高級技工教育中機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)探索

王玉冰　安玉環(huán)

關(guān)鍵詞：技工院校? 職業(yè)教育? 機械設(shè)計基礎(chǔ)? 教學(xué)方法

高級技工教育是較高層次的職業(yè)技術(shù)教育，是我國現(xiàn)代教育的重要組成部分。發(fā)展高級技工教育既是我國經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的需要，也是提高勞動者素質(zhì)的需要。隨著科技的發(fā)展，新產(chǎn)業(yè)、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，要實現(xiàn)高新技術(shù)到生產(chǎn)力的最終轉(zhuǎn)變，培訓(xùn)技術(shù)性實用型人才至關(guān)重要。

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是機械相關(guān)專業(yè)的必修課。該課程以職業(yè)崗位需要為目標(biāo)，主要闡述機械傳動和通用零部件的結(jié)構(gòu)、工作原理及選用的基本方法，其更加接近工程實踐，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生更加熟練的設(shè)計創(chuàng)新能力。

一、現(xiàn)行課程體系中存在的問題

1.培養(yǎng)目標(biāo)不明確

對于技工院校的機械工程系學(xué)生來說，畢業(yè)后將面向生產(chǎn)一線，主要從事機械加工、機械設(shè)備維修類工作。因此，技校學(xué)生應(yīng)具有熟練的操作技能和解決實際生產(chǎn)問題的能力。在技工教學(xué)中，教師要調(diào)整重點，面向生產(chǎn)實踐，注重與生產(chǎn)相關(guān)的機構(gòu)、零件等知識的講授，加強裝配、維修、加工技能等動手能力的培養(yǎng)，減少不必要的關(guān)于機械設(shè)計能力的練習(xí)。

2.教學(xué)內(nèi)容不適應(yīng)學(xué)生職業(yè)發(fā)展規(guī)劃

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程由機械原理和機械設(shè)計兩部分內(nèi)容組成，其內(nèi)容體系龐大。目前，大多數(shù)教材與職業(yè)技工教育的需求不匹配，重理論分析，輕實際應(yīng)用，與機械零部件實際生產(chǎn)過程聯(lián)系較少，甚至部分教材是在本科教材的基礎(chǔ)上刪繁就簡，導(dǎo)致知識點不完整，重點不明確。

根據(jù)近年來對筆者學(xué)校機械工程系（鉗工、車工）畢業(yè)生就業(yè)情況的跟蹤調(diào)查統(tǒng)計，他們從事的工作崗位，主要涉及各類機械設(shè)備的操作、生產(chǎn)設(shè)備的維修保養(yǎng)、安裝調(diào)試和產(chǎn)品的售后安裝服務(wù)等方面。這些工作主要要求學(xué)生掌握機械傳動知識和零部件的加工、拆裝、維修等知識，而機械原理和機構(gòu)設(shè)計研發(fā)等內(nèi)容要求不高。此外，學(xué)生在校期間較少接觸生產(chǎn)實踐，對機械設(shè)備缺乏直觀的認(rèn)識，在課程學(xué)習(xí)中感覺抽象，難以理解。技工教育培養(yǎng)的是高技能應(yīng)用型人才，必須要求理論和實踐相結(jié)合，豐富實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，因此，必須對該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革。

3.教學(xué)方法與教學(xué)手段需要與時俱進(jìn)

技工院校的學(xué)生大多是初高中畢業(yè)后直接進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)技術(shù)，學(xué)生生源質(zhì)量不如本?？圃盒W(xué)生，理論基礎(chǔ)薄弱，又沒有實際生產(chǎn)工作經(jīng)驗，對機械設(shè)備的了解只限于生活中接觸的范圍，缺乏工程應(yīng)用觀念。與之相對的是，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程內(nèi)容繁雜——機構(gòu)多、零件多、圖表多、計算多。如果像傳統(tǒng)教學(xué)那樣依靠黑板粉筆，板書教學(xué)，很難將直觀的形象傳遞給學(xué)生，難以滿足教學(xué)的需求。雖然現(xiàn)階段現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)逐步融入教學(xué)之中，但由于學(xué)生年齡小、基礎(chǔ)薄弱、生活閱歷不足，難以使學(xué)生真正了解工程實踐，對學(xué)生工程意識的培養(yǎng)還存在一定的不足。同時，傳統(tǒng)課堂注入式的教學(xué)方法看重的是知識的傳授而忽視了技能的培養(yǎng)，與技工教育的教學(xué)要求不相適應(yīng)。這既不利于學(xué)生未來職業(yè)規(guī)劃的發(fā)展，也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和動手操作能力等綜合能力的提高。

二、課程內(nèi)容改革與實踐

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程內(nèi)容具有很強的理論性和實用性。本著“必須與夠用”的原則和注重培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際應(yīng)用和創(chuàng)造性思維能力的目標(biāo)，筆者對該課程的教學(xué)進(jìn)行了部分探索與調(diào)整。

1.根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)定位調(diào)整教學(xué)大綱

技工院校機械專業(yè)培養(yǎng)的面向生產(chǎn)一線，具有機械制造維修能力的高級技能型人才。主要從事制造、裝配、調(diào)試、維修等方面的技術(shù)工作。據(jù)此，教師對原教學(xué)大綱進(jìn)行微調(diào)，完善教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)重難點設(shè)置。

2.更新舊的教材體系，優(yōu)化重組課程內(nèi)容

機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課程從現(xiàn)有內(nèi)容上看，很容易讓大家以為這是一門主要研究機械零件的設(shè)計方法的學(xué)科，與以后工作涉及的技能操作知識關(guān)系不大。但實際上，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程在技工院校的教學(xué)中重點是應(yīng)集中在機械傳動的常識的掌握上的，零部件的設(shè)計反而是次要的。從職業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)出發(fā)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時，主要掌握機械傳動機構(gòu)的基礎(chǔ)常識和應(yīng)用特點，機構(gòu)的安裝維護方法等知識就可以了。在此基礎(chǔ)上，即可優(yōu)化重組課程內(nèi)容。

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程主要包含平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺紋連接和螺紋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、輪系減速器、軸承、軸及軸上附屬零件等章節(jié)。按照學(xué)生在企業(yè)工作的職業(yè)技能需求，我們將其中的知識點分成了機械傳動知識和機械零件設(shè)計兩部分。其中零件設(shè)計部分在工作中應(yīng)用較少，根據(jù)職業(yè)教育培養(yǎng)的知識需求，可將該部分課時內(nèi)容酌情刪減;而關(guān)于機械零件的裝配維護保養(yǎng)的內(nèi)容在生產(chǎn)工作中應(yīng)用較多，教材中卻涉及較少，需要教師在課下收集相關(guān)材料，做好延伸擴展。

以帶傳動這一章節(jié)為例，該章內(nèi)容主要有帶傳動的類型、應(yīng)用及特點，帶傳動的工作情況分析，帶傳動的張緊、安裝與維護，普通V帶傳動的設(shè)計計算。其中帶傳動的設(shè)計計算是本科生教學(xué)的重點，它是集合了帶傳動的所有知識點的綜合應(yīng)用，對學(xué)生知識水平要求很高。但對于技校學(xué)生來說，其工作后經(jīng)常用到的是帶傳動的張緊、安裝與維護等技能，很少接觸設(shè)計任務(wù)。因此，筆者對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，減少了繁瑣的理論公式的推導(dǎo)，重點介紹利用經(jīng)驗公式進(jìn)行代數(shù)計算的方法技巧，以突出工程應(yīng)用實際。這樣既減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)機械原理等方面的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，又結(jié)合了實際生產(chǎn)，提高了學(xué)生對應(yīng)會知識的掌握情況。

3.注重細(xì)節(jié)，注重知識的連貫性

在教學(xué)中，細(xì)節(jié)決定教學(xué)的成敗，要做好每一單元的教學(xué)設(shè)計，再細(xì)化到每一節(jié)課、每一知識點、每一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計。同時要注重知識的系統(tǒng)性和連貫性。如帶傳動與鏈傳動、齒輪傳動與渦輪蝸桿傳動這樣的章節(jié)，相互之間有很多共同點。因此教師在授課過程中，注重課與課之間、課內(nèi)知識點之間、課內(nèi)知識與其他課程之間的聯(lián)系和銜接，使學(xué)生能夠做到溫故而知新。在前后教學(xué)中相互聯(lián)系、對比，讓新學(xué)知識與以往所學(xué)相結(jié)合，融會貫通。

4.多種教學(xué)手段的利用

機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門理論性和實踐性相結(jié)合的課程，其中機械傳動過程、零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機械工作原理等知識很難用粉筆黑板描述清楚，學(xué)生沒見過實物，缺少實際生產(chǎn)經(jīng)驗。因此教師應(yīng)充分應(yīng)現(xiàn)代化的教學(xué)手段，利用視頻圖像等多方面的刺激，將課程生動、直觀、輕松地呈現(xiàn)給學(xué)生。

（1）多媒體手段。常見的多媒體手段有PPT課件、教學(xué)視頻、flash動畫和微課等形式。教師綜合利用各種多媒體手段，讓學(xué)生通過屏幕投影，更加直觀生動地了解機械設(shè)備，達(dá)到理想的授課效果。在教學(xué)中選擇一些機械設(shè)備運行的視頻展現(xiàn)各類傳動的類型和應(yīng)用;通過Flash程序調(diào)整運動參數(shù)，展現(xiàn)機構(gòu)的運動特點;利用多媒體課件模擬生產(chǎn)場景，進(jìn)行機構(gòu)動態(tài)演示及圖形圖片展示，多方位多角度展現(xiàn)機械設(shè)計的基礎(chǔ)知識。比如在講授四桿機構(gòu)的基本形式及其演化課程前，利用Flash程序制作四桿機構(gòu)的小程序，通過調(diào)整四根桿的長度變換四桿機構(gòu)的類型，展示三類四桿機構(gòu)的區(qū)別，加深理解記憶。

自2011年廣東佛山教育局胡鐵生主任將微課引入教學(xué)，借助“佛山微課”“中國微課網(wǎng)”等平臺的推廣，國內(nèi)的微課制作與應(yīng)用實踐進(jìn)行得如火如荼。微課是以視頻資源為主要載體，圍繞某個教學(xué)主題拍攝的教學(xué)視頻，以某一教學(xué)知識點、教學(xué)步驟為單一體系，視頻時間在5～8分鐘以內(nèi)，短小精悍，易集中學(xué)習(xí)者的注意力，有效促進(jìn)自主學(xué)習(xí)。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的部分章節(jié)也是非常適合應(yīng)用微課進(jìn)行輔助教學(xué)。筆者所在系的教師就曾制作了四桿機構(gòu)的組成和分類、帶傳動的安裝與維護等課題的微課視頻，通過翻轉(zhuǎn)課堂等形式運用于教學(xué)過程之中，取得了良好的教學(xué)效果。

（2）實物展示與實踐操作。作為技工類院校，理論與實踐并重，大都配備有完備的實訓(xùn)教學(xué)設(shè)施。在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中，就可充分利用這一優(yōu)勢，將實物展示和實踐操作結(jié)合起來，通過直觀展示和動手操作，增進(jìn)學(xué)生的感性認(rèn)識，加深理解。比如在講授帶傳動的張緊、安裝與維護時，將學(xué)生帶入實訓(xùn)車間，通過直接觀察，了解張緊裝置;通過親自動手安裝V型帶，熟悉安裝V型帶的步驟及注意事項。通過課程實踐表明，實際操作過的學(xué)生對本章節(jié)知識的掌握情況明顯優(yōu)于其他學(xué)生。

三、小結(jié)

隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，職業(yè)要求的不斷更新，技工教育教學(xué)的改革也需要不斷進(jìn)步。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革是一個不斷發(fā)展的過程，只有理論和實踐不斷融合，深入生產(chǎn)實際，全面推進(jìn)一體化進(jìn)程，才能取得良好的改革效果。同時，教師也需認(rèn)真研究、相互探討，在實踐中不斷創(chuàng)新總結(jié)和完善，更好地推進(jìn)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式的發(fā)展。

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（作者單位：秦皇島技師學(xué)院）