《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)方法改革與探索

李潤(rùn)娟

（河南廣播電視大學(xué)，河南 鄭州 450046）

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》作為高職高專(zhuān)一門(mén)應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要研究機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)和通用零件的基本原理和設(shè)計(jì)方法，是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的核心課程[1]。目前《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的授課依然是以老師課堂面授為主，雖然講課過(guò)程中，老師通過(guò)制作包含豐富動(dòng)畫(huà)的課件進(jìn)行輔助教學(xué)，組織學(xué)生參觀《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》陳列柜，在課堂初期，這些可以在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的深入，學(xué)習(xí)難度的加大，學(xué)生會(huì)覺(jué)得所學(xué)內(nèi)容枯燥、繁瑣，因而失去學(xué)習(xí)興趣。另外，當(dāng)前高職高專(zhuān)學(xué)生入學(xué)分?jǐn)?shù)較低，文化基礎(chǔ)薄弱，自控能力不強(qiáng)，缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在學(xué)習(xí)過(guò)程中一旦遇到困難，就會(huì)產(chǎn)生挫敗感，再加上學(xué)生對(duì)機(jī)械產(chǎn)品缺乏了解，沒(méi)有企業(yè)工作經(jīng)歷，當(dāng)進(jìn)入專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)階段，很多學(xué)生就會(huì)出現(xiàn)畏懼情緒，從而對(duì)學(xué)習(xí)失去興趣，喪失學(xué)習(xí)信心。為了提高學(xué)生對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程興趣的持續(xù)性，保證教學(xué)效果，本文依據(jù)當(dāng)前高職高專(zhuān)學(xué)生的實(shí)際情況，結(jié)合該課程的特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面著手。

1 采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生核心職業(yè)能力

為了讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)過(guò)程中，我們采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)”是一種新型的教學(xué)方法，它是將學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)的任務(wù)，讓學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)的方式來(lái)完成知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)[2]。下面以“平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算”這一學(xué)習(xí)任務(wù)為例說(shuō)明具體的實(shí)施辦法。

“平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算”學(xué)習(xí)任務(wù)是讓學(xué)生具備簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)分析與自由度計(jì)算的能力。在任務(wù)實(shí)施的過(guò)程中，我們分三步進(jìn)行，第一步是理論知識(shí)學(xué)習(xí)，第二步是課堂練習(xí)，第三步是課后作業(yè)。

“理論知識(shí)學(xué)習(xí)”部分，學(xué)生通過(guò)自學(xué)或者老師講授的方法對(duì)本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解。本任務(wù)讓學(xué)生了解的內(nèi)容有：自由度的定義，平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件具有自由度的個(gè)數(shù)，低副、高副對(duì)自由度的限制，自由度的計(jì)算方法，復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束的含義及進(jìn)行自由度計(jì)算時(shí)需要注意的事項(xiàng)，平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。

“課堂練習(xí)”主要是讓學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際案例中，課堂練習(xí)題目的選擇方面要注意題目難度要由易到難、由淺入深：先讓學(xué)生計(jì)算簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的自由度，讓學(xué)生回顧低副、高副的定義，掌握自由度的計(jì)算公式。然后計(jì)算稍復(fù)雜機(jī)構(gòu)的自由度，最后讓學(xué)生進(jìn)行包含復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束等特殊機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算，讓學(xué)生掌握這些特殊情況進(jìn)行自由度計(jì)算的處理辦法。這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以提高學(xué)生的分析解決問(wèn)題的能力，具體實(shí)施時(shí)，老師要注意加強(qiáng)和學(xué)生的互動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行監(jiān)督和輔導(dǎo)，保證每一個(gè)學(xué)生完成此學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)到本任務(wù)的能力目標(biāo)。

“課后作業(yè)”是要求學(xué)生對(duì)幾個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，進(jìn)行機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算，并判斷機(jī)構(gòu)是否有確定的運(yùn)動(dòng)，以考察學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)分析、自由度計(jì)算、運(yùn)動(dòng)確定性的判斷等知識(shí)的綜合運(yùn)用情況。

圖1是“平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算”學(xué)習(xí)任務(wù)單，從圖中可以看出本學(xué)習(xí)任務(wù)的實(shí)施方案。

圖1 “平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算”的學(xué)習(xí)任務(wù)單

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法使學(xué)生對(duì)本課程各部分內(nèi)容有了更明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，使不同層次的學(xué)生都能有所提高，取得了較好的教學(xué)效果。

2 理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門(mén)課程具有實(shí)踐性強(qiáng)和與實(shí)際聯(lián)系密切等特點(diǎn)，因此，在講課過(guò)程中，要善于將常見(jiàn)的生活實(shí)例與課程內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如講解機(jī)器的組成時(shí)，自行車(chē)便可以作為一個(gè)常用的機(jī)器來(lái)進(jìn)行分析研究，車(chē)輪作為一個(gè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的整體，是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的單元，因此它就是一個(gè)構(gòu)件；而車(chē)輪又是由多個(gè)結(jié)構(gòu)組裝而成的，這些結(jié)構(gòu)就是制造的單元，叫做零件。因此呢，構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元，而零件是制造的單元。另外在講解平面連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，可以引入比如縫紉機(jī)、抽水機(jī)、運(yùn)動(dòng)器材——太空漫步機(jī)、公交車(chē)車(chē)門(mén)啟閉機(jī)夠等大量生活實(shí)例，使學(xué)生對(duì)不同的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有了清晰、明了認(rèn)識(shí)的同時(shí)，也明白《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容與我們的生活息息相關(guān)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)過(guò)程中采用簡(jiǎn)單的生活實(shí)例進(jìn)行講解，使學(xué)生覺(jué)得有趣、想學(xué)，同時(shí)使學(xué)生感覺(jué)到專(zhuān)業(yè)知識(shí)的有用性，而教材上大多是工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例，這樣本課程的學(xué)習(xí)即聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，又聯(lián)系生活實(shí)際，形成一個(gè)相輔相成的關(guān)系[3]，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3 通過(guò)匯報(bào)式總結(jié)，提高學(xué)生匯總知識(shí)及語(yǔ)言表達(dá)的能力

每個(gè)章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)完畢后，為了讓學(xué)生對(duì)本章節(jié)內(nèi)容有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化一下重難點(diǎn)，常規(guī)方法是老師進(jìn)行課堂總結(jié)，而學(xué)生則處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，必須讓學(xué)生參與其中，為此我們采用讓學(xué)生匯報(bào)總結(jié)的方法進(jìn)行，每一章內(nèi)容學(xué)習(xí)前先將本章匯報(bào)的任務(wù)布置下去，讓學(xué)生分小組進(jìn)行，匯報(bào)總結(jié)的題目可以從所學(xué)內(nèi)容的任何角度進(jìn)行，學(xué)生可以自選題目，也可以從老師提供的題目中進(jìn)行選擇，章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)后，學(xué)生通過(guò)查閱資料將匯報(bào)內(nèi)容制作成10到15分鐘的PPT，然后以PPT形式進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)。另外，為了鼓勵(lì)大家積極參與，每個(gè)組員至少有一次的匯報(bào)任務(wù)。每個(gè)同學(xué)匯報(bào)總結(jié)完畢后，老師要給予實(shí)時(shí)的肯定和表?yè)P(yáng)，讓學(xué)生產(chǎn)生成就感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，要鼓勵(lì)學(xué)生之間進(jìn)行相互評(píng)價(jià)，提出優(yōu)缺點(diǎn)，互相督促，共同進(jìn)步。另外，針對(duì)學(xué)生匯報(bào)過(guò)程中存在的問(wèn)題，老師也要提出改良的方法，讓學(xué)生在不斷的匯報(bào)總結(jié)中取得進(jìn)步。下面以第六章平面連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)[4]為例對(duì)匯報(bào)內(nèi)容做一介紹。

平面連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)這個(gè)章節(jié)的內(nèi)容主要包括鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型、鉸鏈四桿結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化、平面四桿結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)特性等。學(xué)生在進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

（1）從不同類(lèi)型鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在實(shí)際生活中的應(yīng)用這個(gè)角度來(lái)進(jìn)行總結(jié)，比如實(shí)際工程機(jī)構(gòu)牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)、插床機(jī)構(gòu)術(shù)語(yǔ)什么類(lèi)型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，生活中常用的攪面機(jī)、縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)、自行車(chē)走步機(jī)、慣性篩、天平、車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)等又屬于什么類(lèi)型的四桿機(jī)構(gòu)。

（2）可以通過(guò)故事對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，比如講到雙搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用——飛機(jī)起落架時(shí)，可以介紹起落架出現(xiàn)故障將造成極大的人員和財(cái)產(chǎn)損失，如何避免這種故障的產(chǎn)生等。在總結(jié)過(guò)程中，讓我們了解到機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)在很多領(lǐng)域都有所應(yīng)用，學(xué)好這門(mén)課程可以從事很多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的工作，為祖國(guó)做貢獻(xiàn)。

（3）可以通過(guò)日常生活中的實(shí)例總結(jié)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化過(guò)程。比如縫紉機(jī)針的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、刨床、插床的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓水機(jī)等機(jī)構(gòu)都是在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，為了滿(mǎn)足不同需求、提高性能而演變而來(lái)的，通過(guò)總結(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（4）可以通過(guò)匯報(bào)急回特性的應(yīng)用、死點(diǎn)位置的應(yīng)用總結(jié)平面四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性等內(nèi)容。

這種匯報(bào)式總結(jié)的方式，除了可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)之外，還可以提高學(xué)生分析總結(jié)、查閱文獻(xiàn)、語(yǔ)言表達(dá)等能力，同時(shí)不同的學(xué)生從不同的角度進(jìn)行總結(jié)，可以豐富學(xué)生的知識(shí)，拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性

信息化時(shí)代的到來(lái)，讓很多學(xué)生對(duì)電腦、網(wǎng)絡(luò)有著濃厚的興趣，我們可以充分利用學(xué)生的這一特點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。網(wǎng)絡(luò)課程是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)某種學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)的綜合[5]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)課程已經(jīng)成為面授課程一種有益的補(bǔ)充。目前高職高專(zhuān)院校已經(jīng)涌現(xiàn)出一批精品的網(wǎng)絡(luò)課程，為廣大善于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源。在講課過(guò)程中，老師可以給學(xué)生提供優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站，比如華南理工大學(xué)、天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院等開(kāi)發(fā)的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》國(guó)家級(jí)精品課程等，這樣可以幫助學(xué)生找到所需要的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行自主性、持續(xù)性的學(xué)習(xí)，同時(shí)，很多課程網(wǎng)站提供了網(wǎng)上課程考核平臺(tái)，學(xué)生可以通過(guò)課程網(wǎng)站的在線測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行自我測(cè)評(píng)，檢驗(yàn)自己對(duì)知識(shí)的掌握情況。

綜上所述，依據(jù)當(dāng)前高職高專(zhuān)學(xué)生的特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，提高學(xué)生的職業(yè)能力，通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際、匯報(bào)式總結(jié)、網(wǎng)絡(luò)課程輔助學(xué)習(xí)等幾個(gè)方面的實(shí)施，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，保證學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的持續(xù)性，提高學(xué)生的自學(xué)能力、總結(jié)能力、創(chuàng)新能力、語(yǔ)言表達(dá)能力等職業(yè)能力，取得了較好的教學(xué)效果，保證了教學(xué)質(zhì)量。

[1]萬(wàn)志堅(jiān)，童玉清，陳知泰.高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》任務(wù)驅(qū)動(dòng)式課堂教學(xué)改革實(shí)驗(yàn).職業(yè)技術(shù)教育[J].2013（2）.

[2]施大發(fā).高職電機(jī)與電器專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)計(jì).職業(yè)技術(shù)教育[J].2011（5）.

[3]張建中.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4]姚九成.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的創(chuàng)新與學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng).承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)[J].2012.

[5]柳吉華.《建筑材料》網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)設(shè)計(jì).吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)[J].2012（1）：37-39.