引导文教学法在《直齿圆柱齿轮传动设计》中的应用

摘要：《直齿圆柱齿轮传动设计》是《机械设计基础》课程中训练学生综合分析问题、解决问题能力的关键环节，它综合运用高等数学、工程力学、金属材料与热处理、互换性原理与技术测量、机械制图和cad技术等知识，具有较强的理论性和实践性。教学中运用引导文教学法，强调知识的运用，降低理论的深度，贯穿项目的设计和任务的完成，建构并整合知识点，强化教师的引导作用和学生的主题学习地位，充分调动了学生学习的主动性和积极性，培养了学生的创新能力和实践能力，提高了学生综合设计能力和就业能力。

《直齿圆柱齿轮传动设计》学习模块需要学生有系统的机械专业知识储备和较强的设计分析能力、实践动手能力。以往的教学中，无论是教材的组织还是教学的安排，都显示出较强的理论性和系统性，强调原理的解释、运动的分析，这与高职教育培养具有较强实践动手能力和可持续发展能力的高端技能型专门人才的培养目标不相适应。课程中应重视应用性教学，强调知识的运用，降低理论的深度，特别要在教学中贯穿项目的设计和任务的完成，这对于学生理论知识的理解和掌握，综合应用能力的培养具有重要的意义。而应用“引导文教学法”，正顺应了这一高职教学的特点，也是高职《机械设计基础》教学的必然趋势。

引导文教学法，是“借助于预先准备的引导性文字，引导学习者解决实际问题”。引导文的任务是建立项目工作和它所需要的知识、技能之间的关系，让学生清楚完成任务应该通晓什么知识、具备哪些技能等。其教学过程遵循完整工作过程的六个阶段：获取信息、制定计划、做出决定、实施计划、检查控制和评价反馈。现就引导文教学法在《齿轮传动设计》教学模块中的应用谈几点体会。

一、教学项目设定的原则

1.任务设定适合学生学习个性，先易后难、循序渐进

本着“学会，巩固，提高”的顺序原则，设定任务从简单的单级齿轮机构设计开始，讲清设计原理步骤；再设置二级或多级传动等中等难度课题让学生随堂练习，最后分配少量综合性设计难题加以提高。同时注重同学之间的合作，根据学习程度和自愿搭配的原则分组，小组的总任务基本相同，小组内部成员的分任务难易不同，做到任务适合每个学生的学习程度，成员之间互相学习，互相协调共同完成任务。有余力的小组可以继续进行任务拓展，cad绘制齿轮装配图和三维实体模型，引导他们进行更高一级的相关任务齿轮减速器的分析和制作。这样避免了门槛效应的出现，使每个学生对学习产生兴趣，从而提高了设计成效。

２.教学项目应贯穿于本模块教学的全过程

整体任务分解成七个子项目，子项目下的各个环节分解为更小的更简单易实施的子项目展示给同学。

①根据实际工况条件确定传动形式，选定齿轮材料和热处理方法，确定许用应力。②根据设计准则，设计计算模数或者分度圆直径。③选择齿轮的主要参数。④齿轮几何尺寸计算。⑤根据设计准则校核接触强度或者弯曲强度。⑥校核齿轮的圆周速度，确定润滑方案。⑦绘制齿轮工作图（拓展装配减速器）。

这样层层分解，项目贯穿始终，同学带着任务听讲、查资料并自主进行知识的整合，增强了学习的目的性和积极性。

 二、知识点的建构与整合是引导文法教学中的项目实施和完成的关键

传统《齿轮传动》模块的教学是按章逐节讲授，学生所获得知识的只是概念串联或堆砌在一起，不利于其纵观知识全貌，也不利于发挥其学习主动性。引导文教学就是淡化各知识点的分界，强化整体功能。教学中整合相关课程内容，以关联知识为核心，突出各知识点在传动设计中的作用和知识点间的相互联系。第一阶段，以完成设计任务为主线，观察齿轮常见的失效形式学起，归纳出设计准则和校核方法，打开完成任务的突破口，完成模数或分度圆的设计及参数设计。分析齿轮的工况条件，计算齿轮的圆周速度确定润滑方案和安装方案，完成齿轮的工作图。第二阶段，通过对三维装配体的认识选用标准件、常用件并确定装配图表达。由啮合时齿面的受力状态来分析并验算软、硬齿面齿轮的齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度。这样使各知识点相互穿插、融会贯通，对学生的设计能力起到综合提高的作用。

三、 学生自主学习、教师的正确引导是引导文教学法成功实施的保证

改变学生被动学习的模式，强化学生自主学习，教师正确引导，把知识点进行有效的细化、分解做成如下的四个模块：课前预习模块、课内练习模块、课后复习模块，知识拓展和综合能力训练模块：

（１）相关的工程力学，工程制图、金属材料等知识做成课前预习模块，让同学课下自主学习。

（２）齿轮的失效形式让同学课下观察，课内总结归纳出设计准则，设计步骤并进行具体的齿轮传动方案设计，参数设计和润滑方法的设计，这些作为课内讲解和练习模块，这时教师加强学习引导，及时解决学习中的偏歧问题，掌握并引导学习方向。

（３）检查验算设计方案、改进完善设计步骤、设计过程，绘制齿轮的工作图，作为课后复习巩固模块，这一阶段教师及时课后干预和课后辅导，巩固所学知识。

（４）绘制齿轮装配图和安装图（减速器三维装配图），需要用到螺纹连接，轴承的选择、寿命计算，常用标准件的选择和三维计算机绘图知识等，把这些作为综合能力训练和知识拓展模块。知识点模块化，充分运用各种学习资源和学习空间，把这一方法贯穿到《机械设计基础》整个教学中，建立长效的激励机制，让学生轻松愉快的学习。  

  四 、效果与结论

综上所述，只要充分发挥学生的主体地位和教师的主导作用，精选合适的教学项目，紧紧抓住项目内容综合的关键——知识点的建构与整合，应用引导文教学法就能取得好的教学效果。教学实践证明，引导文教学法充分调动了学生学习的主动性和积极性，培养了学生的创新能力和实践能力，提高了学生综合设计能力和就业能力。

参考文献：

[1]《机械设计基础》．电力工业出版社．陈立德主编

作者简介：

[1]付红琴（1970-），女，河北景县人，保定电力职业技术学院，工程师，主要研究方向：机械设计制造；

[2]赵明霞（1979-），女，河北秦皇岛人，保定电力职业技术学院，助教，主要研究方向：机械设计制造、AutoCAD、机械制图。