倪向东 马蓉 朱荣光 李霞

摘要：机械设计课程内容多而杂，各部分相对比较独立、零散，相互之间联系差、重点不明显，各种概念、名词、公式、表格数据众多。该课程研究对象和课程性质，决定了本课程内容的繁杂性，而机械设计课程也是机械类专业的学生从理论课程到工程实际应用的过渡，因此学生普遍感觉难学。文章采用任务驱动教学模式，紧紧围绕一个共同的任务活动中心，以任务驱动创设问题情境，实施启发式教学，从而引导学生进行自主探索和互动协作式学习，提高教学质量，提升学生的综合实践和应用创新能力。

关键词：机械设计；任务驱动；教学方法；实验；改革

机械设计是机械专业一门重要的技术基础课程，它在学好有关专业和培养实际的工程设计应用能力等方面起着重要的作用。该课程不仅要求学生预先学完机械制图、理论力学、材料力学、工程材料及机械制造基础、机械原理、公差与技术测量等先修课程，而且要求学生结合本课程的学习，能够综合运用所学的基础理论和技术知识，为顺利地过渡到专业课程的学习及进行专业产品的设计打下基础。因此，本课程具有从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程，从基础课程过渡到专业课程的承前启后的桥梁作用。

近年来，随着课程体系改革及人才培养方案的不断优化，该课程总课时大幅减少，教学内容却在不斷更新和增加。由于本课程与多门先修课程紧密相连，需要综合运用先修知识来为机械设计服务，因此很多学生在学习中感到比较吃力，没有头绪，抓不住重点。如何使学生获得更好的学习效果，将工程应用任务驱动融入课程教学，从而提高学生综合创新及实践应用能力，笔者结合自己的教学实践，谈谈自己的体会。

一、 针对教学内容进行教案组织的合理优化

针对机械设计课程公式多、系数多、图表多、概念多的特点，如何引导学生理解这些复杂的公式，就要注意轻重有别。重在弄清这些公式的性质、使用条件、符号、参数，而对公式的推导过程、经验数据的取得等只需要作一般的了解，不必深钻，以免偏离重点。本课程研究的内容繁多且看起来比较零碎，逻辑性相对较差。但实际上其中有很多规律性的东西，我们从教学内容中找出这些规律，形成一条教学主线，就能很好地帮助学生理解庞杂的课程内容，提高学生掌握工程设计一般规律的能力。

机械设计课程教学要求预先学习多门先修课程。因此，在教学设计环节中要将先修课程各个知识点相互贯通，要不断引导学生复习和融汇先修课程相关知识点。在教学案例方面要大量引入工程实际案例设计，从而提高学生的学习效率和拓宽学生的知识面。例如，在轴承设计中，就必须了解金属材料：碳钢、轴承合金、铜合金等材料的特性及应用；公差与配合：基孔制、基轴制、配合关系的特性及应用。该案例教学中重点采用与工程应用结合，以发动机的滑动轴承应用、变速箱滚动轴承工程应用为切入点，通过发动机与变速箱的实物展示、装配的过程，学生经过对比综合分析滚动轴承与滑动轴承应用上的差异，从设计理论及方法上找出滚动轴承与滑动轴承之间的共性和特性，对轴承从整体上有了个比较清晰的认识。

日常教学中很多学生往往将一个个零件孤立起来，这难免产生零碎杂乱的感觉，难以消化吸收。为此，在组织教案时就要采用综合和比较的方法对各零部件的设计进行归纳总结，重点讲述各种传动件的工作性能和适用场合等方面对比，从他们在机器中的职能、相互影响、装配关系等方面多作分析，找出各零件之间的关联，从设计理论与方法上找出各章节之间的联系，分析各零件之间的系统关联性。例如，在轴系结构组合设计讲解时，首先指出轴系结构设计中，轴毂零件的轴向、周向固定的规律性，整理出一条总的设计思路：传动规律→设计准则→强度计算→设计步骤→结构设计→定位方法→轴承支撑→密封方式→配合关系→简图规划设计，这样可以加深学生对轴系结构设计的认识，使教学结构严谨、思路清晰、重点突出。经过比较与综合，对不同的机械传动、轴系支撑结构进行归纳与总结，使学生能将各个部分内容有机地结合起来进行自主探索，形成一个系统的设计总体规划流程。

二、 教学方法与教学手段的合理使用

教学方法和教学手段改革是提高教学质量的关键，师生课堂的教与学是整个教学过程的重点环节。在此环节中它不是单纯由教师传授知识给学生，更要注意采取适当的教学方法和手段，激发学生的学习动机和积极思维，以取得最佳的课堂教学效果。

任务驱动指在课程教学的过程中，教师紧紧围绕一个共同的任务活动中心，在学生强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习，并在完成既定任务的同时，引导学生产生一种学习实践活动。以任务驱动教学模式，创设问题情境，实施启发式教学。本课程在教学过程中，首先是以工程中的实际案例引入，分析工程应用中实际存在的问题，创设问题情境，使学生带着需要解决的工程问题进入情境教学模式，提升学生解决工程问题的兴趣。把教学内容与日常生活应用联系起来，学生带着问题进入课程的学习，从而提升了学生的学习兴趣及创新思维。由于学生积极参与，改变了学生只是被动接受的状态，调动学生的主动性、积极性和创新思维。例如，在齿轮传动章节，采用机械系统设计的黑箱原理，课堂中仅给出工程应用变速箱的输入输出的相关参数，课间学生讨论激烈，每位学生都在课后提交了自己的传动方案，学生基本上把齿轮传动章节全部的传动方式都进行了涉及。课堂讨论中，教师展示了部分学生的优秀案例，极大地激发了学生的学习热情。

日常教学中，通过任务驱动教学模式，工程实际应用问题的引入环节，教师与学生适当转换角色，也可提高学生间的团队合作能力，课堂的教学中，提前布置学生预习工程应用情况，课堂教学中请学生上台讲解部分内容。对上台的学生而言，这是展示自我团队的一次机会，大大激发了学习讨论兴趣。课堂的学习氛围浓厚，极大的提高了学生课题参与的积极性。

教学手段的应用方面，由于多媒体的优势图文并茂、形象直观、内容丰富等特点改善并提高了教学效果。近年来，基于石河子大学网络教学平台资源的建设，我们为学生提供了教学安排计划、教学同步训练、在线测试以及大量的各类工程应用实例素材，并采用了在线答疑等功能模块，及时与学生进行互动交流。经过我们课程组在教学中的应用，提高了课堂授课效率，解决了在有限的学时内保质保量地完成教学任务的要求。

三、 实践教学环节的强化

实验是机械设计课程教学环节中重要的一个环节，学生在实验中通过动手操作，观察验证所学的理论，加深理解课堂所学知识，通过实验培养学生的基本技能和创新能力，提高观察和分析事物的能力。例如：在综合传动实验平台上，学生通过构架不同的传动类型，采用磁粉制动器进行传动加载，通过测试齿轮、链、带各种机构的传动效率，有助于提高学生的动手能力。同时也强化了整个传动链设计的注意事项，有助于加深对传动效率理解，也有助于学生把各个章节所学的内容有机结合起来，全面掌握机械设计的精髓。

近年来，课程组教师全面开放了机械传动综合实训实验室，采用专业的实验负责人制，如：通过开放机械传动虚拟组合实验平台，学生可以自己设计传动链，通过模型虚拟组合实施，自主进行机构及传动链的设计，学生自己安装、调试，观察不同传动机构的运动情况，比较其工作特点及应用场合，提高了学生学习的主动性积极性。通过近几年的实验改进效果来看，学生的兴趣浓厚，创新意识和创新能力以及动手能力不断提高。

四、 结语

以任务驱动教学模式，使学生在牢固掌握本课程知识的同时对其他先修课程的基础知识起到有益的融会贯通，锻炼了学生发现问题、解决问题、运用知识、组织协调等综合能力。笔者通过多年的机械设计任务驱动教学模式的探索与实践发现，与一般的教学方法比较，学生的学习热情、学习积极性、学习效率以及综合素质具有明显的提升。

参考文献：

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