(guī)范性定義或描述，是力學(xué)工作的“語(yǔ)言”，它貫穿整個(gè)力學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程，是后續(xù)力學(xué)課程各章節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)。（2）靜力學(xué)公理，揭示了作用在物體上各個(gè)力之間的內(nèi)在規(guī)律，是前人總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，學(xué)習(xí)它后可以對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析。（3）受力分析，主要介紹構(gòu)件的受力分析步驟及方法。受力分析貫穿工程力學(xué)的始終。教會(huì)學(xué)生進(jìn)行正確受力分析技巧在工程力學(xué)教學(xué)中顯得尤為重要。（4）力系及平衡，這部分知識(shí)主要揭示在平衡狀態(tài)下，作用在物體上各作用力之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，為建立各個(gè)作用力之間的關(guān)系提供理論支持，進(jìn)而可以利用平衡來(lái)分析和求解作用在物體上未知的力。它是我們由已知世界探索未知世界的連桿。（5）材料力學(xué)基本概念、桿件變形基本形式，是材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為我們研究材料變形、受力分析提供了方法。（6）軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形，揭示了工程中或機(jī)械中構(gòu)件最基本的變形規(guī)律、強(qiáng)度校核和尺寸設(shè)計(jì)方法，是后期機(jī)械零件設(shè)計(jì)的理論依托。由以上分析可見(jiàn)，工程力學(xué)各部分知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系如圖1所示。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)分析

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程各知識(shí)點(diǎn)之間是密切關(guān)聯(lián)的，共同構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體：（1）機(jī)構(gòu)自由度是分析機(jī)構(gòu)和機(jī)器運(yùn)動(dòng)情況的理論基礎(chǔ)。我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)或機(jī)器一定要按照人為設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，既然這樣，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)時(shí)就要先進(jìn)行自由度計(jì)算。若自由度和機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件的數(shù)目相同，則該裝置就能按照設(shè)計(jì)的軌跡工作，否則該機(jī)構(gòu)根本就不能動(dòng)或運(yùn)動(dòng)過(guò)自由。（2）平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)器中常見(jiàn)的基本機(jī)構(gòu)，復(fù)雜的機(jī)構(gòu)和機(jī)器一般是由這些機(jī)構(gòu)組成的。（3）帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系是機(jī)器中常見(jiàn)的傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)也要進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（4）軸是機(jī)器中重要的零件。軸是用來(lái)支撐機(jī)器中回轉(zhuǎn)零件的，是整臺(tái)機(jī)器的核心。（5）軸承也是機(jī)器中重要的零件，它是用來(lái)支撐軸的，以保持軸的回轉(zhuǎn)精度。（6）聯(lián)接是介紹機(jī)器中零件之間最常見(jiàn)的聯(lián)接方法，在機(jī)器選用某一型號(hào)的此類聯(lián)接時(shí)要進(jìn)行軸向拉伸、擠壓強(qiáng)度或扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算。

所以，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)一整臺(tái)機(jī)器將上述各知識(shí)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，其相互關(guān)系如圖2所示。

（三）兩課程各部分知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”兩門課程之間，有許多知識(shí)點(diǎn)具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性：（1）“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”在進(jìn)行機(jī)構(gòu)自由度分析時(shí)，運(yùn)動(dòng)副的類型和工程力學(xué)中約束類型及性質(zhì)有關(guān)聯(lián)。（2）平面連桿機(jī)構(gòu)的識(shí)圖、連桿機(jī)構(gòu)特性分析時(shí)壓力角和傳動(dòng)角的確定和工程力學(xué)中的受力分析有關(guān)聯(lián)。（3）凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)特性分析和工程力學(xué)中受力分析有關(guān)聯(lián)。（4）帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系的設(shè)計(jì)所依據(jù)的是工程力學(xué)的受力分析、力系及平衡、強(qiáng)度計(jì)算。（5）螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接和工程力學(xué)中的受力分析、軸向拉伸與壓縮和剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算密切相關(guān)。（6）軸設(shè)計(jì)要進(jìn)行受力分析、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)及彎扭組合強(qiáng)度校核無(wú)不與工程力學(xué)相關(guān)。（7）軸承的失效分析是利用工程力學(xué)中的受力分析來(lái)進(jìn)行的。

兩課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合

基于以上對(duì)每門課程各個(gè)知識(shí)點(diǎn)及兩課程之間各知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)性的分析，將各部分內(nèi)容按照?qǐng)D3方式進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化整合。

首先，以靜力學(xué)概念和公理作為基礎(chǔ)，將“工程力學(xué)”課程受力分析、力系及平衡兩部分知識(shí)點(diǎn)與“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)及間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)知識(shí)并行到一起。學(xué)生先學(xué)習(xí)受力分析和力學(xué)及平衡部分知識(shí)，再學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等知識(shí)。

其次，因“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中的聯(lián)接部分需要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、軸向拉伸與壓縮強(qiáng)度計(jì)算或考慮彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形部分的知識(shí)，所以需要“工程力學(xué)”的軸向拉伸、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形等知識(shí)作為鋪墊。

再次，齒輪傳動(dòng)、輪系及帶傳動(dòng)需要以受力分析、強(qiáng)度理論、機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)等知識(shí)為基礎(chǔ)，所以應(yīng)將這部分知識(shí)放到后面講授。

最后，軸及軸承用到力系及平衡、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形、組合變形等知識(shí)，所以將這兩部分知識(shí)安排到組合變形后面學(xué)習(xí)比較合理。在講組合變形強(qiáng)度理論后就講授軸的知識(shí)會(huì)收到較好的應(yīng)用效果。

優(yōu)化整合教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)效果比較（以我院機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)為例）

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)總教學(xué)時(shí)數(shù)90學(xué)時(shí)，其中力學(xué)部分占20學(xué)時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)占70學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)講授順序是先用20學(xué)時(shí)將力學(xué)內(nèi)容全部先講完，然后再花70學(xué)時(shí)從機(jī)械設(shè)計(jì)原理講到機(jī)械零件設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)教學(xué)方式，在實(shí)施過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下情況，即講零件設(shè)計(jì)時(shí)用到的受力分析學(xué)生已經(jīng)感覺(jué)很陌生，老師不得不又花時(shí)間將前面的知識(shí)點(diǎn)再請(qǐng)出復(fù)習(xí)一下。本來(lái)在這種教學(xué)方式下，教學(xué)時(shí)數(shù)就相對(duì)緊張。再經(jīng)?；〞r(shí)間去溫故知識(shí)點(diǎn)，這就讓教學(xué)時(shí)數(shù)顯得更加吃緊。這種現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果就是老師不停的趕進(jìn)度，學(xué)生來(lái)不及消化就匆匆學(xué)習(xí)新章節(jié)。

如講光滑接觸面約束時(shí)，大概10分鐘講授，20分鐘舉例，講這部分內(nèi)容學(xué)生很容易理解和接受。但到后續(xù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程中學(xué)習(xí)平面連桿機(jī)構(gòu)傳力特性時(shí)，要用到這部分知識(shí)，這距離上次這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)間隔至少一個(gè)月了。學(xué)生已經(jīng)對(duì)光滑接觸面約束力特點(diǎn)顯得很陌生了。那么老師就得先花大概5分鐘的時(shí)間去復(fù)習(xí)，然后用20分鐘左右去講壓力角和傳動(dòng)角概念，接著再用30分鐘時(shí)間去舉例講授或練習(xí)各種平面連桿機(jī)構(gòu)壓力角和傳動(dòng)角的分析。共用時(shí)85分鐘。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化組合后，光滑接觸面約束剛講完，就講平面連桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角概念，大概需用時(shí)間25分鐘，然后就以平面連桿桿機(jī)構(gòu)為例，練習(xí)光滑接觸面約束力的方向分析、壓力角和傳動(dòng)角分析，大概用時(shí)35分鐘。這種方式共用時(shí)60分鐘。

通過(guò)比較，優(yōu)化整合教學(xué)可節(jié)約25分鐘的教學(xué)時(shí)數(shù)。不僅如此，通過(guò)現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，學(xué)生做到了對(duì)知識(shí)點(diǎn)及時(shí)消化、吸收和應(yīng)用。

這種優(yōu)化整合式教學(xué)效果還可以從以下表格數(shù)據(jù)中得到啟發(fā)（以2011級(jí)制造專業(yè)1班和2班為例）。

由上表不難看出，優(yōu)化整合不僅在教學(xué)時(shí)間上顯得寬裕，而且學(xué)生在課程堂上就能將學(xué)習(xí)內(nèi)容消化吸收，及時(shí)應(yīng)用，學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方式。

綜上所述，“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是緊密聯(lián)系的兩門課程，將各部分知識(shí)優(yōu)化整合，不僅能節(jié)約教學(xué)時(shí)數(shù)，還能增強(qiáng)教學(xué)效果，為后續(xù)其他專業(yè)課程的教學(xué)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王燕楠.材料力學(xué)中提高綜合素質(zhì)的三點(diǎn)教學(xué)措施[J].中國(guó)科技創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010（16）：71.

[4]楊建波，王維，蔣平．中少學(xué)時(shí)工程力學(xué)教學(xué)及教改探索體會(huì)[J].教育教學(xué)論壇，2010（6）：25-27．

[5]鄧娟．高職力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程整合的初探[J].教育界，2012（33）：151.

（責(zé)任編輯：謝良才）

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摘要：針對(duì)高職教育壓縮理論課時(shí)而教學(xué)內(nèi)容并未減少的實(shí)際情況，將“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”兩門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化整合。通過(guò)采用“并行”和“串聯(lián)”方式進(jìn)行授課，及時(shí)將“工程力學(xué)”課程知識(shí)應(yīng)用到后續(xù)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中，既節(jié)約了教學(xué)時(shí)數(shù)，又提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；課程優(yōu)化整合；高職教學(xué)

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-5727（2014）07-0110-03

“工程力學(xué)”是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，研究工程構(gòu)件最普通、最基本的受力、變形、破壞以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”等技術(shù)基礎(chǔ)課和一些專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。原有“工程力學(xué)”課程內(nèi)容包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩大知識(shí)模塊，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容則包括機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩大知識(shí)模塊?，F(xiàn)在我們將“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”合并為一門“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程，其中力學(xué)部分分配了約20學(xué)時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分分配了約70學(xué)時(shí)（含6學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)）。這不僅考驗(yàn)教師的教學(xué)組織能力、授課方式及技巧，還考驗(yàn)學(xué)生的接受能力。如何在教學(xué)時(shí)數(shù)大幅減少，而教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容幾乎沒(méi)有變化的情況下，把這門整合后的課程上好，對(duì)教育工作者帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。近十幾年來(lái)，筆者一直從事“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等課程的教學(xué)，熟悉相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的銜接，針對(duì)學(xué)時(shí)減少等課程整合后的問(wèn)題，試著對(duì)授課方法作了一些調(diào)整，對(duì)授課內(nèi)容順序進(jìn)行了優(yōu)化整合，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)作并行講授，收到了理想的教學(xué)效果。

兩課程的教學(xué)內(nèi)容分析

（一）工程力學(xué)

機(jī)械類專業(yè)的“工程力學(xué)”課程教學(xué)主要是為后續(xù)課程“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”服務(wù)的，機(jī)械設(shè)計(jì)中用到的設(shè)計(jì)理論都是源于工程力學(xué)中材料力學(xué)部分，而材料力學(xué)的學(xué)習(xí)又必須以理論力學(xué)為基礎(chǔ)，所以理論力學(xué)的靜力學(xué)概念和公理、受力分析、力系及平衡是機(jī)械設(shè)計(jì)的必備知識(shí)。材料力學(xué)中的材料力學(xué)基本概念、桿件變形基本形式、軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形這些內(nèi)容，在機(jī)械設(shè)計(jì)中是必不可少的，所以這些內(nèi)容也是必要的教學(xué)內(nèi)容。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程主要是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)機(jī)構(gòu)原理分析、傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算及典型零件的設(shè)計(jì)或選用，為學(xué)習(xí)后續(xù)機(jī)械制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝等專業(yè)課程進(jìn)行必要的知識(shí)儲(chǔ)備。機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系、螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)軸、軸承等內(nèi)容都是必須學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。

兩課程知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

（一）工程力學(xué)各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)分析

“工程力學(xué)”課程各知識(shí)點(diǎn)之間是密切關(guān)聯(lián)的：（1）靜力學(xué)概念，這部分內(nèi)容主要是對(duì)力學(xué)中相關(guān)名稱的規(guī)范性定義或描述，是力學(xué)工作的“語(yǔ)言”，它貫穿整個(gè)力學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程，是后續(xù)力學(xué)課程各章節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)。（2）靜力學(xué)公理，揭示了作用在物體上各個(gè)力之間的內(nèi)在規(guī)律，是前人總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，學(xué)習(xí)它后可以對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析。（3）受力分析，主要介紹構(gòu)件的受力分析步驟及方法。受力分析貫穿工程力學(xué)的始終。教會(huì)學(xué)生進(jìn)行正確受力分析技巧在工程力學(xué)教學(xué)中顯得尤為重要。（4）力系及平衡，這部分知識(shí)主要揭示在平衡狀態(tài)下，作用在物體上各作用力之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，為建立各個(gè)作用力之間的關(guān)系提供理論支持，進(jìn)而可以利用平衡來(lái)分析和求解作用在物體上未知的力。它是我們由已知世界探索未知世界的連桿。（5）材料力學(xué)基本概念、桿件變形基本形式，是材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為我們研究材料變形、受力分析提供了方法。（6）軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形，揭示了工程中或機(jī)械中構(gòu)件最基本的變形規(guī)律、強(qiáng)度校核和尺寸設(shè)計(jì)方法，是后期機(jī)械零件設(shè)計(jì)的理論依托。由以上分析可見(jiàn)，工程力學(xué)各部分知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系如圖1所示。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)分析

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程各知識(shí)點(diǎn)之間是密切關(guān)聯(lián)的，共同構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體：（1）機(jī)構(gòu)自由度是分析機(jī)構(gòu)和機(jī)器運(yùn)動(dòng)情況的理論基礎(chǔ)。我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)或機(jī)器一定要按照人為設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，既然這樣，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)時(shí)就要先進(jìn)行自由度計(jì)算。若自由度和機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件的數(shù)目相同，則該裝置就能按照設(shè)計(jì)的軌跡工作，否則該機(jī)構(gòu)根本就不能動(dòng)或運(yùn)動(dòng)過(guò)自由。（2）平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)器中常見(jiàn)的基本機(jī)構(gòu)，復(fù)雜的機(jī)構(gòu)和機(jī)器一般是由這些機(jī)構(gòu)組成的。（3）帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系是機(jī)器中常見(jiàn)的傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)也要進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（4）軸是機(jī)器中重要的零件。軸是用來(lái)支撐機(jī)器中回轉(zhuǎn)零件的，是整臺(tái)機(jī)器的核心。（5）軸承也是機(jī)器中重要的零件，它是用來(lái)支撐軸的，以保持軸的回轉(zhuǎn)精度。（6）聯(lián)接是介紹機(jī)器中零件之間最常見(jiàn)的聯(lián)接方法，在機(jī)器選用某一型號(hào)的此類聯(lián)接時(shí)要進(jìn)行軸向拉伸、擠壓強(qiáng)度或扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算。

所以，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)一整臺(tái)機(jī)器將上述各知識(shí)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，其相互關(guān)系如圖2所示。

（三）兩課程各部分知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”兩門課程之間，有許多知識(shí)點(diǎn)具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性：（1）“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”在進(jìn)行機(jī)構(gòu)自由度分析時(shí)，運(yùn)動(dòng)副的類型和工程力學(xué)中約束類型及性質(zhì)有關(guān)聯(lián)。（2）平面連桿機(jī)構(gòu)的識(shí)圖、連桿機(jī)構(gòu)特性分析時(shí)壓力角和傳動(dòng)角的確定和工程力學(xué)中的受力分析有關(guān)聯(lián)。（3）凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)特性分析和工程力學(xué)中受力分析有關(guān)聯(lián)。（4）帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系的設(shè)計(jì)所依據(jù)的是工程力學(xué)的受力分析、力系及平衡、強(qiáng)度計(jì)算。（5）螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接和工程力學(xué)中的受力分析、軸向拉伸與壓縮和剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算密切相關(guān)。（6）軸設(shè)計(jì)要進(jìn)行受力分析、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)及彎扭組合強(qiáng)度校核無(wú)不與工程力學(xué)相關(guān)。（7）軸承的失效分析是利用工程力學(xué)中的受力分析來(lái)進(jìn)行的。

兩課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合

基于以上對(duì)每門課程各個(gè)知識(shí)點(diǎn)及兩課程之間各知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)性的分析，將各部分內(nèi)容按照?qǐng)D3方式進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化整合。

首先，以靜力學(xué)概念和公理作為基礎(chǔ)，將“工程力學(xué)”課程受力分析、力系及平衡兩部分知識(shí)點(diǎn)與“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)及間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)知識(shí)并行到一起。學(xué)生先學(xué)習(xí)受力分析和力學(xué)及平衡部分知識(shí)，再學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等知識(shí)。

其次，因“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中的聯(lián)接部分需要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、軸向拉伸與壓縮強(qiáng)度計(jì)算或考慮彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形部分的知識(shí)，所以需要“工程力學(xué)”的軸向拉伸、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形等知識(shí)作為鋪墊。

再次，齒輪傳動(dòng)、輪系及帶傳動(dòng)需要以受力分析、強(qiáng)度理論、機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)等知識(shí)為基礎(chǔ)，所以應(yīng)將這部分知識(shí)放到后面講授。

最后，軸及軸承用到力系及平衡、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形、組合變形等知識(shí)，所以將這兩部分知識(shí)安排到組合變形后面學(xué)習(xí)比較合理。在講組合變形強(qiáng)度理論后就講授軸的知識(shí)會(huì)收到較好的應(yīng)用效果。

優(yōu)化整合教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)效果比較（以我院機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)為例）

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)總教學(xué)時(shí)數(shù)90學(xué)時(shí)，其中力學(xué)部分占20學(xué)時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)占70學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)講授順序是先用20學(xué)時(shí)將力學(xué)內(nèi)容全部先講完，然后再花70學(xué)時(shí)從機(jī)械設(shè)計(jì)原理講到機(jī)械零件設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)教學(xué)方式，在實(shí)施過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下情況，即講零件設(shè)計(jì)時(shí)用到的受力分析學(xué)生已經(jīng)感覺(jué)很陌生，老師不得不又花時(shí)間將前面的知識(shí)點(diǎn)再請(qǐng)出復(fù)習(xí)一下。本來(lái)在這種教學(xué)方式下，教學(xué)時(shí)數(shù)就相對(duì)緊張。再經(jīng)常花時(shí)間去溫故知識(shí)點(diǎn)，這就讓教學(xué)時(shí)數(shù)顯得更加吃緊。這種現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果就是老師不停的趕進(jìn)度，學(xué)生來(lái)不及消化就匆匆學(xué)習(xí)新章節(jié)。

如講光滑接觸面約束時(shí)，大概10分鐘講授，20分鐘舉例，講這部分內(nèi)容學(xué)生很容易理解和接受。但到后續(xù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程中學(xué)習(xí)平面連桿機(jī)構(gòu)傳力特性時(shí)，要用到這部分知識(shí)，這距離上次這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)間隔至少一個(gè)月了。學(xué)生已經(jīng)對(duì)光滑接觸面約束力特點(diǎn)顯得很陌生了。那么老師就得先花大概5分鐘的時(shí)間去復(fù)習(xí)，然后用20分鐘左右去講壓力角和傳動(dòng)角概念，接著再用30分鐘時(shí)間去舉例講授或練習(xí)各種平面連桿機(jī)構(gòu)壓力角和傳動(dòng)角的分析。共用時(shí)85分鐘。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化組合后，光滑接觸面約束剛講完，就講平面連桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角概念，大概需用時(shí)間25分鐘，然后就以平面連桿桿機(jī)構(gòu)為例，練習(xí)光滑接觸面約束力的方向分析、壓力角和傳動(dòng)角分析，大概用時(shí)35分鐘。這種方式共用時(shí)60分鐘。

通過(guò)比較，優(yōu)化整合教學(xué)可節(jié)約25分鐘的教學(xué)時(shí)數(shù)。不僅如此，通過(guò)現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，學(xué)生做到了對(duì)知識(shí)點(diǎn)及時(shí)消化、吸收和應(yīng)用。

這種優(yōu)化整合式教學(xué)效果還可以從以下表格數(shù)據(jù)中得到啟發(fā)（以2011級(jí)制造專業(yè)1班和2班為例）。

由上表不難看出，優(yōu)化整合不僅在教學(xué)時(shí)間上顯得寬裕，而且學(xué)生在課程堂上就能將學(xué)習(xí)內(nèi)容消化吸收，及時(shí)應(yīng)用，學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方式。

綜上所述，“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是緊密聯(lián)系的兩門課程，將各部分知識(shí)優(yōu)化整合，不僅能節(jié)約教學(xué)時(shí)數(shù)，還能增強(qiáng)教學(xué)效果，為后續(xù)其他專業(yè)課程的教學(xué)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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[3]王燕楠.材料力學(xué)中提高綜合素質(zhì)的三點(diǎn)教學(xué)措施[J].中國(guó)科技創(chuàng)新導(dǎo)刊，2010（16）：71.

[4]楊建波，王維，蔣平．中少學(xué)時(shí)工程力學(xué)教學(xué)及教改探索體會(huì)[J].教育教學(xué)論壇，2010（6）：25-27．

[5]鄧娟．高職力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程整合的初探[J].教育界，2012（33）：151.

（責(zé)任編輯：謝良才）

endprint

摘要：針對(duì)高職教育壓縮理論課時(shí)而教學(xué)內(nèi)容并未減少的實(shí)際情況，將“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”兩門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化整合。通過(guò)采用“并行”和“串聯(lián)”方式進(jìn)行授課，及時(shí)將“工程力學(xué)”課程知識(shí)應(yīng)用到后續(xù)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中，既節(jié)約了教學(xué)時(shí)數(shù)，又提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；課程優(yōu)化整合；高職教學(xué)

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-5727（2014）07-0110-03

“工程力學(xué)”是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，研究工程構(gòu)件最普通、最基本的受力、變形、破壞以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”等技術(shù)基礎(chǔ)課和一些專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。原有“工程力學(xué)”課程內(nèi)容包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩大知識(shí)模塊，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容則包括機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩大知識(shí)模塊?，F(xiàn)在我們將“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”合并為一門“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程，其中力學(xué)部分分配了約20學(xué)時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分分配了約70學(xué)時(shí)（含6學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)）。這不僅考驗(yàn)教師的教學(xué)組織能力、授課方式及技巧，還考驗(yàn)學(xué)生的接受能力。如何在教學(xué)時(shí)數(shù)大幅減少，而教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容幾乎沒(méi)有變化的情況下，把這門整合后的課程上好，對(duì)教育工作者帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。近十幾年來(lái)，筆者一直從事“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等課程的教學(xué)，熟悉相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的銜接，針對(duì)學(xué)時(shí)減少等課程整合后的問(wèn)題，試著對(duì)授課方法作了一些調(diào)整，對(duì)授課內(nèi)容順序進(jìn)行了優(yōu)化整合，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)作并行講授，收到了理想的教學(xué)效果。

兩課程的教學(xué)內(nèi)容分析

（一）工程力學(xué)

機(jī)械類專業(yè)的“工程力學(xué)”課程教學(xué)主要是為后續(xù)課程“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”服務(wù)的，機(jī)械設(shè)計(jì)中用到的設(shè)計(jì)理論都是源于工程力學(xué)中材料力學(xué)部分，而材料力學(xué)的學(xué)習(xí)又必須以理論力學(xué)為基礎(chǔ)，所以理論力學(xué)的靜力學(xué)概念和公理、受力分析、力系及平衡是機(jī)械設(shè)計(jì)的必備知識(shí)。材料力學(xué)中的材料力學(xué)基本概念、桿件變形基本形式、軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形這些內(nèi)容，在機(jī)械設(shè)計(jì)中是必不可少的，所以這些內(nèi)容也是必要的教學(xué)內(nèi)容。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程主要是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)機(jī)構(gòu)原理分析、傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算及典型零件的設(shè)計(jì)或選用，為學(xué)習(xí)后續(xù)機(jī)械制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝等專業(yè)課程進(jìn)行必要的知識(shí)儲(chǔ)備。機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系、螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)軸、軸承等內(nèi)容都是必須學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)。

兩課程知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

（一）工程力學(xué)各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)分析

“工程力學(xué)”課程各知識(shí)點(diǎn)之間是密切關(guān)聯(lián)的：（1）靜力學(xué)概念，這部分內(nèi)容主要是對(duì)力學(xué)中相關(guān)名稱的規(guī)范性定義或描述，是力學(xué)工作的“語(yǔ)言”，它貫穿整個(gè)力學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程，是后續(xù)力學(xué)課程各章節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)。（2）靜力學(xué)公理，揭示了作用在物體上各個(gè)力之間的內(nèi)在規(guī)律，是前人總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，學(xué)習(xí)它后可以對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析。（3）受力分析，主要介紹構(gòu)件的受力分析步驟及方法。受力分析貫穿工程力學(xué)的始終。教會(huì)學(xué)生進(jìn)行正確受力分析技巧在工程力學(xué)教學(xué)中顯得尤為重要。（4）力系及平衡，這部分知識(shí)主要揭示在平衡狀態(tài)下，作用在物體上各作用力之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，為建立各個(gè)作用力之間的關(guān)系提供理論支持，進(jìn)而可以利用平衡來(lái)分析和求解作用在物體上未知的力。它是我們由已知世界探索未知世界的連桿。（5）材料力學(xué)基本概念、桿件變形基本形式，是材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，為我們研究材料變形、受力分析提供了方法。（6）軸向拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及彎扭組合變形，揭示了工程中或機(jī)械中構(gòu)件最基本的變形規(guī)律、強(qiáng)度校核和尺寸設(shè)計(jì)方法，是后期機(jī)械零件設(shè)計(jì)的理論依托。由以上分析可見(jiàn)，工程力學(xué)各部分知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系如圖1所示。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)分析

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程各知識(shí)點(diǎn)之間是密切關(guān)聯(lián)的，共同構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體：（1）機(jī)構(gòu)自由度是分析機(jī)構(gòu)和機(jī)器運(yùn)動(dòng)情況的理論基礎(chǔ)。我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)或機(jī)器一定要按照人為設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，既然這樣，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)時(shí)就要先進(jìn)行自由度計(jì)算。若自由度和機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件的數(shù)目相同，則該裝置就能按照設(shè)計(jì)的軌跡工作，否則該機(jī)構(gòu)根本就不能動(dòng)或運(yùn)動(dòng)過(guò)自由。（2）平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)器中常見(jiàn)的基本機(jī)構(gòu)，復(fù)雜的機(jī)構(gòu)和機(jī)器一般是由這些機(jī)構(gòu)組成的。（3）帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系是機(jī)器中常見(jiàn)的傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)也要進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（4）軸是機(jī)器中重要的零件。軸是用來(lái)支撐機(jī)器中回轉(zhuǎn)零件的，是整臺(tái)機(jī)器的核心。（5）軸承也是機(jī)器中重要的零件，它是用來(lái)支撐軸的，以保持軸的回轉(zhuǎn)精度。（6）聯(lián)接是介紹機(jī)器中零件之間最常見(jiàn)的聯(lián)接方法，在機(jī)器選用某一型號(hào)的此類聯(lián)接時(shí)要進(jìn)行軸向拉伸、擠壓強(qiáng)度或扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算。

所以，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)一整臺(tái)機(jī)器將上述各知識(shí)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)起來(lái)，其相互關(guān)系如圖2所示。

（三）兩課程各部分知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”兩門課程之間，有許多知識(shí)點(diǎn)具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性：（1）“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”在進(jìn)行機(jī)構(gòu)自由度分析時(shí)，運(yùn)動(dòng)副的類型和工程力學(xué)中約束類型及性質(zhì)有關(guān)聯(lián)。（2）平面連桿機(jī)構(gòu)的識(shí)圖、連桿機(jī)構(gòu)特性分析時(shí)壓力角和傳動(dòng)角的確定和工程力學(xué)中的受力分析有關(guān)聯(lián)。（3）凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)特性分析和工程力學(xué)中受力分析有關(guān)聯(lián)。（4）帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、輪系的設(shè)計(jì)所依據(jù)的是工程力學(xué)的受力分析、力系及平衡、強(qiáng)度計(jì)算。（5）螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接和工程力學(xué)中的受力分析、軸向拉伸與壓縮和剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算密切相關(guān)。（6）軸設(shè)計(jì)要進(jìn)行受力分析、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)及彎扭組合強(qiáng)度校核無(wú)不與工程力學(xué)相關(guān)。（7）軸承的失效分析是利用工程力學(xué)中的受力分析來(lái)進(jìn)行的。

兩課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化整合

基于以上對(duì)每門課程各個(gè)知識(shí)點(diǎn)及兩課程之間各知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)性的分析，將各部分內(nèi)容按照?qǐng)D3方式進(jìn)行教學(xué)優(yōu)化整合。

首先，以靜力學(xué)概念和公理作為基礎(chǔ)，將“工程力學(xué)”課程受力分析、力系及平衡兩部分知識(shí)點(diǎn)與“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)及間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)知識(shí)并行到一起。學(xué)生先學(xué)習(xí)受力分析和力學(xué)及平衡部分知識(shí)，再學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等知識(shí)。

其次，因“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”中的聯(lián)接部分需要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、軸向拉伸與壓縮強(qiáng)度計(jì)算或考慮彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形部分的知識(shí)，所以需要“工程力學(xué)”的軸向拉伸、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)變形和彎曲變形等知識(shí)作為鋪墊。

再次，齒輪傳動(dòng)、輪系及帶傳動(dòng)需要以受力分析、強(qiáng)度理論、機(jī)構(gòu)自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)等知識(shí)為基礎(chǔ)，所以應(yīng)將這部分知識(shí)放到后面講授。

最后，軸及軸承用到力系及平衡、扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形、組合變形等知識(shí)，所以將這兩部分知識(shí)安排到組合變形后面學(xué)習(xí)比較合理。在講組合變形強(qiáng)度理論后就講授軸的知識(shí)會(huì)收到較好的應(yīng)用效果。

優(yōu)化整合教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)效果比較（以我院機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)為例）

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)總教學(xué)時(shí)數(shù)90學(xué)時(shí)，其中力學(xué)部分占20學(xué)時(shí)，機(jī)械設(shè)計(jì)占70學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)講授順序是先用20學(xué)時(shí)將力學(xué)內(nèi)容全部先講完，然后再花70學(xué)時(shí)從機(jī)械設(shè)計(jì)原理講到機(jī)械零件設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)教學(xué)方式，在實(shí)施過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下情況，即講零件設(shè)計(jì)時(shí)用到的受力分析學(xué)生已經(jīng)感覺(jué)很陌生，老師不得不又花時(shí)間將前面的知識(shí)點(diǎn)再請(qǐng)出復(fù)習(xí)一下。本來(lái)在這種教學(xué)方式下，教學(xué)時(shí)數(shù)就相對(duì)緊張。再經(jīng)?；〞r(shí)間去溫故知識(shí)點(diǎn)，這就讓教學(xué)時(shí)數(shù)顯得更加吃緊。這種現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果就是老師不停的趕進(jìn)度，學(xué)生來(lái)不及消化就匆匆學(xué)習(xí)新章節(jié)。

如講光滑接觸面約束時(shí)，大概10分鐘講授，20分鐘舉例，講這部分內(nèi)容學(xué)生很容易理解和接受。但到后續(xù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程中學(xué)習(xí)平面連桿機(jī)構(gòu)傳力特性時(shí)，要用到這部分知識(shí)，這距離上次這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)間隔至少一個(gè)月了。學(xué)生已經(jīng)對(duì)光滑接觸面約束力特點(diǎn)顯得很陌生了。那么老師就得先花大概5分鐘的時(shí)間去復(fù)習(xí)，然后用20分鐘左右去講壓力角和傳動(dòng)角概念，接著再用30分鐘時(shí)間去舉例講授或練習(xí)各種平面連桿機(jī)構(gòu)壓力角和傳動(dòng)角的分析。共用時(shí)85分鐘。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化組合后，光滑接觸面約束剛講完，就講平面連桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角概念，大概需用時(shí)間25分鐘，然后就以平面連桿桿機(jī)構(gòu)為例，練習(xí)光滑接觸面約束力的方向分析、壓力角和傳動(dòng)角分析，大概用時(shí)35分鐘。這種方式共用時(shí)60分鐘。

通過(guò)比較，優(yōu)化整合教學(xué)可節(jié)約25分鐘的教學(xué)時(shí)數(shù)。不僅如此，通過(guò)現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，學(xué)生做到了對(duì)知識(shí)點(diǎn)及時(shí)消化、吸收和應(yīng)用。

這種優(yōu)化整合式教學(xué)效果還可以從以下表格數(shù)據(jù)中得到啟發(fā)（以2011級(jí)制造專業(yè)1班和2班為例）。

由上表不難看出，優(yōu)化整合不僅在教學(xué)時(shí)間上顯得寬裕，而且學(xué)生在課程堂上就能將學(xué)習(xí)內(nèi)容消化吸收，及時(shí)應(yīng)用，學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方式。

綜上所述，“工程力學(xué)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是緊密聯(lián)系的兩門課程，將各部分知識(shí)優(yōu)化整合，不僅能節(jié)約教學(xué)時(shí)數(shù)，還能增強(qiáng)教學(xué)效果，為后續(xù)其他專業(yè)課程的教學(xué)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：謝良才）

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