《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)方法改革與探索

李潤娟

（河南廣播電視大學(xué)，河南 鄭州 450046）

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》作為高職高專一門應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要研究機械中常用機構(gòu)和通用零件的基本原理和設(shè)計方法，是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的核心課程[1]。目前《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的授課依然是以老師課堂面授為主，雖然講課過程中，老師通過制作包含豐富動畫的課件進行輔助教學(xué)，組織學(xué)生參觀《機械設(shè)計基礎(chǔ)》陳列柜，在課堂初期，這些可以在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入，學(xué)習(xí)難度的加大，學(xué)生會覺得所學(xué)內(nèi)容枯燥、繁瑣，因而失去學(xué)習(xí)興趣。另外，當(dāng)前高職高專學(xué)生入學(xué)分數(shù)較低，文化基礎(chǔ)薄弱，自控能力不強，缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在學(xué)習(xí)過程中一旦遇到困難，就會產(chǎn)生挫敗感，再加上學(xué)生對機械產(chǎn)品缺乏了解，沒有企業(yè)工作經(jīng)歷，當(dāng)進入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，很多學(xué)生就會出現(xiàn)畏懼情緒，從而對學(xué)習(xí)失去興趣，喪失學(xué)習(xí)信心。為了提高學(xué)生對《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程興趣的持續(xù)性，保證教學(xué)效果，本文依據(jù)當(dāng)前高職高專學(xué)生的實際情況，結(jié)合該課程的特點，從以下幾個方面著手。

1 采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生核心職業(yè)能力

為了讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)目標，在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)過程中，我們采用了任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)。“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)”是一種新型的教學(xué)方法，它是將學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計成一個個的任務(wù)，讓學(xué)生通過完成任務(wù)的方式來完成知識與技能的學(xué)習(xí)[2]。下面以“平面機構(gòu)自由度的計算”這一學(xué)習(xí)任務(wù)為例說明具體的實施辦法。

“平面機構(gòu)自由度的計算”學(xué)習(xí)任務(wù)是讓學(xué)生具備簡單機構(gòu)分析與自由度計算的能力。在任務(wù)實施的過程中，我們分三步進行，第一步是理論知識學(xué)習(xí)，第二步是課堂練習(xí)，第三步是課后作業(yè)。

“理論知識學(xué)習(xí)”部分，學(xué)生通過自學(xué)或者老師講授的方法對本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解。本任務(wù)讓學(xué)生了解的內(nèi)容有：自由度的定義，平面運動的自由構(gòu)件具有自由度的個數(shù)，低副、高副對自由度的限制，自由度的計算方法，復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束的含義及進行自由度計算時需要注意的事項，平面機構(gòu)具有確定運動的條件。

“課堂練習(xí)”主要是讓學(xué)生將理論知識運用到實際案例中，課堂練習(xí)題目的選擇方面要注意題目難度要由易到難、由淺入深：先讓學(xué)生計算簡單機構(gòu)的自由度，讓學(xué)生回顧低副、高副的定義，掌握自由度的計算公式。然后計算稍復(fù)雜機構(gòu)的自由度，最后讓學(xué)生進行包含復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束等特殊機構(gòu)自由度的計算，讓學(xué)生掌握這些特殊情況進行自由度計算的處理辦法。這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以提高學(xué)生的分析解決問題的能力，具體實施時，老師要注意加強和學(xué)生的互動，對學(xué)生進行監(jiān)督和輔導(dǎo)，保證每一個學(xué)生完成此學(xué)習(xí)任務(wù)，達到本任務(wù)的能力目標。

“課后作業(yè)”是要求學(xué)生對幾個機構(gòu)進行分析，進行機構(gòu)自由度的計算，并判斷機構(gòu)是否有確定的運動，以考察學(xué)生對機構(gòu)分析、自由度計算、運動確定性的判斷等知識的綜合運用情況。

圖1是“平面機構(gòu)自由度計算”學(xué)習(xí)任務(wù)單，從圖中可以看出本學(xué)習(xí)任務(wù)的實施方案。

圖1 “平面機構(gòu)自由度計算”的學(xué)習(xí)任務(wù)單

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法使學(xué)生對本課程各部分內(nèi)容有了更明確的學(xué)習(xí)目標，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，使不同層次的學(xué)生都能有所提高，取得了較好的教學(xué)效果。

2 理論聯(lián)系實際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》這門課程具有實踐性強和與實際聯(lián)系密切等特點，因此，在講課過程中，要善于將常見的生活實例與課程內(nèi)容聯(lián)系起來，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如講解機器的組成時，自行車便可以作為一個常用的機器來進行分析研究，車輪作為一個實現(xiàn)運動的整體，是一個運動的單元，因此它就是一個構(gòu)件；而車輪又是由多個結(jié)構(gòu)組裝而成的，這些結(jié)構(gòu)就是制造的單元，叫做零件。因此呢，構(gòu)件是運動的單元，而零件是制造的單元。另外在講解平面連桿機構(gòu)時，可以引入比如縫紉機、抽水機、運動器材——太空漫步機、公交車車門啟閉機夠等大量生活實例，使學(xué)生對不同的運動機構(gòu)有了清晰、明了認識的同時，也明白《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程內(nèi)容與我們的生活息息相關(guān)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)過程中采用簡單的生活實例進行講解，使學(xué)生覺得有趣、想學(xué)，同時使學(xué)生感覺到專業(yè)知識的有用性，而教材上大多是工業(yè)生產(chǎn)實例，這樣本課程的學(xué)習(xí)即聯(lián)系生產(chǎn)實際，又聯(lián)系生活實際，形成一個相輔相成的關(guān)系[3]，從而增強學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。

3 通過匯報式總結(jié)，提高學(xué)生匯總知識及語言表達的能力

每個章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢后，為了讓學(xué)生對本章節(jié)內(nèi)容有個系統(tǒng)的認識，強化一下重難點，常規(guī)方法是老師進行課堂總結(jié)，而學(xué)生則處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，必須讓學(xué)生參與其中，為此我們采用讓學(xué)生匯報總結(jié)的方法進行，每一章內(nèi)容學(xué)習(xí)前先將本章匯報的任務(wù)布置下去，讓學(xué)生分小組進行，匯報總結(jié)的題目可以從所學(xué)內(nèi)容的任何角度進行，學(xué)生可以自選題目，也可以從老師提供的題目中進行選擇，章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)后，學(xué)生通過查閱資料將匯報內(nèi)容制作成10到15分鐘的PPT，然后以PPT形式進行匯報總結(jié)。另外，為了鼓勵大家積極參與，每個組員至少有一次的匯報任務(wù)。每個同學(xué)匯報總結(jié)完畢后，老師要給予實時的肯定和表揚，讓學(xué)生產(chǎn)生成就感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，要鼓勵學(xué)生之間進行相互評價，提出優(yōu)缺點，互相督促，共同進步。另外，針對學(xué)生匯報過程中存在的問題，老師也要提出改良的方法，讓學(xué)生在不斷的匯報總結(jié)中取得進步。下面以第六章平面連桿機構(gòu)傳動[4]為例對匯報內(nèi)容做一介紹。

平面連桿機構(gòu)傳動這個章節(jié)的內(nèi)容主要包括鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型、鉸鏈四桿結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，鉸鏈四桿機構(gòu)的演化、平面四桿結(jié)構(gòu)的傳動特性等。學(xué)生在進行匯報總結(jié)時，可以從以下幾個方面進行：

（1）從不同類型鉸鏈四桿機構(gòu)在實際生活中的應(yīng)用這個角度來進行總結(jié)，比如實際工程機構(gòu)牛頭刨床進給機構(gòu)、插床機構(gòu)術(shù)語什么類型的鉸鏈四桿機構(gòu)，生活中常用的攪面機、縫紉機踏板機構(gòu)、自行車走步機、慣性篩、天平、車門啟閉機構(gòu)等又屬于什么類型的四桿機構(gòu)。

（2）可以通過故事對本章內(nèi)容進行總結(jié)，比如講到雙搖桿機構(gòu)的應(yīng)用——飛機起落架時，可以介紹起落架出現(xiàn)故障將造成極大的人員和財產(chǎn)損失，如何避免這種故障的產(chǎn)生等。在總結(jié)過程中，讓我們了解到機械專業(yè)知識在很多領(lǐng)域都有所應(yīng)用，學(xué)好這門課程可以從事很多專業(yè)領(lǐng)域的工作，為祖國做貢獻。

（3）可以通過日常生活中的實例總結(jié)鉸鏈四桿機構(gòu)的演化過程。比如縫紉機針的運動機構(gòu)、刨床、插床的主運動機構(gòu)、壓水機等機構(gòu)都是在鉸鏈四桿機構(gòu)的基礎(chǔ)上，為了滿足不同需求、提高性能而演變而來的，通過總結(jié)，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（4）可以通過匯報急回特性的應(yīng)用、死點位置的應(yīng)用總結(jié)平面四桿機構(gòu)的傳動特性等內(nèi)容。

這種匯報式總結(jié)的方式，除了可以加強學(xué)生對本課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)之外，還可以提高學(xué)生分析總結(jié)、查閱文獻、語言表達等能力，同時不同的學(xué)生從不同的角度進行總結(jié)，可以豐富學(xué)生的知識，拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 鼓勵學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)課程進行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性和主動性

信息化時代的到來，讓很多學(xué)生對電腦、網(wǎng)絡(luò)有著濃厚的興趣，我們可以充分利用學(xué)生的這一特點，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。網(wǎng)絡(luò)課程是通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)某種學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實施的教學(xué)活動的綜合[5]。隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)課程已經(jīng)成為面授課程一種有益的補充。目前高職高專院校已經(jīng)涌現(xiàn)出一批精品的網(wǎng)絡(luò)課程，為廣大善于通過網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。在講課過程中，老師可以給學(xué)生提供優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站，比如華南理工大學(xué)、天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院等開發(fā)的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》國家級精品課程等，這樣可以幫助學(xué)生找到所需要的學(xué)習(xí)資源，進行自主性、持續(xù)性的學(xué)習(xí)，同時，很多課程網(wǎng)站提供了網(wǎng)上課程考核平臺，學(xué)生可以通過課程網(wǎng)站的在線測試系統(tǒng)進行自我測評，檢驗自己對知識的掌握情況。

綜上所述，依據(jù)當(dāng)前高職高專學(xué)生的特點，在教學(xué)過程中，通過采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)，提高學(xué)生的職業(yè)能力，通過理論聯(lián)系實際、匯報式總結(jié)、網(wǎng)絡(luò)課程輔助學(xué)習(xí)等幾個方面的實施，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，保證學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的持續(xù)性，提高學(xué)生的自學(xué)能力、總結(jié)能力、創(chuàng)新能力、語言表達能力等職業(yè)能力，取得了較好的教學(xué)效果，保證了教學(xué)質(zhì)量。

[1]萬志堅，童玉清，陳知泰.高職《機械設(shè)計基礎(chǔ)》任務(wù)驅(qū)動式課堂教學(xué)改革實驗.職業(yè)技術(shù)教育[J].2013（2）.

[2]施大發(fā).高職電機與電器專業(yè)的課程設(shè)計.職業(yè)技術(shù)教育[J].2011（5）.

[3]張建中.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4]姚九成.《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)的創(chuàng)新與學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng).承德石油高等專科學(xué)校學(xué)報[J].2012.

[5]柳吉華.《建筑材料》網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)設(shè)計.吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報[J].2012（1）：37-39.