關(guān)于機械設(shè)計教學(xué)的思考

梁順可

摘要：目前高?！稒C械設(shè)計》課程教學(xué)存在滿堂灌現(xiàn)象，學(xué)生疲于背公式、背知識點應(yīng)付考試，對知識沒有真正掌握。因此，筆者提出三種新的教學(xué)嘗試：把機械設(shè)計課程設(shè)計糅合到《機械設(shè)計》理論教學(xué)中，每講到一個知識點就引導(dǎo)學(xué)生完成課程設(shè)計相應(yīng)內(nèi)容，然后根據(jù)學(xué)生設(shè)計過程中的反饋，作針對性輔導(dǎo)，通過教學(xué)、實踐、反饋互動的循環(huán)，讓學(xué)生真正掌握機械設(shè)計知識；用實際設(shè)計項目代替作業(yè)，幫助學(xué)生鞏固知識；引導(dǎo)學(xué)生積極參加機械創(chuàng)新設(shè)計競賽，培養(yǎng)理論結(jié)合實際、積極主動創(chuàng)新的能力。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；教學(xué)；機械設(shè)計課程設(shè)計；設(shè)計項目；機械創(chuàng)新設(shè)計

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）31-0201-02

一、引言

機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標志之一，這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來[1]。人們之所以要廣泛使用機器，是因為機器既能承擔(dān)人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進產(chǎn)品質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。而且，不論是集中進行大量生產(chǎn)還是迅速完成多品種、小批量生產(chǎn)，都只有使用機器才便于實現(xiàn)產(chǎn)品的標準化、系列化和通用化，尤其是便于實現(xiàn)高度的機械化、電氣化和自動化。因此，機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供技術(shù)裝備和促進技術(shù)改造的重要任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)的進程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。所以，通過大量設(shè)計制造和廣泛使用各種先進機器，能大大促進國民經(jīng)濟發(fā)展，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。

要提高我國機械工業(yè)生產(chǎn)水平，首先要提高我國機械設(shè)計水平?！稒C械設(shè)計》是高等院校機械專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是歷經(jīng)幾百年總結(jié)出來的較為成熟的知識體系。作為高校機械專業(yè)的教師，正確引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好本課程非常重要。只有讓學(xué)生真正掌握機械設(shè)計知識，學(xué)生走上社會后，才能把知識真正用到社會建設(shè)中，才能推動我國機械工業(yè)的發(fā)展，促進各行各業(yè)的發(fā)展。

二、當前《機械設(shè)計》教學(xué)的現(xiàn)狀[2]

《機械設(shè)計》是一門實踐性很強的課程，因為知識都是來源于工業(yè)生產(chǎn)中的經(jīng)驗總結(jié)。比如齒輪，早在公元前300年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機械問題》中就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運動的問題。希臘有名的發(fā)明家古蒂西比奧斯在圓板工作臺邊緣上均勻地插上銷子，使它與銷輪嚙合。在公元前100年，亞歷山人的發(fā)明家赫倫發(fā)明了里程計，在里程計中就使用了齒輪。隨著社會的發(fā)展，工業(yè)革命的興起，人們對齒輪的要求越來越高，工程師根據(jù)這些要求對齒輪進行了系統(tǒng)化的總結(jié)，最終形成了一套完整的知識體系。

但是，在實際的課堂教學(xué)中，我們早已習(xí)慣于向?qū)W生滿堂灌，灌輸機械設(shè)計的理論知識，從鏈傳動到帶傳動，從齒輪傳動到蝸桿傳動，讓學(xué)生記住大量的經(jīng)驗公式，而不是讓他們知道如何去使用這些公式[3，4]。例如，在齒輪傳動的知識中，涉及到強度計算的公式有很多，而且公式當中包含大量的參數(shù)，但是，教師在課堂中只是告訴學(xué)生，這個公式用來計算什么，至于這個公式如何得來，公式中的參數(shù)有何含義，為什么要設(shè)置這樣的參數(shù)，卻從來不告訴學(xué)生。當然，這當中存在課時有限的問題。鑒于課時不足，教師一般不會向?qū)W生作過多解釋，考試時學(xué)生知道這個公式用來算什么即可。學(xué)生連公式都不甚了解就盲目背公式，應(yīng)付考試，難免會對本課程感到厭煩，而越厭煩越學(xué)不好，最后導(dǎo)致惡性循環(huán)——學(xué)生背公式、背知識點應(yīng)付考試，教師在有限的課時內(nèi)疲于趕課程進度。如此一來，學(xué)生根本無法真正掌握機械設(shè)計的知識，這一點在每年招聘季用人單位筆試中都會凸顯出來。

作為實踐性很強的《機械設(shè)計》課程，除了理論課，還有一個機械設(shè)計課程設(shè)計需要學(xué)生完成，這一點全國高校機械專業(yè)幾乎都是一致的。但是，該課程設(shè)計與理論課是完全分離開的。這里存在一個問題，正是因為學(xué)生在學(xué)習(xí)《機械設(shè)計》理論部分知識時，糊里糊涂地去背公式、背知識點，壓根不知道怎么用，所以根本就掌握得不扎實，往往在期末考試結(jié)束后，都已經(jīng)忘得差不多了。而機械設(shè)計課程設(shè)計恰好是在理論課結(jié)束后開始。此時，很多學(xué)生會覺得很茫然，面對課程設(shè)計的題目，無從下手。但是，不會做也得做，畢竟要拿學(xué)分，時間有限，把心一橫，你抄我我抄你就這樣形成了。這樣一來，看似做得如火如荼的機械設(shè)計課程設(shè)計，最終一點效果也達不到，別說把理論知識用于指導(dǎo)實踐了。

三、機械設(shè)計教學(xué)的一些建議

（一）理論知識與課程設(shè)計相結(jié)合的教學(xué)方法

《機械設(shè)計》作為一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，只有把學(xué)到的知識應(yīng)用到現(xiàn)實的機械設(shè)計中去，知識點才能掌握得扎實，才能真正達到學(xué)習(xí)本課程的目的。因此，理論知識部分不應(yīng)該與實踐部分——機械設(shè)計課程設(shè)計分離開。我們需要把課程設(shè)計糅合在理論教學(xué)中。

我們做的課程設(shè)計的題目一般是減速箱的設(shè)計，里面會涉及到齒輪傳動、帶傳動、軸配合、軸承配合、鍵連接、摩擦潤滑等知識點。那么，我們可以在課程開始前給學(xué)生布置任務(wù)，說明整個課程設(shè)計中需用到的知識點。在課程講授過程中，講到課程設(shè)計需要用到的知識點時，就給學(xué)生重點強調(diào)，加深印象，并引導(dǎo)學(xué)生課后完成課程設(shè)計相應(yīng)部分的內(nèi)容。這個過程有助于學(xué)生加深對知識點的理解，學(xué)生在實踐過程中遇到不懂的地方也會及時反饋，教師再詳細講解。有這樣一個教學(xué)、實踐、反饋互動的過程，相信學(xué)生掌握知識的程度會更好。

當我們以這樣一種課程設(shè)計（類似于實際機械設(shè)計中的一個完整的項目）的方式作為作業(yè)布置給學(xué)生，不僅能夠把整個課程零散的知識點串聯(lián)起來，讓學(xué)生體會到實際的機械設(shè)計會考慮很多現(xiàn)實因素，理論上的最優(yōu)值在實際當中不一定能用得上，加深他們對經(jīng)驗公式的理解，也加強了他們學(xué)以致用的能力。而且，這種訓(xùn)練與企業(yè)實際的機械設(shè)計流程類似，當學(xué)生經(jīng)歷了這樣一個過程以后，畢業(yè)后走上工作崗位，從事機械設(shè)計方面的工作，就不會感到茫然不知所措，不知如何下手。

（二）用實際設(shè)計項目代替課后作業(yè)

在平時的教學(xué)中，為了讓學(xué)生鞏固已學(xué)過的知識，任課老師一般會在課后布置相當數(shù)量的題目讓他們回去做。筆者認為，這種做法，其實是高中學(xué)習(xí)的一種延續(xù)，應(yīng)試教育的一種繼續(xù)。對于應(yīng)付考試，效果可能非常明顯。但是，《機械設(shè)計》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，如果日后從事機械相關(guān)工作，不可避免地要用到本課程的知識。而使用高中的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)本課程，顯然是不行的，期末考試結(jié)束后，學(xué)生就已經(jīng)把知識忘得一干二凈，更別提在日后的工作中會把本課程的知識熟練地應(yīng)用在實際的設(shè)計中。另外，課本上的很多作業(yè)題目，基本上都是好多年沒有改變過，本屆學(xué)生做完以后，精明的下一屆學(xué)生會找?guī)熜謳熃闼饕@些作業(yè)的答案，他們就可以不費吹灰之力地完成作業(yè)。這樣培養(yǎng)出來的不是人才，而是印刷機。

因此，在作業(yè)布置方面，任課老師也需要花點心思。其實，如果教師自己有機械設(shè)計方面的研究項目，可以把其中一些內(nèi)容整理成作業(yè)的形式，布置給學(xué)生做。這樣，既避免了作業(yè)題目年年一樣，一成不變，從而導(dǎo)致作業(yè)抄襲，也可以引導(dǎo)學(xué)生把理論知識應(yīng)用到實際中，達到學(xué)以致用的效果。就算教師自己沒有研究項目，也可以想一些與實際相關(guān)的設(shè)計題目，引導(dǎo)學(xué)生使用理論知識來進行設(shè)計。

（三）引導(dǎo)學(xué)生參加機械創(chuàng)新設(shè)計競賽

學(xué)生在學(xué)習(xí)機械設(shè)計的過程中，隨著知識和經(jīng)驗的不斷積累，想象力逐漸豐富，思維也比較敏捷，但學(xué)生通常理論基礎(chǔ)不扎實，學(xué)科知識面窄，學(xué)科之間缺乏合理的整合，思考問題缺乏靈活性和全面性，在獨立解決創(chuàng)新設(shè)計課題方面能力不足，雖然有創(chuàng)新熱情，但獨特的創(chuàng)新目標不明確，從而妨礙了創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這一問題困擾我們多年，尤其是高校學(xué)生在學(xué)習(xí)主動性欠缺的情況下，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式基本上無能為力。為了克服這一困難，我們積極探索新的教學(xué)模式：走出課堂，積極參加機械創(chuàng)新設(shè)計競賽。

為了開發(fā)學(xué)生的機械設(shè)計創(chuàng)新能力，不少高校開展了種類繁多的機械創(chuàng)新設(shè)計競賽。因此，任課老師可以結(jié)合課堂教學(xué)，正確引導(dǎo)學(xué)生參加此類競賽。當然，參加這樣一種活動，目的并不是為了拿獎贏得榮譽，主要是為了鍛煉學(xué)生的思維能力，鍛煉學(xué)生學(xué)以致用的能力。在參賽過程中，學(xué)生結(jié)合自己的想法，提出一個自己的創(chuàng)新設(shè)計課題，老師根據(jù)課題的實際情況對學(xué)生進行個性化的指導(dǎo)。這種基于項目的工程教育強調(diào)工程基礎(chǔ)，采取獨立學(xué)習(xí)、項目團隊、技術(shù)討論等教學(xué)方式，將學(xué)生置于競賽狀態(tài)下去完成實際項目，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合能力，形成集教學(xué)、訓(xùn)練和創(chuàng)新活動為一體的新的教學(xué)模式，達到培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的目的。

大學(xué)生所處的年齡，是創(chuàng)造力最旺盛的時期，他們會有各種各樣的想法。他們的這些想法，看似稀奇古怪、不著邊際，但是，作為老師，我們不要隨意否定，扼殺他們的創(chuàng)新潛能，而應(yīng)適當?shù)毓膭钏麄?，引?dǎo)他們結(jié)合理論知識來實現(xiàn)他們的想法。

四、結(jié)語

改革開放三十多年，中國的社會發(fā)展取得了驕人的成績，人們的生活水平有了顯著的提高，但是，我們必須承認，當前中國的機械設(shè)計水平與發(fā)達國家相比，差距甚大。作為《機械設(shè)計》課程的任課教師，我們?nèi)沃氐肋h，必須積極探索新的教學(xué)方法，培養(yǎng)水平更高的機械設(shè)計人才，促進國家機械設(shè)計水平的提高。

參考文獻：

[1]濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計[M].第七版.北京：高等教育出版社，2001.

[2]張永安.我國機械設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀的思考及建議[J].中國大學(xué)教學(xué)，2013，（6）：35-36.

[3]朱文堅，陳揚枝.機械設(shè)計課程改革的設(shè)想與教材建設(shè)[J].廣西機械，1996，（3）：37-38.

[4]李成濤，朱文堅，陳揚枝.《機械設(shè)計》CAI課件設(shè)計的構(gòu)想[J].廣西機械，1996，（2）：33-35.