机械设计课程教学方法探讨

【摘 要】本文针对《机械设计》课程的教学手段进行了探索，包括多媒体应用、课程实验、工程实例、以竞赛促教学及以科研促教学等。通过这些方法的实施极大地激发了学生的学习积极性，显著提高了课程教学效果。

【关键词】机械设计；教学手段；多媒体

0 引言

《机械设计》是高等工科院校普遍开设的一门技术基础课，也是机械类专业的主干课程之一。目的在于逐步提高学生的机械工程学科的基础理论水平、创新能力，尤其是增强提出问题、分析问题以及解决问题的能力，并为顺利过渡到机械工程学科专业课程的学习及进行产品和设备设计打下宽广而坚实的基础。《机械设计》是一门与工程实际联系非常紧密的课程，如何利用有限的教学课时激发学生的创造性思维、增强对机械学科的兴趣，并能灵活应用所学知识解决一些工程实际问题，一直是该课程教学中需要认真思考和探讨的重要问题。我们通过在教学中不断的实践，在以下几个方面对《机械设计》课程教学方法做了探索。

1 多媒体教学

《机械设计》课程教学中涉及到大量的机械零件、产品及装备，对于学生而言，大部分都很陌生。如果利用传统的授课手段，在有限的教学课时中，需要花费大量时间在文字、机械图形的板书上，而学生对在黑板上板书的平面机械图形又缺乏基本的感性认识。在实践教学中，充分利用多媒体技术的优势，可以有效解决传统授课手段的弊端。我们通过多媒体课件演示，可以大大增加课堂授课的信息量，并且让学生对枯燥无味的理论知识产生感性认识；另外还可以通过动画视频的方式给学生展示一些国内外机械领域最新的研究成果，激发学生对机械学科的学习兴趣。当然，我们所提倡的多媒体教学，并不是完全摆脱传统的板书授课手段，而是以多媒体教学为主，适当结合课堂板书。例如，在讲授轴系结构时，可以在黑板上指引学生一块画一次，以防学生出现眼高手低的现象，感觉在课堂上听讲时很简单，做作业时又经常性画错。

2 课程实验教学

《机械设计》是实践性很强的一门课程。杨叔子院士在谈论机械工程教学改革的总体思路时说：“降低重心，注重交叉，扩大专业面向；提高起点，重视基础，加强通识教育；创造条件，建设基地，强化实践环节”。因此，在《机械设计》课程教学中要注重实验环节，适当提高实验教学占总教学时的比例。通过课程实验教学，可以有效提高学生的动手能力，增强学生对机械零部件的理解和认识。例如，在讲授减速器时，部分学生在听课时，对减速器的结构、工作原理以及实现功能似懂非懂，理解不深。通过减速器拆装实验，可以让学生全面、深入认识减速器整体结构，快速理解减速器的工作原理，这也为后续的减速器课程设计打下良好的基础。

3 工程实例教学

机械是一门历史悠久的学科，而《机械设计》是机械学科中重要的技术基础课。我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡、河南裴李岗等遗址中发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等，到最近的2013年6月11日我国神舟十号载人飞船成功发射、升天，并于13日和目标飞行器天宫一号成功实现自动交会对接。在整个机械装备设计和制造的历史中，有一些伟大的设计，当然也有一些失败的案例。在《机械设计》教学过程中，将这些伟大的设计和失败的案例融入到课程中，会使原本枯燥的理论知识变得生动起来，聚集学生们的注意力，加深学生们对知识的理解，认识到机械设计的重要性。例如，某部组织训练的直升机，在准备着陆时，突然尾桨传动失效，直升机失去平衡，坠落后起火；事故原因是尾桨主减速器和尾减速器对接处的花键套和花键轴的的连接处发生非正常磨损，导致健齿啮合面过小，飞行中套轴脱开，致使传动失效，飞机坠落。

4 以竞赛促教学

机械装备及零部件设计具有极强的创新性。目前，全国性的机械创新相关的比赛很多，如挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生机器人大赛、全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生机械产品数字化设计大赛等，河南省内也有很多诸如此类的比赛。在教学过程中鼓励学生自由结合成立团队，参加一些机械相关的竞技比赛，可以有效的激发学生的主观能动性，提高学生的实践能力，培养学生的创新性思维。很多学生在课堂教学过程中属于被动性接受者，但在成立参赛团队后，基于学生自身极强的竞争意识和集体荣誉感，往往会积极主动地参与比赛作品的设计。学生一切从零开始，自己动手查阅各类参考资料，补充各方面知识，准备参赛作品设计方案。待参赛作品设计方案成型时，学生内心会有一种极强的自信心和成就感，这是纯粹课堂教学无法产生的效果。

5 以科研促教学

目前，高校教师不仅仅从事教学工作，还要承担科研任务，如果能够将两者有机结合，以科研促教学，会产生非常积极的教学效果。教师已经完成的或正在实施的科研项目，一般都是本学科最新的知识信息，将这些科研成果融入到教学中，可以促使学生理论联系实际，更好地理解课本中的知识，并且能够充分掌握学科发展前沿。另外，教师在科研工作中积累的大量经验，是学生无法从课本中获取的，这对学生就业进入实际工作后的帮助是巨大的。例如，笔者所在的教学团队在2010年设计发明了“一种自动行走的烟草收获机”，解决了人工采收烟叶效率低和少数半机械化收获机结构复杂、造价较高、易堵塞等问题，提供了一种简单的自动行走烟草收获机。在整个项目研究过程中，涉及到了《机械设计》课程内容的各个方面，将项目所涉及的烟草收获机的研究现状、存在问题以及项目研究过程中攻克技术难题的曲折性等融入到整个课程教学过程中，可以大幅度提高课程教学效果。

6 结语

《机械设计》是一门与工程实际紧密联系的专业基础课程，必须在教学实践中对教学方法不断优化和创新。多媒体教学增强了学生对课本知识的感性认识；课程实验提高了学生的动手能力；工程实例使学生能够深入了解生产实际；以竞赛促教学能够激发学生的自信心和成就感；以科研促教学使学生能够了解机械装备的研制全过程。这些教学方法都极大地提高了课程教学效果。

【参考文献】

[1]杨叔子.面向21世纪改革机械工程教学[J].高等教学研究，2000（4）：73-77.

[2]余泳昌.烟草收获机技术发展概述[J].农机化研究，2016（2）：255-262.