创新式《机械设计基础》教学改革

【摘要】结合《机械设计基础》教学实例，提出了高等职业教育课程教学改革体系中的各项改革方法，如创新教学内容、教学方法，加强能力训练等教学的改革。并且就《机械设计基础》考核中存在的问题提出了多种考核方式相结合的新思路。

【关键词】创新  教学改革  目标教学

【Abstract】This paper put forward some reform methods about course teaching reform in higher vocational education by example of《Basis of Mechanical Designing》，such as innovating teaching content， teaching method， strengthen the ability training of the reform of the teaching. And puts forward new way of thinking about combining multiple assessment methods for resolve some problem in exam of 《Basis of Mechanical Designing》.

【Key words】innovation; teaching reform; goal teaching

【基金项目】该课题来源于湖南省教育厅教学改革研究项目“基于对接产业的机械制造专业理实一体化教学研究与实践”，课题编号：（ZJB2012012）。

【中图分类号】G718.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）08-0201-02

1.引言

《机械设计基础》课程是高职教育中一门重要的专业基础课，其实践性很强、涉及面广、具有一定的代表性。通过该课程的学习，学生应该掌握常用机构及通用零部件的基本设计理论、设计方法，具备机械设计实验技能和设计简单机械及传动装置的基本技能。学生既需要掌握较好的理论知识，又需要具有较好的实践动手能力，传统的教学及考试方法能否达到要求，是一个值得我们探讨及思索的问题。

2.课程教学改革体系结构

图1 教学改革体系结构

课程教学改革应从图1所示5个模块进行，它涵盖了学生接触到完全掌握该课程所需全部环节。

3.课程教学改革内容

3.1 教学目标创新

教学应当为职业服务，传统的目标教学法太笼统，随着职业在教学中的深入，创新式的目标教学法得到应用，如图2所示。它在一开始就结合职业向学生提出所要达到的职业知识、能力及素质目标。这样有利于调动学生学习积极性。

图2 教学目标创新

3.2 课程内容优化

针对高职教育的特点，在课程内容的优化上应加强实践性教学，在理论授课的同时可配合实践。如每个部分讲完后可安排适当的实践性环节，最好设计出或做出实物，这样学生有成就感，对所学知识也记得牢。

以《机械设计基础》为例，可将内容进行优化，分成以下几个模块：

图3

如图3所示，可在每个模块中安排设计练习，增加学生动手时间。

3.3 教学方法创新

教学方法应该有创新，如在讲解平面机构自由度计算公式时，很多教师是直接给出公式：F=3n-2PL-PH，其中n为可动构件数，PL为低副个数，PH为高副个数，要学生记住，这种教学方法已经不适合现代教学的要求。此时我们可采用动态分析及与学生互动来阐述这一公式形成的过程。学生可能会更感兴趣、记得更牢。下面我们以凸轮机构为例，推导一下机构自由度计算公式。

（1）如图4（a）所示，平面内没受任何约束的物体有3个自由度，此时平面内有两个没有约束的物体，分别是凸轮和从动件，故自由度为：

F=3n=3×2=6

（2）如图4（b）所示，此时从动件与机架形成了一个移动低副，凸轮与机架形成了一个转动低副，即机构共有两个低副，我们知道每个低副限制两个自由度，故现在该机构自由度为：

F=3n-2PL=3×2-2×2=2

（a）                        （b）                        （c）

图4 平面机构自由度计算公式推导

（3）如图4（c）所示，从动件与凸轮接触在一起，形成一个高副，而高副限制1个自由度，故该机构的最后自由度计算公式为：

F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1×1=1

这样推导出来的公式便于学生的理解与记忆，并应用于实际解题中。

3.4能力训练创新

传统教学追求全而广，希望学生全面掌握所有零部件的设计，但实际上是很难做到。所以，应该改革能力训练，除了在授课的同时对所有模块进行设计训练外，还应对重点内容进行重点能力训练，力求学生掌握重点知识点。如表1所示。

表1 能力训练项目

表1为《机械设计基础》应该重点加强的训练内容。通过以上内容的训练，学生将掌握常用机构及通用零部件的基本设计理论、设计方法，具备设计简单机械及传动装置的基本技能。

3.5考试改革思路

改革思路：“闭卷考试”+ 课程设计”+“开卷考试”

（1）闭卷考试能反映学生掌握理论知识的情况，具有较强的真实性，建议保留，但比例应当缩小，缩小为60%。

（2）改革课程设计。老师可采取随时抽查，不定时监督、用学生相互监督等措施，减少或杜绝抄袭现象。采用多样化设计形式，如减速器设计中，既可以采用图5所示直接以电动机带动减速器的方案设计，也可以采用图6所示通过带传动带动的减速器设计方案，这样学生可以自由选择，调动了他们的学习积极性。将课程设计比例增大到30%。因为学生能不能设计真实机械零部件是检验他们机械设计学得好不好的关键。

图5 电动机驱动的减速器   图6 电动机经带传动驱动的减速器

（3）增加开卷考试。具体方法是：将课程设计中两张零件图绘制去掉，因为齿轮及轴的尺寸、形状在减速器装配图及设计说明书上都有体现，属重复工作。将节省出来的时间组织一场开卷考试检验学生的动手设计能力。考试时间必须安排在课程设计的最后，等学生交完设计说明书之后，以避免学生抄袭，考试内容就以减速器为题，考核成绩算入课程设计成绩，占10%。

开卷考试的考试题目可从学生的课程设计中抽取。如某班人数较多，设計时6人为一小组，开卷考试时将同一组设计的5～6名同学分开，并布置不同的试题，可按如下方式命题：

表2 试题分配

4.结束语

《机械设计基础》教学改革可在一定程度提高教学效果及教学质量，激发学生的学习积极性。经过课程考核改革，学生的理论知识、动手设计能力及团结协作能力都将得到一次综合的检验。能在一定程度上杜绝以前那种课程设计就是抄作业的不良作风，使学生真正体会到知识的可贵之处。

参考文献：

[1]郭谆钦.机械设计基础[M].北京：中国铁道出版社，2014.

[2]戴士弘， 毕蓉.高职教改课程教学设计案例集[M].北京： 清华大学出版社， 2007.

[3]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京： 清华大学出版社， 2007.

作者简介：

郭谆钦（1974-），男，湖南益阳人，硕士、副教授，主要研究方向为机械制造。现任教于长沙航空职业技术学院。