主页 > 技术文章 > 关于高职《机械设计》课程教学模式的重构与实践 2024-10-12

关于高职《机械设计》课程教学模式的重构与实践

摘要：针对高职《机械设计》课程的特点，结合职业教学培养目标，分析了目前课程教学的现状及存在的问题，从教学理念、教学内容、课程设计、教学方法与手段等方面进行了教学改革和实践，重构了新型的教学模式，提出了整合机械结构与拆装实训环节，改变“模型实践教学”现状的独特观点，为高职院校的课程改革提供借鉴。
一、引言：
　　《机械设计》课程改革，力求突破了传统的教学模式，以项目化为引导，跳出了现有高职院校“模型实践教学”的圈子，重点整合机械结构与拆装的实习环节，增强了学生对零部件的结构、制造和装配工艺的了解，加深了学生对机器设备、加工方法、加工精度、装配精度和技术条件等工程技术知识的全面认识，达到了理论与实践结合的教学效果。
二、高职《机械设计》课程教学现状剖析：
　　《机械设计》是高等职业技术学院机械类专业基础课程体系中一门承上启下的技术基础课，目前的现状是：教师在课程教学中强调学科性、系统性、完整性，采用先讲授理论课，后实践课，使理论和实践完全脱节的传统教学方法。现就传统教学中存在的问题及原因进行分析。
　　（一）教师职教观念淡薄，工程实践技能薄弱
　　一方面，任课教师都经过本科或研究生教育，其观念遵从普通高等教学模式，注重学科体系和理论系统教学，强调学生对知识的掌握和接受。另一方面，大部分教师大学毕业后直接走上教学岗位，缺乏企业工作经历，缺乏实际工程锻炼，无法适应职业教育的需要。
　　（二）课程内容的选择不利于学生能力的培养：
　　目前高职《机械设计》部分课程内容从根本上还没脱离知识本位的特点，追求知识的学科性和系统性，偏离课程知识服务于职业教育目标的要求。笔者通过国家精品课程网查阅了二十所不同地区高职院校《机械设计》课程教学大纲，发现其授课内容基本相同，而且知识范围广，其中一些知识在工程实际中用得很少或根本不用，有些知识过深，对高职生来说接受难度较大，比如齿轮传动中的疲劳强度、弯曲强度的计算，轴强度计算与校核的等。
　　（三）传统的课程设计模式，养成了学生僵硬、死板的思维方式：
　　1、大部分高职院校教师都经过正规的本科教育，在教学方法和手段的处理上，无不打下他们在大学学习该课程的烙印，从而形成了传统的普通本科教学模式，即教师根据课程计划安排,利用挂图、模型和粉笔板书,在课堂上按部就班地讲授,介绍包括绪论、平面连杆机构、凸轮机构、带传动、齿轮机构等内容，从组成、结构、工作原理等方面进行理论讲解，展示模型，作业，最后以模型减速器（或其它教学模型）为蓝本进行一次课程设计，整个课程教学就算完成。
　　2、高职《机械设计》课程整合了机械原理、机械零件等内容，课程内容抽象，理论性强，而高职院校的生源质量与普通高校不同，很多同学的逻辑思维能力、利用公式和定理进行计算的能力、推理能力等较差。[2]这样一来，就出现了教师教学程式固定,方法死板,学生围着老师指挥棒转的教学格局。其结果是教师讲得很苦，学生学得很累，教师埋怨学生不认真，学生怪老师灌输枯燥无用的东西，形成师生之间的恶性循环。
　　（四）教学方法和教学手段不能适应现代职业技术教育需要：
　　一般职业院校目前还是采用粉笔板书、教师讲授、学生作业的传统教学方法和教学手段，笔者所在学校硬件条件还不错，也仅仅增加了多媒体课件和模型示教教学。这对学生学习兴趣的开发和思维的引导起到很大的阻碍作用。
　　（五）课程体系知识脱节，造成学生学习效果差：
　　《机械设计》课程是机械类专业技术基础课程体系中的一门课，学生要学好本课程，必须具备该课程体系的相关知识，包括机械制图、公差与配合、金属材料、机械制造等。但目前的现状是学生前期知识不扎实，交叉知识不能灵活运用，教师对涉及到交叉知识部分的处理，大多采取蜻蜓点水式的介绍，致使学生感觉知识脱节、思路不连贯、理解不透彻，学习效果较差。笔者为此专门进行了一次课程结束后的学习效果问卷调查，总共84份问卷中，68人认为该课程没多大收获，有人甚至用听课痛苦和难受来形容学习的体会。
　　（六）传统的“模型实践教学”，不能真正培养学生的感性认识：
　　目前高职院校《机械设计》课程的实践环节主要以“模型实践教学”为主，即学生观摩的零件是模型，拆装的机构是模型、测绘用的减速器也是模型。实践教学形式主要沿用本科的集中式课程设计，而且很多学校课程设计内容都无一例外地采用模型减速器。由于缺乏工程实际知识，对减速器零部件的功能、结构、制造、装配和使用认识也仅建立在模型的基础上，只能依照模型，比照书本和设计手册进行模仿，造成一个组或一个班级同学的课程设计千篇一律，毫无新意。而且由于制图、公差、材料、工艺等知识太差，反映到图纸上则是连基本的投影、配合性质等都错误百出，根本达不到实践教学效果。
三、《机械设计》课程教学模式的重构与实践：
　　针对以上教学过程中存在的问题，我们从以下几个方面重新构思教学改革，构建了新的教学模式并进行了实践。
　　（一）转变职业教学理念，加强教师的工程技能训练
职业教育观念转变主要是以教师为主体的教学团队的观念转变，为此专门邀请国内知名职教专家和企业专家来学校进行专题讲座。同时积极加强教师的工程技能训练，要求没有企业经历的教师必须到企业中，参与企业的工程实践，以提高教师对职业教育的适应力。
（二）以能力构建为主线，精选教学内容
　　教学内容的选取，要以能力构建为主线，要求从注重专业学科体系向注重实践教学环节过渡，教学内容及时根据行业发展和企业人才需求变化调整更新。为此，我们专门组织教师对课程内容进行讨论，结合本地的实际情况，对涉及原理的课程内容、过深的理论推导、公式证明内容等进行了删除，增加了一下实用性强的实践教学内容，比如设备观摩、结构拆装等。
　　（三）以项目化教学引领课程开发，形成以学生为主体，教师为主导的教学格局
　　项目化教学引领的课程开发，在一些学校的课改中已经进行了应用与实践，以项目为载体，用具体任务的实施来完成职业岗位能力的训练，彻底改变了传统的知识传授、学生接受的模式。《机械设计》课程以前的教学方法是课堂讲授、机构和零件模型展示和观摩、学生作业、最后集中课程设计。现在，我们把整个课程划分为“常用机构”、“常用机械传动”、“通用机械零部件”、“课程设计”四大模块，每个模块根据计划学时选定不同的项目，比如“常用机构”模块中，由“压力机运动机构”、“缝纫机驱动机构”、“发动机曲柄连杆机构”、“发动机配气机构”等项目组成。在教学过程中，遵循以职业活动为导向、突出能力目标的原则，整个课程环节以任务为主线，学生为主体，教师为主导，创造较强的实际工程氛围，按照任务布置——现场观摩——学生讨论——方案制定——师生互动——教师讲授——学生实践操作——完成任务的教学过程，真正形成以学生为主体，教师为主导的教学格局。
　　（四）更新教学方法和教学手段
　　教学方法和手段的创新是课程设计的延续，先进的教学方法和手段能展示课程设计思想，凸显课程设计精华，推进课程设计的实施和课程目标的实现。为此，在以项目法教学为主导的课程教学中，我们在项目和任务中充分利用引导、启发、互动等方式，培养学生思考问题、分析的能力，通过创设环境，让学生自己操作，培养学生独立解决问题的能力。同时我们注重将现代教育技术手段引入教学过程中，并与传统的教学手段有机结合。比如，针对不同的教学内容，在教学过程中采用板书、实物模型、示教系统、电子教案、电教片、多媒体动画课件等灵活多样的教学手段，使涉及到理论知识和基本原理不再抽象难懂。为本课程的实施，学院配有专用多媒体教室，仿真示教演示系统、CAD绘图室、机械结构拆装实训室等。这些教学辅助条件的合理运用，使学生完成了实践－理论－再实践学习过程。
　　（五）加强课程群之间的交流，注重课程体系知识的衔接和交叉
　　《机械设计》课程，特别是该课程的课程设计模块，是前期已修专业基础课程结合工程实际的综合应用，针对学生对已修课程掌握较差的状况，要求课程任课老师通过与前期任课教师的交流、学生调查等方式，了解学生对前期知识的掌握情况，对那些在本课程中频繁使用的知识点或知识体系，在授课过程中要注意复习应用，引导穿插。
　　（六）丰富的实践教学手段，扩展实训环节的外延，培养学生感性认识和动手能力
　　传统“模型实践教学”，让学生缺乏感性认识。以课程设计为例，学生接触的减速器只是教学模型，不是工程中实际应用的减速器，轴与轴承内圈的配合、轴承外圈与减速器箱体的配合本来是过盈配合，为了拆装，在教学模型减速器中却是间歇配合，让学生产生误解。鉴于此，我们在原来实践教学的基础上，整合了机械拆装实训环节，组建了由减速器、发动机、车床主轴箱、缝纫机、冲压机等组成的机械结构与拆装实训室，不仅在授课中要安排学生观摩，而且课程设计前要安排一定课时的拆装实习，学生课程设计的内容由原来单一的减速器设计扩展到发动机局部机构、缝纫机、车床主传动机构设计等，不仅加强了学生对实用工程机械的认识，还培养了学生动手能力，起到了良好的效果。
本次课改，经过两个学期的实践，收到了良好的效果。项目教学的实施，机械结构与拆装实践教学开展，一方面改变了枯燥乏味的教学课堂气氛，激发了学生的学习兴趣，使学生体验到了学习本课程的乐趣，由此带给他们对机械机构创新设计的挑战信心，有效地实现了知识、理论、实践一体化的目标。另一方面，教师在教学过程中在提升自我教学能力的同时，体验到了课改带来的成就感。下一步，我们将继续完善项目化教学，完善实训教学环节，把一些实训内容安排到学校实习工厂进行，让学生在学习课程内容的同时，进一步增强对机械工程知识的全面认识，真正完成从知识到技能的转化，练就解决实际问题的能力。

关于高职《机械设计》课程教学模式的重构与实践

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