高級技工教育中機械設計基礎課程的教學探索

王玉冰　安玉環

關鍵詞：技工院校? 職業教育? 機械設計基礎? 教學方法

高級技工教育是較高層次的職業技術教育，是我國現代教育的重要組成部分。發展高級技工教育既是我國經濟發展和現代化建設的需要，也是提高勞動者素質的需要。隨著科技的發展，新產業、新技術、新工藝、新設備不斷涌現，要實現高新技術到生產力的最終轉變，培訓技術性實用型人才至關重要。

機械設計基礎課程是一門重要的專業基礎課，是機械相關專業的必修課。該課程以職業崗位需要為目標，主要闡述機械傳動和通用零部件的結構、工作原理及選用的基本方法，其更加接近工程實踐，是學習專業課程的基礎，培養學生更加熟練的設計創新能力。

一、現行課程體系中存在的問題

1.培養目標不明確

對于技工院校的機械工程系學生來說，畢業后將面向生產一線，主要從事機械加工、機械設備維修類工作。因此，技校學生應具有熟練的操作技能和解決實際生產問題的能力。在技工教學中，教師要調整重點，面向生產實踐，注重與生產相關的機構、零件等知識的講授，加強裝配、維修、加工技能等動手能力的培養，減少不必要的關于機械設計能力的練習。

2.教學內容不適應學生職業發展規劃

機械設計基礎課程由機械原理和機械設計兩部分內容組成，其內容體系龐大。目前，大多數教材與職業技工教育的需求不匹配，重理論分析，輕實際應用，與機械零部件實際生產過程聯系較少，甚至部分教材是在本科教材的基礎上刪繁就簡，導致知識點不完整，重點不明確。

根據近年來對筆者學校機械工程系（鉗工、車工）畢業生就業情況的跟蹤調查統計，他們從事的工作崗位，主要涉及各類機械設備的操作、生產設備的維修保養、安裝調試和產品的售后安裝服務等方面。這些工作主要要求學生掌握機械傳動知識和零部件的加工、拆裝、維修等知識，而機械原理和機構設計研發等內容要求不高。此外，學生在校期間較少接觸生產實踐，對機械設備缺乏直觀的認識，在課程學習中感覺抽象，難以理解。技工教育培養的是高技能應用型人才，必須要求理論和實踐相結合，豐富實踐環節的教學，因此，必須對該課程的教學內容和教學方法進行改革。

3.教學方法與教學手段需要與時俱進

技工院校的學生大多是初高中畢業后直接進入學校學習技術，學生生源質量不如本專科院校學生，理論基礎薄弱，又沒有實際生產工作經驗，對機械設備的了解只限于生活中接觸的范圍，缺乏工程應用觀念。與之相對的是，機械設計基礎課程內容繁雜——機構多、零件多、圖表多、計算多。如果像傳統教學那樣依靠黑板粉筆，板書教學，很難將直觀的形象傳遞給學生，難以滿足教學的需求。雖然現階段現代化教學手段已經逐步融入教學之中，但由于學生年齡小、基礎薄弱、生活閱歷不足，難以使學生真正了解工程實踐，對學生工程意識的培養還存在一定的不足。同時，傳統課堂注入式的教學方法看重的是知識的傳授而忽視了技能的培養，與技工教育的教學要求不相適應。這既不利于學生未來職業規劃的發展，也不利于學生創新思維和動手操作能力等綜合能力的提高。

二、課程內容改革與實踐

機械設計基礎課程內容具有很強的理論性和實用性。本著“必須與夠用”的原則和注重培養學生解決工程實際應用和創造性思維能力的目標，筆者對該課程的教學進行了部分探索與調整。

1.根據培養目標定位調整教學大綱

技工院校機械專業培養的面向生產一線，具有機械制造維修能力的高級技能型人才。主要從事制造、裝配、調試、維修等方面的技術工作。據此，教師對原教學大綱進行微調，完善教學內容，調整教學重難點設置。

2.更新舊的教材體系，優化重組課程內容

機械設計基礎這門課程從現有內容上看，很容易讓大家以為這是一門主要研究機械零件的設計方法的學科，與以后工作涉及的技能操作知識關系不大。但實際上，機械設計基礎課程在技工院校的教學中重點是應集中在機械傳動的常識的掌握上的，零部件的設計反而是次要的。從職業培養的目標出發，學生在學習時，主要掌握機械傳動機構的基礎常識和應用特點，機構的安裝維護方法等知識就可以了。在此基礎上，即可優化重組課程內容。

機械設計基礎課程主要包含平面連桿機構、凸輪機構、螺紋連接和螺紋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、輪系減速器、軸承、軸及軸上附屬零件等章節。按照學生在企業工作的職業技能需求，我們將其中的知識點分成了機械傳動知識和機械零件設計兩部分。其中零件設計部分在工作中應用較少，根據職業教育培養的知識需求，可將該部分課時內容酌情刪減;而關于機械零件的裝配維護保養的內容在生產工作中應用較多，教材中卻涉及較少，需要教師在課下收集相關材料，做好延伸擴展。

以帶傳動這一章節為例，該章內容主要有帶傳動的類型、應用及特點，帶傳動的工作情況分析，帶傳動的張緊、安裝與維護，普通V帶傳動的設計計算。其中帶傳動的設計計算是本科生教學的重點，它是集合了帶傳動的所有知識點的綜合應用，對學生知識水平要求很高。但對于技校學生來說，其工作后經常用到的是帶傳動的張緊、安裝與維護等技能，很少接觸設計任務。因此，筆者對教學內容進行了調整，減少了繁瑣的理論公式的推導，重點介紹利用經驗公式進行代數計算的方法技巧，以突出工程應用實際。這樣既減輕了學生學習機械原理等方面的學習負擔，又結合了實際生產，提高了學生對應會知識的掌握情況。

3.注重細節，注重知識的連貫性

在教學中，細節決定教學的成敗，要做好每一單元的教學設計，再細化到每一節課、每一知識點、每一教學環節的設計。同時要注重知識的系統性和連貫性。如帶傳動與鏈傳動、齒輪傳動與渦輪蝸桿傳動這樣的章節，相互之間有很多共同點。因此教師在授課過程中，注重課與課之間、課內知識點之間、課內知識與其他課程之間的聯系和銜接，使學生能夠做到溫故而知新。在前后教學中相互聯系、對比，讓新學知識與以往所學相結合，融會貫通。

4.多種教學手段的利用

機械設計基礎是一門理論性和實踐性相結合的課程，其中機械傳動過程、零件內部結構、機械工作原理等知識很難用粉筆黑板描述清楚，學生沒見過實物，缺少實際生產經驗。因此教師應充分應現代化的教學手段，利用視頻圖像等多方面的刺激，將課程生動、直觀、輕松地呈現給學生。

（1）多媒體手段。常見的多媒體手段有PPT課件、教學視頻、flash動畫和微課等形式。教師綜合利用各種多媒體手段，讓學生通過屏幕投影，更加直觀生動地了解機械設備，達到理想的授課效果。在教學中選擇一些機械設備運行的視頻展現各類傳動的類型和應用;通過Flash程序調整運動參數，展現機構的運動特點;利用多媒體課件模擬生產場景，進行機構動態演示及圖形圖片展示，多方位多角度展現機械設計的基礎知識。比如在講授四桿機構的基本形式及其演化課程前，利用Flash程序制作四桿機構的小程序，通過調整四根桿的長度變換四桿機構的類型，展示三類四桿機構的區別，加深理解記憶。

自2011年廣東佛山教育局胡鐵生主任將微課引入教學，借助“佛山微課”“中國微課網”等平臺的推廣，國內的微課制作與應用實踐進行得如火如荼。微課是以視頻資源為主要載體，圍繞某個教學主題拍攝的教學視頻，以某一教學知識點、教學步驟為單一體系，視頻時間在5～8分鐘以內，短小精悍，易集中學習者的注意力，有效促進自主學習。機械設計基礎課程的部分章節也是非常適合應用微課進行輔助教學。筆者所在系的教師就曾制作了四桿機構的組成和分類、帶傳動的安裝與維護等課題的微課視頻，通過翻轉課堂等形式運用于教學過程之中，取得了良好的教學效果。

（2）實物展示與實踐操作。作為技工類院校，理論與實踐并重，大都配備有完備的實訓教學設施。在機械設計基礎課程教學中，就可充分利用這一優勢，將實物展示和實踐操作結合起來，通過直觀展示和動手操作，增進學生的感性認識，加深理解。比如在講授帶傳動的張緊、安裝與維護時，將學生帶入實訓車間，通過直接觀察，了解張緊裝置;通過親自動手安裝V型帶，熟悉安裝V型帶的步驟及注意事項。通過課程實踐表明，實際操作過的學生對本章節知識的掌握情況明顯優于其他學生。

三、小結

隨著生產技術的不斷發展，職業要求的不斷更新，技工教育教學的改革也需要不斷進步。機械設計基礎課程的教學改革是一個不斷發展的過程，只有理論和實踐不斷融合，深入生產實際，全面推進一體化進程，才能取得良好的改革效果。同時，教師也需認真研究、相互探討，在實踐中不斷創新總結和完善，更好地推進機械設計基礎課程的教學模式的發展。

參考文獻：

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（作者單位：秦皇島技師學院）