淺論基于能力培養的高職機械設計基礎課程教學(xué)改革探索論文
課程是隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展而演變的，《機械設計基礎》作為高職機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)主干課程也是如此。傳統的《機械設計基礎》教學(xué)內容，是將大學(xué)本科的機械原理、機械零件、液壓傳動(dòng)等課程經(jīng)刪減合并而成，教學(xué)體系強調課程形態(tài)的系統性、完整性和深刻性，基本上是為從事設計工作而準備的理論知識。而高等職業(yè)教育培養面向生產(chǎn)一線(xiàn)的應用型、技能型人才，更多地強調學(xué)生的實(shí)踐操作能力。此外，隨著(zhù)新技術(shù)的不斷發(fā)展，如計算機輔助設計、計算機輔助制造的廣泛應用，其內容也必然要在課程體系中有所體現。顯然，傳統的《機械設計基礎》課程教學(xué)模式與高等職業(yè)教育人才培養的目標相悖。為適應時(shí)代發(fā)展和科技的進(jìn)步，為高職院校更好地培養和造就適應我國21世紀經(jīng)濟建設需求的技術(shù)應用型人才，對高職《機械設計基礎》課程教學(xué)進(jìn)行改革尤為必要。本文結合教學(xué)實(shí)踐，主要從課程體系和教學(xué)內容、教學(xué)方式和手段、實(shí)踐環(huán)節和課程設計三個(gè)方面，對高職《機械設計基礎》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”的傳統學(xué)科體系，擺脫學(xué)科系統性、完整性的束縛，緊緊圍繞高等職業(yè)教育人才的培養目標，以就業(yè)為導向，以學(xué)生為主體，以能力培養為中心，牢固樹(shù)立“知識——能力——素質(zhì)”三位一體、辯證統一的教育質(zhì)量觀(guān)，優(yōu)化課程體系，改革教學(xué)方式、方法，促進(jìn)教學(xué)手段，將現代化設計理念和方法融入傳統課程，加強實(shí)踐教學(xué)，注重個(gè)性發(fā)展，突出崗位實(shí)踐能力和創(chuàng )新精神的培養。
2課程體系和教學(xué)內容的改革
2.1構建新型課程體系
根據柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院對機電類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養目標的定位，確定《機械設計基礎》課程目標為：具有對一般的工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行受力分析的初步能力，掌握機械設計中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點(diǎn)以及設計方法，具有設計機械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機械的能力。新的課程體系以此為依據，按照機械設計的基本程序為主線(xiàn)，結合高職教育特點(diǎn)，形成了工程力學(xué)——金屬材料學(xué)——機械設計理論基礎——常用機構——聯(lián)接——機械傳動(dòng)——通用零部件——機械系統設計綜述——計算機輔助設計這一新的課程體系。該體系將傳統的理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械原理和機械零件等幾門(mén)單列課程有機結合在一起，突出實(shí)用性和針對性。
2.2整合教學(xué)內容
按照教學(xué)效果總體最優(yōu)的原則進(jìn)行合理取舍，按照“重基礎知識，突出應用能力培養;重工程意識，突出分析能力培養”的原則，確定課程教學(xué)內容。在具體做法上，刪除枯燥的理論證明、公式推導，注重如何運用這些公式、定理、方法來(lái)解決實(shí)際設計問(wèn)題，同時(shí)兼顧傳統課程在內容上的連貫性。如齒輪機構和齒輪設計部分，刪除了繁瑣的公式推導，而直接引用結論，完善設計所必須的基本知識和基本理論，增加基本設計方法和實(shí)踐性?xún)热?如對機械設計部分，把齒輪傳動(dòng)的設計計算應用、軸的設計、滾動(dòng)軸承的選擇及設計、螺紋聯(lián)接的強度計算及螺栓聯(lián)接的受力分析、機械零件的疲勞強度設計等內容列為重點(diǎn)。對生產(chǎn)一線(xiàn)技術(shù)人員較多碰到的機械工程問(wèn)題，以實(shí)例形式補充到教學(xué)內容中，以突出課程教學(xué)的工程實(shí)用性，學(xué)生學(xué)以致用，興趣大增。
2.3增加創(chuàng )新設計內容，灌輸現代設計理念
隨著(zhù)時(shí)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，機械設計學(xué)科涌現了許多新的前沿知識，一些新的設計理念與設計方法也不斷涌現。如計算機輔助設計(大批量定制技術(shù)中的產(chǎn)品模塊設計、產(chǎn)品變形設計、產(chǎn)品配置設計;新的設計理念中的綠色設計、產(chǎn)品全生命周期設計等)，現代設計理念和設計方法與傳統設計理念和方法相比，發(fā)生了很大變化。本課程應緊跟現代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，及時(shí)介紹一些新的設計理念和方法、技術(shù)、拓寬學(xué)生視野，培養學(xué)生創(chuàng )新思路。
3教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
《機械設計基礎》是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強的課程，課程內容中涉及到大量的機械傳動(dòng)過(guò)程、機械零件構造、機械工作原理等難于用粉筆和語(yǔ)言來(lái)描述清楚的內容，更由于課時(shí)減少，學(xué)生沒(méi)有實(shí)際工作經(jīng)歷，缺乏與此有關(guān)的感性認識，因此教師應充分利用多種教學(xué)手段，尤其是現代化的教學(xué)手段，將課程生動(dòng)、直觀(guān)、輕松地呈現給學(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、復雜的知識直觀(guān)化、形象化，創(chuàng )建生動(dòng)的表象。課件精選了一些機械產(chǎn)品的應用實(shí)例的視頻、flash動(dòng)畫(huà)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，較易了解熟悉機構工作原理、組成與特征。還可利用多媒體課件設計高度逼真的虛擬情境，例如帶傳動(dòng)中彈性滑動(dòng)現象、四桿機構的運動(dòng)特征及各種間隙運動(dòng)機構原理、行星輪系與差動(dòng)輪系的區別等，將一些黑板不易表達清楚、學(xué)生難于理解、實(shí)驗中又看不到的現象，通過(guò)多媒體課件直觀(guān)而形象的展示出來(lái)。
3.2采用實(shí)體模型、實(shí)例教學(xué)、現場(chǎng)教學(xué)
教學(xué)中，根據教學(xué)內容的需要，適時(shí)采用實(shí)體模型、教具、實(shí)例教學(xué)、現場(chǎng)參觀(guān)等教學(xué)手段，可以極大的增強學(xué)生感性認識。例如：在講四桿機構時(shí)，要求學(xué)生觀(guān)察縫紉機利用飛輪度過(guò)死點(diǎn)位置的生活實(shí)例，組織學(xué)生到現場(chǎng)參觀(guān)，讓學(xué)生觀(guān)察內燃機、牛頭刨床、汽油自動(dòng)翻卸料裝置、公共汽車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)裝置;又如，講授齒輪加工方法時(shí)，組織學(xué)生到齒輪加工車(chē)間觀(guān)察滾齒、插齒機的工作過(guò)程，了解課本內容在生產(chǎn)中的實(shí)際情況，這樣極大增強學(xué)生感性認識，拓展學(xué)生的思維能力和創(chuàng )造能力，調動(dòng)學(xué)習積極性，激發(fā)求知欲。
3.3建設天空網(wǎng)絡(luò )課堂
隨著(zhù)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(shí)間可自行訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站，通過(guò)瀏覽網(wǎng)頁(yè)來(lái)達到學(xué)習、復習的目的。學(xué)生遇到疑難問(wèn)題時(shí)，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(gè)性化指導。
4改革課程設計，加強實(shí)踐能力培養
培養高職學(xué)生的實(shí)踐能力，是當前高職教育改革的一個(gè)重心，而機械設計課程設計是對學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力的一次全面訓練。因此，改革機械設計課程設計的指導思想是加強學(xué)生實(shí)踐能力的培養。通過(guò)課程設計，培養學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的`設計思想，提高分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，對后續專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習、畢業(yè)設計乃至今后工作具有重要影響。
4.1根據專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，結合實(shí)際創(chuàng )新選題
機械專(zhuān)業(yè)的課程設計，多年來(lái)基本上沿用傳統的齒輪減速器裝置設計。實(shí)際上，不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生接觸的工程設備不同，各行業(yè)對于機械設備的使用也各有側重。因此，教師在選題時(shí)根據專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，結合各行業(yè)典型實(shí)際機構，選擇有生產(chǎn)背景的實(shí)踐課題，突出針對性和實(shí)踐性。另外，還可通過(guò)兩個(gè)途徑確定課題：一是引入一些較新的題目，如機械式無(wú)級變速器，齒輪連桿式步進(jìn)機械等;二是與畢業(yè)設計聯(lián)系起來(lái)，從畢業(yè)設計中挑選出合適的傳動(dòng)裝置部分，稍加修改作為課程設計的實(shí)際題目。
4.2教師有的放矢，悉心指導
我們改革了課程設計題目后，首先拋開(kāi)了設計指導書(shū)，只給學(xué)生必要提示和列出參考書(shū)目，鼓勵學(xué)生去查資料，翻手冊，分組提出設計方案。教師組織方案研討會(huì )，讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，充分展示研究和解決問(wèn)題的過(guò)程和結論，分析比較各方案的優(yōu)劣，最后由老師做出點(diǎn)評和總結，給出指導性意見(jiàn)，確定方案。通過(guò)這樣的過(guò)程，學(xué)生改變了以往照搬指導書(shū)、機械模仿的習慣，知其然又知其所以然，思路清晰，目的明確，對所要設計的對象、方法、任務(wù)要求、時(shí)間安排等非常清楚。在后續的設計計算、草圖設計、裝配圖設計、零件工作圖設計、編寫(xiě)設計說(shuō)明書(shū)等幾個(gè)階段，教師應悉心指導學(xué)生從設計的工程實(shí)際出發(fā)，正確采用各種技術(shù)標準和規范，教會(huì )學(xué)生借助于類(lèi)比、初估等方法，邊繪圖、邊計算、邊修改、邊比較，交叉進(jìn)行，樹(shù)立整體設計意識和創(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。我們在課程設計中，將CAD技術(shù)設計理念引入到教學(xué)過(guò)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等構建三維模型，建立虛擬樣機，實(shí)現運動(dòng)和裝配仿真。從而對自己的設計有了直觀(guān)認識，并可驗證各部件各機構之間的位置和運動(dòng)是否正確。運用CAD技術(shù)，節省了時(shí)間，增強了學(xué)生創(chuàng )新設計能力和計算機繪圖水平。
5結束語(yǔ)
《機械設計基礎》課程改革是一項系統工程。課程的改革與建設必須樹(shù)立“能力本位”思想，正確“定位”，體現和突出高職教育的特征，符合培養具有創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力的應用型人才的要求�；诖�，我們的課程改革以高職教育為基本點(diǎn)，以提高學(xué)生的實(shí)際知識應用能力和實(shí)踐活動(dòng)能力為出發(fā)點(diǎn)，以教學(xué)方法改革為主旨，以工程實(shí)際為主線(xiàn)，不斷摸索更適應社會(huì )發(fā)展和區域經(jīng)濟發(fā)展需求的教學(xué)模式，開(kāi)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)，增強學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )造性思維能力。
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