《机械设计基础》教学方法改革与探索

李润娟

（河南广播电视大学，河南 郑州 450046）

《机械设计基础》作为高职高专一门应用型专业技术基础课，主要研究机械中常用机构和通用零件的基本原理和设计方法，是培养学生设计能力和创新能力的核心课程[1]。目前《机械设计基础》课程的授课依然是以老师课堂面授为主，虽然讲课过程中，老师通过制作包含丰富动画的课件进行辅助教学，组织学生参观《机械设计基础》陈列柜，在课堂初期，这些可以在一定程度上提高学生的学习兴趣，但随着学习内容的深入，学习难度的加大，学生会觉得所学内容枯燥、繁琐，因而失去学习兴趣。另外，当前高职高专学生入学分数较低，文化基础薄弱，自控能力不强，缺乏良好的学习习惯，在学习过程中一旦遇到困难，就会产生挫败感，再加上学生对机械产品缺乏了解，没有企业工作经历，当进入专业课学习阶段，很多学生就会出现畏惧情绪，从而对学习失去兴趣，丧失学习信心。为了提高学生对《机械设计基础》课程兴趣的持续性，保证教学效果，本文依据当前高职高专学生的实际情况，结合该课程的特点，从以下几个方面着手。

1 采用任务驱动式教学，培养学生核心职业能力

为了让学生明确学习过程中的学习目标，在《机械设计基础》课程的教学过程中，我们采用了任务驱动式教学。“任务驱动教学”是一种新型的教学方法，它是将学习内容设计成一个个的任务，让学生通过完成任务的方式来完成知识与技能的学习[2]。下面以“平面机构自由度的计算”这一学习任务为例说明具体的实施办法。

“平面机构自由度的计算”学习任务是让学生具备简单机构分析与自由度计算的能力。在任务实施的过程中，我们分三步进行，第一步是理论知识学习，第二步是课堂练习，第三步是课后作业。

“理论知识学习”部分，学生通过自学或者老师讲授的方法对本任务的学习内容有所了解。本任务让学生了解的内容有：自由度的定义，平面运动的自由构件具有自由度的个数，低副、高副对自由度的限制，自由度的计算方法，复合铰链、局部自由度、虚约束的含义及进行自由度计算时需要注意的事项，平面机构具有确定运动的条件。

“课堂练习”主要是让学生将理论知识运用到实际案例中，课堂练习题目的选择方面要注意题目难度要由易到难、由浅入深：先让学生计算简单机构的自由度，让学生回顾低副、高副的定义，掌握自由度的计算公式。然后计算稍复杂机构的自由度，最后让学生进行包含复合铰链、局部自由度、虚约束等特殊机构自由度的计算，让学生掌握这些特殊情况进行自由度计算的处理办法。这部分内容的学习可以提高学生的分析解决问题的能力，具体实施时，老师要注意加强和学生的互动，对学生进行监督和辅导，保证每一个学生完成此学习任务，达到本任务的能力目标。

“课后作业”是要求学生对几个机构进行分析，进行机构自由度的计算，并判断机构是否有确定的运动，以考察学生对机构分析、自由度计算、运动确定性的判断等知识的综合运用情况。

图1是“平面机构自由度计算”学习任务单，从图中可以看出本学习任务的实施方案。

图1 “平面机构自由度计算”的学习任务单

任务驱动式教学方法使学生对本课程各部分内容有了更明确的学习目标，提高了学生的学习主动性和积极性，使不同层次的学生都能有所提高，取得了较好的教学效果。

2 理论联系实际，提高学生学习兴趣

《机械设计基础》这门课程具有实践性强和与实际联系密切等特点，因此，在讲课过程中，要善于将常见的生活实例与课程内容联系起来，提高学生的学习兴趣。比如讲解机器的组成时，自行车便可以作为一个常用的机器来进行分析研究，车轮作为一个实现运动的整体，是一个运动的单元，因此它就是一个构件；而车轮又是由多个结构组装而成的，这些结构就是制造的单元，叫做零件。因此呢，构件是运动的单元，而零件是制造的单元。另外在讲解平面连杆机构时，可以引入比如缝纫机、抽水机、运动器材——太空漫步机、公交车车门启闭机够等大量生活实例，使学生对不同的运动机构有了清晰、明了认识的同时，也明白《机械设计基础》课程内容与我们的生活息息相关，提高学生的学习兴趣。

教学过程中采用简单的生活实例进行讲解，使学生觉得有趣、想学，同时使学生感觉到专业知识的有用性，而教材上大多是工业生产实例，这样本课程的学习即联系生产实际，又联系生活实际，形成一个相辅相成的关系[3]，从而增强学生学习的动力。

3 通过汇报式总结，提高学生汇总知识及语言表达的能力

每个章节内容学习完毕后，为了让学生对本章节内容有个系统的认识，强化一下重难点，常规方法是老师进行课堂总结，而学生则处于被动学习的状态。为了提高学生学习的主动性，必须让学生参与其中，为此我们采用让学生汇报总结的方法进行，每一章内容学习前先将本章汇报的任务布置下去，让学生分小组进行，汇报总结的题目可以从所学内容的任何角度进行，学生可以自选题目，也可以从老师提供的题目中进行选择，章节内容学习后，学生通过查阅资料将汇报内容制作成10到15分钟的PPT，然后以PPT形式进行汇报总结。另外，为了鼓励大家积极参与，每个组员至少有一次的汇报任务。每个同学汇报总结完毕后，老师要给予实时的肯定和表扬，让学生产生成就感，提高学生的学习兴趣。同时，要鼓励学生之间进行相互评价，提出优缺点，互相督促，共同进步。另外，针对学生汇报过程中存在的问题，老师也要提出改良的方法，让学生在不断的汇报总结中取得进步。下面以第六章平面连杆机构传动[4]为例对汇报内容做一介绍。

平面连杆机构传动这个章节的内容主要包括铰链四杆机构的基本类型、铰链四杆结构的应用，铰链四杆机构的演化、平面四杆结构的传动特性等。学生在进行汇报总结时，可以从以下几个方面进行：

（1）从不同类型铰链四杆机构在实际生活中的应用这个角度来进行总结，比如实际工程机构牛头刨床进给机构、插床机构术语什么类型的铰链四杆机构，生活中常用的搅面机、缝纫机踏板机构、自行车走步机、惯性筛、天平、车门启闭机构等又属于什么类型的四杆机构。

（2）可以通过故事对本章内容进行总结，比如讲到双摇杆机构的应用——飞机起落架时，可以介绍起落架出现故障将造成极大的人员和财产损失，如何避免这种故障的产生等。在总结过程中，让我们了解到机械专业知识在很多领域都有所应用，学好这门课程可以从事很多专业领域的工作，为祖国做贡献。

（3）可以通过日常生活中的实例总结铰链四杆机构的演化过程。比如缝纫机针的运动机构、刨床、插床的主运动机构、压水机等机构都是在铰链四杆机构的基础上，为了满足不同需求、提高性能而演变而来的，通过总结，增强学生的创新能力。

（4）可以通过汇报急回特性的应用、死点位置的应用总结平面四杆机构的传动特性等内容。

这种汇报式总结的方式，除了可以加强学生对本课程内容的学习之外，还可以提高学生分析总结、查阅文献、语言表达等能力，同时不同的学生从不同的角度进行总结，可以丰富学生的知识，拓宽学生的视野，提高学生的创新能力。

4 鼓励学生通过网络课程进行学习，提高学习积极性和主动性

信息化时代的到来，让很多学生对电脑、网络有着浓厚的兴趣，我们可以充分利用学生的这一特点，提高学生的学习积极性和主动性。网络课程是通过网络表现某种学科的教学内容及实施的教学活动的综合[5]。随着计算机技术和网络技术的普及，网络课程已经成为面授课程一种有益的补充。目前高职高专院校已经涌现出一批精品的网络课程，为广大善于通过网络进行自主学习的学生提供了丰富的学习资源。在讲课过程中，老师可以给学生提供优秀的网络课程网站，比如华南理工大学、天津中德职业技术学院等开发的《机械设计基础》国家级精品课程等，这样可以帮助学生找到所需要的学习资源，进行自主性、持续性的学习，同时，很多课程网站提供了网上课程考核平台，学生可以通过课程网站的在线测试系统进行自我测评，检验自己对知识的掌握情况。

综上所述，依据当前高职高专学生的特点，在教学过程中，通过采用任务驱动式教学，提高学生的职业能力，通过理论联系实际、汇报式总结、网络课程辅助学习等几个方面的实施，可以提高学生的学习积极性和主动性，保证学生学习兴趣的持续性，提高学生的自学能力、总结能力、创新能力、语言表达能力等职业能力，取得了较好的教学效果，保证了教学质量。

[1]万志坚，童玉清，陈知泰.高职《机械设计基础》任务驱动式课堂教学改革实验.职业技术教育[J].2013（2）.

[2]施大发.高职电机与电器专业的课程设计.职业技术教育[J].2011（5）.

[3]张建中.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4]姚九成.《机械设计基础》课程教学的创新与学生创新素质的培养.承德石油高等专科学校学报[J].2012.

[5]柳吉华.《建筑材料》网络课程的教学设计.吉林广播电视大学学报[J].2012（1）：37-39.