“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”說(shuō)課設(shè)計(jì)探討

李大林　孟小冉

[摘 要]說(shuō)課是教師口頭講述課程的性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)思路、教學(xué)方法、教學(xué)條件、考核方法等一系列教學(xué)元素，通過(guò)這種表現(xiàn)形式讓人了解課程在人才培養(yǎng)中的作用、任務(wù)和目的?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)的整體設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括課程性質(zhì)和目的、教學(xué)基本要求、教學(xué)方法、考核方法、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)等。課程教學(xué)設(shè)計(jì)特點(diǎn)是由實(shí)物認(rèn)知到動(dòng)手設(shè)計(jì)的漸進(jìn)學(xué)習(xí)過(guò)程，具體實(shí)踐能力的培養(yǎng)是由局部零件設(shè)計(jì)到機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的教學(xué)模式?？傮w體現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)構(gòu)建既符合?？粕蜆I(yè)突出職業(yè)技能的教學(xué)要求，同時(shí)又兼顧專升本學(xué)生繼續(xù)深造所需拓展知識(shí)的要求。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)方法 說(shuō)課

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）15-0119-02

說(shuō)課是教師口頭講述課程的性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)思路、教學(xué)方法、教學(xué)條件、考核方法等一系列教學(xué)元素，通過(guò)這種表現(xiàn)形式讓人了解課程在人才培養(yǎng)中的作用、任務(wù)和目的?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程總體設(shè)計(jì)可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

一、課程性質(zhì)和目的

（一）課程的性質(zhì)

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，是面向機(jī)械類專科生開(kāi)設(shè)的專業(yè)必修課。在本課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要綜合運(yùn)用先修課程，如機(jī)械制圖、互換性與測(cè)量技術(shù)等基礎(chǔ)課中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)，結(jié)合各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行基本訓(xùn)練，逐步提高學(xué)生對(duì)基本理論的理解，并逐漸形成對(duì)機(jī)械方面的構(gòu)思能力、工程洞察力，為順利地過(guò)渡到機(jī)械方向?qū)I(yè)課程的學(xué)習(xí)及進(jìn)行專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）課程目的

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的目的是讓學(xué)生掌握機(jī)械中常見(jiàn)零件的工作原理、特點(diǎn)、用途以及基本零件設(shè)計(jì)的計(jì)算方法；掌握機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、特性，初步具有分析、選用常用機(jī)構(gòu)的能力；具有運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、查閱手冊(cè)等技術(shù)資料的能力；獲得機(jī)械類實(shí)驗(yàn)技能的初步訓(xùn)練。

二、課程教學(xué)基本要求

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程采用多媒體教學(xué)（PPT+動(dòng)畫+幻燈片投影），即理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，最后還要進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。理論課程的講授重點(diǎn)為機(jī)械設(shè)計(jì)基本原則、平面連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪系傳動(dòng)、軸承和軸等，課程設(shè)計(jì)的講授重點(diǎn)為減速器和變速器。

（一）教材與參考書的選擇

教材選用的是楊可楨主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第五版（普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材），該書中的教學(xué)基本內(nèi)容以及有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都是最新修訂的，教材內(nèi)容豐富，覆蓋面廣，多而不難，適合學(xué)生使用。參考書選用的是陳立德主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書》，此書適合學(xué)生課后自學(xué)使用，語(yǔ)言簡(jiǎn)練，練習(xí)較多。將兩本書結(jié)合在一起學(xué)習(xí)，更利于知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)

本校已建立“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)室，其中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括5個(gè)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（驗(yàn)證性）、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)性）、直齒齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性）、自由度計(jì)算實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)性）和減速器的拆裝（綜合性）。實(shí)驗(yàn)性質(zhì)從驗(yàn)證性到綜合性，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，安排合理，也為之后的課程設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、教學(xué)方法

?？粕?jīng)過(guò)大學(xué)一年的學(xué)習(xí)，基本上已經(jīng)融入了學(xué)習(xí)本專業(yè)的學(xué)習(xí)氛圍，在學(xué)習(xí)上已經(jīng)具備了一些發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題的能力，但對(duì)于真正的專業(yè)課學(xué)習(xí)來(lái)講還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在學(xué)習(xí)方法上還存在一些不足，例如，思維不夠活躍，對(duì)于給出的定義或者公式不會(huì)舉一反三，稍微變化就不懂了；基礎(chǔ)理論知識(shí)薄弱，專科生在高中期間可能就對(duì)數(shù)學(xué)、物理等知識(shí)存在疑惑，到了大學(xué)以后，在以前的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新的知識(shí)就會(huì)更加感到不解；最重要一點(diǎn)就是欠缺自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力。針對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題，我們?cè)凇皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的說(shuō)課設(shè)計(jì)中也都充分考慮到。

首先，明確本課程的最終目的是學(xué)習(xí)機(jī)械零部件的組成與裝配，其中涉及的計(jì)算較煩瑣，在學(xué)習(xí)中學(xué)生可能會(huì)感到枯燥無(wú)味，所以應(yīng)該按照學(xué)生接受能力的不同來(lái)進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)，使一些計(jì)算題簡(jiǎn)單化，重點(diǎn)突出，省略公式推導(dǎo)證明過(guò)程，教師用自己的語(yǔ)言進(jìn)行總結(jié)。例如在講解“自由度”這一概念的時(shí)候可以對(duì)其概念進(jìn)行總結(jié)，把計(jì)算自由度的公式簡(jiǎn)單化，用最直白的語(yǔ)言進(jìn)行描述，把一個(gè)機(jī)械簡(jiǎn)圖中的“圓圈”看成一個(gè)低副，而最常見(jiàn)的凸輪機(jī)構(gòu)就是一個(gè)高副，最后的結(jié)果自由度一般都等于1。把這些巧妙計(jì)算的方法教授給學(xué)生，復(fù)雜的問(wèn)題就變得簡(jiǎn)單了。其次，進(jìn)一步加深、鞏固學(xué)生的知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，可以采用課堂分小組的方式進(jìn)行。把一個(gè)班級(jí)的學(xué)生分幾個(gè)小組，在提問(wèn)環(huán)節(jié)，哪個(gè)小組回答問(wèn)題多，加分就多。經(jīng)過(guò)實(shí)施，證實(shí)這種方法是可行的，學(xué)生都爭(zhēng)先恐后地回答問(wèn)題，增加了教師與學(xué)生的溝通。再次，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)本課程的重要性，本課程為機(jī)械類專升本的課程，講授的習(xí)題也比較靠近近些年專升本的真題，這樣學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力就提高了。

在課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容上也根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行改變，以往的課程設(shè)計(jì)都是用兩周的時(shí)間進(jìn)行減速器部件的計(jì)算和手繪畫圖，這種方法已經(jīng)持續(xù)了數(shù)十年，占用的時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生的任務(wù)也較重，學(xué)生手繪圖都千篇一律，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的方法效果較差。教師可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)改變?cè)O(shè)計(jì)方法，比如可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)CAD、Pro/E繪圖，并且每個(gè)學(xué)生的原始數(shù)據(jù)都不相同，這樣可以避免抄襲現(xiàn)象，學(xué)生都必須在理解減速器每個(gè)部件的前提下進(jìn)行計(jì)算與繪畫，取消了設(shè)計(jì)具體的計(jì)算過(guò)程，在最后兩天讓學(xué)生們講述自己的設(shè)計(jì)。

四、課時(shí)安排與考核方法

本課程授課時(shí)數(shù)共72課時(shí)，其中包括5次實(shí)驗(yàn)10課時(shí)，理論課程62課時(shí)。將理論課時(shí)分為四部分，第一部分講解機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、平面和凸輪機(jī)構(gòu)，共10課時(shí)；第二部分講解帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪，共20課時(shí)；第三部分講解齒輪系傳動(dòng)、軸承、軸和聯(lián)軸器，共28課時(shí)；第四部分講解減速器和變速器，共4課時(shí)。最后還有兩周課程設(shè)計(jì)的時(shí)間。

考核方式采用百分制， “總成績(jī)”由“平時(shí)成績(jī)”、“實(shí)驗(yàn)成績(jī)”和“期末考試成績(jī)”組成，取消期中的筆試考試。其中，“平時(shí)成績(jī)”占40%，“實(shí)驗(yàn)成績(jī)”占20%，“期末考試成績(jī)”占40%。“平時(shí)成績(jī)”為小組課上回答問(wèn)題情況占50%、作業(yè)成績(jī)占30%、出勤率及課堂紀(jì)律占20%，重點(diǎn)偏向課上回答問(wèn)題部分。課程設(shè)計(jì)的考核與實(shí)際課程分開(kāi)進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分包括設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)過(guò)程的計(jì)算、答辯陳述的表現(xiàn)等。

五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

以輪系為例，具體的展示教學(xué)課程設(shè)計(jì)。

（一）以實(shí)例引入，引發(fā)思考（5min）

在生活中輪系機(jī)構(gòu)無(wú)處不在，我們所用的手表、自行車的響鈴、汽車變速箱、差速器等都是由輪系組成。缺少了期中一個(gè)齒輪，輪系傳動(dòng)方向會(huì)發(fā)生什么變化？為什么手表里只能放幾個(gè)齒輪？汽車的變速箱怎么通過(guò)齒輪的變化實(shí)現(xiàn)速度的增大與減少？差速器里的齒輪間怎么嚙合才能實(shí)現(xiàn)車輪發(fā)生打滑？可以把實(shí)驗(yàn)室的實(shí)物拿來(lái)，讓學(xué)生親眼目睹具體輪系的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)況。

（二）精練語(yǔ)言，重點(diǎn)突出（5min）

本章重點(diǎn)是輪系的種類和計(jì)算輪系的傳動(dòng)比，輪系分為三大類：定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系；傳動(dòng)比的大小是矢量，包括大小和方向，大小計(jì)算用公式，判斷方向的方法有箭頭法和方法。而本節(jié)課的重點(diǎn)就是定軸輪系方向的確定和傳動(dòng)比的計(jì)算，根據(jù)學(xué)生接受能力的不同，講授內(nèi)容明確而不繁雜。

（三）精練題型，各個(gè)擊破（25min）

在判斷方向時(shí)，要掌握箭頭法，適合任何定軸輪系，而方法，只適合所有齒輪軸線都平行的情況。箭頭方法是最簡(jiǎn)單也是最準(zhǔn)確的，要用10min時(shí)間重點(diǎn)以圖代練。在計(jì)算時(shí)要精講例題1至2個(gè)，為了加深學(xué)生的印象，要督促學(xué)生多練習(xí)一些輔導(dǎo)書上的習(xí)題，需要用15min進(jìn)行講解。教師在講解例題時(shí)，盡量慢一些，讓所有學(xué)生都跟上自己的思路，要用眼睛和學(xué)生進(jìn)行交流。

（四）總結(jié)知識(shí)，抓住本質(zhì)（10min）

首先讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握本節(jié)課的幾個(gè)重要知識(shí)，剩余時(shí)間讓學(xué)生理解消化。每個(gè)小組公開(kāi)討論，總結(jié)本節(jié)課所學(xué)到的知識(shí)，之后用提問(wèn)的方式與教師一起探討。這樣不僅讓教師了解學(xué)生的理解程度，而且還能加強(qiáng)學(xué)生的表達(dá)能力，增加教師與學(xué)生的互動(dòng)。

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”說(shuō)課設(shè)計(jì)基于充分考慮專科層次學(xué)生的接受能力與學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)體系構(gòu)建的基本要求。兩周時(shí)間的課程設(shè)計(jì)為課程說(shuō)課的效果學(xué)習(xí)進(jìn)行反饋，實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)效果的及時(shí)檢驗(yàn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)定由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由部分到整體，由零件到機(jī)構(gòu)整體的遞進(jìn)。說(shuō)課設(shè)計(jì)全面反映了本課程教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，突出了機(jī)械類專業(yè)入門的知識(shí)要點(diǎn)和作為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)工具的功能。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 周禎祥.強(qiáng)化“說(shuō)課”訓(xùn)練提升教師素質(zhì)[J].湖北中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（6）.

[2] 張晴，袁曉梅，李漢軍.淺析說(shuō)課的原則和程序[J].成功（教育），2010（8）.

[3] 王金根，汪海洪.說(shuō)課創(chuàng)新思考[J].資治文摘（管理版），2010（7）.

[4] 張榮華，劉電芝.高效學(xué)習(xí)：學(xué)習(xí)策略的生成和掌握[J].課程·教材·教法，2012（4）.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]