新時代如何發展《機械設計基礎》課程改革

《機械基礎》課程作為一門機械類專業基礎課，內容相對抽象，概念、原理繁雜，且實踐性強，對于基礎普遍薄弱、生產實踐經驗欠缺的中職學生而言，難度很大，也造成了部分學生的畏難、厭學、甚至棄學情緒，在課堂教學實踐中，筆者進行了一些嘗試，努力喚起并保持學生適度的學習興趣，使學生在快樂中學習，在學習中快樂，取得了一定的效果。

關鍵詞：機械設計 新時代

當今社會的發展需要人才的持續輸出，我們需要培養一批生產、服務、技術和管理都一流的優秀應用型人才。在社會科學技術的不斷發展下，新產業也逐漸興起，我們要把最新最先進的技術成果轉換為生產力，就必須儲備好這樣的高級應用型人才，所以高職職業技術教育的地位尤為重要。機械設計是一門應用型很強的學科，其課程教學需要以職業崗位需要具備的技術知識為主導，著力于讓學生充分掌握常用機械傳動和通用機械零部件的工作原理及結構，這一門學科是機電類專業當中的最基礎學科，奠定良好的知識基礎，對后續的專業課程學習有著很大的影響，不過這一門學科的知識面廣泛，隨著高職教學不斷進步，我們要更加完善和創新，加快學科課程改革與應用實踐，滿足人才培養的需要。

一、機械設計基礎課程存在的問題

（1）學生學習動力不足在學習的過程中學習動機是非常重要的，直接決定了學生是否有主動積極性。激發學習動機主要是通過學習過程中的某些誘因，改變學生的學習狀態，由被動學習轉化為主動學習，想辦法讓學生自動擁有學習的動力。對高職學生來說，他們所學的東西都是將來工作需要用到的，是實用型知識，所以在教學中藥盡量避免重復學習理論、僅停留在課本等現象，應該加強學生對實踐應用的掌握，通過實際運用，可以提高學生的興趣，充分培養動手能力。

（2）教學方法需要進一步改進

很多時候教師在課程教學中缺乏感性認識，導致學生對理論知識理解困難，學生在被動接受知識的位置，不利于充分調動其主動積極性，長期如此會讓學生喪失獨立思考、發散思維的能力。學習需要質疑，只有不斷質疑、不斷解決才能促進學生成長，學生需要保持一種對更高知識追求的狀態。在教學過程中，以運用實踐為引導，積極引導學生主動發現問題，積極解決，在解決的過程中學生會認真思考，這樣就能引導他們發散思維、主動探索，在主動學習的狀態下學生對知識的掌握能力會大大提升。

（3）考核方式單一，無法突出能力培養

現在大多數學校的制度是按成績評定等級，而對成績評定的方式又過于單一，一向是以期末考試成績來判斷學生對知識的掌握程度。但是大家都知道單一的考試無法真實反映學生的實際業務水平和只是掌握程度，很多學生平時沒有認真學習，在考試前死記硬背抱佛腳，靠前突擊一星期也可以得到不錯的分數，學生還會因此沾沾自喜，這樣一來就讓學生失去了學習的興趣，下意識覺得通過考試就完成任務了，而沒有真正意識到自己所學是否掌握。所以在成績考核上必須進行革新。

二、行為導向教學模式的概述

行為導向教學法的教學目標是學生能夠積極改變行為，主張通過自主探究和共同解決問題的教學方法，對學生認知、社會、情感等方面進行培養，從而促進學生的全面發展。在教學過程中，教師根據采用的教學方法的不同采取不同的教學形式，教師活動具有一定的隱性特征，主要是學生的自主學習活動，因此學生活動呈顯性特征。行為教學法要求教師和學生在教授和學習知識時要充分調動已有知識，同時教師的教學具有系統性和但學科性的特點。

三、行為導向教學法在《機械基礎》中的應用

（1）突出學生的主體地位，融洽課堂氣氛

傳統教學教師一人獨大，忽略學生在課堂中的主體作用，容易使學生對學習產生厭煩情緒，然而行為教學法能夠充分發揮學生的主觀能動性，讓學生變成課堂的小主人，使學生的思想情緒和學習氣氛都處于最佳狀態。教師在教學過程中，根據學生已有的知識及認知，設計一些開放性的問題，激發學生的學習熱情，建立融洽的課堂氣氛，讓學生在探究的過程中思維得以發散，能力得以提升，就能大大體提高學習效率。

以軸的結構設計為例，教師首先提出設計理念，再作一基本強調，如軸上零件的固定、作用及拆裝，然后將學生分成小組進行討論和設計，只要學生的設計滿足教師提出的軸的基本要求，就算合格。然后教師對學生的設計再進行具體的評價和講解。這種就教學方式開闊了學生的眼界，充分的挖掘了學生的潛力，使學生在討論的過程中加深了對知識的理解，讓知識的內化更加深入。

（2）讓學生在愉悅的環境中學習

教學不是單純的知識汲取的過程，而要將知識的吸收與合理的教學手段結合起來，讓學生在愉悅的環境中接受知識并鞏固知識，因此教師在教學過程中有責任為學生的快樂學習創建一個愉快輕松的環境。讓學生寓學于樂，將學習與玩樂結合，激發學生的興趣，進而將興趣轉化為學習的欲望和動力，促進學習效率的提高。

例如，學習四桿機構中的“死點”位置，對于這部分知識。學生在理解上面顯得很吃力，課本中的例子是關于家用縫紉機和一個快速夾緊裝置，教師就可以利用學校的相關教學設備進行講解，讓學生通過自己的切身體會來理解知識，通過自身角色的轉變，將抽象的知識變得具體化，直觀化。

四、課程內容改革與實踐

（1）培養目標定位、修訂教學大綱

機械設計時一門基礎學科，掌握了這個基礎能力，才能保證在后續的學習中能夠更順利，先奠定好基礎，再不斷提升專業素質。機械設計服務于生產第一線的崗位上，十分需要高級實用技能型人才，畢業后就業的方向是產品制造、裝配、調試及維修等等。學校應該及時更新和修訂教程內容，根據專業定位和就業方向來修訂現行的教學大綱，對于一些工程中的實際問題進行初步的分析，讓學生具備掌握機械設計中常用機構以及通用零件的工作原理、結構特點及設計方法的能力。

（2）建立全新課程內容體系

對舊的教學內容進行修改，在新的課程內容中把力學的基本理論結合機械零件設計的具體問題聯系起來分析研究，去除以往枯燥的論述，就針對人才培養的專業性要求，從基礎知識出發，著重強調應用能力的培養，加強工程意識和分析能力的培養。在建立全新體系時，要按照機械設計的基本教學程序來填充內容，還要注意在與傳統課程內容的銜接上，不要太過跳躍，精心篩選出傳統課程中比較優質有效的課程內容，與群新的概念結合在一起，取長補短，從整體上全面優化教學內容，這樣的教學突出了高職的特點。

具體一點來說分為以下幾個部分：第一，理論力學的靜力學部分、金屬材料的拉伸和壓縮變形及強度計算，其重點掌握部分為受力分析和平衡方程，建立起強度與剛度的意識，為后續的內容做鋪墊，往后在學習機械原理、機械零件內容時則比較容易理解。第二，要講授那些傳動機構，將力學中的扭轉、彎曲強度計算跟軸的設計測算相結合，把剪切和擠壓強度計算結合在螺栓連接、鍵連接當中，可以讓學生更好地把力學的理論知識跟實踐相結合，在實踐中找到樂趣，避免枯燥的理論使學生產生厭學心理。第三，可以加上一些介紹機械設計課程設計和計算機輔助設計的知識，這一部分以最新的知識為主，讓學生掌握與社會實時同步的知識，這部分要及時進行更新。

五、教學方法和教學手段的改革

（1）合理利用多媒體與教學課件提高教學效果

利用信息技術可以構建舒適的學習環境，讓學生可以自由的在知識海洋里遨游，在交互的環境中學生能學會主動的學習新知識。通過大屏幕上各種各樣零部件來了解機構工作原理，來讓學生感覺到輕松，鞏固所學知識，掌握學習步驟，在自主探索的過程中培養探索知識的能力。運用圖、文、聲、像并茂的多媒體課件可以讓學生感到新奇，激發他們的學習興趣，可以培養學生的綜合能力。視頻播放讓學生仿佛身臨其境，可以更好地幫助學生理解課本內容，培養他們的理解能力和記憶能力，不但能夠讓學生加深印象，還能夠讓他們在實際運用中更加深入的理解所學到技巧，舉一反三，在生活中需要用到的時候能夠熟練地運用。

（2）采用實體模型、實例教學

從根本上來說，機械設計這一課程著重點還是在實際運用上，所以在教學中必須加入實體模型、實例教學、現場觀摩等課程，可以提高學生的理解度，只有在實際操作過，才能夠對理論有更深入的了解。讓學生在車間或加工廠觀察，了解現實中可能發生的情況，擴展學生的思維能力和創造能力，調動他們的積極性。

（3）實行教、學、做一體化的教學模式

結合實踐來看，《機械設計基礎》該課程具有較強的實踐性，并且不少知識點與工程應用都有著一定的聯系，在此背景之下要想讓學生學好并掌握，筆者認為高職院校在該課程改革中教師應當實行教、學、做一體化的教學模式。簡單點說，就是教師根據具體教學的知識點要求而把上課地點改到實訓基地中去，隨后通過一邊講解理論知識，一邊進行實操演示的方式進行教學，而學生在此過程中邊聽邊操作，這樣一來能夠有效地提升教學質量。比如在講解單缸內燃機等典型機械設備介紹中，教師可以安排學生到實訓室現場進行講解，并演示設備構件之間的相對運動情況。另外，教師還可以與合作企業進行聯系，定期組織學生到工廠現場參觀學習機械設備加工生產過程。

六、行為導向教學法在《機械基礎》教學中的應用

教育的任務和目標是培養學生的實際操作能力，實踐能力的培養必須要建立在一定的意識教育之下，對于中職《機械基礎》教學而言，要應用行為導向教學模式，提高學生的學習興趣，從而達到提高其學習效率的目的。學生是課堂教學活動的主體，只有學生主動參與課堂教學辦活動才能從根本上提高課堂教學的效率。中職教育要尊重教學的客觀規律，充分發揮學生的主觀能動性，激發學生的學習興趣，全面提升學生的綜合素質。在《機械基礎》教學活動中，運用行為導向教學模式進行教學，就是在教學過程中采用案例教學、聯想教學、任務驅動教學、角色扮演等教學方法來激發學生的學習興趣，提高學習效率。

（1）強化課堂師生互動

傳統的師生關系中，教師作為主要傳授知識的角色，然而在行為導向教學中，教師是學生學習的促進者，教會主要通過激勵學生自我探究來提高各方面的能力。教師在教學過程中要創造一個民主、和諧的學習氛圍，讓學生不拘泥于嚴格的師生關系，主動踴躍發言，表達自己的觀點。同時用這樣的教學方法還有助于培養學生的獨立思考和獨立解決問題的能力。在學習過程中，針對具體問題，師生可以共同討論，教師通過引導學生，讓其學會自主學習，從而掌握知識和能力。對于《機械基礎》的學習來說，在教學中，教師要大膽進行開放式教學模式，針對抽象的知識點，要讓學生親自動手實踐。比如在軸的結構的教學中，讓學生自己小組合作對一個減速器模式進行拆裝，并有關問題進行討論，然后把自己的成果展示出來。在這個過程中，學生的興趣得到了激發，對知識的探究欲望加強了，從而深化樂其對知識的理解和掌握。

（2）注重培養學生的專業技能

行為導向教學法的一個重要教學形式就是任務驅動教學，主要以教學任務的完成來訓練學生的專業技能。例如，《螺旋轉動的應用形式》教學中，教師給出相應的學習任務，讓學生在任務的驅動下，有目的的展開討論和探究，對任務問題進行發現總結。學生在實驗的過程中就會發現螺旋轉動的工作原理，從而實現度知識的深入理解和掌握。綜上所述，行為導向教學法在中職教育教學中有著巨大的作用。行為教學法要求教師在課程設計中始終將學生擺在最重要的位置，一切的課堂活動都要圍繞學生對知識的理解和掌握展開。下面以單片機的測控電路實驗課程教學為例。

高校本科測控技術與儀器專業開設的單片機及其它電路課程的實驗現狀，提出基于單片機的測控電路實驗課程的改革方案，包括實驗教學內容改革、實驗教學方法改革和實驗考核方式改革。該實驗課程教學改革的核心是既可涵蓋各電路課程的各種實驗內容，又可從系統級進行全面完整的實驗設計，有利于幫學生建立起各門電路課程的聯系，有助于培養和提高學生對復雜電路系統的設計能力和創新能力，對造就綜合型、創新型、復合型人才具有重要的意義。單片機及其相關電路課程作為本科測控技術與儀器專業重點學習內容，是測控技術與儀器專業的靈魂，因此在學習各門課程相關理論知識的同時，必須加強和重視對應的實驗課程的學習。本文將在對目前各課程及其相關實驗設置存在的問題進行分析的基礎上，提出基于單片機的測控電路實驗課程教學改革的方案，目的是為了形成實驗設置合理的實驗教學模式，對培養和提高學生設計復雜電路系統的能力具有很強的應用價值。

七、實驗教學內容的改革

基于單片機的測控電路實驗課程教學改革將實驗教學內容可分為三個層次依次進行，首先是基本模塊實驗，其次是接口實驗，最后是系統設計實驗。

（1）基本模塊實驗

基本模塊實驗是電路系統中最基本的實驗，如按鍵、LED流水燈、七段數碼管、直流電機控制實驗等等，該部分實驗是為了讓學生熟悉基本電子器件，掌握電路的調試方法和編程能力；

（2）接口實驗

接口實驗涉及到兩個或多個模塊的連接以及模塊與上位機的連接，其基本要求首先要調試通，其次要保證接口電路的可靠性、準確性和實時性。該層次實驗主要包括傳感器信號采集、AD/DA轉換、串口收發、無線收發、GPIB接口實驗等等。

（3）系統設計實驗

系統設計實驗是在基本模塊實驗和接口實驗的基礎上，以單片機為控制器設計測控系統，也涉及到信號的濾波、放大、轉換、調制解調等操作，由單片機進行信息處理、顯示、控制、信息傳送等操作，從而完成一個相對完整的測控系統的設計。

基于單片機的測控電路實驗課程教學改革必須要認真設計三個層次實驗的內容，正確處理好三個層次實驗的關系，這樣不僅能提高學生的基本操作技能、自主性和創造性，又能充分激發學生的學習興趣，為以后設計大型測控系統奠定基礎。

八、實驗教學方法的改革

首先，實驗教學與理論教學必須緊密結合，相互補充。實驗教學要以理論教學為基礎，是提高和加深理論學習的一種方法，主要是為了培養學生理論知識的應用能力和動手能力，因此，需要促進實驗教學和理論教學的有機融合，創新教學教學方法。

其次，學生在實驗過程中以實驗指導書為主線。以學生實驗為主，老師指導為輔，盡可能地讓學生自己解決問題，調動學生的積極性和主動性，激發學生的創新創造能力。

最后，實驗教學也要與時俱進，實行基于項目課題、競賽案例的互動式、研討式的實驗教學，并倡導自主式、合作式、探究式的學習方法，提高實驗教學效率，保證實驗教學效果。

九、考核方式的改革

為科學合理地評價學生實驗效果，必須有一套科學合理的考核方式。實驗考核可根據實驗過程分為實驗前、實驗中和實驗后三個階段進行。首先，在實驗前，老師可以根據學生實驗預習及準備情況給出一個平時成績，占總成績的20%；其次，實驗中可根據學生的實際操作能力、規范性、問題解決能力、實驗結果等方面給出實驗過程成績，占總成績的50%；最后實驗報告也是評價其實驗效果的基本依據，同時可設計一個簡單的答辯環節，從而真正掌握學生的實驗效果，占總成績的20%。對于實驗過程中的創新性設計可占總成績的10%。單片機及其相關電路課程是測控技術與儀器專業重點學習內容，在整個專業課程設置中有舉足輕重的地位。本文針對高校本科測控技術與儀器專業開設多門電路課程及其相關實驗的現狀，提出基于單片機的測控電路實驗課程的改革方案，改革的核心是既可涵蓋各電路課程的各種實驗內容，又可從系統級進行全面完整的實驗設計，有助于培養學生綜合運用所學知識的能力、解決實際問題的能力和自主創新的能力，為以后良好的基礎。

總而言之，機械設計基礎課程是一門內容比較廣泛的教程，涉及到方方面面，只有全面推進改革教育，提高學生的自學能力和主動積極性，才能取得良好的教學效果。同時，教師通過教學改革也極大地提高了自身的教學理論水平和實踐工作能力。總而言之，教學改革之路是任重而道遠的，我們只有不斷在改革中創新、總結和完善，才能讓機械設計課程改革更加圓滿。

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宋世斌 廣東外語外貿大學