基于手工制作的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革

朱品武

摘要本文提出了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程手工制作教學(xué)法，介紹了這種教學(xué)法的組織和教學(xué)改革的成效。

關(guān)鍵詞手工制作教學(xué)法教學(xué)改革課程

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是高職高專學(xué)院機械類、機電類專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程的教學(xué)目標是學(xué)生能認知常用零件的基本知識、能夠掌握常見機構(gòu)的工作原理及其簡單應(yīng)用，而且學(xué)生能夠進行基本的機械設(shè)計和解決一些簡單機械中的實際問題。該課程是后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生實際操作技能的基礎(chǔ)。那么，“老師如何教《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程？學(xué)生怎么學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程？在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)中，學(xué)生能夠?qū)W會多少？”會極大地影響機械類和機電類專業(yè)的學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)的能力和未來從業(yè)的能力。有鑒于此，在這門課程的教學(xué)中，必須聯(lián)系機械行業(yè)的生產(chǎn)實際，結(jié)合現(xiàn)代機械的發(fā)展趨勢，對教學(xué)內(nèi)容進行及時的革新，采用行之有效的教學(xué)方式方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計和從事機械行業(yè)生產(chǎn)的能力，最終達到培養(yǎng)實用性、技能型專業(yè)人才的目標。筆者多年從事機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)實踐，參考歷年積累的教學(xué)經(jīng)驗、結(jié)合高職高專學(xué)生認知規(guī)律，創(chuàng)造性地提出了基于手工制作的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)方法，并在我院的機械類和機電類專業(yè)的教學(xué)過程中付諸實踐。

一、學(xué)生現(xiàn)狀與傳統(tǒng)教學(xué)法的弊端

1、學(xué)生現(xiàn)狀。目前，高職高專學(xué)生普遍地注重學(xué)習(xí)的實用性，而且學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中喜好彰顯個性，學(xué)生的學(xué)習(xí)具有比較濃重的情緒色彩，具體表現(xiàn)為學(xué)生對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中直觀性教學(xué)內(nèi)容比較感興趣，而對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中系統(tǒng)的、抽象的教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)熱情很低，總體的學(xué)習(xí)效果不盡人意。針對這種學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，在組織械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中，只有結(jié)合機械生產(chǎn)實際，增加教學(xué)內(nèi)容的直觀性，采用具有生動性的教學(xué)方法，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2、傳統(tǒng)教學(xué)法的弊端。在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的傳統(tǒng)教學(xué)過程中，老師依照教材、通過掛圖和實物模型來進行滿堂灌式教學(xué)。從機械傳動原理到機械零件，所教所學(xué)既多又全，教學(xué)內(nèi)容既完整又連貫，可是學(xué)生缺乏實際動手的機會，或者是學(xué)生實際動手的環(huán)節(jié)很少。學(xué)生不是學(xué)習(xí)的主體，而是在被迫接受單調(diào)、空洞的抽象知識，學(xué)生處于應(yīng)付性學(xué)習(xí)狀態(tài)，教學(xué)效果自然地極差?，F(xiàn)在，縱然借助多媒體等先進教學(xué)工具，雖然增加了教學(xué)的直觀性，但是由于沒有徹底打破傳統(tǒng)教學(xué)理念和教學(xué)法的束縛，學(xué)生仍然對這些內(nèi)容提不起精神，還是不可能獲得上佳的學(xué)習(xí)效果。

二、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程手工制作教學(xué)法

1、由來與初衷。隨著職業(yè)教育改革的深入，各種教學(xué)改革如雨后春筍般涌出，例如項目驅(qū)動法教學(xué)、任務(wù)教學(xué)法教學(xué)和行動導(dǎo)入法教學(xué)等等。在這些教學(xué)法的啟發(fā)下，跳出“知識的系統(tǒng)性和完整性”的框架，遵循“因材施教、學(xué)以致用”的原則，筆者在我院的機械類和機電類專業(yè)的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)中，大膽地提出并實施了手工制作教學(xué)法。這種教學(xué)法的初衷是要極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的熱情，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力和實際解決問題的能力，并且養(yǎng)成學(xué)生團隊協(xié)作的精神。

2、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程手工教學(xué)法的組織。在課程開始之初，收集整理一些典型的機械的資料，使用多媒體教學(xué)設(shè)備，展示各種傳動機構(gòu)和機械零件，打開學(xué)生的視野。這些資料包括學(xué)生熟悉的機械裝置或設(shè)備，比如汽車、拖拉機、攪拌機、吊車、縫紉機、電影放映機，等等；也要選擇一些學(xué)生不熟悉的裝置，比如輪船、飛機、火箭、車床、沖床、紡織機、內(nèi)燃機，等等。接著要求學(xué)生分組討論、結(jié)合自己經(jīng)驗構(gòu)思可行的機構(gòu)制作方案，機構(gòu)制作的內(nèi)容由學(xué)生小組自行構(gòu)思與設(shè)計，形式不限。機構(gòu)制作的要求：（1）學(xué)生小組分組要求：自愿組合，每組人數(shù)不超過3人，選組長1名；小組編號為班級+兩位數(shù)，例如：1412101。（2）自備制作所需原材料和制作工具。（3）內(nèi)容要求：方案具有可實施性，方案中傳動方法明確，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，外觀協(xié)調(diào)合理。在教學(xué)過程中，提供二分之一的課堂時間作為現(xiàn)場制作課。在現(xiàn)場制作課中，學(xué)生分組進行制作，老師現(xiàn)場指導(dǎo)——解答學(xué)生提出的問題，為學(xué)生制作方案、制作方法中提供改進建議。一旦機構(gòu)制作鋪開了，學(xué)生就會遇到問題：什么傳動機構(gòu)可以實現(xiàn)自己的作品？如何搭建所需要的傳動方式？這時，學(xué)生如饑似渴地要求掌握常用機構(gòu)的功能、組成和特性。為了做出好作品，學(xué)生又主動要求了解連接方法和連接件、軸系零件等相關(guān)知識。如何解決制作中出現(xiàn)的問題？老師用另外一半的課堂教學(xué)時間組織學(xué)生進行有針對性的理論教學(xué)，完成對常用機構(gòu)和常見零件的認識與應(yīng)用。理想的安排是每周一次現(xiàn)場制作課結(jié)合每周一次采用理論課。理論課為制作課解惑，提供正確的方案和方法。這種交叉教學(xué)活動貫穿《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)全程。其中，安排2～3次作品講評，引導(dǎo)學(xué)生制作方向，并且檢查制作進度。最后，安排一周教學(xué)做一體化周。在這一周內(nèi)，要求學(xué)生改進、完善并測試自己的作品，同時撰寫手工制作報告。

3、教學(xué)改革的成效。學(xué)生分解一些小玩具獲得齒輪、軸、帶輪、車輪和電機等零件，使用筷子、薄木板等原材料來完成各種各樣的手工作品。在手工制作教學(xué)過程中，學(xué)生成為教學(xué)的主體，學(xué)生們熱情洋溢地參與到制作過程中，與此同時，學(xué)生們對于理論知識也表現(xiàn)出前所未有的關(guān)注，而且90%以上的同學(xué)能夠正確運用相關(guān)機構(gòu)和零件來完成自己的作品。課程結(jié)束時，學(xué)生們提交了很多出人意料的優(yōu)秀作品，下面二例可以為佐證。圖1是我院14級模具專業(yè)14131班第4組制作的“雷洛號”運沙車，采用多對齒輪傳動、定滑輪裝置、電動機和自制的有線控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)卡車的前進與后退、左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)和車斗的上升與下降功能。經(jīng)過測試，車體穩(wěn)固，各種功能能夠反復(fù)正確地實現(xiàn)。

圖2為14131班第5組制作的諸葛連弩，該組成員為鄒雨和宋偉二人，其中鄒雨負責(zé)設(shè)計連弩機構(gòu)、改進制作方法以及調(diào)試連弩使用效果；宋偉負責(zé)采購材料與拼接材料。原材料：雪糕棒、502膠水、牙簽、麻繩、電池盒、電機、齒輪、螺絲、車輪、開關(guān)。所需工具：小刀、鉗子、尺子、螺絲刀、尖嘴鉗。制作方法與制作工序：（1）分解玩具車，取出馬達，齒輪，車輪，車軸。（2）制作箭盒，裁剪8段74CM的原材料，裁剪2段48CM帶有圓弧并且組合黏在一起。（3）制作移動導(dǎo)軌，裁剪10CM* 10CM兩塊且與兩塊原材料粘合在一起，然后挖通槽2CM* 44CM。（4）制作傳動部分，自制曲柄滑塊機構(gòu)和齒輪傳動。（5）制作前擋板。（6）裝配箭盒與導(dǎo)軌。（7）裝配傳動部分。（8）裝配前擋板。（9）調(diào)式弦長。（10）測試相關(guān)數(shù)據(jù)：

測試結(jié)果：極限射程4米；有限射程1米；高精度射程范圍0.5米。諸葛連弩實現(xiàn)了反復(fù)的連續(xù)發(fā)射，在15CM射程范圍上靶率為60%。

職業(yè)技術(shù)教育的改革方興未艾，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程手工制作教學(xué)法很好地激發(fā)了高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以達到因材施教、教學(xué)相長的教學(xué)目的。至于這種教學(xué)法的規(guī)范性工作有待進一步挖掘與完善。

（作者單位：武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院）