摘 要：文章针对于机构运动简图这一课题在传统课堂的教学学习模式中显得较为教条、僵化的特点，论述了机构运动简图的实用意义，分析了机构运动简图的教学难点和传统实验教学的优缺点，通过一次创新性的实践教学课程设计，用客观的实际观察、多元的展示了学生对机构运动简图的认识水平，从而调动了学生的学习热情，将传统的课堂教学转变为培养学生独立思考的一次灵活、生动的实践教学探索。
关键词：机构运动简图，课程设计，传统教学模式，实践教学探索
一、机构运动简图的重要意义：
在机械原理、机械设计基础现场教学中，机构运动简图的测绘，一直是学生普遍反映的难点，又是工程类学科不可忽视的学习重点；其重要意义在于：
1、用抽象化的机构运动简图描述现代林林总总的各种机械运动规律，可以简化机构的种类；
如上图展示的两种机构，从形状、尺寸、外观上看，似乎没有一点相同之处，但就机构运动规律而言，抽象化的机构运动简图是完全一样的，因此他们属于同一种机构；用类似的方法将世间所有的机构进行归类，机构类型、数量可大为减少。这有利于我们系统化的学习与研究机械运动规律。当我们将数量有限的十几种机构运动规律搞清楚之后，再针对工作中所涉及、关心的具体机械进行深入细致的研究，既奠定了基础，也节省了时间，提高了学习效率。
2、用抽象简化了的机构运动简图，进行机构运动规律（某一危险点的位移、速度、加速度变化）研究，可更加简单，明了。因此，机构运动简图是我们研究各种机械运动规律不可缺少的重要手段和工具。
3、在现代科学高速发展的今天，各项研究都离不开计算机的帮助，而机构运动简图是计算机数学建模的必要前提。
二、机构运动简图的教学难点分析：
机构运动简图的作图要点是：用最简单的线条（能用一根线条表示一个构件就不用两根，能用直线就不用曲线）表示活動构件；用专门的符号（国家规定的运动副符号）表示各活动构件之间的运动关系；按比例作图画出各运动副之间的相对位置关系。其作用是描述各机构的运动规律。然而，在现场教学中，令学生感到困惑、畏难的是：第一，学生画图更习惯于忠实原构件的外形，如要求学生用直线段代替机构中的各种轮盘类构件，需要老师多次的耐心重复纠正；第二，用转动副符号表示构件间的转动关系，学生感到不习惯（用一个符号代替两个相对转动的构件似乎不符合逻辑，尤其是上图转盘尺寸较大时）。第三，关于移动副的作图，只注重导路的方向，不在乎构件的相对位置和角色变换，学生感到很迷茫，困惑：为何转动副位置如此严格，而移动副位置可随意变通？答案是：机构运动简图中转动副位置的变化，会直接影响机构运动规律，如从动件位移、速度、加速度的变化范围，与原机构的实际运动规律产生巨大误差；而移动副只要保证从动件移动方向与原机构一致，即可准确反映原机构的运动规律，因此移动副中哪一构件作滑块，哪一构件作导路，滑块相对于导路的位置在机构运动简图中即可灵活处理。
三、机构运动简图的传统实验教学：
为了提高学生的认识水平，我们在课堂讲授，课后作业练习的基础上，还安排了机构运动简图测绘实验，具体任务是：针对一些典型教具，主要是组成缝纫机头的若干个实物机构，如缝纫机头中的下针机构，曲柄摇杆机构，导杆机构，送布机构等，按实物尺寸一定的比例，画出其相应的机构运动简图，进行相关的自由度计算和运动可行性分析。动手测绘需要用心，开动脑筋。作为一种实践环节，它避免了死记硬背的模式，将课堂上讲授的基本理念、方法，通过学生的动手过程进一步提高，升华。
四、机构运动简图教学的一次创新性实践
然而，笔者认为：不论是课堂教学，还是实验教学，学生都是在被动的学习，按照老师讲授的方法、要点，几十人，甚至几百人重复同一件事情，缺乏激情，没有创新。为了充分调动学生的学习热情，笔者采用课程设计的方式，进行了一次教学实验，取得了较好的效果。
机械设计基础课程设计任务书如下：
设计题目： 机构创新的运动可行性分析。
1、举例分析机构运动简图的实用意义；
2、简述机构运动简图的作图要点；
3、自行设计一个简单机构，描述其动作要求，工作原理，设计方案比较，画出其基本结构示意图（可用照片代替）。
4、画出该机构的运动简图，并进行简要的运动分析。
5、整理一份十页左右的课程设计说明书。
为了帮助学生做好这一课题，笔者从网上下载了许多可供参考的FLASH动画传动方案，提供了许多简单机构，诸如：深冲压力机；薄钢板平动输送机构；制钉冷镦挤压机构；食品切片机构；商品标签打印机构的动作分析及工作原理。要求学生两人一组，自行选题，内容不得与他人重复，课题在校内外可以涉足的所有范围内寻找；
任务下达之后，学生热情较为高涨，纷纷带着相机，在校外考察。一组学生画的液压升降平台，另一组学生画的自动升缩门，照片不一样，但工作原理，机构运动简图差不多，笔者给分不高，也让顺利过关了；有两组学生都画公交车门，外观照片不同，一组采用低副结构，一组采用高副结构，笔者也予以认可。还有四组学生分别从网上下载了两种不同的自动打标机构和冷霜灌装机构，其照片不同，工作原理的描述也各不相同，笔者都给予较高的评价。有一组学生立志要设计面包切片机构：笔者从网上下载的众多平动机构中帮他们分析：齿轮+摆动凸轮+齿轮齿条联动机构动程小，可作为面包间歇性送进机构；齿轮+曲柄滑块联动机构动程大，可作为刀片上下切割的驱动机构；如刀片切割行程不够大，可再加齿轮齿条增倍机构。
尽管课程设计中存在许多不尽人意之处，但它激发了学生的学习热情，用学生客观的实际观察、多元的展示了学生对机构运动简图的认识水平，加深了对理论基础知识的认识和理解，基本上避免了偷懒、抄袭等恶习，克服了传统课堂教学中死板、教条、僵化的学习模式，作为培养学生独立思考的一次灵活、生动的实践教学，具有十分重要的现实意义。
1、机构创新设计应该成为机械原理、机械设计教学永久的主题，作为实践环节，它能充分调动学生的学习热情，启迪学生的创新意识。是机械原理、机械设计课程发展努力的方向。
2、一个完整的设计应该包括原理的可行性（机构自由度等于原动件数量）；结构的可靠性（各零件满足强度要求）；经济预算的合理性（业主实力能够承受）；而机构运动的可行性是通过机构运动简图来体现的。因此掌握机构运动简图的作图技能，是保证机械设计成败的关键所在。用实践环节提高学生的理解水平和认识能力，显得尤为重要。
3、机构创新实践环节，要求不宜太高，否则课程设计变成为毕业设计，大多数学生承受不了，任课教师也承受不了。当然，对于一些有望参赛的作品，任课教师加以重点扶持与帮助，也是义不容辞的责任。
[1].杨可帧.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，-10
梁东凯（1983.9），河南郑州人，现为河南省煤炭高级技工学校教务处教师。职称助理讲师，主讲：机械基础、机械设计基础、机械制图等课程
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