◆張莉

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械類各專業(yè)的主干課程之一，是學(xué)生今后從事各項技術(shù)工作的重要基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力的核心課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該具備運用本課程的基本理論與基本設(shè)計方法，獨立完成簡單傳動裝置和簡單機(jī)械的設(shè)計能力。因此，為了增強(qiáng)這門課的教學(xué)效果，改變以往的課堂教學(xué)模式，對本門課程內(nèi)容進(jìn)行分析和重構(gòu)，提出一些課堂教學(xué)改革的做法。

1 教學(xué)過程設(shè)計

機(jī)械設(shè)計課程主要研究常用、通用機(jī)械零部件的設(shè)計，但每類零部件都是相對獨立的，前后章節(jié)聯(lián)系不大，比如第5章是螺紋連接，第6章是鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接，第7章是鉚接、焊接等，知識內(nèi)容各不相同且不銜接，學(xué)生開始學(xué)習(xí)此門課時會感到零碎，而難以入門。

通過研究本門課每章節(jié)的內(nèi)容特點，發(fā)現(xiàn)基本上每個零部件的學(xué)習(xí)過程都會研究該零件的主要失效形式，并對零件進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度計算，以及確定出零件的關(guān)鍵尺寸或選擇出零件尺寸。 因此，為了讓學(xué)生有效地掌握所學(xué)的內(nèi)容和理論知識，在教學(xué)設(shè)計時，筆者以“失效形式——受力分析——強(qiáng)度計算——結(jié)構(gòu)設(shè)計”作為貫穿整個教學(xué)過程的主線，突出重點，使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容心中有數(shù)。無論學(xué)習(xí)哪種零部件的設(shè)計，若以此主線為綱，就便于入門、便于掌握。

2 多樣化教學(xué)方法的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計內(nèi)容比較繁雜，信息分散，計算公式比較多，特別是對一些重要概念、理論，僅用PPT和黑板結(jié)合方式進(jìn)行講解，學(xué)生會覺得枯燥，注意力不易集中，導(dǎo)致對理論不理解。而且由于學(xué)生不是來自于工業(yè)生產(chǎn)第一線，沒有一定的工業(yè)技術(shù)背景，對零件的結(jié)構(gòu)、材料、強(qiáng)度要求等方面缺乏感性認(rèn)識。

因此在講解過程中適當(dāng)加入演示法，使理論與實際聯(lián)系起來。比如：在講解螺栓強(qiáng)度計算時，結(jié)合螺栓事故現(xiàn)場的視頻，可吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生意識到螺栓強(qiáng)度計算的重要性；在講疲勞破壞時，引入1998年德國列車事故的視頻，直觀地加深學(xué)生對循環(huán)應(yīng)力作用下零件會出現(xiàn)疲勞斷裂這種失效形式的理解，由感性認(rèn)識上升為理論知識，對該知識點的印象深刻；在講解帶傳動的打滑時，通過Flash演示打滑的特性，增加學(xué)生的感性認(rèn)識。通過這些教學(xué)手段，使深奧的理論知識得到簡化、直觀，使學(xué)生獲得最真切的感性和理性認(rèn)識，能夠比較牢固地掌握一些基本理論和概念。

3 課內(nèi)任務(wù)學(xué)習(xí)

教師在課堂上以講授為主，長時間滿堂灌時，學(xué)生的注意力下降，思想不易集中，理解能力也隨之降低。導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)新理論時，思維速度滯后于教師傳遞信息的速度，來不及仔細(xì)、深入思索，處于聽不太懂、記不太清的被動狀態(tài)。

因此，可以在課內(nèi)以適當(dāng)?shù)臅r間，由教師主講變?yōu)榕c學(xué)生互動的方式，使學(xué)生對接受的信息進(jìn)行一次由淺入深的再加工，對錯過的信息進(jìn)行重新認(rèn)識，這樣更有利于優(yōu)化教學(xué)效果。比如在講授完相關(guān)知識點后，可利用適當(dāng)?shù)恼n堂時間與學(xué)生進(jìn)行互動，如通過“螺紋聯(lián)接的類型和應(yīng)用”任務(wù)，使學(xué)生具備常用螺紋連接的選用能力；通過“軸的應(yīng)用與結(jié)構(gòu)設(shè)計”任務(wù)，使學(xué)生具備軸結(jié)構(gòu)設(shè)計和軸與軸上零件裝配的能力；通過“齒輪的參數(shù)與尺寸計算”任務(wù)，使學(xué)生具備認(rèn)識齒輪各部分和進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)尺寸計算的能力；等等。通過這些課內(nèi)小任務(wù)，可將每次課的教學(xué)內(nèi)容重點和難點突顯出來，使學(xué)生更容易把握所學(xué)知識的核心內(nèi)容，目標(biāo)明確，達(dá)到可以看得見的學(xué)習(xí)效果。

4 小組項目教學(xué)法

該教學(xué)方法的學(xué)習(xí)模式是由教師確立項目內(nèi)容，全班分為多個學(xué)習(xí)小組，共同完成此任務(wù)。比如，本門課大部分內(nèi)容講解完后，教師可布置多個設(shè)計項目，如進(jìn)行X-Y送料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計等小型的設(shè)計任務(wù)，學(xué)生自行分成4～5人的小組，每小組根據(jù)任務(wù)要求，對項目進(jìn)行分析并確定出設(shè)計方案。然后，對設(shè)計進(jìn)行介紹和原理說明，并由其他小組對設(shè)計進(jìn)行討論和分析，確定其設(shè)計的可靠性和可行性。因此，小組項目教學(xué)法具有實用性和綜合性，可將以前學(xué)習(xí)的內(nèi)容，即各類零部件的應(yīng)用場所、設(shè)計、使用要求等進(jìn)行融合，對本門課的離散性、零碎性的特點進(jìn)行彌補(bǔ)，使學(xué)生能充分體會機(jī)械設(shè)計的樂趣，了解機(jī)械設(shè)計過程。

在小組項目教學(xué)過程中采取啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生是主體，教師以指導(dǎo)為輔，起到把握項目大方向和啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維的作用，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生具體完成機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計、零件類型選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計等。通過項目設(shè)計的完成，可充分調(diào)動學(xué)生的自主性和合作性，為后期的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

采用上述的教學(xué)方法和教學(xué)形式，針對本門課對兩屆本科生進(jìn)行了課堂教學(xué)模式改革，得到以下收獲。

1）本課程內(nèi)容比較繁雜，知識點分散，在學(xué)生開始學(xué)這門課時，先梳理好學(xué)習(xí)本門課程的主線。在講解不同章節(jié)時，學(xué)生根據(jù)此主線學(xué)習(xí)不同的知識內(nèi)容，覺得比較容易入門，對本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容更加明確，而且也不易被本門課信息分散的特點所干擾。

2）在課程講解時，適當(dāng)?shù)丶尤胍恍┭菔痉椒ǎ粌H活躍了課堂氣氛，使教學(xué)由教師滿堂講授的過程改變?yōu)樯鷦尤の洞┎宓恼n堂教學(xué)過程，同時提升了學(xué)生的感性認(rèn)識，并調(diào)動了他們的學(xué)習(xí)積極性。

3）在教師傳遞大量信息量后，學(xué)生來不及接收或理解教師傳遞來的信息，處于聽不太懂、記不太清的狀態(tài)。采用課內(nèi)任務(wù)學(xué)習(xí)和完成一些小項目設(shè)計，可加深學(xué)生對本門課的基礎(chǔ)知識、基本原理的理解，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。同時，促進(jìn)學(xué)生綜合運用知識的能力，拓展學(xué)生創(chuàng)新的意識和能力。