机械设计基础课程教学方法与手段的探讨

雷艳惠　贾芳云　吴珊

摘要：机械设计基础课程是针对高等职业教育机电类专业开设的一门重要技术性基础课程，培养学生对常用机构结构分析、机械零部件的选用及设计计算能力，为从事设备操作、改造，机械设计等工作打下基础。笔者根据机械设计基础的课程特点，在教学内容、教学手段等方面不断研究与实践，探索并总结出了适合于该课程的多种教学方法与教学手段，教学效果良好。

关键词：机械设计基础课程；教学探索与实践；教学方法；教学手段

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0207-02

机械设计基础课作为高等职业教育机电类各专业重要的技术性基础课程，对于提高学生的实践与创新能力起着非常重要的作用。本课程的学习，旨在培养学生对常用机构基本结构的分析、机械零部件选用及设计能力，使学生初步获得正确的管理、使用和维护机械的基本知识和要领，为后期专业课的学习以及从事本专业相关工作的可持续性发展打下良好的基础。探索并采用与专业及课程特点相适应的教学内容、教学过程、教学方法和教学手段，是提高教学质量之关键。本文根据机械设计基础的课程特点，就如何精选教学内容、正确采用各种先进的教学方法和手段，进行了探索与实践。

一、优化课程教学内容，培养学生工程素质

据教育部16号文件对高职机电类专业培养“高素质技能型人才”的人才培养目标，结合行业企业对人才职业能力的需求，优化教学内容，教学内容的选取以突出适用性为原则。机械设计基础的课程特点是理论性强，涵盖了机械原理、机械设计、工程力学等方面内容，知识点比较多，同时这门课程还具有很强的应用性和实践性，在教学安排时，应适当调整理论教学时数，增加一定的实践教学时数。

1.精选并更新理论教学内容。在教学内容的选取上调整思路，强调基本知识、基本原理和基本方法，注重理论知识与工程实际应用相融合。从实际应用出发，围绕机器组成，以工程实际项目及创新能力培养等为主选取知识点；以机构分析、零件选用、机械传动及创新设计为主线，引入能体现机械设计现状的、与日常生活和实际生产相关的新型机构及现代机械设计方法等最新成果，突出技术发展前沿，拓宽知识面，丰富课堂信息量，调动学生学习的兴趣及积极性，提高教学效果，完成课程教学及学习目标。

2.贴近工程，增加实践教学内容。接触本门课程前，学习学生对机械的了解局限于生活之中，缺少工程观念，缺乏抽象思维，无法将理论知识和工程实际相结合，但是他们的共性是好奇心强，很容易被新鲜事物所吸引。针对这一现状，我们在教学中穿插一定的实践教学环节。例如，开课前安排学生参观机构与刀具陈列室，机械原理及机械传动陈列室等；开课三周后，安排学生现场参观典型机械产品和现代化机械加工设备，并进行机械拆装实训，课程学习最后阶段安排实践性创新设计等。这一环节，使学生深切感受到工程，建立工程观念，实现理论与实践的有机融合，为课程的深入学习奠定必要的基础。

3.教学内容的组织与实施。机械设计基础课程的特点是各章节内容的关联性少，学生一接触本课程就会产生“没有系统性”、“逻辑性差”等错觉。针对这一现状，教师应该怎么教？学生应该怎么学？在教学内容的组织和实施过程中，遵循由易到难、由简单到复杂、由具体到抽象的原则，对学生引导鼓励。针对需要解决的难题，采用教师引导，学生分组分析讨论的措施，调动学生的主觀能动性，使学生成为课堂的主体，将教、学、做融为一体，激发学生的学习兴趣。

二、改进教学方法，培养学生的学习能力

在教学过程中，怎样才能把以教师为中心转变为以学生为中心，怎样才能充分调动学生自主学习兴趣和学习能力，是我们一直在思考和探索的问题。高职学生比较习惯和适合感性认知的教学方式，因此在课堂教学中，应以精讲多练为原则，以启发式教育为主，同时注重采用“对比式”、“案例式”、“演示法”、“现场教学式”等多种教学方法，对理论性较强的内容，可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法等，强调以知识为载体，培养学生发现问题、理解问题、分析问题、解决问题的思维方式与方法。

1.启发式教学法。启发式教学重在调动学生“学”的积极性。在教学过程中，联系工程实际，充分调动学生学习的主动性和积极性，启发学生积极思考问题，加深对基本知识的理解和掌握，并在求解过程中进一步思考，培养创新意识，取得良好的效果。例如在讲解“机构的死点”内容时，首先播放缝纫机的工作过程以及飞机起落架在降落和起飞时相关工作视频与动画，继而抛出问题：飞机着陆时其起落架为什么能稳固地支撑在地面，起飞时又是怎样收缩回机身的呢？缝纫机脚踏板机构在工作时为什么会出现瞬间卡死甚至反转现象，又是怎样克服“卡死”而继续工作的？等等。学生进行观看视频并思考，随后在与学生相互讨论的基础上展开授课，引导学生对机构的运动进行分析，找出机构死点位置，引出“死点”概念，并对工程中众多实例进行剖析与归纳，说明“死点”在工程中的利用以及传动中“死点”的克服方法。合理的启发式教学法能使枯燥的理论知识与实际生活相结合，使“教”与“学”的过程具体又生动，使学生在主动学习的同时更加深刻地理解并掌握相关概念及原理，提高课堂效率。

2.对比式教学法。对比分析法是通过相关类型的对比激发学生积极思维，加深对各种事物和现象相互联系的系统化认识，并学会类似问题的处理方法。例如：在学到压力角的内容时，打破以往传统的授课顺序，先引出压力角的概念，再将齿轮的压力角、连杆机构的压力角、凸轮机构的压力角等加以对比，分析压力角在机构中的共性，判断压力角在每种机构运动过程中所起的作用、机构传动过程中压力角的瞬时变化情况以及对机构传动的影响等，掌握在机构设计时压力角的大小控制等问题。又如：在讲到凸轮机构从动件的运动规律时，将常见的等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动、正弦加速度运动等几种运动规律通过运动方程及运动线图进行分析比对，明晰每种运动规律的运动特点，总结其应用范围，加深理解，便于记忆。在机械设计课程教学中正确使用对比式教学方法，不但使学生易于掌握机械知识，在培养学生思维方式和创新意识方面也起着重要的作用。

3.案例式教学法。实行案例教学的宗旨是为了使学生成为教学的主体，有针对性地培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力与意识。例如：在讲解齿轮啮合传动时，首先给出汽车变速箱的工程案例，通过对传动过程的仿真模拟，实现对啮合传动的感性认识，掌握啮合传动的基本原理、类型及其在工程中的应用。通过案例引导学生分析讨论，学生可以获得初步的感性知识，以便于后续知识的学习与理解。

4.演示教学法。通过展示各种实物装置、模型、录像等进行的演示法教学，学生可以通过观察获得对机构与机器等的感性认识，促进学生对所学内容的理解与掌握。机械设计课程教学中，对于比较抽象的知识点，例如，对于联轴器与离合器的学习，就可采用演示法教学，首先通过爆炸图及动画对联轴器及离合器的结构及工作过程进行分解演示，学生对联轴器与离合器进行感观上的认识，了解联轴器及离合器的构成和应用，再进行理论讲解，使复杂问题简单化、直观化，使单调死板的课堂趣味化。

5.现场教学法。现场教学法是将抽象性的、不易理解的理论知识以现场实物的形式进行直观展现并进行讲解，使学生在亲身体验中学习知识、完成任务；例如在执行“带式输送机传动装置”的设计任务时，通过“观看带式输送机传动装置工作视频—教师现场示范拆装并现场讲解—学生分组拆装并现场提问—小组讨论，归纳总结”四步走的方法，学生可以掌握带式输送机传动装置的基本组成、工作原理以及设计时应该注意的事项，然后结合所学知识，在教师的引导下完成设计工作任务。现场教学法重在使学生在提高动手能力及实践操作能力的同时加深对知识的理解与掌握。

三、合理采用现代化教学手段，提高教学效果

机械设计基础课程实践性很强，课程内容包括机构工作原理、机械传动等，传统的、以教师为中心、语言加粉笔的教学模式需要教师花费大量的课堂时间来表达讲解，课堂信息量较少，无法从根本上解决少课时多内容等矛盾。

随着计算机技术的应用与普及，广泛采用多媒体技术与手段，充分利用多元化现代技术与多媒体相结合，针对相关知识特点，采用形象逼真的动画、爆炸图、图片等制成PPT、CIA教学课件或教学视频，虚实结合，教学过程中给学习者以强烈的视觉冲击，变抽象教学为直观教学，不仅扩大了课堂信息量，而且使教学内容更加形象、生动，学生兴趣高，教学效果好。

多媒体教学和传统教学手段各有所长，不能互相替代，所以在采用现代化教学手段的同时，应以传统教学手段的成熟模式为框架，根据教学内容的特点及学情不断调整，灵活运用，实现媒体教学和黑板板书教学有机结合，达到最佳教学效果。

四、结语

职业教育改革的目的是提高教学质量，而采用科学的教学方法和手段是提高教学质量的突破口。教无定法，只有结合课程内容和学情特点，不断挖掘并总结合理的教学方法和教學手段，才能获得更加理想的教学效果，提升人才培养质量。

参考文献：

[1]袁振国.教育新理念[M].北京：教育科学出版社，2007.

[2]杨饮芬.教师的教学理解与提升[J].大学教育科学，2011，（1）.