高职《机械设计基础》课程实验教学的改革与实践

卜新民　曹旭妍

摘要：《机械设计基础》课程是机械类专业必修的一门专业基础课，而实验环节是该课程中重要的一环，本文以陕西国防工业职业技术学院为例，分析了机械设计基础课程实验教学的现状和存在的问题，并从实验教学内容、教学设备、教学管理、教学模式等方面进行了改革与实践。通过教学改革，提升了学生工程实践意识和能力，激发了学生的创新思维。

关键词：机械设计基础;课程实验;教学改革

0  引言

《机械设计基础》课程是机械类专业的一门专业基础课，该课程主要包含理论教学环节和实验教学环节，课程内容与工程实践紧密结合，具有一定的实践性。课程实验是该课程主要的实践环节，可以让学生更加直观的理解课堂上所讲的机构类型、机构原理等知识，是巩固所学理论知识，提高动手能力的主要手段，对激发学生的创新思维起着关键作用。随着现代职业教育的快速发展和对技能型人才的需要，不同专业机械设计基础课程的课时也发生了改变，给实验教学带来了一些新的挑战[1]。因此，如何对该课程实验中存在的问题进行剖析，如何对原有实验内容进行调整和创新，如何改革现有教学模式，提高学生的应用能力和创新思维，是目前急需解决的问题。

1  《机械设计基础》课程实验教学现状及存在问题

1.1 教学现状

根据人才培养方案的要求，机械制造与自动化专业和机械设计与制造专业两大主要专业的《机械设计基础》课程总学时为48学时，并开设两周36学时的课程设计，但传统的教学模式对理论教学过于重视，对课程实验环节所给课时相对较少，并不能让学生对课堂所学知识有更加深刻的理解和认识，也达不到提高学生动手能力、创新意识和综合应用能力的目的。

1.2 存在问题

①实验设备数量不足，质量不高。我校机械设计实验室现有的设备使用时间较长，很多零件丢失或损坏，导致设备准确性、稳定性和可靠性不够，不能完全满足实验要求，加上设备数量及课时量有限，目前开设实验项目较少，且实验时一组10人左右进行操作，严重影响实验的开出率，不能提高学生的动手能力，激发学生的创新思维。

②实验内容一成不变，教学方法单一。实验内容没有进行系统性的整合和创新，所采用的还是传统机构运动演示及机构运动简图测绘、齿轮范成原理实验和减速机拆装试验三个基本实验项目，对于创新型的实验并没有开设。实验环节的教学手段也比较陈旧，实验开始之前，由实验教师对实验步骤进行简单讲解，然后学生分组完成实验，填写实验报告，整个过程采用传统的讲练教学模式，忽视了学生的主体地位，学生按部就班的完成任务，这样就限制了学生的思维模式，不能激发学生的创新意识，也不能提高学生独立思考问题和解决问题的能力。

③实验考核比例太小，且考核形式过于死板。实验部分没有单独设立考核环节，考核僅作为机械设计基础课程的一部分平时成绩，且所占比例较小，因此，学生对实验部分不够重;加之实验考核成绩主要是由实验报告和课堂考勤两部分所构成，由于学生是分组完成实验项目，很多学生不自己动手完成实验，直接照抄同组同学的实验报告，这样直接导致每位同学的实验成绩相差不大，很难客观公平的对学生进行考核，且很难让学生认识到课程实验的重要性。

《机械设计基础》课程实验目前的教学现状相对比较落后，尤其在培养学生机构创新设计能力和实验研究能力方面，难满足应用型人才的培养要求，学生在毕业设计及创新类比赛方面能力均比较欠缺。为了适应现代职业教育的发展和创新人才的需求，在教学方法、教学内容、考核评价方面都急需进行改革，否则难以培养具有创新能力的技能型人才[2]。

2  《机械设计基础》课程实验教学改革思路

基于目前的这种教学现状，提出《机械设计基础》实验教学改革的思路，以期通过改革探索出一条培养学生独立思考、动手能力和创新思维的新途径。

2.1 实验设备及实验内容的改革

根据《机械设计基础》课程大纲，结合实验室建设情况，对原有实验教学内容进行改革，并购置配套的实验设备。经过整合，主要分为三部分[3]。

①引导型实验。这类实验主要是让学生对机构的基本类型有初步的了解。为了提高学生对课程的兴趣，实验室重新购买了一套机械原理与机械设计演示设备，智能化带动画和语音讲解的机械原理陈列演示设备能更直观的让学生认识和理解生活及工程实际中常用机械模型、机构原理等，激发学生对课程学习的积极性。

②基础型实验。主要包括机构运动简图的测绘与分析、带传动、链传动、齿轮参数测定、减速器拆装实验等，在原有实验设备基础上进行更新和购置新设备。学生可以通过完成这些实验，了解实验的相关原理，掌握机械量测试的一般方法及手段。

③创新型实验。主要购置的实验设备有小型车床2台、钻铣床2台、机械传动搭接综合实训系统4套、结构认知分析实训装置4套，这些实验可提高学生的综合素质和创新设计能力。

2.2 实验教学模式改革

①信息化教学资源创建。充分利用信息化技术，将相关实验原有的文本资源尽量转化为学生利于理解的图片、动画、微课等多媒体资源，借助信息化手段，将课程实验相关资源上传到网络课程平台，使学生可以对教学内容进行预习和思考，为学生提供更多的学习时间和空间，提高现场学习的效率和效果。

②开放式实验室管理。为了能够更好地培养学生的实验能力和创新设计能力，采取开放式实验室管理。实验室可以随时对学生开放，学生可根据自己的时间来实验室做实验，只需要扫描实验设备上的二维码就可观看实验过程，也可记录学生实验完成情况。

③混合式实验教学模式。整个实验教学过程采用小组讨论法、演示教学法、自主探究法等教学方法，基于爱课程教学平台构建线上线下混合式教学模式，激发学生学习兴趣，提高学生动手能力，增强学生自信心。

④阶段性全过程考核模式。将实验环节纳入为课程最终考核的一部分，实验考核对学生完成实验中的任务查看、视频观看、课堂讨论、实验报告等每个环节都进行考核，这样一方面可以引起学生的重视，也可以做到公平公正地评价每一位学生。

2.3 师资队伍改革

传统的实验教学环节是由实验室教师进行授课，实验教师对学生课堂掌握情况不了解，教学效果不是很理想。因此，授课教师应向“双师型”教师转变，即专业教师兼具教师和专业技术人员的素质和能力[4]。这样，才能让理论教学环节和实验教学环节融入到一起，也能让教师更有针对性的进行试验和授课，提升教学效果。

3  改革取得的初步成效

通过不断的探索和实践，《机械设计基础》课程实验教学改革取得了初步成效。在实验内容方面，进行重新整合，既能满足基本课程需求，也能提高学生的创新意识;在硬件建设方面，学校投资100万，建设了机械设计综合实验室，所购实验设备可以满足不同类型实验项目的需求;在实验教学模式方面，充分利用信息化技术，从课程资源建设、实验室管理、教学方法、考核评价等方面进行了改革。通过改革，激发了学生对课程实验的兴趣，也提高了学生的动手能力和创新思维，教学效果有了显著提高。

参考文献：

[1]何军，朱文坚，刘新育.机械基础实验课程教学改革的探索与实践[J].机械设计，2016（33）：130-132.

[2]刘吉轩，陈雪峰.机械基础国家级教学示范中心建设与实践[J].实验科学与技术，2013（2）：130-133.

[3]陈海波.机械设计基础课程实验教学的改革与探索[J].理论研究，2019（4）：12-14.

[4]雷彪，关海英.机械专业“双师型”教师队伍培养途径的探索[J].内燃机与配件，2019（6）：268-269.

基金项目：陕西省职业教育学会2019年度职业教育研究课题，课题名称：机械设计与制造及同类专业创新型实训基地建设的研究与实践;课题编号：SZJYB19-110。

作者简介：卜新民（1961-），男，陕西西安人，陕西国防职业技术学院副教授，主要研究方向为机械设计与制造。