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
对比选择的内容，适当强调功能原理方面的构思，使机械设计中的一些原则与要求真正在学生的实际设计中起到指导作用。

同时，要特别注重对学生团队意识、协作意识的培养，作为学生的必备素质，团队意识在一定意义上决定着学生的就业前景。

总之，《机械设计基础》课程的教学探索，应紧密围绕提高教学质量、培养学生能力这个核心，将教学过程的实践性和职业性作为切入点，根据社会对机械类高职人才需求的变化，不断改革创新，从而进一步增强毕业生择业的竞争力和适应性。