高职“机械基础”课程设计教学实践

钟震坤

（湖南高速铁路职业技术学院，湖南 衡阳，421002）

“机械基础”是高职院校机械类、机电类相关专业的一门必修课程，而课程设计则是一个重要的实践教学环节。通过课程设计，使学生获得一次完整、系统、高效的机械设计教学实践，培养学生综合运用已学过的有关机械理论和实践知识，熟悉常规设计流程，具备进行一般机械设备设计的能力，为今后的专业学习和毕业设计打下基础，为将来从事专业技术工作提供保障。

一、“机械基础”课程设计现状

“机械基础”课程设计一般选择通用的机械传动装置，如带传动、链传动、齿轮传动等，其中尤以齿轮减速器传动装置设计居多，设计时间一般为两周，最终提交的设计成果大多为手绘的图纸和手写的设计说明书。由于设计时间比较紧，学生没有掌握足够的专业知识和技能，独立运用相关知识、查找相关手册、进行设计计算比较困难，难以保证课程设计效果。

（一）教学设计不理想

首先，学生专业知识储备不够，学习兴趣不高。学生对具体机械零部件认知不多，实践不够，缺乏机械设计基础知识，再加上认为设计方案单一、设计内容陈旧、设计过程枯燥，不愿花时间和精力去认真钻研，学习兴趣不高，大部分学生主要以完成设计任务为目的。[1]其次，“机械基础”课程设计一般安排在理论教学后期实施，很多同学对前期学习的知识、计算和查表等基本方法已经忘记得差不多了，知识运用比较生疏，影响课程设计的顺利进行，再加上大多临近期末考试，不少学生把更多精力用于考前复习，课程设计效果难以保证。

（二）自主设计和创新能力不高

课程设计中，大部分学生满足于模仿网络上或同学的设计方案和资料，独立完成设计任务的较少，个别学生甚至完全照抄别人的成果，连参数都不按设计要求查表和计算，课程设计完成后基本不懂设计原理和设计过程，不能实现培养学生自主设计能力和沟通合作能力的教学目标。

（三）评价方式单一

常规设计的评价方式主要是教师根据学生平时的考勤、编写的设计说明书和上交的图纸的质量打分，一般多为平时考勤表现占10%，图纸质量占40%，设计说明书占50%，评价方式较为单一。由于学生的机械设计课题内容基本相似，课程设计和指导场所基本统一，经常出现设计内容、计算数据雷同，设计图纸简单复制等问题，没有体现出设计过程质量，不能真实地反映学生的实际设计水平。[2]

（四）课程思政育人挖掘不深

在课程设计过程中，教师侧重专业知识、设计计算、工程绘图的讲解和指导，没有巧妙融入思想政治元素培育学生正确的三观，实现教育价值的理性回归，缺少对问题的深入挖掘以及对团队协作意识的培养，没有将育人功能“润物细无声”地融入“机械基础”设计教学的全过程。[3-4]

二、改革思路和具体措施

（一）改革教学理念，重构教学设计

注重教学与设计融通。在开展理论教学期间，以讲解案例的形式，帮助学生掌握“机械基础”课程设计的相关计算内容，如带传动设计计算、圆柱齿轮设计计算、轴的结构设计和强度校核等。通过布置相关作业，告知查找相关标准或参考资料，提前介入设计内容，提高学生的责任意识和压力感，引起学生的学习兴趣。同时通过作业批改，及时发现学生设计计算中存在的问题和不足，在课堂和课后加强辅导交流，督促学生改正错误，掌握设计计算方法。“机械基础”课程设计是为提高学生自主学习和自我发展能力、团结协作和创新能力以及独立分析与解决问题的综合素质而进行的全面训练，通过训练熟悉影响机械设计、制造及其自动化领域/系统中复杂工程问题的关键环节和参数、掌握技术参数的设计计算与优化、牢记机械工程领域的设计规范和技术标准。主要通过强化金属加工生产实习实训和组织减速器拆装测绘实训实现五个模块设计：一是在掌握常见通用零件的失效形式及设计方法的基础上，进行机械零件的强度设计和结构设计；二是掌握机械零件的设计准则，在此基础上综合应用机械工程专业知识进行机器整体方案设计，并对机械工程问题的解决方案进行合理性分析；三是掌握通用机械产品设计的理论与方法，能够对具有特定需求的产品（如机床、汽车整车及零部件生产和装配工艺）或系统的工程技术问题（如机电一体化技术和自动化控制）进行提炼和描述，确定设计目标和方案；四是熟悉机械工程领域的设计规范和技术标准并能够熟练使用；五是加强人文修养，了解机械设计学科方面的工程常识、重要新技术成就及学科的发展趋向。[5]

（二）改革教学方法，自主设计与团队协作并重

改革教学设计方法，首先，分组调研。按设计要求自主协商组成设计协作小组，每组4～5 人，自选协作组长，组长牵头组织小组成员对设计任务进行调研，明确课程设计目标、任务要求、工作条件、设计依据、计算方法、制图标准规范和时间进度节点，让学生们知道自己要干什么、怎么干。第二，查阅资料，自主设计。根据设计协作小组的任务分工，各小组成员认真查阅资料，进行设计计算，完成个人设计任务，并请小组长或指导教师进行检查复核及评价。第三，团队协作，完成设计说明书。小组长牵头组织完成对小组成员设计任务的复核检查及小组评价后，把所有设计分任务合并形成设计任务书，并组织小组成员进行复核，培养学生的团队沟通协作能力。第四，绘制装配图和零件图。以设计说明书中列出的相关零部件的主要设计参数为依据绘制装配图和零件图，设计协作小组组长或其他成员进行审核，完成全部设计任务。

（三）改革评价方式，加强过程考核

“机械基础”课程设计注重的是通过对典型机械的设计来培养学生对机械知识的综合应用能力。我院为了培养学生的个人实践能力和小组合作能力，在不改变设计方案主要内容的基础上，通过增加应用背景、改变工作参数等方式，对学生进行分组，各小组根据设计内容，组内分工合作，通过组员相互研讨、相互沟通、相互合作，共同确定项目解决方案，分步完成课程设计任务，进而实现学生个人实践能力、小组合作能力及组长领导协调能力的培养。[6]增加课程设计小组关键节点考核、自评考核、组长考核等环节，指导教师在设计现场或借助学习通，对学生设计过程关键节点进行提问考核，提升学生的沟通、表达能力，及时掌握学生对重要零件结构设计、强度核算和工程绘图进展情况。课程设计成绩改由四部分组成，即平时考勤表现占10%，图纸质量占30%，设计说明书占30%，学生自评、过程考核（含设计计算）及协作组长考核占30%。通过改革考核方式，充分调动了学生自主参与课程设计的积极性，培养了学生的综合实践能力，提升了课程设计的效果。教学质量反馈调查结果显示，大多数学生认为“机械基础”课程设计充分调动了大家主动学习的热情，培养了团队意识、实践意识和创新意识，提高了大家的独立工作能力、沟通合作能力和实践动手能力，巩固扩展了专业知识，提升了自身综合素质，是一次很有收获而又终生难忘的教学实践体验。

（四）提升教师素养，开发课程思政育人元素

在高职院校“机械基础”课程设计过程中，专业教师是重要的引导者。他们的思政认知和素养，往往决定了课程思政育人的实效。为此，高职院校要着力提升专业教师的整体思想政治素养，进一步促进专业教师的职业发展。首先，提升广大专业教师的思政素养。高职院校应依托完善化、精细化的教师培养体系，发挥专业教研室的作用和功能，依托教研活动、集体备课、教学督导、教师职业能力竞赛等方式，引导专业教师将专业教育与思政教育结合起来，积极变革和创新课程思政教育模式，着力提升业务能力和思政素养。[7]其次，开发专业教学中的课程思政元素。指导教师要认真学习研究机械制造的专业知识、结构体系和发展历史，对照高职学生的性格特点和培养目标，深入开发教学设计过程中的课程思政元素。讲齿轮传动特点时：针对“精度高，工作平稳，可靠性高”，可引导学生踏实工作，爱国敬业，做到知行合一、言行一致；针对“传递动力大，传动效率高”，可引导学生刻苦学习，增强本领，提高效率，珍惜光阴；针对“制造、安装精度要求高，制造成本较高”，可引导学生一分为二看问题，尺有所短，寸有所长，要学会全面看事物，要正确认识自己。[8]讲齿轮传动时，针对“假如一个齿轮发生故障，则整个机器将无法正常工作”，引导学生正确处理好个人与集体的关系。个人是集体的组成元素，个人的努力和合作能促进集体的良性发展，个人素质和配合不好也会影响整个集体的高效运转。集体是个人生存的园地，是个人成长的保障，个人的生活、学习和工作都离不开集体。集体发展壮大，会给个人提供良好的发展平台，会带动和促进个人积极上进、提升团队合作意识、珍视并自觉维护集体的荣誉和利益。[9]最后，在课程设计中融入爱国主义教育和工匠精神教育。介绍齿轮传动设计时，融入创新创业教育和爱国主义教育：中国高铁成为中国制造的一张“黄金名片”，关键在于中国攻克了“高铁列车用高可靠齿轮传动系统”、“新一代交流传动快速客运电力机车研究与应用”等一批技术难关，掌握了核心技术，项目荣获国家科技进步奖，引导学生对国家改革开放、自主创新政策的理解，对坚持走中国特色社会主义道路的认同。[10]指导螺纹连接件设计时，融入职业道德、创新意识和工匠精神教育：普通职员若林克彦用20 年时间专注做一件事，研究发明了永不松脱的螺母，成就哈德洛克工业，使学生认识到任何一项成绩的取得都不是轻而易举、一蹴而就的，而是长期坚持不懈努力的结果，从而培育学生的工匠精神、敬业品质和职业道德。

三、结语

“机械基础”课程设计是机械类、机电类专业必要的实践教学过程，注重培养学生的调查研究交流沟通能力和分析解决实际问题能力。经过我院机车、车辆等专业课程设计中多年的教学实践，在教学设计上突出理论联系实际、注重教学与设计相融，在教学方法上注重自主设计与团队协同能力的培养，在考核方式上加强学生评价、过程评价，并着力提升教师素养，深挖课程思政育人元素，全方位提高“机械基础”课程设计的质量，强化了学生的综合能力。随着《国家职业教育改革实施方案》的发布，高职学校将紧密服务中国工业4.0 和“一带一路”建设，促进教学质量不断提高，为确保高职人才培养目标的实现不断努力探索与实践。