李璽 林顯新 李倩

【摘 要】本文對高職院校機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革措施進(jìn)行思考，從整合和優(yōu)化課程內(nèi)容、靈活運用多種教學(xué)方式、加強三維設(shè)計軟件和CAD技術(shù)的應(yīng)用、多方面開發(fā)課外活動、完善課程考核制度等方面提出機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革措施。

【關(guān)鍵詞】高職院校 機械設(shè)計 教學(xué)方式 教學(xué)改革

【中圖分類號】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）47-0051-02

機械基礎(chǔ)作為工科類學(xué)生尤其是機械類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是從事與機械相關(guān)行業(yè)工作的學(xué)生的必修課。該課程主要以機械零件和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)知識，要求通過課程教學(xué)讓學(xué)生掌握各種零件結(jié)構(gòu)的形式及工作原理，在日后的工作中能夠進(jìn)行合理選型并且對相關(guān)零部件和結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修。然而，在當(dāng)前的教學(xué)實踐中，高職生源不僅缺乏工程背景，而且普遍缺乏課堂學(xué)習(xí)信心，厭倦思維邏輯的理論學(xué)習(xí)。與普通本科院校的學(xué)生相比，純理論講授的教學(xué)方式無法深度激發(fā)學(xué)生對課堂內(nèi)容的興趣，難以發(fā)揮他們的潛能。同時，高職學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差，空間想象能力不夠，如果沒有三維直觀結(jié)構(gòu)，無法直接通過照片或者圖片理解結(jié)構(gòu)形式及相對的運動和配合關(guān)系，無法單純通過課本知識理解和學(xué)習(xí)機械結(jié)構(gòu)及零部件。為此，本文試從以下方面思考機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革措施，旨在為后續(xù)的研究和探索提供一定的理論和實踐方面的借鑒。

一、整合和優(yōu)化課程內(nèi)容

作為機械與近機專業(yè)的學(xué)生，機械基礎(chǔ)課程是必修課，課程體系主要包括四個部分：材料性能、結(jié)構(gòu)運動及原理、常見機械零部件和結(jié)構(gòu)等，課程內(nèi)容重點和難點在于將基礎(chǔ)零部件結(jié)構(gòu)工程實踐相結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)以致用。

（一）調(diào)整知識點順序。高職院校學(xué)生大多基礎(chǔ)比較差，對理論學(xué)習(xí)普遍缺乏興趣，而對實際動手操作比較感興趣，但是機械基礎(chǔ)課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，不掌握一定的理論知識，后續(xù)實踐實訓(xùn)課程學(xué)習(xí)乃至以后的工作都會面臨較大的阻礙。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對專業(yè)課程的認(rèn)知能力，在整個學(xué)期的學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)在時間線上遵循由淺至深的授課原理，調(diào)整知識點順序。具體來說，就是從零部件的講解開始，讓學(xué)生對各個機械零件有初步的認(rèn)識，再對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解，將運動作為最后講授的內(nèi)容。這樣由淺至深、由靜至動、從局部到整體，逐漸深入學(xué)習(xí)，一方面大大簡化課程學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)習(xí)效果，另一方面通過由淺至深的講授方式，增強學(xué)生對知識的接受程度，提升學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣。

（二）優(yōu)化課程內(nèi)容。一方面，對課程內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)精簡，篩除過多的理論計算知識，將授課重點放在機械結(jié)構(gòu)形式以及工程實際選型選材問題上，避免過多的理論推導(dǎo)和分析計算。如工程構(gòu)件的受力和結(jié)構(gòu)變形計算部分，公理定律和計算推導(dǎo)篇幅很長，典型結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變計算非常詳盡，但是就目前高職院校學(xué)生的整體學(xué)習(xí)能力來說，學(xué)生對此類知識的接受度極低，而且在以后的工作實踐中，從事一線實踐操作基本上不太會涉及此類計算方面的內(nèi)容。因此，在課程內(nèi)容優(yōu)化過程中，可對此類型的內(nèi)容適當(dāng)進(jìn)行精簡。另一方面，適當(dāng)增加實踐教學(xué)內(nèi)容。機械基礎(chǔ)課程教材中關(guān)于實踐方面的內(nèi)容涉及較少，教師可結(jié)合實踐加以分析，如引導(dǎo)學(xué)生思考：根據(jù)實際經(jīng)驗和實踐應(yīng)用如何合理地進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型？一些復(fù)雜構(gòu)件在使用和工作過程中如何安裝調(diào)整和維護(hù)？等等。將企業(yè)和實踐中常見的問題引入課程教學(xué)內(nèi)容中，引導(dǎo)學(xué)生思考分析，解決實際問題，并且將相關(guān)知識點與實際問題聯(lián)系起來，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效果。

（三）深化教學(xué)內(nèi)容。在課程教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)課程內(nèi)容深度不夠，這導(dǎo)致學(xué)生在作為生產(chǎn)技術(shù)人員步入后續(xù)工作實踐后，根據(jù)現(xiàn)有的課本上的知識，無法解決大量的工程實際問題。而且傳統(tǒng)的教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生基本上不具備獨立查閱相關(guān)技術(shù)資料和手冊的能力。因此，在授課過程中，教師應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容加以深化，積極鼓勵學(xué)生查閱《機械設(shè)計手冊》等相關(guān)技術(shù)文件，解決相關(guān)課程問題，不僅提高學(xué)生的自學(xué)能力，而且為后續(xù)工作解決相關(guān)工程實踐問題提供思路。為此，教師應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，提升自身水平，如每年去企業(yè)實踐鍛煉，掌握和了解行業(yè)的先進(jìn)知識、發(fā)展動態(tài)，將這些知識技術(shù)融入實際教學(xué)中去。

二、靈活運用多種教學(xué)方式

（一）靈活運用小組教學(xué)法，營造合作型課堂學(xué)習(xí)氛圍。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，合作型的課堂對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率是極為有效的，提倡構(gòu)建合作型課堂氛圍，合作學(xué)習(xí)是指通過討論、交流、觀點爭論，相互補充和修改，共享集體思維成果，完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)過程。合作學(xué)習(xí)主要是以互動合作（師生之間、學(xué)生之間）為教學(xué)活動取向的，以學(xué)習(xí)小組為基本組織形式，來共同達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的。而且在現(xiàn)代化的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，也更加注重生產(chǎn)人員的團隊合作精神。以此為導(dǎo)向，在機械基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中，教師可采取分組教學(xué)法，讓學(xué)生以4～6人為一組，以小組為單位完成相關(guān)項目，項目分工主要有以下內(nèi)容：資料收集工作、前期的外型設(shè)計、具體零部件選型、強度校核（理論計算和數(shù)值分析）、結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化等。這種團隊合作完成相關(guān)項目的方式，能夠營造合作型課堂學(xué)習(xí)氛圍，極大地提高學(xué)生的團隊合作意識，增強學(xué)生的集體榮譽感，從而培養(yǎng)具有合作精神和職業(yè)道德的新型人才。

（二）靈活運用行動導(dǎo)向教學(xué)法，開展啟發(fā)思考型教學(xué)。20世紀(jì)60年代，瑞恩斯（Reginad Revans）首先提出了行動導(dǎo)向教學(xué)法，該方法是以活動為導(dǎo)向、以人的發(fā)展為本位的全面提高學(xué)生綜合能力的職業(yè)教學(xué)方法。隨后行動導(dǎo)向教學(xué)法在世界各國得到廣泛的推廣和應(yīng)用。行動教學(xué)法有利于提高學(xué)習(xí)效率，同時也是一種有效的處理復(fù)雜問題的方法。行動導(dǎo)向教學(xué)以“行動導(dǎo)向驅(qū)動”為主要形式，在教學(xué)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，注重對學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，從完成某一方面的“任務(wù)”著手，通過引導(dǎo)學(xué)生完成“任務(wù)”，從而實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)?；谛袆訉?dǎo)向教學(xué)法，在教學(xué)過程中，教師將不再是簡單地承擔(dān)灌輸式的講授，而是將課堂分為基礎(chǔ)知識講解和行動導(dǎo)向訓(xùn)練兩部分，在知識講解階段，向?qū)W生傳授基本知識，講述基本內(nèi)容;在行動導(dǎo)向訓(xùn)練階段，向?qū)W生提出問題和任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生掌握基本的解決問題的思路方法（問題的解決并非只有一條路徑，在解決問題過程中，并非單線完成，也可以多線并進(jìn)），引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索和思考，從而自行完成任務(wù)。在此過程中，學(xué)生不僅掌握具體的知識內(nèi)容，而且還加深對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握和理解，完成“學(xué)而思，思而用”的過程，增強自信心，提高學(xué)習(xí)知識和技能的興趣。

三、加強三維設(shè)計軟件和CAD技術(shù)的應(yīng)用

在教學(xué)過程中，對機械基礎(chǔ)這種結(jié)構(gòu)性專業(yè)性比較強的課程，學(xué)生很難在腦海中將平面的圖片和圖紙轉(zhuǎn)化成三維立體模型，從而影響學(xué)生對結(jié)構(gòu)和零部件的學(xué)習(xí)。因此，教師在備課時，可利用CAXA或CATIA三維軟件，進(jìn)行零部件和結(jié)構(gòu)模型的繪制，在課堂教學(xué)過程中，利用三維軟件直接向?qū)W生展示零部件和結(jié)構(gòu)模型，這比傳統(tǒng)的利用圖片和圖紙進(jìn)行二維展示更加直觀。在課堂教學(xué)過程中，教師還可利用軟件自身功能，進(jìn)行零部件和結(jié)構(gòu)的剖分，利用軟件的裝配和運動功能，向?qū)W生展示結(jié)構(gòu)和零部件的運動路徑和工作原理。這樣的教學(xué)過程，將極大地提高學(xué)生對知識的深入理解，提高對這種專業(yè)性結(jié)構(gòu)性較強的學(xué)科內(nèi)容的掌握。熟練掌握CAD技術(shù)、減輕設(shè)計人員的勞動強度、提高工作效率已經(jīng)成為工科院校學(xué)生的必備技能。在平時作業(yè)訓(xùn)練中，提倡學(xué)生使用軟件完成相關(guān)課程作業(yè)。在設(shè)計過程中，學(xué)生不僅掌握課程所涉及的機械零部件和機械結(jié)構(gòu)原理，還能夠鞏固深化其他課程中相關(guān)機械和CAD知識。同時，在利用CAD制圖過程中，學(xué)生的空間想象力得到增強，能夠做到3D和2D之間的轉(zhuǎn)換，并且提高看圖識圖認(rèn)圖的能力，為后期步入工作奠定基礎(chǔ)。

四、多方面開發(fā)課外活動

高職學(xué)生普遍自我約束力差，對理論課程和內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣不大，為了增強學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，課后作業(yè)的布置可以視頻觀看為主，如常見機械結(jié)構(gòu)的操作系統(tǒng)、發(fā)明創(chuàng)造等與機械設(shè)計相關(guān)的紀(jì)錄片，讓學(xué)生提高對機械類課程的興趣;適當(dāng)組織相關(guān)課外活動，如組織學(xué)生參觀各類先進(jìn)的機械產(chǎn)品和大型機電設(shè)備以及生產(chǎn)線，讓學(xué)生了解到機械基礎(chǔ)的應(yīng)用十分廣泛，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣;組織邀請企業(yè)技術(shù)人員和步入工作的學(xué)長給學(xué)生做技術(shù)講座，普及簡單的機械知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，讓學(xué)生認(rèn)識到只要通過學(xué)習(xí)，他們也可以在相關(guān)領(lǐng)域取得成績。與此同時，鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新大賽、機械設(shè)計大賽等相關(guān)機械類的比賽，利用機械基礎(chǔ)所學(xué)的基礎(chǔ)知識，結(jié)合三維設(shè)計軟件和CAD技術(shù)，設(shè)計新型結(jié)構(gòu)部件或根據(jù)實際應(yīng)用需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力、動手能力。

五、完善課程考核制度，增強學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新能力

應(yīng)根據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)，對傳統(tǒng)考試方式和內(nèi)容進(jìn)行改革，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新命題，在考查知識點和綜合技能的同時，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)新能力和綜合能力也進(jìn)行評定。一方面，在考試中增加開放性題目，引導(dǎo)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，改變被動應(yīng)付、簡單重復(fù)和死記硬背的機械式學(xué)習(xí)方法，轉(zhuǎn)為側(cè)重發(fā)現(xiàn)和探索的研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新的能力;另一方面，注重對工程實際應(yīng)用中的基礎(chǔ)知識和基本技能的考查，在試題設(shè)計上，更加注重實用性和真實性，多以工程實踐中的技術(shù)故障和技術(shù)難點作為題目背景，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力。以聯(lián)軸器章節(jié)內(nèi)容為例，考試過程中，設(shè)置選型題目，即給出工程實際中的案例，要求學(xué)生根據(jù)實際使用情況（電機軸直徑、電機型號、扭矩要求等參數(shù)），選擇合適類型和型號的聯(lián)軸器，此題重點考察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和對知識的探索以及實際分析與應(yīng)用能力。這種開放性試題對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生個性品質(zhì)很有價值，為學(xué)生提供了較大的發(fā)展空間，同時也加強了對學(xué)生思維能力的測試，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力。

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【基金項目】2020年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目（GXGZJG2020B051）

【作者簡介】李 璽（1988— ），女，陜西商洛人，廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程師，助教，研究方向：復(fù)合材料力學(xué)，機械結(jié)構(gòu)及力學(xué)，高等職業(yè)教育教學(xué);林顯新（1986— ），男，瑤族，廣西賀州人，碩士，廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：自動化及控制，高等職業(yè)教育教學(xué);李 倩（1988— ），女，陜西商洛人，博士，南方科技大學(xué)，研究方向：納米材料。

（責(zé)編 何田田）