高职机电专业机械设计基础课程设计教学现状与对策探索

来源:用户上传      作者:何腾飞 韩自强 单武斌

　　摘  要 针对高职机电专业机械设计基础课程设计教学中存在的问题进行分析，从实践教学方法与手段、实践内容、评价方式等方面提出策略，旨在提高实践教学质量与成效，培养学生创新设计思维、专业岗位能力与职业素养等方面的综合能力。
　　关键词 机电专业;机械设计基础;课程设计;实践教学
　　中图分类号：G712    文献标识码：B
　　文章编号：1671-489X（2019）09-0099-02
　　1 引言
　　机械设计基础课程设计是高职机电专业一门重要的专业实践课程，主要培养学生运用所学知识，查阅图册手册，解决工程实际问题的实践动手、创新思维、职业素养等方面的综合能力。社会发展日新月异，机电专业工作岗位对人才要求也不同于往日，作为该专业的核心实践课程，机械设计基础课程设计的教学改革势在必行。
　　2 现状分析
　　理论课教学与实践教学环节脱节，融合度低  机械设计基础理论课教学周期长，知识点繁多，理论性、专业性强，授课课时非常有限，往往以教师唱独角戏为主，学生学习兴趣和积极性不高[1]。机械设计基础课程设计实践教学环节往往安排在理论课程结束后，是一项综合性较强、难度系数较高的实践集中训练，需要学生对所学知识综合、灵活地运用。以往实践教学过程中，学生拿到设计任务后普遍不知所措，无从下手。根据教学安排，不允许也不可能让教师把设计任务中涉及的理論课知识重新讲一遍[2]。究其原因，理论课与课程设计实践教学环节的阶段性授课，带来时间上的脱节、学生知识结构的脱节。学生在理论课学习后没能得到及时的实践练习，易出现学习倦怠，兴趣提不起来，学了后面的知识，忘记了前面的知识;即便没有忘记，留在脑海里的理论知识由于缺乏实践体验，也是懵懵懂懂，做不到真正理解，无法对章节之间、学科之间的知识建立逻辑联系，理不清知识结构，解决工程实际问题时无疑困难重重。
　　题目陈旧，缺乏创新性，抄袭现象严重  减速器的设计这个题型较全面地涵盖了机械设计基础课程涉及的设计理论知识点，是很经典的设计题型。因此，传统机械设计基础课程设计的教学题目多以减速器的设计为主，设计成果多以设计计算说明书、CAD图纸呈现。但是其弊端也很明显，题目偏重机械部分，电的部分没有涉及，显然不符合机电专业的特点。同时，随着时间的推移，关于减速器的设计越发成熟，留给学生的创新空间不大，学生无论从网络上还是往届学生那里，都能轻而易举获取大量资源;加上时间紧张，任务重，给予学生思考的时间甚少，造成学生依葫芦画瓢甚至直接大篇幅抄袭 [3-4]，导致提交的成果质量不高，实践环节流于形式，效果差。
　　时间紧，任务重，设计手段落后  传统机械设计基础课程设计为期两周，第一周编写设计计算说明书，第二周用计算机绘制CAD图纸。这项任务对大多数学生来说充满挑战，甚至难以完成[5]。
　　其一，设计内容是对学生专业综合知识的考查，不仅涉及机械设计基础理论课多个章节的知识点，还涉及其他学科的专业知识，如机械制图、机械工程材料、公差测量与配合等专业学科。
　　其二，时间安排上通常临近期末考试，学生在准备期末考试的同时，还要加班加点才能完成设计任务，易造成顾此失彼，诱发抄袭心理和行为。
　　其三，在设计手段上，传统采用手工或是CAD绘制工程图，学生在绘图过程中难觉察图纸错误，修改起来也很烦琐，影响设计进度。这样的设计手段对学生的空间思维要求较高，学生想不清零部件结构，只能模仿甚至复制其他人的图纸，对图纸上的线条、标注的符号的意义却全然不知，实践学习环节失去意义，也不符合现在企业设计的流程，不利于学生职业岗位能力的培养。
　　评价方式主观性强  在传统教学中，成绩由平时成绩（占20%）、作品（设计计算说明书、CAD图纸）质量（占50%）、答辩（占30%）三部分组成。平时成绩根据出勤情况给分，教师在课前布置任务，学生不限地点自行查阅资料展开设计，对于学生有没有真正去做设计，很难把握。比如有些学生在宿舍打游戏，提交时临时突击应付也能蒙混过关。显然，这种缺乏对学生学习行为和态度进行量化的评价是有失公正的。作品质量的评价也缺乏参考标准，由于题目陈旧、时间紧、任务重等方面原因，造成抄袭现象严重，教师需要花大量时间鉴别学生提交的作品是不是自己完成的。每位教师往往需要指导1～2个班级的课程设计，一个班少则30余人，多则40～50人，这足以让教师精疲力竭，加之学生往往在答辩环节答非所问，导致答辩环节流于形式[6]。最后，教师只能以理论课对学生的印象来评定成绩，这样的评定方式显然具有太强的主观性和随意性，助长了不良的学习风气，也背离了实践教学环节的初衷。
　　3 对策探索
　　设计任务单元化，融入理论课教学中  在第一次理论课就发布课程设计的任务和要求，将任务分解成一个个小任务与理论课章节知识点一一对应，学生带着任务进行理论课的学习。比如：在学习齿轮传动章节时，可以完成对齿轮的设计、选材、校核等;在学习支承设计章节时，可以完成对轴的选材、设计、计算与校核。对于共性的设计疑惑，教师可以在课堂上集中解答，实践教学环节无须重复讲解，节省时间、提升效率。对于个性问题，可采取小组讨论或者开展头脑风暴，激发学生创新思维，培养团队协作能力。
　　设计题目多样化、层次化  保留传统减速器设计的同时，结合专业特点，增设“机”“电”结合的设计题目[7]，由两名指导教师共同指导，一位负责指导机械部分，一位负责指导电气控制部分。加入机械创新设计大赛、挑战杯题目，也可学生自己出题，指导教师审核通过后实施，学生根据自身水平，选择难、中、易三个层次的题目。对于每个层次题目的成绩评定办法在第一次开课时公布，要想获得较高成绩，学生可挑战难度系数更高的设计题目，激发学习积极性。在校内举行设计竞赛，公开展示获得名次的优秀作品，并可获得该门课程“优秀”的成绩，好的创新点子还可以申请专利，为省级、国家级创新设计大赛选拔苗子。 　　引导学生借助先进设计手段完成设计图纸  学生使用SolidWorks、UG等三维设计软件绘制草图，通过拉伸、旋转、切除等命令，完成零部件的设计、各零部件之间的装配，方便发现设计中的错误，修改后的效果都能直观地反映到实体上。改变草图形状或参数，方可得到不同外形结构、功能结构及尺寸的产品。同时，在三维设计软件中可直接导出二维工程图，方便快捷，符合企业设计流程，极大地激发学生的学习兴趣和创造性，培养学生的职业岗位能力。
　　利用互联网技术，建立第二电子课堂  利用超星泛雅平台，教师将设计要点、相关知识点录制成微课视频，或把文档资料放在平台上。学生在课后也可以随时随地登录学习，不懂之处可在线讨论与提问，拍照上传自己的设计进展。教师在学习通电脑网页端或手机端监督学生出勤签到打卡情况，还可随时查看学生的学习进度、任务点的完成情况、在线答疑、統计成绩等，为平时成绩打分提供依据。第二电子课堂的建立，教师能实时监控学生设计进展，有效调整教学内容、教学进度和教学策略，提高实践教学质量。
　　评价方式制度化  成绩分为五个等级，分别是优秀、良好、中等、及格、不及格，还是由平时成绩（20%）、成果质量（50%）、答辩成绩（30%）三部分组成，但对给分制度化。平时成绩由教师在超星学习通上设置权重，学生在学习通上完成签到、视频学习、进展拍照上传等任务，系统自动评分，可减轻教师的工作强度。成果质量包括三维实体、二维图、设计说明书三部分的质量，根据设计题目的难度层次，制定不同评价制度。当学生选择容易题目时，完成设计任务为及格分数，只有特别优秀的作品才能拿到中等分数;选择中等难度题目时，完成设计任务为中等分数，特别优秀的作品才能拿到良好分数;选择难等级题目时，只要完成设计任务便可拿到良好分数，质量高的作品可获得优秀分数。答辩成绩，结合学生的提交成果、回答问题情况，评定成绩。
　　除了平时成绩由学习通系统评分外，成果质量和答辩成绩均由两位指导教师分别打分、综合评定。对于抄袭作品，一经发现，取消成绩，重修课程。由此评定的成绩更公平、公正，也利于良好学习风气的形成。
　　4 结语
　　机械设计基础课程设计教学改革是一项与时俱进的动态工程。通过不断改革，提高实践教学质量和成效，激发学生的学习兴趣和创造性思维，让学生在设计中提升实践动手能力，掌握设计的一般规律，养成良好的职业素养，为适应职业岗位的发展奠定坚实基础。
　　参考文献
　　[1]陈硕.《机械设计基础》融入课程设计研究与探讨[J].河北农机，2017（11）：59.
　　[2]刘后广，杨建华，刘送永，等.翻转机械设计基础课程设计课堂的实践探索[J].中国教育技术装备，2016（8）：18-20.
　　[3]汤晓明，潘晓红.“目标引导，任务驱动”下的课程设计与专业课教学同步的教改尝试：以机械设计基础课程为例[J].大学教育，2019（1）：58-60.
　　[4]刘磊，刘爱辉.浅谈机械设计基础课程设计的教学模式[J].教育现代化，2018，5（39）：222-223，235.
　　[5]李玉红.高职院校《机械设计基础课程设计》教学改革的探索与实践[J].广东轻工职业技术学院学报，2015，14（3）：33-36.
　　[6]刘彩虹.《机械设计基础课程设计》教学反思与改革[J].湖北广播电视大学学报，2018，38（6）：29-32.
　　[7]吴军，张雪松.面向新工科的机电专业实践教学体系改革研究[J].山东工业技术，2018（22）：237，245.
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