关于高职《机械设计基础》课程例题系统化探讨

1、关于高职机械设计基础课程例题系统化探讨例题是高职机械设计基础课程教学不可或缺的重要组成部分,对于实现课程教学目标有着无可替代的重要作用。由于该课程具有很强的综合性和实践应用性,所以例题的目的不仅仅是帮助学生巩固、深化、扩展本课程的基本知识、基本理论和基本技能,更重要的是通过对机械设计相关的理论知识、实践知识的综合运用,以及机械设计一般方法与步骤的归纳和总结,培养学生分析、解决实际问题的思路方法和工程设计能力。现行的高职机械设计基础教材对例题设计重视不够,普遍存在着重理论、轻实践,重知识、轻能力的现象,尤其缺乏从课程全局出发设计例题并使之系统化的思想,对完成课程的总体教学目标的贡献度非常有限。因

2、此,为了充分发挥例题在课程教学中的作用,必须以培养全面机械设计素质和实际设计能力为目标,对高职机械设计基础课程例题进行系统化设计。例题系统化的含义教学目标按照完成次序可分解为:课时教学目标、章节教学目标、模块教学目标和课程教学目标。从课时教学目标到课程教学目标,不同的教学目标之间大致形成金字塔式的支撑关系,即课时教学目标是章节教学目标的基础,章节教学目标是模块教学目标的基础,模块教学目标是课程教学目标的基础。为了有效完成不同的教学目标,应该在相应的课时、章节、模块以及课程总体内容中设计与其教学目标相适应的例题。就完成教学目标而言,这些例题不仅在各个课时、章节、模块中各自形成金字塔式的支撑关系,

3、而且从课时教学到课程整体也要形成金字塔式的支撑关系。就可操作性而言,这些例题对于各个课时、章节、模块是独立可操作的,但对于课时、章节、模块和课程整体而言,这些例题之间有着紧密的内在联系,它们的主要参数相互关联、相互支撑、形成系统。例题系统化,对机械设计基础而言,是指各个课时、章节、模块以及课程整体中的例题来源于同一部机械传动装置,各个例题是该机械传动装置设计任务的组成部分,完成例题的过程实际上是完成该机械传动装置设计的过程,是对一般机械传动装置设计方法步骤的训练过程。机械设计基础例题系统化的实施2005年初,笔者根据职业岗位对知识结构和能力素质的要求,结合高职机械设计基础课程培养全面的机械设计

4、素质和实际机械设计能力的教学目标,对机械设计基础从课程定位、教学大纲、课程内容体系、考核方案等方面进行了深入的研究,在总结多年教学经验的基础上,编写了陕西省高职高专规划教材机械设计基础。经过综合化、模块化整合后,该教材依次由构件静力分析模块、构件承载能力计算模块、常用机构模块、常用机械传动模块、通用机械零部件模块、机械设计基础综合训练模块等六个部分组成。该教材针对以往同类教材例题设计方面的不足,紧紧围绕课程教学目标,对例题进行了系统化设计,经多所高职高专院校使用,反映良好。机械设计基础教材以图示带式输送机设计为例,对例题实施了系统化设计。如图1所示,带式输送机由原动部分（电动机）、传动部分（V

5、带传动、圆柱齿轮减速器）和工作部分（滚筒、输送带）组成,是一部相对完整的机械传动装置。其设计内容包括电动机、V带传动、齿轮传动、轴、轴承、键联接、螺纹联接、箱体、联轴器、滚筒、输送带等的设计与选择,涵盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,也涵盖了实际机械设计的一般方法和步骤等基本内容。如研究和制定设计任务、工作原理的选择设计与分析、总体设计（运动设计、动力设计、总体布置设计分析）、零部件设计、工作图设计、编写技术文件等,既能满足不同课时、章节、模块教学目标的需要,又能满足课程整体教学目标的需要。以带式输送机设计为例,对例题实施系统化设计,有利于全面训练设计技能和方法,培养全面机械设计素质和实际机

6、械设计能力。教材中的机械设计基础综合训练模块给出了带式输送机的原始条件和数据，如输送带工作拉力F、输送带速度V、滚筒直径D、输送带滚筒的传动效率、工作寿命、工作环境情况、载荷情况、生产批量等。各个章节、模块根据需要选取带式输送机中的相应零部件、机械传动等,以此原始条件和数据为准设计例题,在完成教学目标的同时,完成带式输送机的各部分设计任务。例如,构件静力分析模块和构件承载能力计算模块选择齿轮轴、键等的受力分析和强度计算为例题;常用机构模块和常用机械传动模块选择V带传动、齿轮传动等为例题;通用机械零部件模块选择轴承、联轴器等为例题。机械设计基础综合训练模块对各章节、模块中例题已经完成的设计进行汇

7、总,以例题形式完成其余的设计任务和带式输送机的设计。机械设计基础综合训练模块同时对机械设计涉及的设计任务研究和制订、工作原理的选择设计、总体设计、技术文件编写、鉴定与评价等设计内容做相应的系统示范训练。机械设计基础综合训练模块的重点为普通机械装置设计的主要内容、一般方法和步骤的归纳总结与示范训练,目标是将知识升华为机械设计能力。机械设计基础例题系统化的效果分析机械设计基础例题系统化,用工程实例将机械设计的基本内容有机地融会为一体,克服了以往教材在例题方面的不足,充分发挥了例题在课程实施中的作用,提高了教学效率。首先,增强了例题的系统性,提高了例题对课程总体教学目标的针对性。例题系统化,从每次课

8、的教学目标出发,按照课时教学目标、章节教着眼于课程全局,系统安排例题,不仅提高了例题对课时、章节、模块教学目标的针对性,而且大大增强了例题对课程总体教学目标的针对性,提高了实现课程教学目标的有效性。其次,加强了理论知识的实际应用能力培养,特别是综合运用理论知识分析和解决实际机械设计问题能力的培养。例题系统化,从课时、章节、模块到课程总体,采用与教学内容相适应的例题将理论知识与实际应用相结合,例题作为理论知识与实际应用的纽带,明确了理论知识与实际应用之间的对应关系,克服了以往理论知识、例题、实际应用脱节的现象,有利于将理论知识升华为设计能力。第三,增强了示范性。机械设计基础以带式输送机及其零部件的设计为例,实施例题系统化,不仅对典型零部件的设计方法步骤起到了示范作用,而且对简单机械装置的一般设计内容、方法、步骤等具有广泛的示范作用,为形成完整的设计思路和方法奠定了基础,提高了例题对培养全面机械设计素质和实际机械设计能力的贡献度。 TOC o 1-5 h z 机械设计基础例题系统化,将例题融入课程内容体系中,使例题成为课程内容体系的有机组成部分,实现了理论知识、例题、实际应用的统一,也实现了学习理论知识、掌握设计方法与培养设计能力的统一,增强了例题与课程内容、例题与知识应用、例题与教学目标的针对性。机械设计