关于“机械设计基础”课程教学改革探析

摘要：文章围绕中高职院校“机械设计基础”课程的特点、重要性、教学现状和中高等职业教育的职业应用能力的根本目标，结合机械设计基础”课程教学中存在的主要问题，以“校企合作、工学结合”为突破口，提出了从教学内容、教学方法、资源库建设等方面所采取的改革措施，在实际教学中取得了良好的效果。 
“机械设计基础”课程旨在培养学生掌握基本分析方法、选择常见机构和选择一般工作条件下常用参数范围内的零部件的能力，并初步具有设计一般机械零件的能力，从而培养学生创新思维和创造能力。该课程不仅为学生后续专业技能的掌握打下良好的理论基础，而且也能使学生在今后从事专业工作时，直接运用它去分析和解决实际技术问题奠定坚实基础。因此，“机械设计基础”课程是高职院校机械类专业一门重要的专业基础课，也是从理论性、系统性较强的基础知识向实践性较强的专业知识过渡的核心课程。 
　　该课程不仅具有理论性、实践性和综合性很强的特点，而且与前续课程关系密切，尤其众多的概念、数学关系式和烦琐的分析方法，对基础薄弱及“淡化理论，崇尚技能”的高职学生而言，难以激发学习兴趣；如果沿用传统的教学模式，教学效果往往事倍功半，因此，探讨“机械设计基础”课程改革具有十分重要的现实意义。 
一、“机械设计基础”教学中存在的主要问题： 
　1、中高职学生综合素质下滑显著，教学面临严峻挑战 
　　近年来，随着中高职校不断扩招，中高职生源质量持续下降，学习积极性不高。另外，学生缺乏明确的定位和职业规划，局限于就业的两极化认识误区：其一，反正将来只是当毫无技术含量的一线操作工，理论知识学与不学没关系，学好学坏一个样；其二，思想比较浮躁、急功近利、好高骛远，缺乏严谨求实的学风，未能充分认识到知识和技能的重要性。由此，学生对相关学科的基础知识的掌握不扎实，对学科之间的交叉理解能力不强。“机械设计基础”是一门综合性较强的专业基础课程，它综合运用了工程力学、机械制图、金属工艺学、公差配合与技术测量等课程内容，而且要求学生还要有一定的计算分析能力。学生普遍把“机械设计基础”视为最难学的课程之一。 
　2.理论和实践脱节，知识与技能缺乏良性互动： 
　　“机械设计基础”课程具有概念多、公式多、符号多、名词多、图表多和系统性差、逻辑性差的特点，容易出现理论教学抽象乏味现象。而所开设的实验课和课程设计，或停留在验证层面，或流于形式，缺乏具有实用价值的真实项目作为支撑，学生的学习激情难于触发。由于理论教学和实践教学未能充分衔接，学习兴趣不断淡化，知识和技能难于提升。 
二、教学改革措施 :
1.重构课程体系，优化教学内容：
　　随着科学技术的快速发展和生源状况的改变，高职教学内容必须改革。遵循高技能人才成长发展规律，以学科建设、专业建设的岗位群及职业能力为依据，重新制订课程标准、教学计划和教学内容。 
　　“机械设计基础”课程教学内容具有较强的实践性，与工程实践联系密切，在教学过程中应结合工程实际。按照基于工作过程的理念进行课程开发和设计，用专业课程中学生加工制造的产品为载体，进行课程内容的规划设计，科学设计学习性工作任务，让学生在真实的设计工作中掌握相关知识和技能，培养学生的创新工程意识。 
2.教学方法和教学手段的改革： 
　　（1）改进教学方法。好的教学内容只有通过好的教学方法和形式与之相结合，才能收到好的教学效果。传统的课堂教学中简单强调知识的传授，只专注于知识的诠释，其教学方式限制了学生的思维，使得学生忘记了思考，只是被动地听课，最终导致学生对问题的理解不够深刻、记忆不够牢固、应用脱节，教学效果不好。为此，应在下面三方面有所突破。 
　　1）把单向传授改为双向传递。为了提高课堂教学效果，教师在向学生传授知识和技能的同时，接受来自学生的反馈，提倡互问互答的讨论式、互动式教学方法。教师通过学生的反馈信息，及时了解学生掌握情况，并促进教学方法的进一步完善，实现教学互促，提高教学质量。 
　2）改变单一的“满堂灌、填鸭式”的教学方法，采用引导式、启发式、参与式等多种教学方法，实施探究式教学。在教学过程中，引导学生积极思考、提出问题、分析问题、解决问题，不仅能充分调动学生的学习积极性，而且也培养了学生的逻辑思维方法和创新意识。
　3）实施理—实一体化、工学结合的项目教学法。本课程的主要内容来源于实践，应用于实践，有着非常深刻的工程实际背景，因此在教学过程中，应注重结合实际工程实践，做到理论与实践相结合。根据现代教育教学理念，实施理—实一体化教学，使实践教学与理论教学互相渗透、互为补充，为学生更好地理解基础知识、提高实践技能、培养创新意识提供良好的平台，也为实施项目教学奠定了基础。 
　　项目教学法不仅能实现理论与实践有机结合、局部与整体结合、课堂及学校内外结合、分析问题与解决问题相结合，也能充分调动学生的主观能动性，贯彻“教师为主导，学生为主体”的现代教育思想。而且，项目教学能让学生充分领略完整的工程项目链条，通过分析、解决工程面临的各种问题，实实在在地看到自己的成果；不仅增强自信心，也能充分发掘学生的创造潜能，使学生在工作中学习，学习中工作，提高他们解决实际问题的综合能力。 
　（2）更新教学手段。好的教学内容和好的教学方法需要通过合适的教学手段表现出来，应采用学生喜闻乐见、灵活自由、形象生动的教学手段，提高学生学习兴趣，调动学习主观能动性。为此，结合“机械设计基础”课程特点和学生现状，主要采取了下面两方面的措施。 
　1）采用先进的教育教学手段，积极主动地运用现代化教学工具，使用电子课件和多媒体教学技术来提高课堂教学效率。多媒体技术是一种把声音、文字、图像、图形、动画等多种媒体信息，通过计算机进行交互式综合处理的技术，具有形象、直观、信息量大等特点。合理利用交互式多媒体课件进行授课，一方面可使传统教学手段难以表达或抽象的内容变得生动直观，增加学生的感性认识，培养学生的学习兴趣；另一方面通过多媒体网络教学平台，促进互动式教学实施，把传统课堂的教学实现多方位拓展，提高学生自主学习能力，激发学生的思维能力与想象力，提高教学质量。 
　2）引入生活现象和工作岗位中典型案例，是项目教学法和互动教学的立足平台，通过演示和现场讲解，也能强化理论和实际的联系。举例不仅可以加深学生对概念的理解，生动的例证则更能有效地启发学生好奇心和求知欲，调动学习积极性。生活中有许多和课本理论中有关的现象，以身边的现象作为例证，不仅可以帮助学生加深对抽象理论知识的理解和应用，又能促使学生形成科学的思维方法。利用工作岗位中的案例，不仅强化学以致用理念和工程素质能力，也为学生职业认知、规划和定位奠定了基础。
3.建设课程教学资源库，拓展学习时空纬度： 
　　网络教学信息资源系统能为各类教学内容提供高效的存储管理，为使用者提供方便快捷的存取功能，为师生教学互动提供工作平台，为教学管理者提供资源访问效果评价分析，实现资源共建共享，从而提高教学资源对象的利用率，促进教学资源更好地为教学服务。“机械设计基础”课程的教学内容较多，但课时却较少。高职大班教学的特点决定了教师与学生的沟通时间有限，在有限的课堂时间内即使采用前面介绍的多种教学方法和教学手段，也难以实现预期的教学目标。由于网络教学不受时间与空间的限制，拓宽了学生的学习空间和时间的自由度，对于学生在课堂上不容易消化掌握的内容，利用教学资源库平台，通过网络课堂实现自主探究式学习，以完成教学目标。 
4.积极开展课外活动 
　　利用教学资源库，对技能和创新能力提升有一定的局限性。为此，一方面，不仅实验、实训教学场所进行开放式管理，为学生提供实践学习平台，同时也为培训取证提供支撑。另一方面，让学有余力的学生参与到立足于“校企合作、工学结合”的技改项目中来；同时，鼓励学生参加创新设计制造大赛，加强技能训练，培养学生实践能力和创新能力，全面提高学生自身素质和综合职业技能。 
三、教学改革应用实践： 
　　1.教学内容重构和教学资源库建设： 
　　要在有限的教学周期内完成教学内容，需要对教学内容进行优化整合和精选。如：将新知识、新技能纳入课程体系，拓展学生的知识面，删减一般性公式的详细推导，强化工程设计思维的相关内容，强化机械部件结构工艺及使用、安装调试与维护的内容，注重相关理论的应用性和实用性。 
　　2.教学方法和教学手段： 
　　物料传送机械装置在日常生活和生产实践中应用广泛，不仅学生容易接受，而且所涉及的知识和技能在“机械设计基础”课程中具有典型的代表性。下面以物料传送机械装置项目为例，简要说明教学方法和教学手段应用情况。 
　　首先在第一堂课，介绍物料传送机械装置项目基本情况，其作为本课程教学资源库及多媒体教学核心案例具有十分重要的地位，通过查看资源库了解所用的知识点、技能及相互关系，对学生进行分组，强化学习观念和学习方法的转化。其次，通过多媒体演示和现场参观形式，让学生直观感受物料传送机械装置组成、工作过程和工艺要求及参数，以生动的学习情境和实用平台激发学习积极性。最后，根据项目教学法“资讯→决策→计划→实施→检查→评估”六个基本环节组织实施教学，利用资源库提供项目教学法所涉及的任务书、各类表格、模板等相关内容，指导教学工作有序开展。 
　　总之，以工程化项目为背景，放手让学生根据功能要求，通过互动探讨自主完成：选择和设计传动机构与驱动机构、完成方案设计、确定加工方法，自主完成安装、调试、验证和设计说明书整理及答辩考核等各项任务，使学生在工作过程中不断发现问题，应用所学知识和技能解决所遇到的问题，充分发挥学生主观能动性、合作精神和创新设计能力。