高職機械設計基礎教學方法探索

熊晶

摘要：隨著教學信息化手段不斷優(yōu)化，教學過程應該通過智能教學軟件與輔助教學手段相結(jié)合，探索更加適合學生學習的教學方法。本文通過分析機械設計基礎課程，結(jié)合信息化教學手段，進行更加合理有效的教學設計，以更好的服務于機械設計基礎的教學和學習。

關(guān)鍵詞：機械設計基礎;平面機構(gòu);教學方法

1? 課程教學分析

機械設計基礎課程是機械設計與制造專業(yè)的核心課程，主要包含常用機構(gòu)、機械傳動、軸系零部件等方面相關(guān)專業(yè)知識，培養(yǎng)學生在機械設計、機械制造等工作崗位的職業(yè)能力。

機械設計基礎課程的學習主要分為力學基礎、常用機構(gòu)、聯(lián)接、傳動、軸與軸承五大模塊，各模塊中分別按照難度、類別、功能等不同的分類細分教學項目，依據(jù)認知、練習/實踐、評價的邏輯安排教學任務及教學內(nèi)容，如圖1所示。

其中常用機構(gòu)模塊中的“平面機構(gòu)的組成與表達”的知識點學習，使學生能理解機構(gòu)各組成部分的區(qū)別及其表達，并利用這些知識進行機構(gòu)的運動分析和機構(gòu)運動簡圖的繪制。同學們在學習了機構(gòu)與機器的區(qū)別、機構(gòu)的概念的基礎上，進一步學習平面機構(gòu)的組成部分，以及構(gòu)件間的相對運動。進而，達到能區(qū)分機構(gòu)的各組成部分、分析機構(gòu)的運動、識別與繪制機構(gòu)簡圖的學習目標，具備“常用機構(gòu)”模塊其他任務的知識基礎與能力基礎。

為達到上述教學目的，將教學內(nèi)容劃分為理論部分和實踐部分，每個部分2課時。依據(jù)學生學習與認知規(guī)律，細分為4個教學內(nèi)容，各內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，按照“概念認知→方法學習→學生實踐→分析評價”的路線進行4個教學環(huán)節(jié)先后順序安排。

2? 教學設計

2.1 課程思政融入課程教學

①學生課前觀看中國自主研發(fā)內(nèi)燃機的相關(guān)記錄片，從而了解內(nèi)燃機中零部件的組成和裝配過程，如圖2所示。進一步學習了解曲柄連桿機構(gòu)（常用機構(gòu)）的組成和功能，體會中國科技工作者如何在內(nèi)燃機方面進行自主研制創(chuàng)新，并擺脫對外購發(fā)動機的依賴的過程，學習設計者與建造者們團結(jié)合作、挑戰(zhàn)極限，用智慧和汗水確立“中國標準”的民族精神。

②課堂中介紹學校優(yōu)秀老師的典型事例和工匠精神，教育學生在繪制機構(gòu)運動簡圖時應當持有嚴謹、細致的工作態(tài)度，以保證設計的正確性，引導學生尊崇職業(yè)道德，做愛崗敬業(yè)的建設者。

③課后拓展融入勞動教育，訓練學生以機械設計師思維進行構(gòu)思、設計、制作機構(gòu)，同時體驗手工勞動的樂趣。

2.2 課崗融通聚焦設計思維

課崗融通-以培養(yǎng)未來的機械設計工程師為目標，機械設計思維多維度貫穿課程，潛移默化地培養(yǎng)學生的設計思維。一方面在整體課程教學內(nèi)容與教學設計中融入機械設計思路：本課程將常用機構(gòu)模塊安排在帶傳動、齒輪傳動等模塊之前，學生在掌握了常用機構(gòu)模塊中的傳動分析方法并可繪制機構(gòu)運動簡圖（方案設計階段）之后，在帶傳動、齒輪傳動等模塊學習尺寸設計及強度分析（詳細設計階段），如圖3所示。另一方面在項目教學內(nèi)容與教學設計上貫穿機械設計師思路，按照機構(gòu)組成分析（規(guī)劃階段），機構(gòu)的繪制（方案設計階段），繪制結(jié)果點評（決策評估階段）的流程進行教學安排，如圖4所示。

2.3 教學內(nèi)容四層遞進

①由簡至難，由分至總遞進，學生在掌握了機構(gòu)各組成部分及對應的標準簡圖的基礎上（簡、分），學習機構(gòu)運動簡圖的整體繪制（難、總）;

②按照機械設計程序推進，學生在能夠分析機構(gòu)運動的基礎上，學習機構(gòu)簡圖的繪制，進而在后續(xù)課程模塊中進行機構(gòu)各部分的詳細設計;

③依據(jù)學生對新事物的認知規(guī)律，將本項目的4個主要內(nèi)容按照“概念認知→方法學習→學生實踐→分析評價”的路線進行安排;

④從課前準備到課中學習到課外鞏固與拓展，課前指定復習內(nèi)容—牛頭刨床的運動、機械設計的流程;課中學習機構(gòu)的組成分析、表達方式、繪制流程及繪制實操;課后應用所學知識繪制平面四桿機構(gòu)簡圖并制作簡易實體模型。

2.4 突出重難點設置三條主線

①本項目的兩次課按照“理論-實踐”的流程進行，學生對機構(gòu)標準簡化畫法內(nèi)容既學又練、先學后練，有助于學生掌握重點;

②以學生為主體，按照“拋出問題-教師引導-學生探索-解決問題”的主線，引導學生自主區(qū)分并總結(jié)高副與低副的區(qū)別;

③每項任務的實施以“預-教-學-練-評-固”而開展，對重難點內(nèi)容閉環(huán)要求學生鞏固所學知識。

2.5 綜合評價安排三個階段

①課前有預習，占比20%，根據(jù)學生課前任務點的完成情況及參與討論積極性進行評分，用以了解分析學生對預習內(nèi)容的掌握情況;

②課中評表現(xiàn)，占比60%，依據(jù)課堂練習、搶答、趣味競賽等活動的表現(xiàn)綜合小組互評、教師評價，統(tǒng)計每位學生的課堂表現(xiàn)得分;

③課后要實踐，占比20%，依據(jù)學生課后練習題，課后拓展完成情況進行評分，用以評估學生對課堂內(nèi)容的掌握情況。

2.6 信息技術(shù)應用

①課程網(wǎng)絡學習平臺：學生利用“學習通”軟件“機械設計基礎”網(wǎng)絡學習平臺進行調(diào)查問卷，課程簽到，在線測試，課前預習，課后作業(yè)，話題討論以及師生評價。

②網(wǎng)絡教學資源：教師利用數(shù)字資源（視頻、動畫、電子課間）和虛擬教學軟件（機構(gòu)運動簡圖的繪制）;師生通過“QQ”、“微信”等社交平臺進行課后及時互動，教師對學生進行個性化輔導。

3? 實施成效

①線下授課+網(wǎng)絡課程教學探索，初獲成效。課前問卷調(diào)查，了解學生學習資源情況，合理進行小組劃分，保證每個小組均能完成實踐任務;課中結(jié)合教師講授、師生互動進行集中學習活動與分組活動，小組負責人進行分會場的建立并主持，師生分工配合提高課堂效率;仿真軟件幫助學生即時驗證實驗思路，助力網(wǎng)絡實踐課程順利開展。

②多活動激發(fā)學生學習興趣，網(wǎng)絡課堂活動學生滿意度高。在重難點處設計師生競賽、連連看等活動，課后的在線調(diào)查問卷結(jié)果顯示，學生對課堂活動滿意度高。與此同時，趣味活動提高了課堂的互動性與活躍度，同時也激發(fā)了學生的學習興趣與學習主動性。

③手工勞動結(jié)合課程知識，提升學生自信與成就感。學生利用課堂中所學機構(gòu)簡圖的知識，在課后拓展中完成指定平面四桿機構(gòu)的簡圖繪制及機構(gòu)的手工制作，所學得以應用，學生獲得成就感，更加自信。

④課崗融通提升學生創(chuàng)新與設計思維。將崗位所需要的機械設計思維貫穿教學內(nèi)容與教學設計，并對學生產(chǎn)生潛移默化的影響。在課后拓展任務中，有一名學生進行創(chuàng)意構(gòu)思-草圖繪制-尺寸設計與評估后，利用廢棄易拉罐和廢棄彩色塑料紙，獨立完成創(chuàng)意作品（騎士的榮耀）的設計與制作，并借此作品感謝所有堅守在抗疫一線的工作人員，感謝他們像騎士一般守護我們的安全。作品完成后，學生正積極參與相關(guān)創(chuàng)意競賽，在比賽中檢驗自己的學習成果，同時深一步的學習相關(guān)知識。

4? 結(jié)束語

通過信息化手段助力，線上線下教學結(jié)合，全體學生在課堂進行知識學習、師生互動、小組發(fā)言與展示等活動，各小組在組長所建立的分會場進行小組任務實施與討論，既能激發(fā)學生學習興趣，也能鍛煉學生的組織能力和團結(jié)合作的能力。課后拓展加強勞動教育、環(huán)保意識，鼓勵原創(chuàng)設計，應用課堂所學知識，按照設計師思維手工制作指定機構(gòu)模型或其它原創(chuàng)設計模型，真正做到學有所用，理論與實踐相結(jié)合。

不足之處在于，小組活動時少數(shù)成員在本組作品展示時表現(xiàn)活躍，而在其他小組成員較為沉默，可細分組內(nèi)任務，按照學生的特點優(yōu)化活動責任分配，讓組內(nèi)每個學生都能參與團隊協(xié)作，體現(xiàn)個人價值。通過增加學生點評、問答等方式進一步提高各個小組的參與度。

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