機械設計課程的設計與探索

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一、思路的實踐過程

緒論時我們重點介紹了這門課程的特點及用途，且加入了零件、構件等概念，并且拆解簡單機器，讓同學們有個初步認識。接著是繪制機構運動簡圖。然后我們先從四桿機構出發，結合日常見到的篩東西、磨豆腐等，布置設計任務，在四桿機構的講解過程中，不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性，能轉化為什么樣的運動形式，現實生活中有哪些物品是用到了這些機構的，啟發引導學生往設計任務上思考，學完四桿機構，學生也能就自己的任務作出簡單的設計和構想。一個機器少不了動力，因此我們在課程中增加了電動機的選用環節。學生設定了自己的運動機構的各種參數后，按部就班選用電動機，由此掌握了效率等概念，并且對整體的機器有了一個大概的認識，見到了軸承、聯軸器、變速箱等詞匯，雖然了解不深，但因為拆解了一個機器，學生們基本還是能接受。電動機選擇好了以后，就牽涉到減速的問題，這時我們就可以引進齒輪機構（包括蝸輪蝸桿）、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用，對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的，我們忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。在學習過程中就加入查手冊選材料環節。把時間用到應用實踐上。齒輪有了，傳動比有了。誰可以把運動和動力傳遞給齒輪呢？于是聯軸器和聯接就出場了，齒輪是靠鍵連接與軸傳遞運動和動力，電動機的運動和動力就是由聯軸器聯接電動機軸和帶傳動的。各類聯接重點也是放在選擇應用。各類零部件都選用設計好后，軸就上場了，軸的結構設計是重點，我們通過舉例比較分析，搞清楚什么樣的軸結構是合理的，并且通過講解和改錯，明白為什么要有細節上的處理（這些機械制造基礎已經有過講解）。最后是軸承，支撐軸的零部件。軸承的選用、軸承壽命計算是花時間較多的環節。每一步就是一個設計環節，做的作業就是為自己設計的執行機構選用配套的運動機構和輔助系統。大家自己設計了一個機器，一個設計過程就完成了，同時完成的還有大部分的課程學習任務。對于凸輪、間歇機構等就放在了最后，由于前面已經學習過常用零部件的設計、選用，因此同學們學起來也并不吃力。

二、新思路實行的效果

課程改革前，由于內容之間相對獨立，各機構之間的結構各有特點,相互之間聯系少,課程重點不突出。學習時沒有細化的明確任務和目標，學生接受很被動，學生普遍反映這門課“難學”“不太理解”“聽不懂”，通過率也是各類課程里面最低的。學生上課積極性不高，課堂氣氛低沉，學習效果不好。改革后，由于章節環環相扣，第一步就是學生為自己設計喜歡或相關的機構，后面的每一步都是為了實現機構的運動目標而實踐，學生學起來有方向、有程序，特別是小組討論方案，氣氛非常活躍。教師在其中只是起到引導和幫助解決問題的作用，學習的主體是學生，思考的主體是學生，實踐的主體還是學生，收到了較好的學習效果。

三、不足與思考

一是實踐環節場地和師資有限。在學習過程中，我們很需要實物拆解的環節。但這些既需要各類機器，更重要的是需要較大的場地，還有就是需要有教師指導和協助，但場地和教師人手都是我們的瓶頸，這就使得拆解效果大打折扣，有人甚至只是看一眼（因為一個教師在這個環節沒辦法管理四五十個學生）。這個問題目前我們還沒有太好的解決辦法。二是學生學習主動性不夠。基本就是完成了任務就行，有的學生跟著小組混，學到的知識并不扎實。三是還沒有編撰校本教程。編寫一本合適的教材，一直是我們的計劃，但這個工程工作量較大，我們計劃在近兩年完成。

本文作者:熊慧英劉鷹孫峰蒙雪蘭粱剛廖麗工作單位:廣西農業職業技術學院