高级技工教育中机械设计基础课程的教学探索

王玉冰　安玉环

关键词：技工院校  职业教育  机械设计基础  教学方法

高级技工教育是较高层次的职业技术教育，是我国现代教育的重要组成部分。发展高级技工教育既是我国经济发展和现代化建设的需要，也是提高劳动者素质的需要。随着科技的发展，新产业、新技术、新工艺、新设备不断涌现，要实现高新技术到生产力的最终转变，培训技术性实用型人才至关重要。

机械设计基础课程是一门重要的专业基础课，是机械相关专业的必修课。该课程以职业岗位需要为目标，主要阐述机械传动和通用零部件的结构、工作原理及选用的基本方法，其更加接近工程实践，是学习专业课程的基础，培养学生更加熟练的设计创新能力。

一、现行课程体系中存在的问题

1.培养目标不明确

对于技工院校的机械工程系学生来说，毕业后将面向生产一线，主要从事机械加工、机械设备维修类工作。因此，技校学生应具有熟练的操作技能和解决实际生产问题的能力。在技工教学中，教师要调整重点，面向生产实践，注重与生产相关的机构、零件等知识的讲授，加强装配、维修、加工技能等动手能力的培养，减少不必要的关于机械设计能力的练习。

2.教学内容不适应学生职业发展规划

机械设计基础课程由机械原理和机械设计两部分内容组成，其内容体系庞大。目前，大多数教材与职业技工教育的需求不匹配，重理论分析，轻实际应用，与机械零部件实际生产过程联系较少，甚至部分教材是在本科教材的基础上删繁就简，导致知识点不完整，重点不明确。

根据近年来对笔者学校机械工程系（钳工、车工）毕业生就业情况的跟踪调查统计，他们从事的工作岗位，主要涉及各类机械设备的操作、生产设备的维修保养、安装调试和产品的售后安装服务等方面。这些工作主要要求学生掌握机械传动知识和零部件的加工、拆装、维修等知识，而机械原理和机构设计研发等内容要求不高。此外，学生在校期间较少接触生产实践，对机械设备缺乏直观的认识，在课程学习中感觉抽象，难以理解。技工教育培养的是高技能应用型人才，必須要求理论和实践相结合，丰富实践环节的教学，因此，必须对该课程的教学内容和教学方法进行改革。

3.教学方法与教学手段需要与时俱进

技工院校的学生大多是初高中毕业后直接进入学校学习技术，学生生源质量不如本专科院校学生，理论基础薄弱，又没有实际生产工作经验，对机械设备的了解只限于生活中接触的范围，缺乏工程应用观念。与之相对的是，机械设计基础课程内容繁杂——机构多、零件多、图表多、计算多。如果像传统教学那样依靠黑板粉笔，板书教学，很难将直观的形象传递给学生，难以满足教学的需求。虽然现阶段现代化教学手段已经逐步融入教学之中，但由于学生年龄小、基础薄弱、生活阅历不足，难以使学生真正了解工程实践，对学生工程意识的培养还存在一定的不足。同时，传统课堂注入式的教学方法看重的是知识的传授而忽视了技能的培养，与技工教育的教学要求不相适应。这既不利于学生未来职业规划的发展，也不利于学生创新思维和动手操作能力等综合能力的提高。

二、课程内容改革与实践

机械设计基础课程内容具有很强的理论性和实用性。本着“必须与够用”的原则和注重培养学生解决工程实际应用和创造性思维能力的目标，笔者对该课程的教学进行了部分探索与调整。

1.根据培养目标定位调整教学大纲

技工院校机械专业培养的面向生产一线，具有机械制造维修能力的高级技能型人才。主要从事制造、装配、调试、维修等方面的技术工作。据此，教师对原教学大纲进行微调，完善教学内容，调整教学重难点设置。

2.更新旧的教材体系，优化重组课程内容

机械设计基础这门课程从现有内容上看，很容易让大家以为这是一门主要研究机械零件的设计方法的学科，与以后工作涉及的技能操作知识关系不大。但实际上，机械设计基础课程在技工院校的教学中重点是应集中在机械传动的常识的掌握上的，零部件的设计反而是次要的。从职业培养的目标出发，学生在学习时，主要掌握机械传动机构的基础常识和应用特点，机构的安装维护方法等知识就可以了。在此基础上，即可优化重组课程内容。

机械设计基础课程主要包含平面连杆机构、凸轮机构、螺纹连接和螺纹传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、轮系减速器、轴承、轴及轴上附属零件等章节。按照学生在企业工作的职业技能需求，我们将其中的知识点分成了机械传动知识和机械零件设计两部分。其中零件设计部分在工作中应用较少，根据职业教育培养的知识需求，可将该部分课时内容酌情删减;而关于机械零件的装配维护保养的内容在生产工作中应用较多，教材中却涉及较少，需要教师在课下收集相关材料，做好延伸扩展。

以带传动这一章节为例，该章内容主要有带传动的类型、应用及特点，带传动的工作情况分析，带传动的张紧、安装与维护，普通V带传动的设计计算。其中带传动的设计计算是本科生教学的重点，它是集合了带传动的所有知识点的综合应用，对学生知识水平要求很高。但对于技校学生来说，其工作后经常用到的是带传动的张紧、安装与维护等技能，很少接触设计任务。因此，笔者对教学内容进行了调整，减少了繁琐的理论公式的推导，重点介绍利用经验公式进行代数计算的方法技巧，以突出工程应用实际。这样既减轻了学生学习机械原理等方面的学习负担，又结合了实际生产，提高了学生对应会知识的掌握情况。

3.注重细节，注重知识的连贯性

在教学中，细节决定教学的成败，要做好每一单元的教学设计，再细化到每一节课、每一知识点、每一教学环节的设计。同时要注重知识的系统性和连贯性。如带传动与链传动、齿轮传动与涡轮蜗杆传动这样的章节，相互之间有很多共同点。因此教师在授课过程中，注重课与课之间、课内知识点之间、课内知识与其他课程之间的联系和衔接，使学生能够做到温故而知新。在前后教学中相互联系、对比，让新学知识与以往所学相结合，融会贯通。

4.多种教学手段的利用

机械设计基础是一门理论性和实践性相结合的课程，其中机械传动过程、零件内部结构、机械工作原理等知识很难用粉笔黑板描述清楚，学生没见过实物，缺少实际生产经验。因此教师应充分应现代化的教学手段，利用视频图像等多方面的刺激，将课程生动、直观、轻松地呈现给学生。

（1）多媒体手段。常见的多媒体手段有PPT课件、教学视频、flash动画和微课等形式。教师综合利用各种多媒体手段，让学生通过屏幕投影，更加直观生动地了解机械设备，达到理想的授课效果。在教学中选择一些機械设备运行的视频展现各类传动的类型和应用;通过Flash程序调整运动参数，展现机构的运动特点;利用多媒体课件模拟生产场景，进行机构动态演示及图形图片展示，多方位多角度展现机械设计的基础知识。比如在讲授四杆机构的基本形式及其演化课程前，利用Flash程序制作四杆机构的小程序，通过调整四根杆的长度变换四杆机构的类型，展示三类四杆机构的区别，加深理解记忆。

自2011年广东佛山教育局胡铁生主任将微课引入教学，借助“佛山微课”“中国微课网”等平台的推广，国内的微课制作与应用实践进行得如火如荼。微课是以视频资源为主要载体，围绕某个教学主题拍摄的教学视频，以某一教学知识点、教学步骤为单一体系，视频时间在5～8分钟以内，短小精悍，易集中学习者的注意力，有效促进自主学习。机械设计基础课程的部分章节也是非常适合应用微课进行辅助教学。笔者所在系的教师就曾制作了四杆机构的组成和分类、带传动的安装与维护等课题的微课视频，通过翻转课堂等形式运用于教学过程之中，取得了良好的教学效果。

（2）实物展示与实践操作。作为技工类院校，理论与实践并重，大都配备有完备的实训教学设施。在机械设计基础课程教学中，就可充分利用这一优势，将实物展示和实践操作结合起来，通过直观展示和动手操作，增进学生的感性认识，加深理解。比如在讲授带传动的张紧、安装与维护时，将学生带入实训车间，通过直接观察，了解张紧装置;通过亲自动手安装V型带，熟悉安装V型带的步骤及注意事项。通过课程实践表明，实际操作过的学生对本章节知识的掌握情况明显优于其他学生。

三、小结

随着生产技术的不断发展，职业要求的不断更新，技工教育教学的改革也需要不断进步。机械设计基础课程的教学改革是一个不断发展的过程，只有理论和实践不断融合，深入生产实际，全面推进一体化进程，才能取得良好的改革效果。同时，教师也需认真研究、相互探讨，在实践中不断创新总结和完善，更好地推进机械设计基础课程的教学模式的发展。

参考文献：

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[2]张灵芝.微课在高职教学改革中的应用研究[J].中国职业技术教育，2014（26）.

[3]刘碧俊，陈福泉，张丽萍.高职《机械设计基础》课程改革与实践[J].广西轻工业，2010（1）.

[4]赵永刚.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2014.

（作者单位：秦皇岛技师学院）