高職機械設計基礎課程教學改革的探索

[摘要]引入行為導向法，改革機械設計基礎課程的教學模式，把教學內容整合成項目，在項目實踐中貫徹學生為主體的思想。讓學生在做中學，把目標學習貫徹始終，使學生掌握基本的知識和技能。

[關鍵詞]機械設計基礎 行為導向法 教學改革

[中圖分類號]G [文獻標識碼]A

[文章編號]0450-9889（2013）02C-0055-02

一、機械設計基礎課程教學現狀

機械設計基礎是機械類、機電類、近機類專業必修的一門技術基礎課，它研究的是機械設計中的共性問題，是機械設計工程的技術基礎，應用廣泛。其在課程設置中起著承前啟后的作用，綜合性強，密切聯系生產實際，既要為學習后續專業課服務，又可直接用于生產實際；既有較強的理論性，又有一定的實踐性。在培養機類工程技術人才的過程中，學生通過學習該課程，增強機械理論基礎，提高對機械技術工作的認知水平，培養創新能力，為后續的專業學習和今后從事設計技改工作打下基礎。

對于本課程，教師難教，學生難學。它的難教在于：要求教師熟練運用基礎課知識，因材施教，把相對枯燥的知識轉化成學生想學、樂學的形式，而且要理論聯系實際地進行教學。它的難學在于：集許多基礎學科的知識于一體，但高職生的基礎普遍不好，學起來更加吃力，而且課程重點不突出，各章節內容之間相對獨立，相互之間聯系少，各有特點。

學生普遍反映這門課“比較難”“當時聽得懂，過后就忘了”。如何在課堂上講學生聽得懂、學得會的知識，如何在課后鞏固學習成果，讓學生能懂、會做、有想法，是我們要解決的問題。

二、機械設計基礎課程改革的必要性

由于機械設計基礎在課程體系中具有不可替代的地位，因此在各類規劃教材中都可以看到它。但這些教材普遍是對本科教材進行刪減，降低難度，各章節不系統連貫的問題還是沒有得到根本的解決。機械設計的程序，實際上是對機械設計基礎所研究內容的系統應用過程。教師要把設計思路和程序貫穿于教學的始終，讓同學們知道如何解決在設計過程中遇到的問題，學了能解決什么問題，為什么學；在學習過程中，從易到難，將知識點分解成一個個小任務，并且引導學生進行設計的實踐，從無到有，每一步都是師生共同探究的過程。要大大提高學生的參與熱情，教師就要對教材進行改革，每一個章節就是一個課題，是一個系統工程，解決一個機構設計問題，讓學生帶著問題、帶著任務去學習。

三、機械設計基礎課程教學改革的探索

生產實際中的創新和技改，是對機械設計的基本理論的實踐。而創新是企業生存和發展的基本要素之一。機械基礎知識和設計的基本思路給了學生創新和技改的基本思路和方法。而機械設計的程序，是對機械設計基礎所研究內容的系統應用過程。這些方面都要求學生積極實踐和思考，并且是一個系統的過程。行為導向教學法可以很好地應用到機械設計基礎課程教學中。

我們從社會需求出發，堅持以就業為導向，以能力為本位的指導思想，以機械設計基礎課程的教學模式為研究對象，借助項目教學法、案例教學法等教學方法，系統地研究分析了行為導向教學模式對機械設計基礎課程教學質量及提高學生職業能力的影響，編寫一套基于項目教學法的機械設計基礎課程實訓教學內容，制定一套行之有效的以行為導向教學為基礎的機械設計基礎課程教學模式。不僅使學生充分掌握機械設計基礎，提高了機械設計能力和職業能力，同時培養了學生的自主意識、創新意識，促進學生的個性發展。

（一）教材內容及側重點的選擇

為了適應高職高專的普遍需要，市面上我們所能選用的教材內容比較廣泛，也比較深奧。對于數學基礎不好的學生來說，一些計算分析的內容很難學，嚴重打擊了學習積極性，而計算公式推導對提高學生工程設計能力幫助并不大，完全可以刪減，只強調運用。對滾動軸承的選擇及組合設計、軸的設計及受力優化，齒輪的設計等在生產實際中應用較多的內容，則多花時間進行講解和訓練。我們在認真研究課程特點、整合課程內容、突出專業特點的基礎上，大量加入學生實踐的內容，建立和完善適合專業和生產一線需求的課程新體系。根據專業的要求重新設計課程體系，對已有的教材內容進行整合，增加實用性強的新知識，刪減一些對生產實踐用處不大的章節，使之符合學生的認知特點，有的放矢地教授學生在該學科中應該掌握的知識，特別強調“做中學、學中做”。緊緊抓住高職教育的特點，根據專業要求，對生產一線的內容進行整合，補充實例，重新編排所講內容的順序、詳略，重新確定重點。

（二）教學模式的改革

教學模式改革的總體思路是：以設計為主線，以培養學生機械系統方案的創新設計能力為目標，建立課堂教學和實踐教學相結合的教學模式。著眼于學生綜合素質的培養，注重理論與實踐、理論講授與實驗操作相結合。

1.課堂教學模式的改革

（1）雖然各章節內容相對獨立，各機構相互之間結構特點聯系少，看似重點不突出，但機器是由各個機構系統組成，這就是它們的聯系。教師在吃透內容的前提下，選用相對簡單又常用的機械，先在實訓現場進行拆裝分析，畫好草圖，再對該機器的各機構進行分解。采用步步推進的辦法，進行系統性教學，環環相扣，既可以先從執行機構往后推演，一個個解決配套機構問題，也可以從原動機開始，層層推進，最后進行整合，相關的運動機構就都有了聯系。在推演選擇的過程中，特點、區別等問題就能得到關注，有利于學生對知識的理解和掌握。

（2）采用能激發學生的學習興趣和主觀能動性的教學手段，對課堂信息量進行調整，本著“能學會、夠用、精練”的原則，以培養學生思維能力為出發點，不求多、不求全，一步一個腳印，扎扎實實推進。以學生為主體，采用行為導向法，以討論課的方式進行參與式教學，按教學內容的特點應用啟發式教學和任務驅動法等方式，以學生比較熟悉和關心的話題為內容，不需要標準答案，讓學生在課堂上充分發表自己的觀點和見解。

課程的重點是設計，設計章節教學過程可采用任務驅動法。包括五個步驟：第一，提出任務。教師首先給學生講清楚要完成的工作任務的內容、條件和目標，并通過對工作任務的提示，激發學生的學習動機。第二，簡單演示，學生跟學。由教師在黑板上演示，要求學生一起來做，教師在簡單演示后，即讓學生嘗試完成任務，教師適當指導。如果學生由于缺乏必要的知識準備而難以完成任務，那么就應當盡快轉入第三個階段。第三，提出問題。如果學生通過模仿能夠基本完成任務，那么所提的問題就應當是針對如何理解操作過程的；如果學生無法完成任務，那么所提出的問題就應當是針對問題解決的。第四，引導解決。引導學生通過閱讀教材或查閱其他資料，或通過教師講解，獲得完成丁作任務所需要的專業技能和專業知識，并理解和應用。第五，回歸任務。學生把所獲得的知識與提出的任務聯系起來，看看在掌握了這些專業知識后，能否把工作任務完成得更好。這樣，學生在整個設計的過程都參與動手并得到指導，對比較難理解的方法和設計的過程都有感性認識，更容易掌握所學內容。

如果學生水平不夠高，那就采用模擬學習法，全部由教師講解，并完成整個過程，要求學生亦步亦趨，完成一個過程。

（3）充分培養學生的學習能力，采用自學和啟發式教學相結合的方法。對常見易懂的內容可以安排學生自學，難度不大的內容則采用啟發式教學，拋磚引玉，充分發揮學生的主觀能動性，推動他們思考，培養解決問題的能力。

（4）盡量多聯系生活、生產實際舉例，舉生活中常見的機械為例子，讓學生有親切感，更容易接受教學過程。

2.教學過程

（1）從身邊的實物人手。我們學院的學生基本都是從農村來的，對于一些簡單的工具、用具都比較熟悉，我們就從這方面人手，在項目中作為設計目標讓學生來完成。比如四桿機構，我們先啟發學生，有沒有見過類似的用具，機械就是把人的工作實現的過程。如果把人工轉成機械是怎么樣的？引導學生多想篩東西的過程，木工刨木頭的過程，和四桿機構有什么關系？通過思考和聯系，引出四桿機構的基本形式和特點。類似的還有從舂米機引出凸輪機構。

（2）布置設計項目。學生思考后，懂得了常見用品和我們設計機構的相互聯系，就開始列出我們要設計的機構，比如自動搖篩、自動舂米機等。

（3）具體實踐。要實現簡單的運動，也需要一系列的知識，我們從動力開始，先選電機，從中引出傳動比的概念，但開始我們可以先不講解傳動比的內容，而是遵循先易到難，將其暫時先擱置，放到后面解決。先要求學生設計一定尺寸的執行機構，學生興趣很大，在設想的過程中，就能基本掌握相關知識了。比如搖篩，就有四五種設想，然后大家討論方案的優劣，確定方案（不是唯一方案）。

執行系統已經設計好，有了功率和速度的要求，怎么提供合適的動力和速度？這就要開始選電機，選好電機，速度如何改變？又引進帶傳動和變速箱，一步步地選用和設計。傳動比的分配、性能和尺寸參數以及軸的設計都緊緊圍繞任務來實行。傳動比分配好，帶傳動和變速箱參數確定好后，就是選軸承和聯軸器了。學生因為要設計一個東西出來，有了目標，學習積極性比較高。

經過一段時間的教學實踐，學生參與的積極性比較高，收到了比較好的教學效果。

[基金項目]2011年度新世紀廣西高等教育教學改革工程立項項目（2011JGB25t3）

[作者簡介]熊慧英（1970-），廣西農業職業技術學院機電系副教授，高級工程師。

（責編 丁夢）