創新式《機械設計基礎》教學改革

【摘要】結合《機械設計基礎》教學實例，提出了高等職業教育課程教學改革體系中的各項改革方法，如創新教學內容、教學方法，加強能力訓練等教學的改革。并且就《機械設計基礎》考核中存在的問題提出了多種考核方式相結合的新思路。

【關鍵詞】創新 ?教學改革 ?目標教學

【Abstract】This paper put forward some reform methods about course teaching reform in higher vocational education by example of《Basis of Mechanical Designing》，such as innovating teaching content， teaching method， strengthen the ability training of the reform of the teaching. And puts forward new way of thinking about combining multiple assessment methods for resolve some problem in exam of 《Basis of Mechanical Designing》.

【Key words】innovation; teaching reform; goal teaching

【基金項目】該課題來源于湖南省教育廳教學改革研究項目“基于對接產業的機械制造專業理實一體化教學研究與實踐”，課題編號：（ZJB2012012）。

【中圖分類號】G718.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0201-02

1.引言

《機械設計基礎》課程是高職教育中一門重要的專業基礎課，其實踐性很強、涉及面廣、具有一定的代表性。通過該課程的學習，學生應該掌握常用機構及通用零部件的基本設計理論、設計方法，具備機械設計實驗技能和設計簡單機械及傳動裝置的基本技能。學生既需要掌握較好的理論知識，又需要具有較好的實踐動手能力，傳統的教學及考試方法能否達到要求，是一個值得我們探討及思索的問題。

2.課程教學改革體系結構

圖1 教學改革體系結構

課程教學改革應從圖1所示5個模塊進行，它涵蓋了學生接觸到完全掌握該課程所需全部環節。

3.課程教學改革內容

3.1 教學目標創新

教學應當為職業服務，傳統的目標教學法太籠統，隨著職業在教學中的深入，創新式的目標教學法得到應用，如圖2所示。它在一開始就結合職業向學生提出所要達到的職業知識、能力及素質目標。這樣有利于調動學生學習積極性。

圖2 教學目標創新

3.2 課程內容優化

針對高職教育的特點，在課程內容的優化上應加強實踐性教學，在理論授課的同時可配合實踐。如每個部分講完后可安排適當的實踐性環節，最好設計出或做出實物，這樣學生有成就感，對所學知識也記得牢。

以《機械設計基礎》為例，可將內容進行優化，分成以下幾個模塊：

圖3

如圖3所示，可在每個模塊中安排設計練習，增加學生動手時間。

3.3 教學方法創新

教學方法應該有創新，如在講解平面機構自由度計算公式時，很多教師是直接給出公式：F=3n-2PL-PH，其中n為可動構件數，PL為低副個數，PH為高副個數，要學生記住，這種教學方法已經不適合現代教學的要求。此時我們可采用動態分析及與學生互動來闡述這一公式形成的過程。學生可能會更感興趣、記得更牢。下面我們以凸輪機構為例，推導一下機構自由度計算公式。

（1）如圖4（a）所示，平面內沒受任何約束的物體有3個自由度，此時平面內有兩個沒有約束的物體，分別是凸輪和從動件，故自由度為：

F=3n=3×2=6

（2）如圖4（b）所示，此時從動件與機架形成了一個移動低副，凸輪與機架形成了一個轉動低副，即機構共有兩個低副，我們知道每個低副限制兩個自由度，故現在該機構自由度為：

F=3n-2PL=3×2-2×2=2

（a） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（b） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（c）

圖4 平面機構自由度計算公式推導

（3）如圖4（c）所示，從動件與凸輪接觸在一起，形成一個高副，而高副限制1個自由度，故該機構的最后自由度計算公式為：

F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1×1=1

這樣推導出來的公式便于學生的理解與記憶，并應用于實際解題中。

3.4能力訓練創新

傳統教學追求全而廣，希望學生全面掌握所有零部件的設計，但實際上是很難做到。所以，應該改革能力訓練，除了在授課的同時對所有模塊進行設計訓練外，還應對重點內容進行重點能力訓練，力求學生掌握重點知識點。如表1所示。

表1 能力訓練項目

表1為《機械設計基礎》應該重點加強的訓練內容。通過以上內容的訓練，學生將掌握常用機構及通用零部件的基本設計理論、設計方法，具備設計簡單機械及傳動裝置的基本技能。

3.5考試改革思路

改革思路：“閉卷考試”+ 課程設計”+“開卷考試”

（1）閉卷考試能反映學生掌握理論知識的情況，具有較強的真實性，建議保留，但比例應當縮小，縮小為60%。

（2）改革課程設計。老師可采取隨時抽查，不定時監督、用學生相互監督等措施，減少或杜絕抄襲現象。采用多樣化設計形式，如減速器設計中，既可以采用圖5所示直接以電動機帶動減速器的方案設計，也可以采用圖6所示通過帶傳動帶動的減速器設計方案，這樣學生可以自由選擇，調動了他們的學習積極性。將課程設計比例增大到30%。因為學生能不能設計真實機械零部件是檢驗他們機械設計學得好不好的關鍵。

圖5 電動機驅動的減速器 ? 圖6 電動機經帶傳動驅動的減速器

（3）增加開卷考試。具體方法是：將課程設計中兩張零件圖繪制去掉，因為齒輪及軸的尺寸、形狀在減速器裝配圖及設計說明書上都有體現，屬重復工作。將節省出來的時間組織一場開卷考試檢驗學生的動手設計能力。考試時間必須安排在課程設計的最后，等學生交完設計說明書之后，以避免學生抄襲，考試內容就以減速器為題，考核成績算入課程設計成績，占10%。

開卷考試的考試題目可從學生的課程設計中抽取。如某班人數較多，設計時6人為一小組，開卷考試時將同一組設計的5～6名同學分開，并布置不同的試題，可按如下方式命題：

表2 試題分配

4.結束語

《機械設計基礎》教學改革可在一定程度提高教學效果及教學質量，激發學生的學習積極性。經過課程考核改革，學生的理論知識、動手設計能力及團結協作能力都將得到一次綜合的檢驗。能在一定程度上杜絕以前那種課程設計就是抄作業的不良作風，使學生真正體會到知識的可貴之處。

參考文獻：

[1]郭諄欽.機械設計基礎[M].北京：中國鐵道出版社，2014.

[2]戴士弘， 畢蓉.高職教改課程教學設計案例集[M].北京： 清華大學出版社， 2007.

[3]戴士弘.職業教育課程教學改革[M].北京： 清華大學出版社， 2007.

作者簡介：

郭諄欽（1974-），男，湖南益陽人，碩士、副教授，主要研究方向為機械制造。現任教于長沙航空職業技術學院。