关于《机械设计基础》课程教学改革与创新

关于《机械设计基础》课程教学改革与创新

《机械设计基础》作为机械类高职学生的一门必修课，教学的任务是使学生在掌握机械设计基本知识与基本理论的同时，初步具备设计通用机械零件和简单机械传动装置、分析生产实际中常用机构的工作特性、通用机械零件的失效以及结构方面问题的能力，为学习后续专业课程和技能实训打下基础。

然而，学生在学习这门课的过程中往往只注重对基础知识的掌握，忽视其他能力的培养，以致在日后的课程设计、毕业设计过程中不知从何下手；在工作中，不善于将理论应用于实践，造成操作的不合理甚至是错误。因此，通过教学改革与创新，培养学生的机械设计能力，提高学生解决实际问题的能力，已成为《机械设计基础》课程教学的新课题。

因材施教，更新调整教学内容

这里所讲的因材施教包括两方面的涵义：一是根据学生的文化层次和基础水平开展分层教学；二是根据学生的就业需要分类教学。高职教育本质上是高等技术技能型教育，面对的学生文化基础、学习能力和自律性相对较差，在培养目标上有别于普通高等教育，要求学生掌握“必需、够用”的理论和能够顶岗工作的技能。基于此，笔者对本课程教学进行了相应的调整。

（一）整合优化教学内容

坚持实用为主的原则优化教学内容,淡化纯理论分析，强调应用性知识的灵活运用。对于教师而言，在课时非常有限的情况下仍然追求全面讲授，其结果是对学生最需要了解和掌握的知识常常是蜻蜓点水，无法深入。这就需要教师优化、整合教学内容，在教学时做到重点突出，难点讲清，对非重要内容简单介绍。比如，关于带传动可着重讲解它的工作原理、应用场合、设计计算等内容，而对于V带结构等纯理论的知识主要以学生自学为主。

（二）以就业为导向，突出岗位能力的培养

通过毕业生的反馈及对主要用人单位进行专业调研发现，各单位都对学生的《机械设计基础》相关知识掌握提出了要求。用人单位认为，既懂原理又会操作，正是高职学生的特点和优势所在，只有掌握了机床的工作原理，才能更好地驾驭它，进而减少不合理的操作以及由此带来的维护、维修等问题。

针对用人单位反映的情况，我们在教学过程中进行了相关知识的强调、补充。比如，失效形式分析是《机械设计基础》课程的重要内容，是设计零部件的基础，是选择传动系统的依据，而失效本身更是造成机床维修的原因。同一种机构随运动副类型、材料种类、载荷大小、结构形式和工作环境的变化表现为不同的失效形式，同时失效形式又有一定的规律可循。零部件在交变力的作用下长期工作，会导致疲劳破坏，带、链、齿轮、蜗杆等机械传动都会发生这种失效，而磨损、胶合、塑性变形也是常见的失效形式。在讲课过程中，我们对带、链进行详细讲解，分析每一种失效的原因，指导学生进行相关分析的角度和方法，而齿轮、蜗杆、轴承等让学生自己归纳、总结。这样，学生在学到知识的同时也学会了怎样学习，激发出乐学的精神，从而形成良性循环，促使学生的学习积极性和学习能力不断提高。

同时，由于了解了失效的原因，在技能练习过程中，学生也会注意自己的操作，避免造成不必要的失效，从而提高机床的使用寿命，降低生产成本，提高岗位能力，为日后的就业打下良好基础。

（三）增强对学生制图、识图能力的培养

机床操作、维护、设计等机械岗位都需要学生具有较强的机械制图、识图能力，可以说机械识图能力的培养直接关系到学生能否“零距离”就业。虽然机械识图课中有介绍，但那时学生接触的专业知识少，没有整体概念，往往不能很好地理解。让学生利用CAD进行零件图、装配图的绘制和识图，实现教、学一体，师生互动，能显著活跃课堂气氛，提高教学效果。

采用多元化的教学手段

（一）现场教学

高职学生比普通高校的学生有更多的实践经验，他们大多操作过一种或几种机床，对机械的工作情况有更为深刻的理解。这有助于加深学生对课本知识的理解，提高学生的学习兴趣及教学效果。然而，理论与实践之间存在一个转化过程，一直以来，我们的教学在转化方面做得不够。大多数学生要么只能动手进行简单的操作，要么只会凭空想象，二者不能有机结合起来。如何使学生真正做到理论联系实际就成了一件非常重要的事情。

为了架起理论与实践的桥梁，让学生学以致用，我们进行了必要的现场教学，拆开机床让学生观看机床的实际工作过程，并不失时机地进行讲解，使学生形象直观地了解各种零件的结构特点和动态工作过程。这样的教学生动、深刻，激发了学生的学习兴趣，增强了学生的机床结构理解能力和设计能力。而我们培养的学生毕业时也就成长为一个真正合格的、具有较强职业技能，能够在生产一线从事机床操作、设备维护、改造、设计的应用型技能人才。笔者认为，如有些学校缺少实验手段，开设实验课困难，可以让学生观看实验课录像带，效果也不错。

（二）任务驱动教学的应用

成就动机是学生学习的真正动力系统。而任务驱动则是通过任务来诱发、加强和维持学生的成就动机。机械设计是一门实践性很强的课程，讲授仅仅起到启发和引导学生设计思维的作用，更多的需要学生在学习中亲自实践，习题、大作业、设计方案讨论、参观等教学环节必不可少。

应在学生学习的不同阶段设立不同的教学任务。比如，在学习机械传动时，以减速箱为设计目标，要求学生在规定的时间内通过自主学习和相互合作完成任务，在完成任务的过程中学习知识、获得技能、形成能力。

如图1所示，带式输送机的传动装置采用了V带传动和单级圆柱齿轮减速器，而传动系统可以有多种实现形式，要正确、合理地选

择方案就必须对各种传动的应用有比较清楚的认识。只有了解每一种机械传动机构的特点、应用场合、优劣情况，才能设计出最合理的机构及零部件，从而既能很好地完成功能要求，又能给制造、装配、维修、使用带来方便，使总成本降低。

在教学过程中，每讲到一种机构、传动，我们都要求学生做相关的设计、分析、对比。通过这样理论与实践一体化的教学单元设计，完成基本知识向综合运用的转化，培养学生理论联系实际的能力、分析解决实际问题的能力。但采用任务驱动方式教学时，任务的选择、难易度的设置及学生任务完成后的点评和总结相当重要。

（三）信息技术手段在教学中的应用

生动的多媒体课件可以把静态的二维图像演化成三维动态模型，使枯燥、抽象的传统教学变得直观生动，弥补学生空间想象能力和教师语言表达能力的不足。利用网络资源和课程网站拓宽学生的知识面，使最新的科技信息能及时传播，有利于教师组织启发式、讨论式的教学，使课程的教学效率和质量得以提高。

改革考核方式

（一）利用期末考试对学生进行基础知识考核

考试历来是教育最直接、最有效的向导，它可以清晰地反映学生掌握基础知识和基本理论的情况。然而，一张试卷难以反映学生应用知识分析、解决问题的能力。为了全面评估学生的综合能力，我们采用了多元化的考核方式。

（二）小型设计课题

为了提高学生的创新能力，我们设计若干机械课程设计题目，让学生从给定的题目中自选感兴趣的题目，独立或分组进行课程设计。按这种原则选择的设计题目，其运作方案可能有多个，由于学生知识面不足，一些结构、工艺知识可能尚未学到，因此对学生提出的设计方案不能有过高的要求，只要方案可行，能实现预期的机械运动，就认为达到了基本要求。

此外，在教学过程中，除强调必要的设计绘图外，还应增加方案