創(chuàng)新式《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)改革

【摘要】結(jié)合《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)實例，提出了高等職業(yè)教育課程教學(xué)改革體系中的各項改革方法，如創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，加強能力訓(xùn)練等教學(xué)的改革。并且就《機械設(shè)計基礎(chǔ)》考核中存在的問題提出了多種考核方式相結(jié)合的新思路。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新 ?教學(xué)改革 ?目標(biāo)教學(xué)

【Abstract】This paper put forward some reform methods about course teaching reform in higher vocational education by example of《Basis of Mechanical Designing》，such as innovating teaching content， teaching method， strengthen the ability training of the reform of the teaching. And puts forward new way of thinking about combining multiple assessment methods for resolve some problem in exam of 《Basis of Mechanical Designing》.

【Key words】innovation; teaching reform; goal teaching

【基金項目】該課題來源于湖南省教育廳教學(xué)改革研究項目“基于對接產(chǎn)業(yè)的機械制造專業(yè)理實一體化教學(xué)研究與實踐”，課題編號：（ZJB2012012）。

【中圖分類號】G718.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0201-02

1.引言

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是高職教育中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其實踐性很強、涉及面廣、具有一定的代表性。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握常用機構(gòu)及通用零部件的基本設(shè)計理論、設(shè)計方法，具備機械設(shè)計實驗技能和設(shè)計簡單機械及傳動裝置的基本技能。學(xué)生既需要掌握較好的理論知識，又需要具有較好的實踐動手能力，傳統(tǒng)的教學(xué)及考試方法能否達(dá)到要求，是一個值得我們探討及思索的問題。

2.課程教學(xué)改革體系結(jié)構(gòu)

圖1 教學(xué)改革體系結(jié)構(gòu)

課程教學(xué)改革應(yīng)從圖1所示5個模塊進行，它涵蓋了學(xué)生接觸到完全掌握該課程所需全部環(huán)節(jié)。

3.課程教學(xué)改革內(nèi)容

3.1 教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)新

教學(xué)應(yīng)當(dāng)為職業(yè)服務(wù)，傳統(tǒng)的目標(biāo)教學(xué)法太籠統(tǒng)，隨著職業(yè)在教學(xué)中的深入，創(chuàng)新式的目標(biāo)教學(xué)法得到應(yīng)用，如圖2所示。它在一開始就結(jié)合職業(yè)向?qū)W生提出所要達(dá)到的職業(yè)知識、能力及素質(zhì)目標(biāo)。這樣有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

圖2 教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)新

3.2 課程內(nèi)容優(yōu)化

針對高職教育的特點，在課程內(nèi)容的優(yōu)化上應(yīng)加強實踐性教學(xué)，在理論授課的同時可配合實踐。如每個部分講完后可安排適當(dāng)?shù)膶嵺`性環(huán)節(jié)，最好設(shè)計出或做出實物，這樣學(xué)生有成就感，對所學(xué)知識也記得牢。

以《機械設(shè)計基礎(chǔ)》為例，可將內(nèi)容進行優(yōu)化，分成以下幾個模塊：

圖3

如圖3所示，可在每個模塊中安排設(shè)計練習(xí)，增加學(xué)生動手時間。

3.3 教學(xué)方法創(chuàng)新

教學(xué)方法應(yīng)該有創(chuàng)新，如在講解平面機構(gòu)自由度計算公式時，很多教師是直接給出公式：F=3n-2PL-PH，其中n為可動構(gòu)件數(shù)，PL為低副個數(shù)，PH為高副個數(shù)，要學(xué)生記住，這種教學(xué)方法已經(jīng)不適合現(xiàn)代教學(xué)的要求。此時我們可采用動態(tài)分析及與學(xué)生互動來闡述這一公式形成的過程。學(xué)生可能會更感興趣、記得更牢。下面我們以凸輪機構(gòu)為例，推導(dǎo)一下機構(gòu)自由度計算公式。

（1）如圖4（a）所示，平面內(nèi)沒受任何約束的物體有3個自由度，此時平面內(nèi)有兩個沒有約束的物體，分別是凸輪和從動件，故自由度為：

F=3n=3×2=6

（2）如圖4（b）所示，此時從動件與機架形成了一個移動低副，凸輪與機架形成了一個轉(zhuǎn)動低副，即機構(gòu)共有兩個低副，我們知道每個低副限制兩個自由度，故現(xiàn)在該機構(gòu)自由度為：

F=3n-2PL=3×2-2×2=2

（a） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（b） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（c）

圖4 平面機構(gòu)自由度計算公式推導(dǎo)

（3）如圖4（c）所示，從動件與凸輪接觸在一起，形成一個高副，而高副限制1個自由度，故該機構(gòu)的最后自由度計算公式為：

F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1×1=1

這樣推導(dǎo)出來的公式便于學(xué)生的理解與記憶，并應(yīng)用于實際解題中。

3.4能力訓(xùn)練創(chuàng)新

傳統(tǒng)教學(xué)追求全而廣，希望學(xué)生全面掌握所有零部件的設(shè)計，但實際上是很難做到。所以，應(yīng)該改革能力訓(xùn)練，除了在授課的同時對所有模塊進行設(shè)計訓(xùn)練外，還應(yīng)對重點內(nèi)容進行重點能力訓(xùn)練，力求學(xué)生掌握重點知識點。如表1所示。

表1 能力訓(xùn)練項目

表1為《機械設(shè)計基礎(chǔ)》應(yīng)該重點加強的訓(xùn)練內(nèi)容。通過以上內(nèi)容的訓(xùn)練，學(xué)生將掌握常用機構(gòu)及通用零部件的基本設(shè)計理論、設(shè)計方法，具備設(shè)計簡單機械及傳動裝置的基本技能。

3.5考試改革思路

改革思路：“閉卷考試”+ 課程設(shè)計”+“開卷考試”

（1）閉卷考試能反映學(xué)生掌握理論知識的情況，具有較強的真實性，建議保留，但比例應(yīng)當(dāng)縮小，縮小為60%。

（2）改革課程設(shè)計。老師可采取隨時抽查，不定時監(jiān)督、用學(xué)生相互監(jiān)督等措施，減少或杜絕抄襲現(xiàn)象。采用多樣化設(shè)計形式，如減速器設(shè)計中，既可以采用圖5所示直接以電動機帶動減速器的方案設(shè)計，也可以采用圖6所示通過帶傳動帶動的減速器設(shè)計方案，這樣學(xué)生可以自由選擇，調(diào)動了他們的學(xué)習(xí)積極性。將課程設(shè)計比例增大到30%。因為學(xué)生能不能設(shè)計真實機械零部件是檢驗他們機械設(shè)計學(xué)得好不好的關(guān)鍵。

圖5 電動機驅(qū)動的減速器 ? 圖6 電動機經(jīng)帶傳動驅(qū)動的減速器

（3）增加開卷考試。具體方法是：將課程設(shè)計中兩張零件圖繪制去掉，因為齒輪及軸的尺寸、形狀在減速器裝配圖及設(shè)計說明書上都有體現(xiàn)，屬重復(fù)工作。將節(jié)省出來的時間組織一場開卷考試檢驗學(xué)生的動手設(shè)計能力?？荚嚂r間必須安排在課程設(shè)計的最后，等學(xué)生交完設(shè)計說明書之后，以避免學(xué)生抄襲，考試內(nèi)容就以減速器為題，考核成績算入課程設(shè)計成績，占10%。

開卷考試的考試題目可從學(xué)生的課程設(shè)計中抽取。如某班人數(shù)較多，設(shè)計時6人為一小組，開卷考試時將同一組設(shè)計的5～6名同學(xué)分開，并布置不同的試題，可按如下方式命題：

表2 試題分配

4.結(jié)束語

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)改革可在一定程度提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。經(jīng)過課程考核改革，學(xué)生的理論知識、動手設(shè)計能力及團結(jié)協(xié)作能力都將得到一次綜合的檢驗。能在一定程度上杜絕以前那種課程設(shè)計就是抄作業(yè)的不良作風(fēng)，使學(xué)生真正體會到知識的可貴之處。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭諄欽.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：中國鐵道出版社，2014.

[2]戴士弘， 畢蓉.高職教改課程教學(xué)設(shè)計案例集[M].北京： 清華大學(xué)出版社， 2007.

[3]戴士弘.職業(yè)教育課程教學(xué)改革[M].北京： 清華大學(xué)出版社， 2007.

作者簡介：

郭諄欽（1974-），男，湖南益陽人，碩士、副教授，主要研究方向為機械制造。現(xiàn)任教于長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院。