高職“機械基礎”課程設計教學實踐

鐘震坤

（湖南高速鐵路職業技術學院，湖南 衡陽，421002）

“機械基礎”是高職院校機械類、機電類相關專業的一門必修課程，而課程設計則是一個重要的實踐教學環節。通過課程設計，使學生獲得一次完整、系統、高效的機械設計教學實踐，培養學生綜合運用已學過的有關機械理論和實踐知識，熟悉常規設計流程，具備進行一般機械設備設計的能力，為今后的專業學習和畢業設計打下基礎，為將來從事專業技術工作提供保障。

一、“機械基礎”課程設計現狀

“機械基礎”課程設計一般選擇通用的機械傳動裝置，如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等，其中尤以齒輪減速器傳動裝置設計居多，設計時間一般為兩周，最終提交的設計成果大多為手繪的圖紙和手寫的設計說明書。由于設計時間比較緊，學生沒有掌握足夠的專業知識和技能，獨立運用相關知識、查找相關手冊、進行設計計算比較困難，難以保證課程設計效果。

（一）教學設計不理想

首先，學生專業知識儲備不夠，學習興趣不高。學生對具體機械零部件認知不多，實踐不夠，缺乏機械設計基礎知識，再加上認為設計方案單一、設計內容陳舊、設計過程枯燥，不愿花時間和精力去認真鉆研，學習興趣不高，大部分學生主要以完成設計任務為目的。[1]其次，“機械基礎”課程設計一般安排在理論教學后期實施，很多同學對前期學習的知識、計算和查表等基本方法已經忘記得差不多了，知識運用比較生疏，影響課程設計的順利進行，再加上大多臨近期末考試，不少學生把更多精力用于考前復習，課程設計效果難以保證。

（二）自主設計和創新能力不高

課程設計中，大部分學生滿足于模仿網絡上或同學的設計方案和資料，獨立完成設計任務的較少，個別學生甚至完全照抄別人的成果，連參數都不按設計要求查表和計算，課程設計完成后基本不懂設計原理和設計過程，不能實現培養學生自主設計能力和溝通合作能力的教學目標。

（三）評價方式單一

常規設計的評價方式主要是教師根據學生平時的考勤、編寫的設計說明書和上交的圖紙的質量打分，一般多為平時考勤表現占10%，圖紙質量占40%，設計說明書占50%，評價方式較為單一。由于學生的機械設計課題內容基本相似，課程設計和指導場所基本統一，經常出現設計內容、計算數據雷同，設計圖紙簡單復制等問題，沒有體現出設計過程質量，不能真實地反映學生的實際設計水平。[2]

（四）課程思政育人挖掘不深

在課程設計過程中，教師側重專業知識、設計計算、工程繪圖的講解和指導，沒有巧妙融入思想政治元素培育學生正確的三觀，實現教育價值的理性回歸，缺少對問題的深入挖掘以及對團隊協作意識的培養，沒有將育人功能“潤物細無聲”地融入“機械基礎”設計教學的全過程。[3-4]

二、改革思路和具體措施

（一）改革教學理念，重構教學設計

注重教學與設計融通。在開展理論教學期間，以講解案例的形式，幫助學生掌握“機械基礎”課程設計的相關計算內容，如帶傳動設計計算、圓柱齒輪設計計算、軸的結構設計和強度校核等。通過布置相關作業，告知查找相關標準或參考資料，提前介入設計內容，提高學生的責任意識和壓力感，引起學生的學習興趣。同時通過作業批改，及時發現學生設計計算中存在的問題和不足，在課堂和課后加強輔導交流，督促學生改正錯誤，掌握設計計算方法。“機械基礎”課程設計是為提高學生自主學習和自我發展能力、團結協作和創新能力以及獨立分析與解決問題的綜合素質而進行的全面訓練，通過訓練熟悉影響機械設計、制造及其自動化領域/系統中復雜工程問題的關鍵環節和參數、掌握技術參數的設計計算與優化、牢記機械工程領域的設計規范和技術標準。主要通過強化金屬加工生產實習實訓和組織減速器拆裝測繪實訓實現五個模塊設計：一是在掌握常見通用零件的失效形式及設計方法的基礎上，進行機械零件的強度設計和結構設計；二是掌握機械零件的設計準則，在此基礎上綜合應用機械工程專業知識進行機器整體方案設計，并對機械工程問題的解決方案進行合理性分析；三是掌握通用機械產品設計的理論與方法，能夠對具有特定需求的產品（如機床、汽車整車及零部件生產和裝配工藝）或系統的工程技術問題（如機電一體化技術和自動化控制）進行提煉和描述，確定設計目標和方案；四是熟悉機械工程領域的設計規范和技術標準并能夠熟練使用；五是加強人文修養，了解機械設計學科方面的工程常識、重要新技術成就及學科的發展趨向。[5]

（二）改革教學方法，自主設計與團隊協作并重

改革教學設計方法，首先，分組調研。按設計要求自主協商組成設計協作小組，每組4～5 人，自選協作組長，組長牽頭組織小組成員對設計任務進行調研，明確課程設計目標、任務要求、工作條件、設計依據、計算方法、制圖標準規范和時間進度節點，讓學生們知道自己要干什么、怎么干。第二，查閱資料，自主設計。根據設計協作小組的任務分工，各小組成員認真查閱資料，進行設計計算，完成個人設計任務，并請小組長或指導教師進行檢查復核及評價。第三，團隊協作，完成設計說明書。小組長牽頭組織完成對小組成員設計任務的復核檢查及小組評價后，把所有設計分任務合并形成設計任務書，并組織小組成員進行復核，培養學生的團隊溝通協作能力。第四，繪制裝配圖和零件圖。以設計說明書中列出的相關零部件的主要設計參數為依據繪制裝配圖和零件圖，設計協作小組組長或其他成員進行審核，完成全部設計任務。

（三）改革評價方式，加強過程考核

“機械基礎”課程設計注重的是通過對典型機械的設計來培養學生對機械知識的綜合應用能力。我院為了培養學生的個人實踐能力和小組合作能力，在不改變設計方案主要內容的基礎上，通過增加應用背景、改變工作參數等方式，對學生進行分組，各小組根據設計內容，組內分工合作，通過組員相互研討、相互溝通、相互合作，共同確定項目解決方案，分步完成課程設計任務，進而實現學生個人實踐能力、小組合作能力及組長領導協調能力的培養。[6]增加課程設計小組關鍵節點考核、自評考核、組長考核等環節，指導教師在設計現場或借助學習通，對學生設計過程關鍵節點進行提問考核，提升學生的溝通、表達能力，及時掌握學生對重要零件結構設計、強度核算和工程繪圖進展情況。課程設計成績改由四部分組成，即平時考勤表現占10%，圖紙質量占30%，設計說明書占30%，學生自評、過程考核（含設計計算）及協作組長考核占30%。通過改革考核方式，充分調動了學生自主參與課程設計的積極性，培養了學生的綜合實踐能力，提升了課程設計的效果。教學質量反饋調查結果顯示，大多數學生認為“機械基礎”課程設計充分調動了大家主動學習的熱情，培養了團隊意識、實踐意識和創新意識，提高了大家的獨立工作能力、溝通合作能力和實踐動手能力，鞏固擴展了專業知識，提升了自身綜合素質，是一次很有收獲而又終生難忘的教學實踐體驗。

（四）提升教師素養，開發課程思政育人元素

在高職院校“機械基礎”課程設計過程中，專業教師是重要的引導者。他們的思政認知和素養，往往決定了課程思政育人的實效。為此，高職院校要著力提升專業教師的整體思想政治素養，進一步促進專業教師的職業發展。首先，提升廣大專業教師的思政素養。高職院校應依托完善化、精細化的教師培養體系，發揮專業教研室的作用和功能，依托教研活動、集體備課、教學督導、教師職業能力競賽等方式，引導專業教師將專業教育與思政教育結合起來，積極變革和創新課程思政教育模式，著力提升業務能力和思政素養。[7]其次，開發專業教學中的課程思政元素。指導教師要認真學習研究機械制造的專業知識、結構體系和發展歷史，對照高職學生的性格特點和培養目標，深入開發教學設計過程中的課程思政元素。講齒輪傳動特點時：針對“精度高，工作平穩，可靠性高”，可引導學生踏實工作，愛國敬業，做到知行合一、言行一致；針對“傳遞動力大，傳動效率高”，可引導學生刻苦學習，增強本領，提高效率，珍惜光陰；針對“制造、安裝精度要求高，制造成本較高”，可引導學生一分為二看問題，尺有所短，寸有所長，要學會全面看事物，要正確認識自己。[8]講齒輪傳動時，針對“假如一個齒輪發生故障，則整個機器將無法正常工作”，引導學生正確處理好個人與集體的關系。個人是集體的組成元素，個人的努力和合作能促進集體的良性發展，個人素質和配合不好也會影響整個集體的高效運轉。集體是個人生存的園地，是個人成長的保障，個人的生活、學習和工作都離不開集體。集體發展壯大，會給個人提供良好的發展平臺，會帶動和促進個人積極上進、提升團隊合作意識、珍視并自覺維護集體的榮譽和利益。[9]最后，在課程設計中融入愛國主義教育和工匠精神教育。介紹齒輪傳動設計時，融入創新創業教育和愛國主義教育：中國高鐵成為中國制造的一張“黃金名片”，關鍵在于中國攻克了“高鐵列車用高可靠齒輪傳動系統”、“新一代交流傳動快速客運電力機車研究與應用”等一批技術難關，掌握了核心技術，項目榮獲國家科技進步獎，引導學生對國家改革開放、自主創新政策的理解，對堅持走中國特色社會主義道路的認同。[10]指導螺紋連接件設計時，融入職業道德、創新意識和工匠精神教育：普通職員若林克彥用20 年時間專注做一件事，研究發明了永不松脫的螺母，成就哈德洛克工業，使學生認識到任何一項成績的取得都不是輕而易舉、一蹴而就的，而是長期堅持不懈努力的結果，從而培育學生的工匠精神、敬業品質和職業道德。

三、結語

“機械基礎”課程設計是機械類、機電類專業必要的實踐教學過程，注重培養學生的調查研究交流溝通能力和分析解決實際問題能力。經過我院機車、車輛等專業課程設計中多年的教學實踐，在教學設計上突出理論聯系實際、注重教學與設計相融，在教學方法上注重自主設計與團隊協同能力的培養，在考核方式上加強學生評價、過程評價，并著力提升教師素養，深挖課程思政育人元素，全方位提高“機械基礎”課程設計的質量，強化了學生的綜合能力。隨著《國家職業教育改革實施方案》的發布，高職學校將緊密服務中國工業4.0 和“一帶一路”建設，促進教學質量不斷提高，為確保高職人才培養目標的實現不斷努力探索與實踐。