作者：王志偉 孟玲琴 單位：河南機電高等?？茖W校

探索教學方法，提高教學質量進行合理地教學設計機械設計教學設計是應用系統科學的觀點和方法，按照教學目標和教學對象的特點，合理的選擇和設計教學媒體信息、教學方法和教學手段。它包括以下幾個方面:學生情況的了解;選用教材和配套教材的情況;已備教學文檔(教學計劃、進度、要求、CAI課件、教案、試題庫、學習指南等)情況;課程銜接(選修課、相關課任課教師的協調)情況;課程主要內容、結構體系、學時分配、重點難點:教學環節設計(課堂講授、實踐環節、作業訓練、師生交流、考核方法);教改研究及建議等。教師在上這門課之前，通過對課程進行深入的分析和研究，對課程的整體進行全面的系統設計，對課程的各個環節進行周密的安排，并詳細填寫教學設計一覽表，這樣在教學中就可以有計劃、有準備地完成好各個教學環節，為保證教學質量奠定基礎。

充分發揮多媒體教學手段的優勢當今，科學技術的發展和經濟建設的需要，要求學生掌握的知識面越來越寬，信息量越來越大，而教學學時卻一再壓縮。改革目前傳統的教學手段和方法，將計算機輔助教學這種現代化教學手段引入到機械設計教學中，將大大改善教學環境和氣氛，使教學活動變得豐富多彩，有效地提高教學質量。機械設計多媒體課件圖、文、聲、像并茂，具有信息的集成性、超文本的結構性和良好的界面交互性等優勢。其豐富多彩的畫面、動畫和視頻片段將工業場景或逼真的動畫模擬等引入課堂，一改過去抽象地講述，使學生似乎身臨其境，真正步入教學中，從而激發了學生學習的主觀能動性。一些難點、重點內容，如帶的彈性滑動和打滑、鏈傳動的多邊形效應、齒輪的失效形式和機理等，通過動畫的演示，變得容易理解和接受。采用多媒體進行教學，可以培養學生敏銳的觀察力、豐富的想象、求異思考等思維方式，培養創造能力。如軸系結構設計部分，學生通過人機對話參與軸系結構的設計過程，將自己融入教學過程中，變被動接受為主動思考，從而調動了學生學習的積極性，并通過設計方案、設計參數的選擇討論，提高了分析問題、解決問題的能力，激發了創新意識。采用多媒體教學手段，還可以擴大課堂的信息量，將一些科技新技術、新成果及機械產品的工程應用等信息，補充到教學內容中，以擴大學生的知識面，并解決了教學內容多而課時少的矛盾。采用以多媒體課件為主體的教學手段時，不要忽視了教具、模型的直觀性，教師肢體語言的生動性，應多走到屏幕前去講述。還要充分發揮實物展臺的作用，多補充—些相關信息，還可以利用黑(白)板來加強教學效果。另外要注意給學生提供課件的主體素材，以便于學生對所學知識的理解、鞏固和提高。講課過程中注意提醒學生將一些重要內容、重要公式劃下來，以彌補做筆記不便的缺陷。

課堂教學中強調設計思想的傳授機械設計這門課程中包含的知識體系較為廣泛，既有大量的理論計算和推導，又有大量的經驗公式和經驗圖表。學生在學習過程中往往會有一種無從下手的感覺。因此，在進行課堂講解時，首先一定要讓學生從紛繁的知識堆里找到學習的方向，建立本門課程學習的指導思想。機械設計這門課程的學習目標不僅是要掌握一些常見零部件的基本知識和計算方法，更主要的是要掌握這些零部件的設計思想，只有掌握了基本的設計思想和設計方法才能在將來面對這種零部件的設計或選用時知道如何去做。為此，在進行每一種零部件的學習中，可以制定一個“基本特點—失效方式及影響因素—受力分析及計算—參數的確定和結構設計”的教學模式，讓學生按照這一模式進行學習，重點要求學生掌握基本的設計思想和方法。所謂設計思想就是貫穿于教材中的一些零散的設計理論，這些理論不一定都是以某種公式或圖表進行表達，它要告訴我們的往往是關于如何進行該零部件的設計，設計中應注意什么，使用中應注意什么，各種參數的意義和對該零部件性能的影響過程，以及如何選取和確定這些參數。這些設計思想往往是不具有嚴密的整體邏輯關系，需要花一定的精力在理解的基礎上去記憶。這些設計思想應該是本門課程學習的重點之一，應予以足夠的重視。為了說明什么是機械設計課程教學中的設計思想，在此以齒輪傳動為例進行說明。在齒輪傳動中，所謂的設計思想包括:齒輪傳動的特點、使用范圍、基本分類方法、主要失效形式和影響因素、齒輪常用材料和熱處理方法、齒輪傳動的受力分析、齒輪傳動的設計方法、齒輪參數的確定和影響過程、齒輪常見結構和適用工況、齒輪傳動的效率計算和影響效率的因素、齒輪傳動的潤滑和密封方式的選擇方法及注意事項等。學生在對上述思想有所掌握的基礎上才能在設計齒輪傳動時有方向感，知道如何下手開始工作，以及在設計過程中有一個明確的指導思想。

淡化過細的理論內容機械設計課程內容中包含了大量的理論內容，特別是一些理論公式和計算圖表成為學生在學習過程中的主要困難，這往往會使他們產生一種“機械設計課程難學”的觀點，影響了教學效果。為此，在進行課程教學的過程中，首先應對每一章內容中的所有公式進行分類，將其劃分為基本掌握公式和基本了解公式兩類。對于基本掌握公式要求學生一定掌握，因為沒有這些公式的服務很難建立基本的設計思想。但有些公式比較復雜，即使短期能夠記住，但過幾天就很快忘記，這樣的公式只要求學生對其理解，掌握使用方法以及使用中的注意事項，能夠正確使用即可。以齒輪傳動設計為例。在齒輪傳動中，傳動比公式、中心距計算公式、分度圓直徑計算公式、斜齒輪法面模數計算公式、齒頂圓和齒根圓直徑計算公式、節距計算公式、齒輪傳動受力計算公式、齒寬系數計算公式、斜齒輪和錐齒輪當量齒數計算公式等屬于必須掌握的基本公式，這些公式形式上不復雜，易于記憶，而且與基本的齒輪知識體系密切相關，只有掌握了這些基本知識才能很好地對齒輪傳動有較為扎實的理解。而如端面重合度計算公式、嚙合角計算公式、中心距變動系數計算公式、綜合曲率半徑計算公式、齒面接觸疲勞強度計算公式、齒根彎曲疲勞強度計算公式、許用應力計算公式等均不要求學生記憶下來，只要求對每個公式的使用方法、公式中每項的含義以及使用過程中應該注意的事項弄清楚，將來在應用時能夠通過資料查詢，正確使用就已經達到了教學要求。

將零件參數的確定與零部件結構設計相結合零部件計算參數和結構參數的確定方法是機械設計課程中的一個重要組成部分。這部分內容理解與掌握的程度直接關系到學生能否完整掌握單個零部件的設計。由于這部分內容一般分散于每一章的教學內容中，使得學生學習過程較為困難，往往一章內容學完之后，學生對于如何完整設計出這一零部件仍然感到十分困難。為此，應在教學過程中將這些分散于課程中的知識點歸納集中起來，在每章教學內容完成之后花半節課左右的時間進行提綱挈領式的歸納，讓學生建立該零部件的參數設計方法。下面還是以齒輪傳動的教學內容為例進行說明。齒輪的結構參數主要包括:齒數、模數、變位系數、齒輪寬度、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、中心距、齒輪結構形式、中心孔直徑、輪轂鍵槽尺寸等。這些參數中，齒數的多少根據最小齒數、傳動比、外形尺寸要求等條件確定;模數大小根據齒根彎曲疲勞強度計算結合標準模數序列確定，或根據齒面接觸疲勞強度計算和選定的齒數確定;變位系數根據中心距取標準或為了大小齒輪強度平衡進行計算之后確定;齒輪寬度根據選定的齒寬系數進行確定;分度圓直徑根據齒數和模數確定;齒根圓直徑等于分度圓直徑減去兩個齒根高;齒頂圓直徑等于分度圓直徑加上兩個齒頂高;中心距根據齒數、模數和變位系數確定;齒輪結構形式根據幾何尺寸、加工工藝、毛坯材料、生產批量及經濟性確定;中心孔尺寸根據相配的轉軸直徑確定;輪轂鍵槽尺寸根據相配的軸徑查表確定。上述尺寸確定后就可以根據機械制圖的有關知識畫出一張完整的齒輪設計圖。通過這樣的講解。學生們對齒輪的有關設計參數一目了然，對設計一個具體的齒輪有了較為明確的認識。