“比较反复”在机械设计基础教学中的应用

摘 要 比较反复有其深刻的哲学内涵。用比较反复的思维方法指导教学，可启发学生的辩证思维能力，拓宽思路，提高分析和解决问题的能力。

关键词 比较反复 教学 应用

中图分类号：G424 文献标识码：A

Application of "Comparative repeatedly" in the Mechanical Design Teaching

TONG Jinlian

（Edong Institute of Vocation & Technology， Huanggang， Hubei 438000）

Abstract Comparison repeatedly has its profound philosophical connotations. Repeated way of thinking with a relatively tutorials can inspire students to dialectical thinking ability， broaden thinking， improve the ability to analyze and solve problems.

Key words compare repeatedly； teaching； application

比较反复有其深刻的哲学内涵。用比较反复的辩证思维方法，指导机械设计基础课程教学，启发学生进行辩证思维，不断深化对概念、原理及应用的理解，拓宽解决机械工程实践问题的思路，为学生的能力培养和可持续发展奠定坚实的基础。

1 关于比较反复的哲学思考

列宁在论述辩证的思想方法时指出，考察事物客观性非常重要，强调“人对事物、现象、过程等的认识从现象到本质，从不甚深刻的本质到更深刻的本质的无限过程”。这一“无限过程”，离不开比较反复的基本方法。这就要求我们认真探讨该事物与其他事物的各种各样关系，分析、研究出事物的本质及发展趋势比较：“必须经过思考作用，将丰富的感性材料加以去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里的改造工夫，造成概念和理论的系统，就必须从感性认识跃进到理性认识” 。反复：认识是近似螺旋曲线发展的，认识的发展过程，是辩证发展的过程，在事物内部，正面与反面、正确与错误、有利与不利等因素，在一定的条件下会发生转化。决定重大问题要留有思考余地，不得匆忙结论，应“三思而后行”，要经过肯定、否定、否定之否定，才能使人的认识和决策更正确、更科学、更可靠。进一步分析事物矛盾的发展及其在一定条件下的转化，正确把握其发展规律，在认识上需要反复。

无论自然界、人类社会、人们思维中，事物总是在空间上并存、在时间上继起的，空间、时间和运动着的物质是不可分的。事物相比较而存在，相互联结、相互作用而发展。要使主观与客观相一致，必须在实践的基础上，进行比较反复的辩证思维，“必须提倡思索，学会分析事物的方法，养成分析的习惯。”

2 用比较反复方法指导机械设计基础课程的教学实践

2.1 总体类比，凸显共性，注重衔接，把握特点

各种常用机构和通用零件作为机械的组成部分，均因其具有特定的功能，由于使用条件的特殊，又有不同的类型、结构、相似的工作原理，对制造材料选用，强度、刚度的计算均有特定的要求。所以就各类机构、零件而言均存在功能、类型、结构、工作原理、材料选用、强度计算统一的共性问题。这一点在讲授结论和总复习中应反复说明，特别是在总复习时，应突出重点，并结合若干实例，说明知识体系这一必然的内在联系，以使学生能动地体味其特有的统一性。在具体章节的衔接中，同样应注意类比反复，“由于特殊的事物是和普遍的事物联结的”，就应找出研究对象的特殊性普遍性的最佳结合点。如渐开线直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动等，在齿廓形成的范式、标准参数的确定、几何尺寸计算方法、常用材料选取、失效形式、设计准则、强度计算等方面，既有其共同的地方，又有各自特点。特别应注意在把握各自特点的同时，找准个性与共性的最佳结点，能动地认识带普遍性的问题，再通过前后关联进一步深化对各自特点的认识。

2.2 通过特殊问题的比较，使学生不断深化有关理论的认识，并增强理论的应用能力

（1）关于易混淆概念的比较：教材中载明一是，“能限制某些物体运动的其他物体，称为约束。”二是“这种构件相对运动的限制，称为约束。”这两个概念，从字面上看起来，均有约束二字，容易混淆，但深入分析，前者实际上是指能对自由体运动起阻碍作用的物体，是这种特定物体的代名词；而后者是指因构件间运动副元素的接触，形成对接触构件间相对运动的一种限制，显然这里的约束有管束的意思，似有动词的含义。两个概念越比较，其区别愈加明显。

（2）关于相似规律运用的比较，可使学生进一步深化对相关规律的认识，不断拓宽学生运用规律解决工程问题的视野。

如圆轴扭转时横截面上任意点的切应力计算公式及应用，与梁弯曲时横截面上任意点正应力计算公式及应用比较（公式比较）：圆轴扭转时横截面上距中心某点处切应力与其距离成正比，在其边缘时达最大值，因而大型圆轴多做成中空轴，这种结构既减轻了轴的重量，节省了材料，又增强了抗扭强度；梁弯曲时横截面上距中性层y处的正应力与y成正比，距中性层最远点y值最大，正应力取值亦最大，因而视条件不同通常做成工字梁或空心圆杆，与前面的中空轴比较，同样减轻了轴的重量，节省了材料，同时增强了抗弯强度。

（3）关于相似方法的实用比较，可使学生进一步加深对疑难问题的理解，增强运用理论解决工程设计问题的能力。

如取隔离体求约束反力与用截面法求内力比较：总体上看，两者对学生均有一定难度，但后者的难度更大，好在课程安排是前者先讲，这更有利于两者的类比。其相似处是，一取隔离体作受力图时要去掉与考察对象相联的构件，而其对隔离体的作用用相应约束反力代替，后者是保留一段截开的杆件作研究对象，去掉的一段对它的作用，以相应内力代替；二均要用静力学关于力的平衡原理求解。采用前者类比，使学生易于理解用截面法的解题诀窍，在此基础上进一步反思内力的多样性，对轴力、剪力、所知、弯矩的形成和它们方向的确定的认识会更深刻，解题时就会得心应手。

（4）关于同一原理不同应用场合的比较，有利于学生深化对原理的认识，提高相关理论的应用水平。

如根据相对运动原理使用“反转法”，设计凸轮轮廓曲线与根据相对运动原理，采用“转化机构法”计算周转轮系传动比问题比较：虽然后者解题难度较大，但在前者已经讲授并经过作业练习后，学生通过比较，对相对运动原理有了深刻的理解。“整个构件系统绝对运动的任何改变不会影响构件间的相对运动关系”这一原则，有如我们带手表一样，无论带表人怎么运动“即随时改变绝对运动”，手表的三个指针仍然会准确报时。当然，这一原理用来计算周转轮系传动比的特殊问题是：正确处理转速是向量的问题，即导出公式的适用条件，要考虑涉及构件的轴线是否互相平行及有关转速的方向问题。

2.3 抓住重点和难点不放，将比较反复的思维方式贯彻到底

比较与反复是互相渗透、相辅相成、密不可分的。在诸项内容类比中，应抓住重点和难点问题；在某一类比中，要注意找出其中有主导作用或比较难于理解的内容。这样抓住关键点，启发学生的辩证思维，有利于问题的全面解决。

关于典型问题、典型案例的类比，要注意充分发挥各个教学环节的作用，是在工程实践中经常碰到的问题，特别在多种构件连接条件下，如果受力情况总体比较复杂，就更容易模糊人的印象，导致解题的难度。这时可选用内容极为相近的典型例子，在讲例题、课堂讨论、作业、单元小结等环节中，将这一内容贯彻到底，这就比孤立地在某一环节下气力强得多。

3 结束语

在不断比较反复哲学内涵认识的基础上，用比较反复方法指导机械设计基础教学，一定程度上增强了教学效果。这使得能自觉地从整体上把握课程知识体系的学生多了，学生应用相关知识解决工程实践问题的能力增强了。特别要指出的是，一些开始对课程学习怀有厌倦心态的学生，也逐步通过学习产生了兴趣，这确实使人振奋。

参考文献

[1] 韩树英.马克思主义哲学纲要[M].人民出版社，1983.9.

[2] 宋健.现代科学技术基础知识[M].科学出版社，1996.5.

[3] 尹儒英.高能物理入门.四川人民出版社，1989.5.