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非机械类专业“机械设计基础”课程的教学改革

时间：2022-07-03 16:19:25 机械/重工/工业自动化我要投稿

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　　导语：当今社会非常重视学生的素质教育，工程素质是衡量学生整体素质的一项重要内容，而工程素质的培养包括工程意识、各种工程实践能力和应用能力等。

非机械类专业“机械设计基础”课程的教学改革

　　一、教学现状及存在问题

　　“机械设计基础”选用的教材是高等教育出版社出版，杨可桢主编的《机械设计基础》，内容包括平面机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、机械零件设计概论、连接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、轴、滑动轴承和滚动轴承等。目前，我校会计和财务专业开设的本课程学时数为40学时。

　　由于本课程的内容相对抽象，概念、原理繁杂且实践性强，对于基础知识薄弱、生产实践经验欠缺的财务、会计专业学生来说，会产生畏难、厌学的情绪。主要表现在以下几方面：先修知识缺乏，在学习本课程之前，他们对工程制图、力学和材料等课程没有系统学习，缺乏相关基础知识的连贯性，增加了学习本课程的难度；课时少，课程内容多，进度快，涉及面广，非机械类学生的空间想象能力相对不足；该课程对于财会类专业来说属于非专业课，课程较难掌握，学生学习起来不太认真。

　　二、教学思考与改革

　　1.精心安排教学内容

　　在有限课时内讲授本课程，应注重学生的素质教育，突出课程应用性。课件内容简洁明了，文字精简，减少烦琐的理论推导，突出对重要知识点的强调，举一反三，让学生有充分的时间去理解；基础理论适度介绍，减少过于晦涩难懂、比较枯燥的公式推导和冗长的证明；适当删减部分难度较大、与财会类专业关系不密切的内容，如材料选择、零件设计、强度校核等。

　　2.教学手段与教学方法的改革

　　教学手段和教学方法是教学改革的两个重要内容，有了好的课程体系和教材，再加上良好的教学手段和方法才能获得理想的教学效果。本课程授课时数为36学时，在教学过程中，以教学大纲为准绳，结合多年教学经验，充分发挥选用教材的优势，又不限于教材本身，不断教学实践，使教学方法不断完善。成功的教学手段和方法可以获得事半功倍的效果。

　　（1）随着计算机技术的迅速发展，教师普遍采用多媒体教学。与传统板书、模型加挂图的教学方法相比，多媒体技术将文字、图形、动画、影像结合起来，能够对复杂的图形、机构运动原理、机械构成进行分解，帮助学生理解机构的组成、运动方式和运动规律。多媒体画面生动，立体感强，使抽象晦涩的理论知识生动形象地表现出来，教学方式更加直观，并且可以反复播放，使学生一目了然，印象深刻。比如内燃机工作原理讲解，利用传统教学方法很难帮助学生理解和掌握，而通过多媒体课件中三种机构的运动配合来完成工作的动画过程，可清楚地表现出机构之间的空间关系，工作原理容易被学生理解和接受。

　　多媒体教学可以缓解本课程教学内容多、学生接受相对困难的矛盾，提高教学效率，教学效果明显。但是，如果只采用单一的多媒体技术授课，虽然可以减少板书和作图的时间，但教学节奏相对太快，不利于学生掌握难点和重点。对于难点和重点，采用传统黑板加粉笔教学来放慢讲课节奏，便于学生抓住重点；师生之间的互动，使学生充分掌握各章难点，从而消除该方式教学的不足，充分发挥其积极作用。对于在课堂上学生理解困难的内容，如四杆机构的演化，可以采用教学模具进行讲解，既直观，学生也容易掌握。在实际教学中，采用多媒体、实物模型、黑板、粉笔有机地结合，各取所长，才能达到理想的教学效果。

　　（2）教学过程中需要教师与学生配合，共同实现教学目的。教师讲、学生听的传统教学模式使学生被动接受知识，阻碍了学生思维和智力发展，挫伤学生的学习兴趣、积极性和主动性。因此在教学过程中应将教师为中心转变为以学生为主体的教学活动中来。如针对学生工程基础薄弱的特点，课堂上精讲多练，采用启发式为主的教学方法，教师可提出问题并作引导性启发，学生带着问题思考；然后组织学生讨论，解答疑惑；最后教师对讨论结果进行分析，最终引出正确结果，充分调动学生的积极性、主动性，培养学生理解问题、分析问题的能力。这种教学方式不仅活跃了课堂气氛，而且通过启发、讨论，进一步加深学生对教学重点和难点的理解。例如在定轴轮系传动比计算公式的推导的授课中，从机构运动简图出发，首先回忆齿轮传动传动比的计算公式，然后提出轮系的传动比这一问题，引导学生分析参与啮合的齿轮有哪些，讨论两齿轮啮合和同一根轴上两齿轮运转后转速是否发生变化，进一步推导出轮系的传动比的公式。这样提出问题，启发学生思考，从而达到解决问题目的。通过这样的教学过程，学生能够很好地掌握这一知识点。

　　（3）本课程课后的作业是常规的练习，内容相对简单。为了培养学生的工程素质能力，在教学过程中，介绍科技论文撰写的要求和方法，并给出一些小论文的题目，学生可以选择这些题目，也可以选择自己感兴趣的、机械相关方面的题目。学生通过课后查阅科技文献，对所查资料进行归纳整理，写出一篇综述性的科技论文，这样既可以激发学生学习的主动性和积极性，又可以提高学生的素质和创新能力。

　　三、实践教学改革

　　实践教学是本课程中不可缺少的组成部分，是学生获得知识的一个重要途径，对于培养学生动手能力和技术应用能力，是非常有益的。

　　将原来40学时全部教学改为教学36学时+实践教学环节4学时。实践教学环节包括零件、机构和系统认知（包括与生活和生产有关的新型机构和典型机械的模型和实物）、机构运动简图的绘制、齿轮范成法加工原理和减速器拆装等。

　　通过认知实验，学生初步了解本课程所研究的各种常用零件、机构的类型和特点，了解各种传动的特点及应用以及对机器的感性认识。通过展示的机械设备、机器模型等，学生清楚知道机器的基本组成要素：机械零件，培养了他们仔细观察事物的能力。

　　通过机构运动简图绘制实验，学生熟悉并掌握机构运动简图绘制的原则和方法，巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否具有确定的运动，培养了学生分析问题、解决问题的能力。齿轮范成法加工原理实验可以使学生对齿廓渐开线形成过程有一个直观的认识，掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，巩固齿轮基本几何尺寸的计算，培养学生认真仔细的工作态度以及观察能力。

　　减速器拆装实验帮助学生了解减速器各部分的结构，要求他们仔细观察零、部件的结构及位置，考虑好拆装顺序，了解减速箱各部分的装配关系，培养他们的观察能力和动手能力。以上这些实践教学，培养了学生的动手能力和发现问题、分析问题及解决问题的能力，使学生更加直观地掌握书本上的知识，大大增加了学生的兴趣，对提高学生理论联系实际的能力成效明显。

　　四、考核方式改革

　　考核作为教育评价的基本方式之一，是教育教学活动的必要环节。传统的机械设计基础课程多为闭卷考试，由于本课程的特殊性，这种单一的考试方式难以反映学生综合运用知识的能力。为此，教师对考核方式进行了必要的改革，通过改革更好地发挥该课程在提高教育质量、促进教学效果和提高学生素质方面的起到积极作用。[3-4]

　　改革之前只采用期末考试作为学生的最终课程成绩，这种单一的考试方式不能全面反映学生综合运用知识的能力。为了适应财会类专业对本课程的要求，根据课程的特点、教学内容，考虑到发挥学生学习的主动性和积极性，采用期末成绩和平时成绩相互组合的方式对学生进行评价，其中期末成绩和平时成绩分别占60%和40%；平时成绩包括实践环节10%、小论文10%和课堂表现20%。课堂表现包括出勤率、回答问题、讨论、完成作业情况等；平时课堂上教师的提问、讨论的内容和作业都作为平时成绩的一部分，并且可以穿插一些小测验，使学生重视课堂学习，能够主动掌握相关知识，提高学生上课学习的注意力。

　　考试成绩能考察学生掌握理论知识的情况，平时成绩可以检验学生运用所学知识解决实际问题的能力，使考核结果更全面。改革后的这种多方位、多角度能力的考核方式对学生知识的获得、能力的培养和素质的提高有着明显的效果。

　　五、总结

　　非机械类学生与机械类学生具有不同特点，在“机械设计基础”课程教学实践中，根据实际情况，对教学内容和手段、实践教学和考核方式进行了改革。教学过程中，删减部分与专业不相关的内容，通过耐心细致的讲解、提问、讨论等多种授课方式，引入文献检索、科技论文撰写等教学辅助手段、丰富实践教学环节，采用多种考核方式，激发学生兴趣，提高学生学习的自觉性和主动性。实践检验表明，这些方法的采用，可以更好地完成教学内容和目标，并且取得了令人满意的教学效果。

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