机械设计基础课程改革探索

宋育红

（西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089）

机械设计基础课程改革探索

宋育红

（西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089）

本文结合作者多年来从事机械设计基础课程的教学实践，从提高学生的职业核心能力出发，针对现有教学中存在的问题，从教学内容、教学组织与安排、教学模式和实验教学等几个方面提出改革的思路和措施。

教学改革、教学模式、仿真实验、核心能力

引言

机械设计基础课程是机械类专业的一门专业基础课程，具有很强的理论性和实践性，是学生获得职业基础能力的核心课程。主要是培养学生具有常用机械零部件设计计算和一般机械零件的测绘能力，基本的手工绘图和计算机绘图能力，为今后在产品设计、产品加工、检验和设备维护等岗位群所需要的职业资格打下良好的基础。同时也需要通过本课程的学习获得必要的方法能力及社会能力，使学生具有职业发展和迁移的能力，即具有持续发展和终身学习的能力。

然而随着教育部近几年不断出台的一系例有关高职教育的文件[1]提出的对高职类院校的课程改革[1]的新的要求，高职类院校的课程应充分体现高等教育和职业教育这两大特征。机械设计基础课程改革就不仅仅局限于课程的综合化改革。为了适应于这一新形式，我们课程建设团队自2006年12月至2007年7月经半年多的时间，通过网上问卷调查，毕业生所在企业的回访调查和企业对学生的能力要求等几方面的调研，通过企业和学校的共同参与，进行本专业职业技术领域典型工作任务的分析，从而提出本课程的地位、作用及内容框架，课程整体预设能力目标，项目的设计，课程的总体方案设计及课程的单元设计。该课程的教学改革研究不仅涉及到某个行业、某个学校的某个专业，而是关系到众多院校机械类的各个专业。因此希望通过对该课题的研究对各机械类专业具有适应性和一定的指导意义。

1 教学的现状与问题

目前，该课程在教学中主要存在一下几个问题：

1）高等职业教育要体现双元制教育，要求学校和企业共同承担学生的培养，要求学生的大部分时间应该在生产实训基地或者企业。而我们目前大多数高职院校还做不到。学生即就是在校实习，由于资源紧缺，很难保证每个学生。所以，学生的动手能力较薄弱。

2）在各个专业的人才培养方案中，各个专业自成一体，缺乏统一的课程内容和课程标准。使得这门课程的内容可留可弃，课时可多可少课程的重要性没有体现出来。例如：航空制造工程系、材料系及自动化系都在开设，但各个专业的课时安排相差较大，计辅 100H,机制 108H,数控 78H，机设 104H,数维80H,模具80H，机电一体化80H,液压与气动66H。

3）现有的教材内容陈旧，不能满足现在知识经济和现代高新技术的发展要求，有些教材仍然是七八十年代的老教材，没有把机械方面前言的知识加入进去。例如传动部分仍是带传动、链传动和齿轮传动等，新的一些前言的传动机构几乎没有。

4）教学手段、教学方法落后，由于该门课程有很强的实践性，学生在学习时觉得枯燥、乏味，在课堂上我们往往采用的是单向“填鸭式”的强制灌输，采用传统的教学手段学生理解起来难度很大，自然掌握的程度也就较差了。在教学中应适时的采用多媒体教学、CAI课件、现场教学，增加学生的直观性。

5)该门课程所开设的实验多为验证性和演示性实验，学生自己动手操作的很少。例如齿轮的参数测量、渐开线齿廓的范成法加工齿轮等，学生只要按照老师所演示的步骤来完成，做出来的结果几乎都一样，这样就失去了实验的意义。

6）该课程的课程设计一般为一周到两周时间，一般题目都是齿轮减速器的设计，学生一般5个人左右一组来完成，从传动方案的制定到电机的选择、齿轮设计、轴的设计、键的选择和校核，基本上按照教材的例题就可以做出来，学生设计中照抄的较多，最终的设计成果是“图纸”和“说明书”，有的大同小异，很难体现每个学生的综合运用知识的能力。

2 教学改革的基本思路

为了使我们的课程更加符合企业对人才培养的要求，充分体现高等职业教育的高等教育和职业教育两大特性，与本科教育相比，高职类教育教学理念与教学设计注重行业和企业对人才职业能力的要求，以真实工作任务及过程为依据整合、序化教学内容，重视教、学做合一性，采用任务驱动、项目导向的教学模式；本科教育则重视研究性、探究性学习，协作性学习等现代教学理念在教学中的应用。因此，高职教育和本科教育在体系上有着完全不同的结构，这就意味着课程设计的理念不同，课程设计的思路上就不能照搬传统的本科教育的教学模式，教学内容和教学方法，必须建立一套符合高职教育的具有鲜明职业特色的教育系统。

1）课程设计思路[2]改革

在对机械制造类相关行业和毕业生近几年就业岗位群分析的基础上，通过与企业与行业技术、管理专家的沟通交流，分析出就业岗位群的实际工作任务，对这些工作任务进行分析、整合，确定工作任务对知识的共性要求，并对所需的职业资格及能力进行分析，从而构建以真实工作过程的学习领域即课程。例如：通过对毕业生的跟踪调查，机械类专业的学生就业岗位主要分布在机械产品加工、工艺编制、产品检验、设备调试与维修等部门，从事工艺设计、制造、高技能操作、小型产品设计、制造、生产及设备维护等工作。通过对这些岗位的分析，知这些岗位中多数岗位要求学生具有二维和三维CAD的职业资格证书，而本课程正是针对学生职业基础能力培养而设的一门核心课程。

2）教学内容改革

由上面对专业群的岗位群进行分析，该课程从一下四个方面进行课程内容及项目的选取。a)以实际应用选取知识点；b)围绕实际项目选取知识点；c)以产品设计选取知识点；d)以创新能力培养及软件的应用选取知识点。将课程的学科体系进行解构和重构，通过若干学习情境的设计，以方法（对象）、现象、机构、零部件为载体，将知识点的学习溶入到学习情境中，从具体到抽象、从现象到本质，从局部到总体、从简单到复杂的有序安排符合学生的成长规律的教学内容和项目。如图1所示。

图1 课程内容的选取

3）教学内容的组织与安排改革

目前，对于大多数专业在内容的组织和安排上都采用老师课堂讲解，学生被动接受，老师讲什么就是什么，学生自主学习的空间较小，也没有发挥学生的主体地位。针对目前的现状，对本课程教学内容的组织、安排的基本思路我们遵循学生认知能力培养的基本规律，引导学生从接受任务到任务完成都必定会遵循“资讯→决策→计划→实施→检查→评估”基本的工作流程[3]。教学内容的组织我们采用以机构为载体、认识机构的过程及对机构进行正确的分析为任务作为学习情境设计的主线。例如图2所示。通过对实际中学生了解的工业产品从感性具体认识到抽象的受力分析，既提高了学生的学习兴趣，又更利于学生的理解掌握。

图2 课程内容的组织安排

4）教学模式的改革与创新

我们教学团队结合该课程的特点及不同的教学内容，采用了任务驱动、工学结合、行动导向、案例教学等不同的教学模式。力争做到教、学、做一体化。本课程是一门既有一定的理论性，又有较强的实践性课程，为此，对理论性较强的内容，我们结合工程案例的分析进行讲解，以理论的应用为切入点，使学生能对基本概念有较具体的认识。对实践性较强的内容，则采取任务驱动、学做合一、行动导向的现场教学，按照工作过程六步法引导学生学会通过资讯、决策、计划、实施、检查、评价来完成本课程每一项工作任务。整个学习活动的设计充分体现内容的实用性，学生学习的自主性、发展性、综合性，学习过程的开发性和学习效果的评价性的特点。例如：如图3所示，对于齿轮、轴、轴承的讲解，我们首先让学生自己动手拆装减速器，介绍齿轮、轴、轴承、等的作用，接着就以齿轮、轴、轴承、带联轴器等的设计为子项目，讲解学习相关的知识。学习结束后，总结学习的齿轮、轴、轴承等的知识，设计一套完整的方案，设计相应的减速器，在设计的过程中可以训练学生的查表、查阅相关资料的能力。设计完成后，手工或采用相关的绘图软件绘制装配图及零件图。以达到训练学生设计产品、绘图的动手能力。在完成整个任务的过程中，使学生掌握相应的知识和专业机能。

图3 项目导向的教学模式

5）教学方法的改革

针对该课程的特点，我们将传统教学方法（黑板加粉笔）与现代多媒体教学手段有机结合，扬长避短，形成了与课程教材配套的多媒体立体化教案，体现了多元化的现代教育技术方法与手段。在教学中充分利用现代化教学设备，自制了完整的ppt教学课件，将CAI课件，录像插播片，实物模型及现场参观等多种手段科学组合，使教学形象、生动、高效、学生喜闻乐见，计算机辅助教学的形象化特点和生动性、趣味性也大大激发了学生主动学习的积极性，加深了对所学内容的理解，从而提高了整体教学质量和水平。同时也增加了教学信息量和提高了教学效益。

6)实验教学的改革

实验教学是实践教学中的重要组成部分，在培养学生理论联系实际，实践能力和创新精神等方面发挥着极其重要的作用。该课程的实验分为“验证型”、“综合型”和“设计型”三大类，对于综合型的实验，由于我院的实验资源有限，现在开设的很少；而且目前多数院校都存在学生多实验设备少的情况，很难保证每个学生单独完成。随着计算机技术和仿真技术[4]的飞速发展，在该课程的实验开设中，引入计算机仿真技术，开设仿真实验，可以弥补传统实验中的不足，大大提高实验教学质量，使实验教学向科学化、现代化方向发展。例如利CAD/CAM/CAE软件，设计机构、零件和产品的三维动态模型，通过动态演示观察其运动特性、组成及工作情况，并可以对零件进行虚拟装配，组成新的机构。如图4、5所示。

图4 典型机械产品的拆装

图5 典型机械零件的认知

3 总结

随着高等职业教育的不断完善，为了更好实现学生就业后尽可能实现和企业“零距离”接轨，大力推进教学改革和课程体系的调整，我们应该及时转变教育观念，对机械设计基础课程从教学模式、教学的组织和安排等几方面改革和尝试，在实践—总结—再实践中不断完善，取得更好的教学效果，提高学生就业的核心能力。

[1]教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见.2001.01

[2]李润林.高职院校如何开展创新教育[J].机械职业教育.2003，（11）.

[3]姚海滨.关于《机械设计基础》课程教学方法的探讨[J].泰州职业技术学院学报.2001,(3).

[4]孙连荣.高校实验模式的研究与探索[J].实验室研究与探索.2003,22(1).

Teaching Reform and Investigation of“Basic Mechanical Design”

SONG Yu-hong
（Xi’an Aeronautical Polytechnic Institute,Xi'an 715089,Shanxi）

This paper combines with teachingpractice what the auther engaged“Basic Mechanical Design”over the years.Fromenhancingstudents the professional core competencies,she has analyzed the problems in the teachingsuch as teachingcontent teachingorganization and arrangement teachingmode experimental teachingand proposed ideas and measures toreform.

teachingreform；teachingmode；simulation；core competencies

G642.0

A

1671-5004（2011） 05-0128-02

2011-9-22

宋育红（1979-），女，陕西富平人，西安航空职业技术学院讲师，主要研究方向：机械设计基础。