淺論基于能力培養(yǎng)的高職機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索論文
課程是隨著社會發(fā)展而演變的，《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》作為高職機(jī)械類專業(yè)主干課程也是如此。傳統(tǒng)的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容，是將大學(xué)本科的機(jī)械原理、機(jī)械零件、液壓傳動等課程經(jīng)刪減合并而成，教學(xué)體系強(qiáng)調(diào)課程形態(tài)的系統(tǒng)性、完整性和深刻性，基本上是為從事設(shè)計工作而準(zhǔn)備的理論知識。而高等職業(yè)教育培養(yǎng)面向生產(chǎn)一線的應(yīng)用型、技能型人才，更多地強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實踐操作能力。此外，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，如計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助制造的廣泛應(yīng)用，其內(nèi)容也必然要在課程體系中有所體現(xiàn)。顯然，傳統(tǒng)的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)模式與高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)的目標(biāo)相悖。為適應(yīng)時代發(fā)展和科技的進(jìn)步，為高職院校更好地培養(yǎng)和造就適應(yīng)我國21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的技術(shù)應(yīng)用型人才，對高職《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)進(jìn)行改革尤為必要。本文結(jié)合教學(xué)實踐，主要從課程體系和教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和手段、實踐環(huán)節(jié)和課程設(shè)計三個方面，對高職《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革做了有益的探索。
1課程改革的總體思路
針對目前高等職業(yè)教育的發(fā)展趨勢，筆者認(rèn)為：在教學(xué)理念上，可以打破“以學(xué)科為中心、以理論知識為本位”的傳統(tǒng)學(xué)科體系，擺脫學(xué)科系統(tǒng)性、完整性的束縛，緊緊圍繞高等職業(yè)教育人才的培養(yǎng)目標(biāo)，以就業(yè)為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，以能力培養(yǎng)為中心，牢固樹立“知識——能力——素質(zhì)”三位一體、辯證統(tǒng)一的教育質(zhì)量觀，優(yōu)化課程體系，改革教學(xué)方式、方法，促進(jìn)教學(xué)手段，將現(xiàn)代化設(shè)計理念和方法融入傳統(tǒng)課程，加強(qiáng)實踐教學(xué)，注重個性發(fā)展，突出崗位實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
2課程體系和教學(xué)內(nèi)容的改革
2.1構(gòu)建新型課程體系
根據(jù)柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院對機(jī)電類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，確定《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程目標(biāo)為：具有對一般的工程實際問題進(jìn)行受力分析的初步能力，掌握機(jī)械設(shè)計中常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點以及設(shè)計方法，具有設(shè)計機(jī)械傳動裝置和簡單機(jī)械的能力。新的課程體系以此為依據(jù)，按照機(jī)械設(shè)計的基本程序為主線，結(jié)合高職教育特點，形成了工程力學(xué)——金屬材料學(xué)——機(jī)械設(shè)計理論基礎(chǔ)——常用機(jī)構(gòu)——聯(lián)接——機(jī)械傳動——通用零部件——機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計綜述——計算機(jī)輔助設(shè)計這一新的課程體系。該體系將傳統(tǒng)的理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械零件等幾門單列課程有機(jī)結(jié)合在一起，突出實用性和針對性。
2.2整合教學(xué)內(nèi)容
按照教學(xué)效果總體最優(yōu)的原則進(jìn)行合理取舍，按照“重基礎(chǔ)知識，突出應(yīng)用能力培養(yǎng);重工程意識，突出分析能力培養(yǎng)”的原則，確定課程教學(xué)內(nèi)容。在具體做法上，刪除枯燥的理論證明、公式推導(dǎo)，注重如何運用這些公式、定理、方法來解決實際設(shè)計問題，同時兼顧傳統(tǒng)課程在內(nèi)容上的連貫性。如齒輪機(jī)構(gòu)和齒輪設(shè)計部分，刪除了繁瑣的公式推導(dǎo)，而直接引用結(jié)論，完善設(shè)計所必須的基本知識和基本理論，增加基本設(shè)計方法和實踐性內(nèi)容;如對機(jī)械設(shè)計部分，把齒輪傳動的設(shè)計計算應(yīng)用、軸的設(shè)計、滾動軸承的選擇及設(shè)計、螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計算及螺栓聯(lián)接的受力分析、機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度設(shè)計等內(nèi)容列為重點。對生產(chǎn)一線技術(shù)人員較多碰到的機(jī)械工程問題，以實例形式補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中，以突出課程教學(xué)的工程實用性，學(xué)生學(xué)以致用，興趣大增。
2.3增加創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容，灌輸現(xiàn)代設(shè)計理念
隨著時代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，生產(chǎn)方式已發(fā)生重大變化，機(jī)械設(shè)計學(xué)科涌現(xiàn)了許多新的前沿知識，一些新的設(shè)計理念與設(shè)計方法也不斷涌現(xiàn)。如計算機(jī)輔助設(shè)計(大批量定制技術(shù)中的產(chǎn)品模塊設(shè)計、產(chǎn)品變形設(shè)計、產(chǎn)品配置設(shè)計;新的設(shè)計理念中的綠色設(shè)計、產(chǎn)品全生命周期設(shè)計等)，現(xiàn)代設(shè)計理念和設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計理念和方法相比，發(fā)生了很大變化。本課程應(yīng)緊跟現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，及時介紹一些新的設(shè)計理念和方法、技術(shù)、拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思路。
3教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門理論性和實踐性都很強(qiáng)的課程，課程內(nèi)容中涉及到大量的機(jī)械傳動過程、機(jī)械零件構(gòu)造、機(jī)械工作原理等難于用粉筆和語言來描述清楚的內(nèi)容，更由于課時減少，學(xué)生沒有實際工作經(jīng)歷，缺乏與此有關(guān)的感性認(rèn)識，因此教師應(yīng)充分利用多種教學(xué)手段，尤其是現(xiàn)代化的教學(xué)手段，將課程生動、直觀、輕松地呈現(xiàn)給學(xué)生。
3.1合理利用多媒體技術(shù)與教學(xué)課件提高教學(xué)效果
多媒體課件能將抽象、復(fù)雜的知識直觀化、形象化，創(chuàng)建生動的表象。課件精選了一些機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用實例的視頻、flash動畫文件，借助這些課件，學(xué)生可以在屏幕上看到各種各樣的零件，較易了解熟悉機(jī)構(gòu)工作原理、組成與特征。還可利用多媒體課件設(shè)計高度逼真的虛擬情境，例如帶傳動中彈性滑動現(xiàn)象、四桿機(jī)構(gòu)的運動特征及各種間隙運動機(jī)構(gòu)原理、行星輪系與差動輪系的區(qū)別等，將一些黑板不易表達(dá)清楚、學(xué)生難于理解、實驗中又看不到的現(xiàn)象，通過多媒體課件直觀而形象的展示出來。
3.2采用實體模型、實例教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)
教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，適時采用實體模型、教具、實例教學(xué)、現(xiàn)場參觀等教學(xué)手段，可以極大的增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識。例如：在講四桿機(jī)構(gòu)時，要求學(xué)生觀察縫紉機(jī)利用飛輪度過死點位置的生活實例，組織學(xué)生到現(xiàn)場參觀，讓學(xué)生觀察內(nèi)燃機(jī)、牛頭刨床、汽油自動翻卸料裝置、公共汽車開關(guān)門裝置;又如，講授齒輪加工方法時，組織學(xué)生到齒輪加工車間觀察滾齒、插齒機(jī)的工作過程，了解課本內(nèi)容在生產(chǎn)中的實際情況，這樣極大增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識，拓展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)求知欲。
3.3建設(shè)天空網(wǎng)絡(luò)課堂
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，校園網(wǎng)絡(luò)的普及，硬件和軟件的不斷健全，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輔助教學(xué)已日益彰顯其優(yōu)越性和重要性。教師將教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)測驗等材料，編制成多種形式的文檔存放在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，學(xué)生在課后時間可自行訪問網(wǎng)站，通過瀏覽網(wǎng)頁來達(dá)到學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)的目的。學(xué)生遇到疑難問題時，可以利用電子郵件、留言等方式向與教師交流，教師在網(wǎng)上給予解答，進(jìn)行有針對性的個性化指導(dǎo)。
4改革課程設(shè)計，加強(qiáng)實踐能力培養(yǎng)
培養(yǎng)高職學(xué)生的實踐能力，是當(dāng)前高職教育改革的一個重心，而機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是對學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力的一次全面訓(xùn)練。因此，改革機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的指導(dǎo)思想是加強(qiáng)學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的`設(shè)計思想，提高分析和解決工程實際問題的能力，對后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計乃至今后工作具有重要影響。
4.1根據(jù)專業(yè)特點，結(jié)合實際創(chuàng)新選題
機(jī)械專業(yè)的課程設(shè)計，多年來基本上沿用傳統(tǒng)的齒輪減速器裝置設(shè)計。實際上，不同專業(yè)學(xué)生接觸的工程設(shè)備不同，各行業(yè)對于機(jī)械設(shè)備的使用也各有側(cè)重。因此，教師在選題時根據(jù)專業(yè)特點，結(jié)合各行業(yè)典型實際機(jī)構(gòu)，選擇有生產(chǎn)背景的實踐課題，突出針對性和實踐性。另外，還可通過兩個途徑確定課題：一是引入一些較新的題目，如機(jī)械式無級變速器，齒輪連桿式步進(jìn)機(jī)械等;二是與畢業(yè)設(shè)計聯(lián)系起來，從畢業(yè)設(shè)計中挑選出合適的傳動裝置部分，稍加修改作為課程設(shè)計的實際題目。
4.2教師有的放矢，悉心指導(dǎo)
我們改革了課程設(shè)計題目后，首先拋開了設(shè)計指導(dǎo)書，只給學(xué)生必要提示和列出參考書目，鼓勵學(xué)生去查資料，翻手冊，分組提出設(shè)計方案。教師組織方案研討會，讓學(xué)生各抒己見，充分展示研究和解決問題的過程和結(jié)論，分析比較各方案的優(yōu)劣，最后由老師做出點評和總結(jié)，給出指導(dǎo)性意見，確定方案。通過這樣的過程，學(xué)生改變了以往照搬指導(dǎo)書、機(jī)械模仿的習(xí)慣，知其然又知其所以然，思路清晰，目的明確，對所要設(shè)計的對象、方法、任務(wù)要求、時間安排等非常清楚。在后續(xù)的設(shè)計計算、草圖設(shè)計、裝配圖設(shè)計、零件工作圖設(shè)計、編寫設(shè)計說明書等幾個階段，教師應(yīng)悉心指導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計的工程實際出發(fā)，正確采用各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，教會學(xué)生借助于類比、初估等方法，邊繪圖、邊計算、邊修改、邊比較，交叉進(jìn)行，樹立整體設(shè)計意識和創(chuàng)新意識。
4.3CAD技術(shù)的運用
熟練掌握CAD技術(shù)，已成為工科院校學(xué)生必須具備的基本技能。我們在課程設(shè)計中，將CAD技術(shù)設(shè)計理念引入到教學(xué)過程中，要求學(xué)生用CAD軟件繪制零件圖及裝配圖，提倡學(xué)生利用三維造型軟件如PRO/E、UG、CAXA等構(gòu)建三維模型，建立虛擬樣機(jī)，實現(xiàn)運動和裝配仿真。從而對自己的設(shè)計有了直觀認(rèn)識，并可驗證各部件各機(jī)構(gòu)之間的位置和運動是否正確。運用CAD技術(shù)，節(jié)省了時間，增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力和計算機(jī)繪圖水平。
5結(jié)束語
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程改革是一項系統(tǒng)工程。課程的改革與建設(shè)必須樹立“能力本位”思想，正確“定位”，體現(xiàn)和突出高職教育的特征，符合培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應(yīng)用型人才的要求。基于此，我們的課程改革以高職教育為基本點，以提高學(xué)生的實際知識應(yīng)用能力和實踐活動能力為出發(fā)點，以教學(xué)方法改革為主旨，以工程實際為主線，不斷摸索更適應(yīng)社會發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的教學(xué)模式，開展一系列卓有成效的教學(xué)改革，不斷提高課程教學(xué)效率和質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生掌握更多更新的理論技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性思維能力。
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