淺論基於能力培養的高職機械設計基礎課程教學改革探索論文
淺論基於能力培養的高職機械設計基礎課程教學改革探索論文
課程是隨著社會發展而演變的，《機械設計基礎》作為高職機械類專業主幹課程也是如此。傳統的《機械設計基礎》教學內容，是將大學本科的機械原理、機械零件、液壓傳動等課程經刪減合併而成，教學體系強調課程形態的系統性、完整性和深刻性，基本上是為從事設計工作而準備的理論知識。而高等職業教育培養面向生產一線的應用型、技能型人才，更多地強調學生的實踐操作能力。此外，隨著新技術的不斷髮展，如計算機輔助設計、計算機輔助製造的廣泛應用，其內容也必然要在課程體系中有所體現。顯然，傳統的《機械設計基礎》課程教學模式與高等職業教育人才培養的目標相悖。為適應時代發展和科技的進步，為高職院校更好地培養和造就適應我國21世紀經濟建設需求的技術應用型人才，對高職《機械設計基礎》課程教學進行改革尤為必要。本文結合教學實踐，主要從課程體系和教學內容、教學方式和手段、實踐環節和課程設計三個方面，對高職《機械設計基礎》課程的教學改革做了有益的探索。
1課程改革的總體思路
針對目前高等職業教育的發展趨勢，筆者認為：在教學理念上，可以打破“以學科為中心、以理論知識為本位”的傳統學科體系，擺脫學科系統性、完整性的束縛，緊緊圍繞高等職業教育人才的培養目標，以就業為導向，以學生為主體，以能力培養為中心，牢固樹立“知識——能力——素質”三位一體、辯證統一的教育質量觀，最佳化課程體系，改革教學方式、方法，促進教學手段，將現代化設計理念和方法融入傳統課程，加強實踐教學，注重個性發展，突出崗位實踐能力和創新精神的培養。
2課程體系和教學內容的改革
2.1構建新型課程體系
根據柳州職業技術學院對機電類專業人才培養目標的定位，確定《機械設計基礎》課程目標為：具有對一般的工程實際問題進行受力分析的初步能力，掌握機械設計中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點以及設計方法，具有設計機械傳動裝置和簡單機械的能力。新的課程體系以此為依據，按照機械設計的基本程式為主線，結合高職教育特點，形成了工程力學——金屬材料學——機械設計理論基礎——常用機構——聯接——機械傳動——通用零部件——機械系統設計綜述——計算機輔助設計這一新的課程體系。該體系將傳統的理論力學、材料力學、機械原理和機械零件等幾門單列課程有機結合在一起，突出實用性和針對性。
2.2整合教學內容
按照教學效果總體最優的原則進行合理取捨，按照“重基礎知識，突出應用能力培養;重工程意識，突出分析能力培養”的原則，確定課程教學內容。在具體做法上，刪除枯燥的理論證明、公式推導，注重如何運用這些公式、定理、方法來解決實際設計問題，同時兼顧傳統課程在內容上的連貫性。如齒輪機構和齒輪設計部分，刪除了繁瑣的公式推導，而直接引用結論，完善設計所必須的基本知識和基本理論，增加基本設計方法和實踐性內容;如對機械設計部分，把齒輪傳動的設計計算應用、軸的設計、滾動軸承的選擇及設計、螺紋聯接的強度計算及螺栓聯接的受力分析、機械零件的疲勞強度設計等內容列為重點。對生產一線技術人員較多碰到的機械工程問題，以例項形式補充到教學內容中，以突出課程教學的工程實用性，學生學以致用，興趣大增。
2.3增加創新設計內容，灌輸現代設計理念
隨著時代的進步和科技的發展，生產方式已發生重大變化，機械設計學科湧現了許多新的前沿知識，一些新的設計理念與設計方法也不斷湧現。如計算機輔助設計(大批次定製技術中的產品模組設計、產品變形設計、產品配置設計;新的設計理念中的綠色設計、產品全生命週期設計等)，現代設計理念和設計方法與傳統設計理念和方法相比，發生了很大變化。本課程應緊跟現代科學技術發展，及時介紹一些新的設計理念和方法、技術、拓寬學生視野，培養學生創新思路。
3教學方法和教學手段的改革
《機械設計基礎》是一門理論性和實踐性都很強的課程，課程內容中涉及到大量的機械傳動過程、機械零件構造、機械工作原理等難於用粉筆和語言來描述清楚的內容，更由於課時減少，學生沒有實際工作經歷，缺乏與此有關的感性認識，因此教師應充分利用多種教學手段，尤其是現代化的教學手段，將課程生動、直觀、輕鬆地呈現給學生。
3.1合理利用多媒體技術與教學課件提高教學效果
多媒體課件能將抽象、複雜的知識直觀化、形象化，建立生動的表象。課件精選了一些機械產品的應用例項的影片、flash動畫檔案，藉助這些課件，學生可以在螢幕上看到各種各樣的零件，較易瞭解熟悉機構工作原理、組成與特徵。還可利用多媒體課件設計高度逼真的虛擬情境，例如帶傳動中彈性滑動現象、四杆機構的運動特徵及各種間隙運動機構原理、行星輪系與差動輪系的區別等，將一些黑板不易表達清楚、學生難於理解、實驗中又看不到的現象，透過多媒體課件直觀而形象的展示出來。
3.2採用實體模型、例項教學、現場教學
教學中，根據教學內容的需要，適時採用實體模型、教具、例項教學、現場參觀等教學手段，可以極大的增強學生感性認識。例如：在講四杆機構時，要求學生觀察縫紉機利用飛輪度過死點位置的生活例項，組織學生到現場參觀，讓學生觀察內燃機、牛頭刨床、汽油自動翻卸料裝置、公共汽車開關門裝置;又如，講授齒輪加工方法時，組織學生到齒輪加工車間觀察滾齒、插齒機的工作過程，瞭解課本內容在生產中的實際情況，這樣極大增強學生感性認識，拓展學生的思維能力和創造能力，調動學習積極性，激發求知慾。
3.3建設天空網路課堂
隨著網路技術的發展，校園網路的普及，硬體和軟體的不斷健全，利用網路進行輔助教學已日益彰顯其優越性和重要性。教師將教學要求、教學內容以及教學測驗等材料，編製成多種形式的文件存放在網路伺服器上，學生在課後時間可自行訪問網站，透過瀏覽網頁來達到學習、複習的目的。學生遇到疑難問題時，可以利用電子郵件、留言等方式向與教師交流，教師在網上給予解答，進行有針對性的個性化指導。
4改革課程設計，加強實踐能力培養
培養高職學生的實踐能力，是當前高職教育改革的一個重心，而機械設計課程設計是對學生的動手能力和創新能力的一次全面訓練。因此，改革機械設計課程設計的指導思想是加強學生實踐能力的培養。透過課程設計，培養學生理論聯絡實際的`設計思想，提高分析和解決工程實際問題的能力，對後續專業課程學習、畢業設計乃至今後工作具有重要影響。
4.1根據專業特點，結合實際創新選題
機械專業的課程設計，多年來基本上沿用傳統的齒輪減速器裝置設計。實際上，不同專業學生接觸的工程裝置不同，各行業對於機械裝置的使用也各有側重。因此，教師在選題時根據專業特點，結合各行業典型實際機構，選擇有生產背景的實踐課題，突出針對性和實踐性。另外，還可透過兩個途徑確定課題：一是引入一些較新的題目，如機械式無級變速器，齒輪連桿式步進機械等;二是與畢業設計聯絡起來，從畢業設計中挑選出合適的傳動裝置部分，稍加修改作為課程設計的實際題目。
4.2教師有的放矢，悉心指導
我們改革了課程設計題目後，首先拋開了設計指導書，只給學生必要提示和列出參考書目，鼓勵學生去查資料，翻手冊，分組提出設計方案。教師組織方案研討會，讓學生各抒己見，充分展示研究和解決問題的過程和結論，分析比較各方案的優劣，最後由老師做出點評和總結，給出指導性意見，確定方案。透過這樣的過程，學生改變了以往照搬指導書、機械模仿的習慣，知其然又知其所以然，思路清晰，目的明確，對所要設計的物件、方法、任務要求、時間安排等非常清楚。在後續的設計計算、草圖設計、裝配圖設計、零件工作圖設計、編寫設計說明書等幾個階段，教師應悉心指導學生從設計的工程實際出發，正確採用各種技術標準和規範，教會學生藉助於類比、初估等方法，邊繪圖、邊計算、邊修改、邊比較，交叉進行，樹立整體設計意識和創新意識。
4.3CAD技術的運用
熟練掌握CAD技術，已成為工科院校學生必須具備的基本技能。我們在課程設計中，將CAD技術設計理念引入到教學過程中，要求學生用CAD軟體繪製零件圖及裝配圖，提倡學生利用三維造型軟體如PRO/E、UG、CAXA等構建三維模型，建立虛擬樣機，實現運動和裝配模擬。從而對自己的設計有了直觀認識，並可驗證各部件各機構之間的位置和運動是否正確。運用CAD技術，節省了時間，增強了學生創新設計能力和計算機繪圖水平。
5結束語
《機械設計基礎》課程改革是一項系統工程。課程的改革與建設必須樹立“能力本位”思想，正確“定位”，體現和突出高職教育的特徵，符合培養具有創新精神和實踐能力的應用型人才的要求。基於此，我們的課程改革以高職教育為基本點，以提高學生的實際知識應用能力和實踐活動能力為出發點，以教學方法改革為主旨，以工程實際為主線，不斷摸索更適應社會發展和區域經濟發展需求的教學模式，開展一系列卓有成效的教學改革，不斷提高課程教學效率和質量，激發學生掌握更多更新的理論技術，增強學生創新意識和創造性思維能力。