關于“機械設計基礎”課程教學改革探析

摘要：文章圍繞中高職院校“機械設計基礎”課程的特點、重要性、教學現狀和中高等職業教育的職業應用能力的根本目標，結合機械設計基礎”課程教學中存在的主要問題，以“校企合作、工學結合”為突破口，提出了從教學內容、教學方法、資源庫建設等方面所采取的改革措施，在實際教學中取得了良好的效果。 
“機械設計基礎”課程旨在培養學生掌握基本分析方法、選擇常見機構和選擇一般工作條件下常用參數范圍內的零部件的能力，并初步具有設計一般機械零件的能力，從而培養學生創新思維和創造能力。該課程不僅為學生后續專業技能的掌握打下良好的理論基礎，而且也能使學生在今后從事專業工作時，直接運用它去分析和解決實際技術問題奠定堅實基礎。因此，“機械設計基礎”課程是高職院校機械類專業一門重要的專業基礎課，也是從理論性、系統性較強的基礎知識向實踐性較強的專業知識過渡的核心課程。 
　　該課程不僅具有理論性、實踐性和綜合性很強的特點，而且與前續課程關系密切，尤其眾多的概念、數學關系式和煩瑣的分析方法，對基礎薄弱及“淡化理論，崇尚技能”的高職學生而言，難以激發學習興趣；如果沿用傳統的教學模式，教學效果往往事倍功半，因此，探討“機械設計基礎”課程改革具有十分重要的現實意義。 
一、“機械設計基礎”教學中存在的主要問題： 
　1、中高職學生綜合素質下滑顯著，教學面臨嚴峻挑戰 
　　近年來，隨著中高職校不斷擴招，中高職生源質量持續下降，學習積極性不高。另外，學生缺乏明確的定位和職業規劃，局限于就業的兩極化認識誤區：其一，反正將來只是當毫無技術含量的一線操作工，理論知識學與不學沒關系，學好學壞一個樣；其二，思想比較浮躁、急功近利、好高騖遠，缺乏嚴謹求實的學風，未能充分認識到知識和技能的重要性。由此，學生對相關學科的基礎知識的掌握不扎實，對學科之間的交叉理解能力不強。“機械設計基礎”是一門綜合性較強的專業基礎課程，它綜合運用了工程力學、機械制圖、金屬工藝學、公差配合與技術測量等課程內容，而且要求學生還要有一定的計算分析能力。學生普遍把“機械設計基礎”視為最難學的課程之一。 
　2.理論和實踐脫節，知識與技能缺乏良性互動： 
　　“機械設計基礎”課程具有概念多、公式多、符號多、名詞多、圖表多和系統性差、邏輯性差的特點，容易出現理論教學抽象乏味現象。而所開設的實驗課和課程設計，或停留在驗證層面，或流于形式，缺乏具有實用價值的真實項目作為支撐，學生的學習激情難于觸發。由于理論教學和實踐教學未能充分銜接，學習興趣不斷淡化，知識和技能難于提升。 
二、教學改革措施 :
1.重構課程體系，優化教學內容：
　　隨著科學技術的快速發展和生源狀況的改變，高職教學內容必須改革。遵循高技能人才成長發展規律，以學科建設、專業建設的崗位群及職業能力為依據，重新制訂課程標準、教學計劃和教學內容。 
　　“機械設計基礎”課程教學內容具有較強的實踐性，與工程實踐聯系密切，在教學過程中應結合工程實際。按照基于工作過程的理念進行課程開發和設計，用專業課程中學生加工制造的產品為載體，進行課程內容的規劃設計，科學設計學習性工作任務，讓學生在真實的設計工作中掌握相關知識和技能，培養學生的創新工程意識。 
2.教學方法和教學手段的改革： 
　　（1）改進教學方法。好的教學內容只有通過好的教學方法和形式與之相結合，才能收到好的教學效果。傳統的課堂教學中簡單強調知識的傳授，只專注于知識的詮釋，其教學方式限制了學生的思維，使得學生忘記了思考，只是被動地聽課，最終導致學生對問題的理解不夠深刻、記憶不夠牢固、應用脫節，教學效果不好。為此，應在下面三方面有所突破。 
　　1）把單向傳授改為雙向傳遞。為了提高課堂教學效果，教師在向學生傳授知識和技能的同時，接受來自學生的反饋，提倡互問互答的討論式、互動式教學方法。教師通過學生的反饋信息，及時了解學生掌握情況，并促進教學方法的進一步完善，實現教學互促，提高教學質量。 
　2）改變單一的“滿堂灌、填鴨式”的教學方法，采用引導式、啟發式、參與式等多種教學方法，實施探究式教學。在教學過程中，引導學生積極思考、提出問題、分析問題、解決問題，不僅能充分調動學生的學習積極性，而且也培養了學生的邏輯思維方法和創新意識。
　3）實施理—實一體化、工學結合的項目教學法。本課程的主要內容來源于實踐，應用于實踐，有著非常深刻的工程實際背景，因此在教學過程中，應注重結合實際工程實踐，做到理論與實踐相結合。根據現代教育教學理念，實施理—實一體化教學，使實踐教學與理論教學互相滲透、互為補充，為學生更好地理解基礎知識、提高實踐技能、培養創新意識提供良好的平臺，也為實施項目教學奠定了基礎。 
　　項目教學法不僅能實現理論與實踐有機結合、局部與整體結合、課堂及學校內外結合、分析問題與解決問題相結合，也能充分調動學生的主觀能動性，貫徹“教師為主導，學生為主體”的現代教育思想。而且，項目教學能讓學生充分領略完整的工程項目鏈條，通過分析、解決工程面臨的各種問題，實實在在地看到自己的成果；不僅增強自信心，也能充分發掘學生的創造潛能，使學生在工作中學習，學習中工作，提高他們解決實際問題的綜合能力。 
　（2）更新教學手段。好的教學內容和好的教學方法需要通過合適的教學手段表現出來，應采用學生喜聞樂見、靈活自由、形象生動的教學手段，提高學生學習興趣，調動學習主觀能動性。為此，結合“機械設計基礎”課程特點和學生現狀，主要采取了下面兩方面的措施。 
　1）采用先進的教育教學手段，積極主動地運用現代化教學工具，使用電子課件和多媒體教學技術來提高課堂教學效率。多媒體技術是一種把聲音、文字、圖像、圖形、動畫等多種媒體信息，通過計算機進行交互式綜合處理的技術，具有形象、直觀、信息量大等特點。合理利用交互式多媒體課件進行授課，一方面可使傳統教學手段難以表達或抽象的內容變得生動直觀，增加學生的感性認識，培養學生的學習興趣；另一方面通過多媒體網絡教學平臺，促進互動式教學實施，把傳統課堂的教學實現多方位拓展，提高學生自主學習能力，激發學生的思維能力與想象力，提高教學質量。 
　2）引入生活現象和工作崗位中典型案例，是項目教學法和互動教學的立足平臺，通過演示和現場講解，也能強化理論和實際的聯系。舉例不僅可以加深學生對概念的理解，生動的例證則更能有效地啟發學生好奇心和求知欲，調動學習積極性。生活中有許多和課本理論中有關的現象，以身邊的現象作為例證，不僅可以幫助學生加深對抽象理論知識的理解和應用，又能促使學生形成科學的思維方法。利用工作崗位中的案例，不僅強化學以致用理念和工程素質能力，也為學生職業認知、規劃和定位奠定了基礎。
3.建設課程教學資源庫，拓展學習時空緯度： 
　　網絡教學信息資源系統能為各類教學內容提供高效的存儲管理，為使用者提供方便快捷的存取功能，為師生教學互動提供工作平臺，為教學管理者提供資源訪問效果評價分析，實現資源共建共享，從而提高教學資源對象的利用率，促進教學資源更好地為教學服務。“機械設計基礎”課程的教學內容較多，但課時卻較少。高職大班教學的特點決定了教師與學生的溝通時間有限，在有限的課堂時間內即使采用前面介紹的多種教學方法和教學手段，也難以實現預期的教學目標。由于網絡教學不受時間與空間的限制，拓寬了學生的學習空間和時間的自由度，對于學生在課堂上不容易消化掌握的內容，利用教學資源庫平臺，通過網絡課堂實現自主探究式學習，以完成教學目標。 
4.積極開展課外活動 
　　利用教學資源庫，對技能和創新能力提升有一定的局限性。為此，一方面，不僅實驗、實訓教學場所進行開放式管理，為學生提供實踐學習平臺，同時也為培訓取證提供支撐。另一方面，讓學有余力的學生參與到立足于“校企合作、工學結合”的技改項目中來；同時，鼓勵學生參加創新設計制造大賽，加強技能訓練，培養學生實踐能力和創新能力，全面提高學生自身素質和綜合職業技能。 
三、教學改革應用實踐： 
　　1.教學內容重構和教學資源庫建設： 
　　要在有限的教學周期內完成教學內容，需要對教學內容進行優化整合和精選。如：將新知識、新技能納入課程體系，拓展學生的知識面，刪減一般性公式的詳細推導，強化工程設計思維的相關內容，強化機械部件結構工藝及使用、安裝調試與維護的內容，注重相關理論的應用性和實用性。 
　　2.教學方法和教學手段： 
　　物料傳送機械裝置在日常生活和生產實踐中應用廣泛，不僅學生容易接受，而且所涉及的知識和技能在“機械設計基礎”課程中具有典型的代表性。下面以物料傳送機械裝置項目為例，簡要說明教學方法和教學手段應用情況。 
　　首先在第一堂課，介紹物料傳送機械裝置項目基本情況，其作為本課程教學資源庫及多媒體教學核心案例具有十分重要的地位，通過查看資源庫了解所用的知識點、技能及相互關系，對學生進行分組，強化學習觀念和學習方法的轉化。其次，通過多媒體演示和現場參觀形式，讓學生直觀感受物料傳送機械裝置組成、工作過程和工藝要求及參數，以生動的學習情境和實用平臺激發學習積極性。最后，根據項目教學法“資訊→決策→計劃→實施→檢查→評估”六個基本環節組織實施教學，利用資源庫提供項目教學法所涉及的任務書、各類表格、模板等相關內容，指導教學工作有序開展。 
　　總之，以工程化項目為背景，放手讓學生根據功能要求，通過互動探討自主完成：選擇和設計傳動機構與驅動機構、完成方案設計、確定加工方法，自主完成安裝、調試、驗證和設計說明書整理及答辯考核等各項任務，使學生在工作過程中不斷發現問題，應用所學知識和技能解決所遇到的問題，充分發揮學生主觀能動性、合作精神和創新設計能力。