高職機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探索

[摘要]引入行為導(dǎo)向法，改革機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式，把教學(xué)內(nèi)容整合成項目，在項目實踐中貫徹學(xué)生為主體的思想。讓學(xué)生在做中學(xué)，把目標(biāo)學(xué)習(xí)貫徹始終，使學(xué)生掌握基本的知識和技能。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 行為導(dǎo)向法 教學(xué)改革

[中圖分類號]G [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]0450-9889（2013）02C-0055-02

一、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是機(jī)械類、機(jī)電類、近機(jī)類專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，它研究的是機(jī)械設(shè)計中的共性問題，是機(jī)械設(shè)計工程的技術(shù)基礎(chǔ)，應(yīng)用廣泛。其在課程設(shè)置中起著承前啟后的作用，綜合性強(qiáng)，密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，既要為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課服務(wù)，又可直接用于生產(chǎn)實際；既有較強(qiáng)的理論性，又有一定的實踐性。在培養(yǎng)機(jī)類工程技術(shù)人才的過程中，學(xué)生通過學(xué)習(xí)該課程，增強(qiáng)機(jī)械理論基礎(chǔ)，提高對機(jī)械技術(shù)工作的認(rèn)知水平，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)和今后從事設(shè)計技改工作打下基礎(chǔ)。

對于本課程，教師難教，學(xué)生難學(xué)。它的難教在于：要求教師熟練運(yùn)用基礎(chǔ)課知識，因材施教，把相對枯燥的知識轉(zhuǎn)化成學(xué)生想學(xué)、樂學(xué)的形式，而且要理論聯(lián)系實際地進(jìn)行教學(xué)。它的難學(xué)在于：集許多基礎(chǔ)學(xué)科的知識于一體，但高職生的基礎(chǔ)普遍不好，學(xué)起來更加吃力，而且課程重點不突出，各章節(jié)內(nèi)容之間相對獨立，相互之間聯(lián)系少，各有特點。

學(xué)生普遍反映這門課“比較難”“當(dāng)時聽得懂，過后就忘了”。如何在課堂上講學(xué)生聽得懂、學(xué)得會的知識，如何在課后鞏固學(xué)習(xí)成果，讓學(xué)生能懂、會做、有想法，是我們要解決的問題。

二、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革的必要性

由于機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)在課程體系中具有不可替代的地位，因此在各類規(guī)劃教材中都可以看到它。但這些教材普遍是對本科教材進(jìn)行刪減，降低難度，各章節(jié)不系統(tǒng)連貫的問題還是沒有得到根本的解決。機(jī)械設(shè)計的程序，實際上是對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)所研究內(nèi)容的系統(tǒng)應(yīng)用過程。教師要把設(shè)計思路和程序貫穿于教學(xué)的始終，讓同學(xué)們知道如何解決在設(shè)計過程中遇到的問題，學(xué)了能解決什么問題，為什么學(xué)；在學(xué)習(xí)過程中，從易到難，將知識點分解成一個個小任務(wù)，并且引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計的實踐，從無到有，每一步都是師生共同探究的過程。要大大提高學(xué)生的參與熱情，教師就要對教材進(jìn)行改革，每一個章節(jié)就是一個課題，是一個系統(tǒng)工程，解決一個機(jī)構(gòu)設(shè)計問題，讓學(xué)生帶著問題、帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)。

三、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的探索

生產(chǎn)實際中的創(chuàng)新和技改，是對機(jī)械設(shè)計的基本理論的實踐。而創(chuàng)新是企業(yè)生存和發(fā)展的基本要素之一。機(jī)械基礎(chǔ)知識和設(shè)計的基本思路給了學(xué)生創(chuàng)新和技改的基本思路和方法。而機(jī)械設(shè)計的程序，是對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)所研究內(nèi)容的系統(tǒng)應(yīng)用過程。這些方面都要求學(xué)生積極實踐和思考，并且是一個系統(tǒng)的過程。行為導(dǎo)向教學(xué)法可以很好地應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中。

我們從社會需求出發(fā)，堅持以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位的指導(dǎo)思想，以機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式為研究對象，借助項目教學(xué)法、案例教學(xué)法等教學(xué)方法，系統(tǒng)地研究分析了行為導(dǎo)向教學(xué)模式對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量及提高學(xué)生職業(yè)能力的影響，編寫一套基于項目教學(xué)法的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，制定一套行之有效的以行為導(dǎo)向教學(xué)為基礎(chǔ)的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)模式。不僅使學(xué)生充分掌握機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)，提高了機(jī)械設(shè)計能力和職業(yè)能力，同時培養(yǎng)了學(xué)生的自主意識、創(chuàng)新意識，促進(jìn)學(xué)生的個性發(fā)展。

（一）教材內(nèi)容及側(cè)重點的選擇

為了適應(yīng)高職高專的普遍需要，市面上我們所能選用的教材內(nèi)容比較廣泛，也比較深奧。對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好的學(xué)生來說，一些計算分析的內(nèi)容很難學(xué)，嚴(yán)重打擊了學(xué)習(xí)積極性，而計算公式推導(dǎo)對提高學(xué)生工程設(shè)計能力幫助并不大，完全可以刪減，只強(qiáng)調(diào)運(yùn)用。對滾動軸承的選擇及組合設(shè)計、軸的設(shè)計及受力優(yōu)化，齒輪的設(shè)計等在生產(chǎn)實際中應(yīng)用較多的內(nèi)容，則多花時間進(jìn)行講解和訓(xùn)練。我們在認(rèn)真研究課程特點、整合課程內(nèi)容、突出專業(yè)特點的基礎(chǔ)上，大量加入學(xué)生實踐的內(nèi)容，建立和完善適合專業(yè)和生產(chǎn)一線需求的課程新體系。根據(jù)專業(yè)的要求重新設(shè)計課程體系，對已有的教材內(nèi)容進(jìn)行整合，增加實用性強(qiáng)的新知識，刪減一些對生產(chǎn)實踐用處不大的章節(jié)，使之符合學(xué)生的認(rèn)知特點，有的放矢地教授學(xué)生在該學(xué)科中應(yīng)該掌握的知識，特別強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)、學(xué)中做”。緊緊抓住高職教育的特點，根據(jù)專業(yè)要求，對生產(chǎn)一線的內(nèi)容進(jìn)行整合，補(bǔ)充實例，重新編排所講內(nèi)容的順序、詳略，重新確定重點。

（二）教學(xué)模式的改革

教學(xué)模式改革的總體思路是：以設(shè)計為主線，以培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計能力為目標(biāo)，建立課堂教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式。著眼于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，注重理論與實踐、理論講授與實驗操作相結(jié)合。

1.課堂教學(xué)模式的改革

（1）雖然各章節(jié)內(nèi)容相對獨立，各機(jī)構(gòu)相互之間結(jié)構(gòu)特點聯(lián)系少，看似重點不突出，但機(jī)器是由各個機(jī)構(gòu)系統(tǒng)組成，這就是它們的聯(lián)系。教師在吃透內(nèi)容的前提下，選用相對簡單又常用的機(jī)械，先在實訓(xùn)現(xiàn)場進(jìn)行拆裝分析，畫好草圖，再對該機(jī)器的各機(jī)構(gòu)進(jìn)行分解。采用步步推進(jìn)的辦法，進(jìn)行系統(tǒng)性教學(xué)，環(huán)環(huán)相扣，既可以先從執(zhí)行機(jī)構(gòu)往后推演，一個個解決配套機(jī)構(gòu)問題，也可以從原動機(jī)開始，層層推進(jìn)，最后進(jìn)行整合，相關(guān)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)就都有了聯(lián)系。在推演選擇的過程中，特點、區(qū)別等問題就能得到關(guān)注，有利于學(xué)生對知識的理解和掌握。

（2）采用能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性的教學(xué)手段，對課堂信息量進(jìn)行調(diào)整，本著“能學(xué)會、夠用、精練”的原則，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為出發(fā)點，不求多、不求全，一步一個腳印，扎扎實實推進(jìn)。以學(xué)生為主體，采用行為導(dǎo)向法，以討論課的方式進(jìn)行參與式教學(xué)，按教學(xué)內(nèi)容的特點應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動法等方式，以學(xué)生比較熟悉和關(guān)心的話題為內(nèi)容，不需要標(biāo)準(zhǔn)答案，讓學(xué)生在課堂上充分發(fā)表自己的觀點和見解。

課程的重點是設(shè)計，設(shè)計章節(jié)教學(xué)過程可采用任務(wù)驅(qū)動法。包括五個步驟：第一，提出任務(wù)。教師首先給學(xué)生講清楚要完成的工作任務(wù)的內(nèi)容、條件和目標(biāo)，并通過對工作任務(wù)的提示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)。第二，簡單演示，學(xué)生跟學(xué)。由教師在黑板上演示，要求學(xué)生一起來做，教師在簡單演示后，即讓學(xué)生嘗試完成任務(wù)，教師適當(dāng)指導(dǎo)。如果學(xué)生由于缺乏必要的知識準(zhǔn)備而難以完成任務(wù)，那么就應(yīng)當(dāng)盡快轉(zhuǎn)入第三個階段。第三，提出問題。如果學(xué)生通過模仿能夠基本完成任務(wù)，那么所提的問題就應(yīng)當(dāng)是針對如何理解操作過程的；如果學(xué)生無法完成任務(wù)，那么所提出的問題就應(yīng)當(dāng)是針對問題解決的。第四，引導(dǎo)解決。引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀教材或查閱其他資料，或通過教師講解，獲得完成丁作任務(wù)所需要的專業(yè)技能和專業(yè)知識，并理解和應(yīng)用。第五，回歸任務(wù)。學(xué)生把所獲得的知識與提出的任務(wù)聯(lián)系起來，看看在掌握了這些專業(yè)知識后，能否把工作任務(wù)完成得更好。這樣，學(xué)生在整個設(shè)計的過程都參與動手并得到指導(dǎo)，對比較難理解的方法和設(shè)計的過程都有感性認(rèn)識，更容易掌握所學(xué)內(nèi)容。

如果學(xué)生水平不夠高，那就采用模擬學(xué)習(xí)法，全部由教師講解，并完成整個過程，要求學(xué)生亦步亦趨，完成一個過程。

（3）充分培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，采用自學(xué)和啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合的方法。對常見易懂的內(nèi)容可以安排學(xué)生自學(xué)，難度不大的內(nèi)容則采用啟發(fā)式教學(xué)，拋磚引玉，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，推動他們思考，培養(yǎng)解決問題的能力。

（4）盡量多聯(lián)系生活、生產(chǎn)實際舉例，舉生活中常見的機(jī)械為例子，讓學(xué)生有親切感，更容易接受教學(xué)過程。

2.教學(xué)過程

（1）從身邊的實物人手。我們學(xué)院的學(xué)生基本都是從農(nóng)村來的，對于一些簡單的工具、用具都比較熟悉，我們就從這方面人手，在項目中作為設(shè)計目標(biāo)讓學(xué)生來完成。比如四桿機(jī)構(gòu)，我們先啟發(fā)學(xué)生，有沒有見過類似的用具，機(jī)械就是把人的工作實現(xiàn)的過程。如果把人工轉(zhuǎn)成機(jī)械是怎么樣的？引導(dǎo)學(xué)生多想篩東西的過程，木工刨木頭的過程，和四桿機(jī)構(gòu)有什么關(guān)系？通過思考和聯(lián)系，引出四桿機(jī)構(gòu)的基本形式和特點。類似的還有從舂米機(jī)引出凸輪機(jī)構(gòu)。

（2）布置設(shè)計項目。學(xué)生思考后，懂得了常見用品和我們設(shè)計機(jī)構(gòu)的相互聯(lián)系，就開始列出我們要設(shè)計的機(jī)構(gòu)，比如自動搖篩、自動舂米機(jī)等。

（3）具體實踐。要實現(xiàn)簡單的運(yùn)動，也需要一系列的知識，我們從動力開始，先選電機(jī)，從中引出傳動比的概念，但開始我們可以先不講解傳動比的內(nèi)容，而是遵循先易到難，將其暫時先擱置，放到后面解決。先要求學(xué)生設(shè)計一定尺寸的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，學(xué)生興趣很大，在設(shè)想的過程中，就能基本掌握相關(guān)知識了。比如搖篩，就有四五種設(shè)想，然后大家討論方案的優(yōu)劣，確定方案（不是唯一方案）。

執(zhí)行系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計好，有了功率和速度的要求，怎么提供合適的動力和速度？這就要開始選電機(jī)，選好電機(jī)，速度如何改變？又引進(jìn)帶傳動和變速箱，一步步地選用和設(shè)計。傳動比的分配、性能和尺寸參數(shù)以及軸的設(shè)計都緊緊圍繞任務(wù)來實行。傳動比分配好，帶傳動和變速箱參數(shù)確定好后，就是選軸承和聯(lián)軸器了。學(xué)生因為要設(shè)計一個東西出來，有了目標(biāo)，學(xué)習(xí)積極性比較高。

經(jīng)過一段時間的教學(xué)實踐，學(xué)生參與的積極性比較高，收到了比較好的教學(xué)效果。

[基金項目]2011年度新世紀(jì)廣西高等教育教學(xué)改革工程立項項目（2011JGB25t3）

[作者簡介]熊慧英（1970-），廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系副教授，高級工程師。

（責(zé)編 丁夢）