基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》課程改革與實(shí)踐

范恒彥　曹旭妍

摘要：本文針對我國高職類院校的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》課程現(xiàn)狀及存在問題，結(jié)合高職機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的實(shí)際崗位能力要求及專業(yè)人才培養(yǎng)方案，提出建設(shè)要求，開發(fā)合理的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)，建設(shè)機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)室。通過完成具體的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)，使學(xué)生能從整體和系統(tǒng)的角度了解機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般特點(diǎn)和共性規(guī)律，提升學(xué)生對機(jī)械系統(tǒng)的整體布局和整合設(shè)計(jì)能力。

Abstract： Aiming at the current situation and problem of the course "Comprehensive Training in Mechanical System Design" in vocational colleges， it combines practice post ability requirements and plan of professional talent， proposed the construction requirements， developed a reasonable training task， established the training room. Through the completion of the specific mechanical system design comprehensive training task， the students can understand the general characteristics and common law of mechanical product design from a holistic and systematic perspective， and their ability of overall layout and integrated design of mechanical system can be improved.

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才;機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn);課程改革

Key words： application-oriented talents;Comprehensive Training in Mechanical System Design;curriculum reform

0? 引言

高職主要是培養(yǎng)技術(shù)技能應(yīng)用型人才，應(yīng)用型人才是指能將專業(yè)知識和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會(huì)實(shí)踐的一種專門的人才類型。而目前高職機(jī)械類專業(yè)課程體系更多局限于單個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很少從系統(tǒng)的角度培養(yǎng)學(xué)生整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，就造成了學(xué)生基礎(chǔ)知識很強(qiáng)而系統(tǒng)應(yīng)用能力不足，專業(yè)知識基礎(chǔ)扎實(shí)而綜合應(yīng)用能力不足的現(xiàn)象，已不能滿足社會(huì)對人才的需求預(yù)期[1]。為此囯內(nèi)很多高職院校機(jī)械類專業(yè)在原有課程體系的基礎(chǔ)上陸續(xù)開設(shè)了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程，但與該課程對應(yīng)的實(shí)訓(xùn)卻還沒有院校開設(shè)，加之高職學(xué)生對抽象知識的掌握和理解能力也相對較為薄弱，如何讓高職機(jī)械類學(xué)生通過個(gè)性的具體的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練加深理解和鞏固機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的共性規(guī)律，以提高解決工程設(shè)計(jì)中具體問題的能力就成了當(dāng)務(wù)之急，這就需要開發(fā)相應(yīng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》課程。

1? 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)及實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)

《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》課程實(shí)訓(xùn)應(yīng)結(jié)合企業(yè)發(fā)展實(shí)際，實(shí)施項(xiàng)目應(yīng)有利于學(xué)生了解機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程;需要強(qiáng)化學(xué)生知識建構(gòu)能力、數(shù)字化設(shè)計(jì)能力、整機(jī)設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力四個(gè)能力。因此，在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)和實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)上實(shí)行“兩個(gè)整合、兩個(gè)轉(zhuǎn)變”，即：一是實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的整合，將理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)際工程應(yīng)用整合為系統(tǒng)化的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)從“學(xué)用創(chuàng)”脫節(jié)向“學(xué)用創(chuàng)”相融轉(zhuǎn)變;二是實(shí)訓(xùn)條件的整合，通過將計(jì)算機(jī)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐平臺、卷揚(yáng)機(jī)等實(shí)訓(xùn)設(shè)備的整合，實(shí)現(xiàn)從碎片化實(shí)踐向系統(tǒng)性訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變。切實(shí)提升學(xué)生的整機(jī)設(shè)計(jì)能力和解決實(shí)際工程問題能力。

1.1 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)

實(shí)訓(xùn)課程開發(fā)的重點(diǎn)是根據(jù)企業(yè)崗位的核心能力要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)包含動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)等子系統(tǒng)，對已有的成套產(chǎn)品或設(shè)備進(jìn)行選型，對非標(biāo)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，結(jié)合設(shè)計(jì)崗位需求，開發(fā)出卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、簡易數(shù)控車床設(shè)計(jì)、簡易數(shù)控銑床設(shè)計(jì)及自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)等相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。下面以卷揚(yáng)機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為例來詳細(xì)說明。

卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論課的相關(guān)知識，從而設(shè)計(jì)出一套卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)，其中包括機(jī)械系統(tǒng)的整體方案布局和電動(dòng)機(jī)、鼓輪、制動(dòng)系統(tǒng)、減速器等主要零部件的設(shè)計(jì)與選擇，具體實(shí)訓(xùn)任務(wù)如表1所示。通過完成該實(shí)訓(xùn)，使得學(xué)生具備常見標(biāo)準(zhǔn)件選擇，以及通過基本計(jì)算完成零部件設(shè)計(jì)的能力，提高了學(xué)生利用二維及三維設(shè)計(jì)軟件的能力，經(jīng)過理論與實(shí)踐教學(xué)的綜合訓(xùn)練，系統(tǒng)提升學(xué)生對機(jī)械系統(tǒng)的整體布局和相關(guān)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力[2]。

1.2 實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)

為保證學(xué)生能順利的實(shí)施和完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。將學(xué)校現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)資源進(jìn)行整合，并購置新的設(shè)備，建設(shè)機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)室。該實(shí)訓(xùn)室主要包括計(jì)算機(jī)40臺，卷揚(yáng)機(jī)4套，并新購置小型車床2臺，小型鉆銑床2臺，機(jī)械傳動(dòng)搭接綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)4臺，配備相應(yīng)的工具箱4套，并為學(xué)生開放數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中心，3D打印實(shí)訓(xùn)中心，給學(xué)生完成不同的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目提供實(shí)驗(yàn)條件。

2? 實(shí)訓(xùn)過程及實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革

機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)大二學(xué)生開設(shè)的實(shí)訓(xùn)課程，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)前已經(jīng)學(xué)習(xí)過《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖》、《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》等相關(guān)課程，具有一定的理論知識基礎(chǔ)。該實(shí)訓(xùn)共安排三周時(shí)間，實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程借助信息化教學(xué)平臺和教學(xué)資源，采用線上線下混合式教學(xué)方法，讓學(xué)生充分利用實(shí)訓(xùn)室資源，以交流、選擇、合作的方式學(xué)習(xí)，完成實(shí)際工程實(shí)踐任務(wù)，提高學(xué)生的整機(jī)設(shè)計(jì)能力[3]。

2.1 實(shí)訓(xùn)過程

實(shí)訓(xùn)前，教師在藍(lán)墨云班課平臺下發(fā)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生查看實(shí)訓(xùn)任務(wù)，并自行商討分組，加入到對應(yīng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目組;完成本組實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相關(guān)資料的借閱和查找任務(wù)。

整個(gè)實(shí)訓(xùn)具體實(shí)施過程為三周，第一周的第一天為實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目了解過程，學(xué)生通過平臺上的相關(guān)視頻、動(dòng)畫及文本資料對實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的整體系統(tǒng)進(jìn)行了解，并在實(shí)訓(xùn)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行卷揚(yáng)機(jī)或簡易機(jī)床的拆裝，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第二天到第五天，學(xué)生完成各組實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)及選型相關(guān)子任務(wù)，比如卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目組的同學(xué)，應(yīng)完成表一中的任務(wù)二到任務(wù)七，并將設(shè)計(jì)結(jié)果上傳至班課平臺，由教師檢查完后，方可進(jìn)入下一階段的實(shí)訓(xùn)任務(wù)。第二周主要完成所設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)中各零部件的三維圖繪制，及非標(biāo)零件的二維圖繪制。第三周主要完成整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的總裝配、運(yùn)動(dòng)仿真及總裝配二維圖紙，并完成說明書的撰寫。最后是評價(jià)考核環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)包含“答辯+平時(shí)表現(xiàn)+任務(wù)完成情況”三部分，最終實(shí)訓(xùn)成績由個(gè)人評價(jià)25%、小組互評35%及教師評價(jià)40%所組成。

實(shí)訓(xùn)完成后，教師還會(huì)在班課平臺發(fā)布相關(guān)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)例，相關(guān)實(shí)訓(xùn)室也會(huì)對學(xué)生開放，學(xué)生可自行進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并借助機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)室、數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中心、3D打印實(shí)訓(xùn)中心完成產(chǎn)品模型制作，此過程可提高學(xué)生的整機(jī)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新思維能力，為學(xué)生后續(xù)參加比賽和工作打好基礎(chǔ)。

2.2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革

《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》在實(shí)訓(xùn)題目上進(jìn)行了改革，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并配有相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，供學(xué)生拆裝;整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程基于藍(lán)墨云班課教學(xué)平臺，采用線上線下混合式教學(xué)模式，可以在整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程中實(shí)時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，檢查督促學(xué)生的實(shí)訓(xùn)任務(wù)[4];并打破傳統(tǒng)的“學(xué)生做，老師轉(zhuǎn)”的模式，將項(xiàng)目教學(xué)法、情境教學(xué)法、小組協(xié)作法等教學(xué)方法融入實(shí)訓(xùn)過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)訓(xùn)效率。

3? 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)主要成效

3.1 開發(fā)新型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，加深與企業(yè)崗位需求的關(guān)聯(lián)。高職類院?！稒C(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課程的相應(yīng)實(shí)訓(xùn)較少或者沒有，筆者結(jié)合本校實(shí)際情況，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，在企業(yè)崗位調(diào)研和工作任務(wù)分析基礎(chǔ)上，制定出符合企業(yè)崗位要求并具有可操作性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，因此該實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目也必然貼近企業(yè)的崗位需求。

3.2 師生共同進(jìn)步，開發(fā)師生多方面潛能。通過該實(shí)訓(xùn)課程，培養(yǎng)學(xué)生的整機(jī)設(shè)計(jì)能力、使學(xué)生掌握一般機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，也使學(xué)生在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯等大賽中獲獎(jiǎng);同時(shí)推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造教研室教師隊(duì)伍水平的整體提升，形成一支具有較強(qiáng)工程能力、設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新思維的學(xué)科專家型教師團(tuán)隊(duì)，推動(dòng)了學(xué)校專業(yè)建設(shè)的發(fā)展。

3.3 采用信息化教學(xué)，促進(jìn) “教、學(xué)、做”的協(xié)同發(fā)展。實(shí)訓(xùn)課程基于藍(lán)墨云班課平臺，采用講、練、做交替進(jìn)行，老師講解，學(xué)生結(jié)合實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行操作和設(shè)計(jì)，完成自己的工作任務(wù)，創(chuàng)設(shè)教、學(xué)、做、評一體化的教學(xué)環(huán)境，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。

4? 結(jié)語

本文結(jié)合高職機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的實(shí)際崗位能力要求及專業(yè)人才培養(yǎng)方案，提出建設(shè)要求、開發(fā)合理的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)，建設(shè)機(jī)械系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)室，并對傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法進(jìn)行改革。通過完成具體的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)任務(wù)，使學(xué)生熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊的使用方法和整套圖紙的組織體系建立等，并能從整體和系統(tǒng)的角度了解機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般特點(diǎn)和共性規(guī)律，擴(kuò)展機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具使用方面的能力，提升學(xué)生對機(jī)械系統(tǒng)的整體布局和整合設(shè)計(jì)能力，也對國內(nèi)高職機(jī)械類專業(yè)有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：陜西省職業(yè)教育學(xué)會(huì)2019年度職業(yè)教育研究課題（規(guī)劃課題），課題名稱：高職《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)》課程的改革與開發(fā)，課題編號：SZJGH19-007。

作者簡介：范恒彥（1962-），男，陜西渭南人，陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與理論。