高職機械專業(yè)《機械設計基礎》教學探析

陳 云

［摘要］新形勢下對高職機械專業(yè)學生提出了新的培養(yǎng)目標。本文就《機械設計基礎》課程的教學目標出發(fā)，從課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系、課程內(nèi)容，課堂教學等方面中需注意的環(huán)節(jié)進行了初步探討。

［關(guān)鍵詞］高職機械設計基礎教學改革

高職學生為了能勝任初始崗位就業(yè)及今后崗位遷移的需要，畢業(yè)生必須獲得車工(中級)、數(shù)控車工(中級)、加工中心操作工(中級)中的一種職業(yè)資格證書。

《機械設計基礎》是機械類、機電類、近機類專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎課，是培養(yǎng)學生具有初步機械設計能力的一門技術(shù)基礎課程。該課程為機械類各專業(yè)學生提供機械設計的基本知識、基本理論和基本方法的訓練，在機械專業(yè)高職人才的培養(yǎng)目標中起重要的作用。通過本課程學習，學生應掌握通用機械零件的工作原理、方法，掌握對典型機械零件的材料確定，能定性確定構(gòu)件受力后失效形式與危險截面位置，從而完成通用零件的選擇與專用零件的結(jié)構(gòu)設計；通過課程的學習。使學生具有運用標準、規(guī)范、手冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力，具有設計一般簡單零件和簡單機械裝置的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學習和今后完成從業(yè)崗位任務打下堅實的基礎。當前該課程部分教學內(nèi)容比較陳舊，與畢業(yè)生從業(yè)崗位要求不相適應，理論教學與實踐活動也不能融合。為提高教學效果。需要探索新的課程體系，實踐新的教學方法和教學手段。

一、課程改革的實踐

1.調(diào)整課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，加強實踐性教學環(huán)節(jié)。高職教育課程中的實踐教學與理論知識傳授同等重要，且強調(diào)先實踐后理論的順序及理論對實踐的指導作用。所以，課程內(nèi)容采取“實踐一理論一實踐”的結(jié)構(gòu)體系：首先安排一周機械拆裝(專用周的形式)，利用實訓室現(xiàn)有的實物與模型對常用機械零部件及機構(gòu)建立感性認知；再以多媒體教學、現(xiàn)場教學及課堂講授為形式進行理論授課；最后通過兩周“機械設計基礎課程設計”綜合實踐訓練，讓學生在實踐中鞏固提高。

2.整合課程內(nèi)容，增強適應性。高校擴招后，生源素質(zhì)變化很大，高職入校新生的高考文化成績大都位于考生群體的中間層，邏輯思維智能優(yōu)勢不突出。另一方面，隨著社會發(fā)展與科學技術(shù)進步，新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，催生了特殊功能的零件。按照高職學生的培養(yǎng)目標，課程內(nèi)容中對常用零部件設計要加強“失效分析、結(jié)構(gòu)設計、精度設計”，淡化“承載設計計算”。對于常用機構(gòu)應用著重于類型、選擇與應用，淡化設計。為了使學生能夠適應科技不斷發(fā)展的現(xiàn)實，要注重培養(yǎng)他們查閱、應用資料的能力及把各類方法靈活應用實際的能力。目前，南京機電職業(yè)技術(shù)學院(以下簡稱“我院”)對課程原有內(nèi)容作了增刪。如已刪去齒輪傳動強度計算、滾動軸承壽命計算公式的推導，簡化公式中的系數(shù)分析，變位齒輪傳動只作簡介；加強了同步齒形帶傳動、刪除滾動螺旋傳動內(nèi)容，增加了介紹新型聯(lián)軸器、新型連接、齒輪制造新技術(shù)的內(nèi)容；刪除了平面四桿機構(gòu)的運動分析、動力分析及三位置的設計方法內(nèi)容，淡化了凸輪機構(gòu)從動件的運動規(guī)律及盤型凸輪機構(gòu)的設計中理論性較強的內(nèi)容；增加了新型機構(gòu)、創(chuàng)新機構(gòu)類型介紹。

二、課程教學中需注意的環(huán)節(jié)

1.導人。導入是教學中很重要的環(huán)節(jié)，對調(diào)動學生學習的興趣、明確學習目的具有重要的作用，是傳遞教師對教學內(nèi)涵認識與要求的重要紐帶。導人一般可分為課程導入與新內(nèi)容導人。筆者在實踐中吧課程導人安排在緒論進行，通常采用問答式導入。具體做法：通常設三問，用時45分鐘，先對機器機械、機構(gòu)構(gòu)件、零件等三個名詞提問，然后一一回答并提出本課程學習內(nèi)容；再問“假設有沒考上大學直接進企業(yè)工作的同學，三年后你大學畢業(yè)恰好分在與你同學同一單位同一崗位，與同學相比你有何優(yōu)勢?”順勢提出課程目標、專業(yè)目標乃至高職生培養(yǎng)目標；最后問“你上課的同時，你父母在做什么?”再提出學習中的其它要求。后兩個問題觸及學生內(nèi)心深處，相對具有較好的效果。新內(nèi)容導入主要圍繞課程內(nèi)容特點及應用展開，在每次課中用時約10分鐘左右，如螺紋連接，先介紹應用，再介紹一般結(jié)構(gòu)，最后提出學習的重點是會選擇標準件、確定連接的結(jié)構(gòu)；再如，講授“軸”的課時，先從軸的功用導入，然后敘述傳動件及軸承、箱體的相對位置，引出軸的結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容。

2.教學內(nèi)容的互相聯(lián)系。

(1)加強各章節(jié)間的內(nèi)容聯(lián)系。機械設計課程各章節(jié)之間具有相對獨立性，應該注重它們之間的相互聯(lián)系。如講齒輪傳動的優(yōu)缺點時注意和帶傳動對比；講蝸桿傳動的失效形式時，可比較齒輪傳動的失效形式；介紹滑動軸承軸瓦材料時與蝸輪材料相比較?？蓮牧硪粋€角度進行教學內(nèi)容的聯(lián)系：用軸把軸系零件聯(lián)系起來，用減速器把機械零件的主要內(nèi)容聯(lián)系起來。這樣，有助于學生把零散的教學內(nèi)容串聯(lián)起來，提高對內(nèi)容整體概念的把握。

(2)加強與前置課程的聯(lián)系。《工程力學》的重點內(nèi)容在《機械設計基礎》課程中被直接應用，如受力分析作為重要知識及能力點，在各零件受力分析時均要用到；四種基本變形(力學模型)及強度計算作為主要知識與能力點，分別應用于“螺紋連接及鍵連接”、“齒輪傳動”、“軸”、“軸承”。在講授中要不斷提示和反復加深印象，以利于學生對力學中重要知識點與能力點的鞏固與應用，也有利于提高學生提高分析問題和解決問題的能力。

(3)加強與橫向課程的聯(lián)系。本課程與《機械制圖》、《公差與配合》、《金屬材料與熱處理》等課程有緊密聯(lián)系。如表達連接的結(jié)構(gòu)、軸的結(jié)構(gòu)設計、軸承的組合設計、零件的材料及許用應力、零件的精度設計及繪制零件圖時均不同程度上要應用前述橫向課程的內(nèi)容，應用時有意不斷提示與重復，提高學生綜合應用的能力。

3.改進教學手段。充分利用多媒體教學手段。多媒體技術(shù)具有聲畫并茂、圖文交互以及包容信息量大等優(yōu)勢，如在“導入”、“齒輪傳動整合原理”、“軸的結(jié)構(gòu)設計”、“平面連桿機構(gòu)應用”、“新型聯(lián)軸器”、“新型連接”、“創(chuàng)新機構(gòu)”等內(nèi)容中使用后，效果顯著，能提高學生的學習興趣。尤其是借助于多媒體，使“機構(gòu)”部分的內(nèi)容變“活”了，學生容易理解和掌握。

根據(jù)資源條件采用現(xiàn)場教學手段。我院配有“機零機構(gòu)陳列室”、“機械拆裝實訓室”、“機構(gòu)創(chuàng)新實訓室”，有一半以上的課安排現(xiàn)場教學，通過對機械零部件及機構(gòu)實物或模型的現(xiàn)場觀摩學習，增強學生對機械實物的感性認識，使書本上枯燥、難以理解的內(nèi)容變得生動易懂，大大地提高了學習效率和教學質(zhì)量。

4.實踐教學。課程改革后，實踐教學主要體現(xiàn)在：首先是機械拆裝，分五組輪換分別對減速器、微型沖床、常用機構(gòu)進行拆裝，在使用常用工具對機械零部件拆裝的同時，認識常用機械零部件的結(jié)構(gòu)及機構(gòu)的類型與運動，增強學生對機械零部件及機構(gòu)的感性認識，彌補了他們實踐經(jīng)驗的不足，為本課程的學習打下實踐基礎；其次是現(xiàn)場教學，通過對典型機械零部件及機構(gòu)的分析、觀摩、動手，加深對課程內(nèi)容的理解；第三是課程設計，通過模擬實際工作環(huán)境、減速器設計，達到提高理論聯(lián)系實際、正確應用所學知識分析問題、解決問題的能力。

課程教改方案的實施，加強了實踐性環(huán)節(jié)，提高了學生的學習興趣，改善了教學效果與教學質(zhì)量。但實際工程中應用極廣的類比法、反求法以及機械設計軟件、機械繪圖軟件的應用還沒能充分體現(xiàn)，有待于實踐改進并繼續(xù)深化改革。