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摘 要:机械设计课是高等院校机械专业的主干课,许多先修课在这里得以综合应用。因此它是一门实践性很强的技术基础课,涉及的知识范围广,综合性强,学习者感到不习惯或感到困难。针对这一点采用点线面教学法讲授机械设计课,对学好这门主干课收到了良好的教学效果。点线面教学法是根据机械设计课的特点,从教学实践中总结出来的教学方法。
关键词:机械设计点面教学法
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)01(b)-0075-01
1 机械设计课的特点
机械设计课是一门实践性很强的技术基础课。它是高等院校机械类专业的主干课,涉及的知识面比较宽广。学习机械设计课,必须有许多先修课为基础,这对于初学者如同突然从四面八方袭来众多对手,不仅招架不灵,方寸有变,再加上有的先修课的某些知识学得不扎实,虽然不是很难理解的问题,此刻也显得生疏茫然,这是造成学习机械设计课感到困难的第一个原因。
机械设计课是解决通用机械零件的设计,也就是通用机械零件的使用问题。伴随设计而来的是结构、工艺、材料、热处理、公差配合及精度等级一系列问题,如此诸多的因素综合到一起,很难或者根本不可能形成一个一成不变的统一的实体。即使在一定的设计原则下,由于设计者的见解不同,处理、解决问题的方式、方法也不可能完全相同,必然具有一定的随机性,我们对一个问题的某些条件做人为的硬性的规定也是无济于事的。在机械设计课程中有很重要一部分内容是研究机械零件的强度计算问题。谈到强度计算,就离不开载荷的大小、材料及热处理、零件的形状及尺寸,这三者的关系大体上可用下式表示:
零件的形状及尺寸=
从表达式的形式上看,已知其中任意两个量,可求得第三个量,问题的解是唯一的。然而在机械设计中往往这三个量都属变量,在这里零件所受的载荷似乎是不变的,实际上绝大多数机械零件所受的载荷也是变量,例如,设计传递一定扭矩的斜齿圆柱齿轮传动,扭矩T是一定量,但作用在齿轮轮上的圆周力、径向力、轴向力均随螺旋角取值的不同而变化,三个量都是变量,只能进行试算或称为条件性的计算。综上所述,机械设计的正确性、合理性是附有一定条件的,是相对的而不是绝对的,这也就造成了机械设计多解的必然性。试算、多解是机械设计突出的特点,正是这一特点对初学者极不习惯,也是学习机械设计感到困难的第二个原因。
多解的离散性给加工带来了困难,增加了成本,降低了质量,为了改变这一现实,在机械设计中制定了许多标准,为了简化设计计算,提高效率节省时间,又给出了许多经验数据和系数,变无限离散为有限离散,标准和经验数据大多由生产实践和实验中得来,对具有一定实践经验的人来说容易顺其自然,对于初学者而言它又变成了许许多多机械设计运算的数据,对它的采用和取舍带有一定程度的盲目性,甚至感到厌烦。标准多、系数多、经验数据多是造成学习机械设计感到困难的第三个原因。
2 点线面教学法
学习机械设计课感到困难的三个因素,也正是这门课程的特点。机械设计课程是普通基础课和专业课之间的一座桥梁,具有承上启下的作用。学好这门课不仅培养了学生实际设计的能力,同时也为专业课的学习打下了良好的基础。为了把这样一门主干学科扎实、系统、全面、灵活讲授,采用点线面教学法行之有效。所谓点线面教学法其实质内容就是:讲重点、抓难点、突出章节主干线,普及复习由点到面。
认为机械设计课很重要又难学,把课程的每章每节,大小问题都讲得很细致、很深透,课堂上听了明白,一本书或一大章节讲过之后,应掌握哪些主要问题,回答不出的人不能说是比比皆是,也确实大有人在。由于课程内容复杂、层次繁、影响因素多的性质所决定,很容易形成都重要,又不重要;都是重点,就没有重点;都要记牢,都不记牢;分析造成讲授效果不佳的原因有两点:第一,主次不清重点不明;第二,只强调了教的主动性,没调动学的主动性。
为了改变这种情况,每一章(节)里主要讲几个重点内容和难点,与重点不紧密相关的一般性知识尽量少讲或让学生自学,需要讲的非重点内容需与重点内容分开讲,若能安排在现场教学,电化教学等其他形式教学中将更好。例如带传动的失效形式和设计准则为重点,这样处理在形式上就构成了重点突出,难点清楚,讲过之后容易在记忆中留下比较深刻的印象。
只掌握一章(节)的重点和难点往往是不够的,为了增加知识的完整性和系統性,必须找出章节的主干线,主干线不是出几个思考题,而是通过教材本身的内容或多或少作调整勾通到一条主干线上,这条线可以是公式,也可以是图形,也许为二者的结合。在传动带中,单根带所能传递功率的公式:
=
可以作为本章的主干线(公式不要求记只要求搞懂),通过这个公式,可以把传动这一章的绝大部分内容展现在你的眼前,就好像这一章的总复习提纲,看着公式中的符号,沿着公式书写顺序,很容易记忆、联想到下列问题:
(1)松边和紧边拉力的关系:
;
(2)带所能传递的功率;
(3)不打滑的条件——欧拉公式;弹性滑动和打滑的关系;滑动率;
(4)有截面尺寸想到带的型号OABCDEF;
(5)弯曲应力与带轮直径D()的关系;
(6)离心应力对带传动的影响;
(7)影响许用应力的因素;
(8)计算长度Li公称长度;
(9)包角对带传动的影响,
,中心距a对带传动的影响;
(10)带速v对带传动的影响。
对本章内容的掌握,主干线起到了纲举目张的效果。纲的作用需要靠教师引导,线的作用有同学体现,对调动学生的主观能动性起到积极作用;
(11)与主干线无关的知识所剩无几,为了更全面的掌握,补加漏遗。为了更灵活地运用学过的知识,从不同的角度分析问题,再配有适当的复习题。根据机械设计课程的特点,以思考、判断、选择答案为宜,可事先印好发给学生。
针对机械设计这门课,这种适当的复习形式,给学生减轻了精神负担,同时提高效率,节省时间,加快了思维的运转,知识循环,促使知识全面,便于重负复习,利于纵横贯穿,即所谓普及复习由点到面。
3 教学效果
包头轻工职业技术学院开设机械设计课的班级,最多达18个班,自2007年采用点线面教学法以来,在每年历次统一考试中,凡是采用点线面教学教法授课成绩未下前三名。
4 结语
以上所述讲授方法的创新,获得可喜的教学成果,仅为笔者一孔之见。仁者见仁,智者见智。为了进一步提高教学效果,讲授机械设计课必须采用灵活多样教学方法及现代化的教学手段,目的在于提高教学效果,培养学生设计创新能力。
参考文献
[1] 濮良贵[主编].机械设计[M].高等教育出版社,1990,1.
关键词:机械设计点面教学法
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)01(b)-0075-01
1 机械设计课的特点
机械设计课是一门实践性很强的技术基础课。它是高等院校机械类专业的主干课,涉及的知识面比较宽广。学习机械设计课,必须有许多先修课为基础,这对于初学者如同突然从四面八方袭来众多对手,不仅招架不灵,方寸有变,再加上有的先修课的某些知识学得不扎实,虽然不是很难理解的问题,此刻也显得生疏茫然,这是造成学习机械设计课感到困难的第一个原因。
机械设计课是解决通用机械零件的设计,也就是通用机械零件的使用问题。伴随设计而来的是结构、工艺、材料、热处理、公差配合及精度等级一系列问题,如此诸多的因素综合到一起,很难或者根本不可能形成一个一成不变的统一的实体。即使在一定的设计原则下,由于设计者的见解不同,处理、解决问题的方式、方法也不可能完全相同,必然具有一定的随机性,我们对一个问题的某些条件做人为的硬性的规定也是无济于事的。在机械设计课程中有很重要一部分内容是研究机械零件的强度计算问题。谈到强度计算,就离不开载荷的大小、材料及热处理、零件的形状及尺寸,这三者的关系大体上可用下式表示:
零件的形状及尺寸=
从表达式的形式上看,已知其中任意两个量,可求得第三个量,问题的解是唯一的。然而在机械设计中往往这三个量都属变量,在这里零件所受的载荷似乎是不变的,实际上绝大多数机械零件所受的载荷也是变量,例如,设计传递一定扭矩的斜齿圆柱齿轮传动,扭矩T是一定量,但作用在齿轮轮上的圆周力、径向力、轴向力均随螺旋角取值的不同而变化,三个量都是变量,只能进行试算或称为条件性的计算。综上所述,机械设计的正确性、合理性是附有一定条件的,是相对的而不是绝对的,这也就造成了机械设计多解的必然性。试算、多解是机械设计突出的特点,正是这一特点对初学者极不习惯,也是学习机械设计感到困难的第二个原因。
多解的离散性给加工带来了困难,增加了成本,降低了质量,为了改变这一现实,在机械设计中制定了许多标准,为了简化设计计算,提高效率节省时间,又给出了许多经验数据和系数,变无限离散为有限离散,标准和经验数据大多由生产实践和实验中得来,对具有一定实践经验的人来说容易顺其自然,对于初学者而言它又变成了许许多多机械设计运算的数据,对它的采用和取舍带有一定程度的盲目性,甚至感到厌烦。标准多、系数多、经验数据多是造成学习机械设计感到困难的第三个原因。
2 点线面教学法
学习机械设计课感到困难的三个因素,也正是这门课程的特点。机械设计课程是普通基础课和专业课之间的一座桥梁,具有承上启下的作用。学好这门课不仅培养了学生实际设计的能力,同时也为专业课的学习打下了良好的基础。为了把这样一门主干学科扎实、系统、全面、灵活讲授,采用点线面教学法行之有效。所谓点线面教学法其实质内容就是:讲重点、抓难点、突出章节主干线,普及复习由点到面。
认为机械设计课很重要又难学,把课程的每章每节,大小问题都讲得很细致、很深透,课堂上听了明白,一本书或一大章节讲过之后,应掌握哪些主要问题,回答不出的人不能说是比比皆是,也确实大有人在。由于课程内容复杂、层次繁、影响因素多的性质所决定,很容易形成都重要,又不重要;都是重点,就没有重点;都要记牢,都不记牢;分析造成讲授效果不佳的原因有两点:第一,主次不清重点不明;第二,只强调了教的主动性,没调动学的主动性。
为了改变这种情况,每一章(节)里主要讲几个重点内容和难点,与重点不紧密相关的一般性知识尽量少讲或让学生自学,需要讲的非重点内容需与重点内容分开讲,若能安排在现场教学,电化教学等其他形式教学中将更好。例如带传动的失效形式和设计准则为重点,这样处理在形式上就构成了重点突出,难点清楚,讲过之后容易在记忆中留下比较深刻的印象。
只掌握一章(节)的重点和难点往往是不够的,为了增加知识的完整性和系統性,必须找出章节的主干线,主干线不是出几个思考题,而是通过教材本身的内容或多或少作调整勾通到一条主干线上,这条线可以是公式,也可以是图形,也许为二者的结合。在传动带中,单根带所能传递功率的公式:
=
可以作为本章的主干线(公式不要求记只要求搞懂),通过这个公式,可以把传动这一章的绝大部分内容展现在你的眼前,就好像这一章的总复习提纲,看着公式中的符号,沿着公式书写顺序,很容易记忆、联想到下列问题:
(1)松边和紧边拉力的关系:
;
(2)带所能传递的功率;
(3)不打滑的条件——欧拉公式;弹性滑动和打滑的关系;滑动率;
(4)有截面尺寸想到带的型号OABCDEF;
(5)弯曲应力与带轮直径D()的关系;
(6)离心应力对带传动的影响;
(7)影响许用应力的因素;
(8)计算长度Li公称长度;
(9)包角对带传动的影响,
,中心距a对带传动的影响;
(10)带速v对带传动的影响。
对本章内容的掌握,主干线起到了纲举目张的效果。纲的作用需要靠教师引导,线的作用有同学体现,对调动学生的主观能动性起到积极作用;
(11)与主干线无关的知识所剩无几,为了更全面的掌握,补加漏遗。为了更灵活地运用学过的知识,从不同的角度分析问题,再配有适当的复习题。根据机械设计课程的特点,以思考、判断、选择答案为宜,可事先印好发给学生。
针对机械设计这门课,这种适当的复习形式,给学生减轻了精神负担,同时提高效率,节省时间,加快了思维的运转,知识循环,促使知识全面,便于重负复习,利于纵横贯穿,即所谓普及复习由点到面。
3 教学效果
包头轻工职业技术学院开设机械设计课的班级,最多达18个班,自2007年采用点线面教学法以来,在每年历次统一考试中,凡是采用点线面教学教法授课成绩未下前三名。
4 结语
以上所述讲授方法的创新,获得可喜的教学成果,仅为笔者一孔之见。仁者见仁,智者见智。为了进一步提高教学效果,讲授机械设计课必须采用灵活多样教学方法及现代化的教学手段,目的在于提高教学效果,培养学生设计创新能力。
参考文献
[1] 濮良贵[主编].机械设计[M].高等教育出版社,1990,1.