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摘要:在《机械设计基础》课程的教学中,教师特别要注重理论联系实际,加强直观教学;要注意培养学生运用所学知识来解决《机械设计基础》课和问题的能力;同时教师要注重对教学内容的总结和更新,确保知识的系统性和前沿性。
关键词:机械设计基础;教学方法
中图分类号:G426文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2010.07.007
文章编号:1672-0407(2010)07-019-02收稿日期:2010—06—14
《机械设计基础》对于装甲车辆修理及运用专业的学生是一门专业基础课,为学生的后续专业课程做铺垫。而就机械设计来说,它是一个由满足社会某种需求出发,设计出满足需求的新型机械,进而组织生产,并生产出适应社会需要的产品的过程。这门课密切联系生产及装备实际。但是学生觉得难学,教师觉得难教。它的难学在于:它综合了许多先修课程,如数学、物理、机械制图、工程力学等,并且要运用这些课程的知识来解决机械设计问题。它的难教在于:要求教师要熟练灵活地运用这些学科的知识联系实际地进行教学,要把枯燥乏味的书本知识变成学生想学、乐学的工程知识和技能。
那么如何使这门课收到良好的教学效果呢?
一、 在教学中应做到不断总结提高
机械设计基础课程有些知识比较凌乱,无论是教师讲授还是学生掌握都有一定的困难,因此需要教师对知识总结提炼,改变混乱无序的状态。例如,在螺栓组受力分析的内容中,各种螺栓的连接形式及分布排列,使学生产生没有头绪的感觉,更别说记住它们的计算方法了。这就需要教师在教学过程中作以总结,可以将其归为四种情况:(1)受横向载荷的螺栓组;(2)受轴向载荷的螺栓组;(3)受旋转力矩的螺栓组;(4)受翻转力矩的螺栓组。分门别类后,学生就可以条理清楚地区分不同的情况,并记忆相应的计算方法。
机械设计基础课程的授课不仅仅要求教师能够把教材的内容传授给学生,还要将自己对知识的理解也融入其中,这样才能使学生有感同身受的感觉,对知识的理解也更深入。
二、课堂上努力做到引人入胜
《红楼梦》第一回中写到曹雪芹“披阅十载,增删五次”,并题诗云“满纸荒唐言,一把辛酸泪,都云作者痴,谁解其中味?”一句谁解其中味就将读者的兴趣提了起来,做好阅读的准备。而机械设计基础课程也是一样,引发学生的兴趣是教学效果良好的第一步,案例教学法就是机械设计基础课程采用广泛的一类教学手段,这主要是由这门课应用性强的特点决定的。在教学中,有些学生有一定的生活和工程实践经验,一些问题即使还没有接触过,没有现成的经验,一旦当问题呈现在面前时,他们往往能够依靠自己的相关经验和认识能力,推出合乎逻辑的解答。所以,教学不能无视学生的经验,而应把学生的现有经验、知识作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。
因此,在教学中最崇尚的不是强制记忆,而是引导思考,只有思考才能发挥人的潜能。通过理论与实际的有机结合将学习的知识点贯穿起来,让学生在接受的时候倍感轻松。
三、注意培养学生解决问题的能力
在本课程中常常利用数学知识来研究《机械设计基础》问题的例子很多,以“凸轮机构”为例,就要用到极限、图线、解析、三角等知识,来研究分析从动杆速度、加速度、位移和动杆末端的轨迹,设计出凸轮轮廓曲线。还有在“齿轮机构”中,有许多齿轮几何尺寸的计算公式,若是一个个去死记硬背,不搞清它们之间的内在关系,那是一种十分沉重的负担,而且即使背出了也容易忘掉。但是如果对照着齿轮的各部分名称找到各尺寸的内在联系,公式无需刻意去记,只通过简单的推导就能得到,对于学生来说也容易得多。
另外,很多机械的运动原理都有相似的地方。如:四杆机构的演化,凸轮机构中用反转法来设计凸轮轮廓,行星轮系中用“转化轮系”法来计算传动比等等,这些都是建立在相对运动原理的基础上演化出来的机构或总结出来的方法,如果使学生认真领会,发现,就会对比出各知识的同或异,学起来也就省力得多。
四、教师注意提高自己的知识
侯宝林大师1981年在中山大学演讲时说过,一个好的相声演员,应该做到“学问渊博,经验丰富,见解独到,善于表达。”而做一个好的机械设计教师的要求更高,应该是“基本概念清楚,工程实践丰富,掌握学科发展,善于总结表达,启发学生兴趣,作业安排适当。”教师只有及时更新和提高自己的知识,才能掌握学科的最新动态,传授给学生新的知识。例如德国工和师协会技术准则2230(VDI Richtlinien 2230)中提出,《高强度螺栓连接系统计算》适用范围包括:(1)钢制螺栓;(2)牙型角α=60°;(3)高强度螺栓,即强度等级8.8到12.9;(4)工作载荷为轴向静载荷,或轴向动载荷,其所受的力作用线与螺栓轴线平行,此外,可能还有弯曲力矩;(5)计算表格中给出的数值M4至M39;(6)本准则应用于接触面尺寸在限制值内,如果超过了限制值,此处的方法不再适用,否则会产生较大的计算误差;(7)材料性质数据只用于室温条件下,对于较高或较低的温度必须予以修正,特殊的工作条件(例如有腐蚀、冲击载荷)不能处理;(8)这一准则原则上并不排斥要用实验或数值计算验证。推荐采用这些方法,特别对于重要场合。
这项技术准则与我国一般的《机械设计》教材不同,主要表现在:(1)考虑了扭紧后结合面,钉头和螺母支承面由于表面粗糙度引起的压陷,预紧力的减少量。(2)具体考虑扭紧力的变化范围。按采用扭紧工具(如显示扭矩的扳手),确定扭紧系数αA,扭紧系数=最大扭紧力FMmax/FMmin。(3)用计算法按零件的材料和尺寸确定螺栓和被连接件的柔度。(4)考虑力作用点对传力比的影响,引入载荷导入系数n。由技术准则的比较便可以看出国内外学科发展的不同,就此借鉴较新的知识和技术,同时引导学生了解前沿的发展动态。
结束语:《机械设计基础》课程是机械类专业的基础课程,地位十分重要。但学生基础知识掌握有限,实际经验缺乏,难学难教问题比较突出。因此,对于教师来说,必须加强直观和多媒体教学手段来激发学生的学习兴趣;要根据学生所掌握的现有知识,摸索一些规律,总结一套使学生易懂、易学、易掌握的教学方法;要深入现场进行教学,理论联系实践,增强学生感性认识,有利培养学生的实践技能。通过不断地探索、研究、改革,使《机械设计基础》课程教学更科学、更合理、更有效。
参考文献:
[1] 杨可桢等主编.机械设计基础.第五版.北京:高等教育出版社,2006
[2] 乔丽平.浅谈《机械基础》教学[J].天津:职业教育研究,2005,19(7):85
[3] 洪伟龙.关于技术基础课教学理论联系实际的新途径[J].职业教育研究,2006,(4)
(责任编辑:秦凤兰)
关键词:机械设计基础;教学方法
中图分类号:G426文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2010.07.007
文章编号:1672-0407(2010)07-019-02收稿日期:2010—06—14
《机械设计基础》对于装甲车辆修理及运用专业的学生是一门专业基础课,为学生的后续专业课程做铺垫。而就机械设计来说,它是一个由满足社会某种需求出发,设计出满足需求的新型机械,进而组织生产,并生产出适应社会需要的产品的过程。这门课密切联系生产及装备实际。但是学生觉得难学,教师觉得难教。它的难学在于:它综合了许多先修课程,如数学、物理、机械制图、工程力学等,并且要运用这些课程的知识来解决机械设计问题。它的难教在于:要求教师要熟练灵活地运用这些学科的知识联系实际地进行教学,要把枯燥乏味的书本知识变成学生想学、乐学的工程知识和技能。
那么如何使这门课收到良好的教学效果呢?
一、 在教学中应做到不断总结提高
机械设计基础课程有些知识比较凌乱,无论是教师讲授还是学生掌握都有一定的困难,因此需要教师对知识总结提炼,改变混乱无序的状态。例如,在螺栓组受力分析的内容中,各种螺栓的连接形式及分布排列,使学生产生没有头绪的感觉,更别说记住它们的计算方法了。这就需要教师在教学过程中作以总结,可以将其归为四种情况:(1)受横向载荷的螺栓组;(2)受轴向载荷的螺栓组;(3)受旋转力矩的螺栓组;(4)受翻转力矩的螺栓组。分门别类后,学生就可以条理清楚地区分不同的情况,并记忆相应的计算方法。
机械设计基础课程的授课不仅仅要求教师能够把教材的内容传授给学生,还要将自己对知识的理解也融入其中,这样才能使学生有感同身受的感觉,对知识的理解也更深入。
二、课堂上努力做到引人入胜
《红楼梦》第一回中写到曹雪芹“披阅十载,增删五次”,并题诗云“满纸荒唐言,一把辛酸泪,都云作者痴,谁解其中味?”一句谁解其中味就将读者的兴趣提了起来,做好阅读的准备。而机械设计基础课程也是一样,引发学生的兴趣是教学效果良好的第一步,案例教学法就是机械设计基础课程采用广泛的一类教学手段,这主要是由这门课应用性强的特点决定的。在教学中,有些学生有一定的生活和工程实践经验,一些问题即使还没有接触过,没有现成的经验,一旦当问题呈现在面前时,他们往往能够依靠自己的相关经验和认识能力,推出合乎逻辑的解答。所以,教学不能无视学生的经验,而应把学生的现有经验、知识作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。
因此,在教学中最崇尚的不是强制记忆,而是引导思考,只有思考才能发挥人的潜能。通过理论与实际的有机结合将学习的知识点贯穿起来,让学生在接受的时候倍感轻松。
三、注意培养学生解决问题的能力
在本课程中常常利用数学知识来研究《机械设计基础》问题的例子很多,以“凸轮机构”为例,就要用到极限、图线、解析、三角等知识,来研究分析从动杆速度、加速度、位移和动杆末端的轨迹,设计出凸轮轮廓曲线。还有在“齿轮机构”中,有许多齿轮几何尺寸的计算公式,若是一个个去死记硬背,不搞清它们之间的内在关系,那是一种十分沉重的负担,而且即使背出了也容易忘掉。但是如果对照着齿轮的各部分名称找到各尺寸的内在联系,公式无需刻意去记,只通过简单的推导就能得到,对于学生来说也容易得多。
另外,很多机械的运动原理都有相似的地方。如:四杆机构的演化,凸轮机构中用反转法来设计凸轮轮廓,行星轮系中用“转化轮系”法来计算传动比等等,这些都是建立在相对运动原理的基础上演化出来的机构或总结出来的方法,如果使学生认真领会,发现,就会对比出各知识的同或异,学起来也就省力得多。
四、教师注意提高自己的知识
侯宝林大师1981年在中山大学演讲时说过,一个好的相声演员,应该做到“学问渊博,经验丰富,见解独到,善于表达。”而做一个好的机械设计教师的要求更高,应该是“基本概念清楚,工程实践丰富,掌握学科发展,善于总结表达,启发学生兴趣,作业安排适当。”教师只有及时更新和提高自己的知识,才能掌握学科的最新动态,传授给学生新的知识。例如德国工和师协会技术准则2230(VDI Richtlinien 2230)中提出,《高强度螺栓连接系统计算》适用范围包括:(1)钢制螺栓;(2)牙型角α=60°;(3)高强度螺栓,即强度等级8.8到12.9;(4)工作载荷为轴向静载荷,或轴向动载荷,其所受的力作用线与螺栓轴线平行,此外,可能还有弯曲力矩;(5)计算表格中给出的数值M4至M39;(6)本准则应用于接触面尺寸在限制值内,如果超过了限制值,此处的方法不再适用,否则会产生较大的计算误差;(7)材料性质数据只用于室温条件下,对于较高或较低的温度必须予以修正,特殊的工作条件(例如有腐蚀、冲击载荷)不能处理;(8)这一准则原则上并不排斥要用实验或数值计算验证。推荐采用这些方法,特别对于重要场合。
这项技术准则与我国一般的《机械设计》教材不同,主要表现在:(1)考虑了扭紧后结合面,钉头和螺母支承面由于表面粗糙度引起的压陷,预紧力的减少量。(2)具体考虑扭紧力的变化范围。按采用扭紧工具(如显示扭矩的扳手),确定扭紧系数αA,扭紧系数=最大扭紧力FMmax/FMmin。(3)用计算法按零件的材料和尺寸确定螺栓和被连接件的柔度。(4)考虑力作用点对传力比的影响,引入载荷导入系数n。由技术准则的比较便可以看出国内外学科发展的不同,就此借鉴较新的知识和技术,同时引导学生了解前沿的发展动态。
结束语:《机械设计基础》课程是机械类专业的基础课程,地位十分重要。但学生基础知识掌握有限,实际经验缺乏,难学难教问题比较突出。因此,对于教师来说,必须加强直观和多媒体教学手段来激发学生的学习兴趣;要根据学生所掌握的现有知识,摸索一些规律,总结一套使学生易懂、易学、易掌握的教学方法;要深入现场进行教学,理论联系实践,增强学生感性认识,有利培养学生的实践技能。通过不断地探索、研究、改革,使《机械设计基础》课程教学更科学、更合理、更有效。
参考文献:
[1] 杨可桢等主编.机械设计基础.第五版.北京:高等教育出版社,2006
[2] 乔丽平.浅谈《机械基础》教学[J].天津:职业教育研究,2005,19(7):85
[3] 洪伟龙.关于技术基础课教学理论联系实际的新途径[J].职业教育研究,2006,(4)
(责任编辑:秦凤兰)