高职机械设计基础课程教学改革的探索

[摘要]引入行为导向法，改革机械设计基础课程的教学模式，把教学内容整合成项目，在项目实践中贯彻学生为主体的思想。让学生在做中学，把目标学习贯彻始终，使学生掌握基本的知识和技能。

[关键词]机械设计基础 行为导向法 教学改革

[中图分类号]G [文献标识码]A

[文章编号]0450-9889（2013）02C-0055-02

一、机械设计基础课程教学现状

机械设计基础是机械类、机电类、近机类专业必修的一门技术基础课，它研究的是机械设计中的共性问题，是机械设计工程的技术基础，应用广泛。其在课程设置中起着承前启后的作用，综合性强，密切联系生产实际，既要为学习后续专业课服务，又可直接用于生产实际；既有较强的理论性，又有一定的实践性。在培养机类工程技术人才的过程中，学生通过学习该课程，增强机械理论基础，提高对机械技术工作的认知水平，培养创新能力，为后续的专业学习和今后从事设计技改工作打下基础。

对于本课程，教师难教，学生难学。它的难教在于：要求教师熟练运用基础课知识，因材施教，把相对枯燥的知识转化成学生想学、乐学的形式，而且要理论联系实际地进行教学。它的难学在于：集许多基础学科的知识于一体，但高职生的基础普遍不好，学起来更加吃力，而且课程重点不突出，各章节内容之间相对独立，相互之间联系少，各有特点。

学生普遍反映这门课“比较难”“当时听得懂，过后就忘了”。如何在课堂上讲学生听得懂、学得会的知识，如何在课后巩固学习成果，让学生能懂、会做、有想法，是我们要解决的问题。

二、机械设计基础课程改革的必要性

由于机械设计基础在课程体系中具有不可替代的地位，因此在各类规划教材中都可以看到它。但这些教材普遍是对本科教材进行删减，降低难度，各章节不系统连贯的问题还是没有得到根本的解决。机械设计的程序，实际上是对机械设计基础所研究内容的系统应用过程。教师要把设计思路和程序贯穿于教学的始终，让同学们知道如何解决在设计过程中遇到的问题，学了能解决什么问题，为什么学；在学习过程中，从易到难，将知识点分解成一个个小任务，并且引导学生进行设计的实践，从无到有，每一步都是师生共同探究的过程。要大大提高学生的参与热情，教师就要对教材进行改革，每一个章节就是一个课题，是一个系统工程，解决一个机构设计问题，让学生带着问题、带着任务去学习。

三、机械设计基础课程教学改革的探索

生产实际中的创新和技改，是对机械设计的基本理论的实践。而创新是企业生存和发展的基本要素之一。机械基础知识和设计的基本思路给了学生创新和技改的基本思路和方法。而机械设计的程序，是对机械设计基础所研究内容的系统应用过程。这些方面都要求学生积极实践和思考，并且是一个系统的过程。行为导向教学法可以很好地应用到机械设计基础课程教学中。

我们从社会需求出发，坚持以就业为导向，以能力为本位的指导思想，以机械设计基础课程的教学模式为研究对象，借助项目教学法、案例教学法等教学方法，系统地研究分析了行为导向教学模式对机械设计基础课程教学质量及提高学生职业能力的影响，编写一套基于项目教学法的机械设计基础课程实训教学内容，制定一套行之有效的以行为导向教学为基础的机械设计基础课程教学模式。不仅使学生充分掌握机械设计基础，提高了机械设计能力和职业能力，同时培养了学生的自主意识、创新意识，促进学生的个性发展。

（一）教材内容及侧重点的选择

为了适应高职高专的普遍需要，市面上我们所能选用的教材内容比较广泛，也比较深奥。对于数学基础不好的学生来说，一些计算分析的内容很难学，严重打击了学习积极性，而计算公式推导对提高学生工程设计能力帮助并不大，完全可以删减，只强调运用。对滚动轴承的选择及组合设计、轴的设计及受力优化，齿轮的设计等在生产实际中应用较多的内容，则多花时间进行讲解和训练。我们在认真研究课程特点、整合课程内容、突出专业特点的基础上，大量加入学生实践的内容，建立和完善适合专业和生产一线需求的课程新体系。根据专业的要求重新设计课程体系，对已有的教材内容进行整合，增加实用性强的新知识，删减一些对生产实践用处不大的章节，使之符合学生的认知特点，有的放矢地教授学生在该学科中应该掌握的知识，特别强调“做中学、学中做”。紧紧抓住高职教育的特点，根据专业要求，对生产一线的内容进行整合，补充实例，重新编排所讲内容的顺序、详略，重新确定重点。

（二）教学模式的改革

教学模式改革的总体思路是：以设计为主线，以培养学生机械系统方案的创新设计能力为目标，建立课堂教学和实践教学相结合的教学模式。着眼于学生综合素质的培养，注重理论与实践、理论讲授与实验操作相结合。

1.课堂教学模式的改革

（1）虽然各章节内容相对独立，各机构相互之间结构特点联系少，看似重点不突出，但机器是由各个机构系统组成，这就是它们的联系。教师在吃透内容的前提下，选用相对简单又常用的机械，先在实训现场进行拆装分析，画好草图，再对该机器的各机构进行分解。采用步步推进的办法，进行系统性教学，环环相扣，既可以先从执行机构往后推演，一个个解决配套机构问题，也可以从原动机开始，层层推进，最后进行整合，相关的运动机构就都有了联系。在推演选择的过程中，特点、区别等问题就能得到关注，有利于学生对知识的理解和掌握。

（2）采用能激发学生的学习兴趣和主观能动性的教学手段，对课堂信息量进行调整，本着“能学会、够用、精练”的原则，以培养学生思维能力为出发点，不求多、不求全，一步一个脚印，扎扎实实推进。以学生为主体，采用行为导向法，以讨论课的方式进行参与式教学，按教学内容的特点应用启发式教学和任务驱动法等方式，以学生比较熟悉和关心的话题为内容，不需要标准答案，让学生在课堂上充分发表自己的观点和见解。

课程的重点是设计，设计章节教学过程可采用任务驱动法。包括五个步骤：第一，提出任务。教师首先给学生讲清楚要完成的工作任务的内容、条件和目标，并通过对工作任务的提示，激发学生的学习动机。第二，简单演示，学生跟学。由教师在黑板上演示，要求学生一起来做，教师在简单演示后，即让学生尝试完成任务，教师适当指导。如果学生由于缺乏必要的知识准备而难以完成任务，那么就应当尽快转入第三个阶段。第三，提出问题。如果学生通过模仿能够基本完成任务，那么所提的问题就应当是针对如何理解操作过程的；如果学生无法完成任务，那么所提出的问题就应当是针对问题解决的。第四，引导解决。引导学生通过阅读教材或查阅其他资料，或通过教师讲解，获得完成丁作任务所需要的专业技能和专业知识，并理解和应用。第五，回归任务。学生把所获得的知识与提出的任务联系起来，看看在掌握了这些专业知识后，能否把工作任务完成得更好。这样，学生在整个设计的过程都参与动手并得到指导，对比较难理解的方法和设计的过程都有感性认识，更容易掌握所学内容。

如果学生水平不够高，那就采用模拟学习法，全部由教师讲解，并完成整个过程，要求学生亦步亦趋，完成一个过程。

（3）充分培养学生的学习能力，采用自学和启发式教学相结合的方法。对常见易懂的内容可以安排学生自学，难度不大的内容则采用启发式教学，抛砖引玉，充分发挥学生的主观能动性，推动他们思考，培养解决问题的能力。

（4）尽量多联系生活、生产实际举例，举生活中常见的机械为例子，让学生有亲切感，更容易接受教学过程。

2.教学过程

（1）从身边的实物人手。我们学院的学生基本都是从农村来的，对于一些简单的工具、用具都比较熟悉，我们就从这方面人手，在项目中作为设计目标让学生来完成。比如四杆机构，我们先启发学生，有没有见过类似的用具，机械就是把人的工作实现的过程。如果把人工转成机械是怎么样的？引导学生多想筛东西的过程，木工刨木头的过程，和四杆机构有什么关系？通过思考和联系，引出四杆机构的基本形式和特点。类似的还有从舂米机引出凸轮机构。

（2）布置设计项目。学生思考后，懂得了常见用品和我们设计机构的相互联系，就开始列出我们要设计的机构，比如自动摇筛、自动舂米机等。

（3）具体实践。要实现简单的运动，也需要一系列的知识，我们从动力开始，先选电机，从中引出传动比的概念，但开始我们可以先不讲解传动比的内容，而是遵循先易到难，将其暂时先搁置，放到后面解决。先要求学生设计一定尺寸的执行机构，学生兴趣很大，在设想的过程中，就能基本掌握相关知识了。比如摇筛，就有四五种设想，然后大家讨论方案的优劣，确定方案（不是唯一方案）。

执行系统已经设计好，有了功率和速度的要求，怎么提供合适的动力和速度？这就要开始选电机，选好电机，速度如何改变？又引进带传动和变速箱，一步步地选用和设计。传动比的分配、性能和尺寸参数以及轴的设计都紧紧围绕任务来实行。传动比分配好，带传动和变速箱参数确定好后，就是选轴承和联轴器了。学生因为要设计一个东西出来，有了目标，学习积极性比较高。

经过一段时间的教学实践，学生参与的积极性比较高，收到了比较好的教学效果。

[基金项目]2011年度新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目（2011JGB25t3）

[作者简介]熊慧英（1970-），广西农业职业技术学院机电系副教授，高级工程师。

（责编 丁梦）