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《机械设计基础》课程教学探讨


□ 高桂仙 王 玉

  摘 要:本文针对当前高职高专生源现状及《机械设计基础》课程的特点,从点(概念)、线(知识串)、面(课程设计)三个侧重点出发,由浅及深进行分析探讨,并运用多种教学方法和手段进行教学,以激发学生学习的主动性,从而全面掌握该课程的知识点,以提高教学质量。
  关键词:机械设计基础 课程教学 探讨
  
  《机械设计基础》是高职高专机械类、近机械类专业的一门重要的技术基础课,具有内容杂、知识点多、综合性、实践性强的特点。近几年来,由于生源质量下降,学生基础知识比较薄弱,在学习中他们普遍感到吃力。本人针对学生的特点,结合教学实践,对该课程的教学作了一些有益的探索,取得了一定的效果。
  
  一、注重概念教学
  概念多,是本课程的一个特点。难理解、难记、难区分是学生对概念的共识。怎样能把握概念?首先应给概念进行分类,一般可按识记、理解、应用三个层次列出所有概念,这样做,能使概念一目了然、主次分明,便于学生学习。其次,避免错误理解概念。由于新知识学习时对概念理解不透,或者由于知识间的相互联系,使学生对某些概念产生模糊、错误的认识,教学中必须澄清。如:构件与零件、机器与机构、螺距与导程、压力角与啮合角及分度圆与节圆等概念,教学中不能作简单处理。第三,注重概念的导入艺术。考虑学生认识的渐进性,有些概念不宜直截了当地介绍给学生。如:讲“ 死点”时,可由缝纫机为什么有时踩不动而引出,其效果迥然不同。如果再进一步引出死点在夹具及折叠桌椅上的应用,更加深了学生对死点这个概念的认识。第四,力求从本质上把握概念。如在凸轮机构、螺纹、蜗杆与蜗轮传动等都讲到“自锁”;连杆机构、凸轮机构及齿轮机构中都讲到“压力角”,从本质上看,这些概念都是一致的。从本质上把握概念,能提高学生的认识效率。
  
  二、串接知识点
  串接知识点就是以某一条主线将分布于不同章节的知识点联系起来。学生一接触《机械设计基础》就会产生“没有系统性”、“逻辑性差”等错觉,这是由于学生习惯了基础课的系统性所造成的。本课程中,虽然不同的研究对象所涉及的理论基础不同,且相互之间没有多大关系,但最终的研究目的只有一个,即设计出能应用的机构、零件等。本课程的各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算、设计、使用维护的顺序介绍的,有其自身的系统性。另外,串接知识点也要注意递进过程,遵循学生认知的习惯。如讨论轮系传动比计算时,应先讨论由圆柱齿轮组成的平面齿轮系,再讨论包含锥齿轮和蜗杆蜗轮传动的空间齿轮系。学习齿轮传动时,同样首先介绍直齿圆柱齿轮传动,再讲斜齿圆柱齿轮传动,最后讲锥齿轮传动及蜗杆蜗轮传动。
  
  三、注重讲评环节
  讲评是纠正学生错误认识,形成能力的一个重要教学环节。适时讲评有利于学生掌握解题策略、补缺知识的遗漏点、理清思路、建立严密的逻辑思维方式。讲评内容一般以综合性和实践性较强的题目为主(如:带传动的设计、齿轮传动的设计或轴的结构设计等)。讲评时,要鼓励学生大胆发表自己的观点,可调动学生的积极性、培养发散思维的能力,避免传统的“一言堂”授课方式,同时要实施因材施教、分层次指导。对成绩好的学生要给予独立思考、大胆创新、分散思维的空间,对成绩差的学生要给予反馈、补偿的机会。
  
  四、采用直观教学手段
  直观教学,是理论教学的极有效的辅助手段。在教学中,为了有助于学生学习,提高学生的理解力,尽量采用直观教学手段。在授课时,除了最大限度地利用现有教具外,还可以用简单材料做一些简单的“教具”。如:把硬纸板剪成条状,用铁丝做铰链,做成了“四杆机构”,借此启发学生分析铰链四杆机构曲柄存在的条件、铰链四杆机构类型的判断及其演化等内容,并要求学生课下亲手做四杆机构的模型,学生通过动手,使抽象内容具体化,不仅调动了学生学习的积极性,而且加深了对四杆机构的理解。在讲凸轮机构的工作情况时,我除了让学生观看凸轮模型外,还可用厚纸板剪出一个盘形凸轮模型,并用它画出凸轮在不同转角时从动件的运动情况,另外,也使学生较快地掌握了运用“反转法”设计凸轮轮廓曲线的方法,收到了较满意的教学效果。在讲螺纹时,用两张A4白纸,把一张沿长边卷成一个圆柱形纸筒,另一张沿对角线折成一个直角三角形,然后将直角三角形长的直角边与圆筒的底面对齐绕到圆筒的表面,直角三角形的斜边在圆筒表面形成的即为螺旋线,将直角三角形反一下面就改变了螺旋线旋向。这些方法非常简单,但是很适用,对学生了解基本概念和原理很有帮助。
  
  五、加强与实践结合环节
  《机械设计基础》是一门实践性很强的课程。为了使学生掌握好本课程所学的内容,提高学生分析问题和解决问题的能力,课后适时安排一些大作业和实验教学,以加强实践环节。讲了平面机构运动简图和机构的自由度后,安排学生做平面机构运动简图的绘制与分析实验,使学生初步掌握正确绘制一般平面机构运动简图的方法和步骤,并应用机构自由度的方法分析平面机构运动的确定性。讲了齿轮加工后,安排学生做渐开线齿廓的范成实验,使学生了解范成法加工渐开线齿轮齿廓的原理、齿廓产生根切现象的原因及刀具径向变位对齿轮齿形和几何尺寸的影响。做渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定实验,学生可掌握用简单量具测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法,并加深理解渐开线的性质及齿轮各参数之间相互关系的知识。学习了轴和轴承后,做减速器的拆装实验,通过拆装减速器,使学生熟悉减速器的结构,了解减速器的用途、特点及装拆的基本要求;可观察减速器中各零件的结构形状和功用,并分析其结构工艺性;了解减速器中零件的装配关系及安装调整过程;了解润滑和密封的方法;学习减速器基本参数的测量方法;熟悉和掌握轴的结构及其设计;学习轴上零件常用的定位和固定方法;熟悉并掌握轴系结构设计的要求与常用的轴系结构;提高学生对轴的设计能力和轴承组合的设计能力。
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