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【摘 要】鉴于机械设计课程内容多且零散，难以抓住重点等特点，通过多年的教学改革探索，总结出了逻辑图教学法，并应用于课堂教学实践，取得了比较满意的教学效果。
【关键词】机械设计 逻辑图 带传动
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）07－0050－02
“机械设计”是工科院校机械类和近机械类专业学员必修的一门技术基础课，是基础课程与专业课之间知识与技能的重要衔接。因此，讲授好该课程，让学员领会机械零件的设计思想和学习方法，不论是对后续专业课程的学习还是对今后的实际工作，都有着极其重要的作用。
一、机械设计课程的特点
机械设计课程的特点有：①内容多且零散、篇幅较长，各章内容相互独立，自成体系，表面缺少联系。②实践性、综合性强，涉及的知识面广。先行课包括机械制图、金属材料及热处理、金属工艺学、材料力学、理论力学等。③设计中用到的公式多、图表多和修正系数多。④设计步骤长，需要理解和记忆的东西较多。
鉴于上述特点，又由于学员首次接触设计问题，普遍反映设计课难学，内容既多又杂，难于抓住重点，不知从何下手。因此，对设计课的教学产生了一定的负面效应。为解决好这个问题，我们在教学中不断探索和改革，摸索出了逻辑图教学法，并用于课堂教学，取得了比较满意的教学效果。
二、逻辑图及其应用
1．逻辑图的概念
所谓逻辑图就是由带有箭头的方向指示线、矩形框、简单文字说明和必要的公式组成，能够清楚地表达各部分之间逻辑关系的网络。在逻辑图纵向上建立起因果关系、衍生关系、转化关系等；在横向上建立起并列关系、条件关系等，形成一个便于理解和掌握的逻辑关系网。
2．逻辑图的建立原则
逻辑图的建立一般要遵循以下原则：
（1）主线分明，逻辑性强。这是建立逻辑图的关键，因为逻辑图的实质就是寻找规律、抓主要矛盾、取得内部联系的过程，使知识系统化、结构化、穿成线、连成片，达到以线带面的目的。
（2）体现重点，解决难点。这是所有教学方法都要解决的问题，逻辑图也不例外。
（3）分量适当，不简不繁。逻辑图要反映整章内容且重点突出，而不是面面俱到；否则和学员自己看书总结区别不大，起不到应有的效果。当然，逻辑图又不能太简单，以免学员看了之后很难联想起其它内容，达不到提纲挈领的目的。这是逻辑图建立的难点，必须经过反复教学实践才能解决这个问题。
3．逻辑图在带传动中的应用
带传动一章在机械设计课程中具有一定的典型性，图表多、知识杂、设计繁，包含的机械零件设计要素齐全，表面看内容杂乱无章，深究却有较强的系统性和规律性。通过反复的教学实践，遵循逻辑图的建立原则，建立了图1所示的带传动一章［1］教学中使用的逻辑图。
带传动逻辑图的建立是从带传动的工作能力入手，引出保证这一能力的两个条件——不打滑条件和耐久条件，然后围绕这两条主线展开。不打滑条件是从摩擦学角度开始分析，引出带传动的弹性滑动。随着带传动有效拉力的增加，弹性滑动发生在整个包角上形成打滑，此时带传动能力达到极限，可由欧拉公式进行计算。耐久条件是强度问题，涉及到带工作中的三种应力——工作应力、离心应力和弯曲应力。工作应力限制带传动的最低速度，离心应力限制带传动的最高速度，弯曲应力限制了带轮的最小直径。由最大的变应力值及其带的绕转次数确定了带的耐久条件。不打滑条件和耐久条件合二为一便确定了带传动的失效形式和设计准则。将不打滑条件、耐久条件代入功率计算的一般公式，并把公式里的参数按特定条件进行取值，就得到了单根带特定条件下许用功率的计算公式。对于一般条件下带传动能力计算，考虑与特定条件不符，引入系数分别修正，从而得到一般条件下带传动的设计计算公式。最后归结到带传动的设计计算要解决的中心问题：确定带的型号、根数、带长及带轮直径并完成结构设计。
三、逻辑图教学的特点
1．概括性强，综合性好。
可以把看似比较“零散”的知识，经过整理建立起有机的联系，贯穿起来，简明扼要地归纳在一张知识结构网络图之中，便于学员用整体的眼光一览这些新知识的组成和总和。
2．重点突出，提纲挈领。
按照逻辑图建立的基本原则所形成的逻辑图知识结构体系，主线清晰、中心明确、重点突出、节点合理，便于学员了解各部分知识在知识体系中的地位、作用及相互关系。
3．直观形象，便于记忆和联想。
直观形象的逻辑图可以使学员在复习所学内容时容易联想起所用到的知识点，充分发挥自己的视觉记忆力，并能以线带面产生联想，从而达到巩固所学知识的目的。
四、结束语
“教学有法，但无定法，贵在得法。”［2］逻辑图教学法以其独有的特点，在机械设计课程教学实践中收到满意的效果，受到了学员的欢迎。逻辑图的规划设计应由教学经验和教育理论丰富、具有一定心理学知识的教师或专家负责，以保证逻辑图的科学性、直观性和趣味性，真正发挥逻辑图的教学特点，加快教学进程。逻辑图教学法具有较强的适用性，类似课程教学同样适用。
参考文献
1 杨可桢、程光蕴.机械设计基础［M］.北京：高等教育出版社，2006：204～222
2 方 江.军校教员教法论［M］.北京：海潮出版社，2004：105～107
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】机械设计 逻辑图 带传动
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）07－0050－02
“机械设计”是工科院校机械类和近机械类专业学员必修的一门技术基础课，是基础课程与专业课之间知识与技能的重要衔接。因此，讲授好该课程，让学员领会机械零件的设计思想和学习方法，不论是对后续专业课程的学习还是对今后的实际工作，都有着极其重要的作用。
一、机械设计课程的特点
机械设计课程的特点有：①内容多且零散、篇幅较长，各章内容相互独立，自成体系，表面缺少联系。②实践性、综合性强，涉及的知识面广。先行课包括机械制图、金属材料及热处理、金属工艺学、材料力学、理论力学等。③设计中用到的公式多、图表多和修正系数多。④设计步骤长，需要理解和记忆的东西较多。
鉴于上述特点，又由于学员首次接触设计问题，普遍反映设计课难学，内容既多又杂，难于抓住重点，不知从何下手。因此，对设计课的教学产生了一定的负面效应。为解决好这个问题，我们在教学中不断探索和改革，摸索出了逻辑图教学法，并用于课堂教学，取得了比较满意的教学效果。
二、逻辑图及其应用
1．逻辑图的概念
所谓逻辑图就是由带有箭头的方向指示线、矩形框、简单文字说明和必要的公式组成，能够清楚地表达各部分之间逻辑关系的网络。在逻辑图纵向上建立起因果关系、衍生关系、转化关系等；在横向上建立起并列关系、条件关系等，形成一个便于理解和掌握的逻辑关系网。
2．逻辑图的建立原则
逻辑图的建立一般要遵循以下原则：
（1）主线分明，逻辑性强。这是建立逻辑图的关键，因为逻辑图的实质就是寻找规律、抓主要矛盾、取得内部联系的过程，使知识系统化、结构化、穿成线、连成片，达到以线带面的目的。
（2）体现重点，解决难点。这是所有教学方法都要解决的问题，逻辑图也不例外。
（3）分量适当，不简不繁。逻辑图要反映整章内容且重点突出，而不是面面俱到；否则和学员自己看书总结区别不大，起不到应有的效果。当然，逻辑图又不能太简单，以免学员看了之后很难联想起其它内容，达不到提纲挈领的目的。这是逻辑图建立的难点，必须经过反复教学实践才能解决这个问题。
3．逻辑图在带传动中的应用
带传动一章在机械设计课程中具有一定的典型性，图表多、知识杂、设计繁，包含的机械零件设计要素齐全，表面看内容杂乱无章，深究却有较强的系统性和规律性。通过反复的教学实践，遵循逻辑图的建立原则，建立了图1所示的带传动一章［1］教学中使用的逻辑图。
带传动逻辑图的建立是从带传动的工作能力入手，引出保证这一能力的两个条件——不打滑条件和耐久条件，然后围绕这两条主线展开。不打滑条件是从摩擦学角度开始分析，引出带传动的弹性滑动。随着带传动有效拉力的增加，弹性滑动发生在整个包角上形成打滑，此时带传动能力达到极限，可由欧拉公式进行计算。耐久条件是强度问题，涉及到带工作中的三种应力——工作应力、离心应力和弯曲应力。工作应力限制带传动的最低速度，离心应力限制带传动的最高速度，弯曲应力限制了带轮的最小直径。由最大的变应力值及其带的绕转次数确定了带的耐久条件。不打滑条件和耐久条件合二为一便确定了带传动的失效形式和设计准则。将不打滑条件、耐久条件代入功率计算的一般公式，并把公式里的参数按特定条件进行取值，就得到了单根带特定条件下许用功率的计算公式。对于一般条件下带传动能力计算，考虑与特定条件不符，引入系数分别修正，从而得到一般条件下带传动的设计计算公式。最后归结到带传动的设计计算要解决的中心问题：确定带的型号、根数、带长及带轮直径并完成结构设计。
三、逻辑图教学的特点
1．概括性强，综合性好。
可以把看似比较“零散”的知识，经过整理建立起有机的联系，贯穿起来，简明扼要地归纳在一张知识结构网络图之中，便于学员用整体的眼光一览这些新知识的组成和总和。
2．重点突出，提纲挈领。
按照逻辑图建立的基本原则所形成的逻辑图知识结构体系，主线清晰、中心明确、重点突出、节点合理，便于学员了解各部分知识在知识体系中的地位、作用及相互关系。
3．直观形象，便于记忆和联想。
直观形象的逻辑图可以使学员在复习所学内容时容易联想起所用到的知识点，充分发挥自己的视觉记忆力，并能以线带面产生联想，从而达到巩固所学知识的目的。
四、结束语
“教学有法，但无定法，贵在得法。”［2］逻辑图教学法以其独有的特点，在机械设计课程教学实践中收到满意的效果，受到了学员的欢迎。逻辑图的规划设计应由教学经验和教育理论丰富、具有一定心理学知识的教师或专家负责，以保证逻辑图的科学性、直观性和趣味性，真正发挥逻辑图的教学特点，加快教学进程。逻辑图教学法具有较强的适用性，类似课程教学同样适用。
参考文献
1 杨可桢、程光蕴.机械设计基础［M］.北京：高等教育出版社，2006：204～222
2 方 江.军校教员教法论［M］.北京：海潮出版社，2004：105～107
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文