機械設計基礎課程教學方法與手段的探討

雷艷惠　賈芳云　吳珊

摘要：機械設計基礎課程是針對高等職業教育機電類專業開設的一門重要技術性基礎課程，培養學生對常用機構結構分析、機械零部件的選用及設計計算能力，為從事設備操作、改造，機械設計等工作打下基礎。筆者根據機械設計基礎的課程特點，在教學內容、教學手段等方面不斷研究與實踐，探索并總結出了適合于該課程的多種教學方法與教學手段，教學效果良好。

關鍵詞：機械設計基礎課程；教學探索與實踐；教學方法；教學手段

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）20-0207-02

機械設計基礎課作為高等職業教育機電類各專業重要的技術性基礎課程，對于提高學生的實踐與創新能力起著非常重要的作用。本課程的學習，旨在培養學生對常用機構基本結構的分析、機械零部件選用及設計能力，使學生初步獲得正確的管理、使用和維護機械的基本知識和要領，為后期專業課的學習以及從事本專業相關工作的可持續性發展打下良好的基礎。探索并采用與專業及課程特點相適應的教學內容、教學過程、教學方法和教學手段，是提高教學質量之關鍵。本文根據機械設計基礎的課程特點，就如何精選教學內容、正確采用各種先進的教學方法和手段，進行了探索與實踐。

一、優化課程教學內容，培養學生工程素質

據教育部16號文件對高職機電類專業培養“高素質技能型人才”的人才培養目標，結合行業企業對人才職業能力的需求，優化教學內容，教學內容的選取以突出適用性為原則。機械設計基礎的課程特點是理論性強，涵蓋了機械原理、機械設計、工程力學等方面內容，知識點比較多，同時這門課程還具有很強的應用性和實踐性，在教學安排時，應適當調整理論教學時數，增加一定的實踐教學時數。

1.精選并更新理論教學內容。在教學內容的選取上調整思路，強調基本知識、基本原理和基本方法，注重理論知識與工程實際應用相融合。從實際應用出發，圍繞機器組成，以工程實際項目及創新能力培養等為主選取知識點；以機構分析、零件選用、機械傳動及創新設計為主線，引入能體現機械設計現狀的、與日常生活和實際生產相關的新型機構及現代機械設計方法等最新成果，突出技術發展前沿，拓寬知識面，豐富課堂信息量，調動學生學習的興趣及積極性，提高教學效果，完成課程教學及學習目標。

2.貼近工程，增加實踐教學內容。接觸本門課程前，學習學生對機械的了解局限于生活之中，缺少工程觀念，缺乏抽象思維，無法將理論知識和工程實際相結合，但是他們的共性是好奇心強，很容易被新鮮事物所吸引。針對這一現狀，我們在教學中穿插一定的實踐教學環節。例如，開課前安排學生參觀機構與刀具陳列室，機械原理及機械傳動陳列室等；開課三周后，安排學生現場參觀典型機械產品和現代化機械加工設備，并進行機械拆裝實訓，課程學習最后階段安排實踐性創新設計等。這一環節，使學生深切感受到工程，建立工程觀念，實現理論與實踐的有機融合，為課程的深入學習奠定必要的基礎。

3.教學內容的組織與實施。機械設計基礎課程的特點是各章節內容的關聯性少，學生一接觸本課程就會產生“沒有系統性”、“邏輯性差”等錯覺。針對這一現狀，教師應該怎么教？學生應該怎么學？在教學內容的組織和實施過程中，遵循由易到難、由簡單到復雜、由具體到抽象的原則，對學生引導鼓勵。針對需要解決的難題，采用教師引導，學生分組分析討論的措施，調動學生的主觀能動性，使學生成為課堂的主體，將教、學、做融為一體，激發學生的學習興趣。

二、改進教學方法，培養學生的學習能力

在教學過程中，怎樣才能把以教師為中心轉變為以學生為中心，怎樣才能充分調動學生自主學習興趣和學習能力，是我們一直在思考和探索的問題。高職學生比較習慣和適合感性認知的教學方式，因此在課堂教學中，應以精講多練為原則，以啟發式教育為主，同時注重采用“對比式”、“案例式”、“演示法”、“現場教學式”等多種教學方法，對理論性較強的內容，可結合工程案例的分析進行講解，以理論的應用為切入點，使學生能對基本概念有較具體的認識。對實踐性較強的內容，則采取任務驅動、學做合一、行動導向的現場教學法等，強調以知識為載體，培養學生發現問題、理解問題、分析問題、解決問題的思維方式與方法。

1.啟發式教學法。啟發式教學重在調動學生“學”的積極性。在教學過程中，聯系工程實際，充分調動學生學習的主動性和積極性，啟發學生積極思考問題，加深對基本知識的理解和掌握，并在求解過程中進一步思考，培養創新意識，取得良好的效果。例如在講解“機構的死點”內容時，首先播放縫紉機的工作過程以及飛機起落架在降落和起飛時相關工作視頻與動畫，繼而拋出問題：飛機著陸時其起落架為什么能穩固地支撐在地面，起飛時又是怎樣收縮回機身的呢？縫紉機腳踏板機構在工作時為什么會出現瞬間卡死甚至反轉現象，又是怎樣克服“卡死”而繼續工作的？等等。學生進行觀看視頻并思考，隨后在與學生相互討論的基礎上展開授課，引導學生對機構的運動進行分析，找出機構死點位置，引出“死點”概念，并對工程中眾多實例進行剖析與歸納，說明“死點”在工程中的利用以及傳動中“死點”的克服方法。合理的啟發式教學法能使枯燥的理論知識與實際生活相結合，使“教”與“學”的過程具體又生動，使學生在主動學習的同時更加深刻地理解并掌握相關概念及原理，提高課堂效率。

2.對比式教學法。對比分析法是通過相關類型的對比激發學生積極思維，加深對各種事物和現象相互聯系的系統化認識，并學會類似問題的處理方法。例如：在學到壓力角的內容時，打破以往傳統的授課順序，先引出壓力角的概念，再將齒輪的壓力角、連桿機構的壓力角、凸輪機構的壓力角等加以對比，分析壓力角在機構中的共性，判斷壓力角在每種機構運動過程中所起的作用、機構傳動過程中壓力角的瞬時變化情況以及對機構傳動的影響等，掌握在機構設計時壓力角的大小控制等問題。又如：在講到凸輪機構從動件的運動規律時，將常見的等速運動、等加速等減速運動、余弦加速度運動、正弦加速度運動等幾種運動規律通過運動方程及運動線圖進行分析比對，明晰每種運動規律的運動特點，總結其應用范圍，加深理解，便于記憶。在機械設計課程教學中正確使用對比式教學方法，不但使學生易于掌握機械知識，在培養學生思維方式和創新意識方面也起著重要的作用。

3.案例式教學法。實行案例教學的宗旨是為了使學生成為教學的主體，有針對性地培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力與意識。例如：在講解齒輪嚙合傳動時，首先給出汽車變速箱的工程案例，通過對傳動過程的仿真模擬，實現對嚙合傳動的感性認識，掌握嚙合傳動的基本原理、類型及其在工程中的應用。通過案例引導學生分析討論，學生可以獲得初步的感性知識，以便于后續知識的學習與理解。

4.演示教學法。通過展示各種實物裝置、模型、錄像等進行的演示法教學，學生可以通過觀察獲得對機構與機器等的感性認識，促進學生對所學內容的理解與掌握。機械設計課程教學中，對于比較抽象的知識點，例如，對于聯軸器與離合器的學習，就可采用演示法教學，首先通過爆炸圖及動畫對聯軸器及離合器的結構及工作過程進行分解演示，學生對聯軸器與離合器進行感觀上的認識，了解聯軸器及離合器的構成和應用，再進行理論講解，使復雜問題簡單化、直觀化，使單調死板的課堂趣味化。

5.現場教學法?，F場教學法是將抽象性的、不易理解的理論知識以現場實物的形式進行直觀展現并進行講解，使學生在親身體驗中學習知識、完成任務；例如在執行“帶式輸送機傳動裝置”的設計任務時，通過“觀看帶式輸送機傳動裝置工作視頻—教師現場示范拆裝并現場講解—學生分組拆裝并現場提問—小組討論，歸納總結”四步走的方法，學生可以掌握帶式輸送機傳動裝置的基本組成、工作原理以及設計時應該注意的事項，然后結合所學知識，在教師的引導下完成設計工作任務?，F場教學法重在使學生在提高動手能力及實踐操作能力的同時加深對知識的理解與掌握。

三、合理采用現代化教學手段，提高教學效果

機械設計基礎課程實踐性很強，課程內容包括機構工作原理、機械傳動等，傳統的、以教師為中心、語言加粉筆的教學模式需要教師花費大量的課堂時間來表達講解，課堂信息量較少，無法從根本上解決少課時多內容等矛盾。

隨著計算機技術的應用與普及，廣泛采用多媒體技術與手段，充分利用多元化現代技術與多媒體相結合，針對相關知識特點，采用形象逼真的動畫、爆炸圖、圖片等制成PPT、CIA教學課件或教學視頻，虛實結合，教學過程中給學習者以強烈的視覺沖擊，變抽象教學為直觀教學，不僅擴大了課堂信息量，而且使教學內容更加形象、生動，學生興趣高，教學效果好。

多媒體教學和傳統教學手段各有所長，不能互相替代，所以在采用現代化教學手段的同時，應以傳統教學手段的成熟模式為框架，根據教學內容的特點及學情不斷調整，靈活運用，實現媒體教學和黑板板書教學有機結合，達到最佳教學效果。

四、結語

職業教育改革的目的是提高教學質量，而采用科學的教學方法和手段是提高教學質量的突破口。教無定法，只有結合課程內容和學情特點，不斷挖掘并總結合理的教學方法和教學手段，才能獲得更加理想的教學效果，提升人才培養質量。

參考文獻：

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