關(guān)于高職機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)改革的思考

姚永平

摘 要 本文在分析高職機(jī)械設(shè)計(jì)課程傳統(tǒng)教學(xué)存在不足的基礎(chǔ)上，論述了在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中改進(jìn)教學(xué)方法、調(diào)整教學(xué)體系的必要性和可行性，結(jié)合具體實(shí)例提出了教學(xué)改革的重點(diǎn)在調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和手段的、突出專科特色、處理好傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的關(guān)系以及理論與實(shí)踐相銜接等建議。

關(guān)鍵詞 高職教育 機(jī)電工程專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G420文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Thinking on the Teaching Reform of Vocational Mechanical Design

YAO Yongping

(Enshi Polytechnic, Enshi, Hubei 445000)

Abstract This paper analyzes the traditional teaching of vocational courses mechanical design deficiencies, based on the mechanical design are discussed in the improvement of teaching methods in teaching, to adapt their teaching system, the necessity and feasibility, with concrete examples of teaching reforms proposed recommendations in the adjustment of the focus of teaching content, improve teaching methods and means, highlighting the special feature, handle the traditional relationship between design and modern design, the interface between theory and practice.

Key words vocational education; electrical engineering; mechanical design; teaching reform

機(jī)械設(shè)計(jì)課程是高職機(jī)電專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有基礎(chǔ)性、多樣性、靈活性和實(shí)踐性等特點(diǎn)，既包括各種機(jī)械的傳動(dòng)原理、正確使用和維護(hù)設(shè)備及故障分析等方面基本知識(shí)，又包含了設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的基本技能。①傳統(tǒng)式教學(xué)方法存在諸多弊端，如何改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與方法是當(dāng)前高職機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)而緊迫重要課題。

1 現(xiàn)存問(wèn)題與矛盾

（1）教學(xué)內(nèi)容過(guò)于龐雜?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程涵蓋內(nèi)容包括機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)，內(nèi)容涉及材料、力學(xué)、熱處理、機(jī)械原理、公差與配合、機(jī)械零件、機(jī)械CAD等，不僅涉及面廣，而且某些教學(xué)內(nèi)容過(guò)于零碎，與其它課程交叉重復(fù)較多，如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接的教學(xué)內(nèi)容就明顯不符合少而精的原則，再如減速器的類型、樣式和設(shè)計(jì)參數(shù)要求，與機(jī)械制圖課程中的減速器設(shè)計(jì)知識(shí)重復(fù)率高，這不僅失去了學(xué)科特點(diǎn)，也浪費(fèi)了大量的教學(xué)時(shí)間。

（2）不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。當(dāng)前，絕大多數(shù)高職機(jī)械設(shè)計(jì)教材不僅內(nèi)容龐雜，而且理念陳舊，脫離工程實(shí)踐，跟不上迅速發(fā)展的科學(xué)步伐，廣度有余而深度不足，不能完全反映多元的，復(fù)雜的，獨(dú)特的科學(xué)體系?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)不僅具有工程性和技術(shù)性，還具有社會(huì)性、系統(tǒng)性和經(jīng)濟(jì)性，隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)際中許多新的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論正不斷涌現(xiàn)，如創(chuàng)新設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、反求工程設(shè)計(jì)等等，教學(xué)中往往只注重設(shè)備結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析等技術(shù)內(nèi)容，而忽略滲入能源、環(huán)境，安全、人機(jī)關(guān)系、美學(xué)等社會(huì)因素和價(jià)值工程、周期費(fèi)用分析等經(jīng)濟(jì)因素，出現(xiàn)了理論與實(shí)踐的嚴(yán)重脫節(jié)。

（3）教學(xué)方式不能適應(yīng)教學(xué)需要。傳統(tǒng)教學(xué)方式習(xí)慣于從書本到原理，老師一講到底，學(xué)生死記硬背，必要時(shí)也僅僅不在教室用黑板和掛圖作一些補(bǔ)充講解，基本上是單一的“灌輸式”，很少進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、案例式教學(xué)、討論啟發(fā)式教學(xué)，沒(méi)有給學(xué)生留出獨(dú)立分析問(wèn)題、思考問(wèn)題的時(shí)間，這樣既不利于學(xué)生加深對(duì)課堂知識(shí)的理解和掌握，也無(wú)助于提高學(xué)生得用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

2 改革建議與實(shí)踐

2.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

高職教育的各科的教學(xué)內(nèi)容都必須緊密聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性、整體性和創(chuàng)新性，機(jī)械設(shè)計(jì)課程也不例外，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容多，而大多數(shù)學(xué)生從高中校門直接進(jìn)入高職院校門，機(jī)械方面的知識(shí)基本上是空白，所以教學(xué)應(yīng)避繁就簡(jiǎn)、突出重點(diǎn)、深入淺出。按照“適度、夠用”的基本原則，以工程實(shí)用為目標(biāo)，以培養(yǎng)職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)為主線，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，在必要在教學(xué)計(jì)劃、課程設(shè)置等方面進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)。②一是精簡(jiǎn)，壓縮傳統(tǒng)內(nèi)容，敘述性內(nèi)容，減少了一些課程上的理論重復(fù)，將一些專業(yè)理論知識(shí)有機(jī)地融入到實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、社會(huì)調(diào)查、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）和課外科技活動(dòng)等教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行，為課堂教學(xué)減輕一些負(fù)擔(dān)；二是整合，將理論力學(xué)、材料力學(xué)與機(jī)械零件的知識(shí)點(diǎn)揉合為一個(gè)整體。如機(jī)械制圖、公差、機(jī)械設(shè)計(jì)中的齒輪公差；理論力學(xué)、材料力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)動(dòng)與力的分析、機(jī)械摩擦與效率等內(nèi)容；材料力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)中強(qiáng)度與剛度的計(jì)算等內(nèi)容可進(jìn)行知識(shí)整合串聯(lián)講授；三是增設(shè)，在去掉基于系統(tǒng)性與完整性考慮而設(shè)置的部分理論知識(shí)后，可增加以電、液為動(dòng)力的機(jī)構(gòu)組合，結(jié)合實(shí)際的典型機(jī)械等新內(nèi)容，例如開式傳動(dòng)鏈、機(jī)械手、打印機(jī)等，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代機(jī)械有較全面認(rèn)識(shí)，更主要適當(dāng)生產(chǎn)實(shí)際需要，方便計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用和推廣。

2.2 注重能力的培養(yǎng)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程雖然以傳授基礎(chǔ)知識(shí)為主，但它同時(shí)也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，絕不能輕視對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)技能和創(chuàng)新技能的培養(yǎng)，教學(xué)原則當(dāng)以技術(shù)應(yīng)用能力為主線，注重培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能力上加強(qiáng)輔導(dǎo)，鼓勵(lì)自學(xué)，尤其經(jīng)從培養(yǎng)多類型、多規(guī)格的人才培養(yǎng)思想出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、工程意識(shí)、工程實(shí)踐能力、社會(huì)實(shí)踐能力，因此，在教學(xué)實(shí)踐中，一是要由“灌輸式”教學(xué)愀啟發(fā)式教學(xué)，教師在傳授知識(shí)時(shí)著重講明基本概念、觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上把尋求結(jié)論的任務(wù)留給學(xué)生；二是要聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行教學(xué)，堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的方向，體現(xiàn)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)踐性和現(xiàn)代性的高職教學(xué)特點(diǎn)。如結(jié)合教學(xué)內(nèi)容提出生產(chǎn)生活以及工程中的實(shí)際問(wèn)題，與學(xué)生一起討論，并從典型例子加以推廣和衍生，以某些具體設(shè)計(jì)方案引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思考，經(jīng)常開展基本技能、專業(yè)技能、綜合能力這三個(gè)層次的訓(xùn)練。循序漸進(jìn)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由單項(xiàng)操作訓(xùn)練到綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.3 創(chuàng)新教學(xué)方法與手段

高職院校生源對(duì)象面廣，參差不齊，大多數(shù)學(xué)生接觸實(shí)際機(jī)械知識(shí)不多。因此，在教學(xué)中，一方面應(yīng)加強(qiáng)直觀教學(xué)，讓學(xué)生接觸各種機(jī)械、機(jī)構(gòu)、零件、部件、圖紙；另一方面，通過(guò)電子教案、多媒體、CAI課件、錄像等，借助計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，仿真軟件系統(tǒng)，實(shí)施現(xiàn)代化的“立體”教學(xué)。教學(xué)中應(yīng)減少理論推導(dǎo)，以例證講清思路，強(qiáng)調(diào)形象生動(dòng)，讓學(xué)生易接受和理解，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。

2.4 突出專業(yè)特色

學(xué)以致用是高職教育的靈魂，機(jī)械設(shè)計(jì)課程既不能面面俱到，更不能強(qiáng)求一律，要圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，突出?？铺厣v授貫徹少而精原則，重視知識(shí)的簡(jiǎn)約化、結(jié)構(gòu)化，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)去理解和掌握課程的基本結(jié)構(gòu)、基本知識(shí)、基本方法。③如對(duì)于數(shù)控專業(yè)的學(xué)生重點(diǎn)可放在普通機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)上，如電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力參數(shù)、主軸箱的運(yùn)動(dòng)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)等等；再如汽車專業(yè)的學(xué)生可不必進(jìn)行傳統(tǒng)的一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)的教學(xué)，而直接講解汽車用變速器的設(shè)計(jì)，這樣，既強(qiáng)調(diào)了知識(shí)的運(yùn)用，又能更好發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，起到事半功倍的效果。

2.5 積極開展第二課堂活動(dòng)，提高學(xué)生的自學(xué)能力

對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)課程而言，有限課時(shí)所傳授的知識(shí)也是非常有限的。因此，教學(xué)實(shí)踐中，一方面，可將比較易于理解一般性內(nèi)容，如螺紋的主要參數(shù)及常用螺紋、銷聯(lián)接、過(guò)盈配合、滑動(dòng)軸承 的結(jié)構(gòu)、材料、潤(rùn)滑方法及聯(lián)軸器、彈簧等放在課后由學(xué)生自學(xué)；另一方面，可有計(jì)劃地開設(shè)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)、包裝裝璜設(shè)計(jì)等方面的選修課，積極組織CAI設(shè)計(jì)大賽、計(jì)算機(jī)繪圖大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽之類的科技競(jìng)賽，引導(dǎo)學(xué)生開展各種有益學(xué)生身心健康、擴(kuò)展知識(shí)面、開拓視野、培養(yǎng)能力、陶冶情操的活動(dòng)。

2.6正確處理傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)關(guān)系

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)在一定程度上具有經(jīng)驗(yàn)性隨意性，設(shè)計(jì)方法大都局限在元件和結(jié)構(gòu)的驗(yàn)證性分析計(jì)算上，并以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為主要依據(jù)；現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)科學(xué)化和模式化，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)全局的功能綜合目標(biāo)，堅(jiān)持理論分析計(jì)算和試驗(yàn)分析的相互結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)最佳功能目標(biāo)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)以強(qiáng)度、剛度，穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性能等為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，在本質(zhì)上往往是靜態(tài)的、條件性的和近似的；現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)往往以實(shí)際工況為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)具體實(shí)際引入可靠性、動(dòng)力學(xué)，摩擦學(xué)的一些新概念。④這兩者雖然存在較大區(qū)別，但并不是完全對(duì)立的，因此教學(xué)中既要注重經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，又要借助現(xiàn)代設(shè)計(jì)手段，引入新的設(shè)計(jì)方法，尤其要注重設(shè)計(jì)中社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因素的啟發(fā)教育，使學(xué)生在掌握傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上又了解現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，理解傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的區(qū)別與聯(lián)系，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)是方向，提高實(shí)際設(shè)計(jì)能力是追求。

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)既是基礎(chǔ)課程，又是最能體現(xiàn)高職教育特殊性的應(yīng)用性學(xué)科，需要不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法與手段。筆者根據(jù)長(zhǎng)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提出了一些教學(xué)改革的基本思路，也做過(guò)相關(guān)實(shí)踐探索，效果還有待于在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)，但培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)，提高分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力這是所有教學(xué)改革的目標(biāo)，這個(gè)探索方向必須堅(jiān)持。

注釋

① 朱雙霞,史新逸,李梁.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2009:28.

② 王永紅.高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革探索[J].當(dāng)代教育論壇(管理版),2011.26(5):86-87.

③ 肖敏.基于工程背景知識(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)探討[J].教育教學(xué)論壇,2011(7):182-184.

④ 陳波,張建中.“機(jī)械設(shè)計(jì)課程群”的教學(xué)改革與實(shí)踐研究[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2011.13(6):18-21.