高職“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新教育的探索

田治國(guó)

（甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741000）

“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)是“機(jī)械基礎(chǔ)”課程的后續(xù)教學(xué)項(xiàng)目。通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際項(xiàng)目的能力及設(shè)計(jì)機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力。要求學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)等）的使用。學(xué)生通過“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)，可以將所學(xué)的“機(jī)械制圖”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“機(jī)械基礎(chǔ)”“公差與配合”等幾門課程的理論知識(shí)鞏固、提高，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，為技術(shù)技能型人才培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。

1 課程設(shè)計(jì)中存在的問題

（1）設(shè)計(jì)題目單一，大都使用減速器作為設(shè)計(jì)項(xiàng)目。減速器工作過程、設(shè)計(jì)步驟差別不大，只是參數(shù)有差異。教師怠倦感增加，繼而對(duì)教學(xué)失去創(chuàng)新意識(shí)。

（2）學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中，機(jī)械地按照設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的各個(gè)步驟代入數(shù)據(jù)，沒有真正思考設(shè)計(jì)過程。使得學(xué)生思維方式固定。進(jìn)而限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力。由于設(shè)計(jì)題目的數(shù)量不多，多個(gè)學(xué)生一個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)，導(dǎo)致抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。長(zhǎng)此以往，沒有培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，創(chuàng)新無從談起。

（3）對(duì)于課程設(shè)計(jì)，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為只是一門考查課，僅僅是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)進(jìn)行串聯(lián)，應(yīng)付了事，找各種各樣的借口遲到或者曠課。

2 提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果的措施

為了提高課程設(shè)計(jì)教學(xué)效果，有必要在教學(xué)方面做出改革和創(chuàng)新。筆者根據(jù)自己在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，積極思考探索新的教學(xué)方法，從以下幾個(gè)方面對(duì)課程設(shè)計(jì)做一些教學(xué)改變，力求提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果。

2.1 教師應(yīng)不斷提高業(yè)務(wù)水平

（1）要求教師注意機(jī)電行業(yè)發(fā)展方向，及時(shí)學(xué)習(xí)專業(yè)最新動(dòng)態(tài)，收集相關(guān)信息，以適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的需要。

（2）加強(qiáng)“機(jī)械基礎(chǔ)”課程理論學(xué)習(xí)，不斷更新和優(yōu)化教師自身知識(shí)體系，不斷提高自身的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力。

2.2 提升設(shè)計(jì)和教學(xué)融合程度

以往理論課程講授完之后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，但是課程設(shè)計(jì)結(jié)束后就開始期末考試，部分學(xué)生把精力放在考試課程上，對(duì)設(shè)計(jì)投入精力和時(shí)間必然會(huì)減少。

第一周做設(shè)計(jì)計(jì)算，小部分學(xué)生就是應(yīng)付了事，按照指導(dǎo)書照貓畫虎地進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，肯定存在一些問題。部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)了問題，但時(shí)間有限，就不修改參數(shù)，對(duì)付完事，致使第二周繪制的裝配圖效果較差，達(dá)不到課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)。

針對(duì)上述問題，可以要求設(shè)計(jì)穿插在理論教學(xué)中。每當(dāng)講授完一部分與課程設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)后，教師可以要求學(xué)生進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算，這樣一來學(xué)生就有充足的時(shí)間考慮設(shè)計(jì)當(dāng)中的問題，真正培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計(jì)能力。

教學(xué)方案可以這樣安排。講授結(jié)束帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)部分后就開始布置設(shè)計(jì)任務(wù)，首先給學(xué)生講解設(shè)計(jì)題目，說明設(shè)計(jì)要求，教師講解電動(dòng)機(jī)的選擇方法及傳動(dòng)裝置參數(shù)的計(jì)算方法。學(xué)生利用課余時(shí)間完成電動(dòng)機(jī)的選擇和帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。在講解結(jié)束齒輪傳動(dòng)課程內(nèi)容后，要求學(xué)生延續(xù)前面的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行齒輪的設(shè)計(jì)。講解結(jié)束軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容后，學(xué)生就可著手軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算。

2.3 放大設(shè)計(jì)參數(shù)差別

以往的設(shè)計(jì)參數(shù)組別較多，可是數(shù)據(jù)差異不大，開始階段學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)有興趣，但當(dāng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的逐漸增加后，一部分同學(xué)認(rèn)為大家做的差別不大，按照設(shè)計(jì)指導(dǎo)書按部就班即可，逐漸就會(huì)失去興趣，其他同學(xué)做完后直接抄寫。對(duì)于上述問題，教師應(yīng)該放大設(shè)計(jì)參數(shù)差異，每組的參數(shù)選擇要求也應(yīng)不同，就可以有效防止學(xué)生互相抄襲。如小帶輪基準(zhǔn)直徑的選擇，要求同組的同學(xué)選擇不同的參數(shù)，帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)完成之后，要求該組同學(xué)互相比較，要求他們思索參數(shù)不同有什么影響，最后指引學(xué)生得到合理化參數(shù)。

設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于過程，通過不同的參數(shù)對(duì)比，要求學(xué)生明白設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟。設(shè)計(jì)計(jì)算過程不再是簡(jiǎn)單的抄寫，進(jìn)而有效提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)疑難問題、分析和解決疑難問題的能力。提升了學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的興趣，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。

2.4 合理安排小組人數(shù)，精心搭配小組成員

教師可以根據(jù)學(xué)生的能力、基礎(chǔ)，愛好、性別等差別進(jìn)行分組，將不同層次的學(xué)生優(yōu)化組合，要求每個(gè)小組都有低、中、高3個(gè)層次的學(xué)生。組內(nèi)學(xué)生可以互相探討、互相查遺補(bǔ)漏。這樣安排有效解決了生源復(fù)雜這一高職教育的熱點(diǎn)問題，通過互助學(xué)習(xí)增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、互助意識(shí)，展現(xiàn)了教育的根本目標(biāo)，促進(jìn)了學(xué)生健康人格的發(fā)展。為學(xué)生就業(yè)后從事設(shè)計(jì)計(jì)算、生產(chǎn)操作、管理、維護(hù)維修工作培養(yǎng)了良好的個(gè)人素質(zhì)，真正將專業(yè)教育與素質(zhì)教育融合在一起[1]。

2.5 精心安排課程設(shè)計(jì)階段

課程設(shè)計(jì)可以安排7個(gè)階段：即減速器拆裝、設(shè)計(jì)思路講授、總體設(shè)計(jì)及計(jì)算、裝配草圖設(shè)計(jì)和工程圖樣繪制和說明書的編撰及答辯。

（1）“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)初始階段，教師帶領(lǐng)學(xué)生拆裝并講解一級(jí)減速器，有利于學(xué)生直觀學(xué)習(xí)減速器結(jié)構(gòu)，當(dāng)在教材中看到齒輪、軸、軸承等學(xué)科名詞時(shí)，大腦中會(huì)呈現(xiàn)零件的實(shí)體及零件的連接形式，學(xué)生就不會(huì)感覺到抽象或者難以理解，這樣教學(xué)有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。為后續(xù)課程設(shè)計(jì)做充足準(zhǔn)備。

（2）教師應(yīng)講授設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。首先講授如何選擇電動(dòng)機(jī)，接下來考慮減速的問題，這時(shí)教師就可以講授帶傳動(dòng)、齒輪機(jī)構(gòu)、軸、軸承等的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)要著重講解傳動(dòng)比的分配、計(jì)算及選用。齒輪通過鍵連接和軸傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

當(dāng)零部件設(shè)計(jì)結(jié)束后，接下來是軸的設(shè)計(jì)，要求學(xué)生掌握軸的結(jié)構(gòu)，教師通過講解和改錯(cuò)典型軸結(jié)構(gòu)圖，要求學(xué)生掌握軸哪些細(xì)節(jié)是需要處理的。最后是選擇軸承、計(jì)算軸承使用年限等環(huán)節(jié)。

在各個(gè)階段開始時(shí)，教師應(yīng)通過課件講解本階段要設(shè)計(jì)的內(nèi)容及有關(guān)細(xì)節(jié)，要求學(xué)生掌握設(shè)計(jì)方法并獨(dú)立完成繪圖。這一課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有利于學(xué)生深入細(xì)致地掌握本門課程。

2.6 改革課程設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）要求教師平時(shí)收集與機(jī)械有關(guān)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，例如修鞋機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)、除草機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)等。

（2）課程設(shè)計(jì)選題可以結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，這類選題應(yīng)側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用。設(shè)計(jì)的原理、結(jié)構(gòu)等加以改變，教師提出設(shè)計(jì)方案后，要求學(xué)生自主獨(dú)立設(shè)計(jì)完成，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

（3）課程設(shè)計(jì)課題依據(jù)不同專業(yè)應(yīng)該有所不同。機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生可以做工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)課題。風(fēng)力發(fā)電工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生可以做增速箱設(shè)計(jì)課題。

（4）由學(xué)院承做機(jī)電類相關(guān)工程，從設(shè)計(jì)到施工驗(yàn)收，完全由學(xué)院和相關(guān)教師及學(xué)生完成，這樣做既有經(jīng)濟(jì)收益，還可以鍛煉教師、培養(yǎng)學(xué)生，是一種良好的課程設(shè)計(jì)教學(xué)和培訓(xùn)模式。

2.7 培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)軟件輔助繪圖能力

課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生手工繪制一張減速器裝配圖和兩張重要零件圖。由于部分尺寸在繪圖過程中才可確定。反復(fù)修改數(shù)據(jù)和圖紙過程中，基礎(chǔ)差的學(xué)生不清楚應(yīng)該修改哪個(gè)數(shù)據(jù)。如果機(jī)械地參照設(shè)計(jì)指導(dǎo)書繪圖，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的尺寸和圖紙中的尺寸不符合，細(xì)節(jié)錯(cuò)誤很多。繪制減速器裝配圖時(shí)，如果使用CAD軟件進(jìn)行邊設(shè)計(jì)，邊繪圖，邊修改過程，不僅節(jié)省時(shí)間而且鍛煉了學(xué)生的CAD繪圖能力。同時(shí)還可確保是學(xué)生自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的尺寸，和說明書中數(shù)據(jù)也吻合，達(dá)到課程設(shè)計(jì)要求的學(xué)習(xí)效果。

可以要求部分具備三維實(shí)體繪圖能力的同學(xué)使用學(xué)過的三維繪圖軟件繪制零件圖，再進(jìn)行裝配。在二維和三維之間轉(zhuǎn)化，學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)修改。

2.8 重視課程設(shè)計(jì)答辯環(huán)節(jié)

答辯是檢查學(xué)生掌握知識(shí)的情況和設(shè)計(jì)成果的重要途徑，是評(píng)定學(xué)生設(shè)計(jì)成績(jī)的一個(gè)重要依據(jù)。設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，通過答辯引導(dǎo)學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目通盤考慮，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，有效提高了學(xué)生綜合分析問題的能力。

盡管設(shè)計(jì)題目是提前布置，學(xué)生選擇的參數(shù)也不同，但是學(xué)生繪制的圖紙和編寫的說明書不能反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)效果。通過答辯可以考查學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。考查學(xué)生是否獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)計(jì)算及繪圖過程。比如，在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，少數(shù)學(xué)生機(jī)械地選擇帶輪直徑，沒有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)全盤考慮，會(huì)出現(xiàn)小帶輪輪轂尺寸最大半徑大于電動(dòng)機(jī)中心高這樣的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤現(xiàn)象，如果學(xué)生沒有及時(shí)修改帶輪直徑數(shù)據(jù)，繼續(xù)按這樣的參數(shù)進(jìn)行后面的設(shè)計(jì)，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)很多數(shù)據(jù)都不合理。通過答辯可以檢查出上述類似錯(cuò)誤，并引導(dǎo)他們?nèi)ソ鉀Q問題。

2.9 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定改革

在最終評(píng)定學(xué)生課程設(shè)計(jì)成績(jī)時(shí)，為了有效評(píng)定學(xué)生學(xué)習(xí)效果，我們可以細(xì)化出以下幾個(gè)評(píng)定項(xiàng)目：學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)踐能力、工作量、設(shè)計(jì)質(zhì)量、創(chuàng)新能力、答辯。每一項(xiàng)都相應(yīng)制定了具體要求及評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)或等級(jí)。最后還有教師評(píng)語。教師可以參考使用評(píng)定表（見表1）進(jìn)行評(píng)定。

3 結(jié)語

在“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)改革前，課程重點(diǎn)不明確，學(xué)習(xí)的內(nèi)容相互孤立，聯(lián)系較少，學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)不清楚，學(xué)生被動(dòng)地做課程設(shè)計(jì)。這樣做課程設(shè)計(jì)的結(jié)果就是學(xué)生學(xué)習(xí)積極性一般，設(shè)計(jì)過程學(xué)習(xí)氣氛沉悶，學(xué)習(xí)效果差。

要培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，教師在設(shè)計(jì)過程應(yīng)起到作用。教師應(yīng)強(qiáng)化“機(jī)械基礎(chǔ)”理論課程和“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)的聯(lián)系，要對(duì)課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)行改變，對(duì)課程設(shè)計(jì)各個(gè)階段教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化并且合理安排課程設(shè)計(jì)各階段時(shí)間，著力培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)輔助軟件繪圖能力，細(xì)化課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定方法，重視答辯，提高了學(xué)生對(duì)“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦能力。通過以上幾個(gè)方面的教學(xué)改革，可以有效解決課程設(shè)計(jì)中長(zhǎng)期存在的一些典型問題。

在“機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)改革后，由于課程設(shè)計(jì)中各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，課程設(shè)計(jì)目標(biāo)明確，教師引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生思考問題，解決問題，學(xué)生設(shè)計(jì)起來有方向、有條理，得到良好的學(xué)習(xí)效果。

表1 “機(jī)械基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表