《機械基礎》課程教學設計

【摘 要】 本文從教學模式、教學內容、教學方法、教學手段、考核方式等五方面的改革，闡述了筆者在課題“基于工作過程的職業(yè)學校課程改革及實踐研究”中《機械基礎》課程具體實施的整體教學設計過程。

【關 鍵 詞】 機械基礎；教學設計；課程

本課程的教學目標是：使學生具備所必需的機械基礎知識和基本技能，初步形成解決實際問題的能力，為學生學習后續(xù)專業(yè)課程，參加技能鑒定，提高全面素質，增強職業(yè)應變能力、團隊合作能力和繼續(xù)學習的能力打下一定的基礎。

傳統的《機械基礎》教學，已經不能適應現代學生的學習，課題組通過各類教師討論會（專業(yè)教師、基礎課程教師、兼職教師等）、深入企業(yè)施工一線調研走訪等形式，征集專業(yè)課教師和施工一線工程機械技術人員的寶貴建議，考慮學生技能鑒定需要的知識點等，總結前兩級學生的理實一體化教學改革，以工作崗位需求來構建基于工作過程的理實一體化教學模式，對教材編制、教學內容、實施性教學大綱修訂、教學課時進行有效的調整和選擇。

一、教學模式的改革及培養(yǎng)學生專業(yè)興趣

（一）以工作崗位需求來構建基于工作過程的理實一體化教學模式

首先，認真進行企業(yè)調研，工程機械運用與維護專業(yè)就業(yè)方向通常為各大型工程機械企業(yè)的工程機械和工程機械配件的操作、運用與維護，管理銷售及售后技術服務等。按照工作崗位所應完成工作任務來了解所需的各項技能。然后，針對畢業(yè)生選取適合的工作崗位，將該崗位所涉及的理論與實踐的內容進行梳理編訂，制定滿足該崗位需求的教學內容，根據所需技能的特點，設計全新教學模式。經過不同階段的學習，學生最終可以達到部分崗位頂崗實習的目標和需求。真正發(fā)揮提升理實一體化的作用。

（二）穩(wěn)定學生情緒，培養(yǎng)學生專業(yè)興趣

在傳統的教學模式中，更多的是以課堂為中心，輔以不成比例的實驗或實訓類的課程，學生不“知其所以然”，自然就無法真正“知其然”。如何由教師的一言堂轉變?yōu)閷W生能積極參與的教學活動？課程建設小組各位教師結合豐富的教學經驗，針對學習單元內容、教授班級、專業(yè)的迥異，將多媒體教學、實驗教學、行動導向教學、問題探究式法、小組討論法、實驗操作與理論教學理實一體化等各種教學方法靈活運用，按照基于工作過程的職業(yè)學校課程改革思路，真正做到“做中學，練中學，學中做”，學以致用。其目的只是實現——興趣是學生最好的老師。

（三）密切聯系實例，將學生興趣持續(xù)下去

教育是一門藝術，“教學成功的藝術就在于使學生對你所教的東西感興趣”。那么，如何把這種興趣持續(xù)下去，這就需要教師付出大量的心血。

在教學中，教師要密切聯系生產和生活中的具體實例，將學生興趣持續(xù)下去，使學生在教學中一直堅持興趣的持久性。

如在教學齒輪這部分內容時，教師會在上新課之前，先給他們看一個圖片——三國馬鈞所造的指南車，告訴學生，他就是用這個東西在大霧彌漫的戰(zhàn)場上打敗敵人的，在學生的注意力被調動后，馬上引出正題——這個車就是利用齒輪傳動系統和離合裝置來指示方向。然后讓學生想想生活里還有什么東西是有齒輪的呀？學生會熱烈地討論“鐘表、水表、汽車”等等，教師夸獎他們喜歡思考的同時，告訴一些他們不清楚的，如汽車里的變速器里的行星齒輪結構，車床主軸箱里的齒輪結構等。同時給他們看大量汽車、飛機、輪船、機床等機器中齒輪的圖片，在大量的實例面前，教師勿需多言“同學們，這章很重要呀，齒輪很有用呀”，學生就已經領悟了“齒輪的設計與制造水平將直接影響到機械產品的性能和質量。在工業(yè)發(fā)展中有突出地位，齒輪被公認為工業(yè)化的一種象征?！闭n堂效果很好。

（四）結合后續(xù)專業(yè)課，爭取興趣的發(fā)展性

《機械基礎》是一門從基礎課向專業(yè)課過渡的專業(yè)基礎課程，故授課中還應注意其承上啟下作用 ，引導學生注意本課程與其他課程知識的相互聯系，啟發(fā)學生將相關聯的知識結合起來綜合學習，對學習過的知識及時復習，溫故而知新。爭取學生學習興趣的發(fā)展性。

授課中遇到學生在后續(xù)專業(yè)課中將會用到的知識時，要特別強調，提醒學生注意。如講授向心角接觸軸承的兩種安裝形式時，強調正安裝和反安裝在后繼專業(yè)課程《土方機械》等將會應用；講授形位公差的標注時，聯系《CAD》的相關內容。這樣，當學生在學習《土方機械》《CAD》等專業(yè)課相關內容時，將不會無的放矢。各學科知識的相互綜合，有利于學生靈活應用各學科知識，改善知識結構，增加知識積累，提高學生的綜合分析能力和解決問題的能力。對把學生對專業(yè)學習的濃厚興趣繼續(xù)下去，有非常重要的意義。

二、教學內容的改革及模塊化處理

課程的教學內容直接影響到該課程是否能在專業(yè)課程體系中發(fā)揮應起的作用。課程建設小組的教師，熟悉本課程內容，在教研活動中與基礎課教師、專業(yè)課程教師積極進行教學探討，充分了解涉及的前段和后繼課程，對將要教授專業(yè)的所有課程進行了較清晰的系統了解。結合企業(yè)調研中的崗位需求，與兄弟院校開展合作，于2012年8月由人民交通出版社編制出版了新教材《機械基礎》，同時靈活制定出實施性教學大綱。從以下幾個方面進行：

（一）系統了解各個專業(yè)的課程，具體進行教學內容的取舍

對機械和機電專業(yè)，會同期開設專門的《金屬工藝學》，專業(yè)課中有《液壓和液力傳動》課程，因此制定這2個專業(yè)的實施性大綱時，就可以把《金屬工藝學與熱處理》和《液壓》兩章完全刪除，并且告知學生原因。

數控專業(yè)沒有《金屬工藝學》課程，“金屬工藝學與熱處理”這部分內容在本課程中就必須學習，但對他們的要求沒有機械類學生高，故只要求學生掌握簡單的常用材料和基本熱處理方法即可。

汽運專業(yè)學生，有《金屬工藝學》課程，沒有《液壓和液力傳動》課程，在制定大綱時需要去掉前者，但加入后者?！耙簤骸辈糠值囊笠驳陀跈C械類學生。

這樣的課程安排，既防止學生學習的盲目性和重復性，又可以節(jié)省大量課時，還保證了學生知識體系的完整性，可謂一舉多得。

（二）方便學生接受，制定教學順序

為方便學生理解接受，打亂多年舊教材的教學順序，重新制定教學順序。按照從小到大：連接（零件）——機構——傳動-軸系（零部件）——最后總體裝配：減速器（機器）；由淺到深：機械零件的結構、特點、應用——機械零件的精度與技術測量；由動到靜：由機械部分到材料部分。學生在理解上可以更好地由直觀到主觀，由易到難，學生在學習中更容易接受，不會產生畏難情緒。

（三）教學內容以學生興趣為導向，注重理實結合

“興趣是最大的動力?！痹谛戮幣沤滩闹?，本著以學生興趣為導向的基本原則，采用大量生動形象的實例圖畫，注重生產和生活實際與機械基礎知識點的融合，練習計算等通過“卡通小螞蟻”的歸納總結、例題導入，活潑地實現教學意圖，并首次將“常用量具測量”與“機械零件的精度”歸入一個模塊單元，知識難點的有機結合，克服教學難點。

（四）按“出口”定方案，簡化《工程力學》的學習

考慮到現階段學生畢業(yè)生的崗位性質，《工程力學》中的相關計算可能用途不大，對專業(yè)課的學習亦無影響，所以，只需要講授給學生最基本的力學基礎，并且這些內容針對各個專業(yè)實際，在不單獨使用專門章節(jié)講解的專業(yè)中，可以將力學部分常識放在機械零件、機構、傳動部分中涉及到的相關內容中講解：

如在機構運動簡圖學習中，介紹鉸鏈等概念；在學習鍵聯結時，簡單解釋剪切和擠壓；在螺紋聯結章節(jié)中，簡要介紹拉伸和扭轉等概念。這樣不僅能節(jié)省大量課時，而且很利于學生對抽象力學概念的理解和接受。

（五）根據學生狀況，有目的地刪減或增加部分內容

在教學中重點強調最基本，必須掌握的理論知識，簡化原理闡述，剔除無用的陳舊內容和繁冗計算。講究針對性、實用性和直觀性。

為方便各個專業(yè)學習，故將教學內容模塊化，分為除緒論外七大單元：緒論、連接、常用機構、機械傳動、軸系零部件、機械零件的精度與技術測量、工程材料、力學。其中將“機械零件的精度與技術測量”“工程材料”和“力學”部分劃為帶“*”部分，各個學校、不同專業(yè)，可以視具體情況靈活選用。

三、教學方法的改革及多元化教學方式的靈活運用

基于工作過程的職業(yè)學校課程改革要求對教學方式進行大膽變革，教學方法改革的根本目的是：體現以學生為中心的教學氛圍，激發(fā)學生學習的主動性，傳授基礎知識、基本理論與實踐能力培養(yǎng)緊密結合，加強學生的工程意識、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

課程建設小組堅持育人為中心，十分重視教學方法的改革和先進教學手段的應用，形成了一套以形象式、啟發(fā)式、問題探究式、小組討論式等互動式教學為主，以多媒體動畫、圖片演示、模型演示、實驗課、習題課等為輔助的多元化教學模式，注重多媒體理論教學、實驗教學、行動導向教學的理實一體化結合，有效調動了學生的自學與創(chuàng)新積極性，大大提高了教學效果和效率。

（一）了解學生，建立良好的師生關系，合理分配學習小組

充分了解學生，與學生互信互動是課堂傳播知識的良好途徑。課程建設小組成員教學中堅持首先與學生建立良好的互信關系，并了解和掌握基礎較好的學生和學習有一定困難的學生基本情況，包括學生的基礎知識、思想動態(tài)、身體狀況、個人愛好、家庭境遇、在校表現及社會活動情況等，合理分配學習小組，為學習中的互信互動建立良好基礎。

（二）充分利用緒論課，激發(fā)學生求知欲和學習興趣，發(fā)揮學生學習潛能

《機械基礎》是本專業(yè)學生接觸的第一門專業(yè)基礎課程。緒論，是這門學科的伊始。首先，教師簡單講解機械的發(fā)展史，讓學生了解自己所學的專業(yè)——機械，對整個國家的發(fā)展是起著舉足輕重的作用。

從中國談起，遠在五千年前，我國就使用了簡單的紡織機械；晉朝的連機碓和水碾就是應用了《機械基礎》中提到的凸輪機構的原理。再到世界：到國外——舉世聞名的埃及金字塔的建成也是使用了機械工具。

從古代公元前2500年，歐亞地區(qū)使用兩輪和四輪的木質馬車就是機械開始談起，講到到現代：航天飛機、焊接機器人、智能機器人等等。最后回到現代日常生活，自行車、鐘表、冰箱、空調機、洗衣機等等這些都是機械。

這和以往傳統教學中直接給出機械和機器的概念相比，學生克服懼怕心理，興趣盎然，順利為后期專業(yè)課程奠定了基礎。

（三）采用形象直觀的多媒體演示教學方法，激發(fā)學生的學習興趣

《機械基礎》課程內容與生活實際和生產現場緊密相連，涉及的課程和知識多，而且課程本身包含的內容豐富，初學的學生大多感覺凌亂、頭緒多，甚至摸不清頭腦，常常有學生會感覺不知如何學好本門課程。

針對本課程內容多、涉及面廣，在編制教材和電子課件制作中，課程建設小組大量應用各類生產和生活中的照片、圖片、動畫、錄像等形象手段，有效激發(fā)學生的學習興趣，增加課堂信息量，培養(yǎng)學生的形象思維能力。

（四）采用啟發(fā)式、問題探究式教學方法，激發(fā)學生的主動思維能力

為了提高學生的主動思維能力和創(chuàng)新能力，調動學習的積極性，課堂教學中，運用啟發(fā)式教學，通過適當地設計一些教學環(huán)節(jié)，如適當的設問，誘導思維方向，以達到鼓勵學生積極思考、敢于提出問題、積極回答問題的目的，營造出健康活躍的課堂氛圍。

如在“凸輪機構”中對“易磨損”的特點，先問，“大家小時候，是不是幫媽媽繞過毛線嗎？”把學生注意力吸引過來，再看“繞線機構”的動畫，讓學生們通過思考及短暫的課堂討論來回答老師所提出的問題，通過這一環(huán)節(jié)之后，學生的腦海中已經有了相關的知識及概念，這時老師再剖析上述問題時，他們的注意力就會格外集中，對知識的獲取效果也較好。

采用啟發(fā)式教學方法，極大地激發(fā)了學生積極主動思維的自覺性，實踐證明，采用啟發(fā)式教學法，學生的邏輯推理能力、分析判斷能力、解決問題能力、想象力、總結歸納力，都得到了鍛煉和提高。由于思維能力的提高，無形中對基礎知識、基礎理論的學習也起到了推動作用，這一切為學生創(chuàng)新思維的形成奠定了堅實的基礎。

（五）采用互動式、討論式的教學方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識

教學過程設計在教學活動中極其重要，它能影響學生的學習興趣、主動性、參與性及創(chuàng)造性。大到整門課程、小到每一節(jié)甚至每個小知識點的教學過程，都必須精心設計，達到激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的目的。

采用互動式、討論式的學習中，組織學生討論，發(fā)表自己的意見，在教師的引導下，最終得出正確、合理的結構。這樣做使學生真正參與到教學中來。

教師們在授課中注重與學生交流，經常提出一些問題，引導學生的思路，使臺上、臺下融為一體，課堂氣氛活躍，調動學生的主觀能動性，教與學融為一體，使學生成為課堂的主體，創(chuàng)造條件讓優(yōu)秀學生有機會發(fā)表自己的學習體會和研究成果。

（六）注重多媒體理論教學、實驗教學、行動導向教學的理實一體化結合

課堂教學中，堅持以學生為中心，教師的作用主要為引導學生的方針，任課教師根據教學內容，靈活地將啟發(fā)式、互動式、討論式等教學方法運用于教學中。根據課程需要和現有條件，將課堂教學與現場教學相結合，如在課程講授之前，組織學生參觀機械零部件陳列室，使學生對各類通用零部件有一個直觀的認識；在講授軸的結構設計時，組織學生觀看軸系零部件的組成、組裝動畫演示及進行軸系零部件實物拆裝，通過動畫和實物拆裝，熟悉軸上零件的軸向和周向定位方法及特點，明確軸結構設計中應注意的問題，學會軸結構設計的方法。

平面連桿機構的繪制與觀測實驗、凸輪機構的觀測實驗、V帶傳動的安裝、調試和張緊、滾動軸承、聯軸器、離合器的構造與拆裝實驗、齒輪減速器的構造認識和拆裝實驗等都安排在專業(yè)教室內，實驗操作與相關理論學習有效結合；理論難點部分：“機械零件的精度”與操作部分“常用量具測量”有機結合，即游標卡尺測內外徑和檢驗孔軸尺寸精度、配合精度、外徑千分尺測外徑和檢驗軸尺寸精度不單獨開設，分別與尺寸精度、配合精度理論學習設置為一個學習情境項目，采用理實一體化教學，有效克服教學難點；金屬材料的性能測試也與金屬材料的性能理論設置為一個學習情境項目；漸開線齒輪各部分的名稱及標準直齒圓柱齒輪尺寸的計算練習采用行動導向，有效培養(yǎng)學生理論聯系實際的能力和工程意識。

四、教學手段的改革及專業(yè)教室、多媒體教室、實驗室建設

學校在教學資源上大力投入，教師積極應用有效資源，改變傳統教學模式。利用配備齊全的專業(yè)教室和各個教室的多媒體設備，多媒體投影機和大屏幕可以給學生明顯的視覺效果；音頻控制臺可以靈活調節(jié)功放、音響等設備，可收到良好的聽覺效果；視頻展示臺可以方便展示各類零件、實物的大小、顏色和形狀。

充分調動學生的視聽感覺，滿足學生全方位感知的需求，使教學生動活潑，學生認識深刻、記憶持久，從而大大提高學生的學習興趣，增強學生的學習主觀能動性。我們結合學校和學生的特點，開發(fā)研制《機械基礎》多媒體課件。

積極采購必備實驗設施，教學中將現代化教學手段和模型、實物、機械設計陳列柜、黑板等傳統手段有機結合。

對于重點、難點內容，通過動畫演示、機械設計陳列柜、模型、實物講解、學生小組討論，深入淺出，多媒體課件信息量大、圖像和動畫直觀性強，使學生形象直觀地理解問題的實質。

如教學凸輪機構、四桿機構等各類機構的運動，帶傳動、齒輪傳動等各類機械的傳動，螺紋連接的預緊與防松、齒輪諸多失效形式、輪系的張緊、軸承的內部結構、公差配合中的配合關系等等，均是教學環(huán)節(jié)中不易掌握的難點，也是教學必須掌握的重點內容，對沒有太多實際生產經歷的學生，很難通過想象加以理解，通過多媒體課件、三維動畫的直觀演示，使學生一目了然，順利克服難點，很容易理解和掌握。多媒體課件合理、有效的使用，激發(fā)了學生主動學習的積極性，促進了學生創(chuàng)造思維的培養(yǎng)，推動了機械基礎教學質量的提高。

五、考核方式的改革及有效激勵

為適應一體化教學模式，考慮本課程在專業(yè)中的重要性及課程特點，突出課程學習中，學生為學習的主體原則，課程考核評價方式采用“過程評價（即情境綜合評價）+課程終結評價（即期末成績）”，考試課60+40（分），考查課70+30（分）。建議機械類專業(yè)本課程為考試課，部分近機類專業(yè)如數控專業(yè)等為考查課。

（一）過程評價（情境綜合評價）

過程評價（情境綜合評價）主要考察學生的課堂學習情況、團隊協作情況、練習頁完成情況、工作任務完成情況四個方面。為體現學生為主體，評價主體引入學生、小組和教師參與。評價方式包含自評、組評、師評三種。對不同的學習情境，教師可對評價內容一欄各項的分值自行設置，總分70，可參考《成都鐵路工程學校工程機械運用與維修專業(yè)教學標準暨課程標準機械基礎》中具體給定的學習情境分別評價，再根據情境評價權重（%），即每個學習情境在所有學習情境（100分）中的百分比，綜合計算出該課程的情境綜合評價得分。

考試課的過程評價（情境綜合評價）占總分的60%，考查課的過程評價（情境綜合評價）占總分的70%。

（二）課程終結評價（期末成績）

課程終結評價是對學生所學知識和技能進行總結性考核的方法。根據機械基礎課程的特點和需要，課程終結評價（期末成績）采用筆試，由教務科統一組織，安排在該課程結束后或學期末，集中時間考試。筆試時間一般為90分鐘。

考試課的期末評價占總分的40%，考查課的期末評價占總分的30%。

（三）有效激發(fā)學生的學習主動性

這樣的評價方式，充分體現以學生為學習中心的考核體系，有效激勵學生在《機械基礎》學習中的主觀能動性，大大提高學習興趣，實現大綱中的教學目標。

【參考文獻】

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