关于高职机械设计教学改革的思考

姚永平

摘 要 本文在分析高职机械设计课程传统教学存在不足的基础上，论述了在机械设计课程教学中改进教学方法、调整教学体系的必要性和可行性，结合具体实例提出了教学改革的重点在调整教学内容、改进教学方法和手段的、突出专科特色、处理好传统设计与现代设计的关系以及理论与实践相衔接等建议。

关键词 高职教育 机电工程专业 机械设计 教学改革

中图分类号：G420文献标识码：A

Thinking on the Teaching Reform of Vocational Mechanical Design

YAO Yongping

(Enshi Polytechnic, Enshi, Hubei 445000)

Abstract This paper analyzes the traditional teaching of vocational courses mechanical design deficiencies, based on the mechanical design are discussed in the improvement of teaching methods in teaching, to adapt their teaching system, the necessity and feasibility, with concrete examples of teaching reforms proposed recommendations in the adjustment of the focus of teaching content, improve teaching methods and means, highlighting the special feature, handle the traditional relationship between design and modern design, the interface between theory and practice.

Key words vocational education; electrical engineering; mechanical design; teaching reform

机械设计课程是高职机电专业的一门重要的技术基础课，具有基础性、多样性、灵活性和实践性等特点，既包括各种机械的传动原理、正确使用和维护设备及故障分析等方面基本知识，又包含了设计与创新的基本技能。①传统式教学方法存在诸多弊端，如何改进教学内容与方法是当前高职机械设计教学中一项现实而紧迫重要课题。

1 现存问题与矛盾

（1）教学内容过于庞杂。“机械设计基础”课程涵盖内容包括机械原理和机械设计，内容涉及材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等，不仅涉及面广，而且某些教学内容过于零碎，与其它课程交叉重复较多，如螺纹联接、键联接的教学内容就明显不符合少而精的原则，再如减速器的类型、样式和设计参数要求，与机械制图课程中的减速器设计知识重复率高，这不仅失去了学科特点，也浪费了大量的教学时间。

（2）不适应时代发展。当前，绝大多数高职机械设计教材不仅内容庞杂，而且理念陈旧，脱离工程实践，跟不上迅速发展的科学步伐，广度有余而深度不足，不能完全反映多元的，复杂的，独特的科学体系。现代机械设计不仅具有工程性和技术性，还具有社会性、系统性和经济性，随着时代的发展，现实生产实际中许多新的设计方法和设计理论正不断涌现，如创新设计，概念设计，系统设计、优化设计、反求工程设计等等，教学中往往只注重设备结构，强度、运动学分析等技术内容，而忽略渗入能源、环境，安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，出现了理论与实践的严重脱节。

（3）教学方式不能适应教学需要。传统教学方式习惯于从书本到原理，老师一讲到底，学生死记硬背，必要时也仅仅不在教室用黑板和挂图作一些补充讲解，基本上是单一的“灌输式”，很少进行现场教学、案例式教学、讨论启发式教学，没有给学生留出独立分析问题、思考问题的时间，这样既不利于学生加深对课堂知识的理解和掌握，也无助于提高学生得用所学知识解决工程实际问题的能力。

2 改革建议与实践

2.1 调整教学内容

高职教育的各科的教学内容都必须紧密联系实际，强调实践性、整体性和创新性，机械设计课程也不例外，“机械设计基础”课程内容多，而大多数学生从高中校门直接进入高职院校门，机械方面的知识基本上是空白，所以教学应避繁就简、突出重点、深入浅出。按照“适度、够用”的基本原则，以工程实用为目标，以培养职业能力和职业素养为主线，根据专业培养目标要求，在必要在教学计划、课程设置等方面进行调整与改进。②一是精简，压缩传统内容，叙述性内容，减少了一些课程上的理论重复，将一些专业理论知识有机地融入到实验、实习、课程设计、社会调查、毕业设计（论文）和课外科技活动等教学环节中进行，为课堂教学减轻一些负担；二是整合，将理论力学、材料力学与机械零件的知识点揉合为一个整体。如机械制图、公差、机械设计中的齿轮公差；理论力学、材料力学与机械设计中的运动与力的分析、机械摩擦与效率等内容；材料力学与机械设计中强度与刚度的计算等内容可进行知识整合串联讲授；三是增设，在去掉基于系统性与完整性考虑而设置的部分理论知识后，可增加以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，例如开式传动链、机械手、打印机等，使学生对现代机械有较全面认识，更主要适当生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。

2.2 注重能力的培养

机械设计课程虽然以传授基础知识为主，但它同时也是一门实践性很强的课程，绝不能轻视对学生的设计技能和创新技能的培养，教学原则当以技术应用能力为主线，注重培养学生的可持续发展能力上加强辅导，鼓励自学，尤其经从培养多类型、多规格的人才培养思想出发，培养学生的创新意识、工程意识、工程实践能力、社会实践能力，因此，在教学实践中，一是要由“灌输式”教学愀启发式教学，教师在传授知识时着重讲明基本概念、观点的基础上把寻求结论的任务留给学生；二是要联系实际进行教学，坚持产、学、研相结合的方向，体现基础性、系统性、实践性和现代性的高职教学特点。如结合教学内容提出生产生活以及工程中的实际问题，与学生一起讨论，并从典型例子加以推广和衍生，以某些具体设计方案引导学生积极主动思考，经常开展基本技能、专业技能、综合能力这三个层次的训练。循序渐进，由简单到复杂，由单项操作训练到综合系统设计。

2.3 创新教学方法与手段

高职院校生源对象面广，参差不齐，大多数学生接触实际机械知识不多。因此，在教学中，一方面应加强直观教学，让学生接触各种机械、机构、零件、部件、图纸；另一方面，通过电子教案、多媒体、CAI课件、录像等，借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术，仿真软件系统，实施现代化的“立体”教学。教学中应减少理论推导，以例证讲清思路，强调形象生动，让学生易接受和理解，同时也激发学生的学习兴趣和学习热情。

2.4 突出专业特色

学以致用是高职教育的灵魂，机械设计课程既不能面面俱到，更不能强求一律，要围绕培养目标，突出专科特色，讲授贯彻少而精原则，重视知识的简约化、结构化，让学生结合所学专业去理解和掌握课程的基本结构、基本知识、基本方法。③如对于数控专业的学生重点可放在普通机床的传动系统上，如电动机的动力参数、主轴箱的运动、传动设计等等；再如汽车专业的学生可不必进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计的教学，而直接讲解汽车用变速器的设计，这样，既强调了知识的运用，又能更好发挥学生的主观能动性，起到事半功倍的效果。

2.5 积极开展第二课堂活动，提高学生的自学能力

对于机械设计课程而言，有限课时所传授的知识也是非常有限的。因此，教学实践中，一方面，可将比较易于理解一般性内容，如螺纹的主要参数及常用螺纹、销联接、过盈配合、滑动轴承 的结构、材料、润滑方法及联轴器、弹簧等放在课后由学生自学；另一方面，可有计划地开设机构创新设计、产品造型设计、电子设计、包装装璜设计等方面的选修课，积极组织CAI设计大赛、计算机绘图大赛、机械创新设计大赛之类的科技竞赛，引导学生开展各种有益学生身心健康、扩展知识面、开拓视野、培养能力、陶冶情操的活动。

2.6正确处理传统设计与现代设计关系

传统机械设计在一定程度上具有经验性随意性，设计方法大都局限在元件和结构的验证性分析计算上，并以经验数据为主要依据；现代机械设计强调科学化和模式化，强调系统全局的功能综合目标，坚持理论分析计算和试验分析的相互结合，以实现最佳功能目标。传统的机械设计以强度、刚度，稳定性、润滑性能等为设计准则，在本质上往往是静态的、条件性的和近似的；现代机械设计往往以实际工况为出发点，根据具体实际引入可靠性、动力学，摩擦学的一些新概念。④这两者虽然存在较大区别，但并不是完全对立的，因此教学中既要注重经验的总结，又要借助现代设计手段，引入新的设计方法，尤其要注重设计中社会和经济因素的启发教育，使学生在掌握传统设计基础上又了解现代设计方法，理解传统设计与现代设计的区别与联系，传统设计是基础，现代设计是方向，提高实际设计能力是追求。

综上所述，机械设计既是基础课程，又是最能体现高职教育特殊性的应用性学科，需要不断更新教学内容，改革教学方法与手段。笔者根据长期的教学经验提出了一些教学改革的基本思路，也做过相关实践探索，效果还有待于在教学实践中进一步检验，但培养学生综合运用知识，提高分析和解决工程实际问题的能力这是所有教学改革的目标，这个探索方向必须坚持。

注释

① 朱双霞,史新逸,李梁.机械设计基础课程设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2009:28.

② 王永红.高职《机械设计基础》课程教学改革探索[J].当代教育论坛(管理版),2011.26(5):86-87.

③ 肖敏.基于工程背景知识的机械设计课程教学探讨[J].教育教学论坛,2011(7):182-184.

④ 陈波,张建中.“机械设计课程群”的教学改革与实践研究[J].山东科技大学学报(社会科学版),2011.13(6):18-21.