关于《机械工程基础》课程教学难点的转化

摘要：《机械工程基础》是一门专业性较强、理性抽象概念较多的专业基础课。课程中有许多教学难点。对如何化解课程教学中的一些难点，笔者进行了一些有效的尝试。

关键词：机械工程基础；难点；转化

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1672-5727（2011）07-0076-02

《机械工程基础》是机械类专业的一门专业基础课，内容涉及工程力学、机械传动、机械零件及金属材料及热处理等多方面的知识，是一门专业性较强、理性抽象概念较多的专业基础课。本课程的教学难点较多。教学难点一般指对大多数学生来说理解和掌握起来感觉比较困难的关键性的知识点或容易出现混淆、错误的问题。以往的课堂难点教学难免枯燥乏味，学生的学习也缺乏兴趣，无法达到较好的教学效果。如何通过教学设计来调动学生的学习积极性，化解教学中的难点，实现《机械工程基础》课堂教学目标，是一个值得研究的课题。

形象教学转化难点

中学刚毕业的学生大多对社会认识较少，同时又对企业实践极为向往。在教学中，教师要紧紧抓住学生这一心理特点。首先，激发学生的学习兴趣及求知欲的很有效的方法之一，就是采用形象教学，调动起学生爱听、爱学的欲望。例如，在金属学基础中，力学性能概念本身极为抽象难懂，是教学中的一个难点。就概念讲概念，学生听不懂，容易挫伤学生的学习兴趣。在教学中，笔者采用多媒体演示等手段，通过启发和诱导，使学生能较好理解所学知识。如“绪论”的难点是理解机器与机构的关系；构件与机构的关系；构件与零件的关系。如果照本宣科，学生会感觉很枯燥，基础偏差的学生很难接受，就将导致注意力不集中，甚至丧失对本门课的兴趣。笔者以洗衣机为典型实例讲解：洗衣机是多件实物的组合体，由波轮、脱水桶、盛水桶等组成，它能实现人们所预期的工作要求和动作。人类发明洗衣机的目的在于应用。使用洗衣机可以减轻人的体力消耗，同时提高洗衣效率，让学生形象理解机器的概念及其组成部分。再以学生实习中接触的车床为实例，让学生分析它的组成部分；以内燃机动画的形式，分析讲解机器和机构的关系。再通过构件的拆分动画，让学生理解构件与零件的关系。在运动副的讲解中，因为它的功能起构件间的连接作用，可把它形象地比作人体的关节。如肘关节连接前臂和上肢，前臂和上肢可完成确定的相对运动相当于构件，肘关节相当于运动副。以开关门、滑盖手机等实例，进一步让学生理解运动副的形式。再如，起重机上的钢丝绳受到悬吊物拉力的作用而不掉，引出拉伸载荷，进而说明力学性能是指金属材料在载荷作用时所表现出来的性能，并指出它是工厂中机械零部件设计、制造及选择材料的主要依据。如让学生观察牛头刨床的进给动作，使学生发现进刀时慢，退刀时快，更进一步了解曲柄摇杆机构的急回特性等。通过这样直观形象的讲解，化难点于生动的事例之中，学生很容易理解和吸收，可取得事半功倍的效果。

精讲多练转化难点

轮系是《机械工程基础》中重要的一章，也是学生在学习中普遍感到难学的一章。为了通过教学设计使学生能较好地掌握所学内容，笔者采用了“精讲多练”教学法。

“精讲”就是在深入研究教材的基础上，明确教材中最主要的部分，确定学生不理解、不易理解的内容，突出重点、难点，找准起决定作用，牵制全局的内容，即关键内容讲解。精讲就是根据教学目标及学生实际水平，把教材的最基本的知识、方法有分析有综合地教给学生，特别是注重培养学生的思维能力及创新意识，以收到事半功倍的效果。精讲是在吃透教材、学生的基础上，对教材融会贯通、筛选提炼、突破重点、抓住关键、分散难点的精讲，精讲时多用启发式，注重适时点拨，让学生感到高而可攀，试而可获。这样，学生通过自己阅读、动脑、动口叙述、动手练习使知识得到了内化，从而达到了精讲的目的，保证了课堂教学的高效率。

学生在开始学习轮系时普遍有这样的反映：在轮系中，分不清主、从动轮，不清楚轴有几种转速，也不会最高转速和最低转速的计算等等。这一系列的问题，其实都反映出学生对“传动路线”还没有真正地理解掌握，也体现了“传动路线”这一内容对学好轮系的重要性。“传动路线”是轮系的核心，要“精讲”。传动路线实际上就是轮系中各个齿轮（轴）传动的顺序（路线）。首先要看懂轮系运动简图，明确齿轮在轴上的固定方式，然后分析轮系的传动路线。分清各齿轮之间的主、从关系，在轮系中，某一齿轮（即“惰轮”）既可以是前对齿轮的从动轮，又可以是后对齿轮的主动轮。

精讲之后要练。练习是教学的一个重要组成部分，无论是新授还是复习都离不开练习。它是掌握《机械工程基础》知识，形成技能技巧的重要手段，是培养学生能力、发展学生智力的重要途经。一次课只有90分钟，时间有限。因此，课堂练习的设计要少而精，这就要求教师设计的练习具备典型性，既能集中体现教学内容的精华，做到题量适当，恰到好处，又能通过设计的练习达到巩固知识、举一反三、拓展思维、培养基本技能的目的。在练习中，使学生进一步巩固所学内容，也使教师及时发现学生中普遍存在的一些问题，再加以讲评和改进。但多练不是数量上的简单堆积，更应该注意练习的质量，只有善于从练的角度、形式、方法诸多方面下工夫，才能达到练习的效果。

在教学中，笔者举了这样一道习题作为精讲之后的练习：如图定轴轮系中，手动进刀有两种进刀速度，手轮轴上有一刻度盘，其圆周均匀刻成80格。试计算：⑴如手轮转一周，螺母快速前进或快速后退多少距离？⑵如要求螺母快速移动80毫米，手轮需转多少周？⑶如要求螺母慢速移动0.06毫米，手轮需转多少格？

分析：本题主要考查对定轴轮系传动线路的掌握程度。

该定轴轮系手动进刀有两种进刀速度（传动路线），即：

手轮n→50/30/5020/60－30/50→ 螺杆/螺母v（或L）

上述传动线路确定之后，列式解题，问题便可迎刃而解。

答案：（1）L快速=3140毫米；（2）n=10周；（3）手轮需转3格。

在教材中，虽然体现了传动路线的基本思路，但没有具体的讲述。在教学中，笔者紧紧抓住“传动路线”这一重点、难点，由浅入深，举一反三，这一难点突破了，其他问题也就迎刃而解了。

实验教学转化难点

实验教学的特点是直观性和可操作性。它不但能激发学生的兴趣，而且具有很强的说服力。实验是体现科学、理解科学的最佳手段。在教学中，教师角色应该从以往的授业者转变为研究者、探索者、合作者以及服务者。要逐步改变“教师教得枯燥、学生学得乏味”的现象，真正体现使学生成为学习的主人，正确引导学生既能动手，又会思考并提出问题、解决问题，起到实验教学转化难点的作用。

《机械工程基础》是一门与生产实际联系比较密切的学科，虽然一些大的复杂的实验无法在学校里完成，但也可以开动脑筋创造条件，设计一些简单易行的实验激发学生的学习兴趣，通过实验验证理论，提高学生对知识的认同感。在进行金属材料力学性能授课前，可布置课前小实验：“一根细铁丝，对其反复弯折”，然后思考以下问题：弯折多次后，弯折处温度是否会升高？增加弯折次数，最后铁丝是否会断裂？这种方式让铁丝断裂与将其拉断有什么不同？实验很小，也很容易做到，提高了学生的兴趣，教学效果明显。再如，在讲到加工硬化现象时，笔者让学生做了一个小实验：拿一把小榔头敲打一钢块，第一次敲打和第二次同样的敲打，哪一次凹痕深？学生表现出了很大的兴趣，都争先恐后上来做，最后得出“加工硬化”现象的结论，知道可以通过变形，强化金属的性能，这比直接告诉学生结果更有说服力，知识点也掌握得更牢固。又如，在讲材料的硬度时，请学生作现场实验：同一把小刀来切削铅笔和刻画玻璃，前者小刀比铅笔硬，后者玻璃比小刀硬，说明硬和软是相对的，并不是绝对的。对刀具来讲，通常要求有高的硬度耐磨性就可以了，但对于有些工具来讲，却未必如此，还必须具有其他的性能，如医生用打针的针头既不能太硬（因太硬了往往会导致脆断而造成更大的痛苦），同时又不能太软（因太软也往往使针头卷口导致伤口扩大使病人痛苦），使学生感到奇异而和谐，抽象而直观，达到了良好教学效果。

在《机械工程基础》教学中，无论是形象教学、精讲多练，还是实验教学，都应始终围绕兴趣教学这个中心点来展开。兴趣是学生学习动机中最活跃的成分，一旦激发出来，就会使学生产生求知欲望，充分调动起学生的主观能动性，从而克服学习中的难点，以实现学习知识的全面掌握。

参考文献：

[1]刘颖.机械设计基础[M].北京：中央广播电视大学出版社，2006.

[2]朱荣欣.教师岗位培训教程[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[3]李培根.机械工程基础[M].北京：机械工业出版社，2008.

[4]孙大俊.机械基础[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[5]杜建根.工程力学[M].北京：机械工业出版社，2002.

作者简介：

范继宁(1964—)，男，无锡技师学院教研督导室高级讲师，主要从事机械制造课程的教学研究、教学组织研究及教学督导等。

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”

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