董亞麗

[摘要]現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)各門課程的教學(xué)提出了更多更高的要求，《機(jī)械原理》這門課程目前也面臨一些比較嚴(yán)峻的問題。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作中占有重要地位，也是機(jī)械原理課程的重要任務(wù)之一。文章介紹了在教學(xué)過程中通過多種教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的做法和效果。實(shí)踐結(jié)果表明，將機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)貫穿于教學(xué)過程的始終，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)、創(chuàng)造能力和設(shè)計(jì)能力是大有裨益的。

[關(guān)鍵詞]《機(jī)械原理》；機(jī)械運(yùn)動(dòng)；教學(xué)設(shè)計(jì)；學(xué)生能力

1 前 言

中職機(jī)械專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂觀，主要是其專業(yè)自身存在不足，但為了促進(jìn)機(jī)械專業(yè)的發(fā)展，使其教學(xué)質(zhì)量得到可靠的保障，中職機(jī)械專業(yè)在教學(xué)方法等均展開了研究。

《機(jī)械原理》課程是機(jī)械專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，其任務(wù)之一就是為后續(xù)的專業(yè)課打好基礎(chǔ)，因此在教學(xué)計(jì)劃中占有重要地位。而機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的第一步，它對(duì)于機(jī)械性能的優(yōu)劣及其在市場上的競爭能力都具有決定性的作用。在機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生的整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中，只有《機(jī)械原理》這門課講授機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容。因此，在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的能力，使學(xué)生得到這方面的鍛煉，是《機(jī)械原理》課程的一項(xiàng)重要任務(wù)。

在以往的《機(jī)械原理》教學(xué)過程中，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)是一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)，為了使學(xué)生及早地樹立工程設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，近年來，我們?cè)诮虒W(xué)過程中采取了若干措施，力圖加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)，取得了可喜的成果。

2 提高學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重要性的認(rèn)識(shí)及學(xué)習(xí)興趣

課程開始，除了介紹本課程的研究對(duì)象、內(nèi)容，它在教學(xué)及國民經(jīng)濟(jì)中的地位和本課程的學(xué)習(xí)方法外，有意識(shí)地強(qiáng)調(diào)以下兩方面的內(nèi)容：

（1）本課程除了講解各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析以外，最主要的任務(wù)是設(shè)計(jì)，而分析是設(shè)計(jì)的第一步，也是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

（2）本課程是與工程密切聯(lián)系的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)本課程的過程中，對(duì)日常生活中司空見慣的東西要注意觀察，注意用所學(xué)的知識(shí)對(duì)其加以分析，不僅能達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的加深理解，靈活運(yùn)用，舉一反三的目的，而且可以啟發(fā)創(chuàng)造靈感。例如，我們通過公共汽車車門和小轎車車門開、閉方法的對(duì)比以及載重汽車和人力平板三輪車實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎方法的對(duì)比，使學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和工程實(shí)際應(yīng)用背景間的密切關(guān)系以及運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的重要性有了較初步的認(rèn)識(shí)，所有這些都激發(fā)了對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的興趣。

3 通過“機(jī)構(gòu)方案小設(shè)計(jì)”的教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生得到運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的初步鍛煉

在本課程開始2～3周后，等學(xué)生對(duì)機(jī)械原理課程有了初步的了解后，開始這一教學(xué)環(huán)節(jié)。向?qū)W生提出幾個(gè)日常生活中司空見慣的用具，如：能自動(dòng)打開而不能自動(dòng)合攏的二折傘；只能用雙手打開而不能自動(dòng)打開的三折傘；普通的用鏈條鏈輪傳動(dòng)的自行車；只能在固定角度范圍內(nèi)搖頭的電風(fēng)扇等。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中，結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)他們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，研究做進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)。要求學(xué)期末每個(gè)學(xué)生交一張?jiān)贏4圖紙上按比例繪制的、改進(jìn)了的、用具的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖和一份簡單說明書，在課程進(jìn)行過程中，組織適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)、討論。實(shí)踐結(jié)果表明，雖然有些改進(jìn)設(shè)計(jì)還比較粗糙，存在一些缺點(diǎn)，但也確有一些設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙，有一定的獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用價(jià)值。

由于這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)是在機(jī)械原理講課過程中進(jìn)行的，教學(xué)內(nèi)容與改進(jìn)設(shè)計(jì)有密切聯(lián)系，需要改進(jìn)的用具既是學(xué)生們?nèi)粘Ｉ钪兴究找姂T的，又具有實(shí)用價(jià)值，因此是一次密切聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，大大激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。課堂設(shè)計(jì)是學(xué)生將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。以設(shè)計(jì)為中心，以培養(yǎng)能力為目的，安排教學(xué)內(nèi)容，按設(shè)計(jì)的順序安排教學(xué)順序，目的是使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，提出問題和解決問題的能力得到很好的鍛煉?？梢哉f這一教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的能力打下了一定的基礎(chǔ)。

4 開闊學(xué)生視野，幫助學(xué)生較系統(tǒng)地了解和掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的知識(shí)

在講述各種常用機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)后，安排了一章“機(jī)構(gòu)的組合及機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)”的教學(xué)，目的在于使學(xué)生較系統(tǒng)地了解和掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的知識(shí)。這一章的內(nèi)容從基本機(jī)構(gòu)固有的局限性講起，講述了機(jī)構(gòu)的組合方式，通過工程實(shí)際中的若干實(shí)例，介紹了常用組合機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用，使學(xué)生們開闊了視野，明白了機(jī)構(gòu)的組合是發(fā)展新機(jī)構(gòu)的重要方法，在此基礎(chǔ)上介紹了各種常用組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。

在機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)一節(jié)中，我們結(jié)合具體實(shí)例從工藝動(dòng)作的分解講到機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇，機(jī)構(gòu)選型應(yīng)遵循的原則及注意事項(xiàng)。如盡量簡化和縮短運(yùn)動(dòng)鏈；盡可能選擇較簡單的機(jī)構(gòu)；盡量減少機(jī)構(gòu)尺寸，選擇合適的運(yùn)動(dòng)副形式；選擇合理的動(dòng)力源形式；合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序；合理分配傳動(dòng)比；使機(jī)械具有有利的傳力條件和良好的動(dòng)力特性；使機(jī)械具有調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的能力，保證機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)，等等。此外，還介紹了機(jī)械中各執(zhí)行構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合和機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，并舉例說明了機(jī)械總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的步驟。

如果說“機(jī)構(gòu)方案小設(shè)計(jì)”這一教學(xué)環(huán)節(jié)還只是一個(gè)單一機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的鍛煉的話，那么這一步就是為向綜合性的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)打基礎(chǔ)，為進(jìn)一步在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行機(jī)械總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。

5 在課程設(shè)計(jì)中進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

同以前的課程設(shè)計(jì)相比，我們大大加強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，具體做法：第一步，課程設(shè)計(jì)開始，在教師布置了設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)要求后，組織同學(xué)觀看有關(guān)課程設(shè)計(jì)的短片。這一步主要是使學(xué)生了解所要設(shè)計(jì)的機(jī)械的工藝動(dòng)作要求，教給同學(xué)工藝動(dòng)作的分解方法。第二步，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式和特點(diǎn)進(jìn)行全面分析比較，并盡可能結(jié)合工程實(shí)際中的問題，如加工難易、摩擦和效率等，根據(jù)“機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)”一節(jié)中所學(xué)過的有關(guān)機(jī)構(gòu)選型的知識(shí)，自己提出自己的方案，然后畫出方案草圖，計(jì)算自由度，并對(duì)所選方案的理由及其優(yōu)缺點(diǎn)加以說明，交給老師，作為最后評(píng)分的部分依據(jù)。第三步，組織全班同學(xué)討論，每個(gè)學(xué)生到黑板上講述自己的方案，大家提問題，經(jīng)過相互交流和補(bǔ)充修改后每個(gè)同學(xué)確定自己的最后方案。最后同學(xué)們根據(jù)自己所選擇的方案上機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量計(jì)算等，直到畫出設(shè)計(jì)圖寫好說明書，完成整個(gè)課程設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)過程中，同學(xué)們的積極性很高，在自己制訂方案階段，同學(xué)們不僅查看了教科書的有關(guān)章節(jié)，而且主動(dòng)翻閱查找資料，充分發(fā)揮了各自的主觀能動(dòng)性。實(shí)踐表明在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)不僅是必要的，而且是可能的。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是學(xué)生第一次接觸機(jī)械設(shè)計(jì)，通過在課程設(shè)計(jì)中進(jìn)一步加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)解決工程實(shí)際的設(shè)計(jì)問題是大有好處的。

綜上所述，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)能使學(xué)生綜合和靈活運(yùn)用所學(xué)過的理論，真正做到理論與實(shí)際相結(jié)合，它是一項(xiàng)富有創(chuàng)造性的工作，最能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過在整個(gè)教學(xué)過程中采取一系列措施加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)，使其貫穿教學(xué)過程的始終，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的能力具有重要意義。