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摘 要 针对机械设计教学内容比较繁杂和分散，研究该门课的课堂教学改革模式，提出教学过程设计、多样化教学方法的应用、课内任务学习和小组项目教学法等课堂教学方法和手段，通过这些课堂教学方法的综合运用，可提高学生的学习积极性，加强学生对本门课内容的理解，提高课堂教学质量，优化学习氛围。
关键词 机械设计；课堂教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）33-0104-02
机械设计是机械类各专业的主干课程之一，是学生今后从事各项技术工作的重要基础，也是培养学生机械创新能力的核心课程。通过本课程的学习，学生应该具备运用本课程的基本理论与基本设计方法，独立完成简单传动装置和简单机械的设计能力。因此，为了增强这门课的教学效果，改变以往的课堂教学模式，对本门课程内容进行分析和重构，提出一些课堂教学改革的做法。
1 教学过程设计
机械设计课程主要研究常用、通用机械零部件的设计，但每类零部件都是相对独立的，前后章节联系不大，比如第5章是螺纹连接，第6章是键、花键、无键连接和销连接，第7章是铆接、焊接等，知识内容各不相同且不衔接，学生开始学习此门课时会感到零碎，而难以入门。
通过研究本门课每章节的内容特点，发现基本上每个零部件的学习过程都会研究该零件的主要失效形式，并对零件进行受力分析和强度计算，以及确定出零件的关键尺寸或选择出零件尺寸。 因此，为了让学生有效地掌握所学的内容和理论知识，在教学设计时，笔者以“失效形式——受力分析——强度计算——结构设计”作为贯穿整个教学过程的主线，突出重点，使学生对所学内容心中有数。无论学习哪种零部件的设计，若以此主线为纲，就便于入门、便于掌握。
2 多样化教学方法的应用
机械设计内容比较繁杂，信息分散，计算公式比较多，特别是对一些重要概念、理论，仅用PPT和黑板结合方式进行讲解，学生会觉得枯燥，注意力不易集中，导致对理论不理解。而且由于学生不是来自于工业生产第一线，没有一定的工业技术背景，对零件的结构、材料、强度要求等方面缺乏感性认识。
因此在讲解过程中适当加入演示法，使理论与实际联系起来。比如：在讲解螺栓强度计算时，结合螺栓事故现场的视频，可吸引学生的注意力，提高学习兴趣，使学生意识到螺栓强度计算的重要性；在讲疲劳破坏时，引入1998年德国列车事故的视频，直观地加深学生对循环应力作用下零件会出现疲劳断裂这种失效形式的理解，由感性认识上升为理论知识，对该知识点的印象深刻；在讲解带传动的打滑时，通过Flash演示打滑的特性，增加学生的感性认识。通过这些教学手段，使深奥的理论知识得到简化、直观，使学生获得最真切的感性和理性认识，能够比较牢固地掌握一些基本理论和概念。
3 课内任务学习
教师在课堂上以讲授为主，长时间满堂灌时，学生的注意力下降，思想不易集中，理解能力也随之降低。导致学生在学习新理论时，思维速度滞后于教师传递信息的速度，来不及仔细、深入思索，处于听不太懂、记不太清的被动状态。
因此，可以在课内以适当的时间，由教师主讲变为与学生互动的方式，使学生对接受的信息进行一次由浅入深的再加工，对错过的信息进行重新认识，这样更有利于优化教学效果。比如在讲授完相关知识点后，可利用适当的课堂时间与学生进行互动，如通过“螺纹联接的类型和应用”任务，使学生具备常用螺纹连接的选用能力；通过“轴的应用与结构设计”任务，使学生具备轴结构设计和轴与轴上零件装配的能力；通过“齿轮的参数与尺寸计算”任务，使学生具备认识齿轮各部分和进行齿轮结构尺寸计算的能力；等等。通过这些课内小任务，可将每次课的教学内容重点和难点突显出来，使学生更容易把握所学知识的核心内容，目标明确，达到可以看得见的学习效果。
4 小组项目教学法
该教学方法的学习模式是由教师确立项目内容，全班分为多个学习小组，共同完成此任务。比如，本门课大部分内容讲解完后，教师可布置多个设计项目，如进行X-Y送料装置结构设计等小型的设计任务，学生自行分成4～5人的小组，每小组根据任务要求，对项目进行分析并确定出设计方案。然后，对设计进行介绍和原理说明，并由其他小组对设计进行讨论和分析，确定其设计的可靠性和可行性。因此，小组项目教学法具有实用性和综合性，可将以前学习的内容，即各类零部件的应用场所、设计、使用要求等进行融合，对本门课的离散性、零碎性的特点进行弥补，使学生能充分体会机械设计的乐趣，了解机械设计过程。
在小组项目教学过程中采取启发式教学，学生是主体，教师以指导为辅，起到把握项目大方向和启发学生的创新性思维的作用，在教师的指导下，学生具体完成机械结构方案的设计、零件类型选择、结构设计等。通过项目设计的完成，可充分调动学生的自主性和合作性，为后期的机械设计课程设计及毕业设计打下基础。
5 结论
采用上述的教学方法和教学形式，针对本门课对两届本科生进行了课堂教学模式改革，得到以下收获。
1）本课程内容比较繁杂，知识点分散，在学生开始学这门课时，先梳理好学习本门课程的主线。在讲解不同章节时，学生根据此主线学习不同的知识内容，觉得比较容易入门，对本课程的学习内容更加明确，而且也不易被本门课信息分散的特点所干扰。
2）在课程讲解时，适当地加入一些演示方法，不仅活跃了课堂气氛，使教学由教师满堂讲授的过程改变为生动趣味穿插的课堂教学过程，同时提升了学生的感性认识，并调动了他们的学习积极性。
3）在教师传递大量信息量后，学生来不及接收或理解教师传递来的信息，处于听不太懂、记不太清的状态。采用课内任务学习和完成一些小项目设计，可加深学生对本门课的基础知识、基本原理的理解，提高学生分析问题和解决问题的能力。同时，促进学生综合运用知识的能力，拓展学生创新的意识和能力。
关键词 机械设计；课堂教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）33-0104-02
机械设计是机械类各专业的主干课程之一，是学生今后从事各项技术工作的重要基础，也是培养学生机械创新能力的核心课程。通过本课程的学习，学生应该具备运用本课程的基本理论与基本设计方法，独立完成简单传动装置和简单机械的设计能力。因此，为了增强这门课的教学效果，改变以往的课堂教学模式，对本门课程内容进行分析和重构，提出一些课堂教学改革的做法。
1 教学过程设计
机械设计课程主要研究常用、通用机械零部件的设计，但每类零部件都是相对独立的，前后章节联系不大，比如第5章是螺纹连接，第6章是键、花键、无键连接和销连接，第7章是铆接、焊接等，知识内容各不相同且不衔接，学生开始学习此门课时会感到零碎，而难以入门。
通过研究本门课每章节的内容特点，发现基本上每个零部件的学习过程都会研究该零件的主要失效形式，并对零件进行受力分析和强度计算，以及确定出零件的关键尺寸或选择出零件尺寸。 因此，为了让学生有效地掌握所学的内容和理论知识，在教学设计时，笔者以“失效形式——受力分析——强度计算——结构设计”作为贯穿整个教学过程的主线，突出重点，使学生对所学内容心中有数。无论学习哪种零部件的设计，若以此主线为纲，就便于入门、便于掌握。
2 多样化教学方法的应用
机械设计内容比较繁杂，信息分散，计算公式比较多，特别是对一些重要概念、理论，仅用PPT和黑板结合方式进行讲解，学生会觉得枯燥，注意力不易集中，导致对理论不理解。而且由于学生不是来自于工业生产第一线，没有一定的工业技术背景，对零件的结构、材料、强度要求等方面缺乏感性认识。
因此在讲解过程中适当加入演示法，使理论与实际联系起来。比如：在讲解螺栓强度计算时，结合螺栓事故现场的视频，可吸引学生的注意力，提高学习兴趣，使学生意识到螺栓强度计算的重要性；在讲疲劳破坏时，引入1998年德国列车事故的视频，直观地加深学生对循环应力作用下零件会出现疲劳断裂这种失效形式的理解，由感性认识上升为理论知识，对该知识点的印象深刻；在讲解带传动的打滑时，通过Flash演示打滑的特性，增加学生的感性认识。通过这些教学手段，使深奥的理论知识得到简化、直观，使学生获得最真切的感性和理性认识，能够比较牢固地掌握一些基本理论和概念。
3 课内任务学习
教师在课堂上以讲授为主，长时间满堂灌时，学生的注意力下降，思想不易集中，理解能力也随之降低。导致学生在学习新理论时，思维速度滞后于教师传递信息的速度，来不及仔细、深入思索，处于听不太懂、记不太清的被动状态。
因此，可以在课内以适当的时间，由教师主讲变为与学生互动的方式，使学生对接受的信息进行一次由浅入深的再加工，对错过的信息进行重新认识，这样更有利于优化教学效果。比如在讲授完相关知识点后，可利用适当的课堂时间与学生进行互动，如通过“螺纹联接的类型和应用”任务，使学生具备常用螺纹连接的选用能力；通过“轴的应用与结构设计”任务，使学生具备轴结构设计和轴与轴上零件装配的能力；通过“齿轮的参数与尺寸计算”任务，使学生具备认识齿轮各部分和进行齿轮结构尺寸计算的能力；等等。通过这些课内小任务，可将每次课的教学内容重点和难点突显出来，使学生更容易把握所学知识的核心内容，目标明确，达到可以看得见的学习效果。
4 小组项目教学法
该教学方法的学习模式是由教师确立项目内容，全班分为多个学习小组，共同完成此任务。比如，本门课大部分内容讲解完后，教师可布置多个设计项目，如进行X-Y送料装置结构设计等小型的设计任务，学生自行分成4～5人的小组，每小组根据任务要求，对项目进行分析并确定出设计方案。然后，对设计进行介绍和原理说明，并由其他小组对设计进行讨论和分析，确定其设计的可靠性和可行性。因此，小组项目教学法具有实用性和综合性，可将以前学习的内容，即各类零部件的应用场所、设计、使用要求等进行融合，对本门课的离散性、零碎性的特点进行弥补，使学生能充分体会机械设计的乐趣，了解机械设计过程。
在小组项目教学过程中采取启发式教学，学生是主体，教师以指导为辅，起到把握项目大方向和启发学生的创新性思维的作用，在教师的指导下，学生具体完成机械结构方案的设计、零件类型选择、结构设计等。通过项目设计的完成，可充分调动学生的自主性和合作性，为后期的机械设计课程设计及毕业设计打下基础。
5 结论
采用上述的教学方法和教学形式，针对本门课对两届本科生进行了课堂教学模式改革，得到以下收获。
1）本课程内容比较繁杂，知识点分散，在学生开始学这门课时，先梳理好学习本门课程的主线。在讲解不同章节时，学生根据此主线学习不同的知识内容，觉得比较容易入门，对本课程的学习内容更加明确，而且也不易被本门课信息分散的特点所干扰。
2）在课程讲解时，适当地加入一些演示方法，不仅活跃了课堂气氛，使教学由教师满堂讲授的过程改变为生动趣味穿插的课堂教学过程，同时提升了学生的感性认识，并调动了他们的学习积极性。
3）在教师传递大量信息量后，学生来不及接收或理解教师传递来的信息，处于听不太懂、记不太清的状态。采用课内任务学习和完成一些小项目设计，可加深学生对本门课的基础知识、基本原理的理解，提高学生分析问题和解决问题的能力。同时，促进学生综合运用知识的能力，拓展学生创新的意识和能力。