项目教学与现场教学在机械设计中的作用

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《机械设计基础》是机械类各专业的一门重要的基础课，在传统的教学计划和教学模式中，总是先理论后实践。由于各章内容相对独立，与工程实践联系不紧密，使学生普遍感到课程知识零碎、繁琐而枯燥，且平时所学的理论知识得不到具体的应用，因此学习目的性不强，无法调动学生的学习积极性。进入《机械设计基础课程设计》这个实践环节时，由于前面所学的理论知识缺乏系统性，很多知识又忘得差不多了，大部分学生在面对设计课题时，感觉不知所措，无从下手，因此教学效果差，学生的能力和素质得不到应有的提高。为了实现高等职业院校培养具备综合职业能力，在生产、服务、技术和管理第一线工作的应用型人才的目标，有必要对《机械设计基础》课程进行教学改革。近两年，我院把项目教学法和现场教学法应用于课程教学中，使《机械设计基础》理论教学与《机械设计基础课程设计》有效地融合，取得了明显的成效。

1项目教学法的特点

项目教学法是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，而是由学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程，是一种典型的以学生为中心的教学方法。其主要特点是：(1)以“项目”为主线。学生学习的过程是完成一个具体项目的过程，学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。(2)以“学生”为主体。从项目计划、项目实施到项目总结都由学生自主完成。学生作为学习的主体，通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来，不仅提高了理论水平和实践技能，而且培养了合作的能力与自主学习的能力。(3)以“教师”为主导。教师不再是授课的机器，而成为了一名向导和顾问，是学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。

2机械设计基础项目教学设计

在项目教学的过程中，如何合理地确定教学项目是决定项目教学成败的关键。机械设计基础的主要教学内容有两个方面：(1)研究机械中常用机构的工作原理、结构特点和设计方法。包括平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和其他常用机构等。(2)研究机械中常用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论及设计方法。包括连接件(如螺栓连接、键连接、销连接等)、传动件(如齿轮传动、带传动和链传动等)、轴系零部件(如轴、轴承、联轴器等)。考虑到项目中应涵盖尽可能多的教学内容，同时项目的难易程度应适中，可操作性要强，本文设计了3个教学项目，同时在每个教学项目中，构建了若干个学习情境，在每个学习情境中完成相应的工作任务。

每个工作任务紧密联系，共同服务于整个项目，当任务逐一完成时，工作项目也就得以完成。《机械设计基础》项目教学的具体设计见表1。项目一和项目二所涉及的教学内容是机械中常用机构的工作原理、结构特点和设计方法，两个项目并列进行，可分配给不同的小组(4个～6人一组)来完成。这是因为一个项目很难涵盖所有的教学内容，如项目一中有间歇运动机构及螺旋传动，但没有凸轮机构，而项目二正好相反。为了使学生能了解到自己的项目任务中没有涉及到的教学内容，老师会安排各组同学在完成一定的工作任务后，将自己的成果向大家展示和汇报，从而方便大家互相学习。项目三所涉及的教学内容是机械中常用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论及设计方法。在进行项目三时，老师分配给各组不同的设计参数，这样，大家既可以相互讨论，又必须独立完成。通过完成具体的工作项目，可以使学生更深刻地学习到机械设计基础的相关知识，同时，培养了学生的职业素养和职业能力。

3现场教学与项目教学有机结合

现场教学又称现场实验教学，即把课程中实践性、操作性较强，课堂上不易理解的教学内容搬人现场(实验室)，教师在现场将实物展现给学生，直观地进行讲解，并由学生亲手进行操作，促使学生在兴趣中学习和理解这些抽象而枯燥的知识，同时锻炼学生的动手能力和实际操作能力。在机械设计基础教学中把项目化教学和现场教学有机地结合起来，可以起到事半功倍的效果，如项目三中轴系结构设计是一项实践性很强、涵盖的内容多而杂的设计任务。在设计过程中要考虑结构工艺性问题，即设计的轴要便于加工，便于轴上零件的安装和拆卸；要考虑轴上零件的定位和固定、润滑和密封问题；还要考虑轴的强度和刚度、运转灵活等问题。学生的工程意识、实践能力普遍比较薄弱，仅靠学生看书找资料来完成这一项目任务，不仅要花很多时间，而且设计的结构不一定合理。教学实践表明，安排现场教学可以将理论与实践紧密结合，加深学生对于理论知识的理解，使学生更好更快地完成项目任务。

4项目教学与现场教学相结合的具体实例

本次教学选择的项目是带式输送机传动装置(减速器)中的轴系结构设计。围绕该任务的主要学习内容有：①减速器的润滑和密封；②确定各轴的合理外形；③确定各轴段的直径和长度；④确定轴承和联轴器的类型和型号；⑤确定键的类型和尺寸；⑥轴的精确校核，轴承的寿命验算，键强度的校核。首先，老师将实验指导书分发给学生，指出本次实验课的主要学习目的、要求和实验进程，并向学生介绍组合式轴系结构设计中各类零件的名称及功用。

然后以小组为单位，由学生亲自动手，参照指导书上现成的轴系结构图进行组装，并分析该轴系结构的特点，如轴上零件的装配顺序、轴的形状和尺寸、轴上零件的定位与固定、轴承的类型及其润滑与密封、轴的结构工艺性等，使学生对轴系各零部件及它们之间的装配关系具有一定的认识与体会。在此基础上，要求学生根据实验指导书上给定的设计参数和要求，自行确定轴系结构方案，并利用箱体内提供的零件进行装配，测绘出轴系结构装配图。在此过程中，老师应深入学生中间，主动与学生交流，并及时发现问题，提供帮助，多沟通、多鼓励，激发学生的学习兴趣和探索精神。最后由教师进一步分析阶梯轴的结构特点，特别对常见的一些轴系不合理结构进行分析和说明，总结本次课的重点内容及知识点。通过这种循序渐进式的现场教学，使学生直观具体地掌握了轴系结构设计的的方法与程序。

5结论

项目教学法和现场实验教学法在机械设计基础教学中取得了明显的成效，主要表现在以下几个方面：①调动了学生的学习积极性；②培养了学生的小组合作精神；③提高了学生分析问题、解决问题的能力；④将本课程的知识融合成一个完整的体系，实现了理论和实践的统一；⑤加强了学生的专业技能和动手能力，培养了学生良好的职业素养，使其更适应社会的需求。