摘要：筆者在長期教學實踐的過程中，總結出一套行之有效的《機械設計基礎》課程教學的學科指導思想及理論，即在教學過程中圍繞一個中心，夯實兩個基礎，把握一個綜合訓練環節，實施“五位一體”的教學模式。文章圍繞其學科指導思想，詳盡地展開論述，旨在提高學科教學水平，促進課程建設。

關鍵詞：《機械設計基礎》課程；教學過程；學科指導思想

《機械設計基礎》課程是工科類院校相關專業的一門重要的專業基礎課，課程闡述了常用機構和通用零件的設計理論。通過長期的教學實踐，我們總結出一套進行該課程教學的學科指導思想，具體內容是：在實施《機械設計基礎》課程的教學過程中，要始終圍繞培養學生設計能力這一中心，夯實學生設計計算和結構設計兩個基礎，搞好課程設計這一綜合訓練環節，做好理論授課、現場教學、動畫演示、實驗教學與制作“五位一體”的教學模式。課程組的教師在教學過程中，認真貫徹其學科指導思想，收到了滿意的結果。現將本課程的學科指導思想闡述如下。

圍繞一個中心：培養學生的設計能力

在開設本課之前，學生只學過制圖、公差、金屬材料及熱處理、工程力學等課程。本課程的目的就是向學生講授如何進行機械設計，教師要指導學生如何將前述課程的知識用于機械設計中，為后續專業課的學習奠定基礎。設計過程是一個創新的過程，即設計是為了達到預期目的改進舊機械，創造新機械的過程。機械工程上涉及的零件、構件錯綜復雜。所以《機械設計基礎》包含門類繁多的構件、機構、零件。如果沒有一條清晰的主線，極容易使學生聽得無頭緒，造成理解上的混亂。所以在講授該課程時，要緊緊圍繞培養學生設計能力這條主線。不管是什么類型的零件，都遵循著相同的基本設計程序，即按工況選擇零件類型，對零件進行受力分析，選擇材料，確定是否熱處理，分析失效形式，計算關鍵尺寸，直到進行結構設計。如果教師按這條主線講授，學生按著這條

主線學習，就可以在繁多的理論中理出一條鮮明的脈絡，使教師講授有章可循，學生學習也帶有明確的條理性。

夯實兩個基礎：設計計算與結構設計

《機械設計基礎》課程有兩大基礎知識需要夯實：其中一個基礎知識是設計計算的基礎知識，其核心是針對設計對象的主要設計形式，確定設計準則，再通過相關的理論，或對未知的設計對象進行設計性計算，或對已知的設計對象進行校核性計算。無論是設計性計算還是校核性計算，都是圍繞著設計對象的關鍵尺寸展開的。比如軸的危險剖面直徑、帶傳動中帶的根數、鏈傳動傳遞的功率、齒輪齒面接觸疲勞強度計算中的主動輪分度圓直徑、齒輪齒根彎曲疲勞強度計算中的模數等。另一個基礎知識是設計對象的結構設計，其核心是針對設計對象的定位、裝拆、加工、改善工作條件等大量的工藝以及其他諸方面的知識。在學習時，學生往往只注意（或過分注意）機械零件的設計計算，忽略（或輕視）機械零件結構方面的設計，造成的結果是零件的關鍵尺寸或參數計算能力強，而零件結構設計能力弱，錯誤頻出。比如普通螺栓聯接的過孔問題，軸上零件與軸的定位問題，軸承和軸系的定位問題，主從動帶（鏈）輪的相互位置問題，軸開卸荷槽以及減少零件的應力集中的問題等，在學生的畢業設計中全暴露了出來。以上問題，雖顯得細小繁雜，但對機械設計至關重要。

把握一個綜合訓練環節：課程設計

《機械設計基礎》課程是由基礎課向專業課過渡的橋梁課，多門課均交匯于該課程上。故講完本課程后，應對學生進行一次綜合性訓練，這個環節就是課程設計。通過課程設計，可以使學生將機械設計基礎和相關課程的知識融會在一起，利用手冊、查閱資料，使用標準、規范自行設計簡單機械。教師通過講座，將設計任務下達給學生，指導學生按機械設計步驟進行計算，畫草圖、裝配圖、零件圖，編制說明書最后完成答辯。這個過程還是圍繞培養學生設計能力這個中心開展的，也是為將來學生的畢業設計以及參加工作后的實際設計進行的首次演練。通過編寫說明書鍛煉學生的設計計算能力，通過繪制裝配圖和零件圖鍛煉學生的結構設計能力，并且要把對學生這兩種能力的鍛煉有機地結合，用以提高學生的綜合設計能力。所以課程設計是繼《機械設計基礎》課程之后對學生設計能力的再提高。我們在指導學生課程設計中做到單題單做、手繪和機繪結合、教師指導與學生自行設計結合、參考資料與創新設計結合，取得了較好的效果。

實施“五位一體”的施教模式：理論講授、

現場教學、動畫演示、實驗教學及制作

通過長期的探索改革，我們走出了一塊黑板一只粉筆式的單一課堂講課的圈子，歸納出一套“五位一體”的施教模式，提高了教學質量。

理論授課這是《機械設計基礎》課程的基本講授方式。由教師利用合適的教學方法（如比較法、歸納法、空白藝術等）在課堂上講授課程的基本概念、重點、難點。

現場教學剛剛接觸機械設計課的學生對課程中所涉及的各種機構和零件缺乏感性認識。若在理論授課的同時，安排必要的現場教學，則會起到事半功倍的效果。比如讓學生現場觀察牛頭刨床的工作過程，同時介紹曲柄搖桿機構、棘輪機構及螺旋傳動機構組成的牛頭刨床工作臺橫向進給機構的工作原理，由擺動導桿機構組成的牛頭刨床滑枕移動機構的工作原理，然后再講授這些機構相應的理論知識。如不能去現場，盡量將實物擺在學生面前進行講授。這樣的教學可使學生接受迅速、理解透徹、掌握牢固。

動畫演示現代教學已非常廣泛地融入了多媒體課件技術。在《機械設計基礎》課程的教學中，應將某些重點、難點制成Flash課件，用動畫的形式演示給學生。比如槽輪機構的工作原理、帶傳動的彈性滑動、鏈傳動的多邊形效應、齒輪嚙合過程的相對滑動等等。這些內容若只靠課堂講授，則顯得空乏費解，利用Flash技術，將其轉換成動畫演示，由此將空洞的靜態教學變為形象的動態教學，讓學生聽得自然貼切，其思路會立刻融入到教師所講授的知識中。

實驗教學機械設計基礎本身就是一門實踐性很強的課程。教師一定不要僅局限于課堂教學，還應該重視課堂外的實踐教學環節。除前面已陳述的現場教學外，實驗教學亦是一種重要的實踐教學方式。通過實驗教學，一方面使學生印證課堂上所講的理論知識，比如減速器裝拆及性能實驗、彈簧的示性線測試實驗等。另一方面也是更重要的是教會學生掌握一套完整的機械設計的實驗方法，即掌握一套機械設計領域的基本的科學研究的手段，比如通過摩擦、磨損性能實驗，由學生自行設計實驗程序，制作試件，調整實驗設備，采集相關參數的數據。像這種綜合性、設計性實驗將為學生的今后提供可持續發展的動力。

創新制作為了鞏固學生所學的知識，提高其設計能力，使他們既能動腦又能動手，而不是紙上談兵，我們把課上的教學和課外的制作結合起來，充分利用學生的課余時間，成立創新制作小組。小組由教師指導，讓學生自行設計簡單機械并且制作。課題來源可由教師提供，也可由學生自擬，題目內容圍繞著教學所講授的知識和本專業的方向。我們指導學生成功制作了機器人、多功能水果剪刀、自動保護攻絲裝置等，其中所做的機器人參加2004年CCTV杯全國第三屆大學生機器人大賽榮獲第三名，多功能水果剪刀在2005年也獲得天津市大學生“創新杯”競賽的一等獎。在課外制作中，學生的意志品質、團隊精神、設計能力、技能技巧等都得到了提高。

在《機械設計基礎》教學中我們始終堅持貫徹學科指導思想，收到較好的教學效果，學生的滿意率達90%以上。我們所教的《機械設計基礎》課程也被天津市教委評為2005年天津市級精品課程。在今后的教學實踐中，我們將進一步完善課程的學科指導思想，提高教學質量，為培養高素質的全面發展的合格人才開展更深入的教學改革探索。