機(jī)電一體化專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)方法探討

劉鷹 熊慧英

【摘 要】針對(duì)高職學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的各種不良現(xiàn)象，積極進(jìn)行教學(xué)改革，在教學(xué)過(guò)程中開創(chuàng)靈活多變的教學(xué)方法，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及走上工作崗位打下良好基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教學(xué)方法 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2014）01C-0046-02

對(duì)于機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有非常重要的影響，學(xué)生在此期間如果沒(méi)有學(xué)好甚至出現(xiàn)厭學(xué)情緒將有可能出現(xiàn)棄學(xué)的現(xiàn)象，對(duì)其日后的學(xué)習(xí)和在從事相關(guān)機(jī)電類工作當(dāng)中解決實(shí)際問(wèn)題都將產(chǎn)生非常惡劣的影響。因此，教師非常有必要認(rèn)真思考如何針對(duì)高職學(xué)生存在學(xué)習(xí)態(tài)度不端正、學(xué)習(xí)興趣不濃厚、缺少良好的學(xué)習(xí)方法等普遍現(xiàn)象進(jìn)行教學(xué)改革，以提高教學(xué)質(zhì)量。本文從新課程導(dǎo)入、一體化教學(xué)、第二課堂建設(shè)、開放式教學(xué)四個(gè)方面來(lái)闡述如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力和實(shí)踐創(chuàng)新的精神。

一、新課程導(dǎo)入

高職機(jī)電一體化專業(yè)把機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程大都安排在入學(xué)后的第三個(gè)學(xué)期開課，在此之前的機(jī)電類專業(yè)課主要有機(jī)械制圖與CAD及機(jī)械制造基礎(chǔ)。學(xué)生在經(jīng)歷了一年的大學(xué)生涯后對(duì)大學(xué)生活和學(xué)習(xí)的熱情在減退，還有較大部分學(xué)生在大學(xué)第一學(xué)年中由于種種原因，專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)并不理想甚至出現(xiàn)厭學(xué)情緒。如果教師在此門學(xué)科的緒論中不作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，學(xué)生可能從一開始就覺(jué)得沒(méi)有興趣，之后再想讓其改變觀念就更難了。因此，筆者在緒論中是以提問(wèn)的形式作為開頭的。比如：了解自己日后的工作環(huán)境或工作內(nèi)容嗎？知道自己畢業(yè)后應(yīng)具備哪些基本的技能嗎？這個(gè)時(shí)期的學(xué)生開始關(guān)注畢業(yè)后的情形，這是可以提起他們興趣和注意力的問(wèn)題。圍繞這個(gè)問(wèn)題的展開把機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的作用及重要性講解清楚，讓學(xué)生自己去感受。

接著把本課程的授課方式與以往的不同之處告訴學(xué)生，這時(shí)要注意一定要有新意才能吸引住學(xué)生，比如：本課程的授課方式是將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)用實(shí)物模型加裝配圖的形式展示出來(lái)，先是理解圖中每個(gè)零件的實(shí)物樣式，然后講零件的裝配順序與裝配工藝要求，再接著講機(jī)構(gòu)的工作原理，最后是要求小組成員運(yùn)用所學(xué)知識(shí)開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)或改造設(shè)計(jì)，每一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)都要求學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)進(jìn)行自主分析、參與、團(tuán)隊(duì)間進(jìn)行競(jìng)賽，而且在這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中還將學(xué)到CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，同時(shí)學(xué)生可自帶電腦進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為配合大家的學(xué)習(xí)，在第二課堂還開展拆裝設(shè)備比武大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽及三維設(shè)計(jì)大賽。

筆者這樣的授課方式比傳統(tǒng)的純理論滿堂灌更受學(xué)生的歡迎，比賽活動(dòng)的開展也極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教育實(shí)踐和教育心理學(xué)實(shí)驗(yàn)都表明，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)推動(dòng)著學(xué)習(xí)活動(dòng)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保持一定的喚醒水平，指向特定的學(xué)習(xí)活動(dòng)。因此，為引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)由最初的興趣到自主學(xué)習(xí)，教師一方面要注意正確引導(dǎo)與傳授知識(shí)，使學(xué)生持續(xù)感受到學(xué)有所用的快樂(lè)感和成就感，另一方面還要注意與學(xué)生保持一種健康快樂(lè)的交流方式，參與學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)作過(guò)程，師生之間處于一種平等的共同進(jìn)步的狀態(tài)。

二、一體化教學(xué)

以培養(yǎng)高端技能型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的高職教育，首先要培養(yǎng)的目標(biāo)之一就是學(xué)生的謀生能力即有理論基礎(chǔ)的操作技能。因此，教師講課應(yīng)不拘泥于在教室進(jìn)行，也可以在實(shí)訓(xùn)中心或車間進(jìn)行，有些內(nèi)容轉(zhuǎn)移到實(shí)訓(xùn)室內(nèi)對(duì)著實(shí)物進(jìn)行講解更容易讓學(xué)生理解，同時(shí)還可以讓學(xué)生動(dòng)手拆裝或操作，這種直觀的感受是在教室內(nèi)用多媒體教學(xué)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，高職學(xué)生畢業(yè)后更多的是成為生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)一線的技術(shù)能手和業(yè)務(wù)骨干，從事設(shè)計(jì)工作的相對(duì)較少，他們工作當(dāng)中需要的是知識(shí)的運(yùn)用而非設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在完成設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)普遍的思維過(guò)程是從設(shè)備的輸出件要完成的任務(wù)開始倒推至動(dòng)力輸入件，而其他工作人員在最先讀圖或看實(shí)物時(shí)更多的是從尋找動(dòng)力輸入件、物料輸入端開始順序延伸到設(shè)備的輸出件。

因此，教學(xué)順序設(shè)計(jì)為先到實(shí)訓(xùn)中心認(rèn)識(shí)電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、平鍵、齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、軸、軸承、螺紋聯(lián)接等，讓學(xué)生在腦中建立起這些實(shí)物的模型、特征及功能，形成感性認(rèn)識(shí)。而后再回到教室，根據(jù)實(shí)物模型、裝配圖來(lái)分析其中的構(gòu)造原理，最后讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的小范圍設(shè)計(jì)。比如：講解凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)以凸輪的作用、可實(shí)現(xiàn)的功能、各組成部件間的裝配關(guān)系及結(jié)構(gòu)上的關(guān)鍵點(diǎn)的學(xué)習(xí)為主，弱化凸輪輪廓曲線的求解。授課時(shí)先展示一凸輪夾緊機(jī)構(gòu)，還讓學(xué)生親自推動(dòng)手柄感受一下，然后再播放一段不同形狀的凸輪工作的視頻，給學(xué)生在腦中先形成一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，接著問(wèn)學(xué)生哪個(gè)是輸入件？哪個(gè)是輸出件？讓學(xué)生再看一遍視頻，接著把視頻中的機(jī)構(gòu)裝配圖展示出來(lái)，學(xué)生組成小團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分組討論如上問(wèn)題，這時(shí)筆者通常會(huì)利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行3D建模，以幫助學(xué)生更好地理解實(shí)物構(gòu)造，然后由各團(tuán)隊(duì)分別講述各個(gè)零件的裝配順序及動(dòng)作原理，與此同時(shí)教師根據(jù)學(xué)生的描述運(yùn)用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件即時(shí)拖動(dòng)各個(gè)零件到相應(yīng)的位置進(jìn)行裝配，這樣學(xué)生會(huì)很容易理解或發(fā)現(xiàn)自己存在的問(wèn)題，接著教師再根據(jù)學(xué)生的描述進(jìn)行動(dòng)畫設(shè)計(jì)，以幫助學(xué)生正確理解機(jī)構(gòu)的工作原理。利用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)軟件很好的實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生的相互學(xué)習(xí)，建立了良好的溝通方式，學(xué)生通過(guò)此過(guò)程的描述極大增強(qiáng)了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和個(gè)人表達(dá)能力。最后再要求各團(tuán)隊(duì)分頭完成一項(xiàng)改造設(shè)計(jì)任務(wù)，例如：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)舂米機(jī)。已知條件：利用原有的手動(dòng)式舂米裝置進(jìn)行改裝，工作場(chǎng)所內(nèi)只有電源。要求學(xué)生能繪制出一個(gè)完整的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，這其中要包括動(dòng)力輸入裝置、中間轉(zhuǎn)換聯(lián)接、輸出裝置等。經(jīng)過(guò)這樣的反復(fù)練習(xí)，學(xué)生在腦海中能建立一個(gè)完整的知識(shí)體系，以往的教學(xué)只講凸輪機(jī)構(gòu)自身，不提及相關(guān)的其他配套裝置，這樣會(huì)讓學(xué)生很難理解接受，更談不上做改造設(shè)計(jì)。在教學(xué)上由于有了最早的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生即使還不懂得如何選擇電動(dòng)機(jī)，但是他們已經(jīng)知道了電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出后是要通過(guò)一個(gè)聯(lián)軸器傳遞到減速裝置，可選擇的減速裝置有：齒輪減速、帶輪傳動(dòng)、鏈輪傳動(dòng)等，這些實(shí)際上就是一個(gè)裝配工人、設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)該掌握的理論知識(shí)。至于電動(dòng)機(jī)的參數(shù)應(yīng)該如何選擇，不清楚也沒(méi)有多大的關(guān)系。在教學(xué)上更多的是先想辦法讓學(xué)生掌握這些基本知識(shí)，然后再考慮教授一些簡(jiǎn)單的具體設(shè)計(jì)。

三、發(fā)揮第二課堂的作用

面對(duì)高職教育中課時(shí)一減再減的壓力，如何保證學(xué)生學(xué)到的知識(shí)總量不減，教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果更好更令人滿意是目前被大多數(shù)教師關(guān)注的問(wèn)題。筆者是充分利用第二課堂的作用來(lái)帶動(dòng)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)，以彌補(bǔ)課時(shí)不足。先是利用課余時(shí)間帶領(lǐng)學(xué)生走向機(jī)電市場(chǎng)、生產(chǎn)廠家，讓學(xué)生們盡可能地廣泛接觸、認(rèn)識(shí)各類機(jī)電產(chǎn)品，在頭腦中形成感性認(rèn)識(shí)。帶領(lǐng)學(xué)生把在課堂上完成的創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行模型創(chuàng)作評(píng)比，這種手與腦的結(jié)合更好地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和理解。由系部牽頭在全系內(nèi)開展拆裝設(shè)備比武大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽及三維設(shè)計(jì)大賽，形成了月月有比賽，以賽促學(xué)習(xí)的良好局面。這期間教師的參與非常重要，教師要真正參與學(xué)生的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)作、比賽準(zhǔn)備等具體工作中，給學(xué)生以恰當(dāng)?shù)闹敢完P(guān)懷，這樣學(xué)生對(duì)專業(yè)課的學(xué)習(xí)及參與比賽的熱情才不會(huì)減退，才能最大化地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的發(fā)揮。

四、開放式教學(xué)

一方面可在有序管理的前提下對(duì)學(xué)生實(shí)行“開放式實(shí)訓(xùn)教學(xué)”，校內(nèi)綜合實(shí)訓(xùn)基地可接受學(xué)生課后應(yīng)個(gè)人要求對(duì)部分設(shè)備機(jī)臺(tái)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行開放。要求學(xué)生先寫申請(qǐng)、制訂具體實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)相關(guān)人員審批后，在實(shí)驗(yàn)管理人員的監(jiān)管下進(jìn)行相關(guān)作業(yè)，這樣由學(xué)生自己制訂方案，綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)、電、液等專業(yè)知識(shí)獨(dú)立作業(yè)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和綜合素質(zhì)大有好處。

另一方面充分利用CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件輔助教學(xué)，筆者預(yù)先設(shè)計(jì)了大量的機(jī)械零件三維模型并形成元器件庫(kù)，交給學(xué)生存貯在他們自己的電腦中，課堂創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)允許學(xué)生用自帶的電腦打開CAXA三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行創(chuàng)作，學(xué)生可調(diào)用庫(kù)中元件快速搭建模型，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫演示，各創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)將設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)比，這種教學(xué)方法能極大滿足學(xué)生求學(xué)心切的心理需求，從而提高學(xué)習(xí)興趣。而且體現(xiàn)了教師與學(xué)生人格上的平等性，不再是誰(shuí)主誰(shuí)次的地位。只有真正尊重學(xué)生，把學(xué)生當(dāng)成一個(gè)成熟的、理性的社會(huì)個(gè)體來(lái)看待，充分相信學(xué)生有自覺(jué)管理、自覺(jué)遵守課堂紀(jì)律的能力，才能形成良好的學(xué)風(fēng)、和諧的學(xué)習(xí)氛圍。

總之，面對(duì)高職學(xué)生生源差異性日漸增大，教學(xué)學(xué)時(shí)減少的環(huán)境，積極運(yùn)用各種教學(xué)方法努力提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極開拓學(xué)生的創(chuàng)新能力是當(dāng)下教師刻不容緩的責(zé)任。提倡以工作過(guò)程為導(dǎo)向的教學(xué)改革思路能更好地貼近學(xué)生日后的實(shí)踐活動(dòng)，采用靈活多變的教學(xué)方法本身就體現(xiàn)了教師的創(chuàng)新精神，這為積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新做出了良好的表率作用。這同時(shí)對(duì)教師綜合素質(zhì)也提出了更高的要求，教師能力的不斷提高才能更好地開創(chuàng)新的教學(xué)局面，以滿足社會(huì)日新月異的人才需求。

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【基金項(xiàng)目】2011年度新世紀(jì)廣西高等教育教學(xué)改革工程立項(xiàng)項(xiàng)目（2011JGB250）

【作者簡(jiǎn)介】劉 鷹（1972- ），女，廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專任教師，中級(jí)職稱，研究方向：機(jī)械類學(xué)科的高等職業(yè)教育，遠(yuǎn)紅外發(fā)熱器的創(chuàng)新性應(yīng)用。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）