维普资讯 http://www.cqvip.com 第７卷第１期 ２００８年３月 广东轻工职业技术学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ Ｖｏ１．７ Ｍａｒ． ＮＯ．１ ２００８ 提高“机械设计基础＂课程教学效果的探索与实践 王 军 （广东轻工职业技术学院机电工程系，广东广州５１０３００） 摘要：本文结合笔者多年来在“机械设计基础”课程中的教学实践，基于提高教学效果， 介绍了教学方法、教学手段方面的舍理选择及实践情况。 关键词：机械设计基础；教学方法；教学手段 中图分类号：Ｇ ４２０ 文献标识码Ｉ Ａ 文章编号Ｉ １６７２．１９５０（２００８）０１－００４３－０３ １ 引言 才能很好的进行启发式教学，我认为，教师必须是先 吃透教材内容，抓住每一章内容的重点和难点，理清 机械设计基础课程是一门与工程实际联系密 思路，按照由浅入深、由表及里、深入浅出、理论联系 切、培养学生工程设计能力的技术基础课，研究对象 实际等原则引导学生，和学生一起探索，共同思维。 是机械中的常用机构和通用机械零件，内容包括：常 在具体内容的讲授中遵循“提出问题、分析问题、解 用机构、机械传动、支承零部件、联接及其它零部件 决问题”的思路。如在讲紧螺栓联接承受轴向力情 等５个模块，各模块的内容相对独立。在我校，机械 况下，求螺栓所受的总拉力时，教师首先提问：当拧 类专业的学生十分重视这门课，对本课程期望值较 紧螺母时，螺栓受预紧力Ｆ。后，若联接再承受工作 高，那么在本课程的各教学环节中，课堂教学效果的 拉力Ｆ，作用在螺栓上的总拉力Ｆ 是多少？亦即 好坏，往往举足轻重，对学生从基础课、专业基础过 Ｆ，＝Ｆ＋Ｆ。是否成立？此时，学生无法判断该式 渡到专业课的学习及对专业课学习的兴趣有一定的 是否正确，学生对老师随后的受力分析就特别注意， 影响。因此，提高机械设计基础课程教学效果，仍然 达到师生共同思考的目的。教师按照课件（图１）的 是同行教师十分关心的问题。目前，机械设计基础 动画步骤：从预紧前＿＋预紧＿＋受载过程，逐步介绍螺 面临着学时少、内容多、学生实践知识缺乏等问题， 栓与被联接件受力变形情况，图１ ａ所示螺栓未被拧 面对这种现状，显然用旧的教学方法已很难适应新 紧，螺栓与被联接件均不受力的情况。图１ｂ所示螺 形式的要求，迫切需要从事机械设计基础课程教学 栓被拧紧后，螺栓受预紧力Ｆ。，被联接件受预紧压 工作的广大教师开动脑筋，想办法，进行全面的教学 力Ｆ。作用而产生压缩变形８，的情况。当螺栓受工 改革，从教学方法、教学手段等方面不断地进行探索 作载荷Ｆ时（图１ｃ），螺栓被拉伸，变形增量８：，根 和实践，以达到提高教学效果的目的。 据变形协调条件，即等于被联接件压缩变形的减少 ２抓住要点，理清思路，采用启发式教 量。此时被联接件受到的压力将减少为Ｆ＇ｏ／，称为 学 残余预紧力。显然，为了保证被联接件密封可靠，应 使Ｆ＇ｏ／＞０，即８，＞８：。因此，螺栓上所受的轴向总 课堂教学一方面是向学生传授知识，另一方面 拉力Ｆ 应为其所受的工作载荷Ｆ与残余预紧力 是如何调动学生的积极性和主动性，使学生在思想 Ｆ＇ｏ／之和。即Ｆ，＝Ｆ＋Ｆ＇ｏ／，而Ｆ，＝Ｆ＋Ｆ。是不 上“响应”，行动上“同步”，以达到思维“共振”的目 成立的。经过分析最后得出正确的结果，学生比较 的。启发式教学方法正是为了达到这一目的，如何 容易掌握这一难点内容。 收稿日期ｌ ２００７—１２—３０ 作者简介ｇ王军（１９５８一），男，副教授。 维普资讯 http://www.cqvip.com 广东轻工职业技术学院学报 第７卷 ∞Ｉ Ｉ 』 ＩｌＩ 、 ＩＩ 鬻 圈１ ▲Ｌ ＿ ’ Ｌ ．Ｊ 习 ｒ； ｆ－』 Ｌ Ｊ 薹萋 溺 孽 譬 誓 ＿ ＦＦＥ ｏ１ ｆ １ ｒ 预紧前 预紧 受载 图１螺栓的受力与变形 另外，教师要特别注意在新旧知识的衔接转换 处提出新问题，提出的问题最好能引起几种回答，以 此激发学生积极思考。例如在讲到齿轮啮合传动这 一节内容时，首先提出什么是公法线，并绘出草图。 在学生正确的回答了所提出问题后，接着再提问什 么是内公切线？什么是啮合线？什么是力的作用 线？这时教师要利用课件（图２）的动画引导学生分 析两齿廓在任意点啮合情况，特别强调过啮合点 “？”所作的两齿廓公法线Ｎ。Ｎ：，根据渐开线性质 （渐开线上任一点的法线恒与基圆相切），证明该公 法线就是两轮基圆内侧的公切线Ｎ。Ｎ：。当两齿廓 转到另一点啮合时，过啮合点所作公法线也是两轮 基圆的内公切线。由于两轮基圆的大小和位置均固 图２齿轮啮合传动 定，公法线Ｎ。Ｎ：（内公切线）是唯一的。因此，不管 齿轮在哪一点啮合，通过观看课件（图２）动画，啮合 点总是在这条公法线上，该公法线也可称为啮合线。 当两齿轮啮合传动时（忽略两齿廓间的摩擦力）其 正压力是沿着两齿廓接触点公法线方向的，故该公 法线又可称为力的作用线。因此，对渐开线齿轮传 动来说，啮合线、过啮合点的公法线、两齿轮基圆的 内公切线、力的作用线四线合一。使学生很快地掌 握教师要推出的新概念。从而达到培养学生分析问 题、解决问题的能力。 ３合理选择教学手段，提高教学质量 在传统教学中，教学手段比较简单（黑板、粉 笔、教具和挂图），使得课堂教学形式也比较单调。 特别是在机械设计基础课程的教学中，由于学生缺 乏实践活动，对机械的感性认识不足，仅仅依靠教师 的课堂讲授，很难达到良好的教学效果。如在轴的 结构设计这一节，学生在听教师讲课的时候感觉很 简单，但当他们实际设计时却感到无从下手。若采 用一定的现代化教学手段，运用多媒体进行形象化 的教学（如制作精良、内容丰富的ＣＡＩ课件、短小精 悍的教学片和教师编制的电子教案）加之适当的板 书及合理的讲解，使课堂教学变得丰富形象，教学质 量显著提高。比如在开始讲轴的结构设计时，我们 首先让学生观看轴的结构设计教学短片，给学生以 视觉、听觉的强烈刺激，使学生有身临实境的感觉， 提高了学生的学习兴趣。随后再观看一个用动画制 作的错误的轴系结构设计实例，再启发引导学生分 析每一个结构错误以及由此而产生的后果。这样， 不仅增加了学生的感性认识，而且激发了学生的求 知欲，使学生由以往的被动学习转到主动学习，大大 地提高了教学效果。但是，若在整个课程的课堂教 学中全部借助多媒体大屏幕效果未必能够很好。比 如，虽然可以通过屏幕观察三维物体，也可以操作它 的动作，但这总比不上手持实物所带给人的感受真 实，所以现在大多数教师在讲课时仍然扔不掉教具 模型．。又如，在讲用作图法设计或分析机构时，虽然 可以通过屏幕一步一步地显示作图过程，但我认为 教师在黑板上一笔一笔的分析过程会给学生留下更 深的印象，同时教师还可以根据课堂情况临时发挥， 具有更大的灵活性。当然在有些情况下使用ＣＡＩ 的良好效果是别的方法无法比拟的。如介绍通用零 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１期 王军：提高“机械设计基础”课程教学效果的探索与实践 ４５ 部件的结构图，各种常用机构的类型及应用，以及与 可以安排学生在课堂上花几分钟自学、自查，其实际 实际加工有关的内容，等等。因此课堂教学手段的 合理选择应根据教学内容来定，切忌“走马灯式的 浏览”，过后学生一片茫然。总之，只要达到教学内 效果要比教师讲好得多。 ４．３ 课后自学 课后自学的主要内容是复习课堂所学的知识， 容与教学手段的最佳匹配，就应能收到最佳效果。 并通过作业，加以巩固。教师应当精选作业，并引导 学生将所学的知识加以整理和消化。例如，学生在 学完带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动之后，教师 可以列出一些表格，或让学生翻书或者查资料来比 ４ 引导学生自学，提高学生学习效果 除了在教学方法、教学手段、教学设备方面作改 进和提高外，还应注意引导学生进行有效的自学。 有些教师认为自学是学生自己的事情，应该由学生 自己去发挥自己的主观能动性，而忽略了教师的引 导作用。我们认为引导学生也是大学教学的一个重 较各类传动的特点。这样做可以使学生通过各类传 动的互相比较，又通过自己的主动搜索、对所学的知 识加以深刻的理解。 我们还通过精选教材内容，把叙述性、资料性、 易看懂的内容让学生自学，充分利用校园网和其他 院校机械设计方面的数据资源，扩大学生自学知识 要环节，同样应该予以充分注意。对此，我们作了以 下的一些尝试。 ４．１ 课前自学 课前自学一般就是指预习新内容。由于新理 面和范围，在网上发布机械设计基础试题库，让学生 进行自我检测等，都对学生自学能力的提高起到积 极作用。 论、新技术的不断出现，学生要学的东西越来越多， 加上其他许多原因（如参加社会活动、各门新课程 的学习等），要使学生花很多时间去预习新课也是 ５ 结束语 机械设计基础是一门技术基础课，也是多科目 不现实的。因此教师应当告知学生下次讲课的大致 内容，重点所在，并有意识地出些思考题，以使学生 自学有较强的针对性，提高预习的效果。 的实践综合课程。提高机械设计基础课程教学效果 应该是一个综合性的工作，只有紧跟时代发展，从机 械类各专业对人才的培养目标出发，充分揭示机械 设计基础课程的教学规律，对其各个教学环节进 ４．２ 课内自学 由于课程学时不断减少，用于课堂讲课的课时 很宝贵，似乎不应该在课堂上安排自学，但笔者认为 课堂上安排小块内容、小块自学时间还是很必要的。 这可以改变学生在长达两节课的时间里被动听课的 参考文献： ［１］刘舒生．教学法大全［Ｍ］．第一版．北京：经济日报 出版社，１９９０． 状态，活跃课堂气愤。例如零件材料的选取，结构经 验尺寸的确定，表格数据的查取等，讲起来理论性不 强，不讲学生又会认为这是选学内容而不重视，所以 ［２］ 王军．机械设计基础［Ｍ］．北京：科学出版社，２００７． 责任编辑：张赣霞 Ｔｈｅ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｒａｉｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ Ｂａｓｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｕｒｓｅ ＷＡＮＧ Ｊｕｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｙ ｒＴｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０３００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｌｏｎｇ ｙｅａｒｓ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｔｈｅ Ｂａｓｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ－Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｕｒｓｅ，ｔｈｉｓ ｅｓｓａｙ ｉｎｔｒｏ— ｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ，ｗｈｉｃｈ ｂａｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒａｉｓｉｎｇ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｅ Ｂａｓｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ