关于高职院校机械基础课程教学改革措施的思考

李玺 林显新 李倩

【摘 要】本文对高职院校机械基础课程教学改革措施进行思考，从整合和优化课程内容、灵活运用多种教学方式、加强三维设计软件和CAD技术的应用、多方面开发课外活动、完善课程考核制度等方面提出机械基础课程教学改革措施。

【关键词】高职院校 机械设计 教学方式 教学改革

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）47-0051-02

机械基础作为工科类学生尤其是机械类专业的基础课程，是从事与机械相关行业工作的学生的必修课。该课程主要以机械零件和结构为基础知识，要求通过课程教学让学生掌握各种零件结构的形式及工作原理，在日后的工作中能够进行合理选型并且对相关零部件和结构进行维修。然而，在当前的教学实践中，高职生源不仅缺乏工程背景，而且普遍缺乏课堂学习信心，厌倦思维逻辑的理論学习。与普通本科院校的学生相比，纯理论讲授的教学方式无法深度激发学生对课堂内容的兴趣，难以发挥他们的潜能。同时，高职学生普遍基础较差，空间想象能力不够，如果没有三维直观结构，无法直接通过照片或者图片理解结构形式及相对的运动和配合关系，无法单纯通过课本知识理解和学习机械结构及零部件。为此，本文试从以下方面思考机械基础课程教学改革措施，旨在为后续的研究和探索提供一定的理论和实践方面的借鉴。

一、整合和优化课程内容

作为机械与近机专业的学生，机械基础课程是必修课，课程体系主要包括四个部分：材料性能、结构运动及原理、常见机械零部件和结构等，课程内容重点和难点在于将基础零部件结构工程实践相结合，让学生学以致用。

（一）调整知识点顺序。高职院校学生大多基础比较差，对理论学习普遍缺乏兴趣，而对实际动手操作比较感兴趣，但是机械基础课程属于专业基础课，不掌握一定的理论知识，后续实践实训课程学习乃至以后的工作都会面临较大的阻碍。为了提高学生的学习兴趣和对专业课程的认知能力，在整个学期的学习过程中，教师应在时间线上遵循由浅至深的授课原理，调整知识点顺序。具体来说，就是从零部件的讲解开始，让学生对各个机械零件有初步的认识，再对机械结构进行讲解，将运动作为最后讲授的内容。这样由浅至深、由静至动、从局部到整体，逐渐深入学习，一方面大大简化课程学习难度，提升学习效果，另一方面通过由浅至深的讲授方式，增强学生对知识的接受程度，提升学生对学习内容的兴趣。

（二）优化课程内容。一方面，对课程内容进行适当精简，筛除过多的理论计算知识，将授课重点放在机械结构形式以及工程实际选型选材问题上，避免过多的理论推导和分析计算。如工程构件的受力和结构变形计算部分，公理定律和计算推导篇幅很长，典型结构的应力应变计算非常详尽，但是就目前高职院校学生的整体学习能力来说，学生对此类知识的接受度极低，而且在以后的工作实践中，从事一线实践操作基本上不太会涉及此类计算方面的内容。因此，在课程内容优化过程中，可对此类型的内容适当进行精简。另一方面，适当增加实践教学内容。机械基础课程教材中关于实践方面的内容涉及较少，教师可结合实践加以分析，如引导学生思考：根据实际经验和实践应用如何合理地进行结构选型？一些复杂构件在使用和工作过程中如何安装调整和维护？等等。将企业和实践中常见的问题引入课程教学内容中，引导学生思考分析，解决实际问题，并且将相关知识点与实际问题联系起来，帮助学生提升学习效果。

（三）深化教学内容。在课程教学过程中，笔者发现课程内容深度不够，这导致学生在作为生产技术人员步入后续工作实践后，根据现有的课本上的知识，无法解决大量的工程实际问题。而且传统的教学模式导致学生基本上不具备独立查阅相关技术资料和手册的能力。因此，在授课过程中，教师应对教学内容加以深化，积极鼓励学生查阅《机械设计手册》等相关技术文件，解决相关课程问题，不仅提高学生的自学能力，而且为后续工作解决相关工程实践问题提供思路。为此，教师应不断学习，提升自身水平，如每年去企业实践锻炼，掌握和了解行业的先进知识、发展动态，将这些知识技术融入实际教学中去。

二、灵活运用多种教学方式

（一）灵活运用小组教学法，营造合作型课堂学习氛围。建构主义理论认为，合作型的课堂对于提高学生的学习能力和学习效率是极为有效的，提倡构建合作型课堂氛围，合作学习是指通过讨论、交流、观点争论，相互补充和修改，共享集体思维成果，完成对所学知识的意义建构过程。合作学习主要是以互动合作（师生之间、学生之间）为教学活动取向的，以学习小组为基本组织形式，来共同达成教学目标的。而且在现代化的工业化生产过程中，也更加注重生产人员的团队合作精神。以此为导向，在机械基础课程教学过程中，教师可采取分组教学法，让学生以4～6人为一组，以小组为单位完成相关项目，项目分工主要有以下内容：资料收集工作、前期的外型设计、具体零部件选型、强度校核（理论计算和数值分析）、结构布局优化等。这种团队合作完成相关项目的方式，能够营造合作型课堂学习氛围，极大地提高学生的团队合作意识，增强学生的集体荣誉感，从而培养具有合作精神和职业道德的新型人才。

（二）灵活运用行动导向教学法，开展启发思考型教学。20世纪60年代，瑞恩斯（Reginad Revans）首先提出了行动导向教学法，该方法是以活动为导向、以人的发展为本位的全面提高学生综合能力的职业教学方法。随后行动导向教学法在世界各国得到广泛的推广和应用。行动教学法有利于提高学习效率，同时也是一种有效的处理复杂问题的方法。行动导向教学以“行动导向驱动”为主要形式，在教学过程中充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，注重对学生分析问题、解决问题能力的培养，从完成某一方面的“任务”着手，通过引导学生完成“任务”，从而实现教学目标。基于行动导向教学法，在教学过程中，教师将不再是简单地承担灌输式的讲授，而是将课堂分为基础知识讲解和行动导向训练两部分，在知识讲解阶段，向学生传授基本知识，讲述基本内容;在行动导向训练阶段，向学生提出问题和任务，引导学生掌握基本的解决问题的思路方法（问题的解决并非只有一条路径，在解决问题过程中，并非单线完成，也可以多线并进），引导学生进行探索和思考，从而自行完成任务。在此过程中，学生不仅掌握具体的知识内容，而且还加深对学习内容的掌握和理解，完成“学而思，思而用”的过程，增强自信心，提高学习知识和技能的兴趣。

三、加强三维设计软件和CAD技术的应用

在教学过程中，对机械基础这种结构性专业性比较强的课程，学生很难在脑海中将平面的图片和图纸转化成三维立体模型，从而影响学生对结构和零部件的学习。因此，教师在备课时，可利用CAXA或CATIA三维软件，进行零部件和结构模型的绘制，在课堂教学过程中，利用三维软件直接向学生展示零部件和结构模型，这比传统的利用图片和图纸进行二维展示更加直观。在课堂教学过程中，教师还可利用软件自身功能，进行零部件和结构的剖分，利用软件的装配和运动功能，向学生展示结构和零部件的运动路径和工作原理。这样的教学过程，将极大地提高学生对知识的深入理解，提高对这种专业性结构性较强的学科内容的掌握。熟练掌握CAD技术、减轻设计人员的劳动强度、提高工作效率已经成为工科院校学生的必备技能。在平时作业训练中，提倡学生使用软件完成相关课程作业。在设计过程中，学生不仅掌握课程所涉及的机械零部件和机械结构原理，还能够巩固深化其他课程中相关机械和CAD知识。同时，在利用CAD制图过程中，学生的空间想象力得到增强，能够做到3D和2D之间的转换，并且提高看图识图认图的能力，为后期步入工作奠定基础。

四、多方面开发课外活动

高职学生普遍自我约束力差，对理论课程和内容的学习兴趣不大，为了增强学生对学习的兴趣，课后作业的布置可以视频观看为主，如常见机械结构的操作系统、发明创造等与机械设计相关的纪录片，让学生提高对机械类课程的兴趣;适当组织相关课外活动，如组织学生参观各类先进的机械产品和大型机电设备以及生产线，让学生了解到机械基础的应用十分广泛，激发他们的学习兴趣;组织邀请企业技术人员和步入工作的学长给学生做技术讲座，普及简单的机械知识，提高学生的学习自信心，让学生认识到只要通过学习，他们也可以在相关领域取得成绩。与此同时，鼓励学生参加大学生创新大赛、机械设计大赛等相关机械类的比赛，利用机械基础所学的基础知识，结合三维设计软件和CAD技术，设计新型结构部件或根据实际应用需要进行结构设计，培养学生的思考能力、动手能力。

五、完善课程考核制度，增强学生的探索能力和创新能力

应根据课程培养目标，对传统考试方式和内容进行改革，依据课程标准进行重新命题，在考查知识点和综合技能的同时，对学生的学习过程、学习方法、创新能力和綜合能力也进行评定。一方面，在考试中增加开放性题目，引导学生在教师的指导下，改变被动应付、简单重复和死记硬背的机械式学习方法，转为侧重发现和探索的研究性学习，培养学生独立思考和创新的能力;另一方面，注重对工程实际应用中的基础知识和基本技能的考查，在试题设计上，更加注重实用性和真实性，多以工程实践中的技术故障和技术难点作为题目背景，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。以联轴器章节内容为例，考试过程中，设置选型题目，即给出工程实际中的案例，要求学生根据实际使用情况（电机轴直径、电机型号、扭矩要求等参数），选择合适类型和型号的联轴器，此题重点考察学生的学习过程和对知识的探索以及实际分析与应用能力。这种开放性试题对激发学生的学习积极性，培养学生个性品质很有价值，为学生提供了较大的发展空间，同时也加强了对学生思维能力的测试，注重培养学生的综合素质与能力。

【参考文献】

[1]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]刘大海.在机械设计课程设计中加强学生实践能力的培养[J].辽宁行政学院学报，2007（1）.

[3]安琦.《机械设计课程设计》教改探索[J].高等工程教育研究，1999（1）.

[4]潘树林.“过程流体机械”课程的教改与实践[J].广西大学学报，2003（6）.

[5]钱国英，王刚，徐立清.本科应用型人才的特点及其培养体系的构建[J].中国大学教学，2005（9）.

[6]周雨青，万书玉.“互联网+”背景下的课堂教学——基于慕课、微课、翻转课堂的分析与思考[J].中国教育信息化，2016（2）.

【基金项目】2020年度广西职业教育教学改革研究项目（GXGZJG2020B051）

【作者简介】李 玺（1988— ），女，陕西商洛人，广西机电职业技术学院工程师，助教，研究方向：复合材料力学，机械结构及力学，高等职业教育教学;林显新（1986— ），男，瑶族，广西贺州人，硕士，广西机电职业技术学院讲师，研究方向：自动化及控制，高等职业教育教学;李 倩（1988— ），女，陕西商洛人，博士，南方科技大学，研究方向：纳米材料。

（责编 何田田）