技工院校機械類專業的《機械設計基礎》課程整合的目的是在學習掌握本課程內容的同時,以有效地培養和發展學生的知識綜合運用能力、解決問題的能力、探索精神和綜合實踐能力為主,強調實踐性學習的多樣性,強調超越教材、課堂和學校的局限。整合的范圍應從與傳統學科的整合和現代教學手段的整合這兩個層面考慮。
一、與傳統學科的整合
第一,在保證本課程的基本知識、基本理論和基本技能訓練的前提下,盡量刪略繁瑣公式的推導和理論引證,簡化設計計算公式。
第二,機械設計中的主要內容之一是機械零件設計,而零件設計中的類型選擇、受力分析、材料選擇、確定計算準則、理論設計計算、結構設計、繪制零件工作圖并編寫設計計算說明書等環節是設計的基本內容。
第三,由于培養的是高技能性的策略性人才,因此,課程內容的安排應著重以培養學生從系統的角度分析和解決問題的能力考慮,增加整體機械系統的分析和設計、零部件與機械系統的聯系、機械設計與環境保護的關系等內容。
第四,增加設計的驗證性試驗。此試驗可以有多種選擇方案。如師生討論式驗證、工程加工性驗證、數字模擬式驗證等,使學生領略設計的樂趣并激發學生的興趣。
二、與現代教學手段的整合
現代教學手段是現代教育技術的重要內容之一,它包括計算機多媒體技術和網絡通訊技術輔助教學、投影輔助教學、閉路電視輔助教學、實物實驗輔助教學等重要手段。借助于現代教學手段,無論是老師的教還是學生的學,無論是機構原理的展現還是機械、零件的設計,都能變靜態為動態,變抽象為直觀,變枯燥乏味為快樂享受;且通過數字化模擬可避免材料消耗,無需通過工程加工環節,就能驗證設計結果;更能培養學生獲取、分析、加工、利用、交流和創新信息的能力;也能培養學生具有終身學習的態度和能力、掌握信息時代的學習方式、適應能力、應變能力和解決實際問題的能力。
對于機械原理部分要輔以相應的二維、三維動畫,或錄像、視盤,變文字式的原理表述為影像式的實體再現。
對于國家標準、規范和一些數字圖表要輔以相應的電子表格,以便于學生進行計算機輔助設計。
課程的設計內容要融合計算機程序設計中的模塊化設計思想。因為機械是由機構或機器組成,機構或機器又是由零件組成,零件才是機械中被設計和加工的最小單元,把每個零件設計當成一個模塊,處理好各模塊之間相互聯系的接口——輸入、輸出參數,在機構、機器或機械設計時,學生就會自如地利用已學的計算機程序設計知識,實現計算機輔助機械設計了。
將機械設計與計算機輔助設計或輔助制造作適度的整合??上葘ⅰ稒C械CAD/CAM》中的二、三維電子圖板部分與《機械設計基礎》課程進行整合,以取代學生的尺規繪圖或進行設計的模擬檢驗,變抽象設計為直觀設計,提高設計效率和提高“產品”的合格率。為達此目的,關鍵是計算機軟件的選擇,選擇的軟件應能達到簡單易學、操作方便、界面友好、功能齊全。
三、實施整合后課程應注意的幾個問題
一是出版與整合教材配套的《機械設計基礎》課程CAI課件和視盤。
二是加大教師培養力度,著力提高教師自身素質。教師要從兩個方面提高自身素質,即專業知識的掌握和現代教學手段的使用。整合后的課程視野更加開擴,因此,僅僅能熟練地講授一兩門學科內容是不能勝任《機械設計基礎》教材講授的,它需要教師拓展專業知識面,加強專業理論學習和研究,增加專業實踐;同時,整合后的課程與現代教學手段的聯系甚為密切,要求教師加強信息技術能力培訓、現代信息環境下先進的教育理論的培訓、教學設計方法培訓和信息技術與課程整合模式培訓等。
三是數字化硬件環境的建設是實施整合課程的物質條件。學校應加快建設步伐,加大投入的力度,如構建數字教室,數字化辦公室及校園網的建設等。教學應用軟件平臺是實施整合課程的軟件保證,失去軟件平臺,課程的內容也就不可能通過硬件設備去展示,數字應用軟件應包括網絡軟件、辦公軟件、媒體播放軟件、程序編譯器、機械CAD/CAM系列軟件、多媒體課件開發工具等。
四是加強管理,創建激勵機制。整合后的《機械設計基礎》課程的實施,更要加大對學校資源的管理,不僅要管理維護好硬件、軟件設備,使其技術狀態良好,運行正常,更要加強設備管理人員、使用人員的管理,應采取激勵機制,使整合后的課程體系運行正常化、有序化。
(作者單位:河南開封技師學院)