關于高職機械設計教學改革的思考

姚永平

摘 要 本文在分析高職機械設計課程傳統(tǒng)教學存在不足的基礎上，論述了在機械設計課程教學中改進教學方法、調(diào)整教學體系的必要性和可行性，結(jié)合具體實例提出了教學改革的重點在調(diào)整教學內(nèi)容、改進教學方法和手段的、突出專科特色、處理好傳統(tǒng)設計與現(xiàn)代設計的關系以及理論與實踐相銜接等建議。

關鍵詞 高職教育 機電工程專業(yè) 機械設計 教學改革

中圖分類號：G420文獻標識碼：A

Thinking on the Teaching Reform of Vocational Mechanical Design

YAO Yongping

(Enshi Polytechnic, Enshi, Hubei 445000)

Abstract This paper analyzes the traditional teaching of vocational courses mechanical design deficiencies, based on the mechanical design are discussed in the improvement of teaching methods in teaching, to adapt their teaching system, the necessity and feasibility, with concrete examples of teaching reforms proposed recommendations in the adjustment of the focus of teaching content, improve teaching methods and means, highlighting the special feature, handle the traditional relationship between design and modern design, the interface between theory and practice.

Key words vocational education; electrical engineering; mechanical design; teaching reform

機械設計課程是高職機電專業(yè)的一門重要的技術基礎課，具有基礎性、多樣性、靈活性和實踐性等特點，既包括各種機械的傳動原理、正確使用和維護設備及故障分析等方面基本知識，又包含了設計與創(chuàng)新的基本技能。①傳統(tǒng)式教學方法存在諸多弊端，如何改進教學內(nèi)容與方法是當前高職機械設計教學中一項現(xiàn)實而緊迫重要課題。

1 現(xiàn)存問題與矛盾

（1）教學內(nèi)容過于龐雜。“機械設計基礎”課程涵蓋內(nèi)容包括機械原理和機械設計，內(nèi)容涉及材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等，不僅涉及面廣，而且某些教學內(nèi)容過于零碎，與其它課程交叉重復較多，如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接的教學內(nèi)容就明顯不符合少而精的原則，再如減速器的類型、樣式和設計參數(shù)要求，與機械制圖課程中的減速器設計知識重復率高，這不僅失去了學科特點，也浪費了大量的教學時間。

（2）不適應時代發(fā)展。當前，絕大多數(shù)高職機械設計教材不僅內(nèi)容龐雜，而且理念陳舊，脫離工程實踐，跟不上迅速發(fā)展的科學步伐，廣度有余而深度不足，不能完全反映多元的，復雜的，獨特的科學體系。現(xiàn)代機械設計不僅具有工程性和技術性，還具有社會性、系統(tǒng)性和經(jīng)濟性，隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)實生產(chǎn)實際中許多新的設計方法和設計理論正不斷涌現(xiàn)，如創(chuàng)新設計，概念設計，系統(tǒng)設計、優(yōu)化設計、反求工程設計等等，教學中往往只注重設備結(jié)構，強度、運動學分析等技術內(nèi)容，而忽略滲入能源、環(huán)境，安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經(jīng)濟因素，出現(xiàn)了理論與實踐的嚴重脫節(jié)。

（3）教學方式不能適應教學需要。傳統(tǒng)教學方式習慣于從書本到原理，老師一講到底，學生死記硬背，必要時也僅僅不在教室用黑板和掛圖作一些補充講解，基本上是單一的“灌輸式”，很少進行現(xiàn)場教學、案例式教學、討論啟發(fā)式教學，沒有給學生留出獨立分析問題、思考問題的時間，這樣既不利于學生加深對課堂知識的理解和掌握，也無助于提高學生得用所學知識解決工程實際問題的能力。

2 改革建議與實踐

2.1 調(diào)整教學內(nèi)容

高職教育的各科的教學內(nèi)容都必須緊密聯(lián)系實際，強調(diào)實踐性、整體性和創(chuàng)新性，機械設計課程也不例外，“機械設計基礎”課程內(nèi)容多，而大多數(shù)學生從高中校門直接進入高職院校門，機械方面的知識基本上是空白，所以教學應避繁就簡、突出重點、深入淺出。按照“適度、夠用”的基本原則，以工程實用為目標，以培養(yǎng)職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)為主線，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標要求，在必要在教學計劃、課程設置等方面進行調(diào)整與改進。②一是精簡，壓縮傳統(tǒng)內(nèi)容，敘述性內(nèi)容，減少了一些課程上的理論重復，將一些專業(yè)理論知識有機地融入到實驗、實習、課程設計、社會調(diào)查、畢業(yè)設計（論文）和課外科技活動等教學環(huán)節(jié)中進行，為課堂教學減輕一些負擔；二是整合，將理論力學、材料力學與機械零件的知識點揉合為一個整體。如機械制圖、公差、機械設計中的齒輪公差；理論力學、材料力學與機械設計中的運動與力的分析、機械摩擦與效率等內(nèi)容；材料力學與機械設計中強度與剛度的計算等內(nèi)容可進行知識整合串聯(lián)講授；三是增設，在去掉基于系統(tǒng)性與完整性考慮而設置的部分理論知識后，可增加以電、液為動力的機構組合，結(jié)合實際的典型機械等新內(nèi)容，例如開式傳動鏈、機械手、打印機等，使學生對現(xiàn)代機械有較全面認識，更主要適當生產(chǎn)實際需要，方便計算機輔助設計的應用和推廣。

2.2 注重能力的培養(yǎng)

機械設計課程雖然以傳授基礎知識為主，但它同時也是一門實踐性很強的課程，絕不能輕視對學生的設計技能和創(chuàng)新技能的培養(yǎng)，教學原則當以技術應用能力為主線，注重培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展能力上加強輔導，鼓勵自學，尤其經(jīng)從培養(yǎng)多類型、多規(guī)格的人才培養(yǎng)思想出發(fā)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、工程意識、工程實踐能力、社會實踐能力，因此，在教學實踐中，一是要由“灌輸式”教學愀啟發(fā)式教學，教師在傳授知識時著重講明基本概念、觀點的基礎上把尋求結(jié)論的任務留給學生；二是要聯(lián)系實際進行教學，堅持產(chǎn)、學、研相結(jié)合的方向，體現(xiàn)基礎性、系統(tǒng)性、實踐性和現(xiàn)代性的高職教學特點。如結(jié)合教學內(nèi)容提出生產(chǎn)生活以及工程中的實際問題，與學生一起討論，并從典型例子加以推廣和衍生，以某些具體設計方案引導學生積極主動思考，經(jīng)常開展基本技能、專業(yè)技能、綜合能力這三個層次的訓練。循序漸進，由簡單到復雜，由單項操作訓練到綜合系統(tǒng)設計。

2.3 創(chuàng)新教學方法與手段

高職院校生源對象面廣，參差不齊，大多數(shù)學生接觸實際機械知識不多。因此，在教學中，一方面應加強直觀教學，讓學生接觸各種機械、機構、零件、部件、圖紙；另一方面，通過電子教案、多媒體、CAI課件、錄像等，借助計算機和互聯(lián)網(wǎng)，利用虛擬現(xiàn)實技術，仿真軟件系統(tǒng)，實施現(xiàn)代化的“立體”教學。教學中應減少理論推導，以例證講清思路，強調(diào)形象生動，讓學生易接受和理解，同時也激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情。

2.4 突出專業(yè)特色

學以致用是高職教育的靈魂，機械設計課程既不能面面俱到，更不能強求一律，要圍繞培養(yǎng)目標，突出專科特色，講授貫徹少而精原則，重視知識的簡約化、結(jié)構化，讓學生結(jié)合所學專業(yè)去理解和掌握課程的基本結(jié)構、基本知識、基本方法。③如對于數(shù)控專業(yè)的學生重點可放在普通機床的傳動系統(tǒng)上，如電動機的動力參數(shù)、主軸箱的運動、傳動設計等等；再如汽車專業(yè)的學生可不必進行傳統(tǒng)的一級圓柱齒輪減速器設計的教學，而直接講解汽車用變速器的設計，這樣，既強調(diào)了知識的運用，又能更好發(fā)揮學生的主觀能動性，起到事半功倍的效果。

2.5 積極開展第二課堂活動，提高學生的自學能力

對于機械設計課程而言，有限課時所傳授的知識也是非常有限的。因此，教學實踐中，一方面，可將比較易于理解一般性內(nèi)容，如螺紋的主要參數(shù)及常用螺紋、銷聯(lián)接、過盈配合、滑動軸承 的結(jié)構、材料、潤滑方法及聯(lián)軸器、彈簧等放在課后由學生自學；另一方面，可有計劃地開設機構創(chuàng)新設計、產(chǎn)品造型設計、電子設計、包裝裝璜設計等方面的選修課，積極組織CAI設計大賽、計算機繪圖大賽、機械創(chuàng)新設計大賽之類的科技競賽，引導學生開展各種有益學生身心健康、擴展知識面、開拓視野、培養(yǎng)能力、陶冶情操的活動。

2.6正確處理傳統(tǒng)設計與現(xiàn)代設計關系

傳統(tǒng)機械設計在一定程度上具有經(jīng)驗性隨意性，設計方法大都局限在元件和結(jié)構的驗證性分析計算上，并以經(jīng)驗數(shù)據(jù)為主要依據(jù)；現(xiàn)代機械設計強調(diào)科學化和模式化，強調(diào)系統(tǒng)全局的功能綜合目標，堅持理論分析計算和試驗分析的相互結(jié)合，以實現(xiàn)最佳功能目標。傳統(tǒng)的機械設計以強度、剛度，穩(wěn)定性、潤滑性能等為設計準則，在本質(zhì)上往往是靜態(tài)的、條件性的和近似的；現(xiàn)代機械設計往往以實際工況為出發(fā)點，根據(jù)具體實際引入可靠性、動力學，摩擦學的一些新概念。④這兩者雖然存在較大區(qū)別，但并不是完全對立的，因此教學中既要注重經(jīng)驗的總結(jié)，又要借助現(xiàn)代設計手段，引入新的設計方法，尤其要注重設計中社會和經(jīng)濟因素的啟發(fā)教育，使學生在掌握傳統(tǒng)設計基礎上又了解現(xiàn)代設計方法，理解傳統(tǒng)設計與現(xiàn)代設計的區(qū)別與聯(lián)系，傳統(tǒng)設計是基礎，現(xiàn)代設計是方向，提高實際設計能力是追求。

綜上所述，機械設計既是基礎課程，又是最能體現(xiàn)高職教育特殊性的應用性學科，需要不斷更新教學內(nèi)容，改革教學方法與手段。筆者根據(jù)長期的教學經(jīng)驗提出了一些教學改革的基本思路，也做過相關實踐探索，效果還有待于在教學實踐中進一步檢驗，但培養(yǎng)學生綜合運用知識，提高分析和解決工程實際問題的能力這是所有教學改革的目標，這個探索方向必須堅持。

注釋

① 朱雙霞,史新逸,李梁.機械設計基礎課程設計[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2009:28.

② 王永紅.高職《機械設計基礎》課程教學改革探索[J].當代教育論壇(管理版),2011.26(5):86-87.

③ 肖敏.基于工程背景知識的機械設計課程教學探討[J].教育教學論壇,2011(7):182-184.

④ 陳波,張建中.“機械設計課程群”的教學改革與實踐研究[J].山東科技大學學報(社會科學版),2011.13(6):18-21.