基于《机械设计》课程的工作过程教学改革与实践

来源:用户上传      作者: 陈慧玲

　　摘 要： 本文以职业能力培养为主线、以岗位需求为依据、以工作过程为导向、以胜任企业工作岗位为目标，根据生产实际对机械设计知识的需求设计《机械设计》课程教学内容，进行课程改革。
　　关键词： 《机械设计》 课程改革 内容设计 教学方法与手段 评估考核
　　
　　1.前言
　　《机械设计》是机械（机电）类专业的主要技术基础课，同时也是这类专业学生的职业技能课程，该课程的理论性、实践性、综合性、灵活性较强，且与其他技术基础课和专业课衔接紧密，是学生进行职业技能训练、课程设计、毕业设计、和参加工作所必需的机械设计知识的技术基础。其教学质量和效果直接决定了学生在后续课程学习中的动手实践能力，以及理论理解的深度。
　　2.课程描述
　　机械设计基础课程是兼顾理论教学和实践技能为一体的课程，它既是一门机械学科用于思维体系建立的专业基础课，同时又是面向生产实际，能够应用于生产实践的应用技术课。因本课涉及机构和零件较多，要用到较多的理论基础。学习者如用习惯的基础课系统性来看待本课，确实会产生“不系统”、“没有统一研究规律”的错觉。实际上，本课程的全部内容可归结为两个问题：一是“机构怎样才能实现人们需要的、理想的运动”，二是“零件怎样才能正常工作”。为了使学生学习中把握这两个思路，更好地发挥这门课程在培养机械类高技能人才所必需的基础知识、基本能力和素质结构中的作用，根据培养服务于生产第一线的高职高专层次的专门人才的定位，我们以建立学生机械产品的基本思维体系为理论知识要点，以掌握机构分析、故障诊断、零部件设计、设备调试、维修和高效率的操作使用为技能培养目标，对原课程体系和结构作了全面调整，进行了基于工作过程的改革探索。
　　3.课程内容设计
　　在课程内容设计上，围绕解决某一项目问题所必需的知识与技能，重构课程体系。首先对毕业生进行了跟踪调查，82.2%的毕业生认为，在实际工作中《机械设计》是实用价值最大和使用频率最高的课程之一，同时采访了株化、株冶、南车等几家知名企业，了解他们对机械设计知识、技能方面的实际需求后，对课程内容进行了重组。思路是以职业能力培养为主线、以岗位需求为依据、以工作过程为导向、以胜任企业工作岗位为目标，根据生产实际对机械设计知识的需求，在汲取国内传统机械设计教材知识精华的基础上，结合生产实践中的实际案例，对教学内容进行了整合，将授课内容分为两个大项目。
　　项目一：牛头刨床机械系统分析
　　项目二：带式运输机传动装置设置
　　项目一以牛头刨床为切入口，在牛头刨传动系统中，包含了带传动、齿轮传动、导杆机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构和棘轮机构等组成传动系统；刀架和工作台组成的执行装置；电动机的运动和动力经变换和传递，一方面使滑枕和刀架作往复直线移动，进行刨削，另一方面使工作台横向移动，完成进给。刀架、工作台的速度和位置靠操纵机构来控制。牛头刨床中的机构基本上涵盖了一般机器设备中的机构，具有典型性和普遍性，学生通过对这些机构进行分析，掌握各种机构的特点及工作原理，来解决本课程学习的第一个问题，即“机构怎样才能实现人们所需要的、理想的运动”。
　　项目二以带式运输机传动装置设计为切入口，通过计算带式运输机的运动和动力参数、设计带传动、齿轮传动、轴系结构、减速器结构来了解机械设计的全过程，在教学中将课程知识与设计内容有机的融合起来，这样可解决本课程学习的第二个问题，即“零件怎样才能正常工作”。
　　项目一学生学完后必须完成牛头刨床机械系统分析报告，项目二学生学完后要编制带式输送机产品设计说明书、设计减速器装配图、零件图。学生在学习过程中的第一感受是所学即所用，学习的目的性强，学习兴趣也大大提高，学习效果很好。
　　4.教学方法与手段的改革
　　经过企业调研及多年的教研实践积累，结合《机械设计》的特点，我对本课程的教学设计、教学方法、教学手段等方面进行了精心的调整和改进。采用传统教学方法与现代教育技术相结合的“多元合一”（课题教学、现场教学、虚拟机构运动演示、真实零部件测绘、设计等多种教学方法融合使用）的教学方法，较好地培养了学生的分析机构、设计零部件的能力及综合运用知识和实际动手能力。
　　（1）采用合作学习，使学生成为学习的主体。
　　合理组建学习小组，按照班级人数均匀分组，每班一般不超过8组，每组4―6人。每组有一个班干部或团干部，学习能力强弱的学生要搭配，注意计算、绘图、计算机、英语等特长搭配。通过小组成员合作，巧妙地运用同学之间的互动，把一些课堂时间留给学生，让他们有机会进行相互交流，共同提高。这样一来，许多原先由教师完成的工作就可以由学习小组来完成，教师成了学生学习过程的咨询者、促进者、参与者。学生由于主体性得到了体现，自然会产生求知和探究的欲望，会把学习当作乐事，最终进入学会、会学和乐学的境地。教学的良性循环也会因此而建立起来，促进整个教学过程的发展，使学生与新知之间的矛盾得到解决。如项目一学习中，有几个阶段安排了机构分析汇报，要求学生制作PPT，这就要求学生小组成员合作，有的设计PPT模板，有的网上查询图片、材料，有的组织汇报内容。通过这样的活动，学生提高了知识概括能力、团队合作能力，为今后工作打下了良好的基础。
　　（2）发挥教师情感的积极作用，建立和谐的师生关系。
　　《机械设计》课程是一门不含情感因素的课程，怎样使学生对这门课程产生兴趣，培养学生内在的学习动机呢？这就要求教师应博学多才，且对教学工作充满热情，为原来没有情感因素的课程注入情感的因素，让学生带着感情来学。另外，教师应该多接触学生，多了解学生，平易近人，这样就可以深入了解学生情况，使教学效果得到及时反馈，从而不断改进教学工作。例如，学生在制作PPT汇报文件时，会出现许多问题，我们一般要求学生提前几天将PPT发到老师邮箱，老师发现问题后及时用QQ聊天的方式与学生沟通，这样既解决了学习上的问题，又加深了教师与学生的感情。教师讲的话、提的要求就更容易被学生接受。坚持在了解中教育，在教育中了解，这样师生关系融洽了，学生学习的兴趣自然会提高。
　　（3）尝试体验式教学法。
　　在教学过程中，对某些难度不是太大的课程部分，让学生代表亲自体验当老师，每个学习小组在教师的指导下组织材料、备课、做课件等，然后采取优秀小组上讲台讲课或采用抽签的方式确定某小组上台讲课；教师对学习中的重点和难点提出问题，各小组进行讨论，这种学与做的结合，受到了学生普遍的欢迎。另外几次PPT汇报，首先是学生推荐或自荐一个主持人，各小组除了代表陈述外，还要接受教师提问、其他小组同学提问，教师和各小组长作为评委对各组情况进行评分。每次汇报气氛都非常热烈，同学们热情非常高，各小组都不甘示弱，汇报材料准备充分，回答问题争先恐后，团队精神得到充分的体现，学习效果也非常好。
　　（4）身边教学法。
　　本课程除了以两种典型机械（牛头刨床、带式输送机）为载体进行学习外，为了使学生增加亲切感、提高学习兴趣，还采用了“身边教学法”，即鼓励学生将身边熟视无睹的桌椅、门窗、文具、其他生活用品等物体中意料之外却又是情理之中的工程问题拍成照片或视频。如补鞋机的机构系统，自动铅笔的凸轮机构，手表中的轮系，雨伞中的连杆机构，天窗的六杆机构，拖把上的四杆机构，麻将机里的齿轮传动和链传动，校园里挖掘机上的连杆机构，等等。在课堂上引用为实例，激发学生的好奇心和探究热情，启发他们细心观察、勤于思考、善于分析、用课程知识解决实际问题，学生学习热情高涨，课堂教学效益明显提高。

　　（5）其他教学手段和方法。
　　各种教学方法综合运用，如采用现代化教学手段，制作多媒体教学课件，并鼓励学生课后利用互联网搜集课程资料、了解课程信息，使教师和学生的沟通更为顺畅；建立了精品课程网站，教学资源全部上网，方便学生进行学习；课堂理论教学和实训相结合；采用因材施教、双边互动、自主探索式、启发式、讨论式和研究式等各种教学方法在教学中得到了充分的运用，大大增强了教学效果。
　　5.评估考核
　　（1）评估内容。
　　评估内容有专业能力（含知识与技能）、方法能力和社会能力。其权重分别为70%、15%、15%。专业能力是每次课要达到的知识目标和技能目标，而社会能力包括承担工作的饱满性，是否富有挑战性；参与学习活动和公益活动热情，不计较得失；待人谦虚有礼，团队合作意识强，服从安排，能正确对待批评与不同意见；衣着整洁，注重小节，讲究社会公德等。方法能力则包括善用网络资源和图书馆资料；勤于摘录，灵活取舍，善于总结，注重积累；善于独立思考，提出与发现问题频次高；有良好的学习作息时间，按时按质完成规定的任务；有适合自己的学习方法，学习效率高，等等。
　　（2）评估方法。
　　评估方法有自评、互评和师评，其权重分别为20%、20%、60%。自评或互评分数明显不客观时，以教师评分为准。
　　一般情况下，专业能力在小组之间交错展开。以每个班分为8组为例，代号分别为A、B、C、D、E、F、G、H组，由教师随机组合考评组和被考评组进行互评，例如：
　　第一轮随机组合为：A-B、C-E、D-F、G-H，前面的为考评组，后者为被考评组。
　　第二轮组合可为：E-A、B-C、H-D、F-G，前面的为考评组，后者为被考评组。
　　方法能力和社会能力“互评”通常在组内通过讨论，对照评估内涵客观评价，成员之间必须拉开分数。
　　6.教学效果
　　通过两年的探索，《机械设计》课程教学取得了明显的效果，学生对这门课程的教学方式进行了肯定，对这门课程的学习产生了浓厚的兴趣，感觉到真正学到了不少知识。装备0912班的方萌同学感慨地说：“很荣幸大学里能用这种新颖独特的学习方式学到这么有用的课程，我会永远记住您和您所教的课程的。”现在该课程主要针对化工装备技术专业学生进行试点改革教学，今后我将不断总结经验，扩大改革范围，让更多的学生由被动学习变为主动学习，真正掌握知识、训练技能并形成良好的团队合作意识，真正成为新时代高素质型技能型人才。
　　
　　参考文献：
　　［1］苏慧.《机械基础课程设计》的教学改革与实践［J］.装备制造技术，2008，（5）：159.
　　［2］汪禾清.高职机械设计基础课程教学探讨［J］.科技信息，2007，（27）：224.
　　［3］韩树明.高职《机械设计基础》课程项目化教学模式探微［J］.职业教育研究，2008，（11）：118.
　　［4］谭放鸣.基于工作过程课程改革教学设计研讨交流材料，2010.

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