高職《機械設計基礎》課程實驗教學的改革與實踐

卜新民　曹旭妍

摘要：《機械設計基礎》課程是機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課，而實驗環(huán)節(jié)是該課程中重要的一環(huán)，本文以陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院為例，分析了機械設計基礎課程實驗教學的現狀和存在的問題，并從實驗教學內容、教學設備、教學管理、教學模式等方面進行了改革與實踐。通過教學改革，提升了學生工程實踐意識和能力，激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維。

關鍵詞：機械設計基礎;課程實驗;教學改革

0 ?引言

《機械設計基礎》課程是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，該課程主要包含理論教學環(huán)節(jié)和實驗教學環(huán)節(jié)，課程內容與工程實踐緊密結合，具有一定的實踐性。課程實驗是該課程主要的實踐環(huán)節(jié)，可以讓學生更加直觀的理解課堂上所講的機構類型、機構原理等知識，是鞏固所學理論知識，提高動手能力的主要手段，對激發(fā)學生的創(chuàng)新思維起著關鍵作用。隨著現代職業(yè)教育的快速發(fā)展和對技能型人才的需要，不同專業(yè)機械設計基礎課程的課時也發(fā)生了改變，給實驗教學帶來了一些新的挑戰(zhàn)[1]。因此，如何對該課程實驗中存在的問題進行剖析，如何對原有實驗內容進行調整和創(chuàng)新，如何改革現有教學模式，提高學生的應用能力和創(chuàng)新思維，是目前急需解決的問題。

1 ?《機械設計基礎》課程實驗教學現狀及存在問題

1.1 教學現狀

根據人才培養(yǎng)方案的要求，機械制造與自動化專業(yè)和機械設計與制造專業(yè)兩大主要專業(yè)的《機械設計基礎》課程總學時為48學時，并開設兩周36學時的課程設計，但傳統(tǒng)的教學模式對理論教學過于重視，對課程實驗環(huán)節(jié)所給課時相對較少，并不能讓學生對課堂所學知識有更加深刻的理解和認識，也達不到提高學生動手能力、創(chuàng)新意識和綜合應用能力的目的。

1.2 存在問題

①實驗設備數量不足，質量不高。我校機械設計實驗室現有的設備使用時間較長，很多零件丟失或損壞，導致設備準確性、穩(wěn)定性和可靠性不夠，不能完全滿足實驗要求，加上設備數量及課時量有限，目前開設實驗項目較少，且實驗時一組10人左右進行操作，嚴重影響實驗的開出率，不能提高學生的動手能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

②實驗內容一成不變，教學方法單一。實驗內容沒有進行系統(tǒng)性的整合和創(chuàng)新，所采用的還是傳統(tǒng)機構運動演示及機構運動簡圖測繪、齒輪范成原理實驗和減速機拆裝試驗三個基本實驗項目，對于創(chuàng)新型的實驗并沒有開設。實驗環(huán)節(jié)的教學手段也比較陳舊，實驗開始之前，由實驗教師對實驗步驟進行簡單講解，然后學生分組完成實驗，填寫實驗報告，整個過程采用傳統(tǒng)的講練教學模式，忽視了學生的主體地位，學生按部就班的完成任務，這樣就限制了學生的思維模式，不能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，也不能提高學生獨立思考問題和解決問題的能力。

③實驗考核比例太小，且考核形式過于死板。實驗部分沒有單獨設立考核環(huán)節(jié)，考核僅作為機械設計基礎課程的一部分平時成績，且所占比例較小，因此，學生對實驗部分不夠重;加之實驗考核成績主要是由實驗報告和課堂考勤兩部分所構成，由于學生是分組完成實驗項目，很多學生不自己動手完成實驗，直接照抄同組同學的實驗報告，這樣直接導致每位同學的實驗成績相差不大，很難客觀公平的對學生進行考核，且很難讓學生認識到課程實驗的重要性。

《機械設計基礎》課程實驗目前的教學現狀相對比較落后，尤其在培養(yǎng)學生機構創(chuàng)新設計能力和實驗研究能力方面，難滿足應用型人才的培養(yǎng)要求，學生在畢業(yè)設計及創(chuàng)新類比賽方面能力均比較欠缺。為了適應現代職業(yè)教育的發(fā)展和創(chuàng)新人才的需求，在教學方法、教學內容、考核評價方面都急需進行改革，否則難以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的技能型人才[2]。

2 ?《機械設計基礎》課程實驗教學改革思路

基于目前的這種教學現狀，提出《機械設計基礎》實驗教學改革的思路，以期通過改革探索出一條培養(yǎng)學生獨立思考、動手能力和創(chuàng)新思維的新途徑。

2.1 實驗設備及實驗內容的改革

根據《機械設計基礎》課程大綱，結合實驗室建設情況，對原有實驗教學內容進行改革，并購置配套的實驗設備。經過整合，主要分為三部分[3]。

①引導型實驗。這類實驗主要是讓學生對機構的基本類型有初步的了解。為了提高學生對課程的興趣，實驗室重新購買了一套機械原理與機械設計演示設備，智能化帶動畫和語音講解的機械原理陳列演示設備能更直觀的讓學生認識和理解生活及工程實際中常用機械模型、機構原理等，激發(fā)學生對課程學習的積極性。

②基礎型實驗。主要包括機構運動簡圖的測繪與分析、帶傳動、鏈傳動、齒輪參數測定、減速器拆裝實驗等，在原有實驗設備基礎上進行更新和購置新設備。學生可以通過完成這些實驗，了解實驗的相關原理，掌握機械量測試的一般方法及手段。

③創(chuàng)新型實驗。主要購置的實驗設備有小型車床2臺、鉆銑床2臺、機械傳動搭接綜合實訓系統(tǒng)4套、結構認知分析實訓裝置4套，這些實驗可提高學生的綜合素質和創(chuàng)新設計能力。

2.2 實驗教學模式改革

①信息化教學資源創(chuàng)建。充分利用信息化技術，將相關實驗原有的文本資源盡量轉化為學生利于理解的圖片、動畫、微課等多媒體資源，借助信息化手段，將課程實驗相關資源上傳到網絡課程平臺，使學生可以對教學內容進行預習和思考，為學生提供更多的學習時間和空間，提高現場學習的效率和效果。

②開放式實驗室管理。為了能夠更好地培養(yǎng)學生的實驗能力和創(chuàng)新設計能力，采取開放式實驗室管理。實驗室可以隨時對學生開放，學生可根據自己的時間來實驗室做實驗，只需要掃描實驗設備上的二維碼就可觀看實驗過程，也可記錄學生實驗完成情況。

③混合式實驗教學模式。整個實驗教學過程采用小組討論法、演示教學法、自主探究法等教學方法，基于愛課程教學平臺構建線上線下混合式教學模式，激發(fā)學生學習興趣，提高學生動手能力，增強學生自信心。

④階段性全過程考核模式。將實驗環(huán)節(jié)納入為課程最終考核的一部分，實驗考核對學生完成實驗中的任務查看、視頻觀看、課堂討論、實驗報告等每個環(huán)節(jié)都進行考核，這樣一方面可以引起學生的重視，也可以做到公平公正地評價每一位學生。

2.3 師資隊伍改革

傳統(tǒng)的實驗教學環(huán)節(jié)是由實驗室教師進行授課，實驗教師對學生課堂掌握情況不了解，教學效果不是很理想。因此，授課教師應向“雙師型”教師轉變，即專業(yè)教師兼具教師和專業(yè)技術人員的素質和能力[4]。這樣，才能讓理論教學環(huán)節(jié)和實驗教學環(huán)節(jié)融入到一起，也能讓教師更有針對性的進行試驗和授課，提升教學效果。

3 ?改革取得的初步成效

通過不斷的探索和實踐，《機械設計基礎》課程實驗教學改革取得了初步成效。在實驗內容方面，進行重新整合，既能滿足基本課程需求，也能提高學生的創(chuàng)新意識;在硬件建設方面，學校投資100萬，建設了機械設計綜合實驗室，所購實驗設備可以滿足不同類型實驗項目的需求;在實驗教學模式方面，充分利用信息化技術，從課程資源建設、實驗室管理、教學方法、考核評價等方面進行了改革。通過改革，激發(fā)了學生對課程實驗的興趣，也提高了學生的動手能力和創(chuàng)新思維，教學效果有了顯著提高。

參考文獻：

[1]何軍，朱文堅，劉新育.機械基礎實驗課程教學改革的探索與實踐[J].機械設計，2016（33）：130-132.

[2]劉吉軒，陳雪峰.機械基礎國家級教學示范中心建設與實踐[J].實驗科學與技術，2013（2）：130-133.

[3]陳海波.機械設計基礎課程實驗教學的改革與探索[J].理論研究，2019（4）：12-14.

[4]雷彪，關海英.機械專業(yè)“雙師型”教師隊伍培養(yǎng)途徑的探索[J].內燃機與配件，2019（6）：268-269.

基金項目：陜西省職業(yè)教育學會2019年度職業(yè)教育研究課題，課題名稱：機械設計與制造及同類專業(yè)創(chuàng)新型實訓基地建設的研究與實踐;課題編號：SZJYB19-110。

作者簡介：卜新民（1961-），男，陜西西安人，陜西國防職業(yè)技術學院副教授，主要研究方向為機械設計與制造。