2021-4-10 | 机械设计论文
1关于比较反复的哲学思考
无论自然界、人类社会、人们思维中，事物总是在空间上并存、在时间上继起的，空间、时间和运动着的物质是不可分的。事物相比较而存在，相互联结、相互作用而发展。要使主观与客观相一致，必须在实践的基础上，进行比较反复的辩证思维，“必须提倡思索，学会分析事物的方法，养成分析的习惯。”
2用比较反复方法指导机械设计基础课程的教学实践
2.1总体类比，凸显共性，注重衔接，把握特点
各种常用机构和通用零件作为机械的组成部分，均因其具有特定的功能，由于使用条件的特殊，又有不同的类型、结构、相似的工作原理，对制造材料选用，强度、刚度的计算均有特定的要求。所以就各类机构、零件而言均存在功能、类型、结构、工作原理、材料选用、强度计算统一的共性问题。这一点在讲授结论和总复习中应反复说明，特别是在总复习时，应突出重点，并结合若干实例，说明知识体系这一必然的内在联系，以使学生能动地体味其特有的统一性。在具体章节的衔接中，同样应注意类比反复，“由于特殊的事物是和普遍的事物联结的”，就应找出研究对象的特殊性普遍性的最佳结合点。如渐开线直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动等，在齿廓形成的范式、标准参数的确定、几何尺寸计算方法、常用材料选取、失效形式、设计准则、强度计算等方面，既有其共同的地方，又有各自特点。特别应注意在把握各自特点的同时，找准个性与共性的最佳结点，能动地认识带普遍性的问题，再通过前后关联进一步深化对各自特点的认识。
2.2通过特殊问题的比较，使学生不断深化有关理论的认识，并增强理论的应用能力
（1）关于易混淆概念的比较：教材中载明一是，“能限制某些物体运动的其他物体，称为约束。”二是“这种构件相对运动的限制，称为约束。”这两个概念，从字面上看起来，均有约束二字，容易混淆，但深入分析，前者实际上是指能对自由体运动起阻碍作用的物体，是这种特定物体的代名词；而后者是指因构件间运动副元素的接触，形成对接触构件间相对运动的一种限制，显然这里的约束有管束的意思，似有动词的含义。两个概念越比较，其区别愈加明显。
（2）关于相似规律运用的比较，可使学生进一步深化对相关规律的认识，不断拓宽学生运用规律解决工程问题的视野。如圆轴扭转时横截面上任意点的切应力计算公式及应用，与梁弯曲时横截面上任意点正应力计算公式及应用比较(公式比较)：圆轴扭转时横截面上距中心某点处切应力与其距离成正比，在其边缘时达最大值，因而大型圆轴多做成中空轴，这种结构既减轻了轴的重量，节省了材料，又增强了抗扭强度；梁弯曲时横截面上距中性层y处的正应力与y成正比，距中性层最远点y值最大，正应力取值亦最大，因而视条件不同通常做成工字梁或空心圆杆，与前面的中空轴比较，同样减轻了轴的重量，节省了材料，同时增强了抗弯强度。
（3）关于相似方法的实用比较，可使学生进一步加深对疑难问题的理解，增强运用理论解决工程设计问题的能力。如取隔离体求约束反力与用截面法求内力比较：总体上看，两者对学生均有一定难度，但后者的难度更大，好在课程安排是前者先讲，这更有利于两者的类比。其相似处是，一取隔离体作受力图时要去掉与考察对象相联的构件，而其对隔离体的作用用相应约束反力代替，后者是保留一段截开的杆件作研究对象，去掉的一段对它的作用，以相应内力代替；二均要用静力学关于力的平衡原理求解。采用前者类比，使学生易于理解用截面法的解题诀窍，在此基础上进一步反思内力的多样性，对轴力、剪力、所知、弯矩的形成和它们方向的确定的认识会更深刻，解题时就会得心应手。
（4）关于同一原理不同应用场合的比较，有利于学生深化对原理的认识，提高相关理论的应用水平。如根据相对运动原理使用“反转法”，设计凸轮轮廓曲线与根据相对运动原理，采用“转化机构法”计算周转轮系传动比问题比较：虽然后者解题难度较大，但在前者已经讲授并经过作业练习后，学生通过比较，对相对运动原理有了深刻的理解。“整个构件系统绝对运动的任何改变不会影响构件间的相对运动关系”这一原则，有如我们带手表一样，无论带表人怎么运动“即随时改变绝对运动”，手表的三个指针仍然会准确报时。当然，这一原理用来计算周转轮系传动比的特殊问题是：正确处理转速是向量的问题，即导出公式的适用条件，要考虑涉及构件的轴线是否互相平行及有关转速的方向问题。
2.3抓住重点和难点不放，将比较反复的思维方式贯彻到底比较与反复是互相渗透、相辅相成、密不可分的
在诸项内容类比中，应抓住重点和难点问题；在某一类比中，要注意找出其中有主导作用或比较难于理解的内容。这样抓住关键点，启发学生的辩证思维，有利于问题的全面解决。关于典型问题、典型案例的类比，要注意充分发挥各个教学环节的作用，是在工程实践中经常碰到的问题，特别在多种构件连接条件下，如果受力情况总体比较复杂，就更容易模糊人的印象，导致解题的难度。这时可选用内容极为相近的典型例子，在讲例题、课堂讨论、作业、单元小结等环节中，将这一内容贯彻到底，这就比孤立地在某一环节下气力强得多。
3结束语
在不断比较反复哲学内涵认识的基础上，用比较反复方法指导机械设计基础教学，一定程度上增强了教学效果。这使得能自觉地从整体上把握课程知识体系的学生多了，学生应用相关知识解决工程实践问题的能力增强了。特别要指出的是，一些开始对课程学习怀有厌倦心态的学生，也逐步通过学习产生了兴趣，这确实使人振奋。
作者：童金莲 单位：鄂东职业技术学院