高职机械设计基础教学方法探索

熊晶

摘要：随着教学信息化手段不断优化，教学过程应该通过智能教学软件与辅助教学手段相结合，探索更加适合学生学习的教学方法。本文通过分析机械设计基础课程，结合信息化教学手段，进行更加合理有效的教学设计，以更好的服务于机械设计基础的教学和学习。

关键词：机械设计基础;平面机构;教学方法

1  课程教学分析

机械设计基础课程是机械设计与制造专业的核心课程，主要包含常用机构、机械传动、轴系零部件等方面相关专业知识，培养学生在机械设计、机械制造等工作岗位的职业能力。

机械设计基础课程的学习主要分为力学基础、常用机构、联接、传动、轴与轴承五大模块，各模块中分别按照难度、类别、功能等不同的分类细分教学项目，依据认知、练习/实践、评价的逻辑安排教学任务及教学内容，如图1所示。

其中常用机构模块中的“平面机构的组成与表达”的知识点学习，使学生能理解机构各组成部分的区别及其表达，并利用这些知识进行机构的运动分析和机构运动简图的绘制。同学们在学习了机构与机器的区别、机构的概念的基础上，进一步学习平面机构的组成部分，以及构件间的相对运动。进而，达到能区分机构的各组成部分、分析机构的运动、识别与绘制机构简图的学习目标，具备“常用机构”模块其他任务的知识基础与能力基础。

为达到上述教学目的，将教学内容划分为理论部分和实践部分，每个部分2课时。依据学生学习与认知规律，细分为4个教学内容，各内容环环相扣，按照“概念认知→方法学习→学生实践→分析评价”的路线进行4个教学环节先后顺序安排。

2  教学设计

2.1 课程思政融入课程教学

①学生课前观看中国自主研发内燃机的相关记录片，从而了解内燃机中零部件的组成和装配过程，如图2所示。进一步学习了解曲柄连杆机构（常用机构）的组成和功能，体会中国科技工作者如何在内燃机方面进行自主研制创新，并摆脱对外购发动机的依赖的过程，学习设计者与建造者们团结合作、挑战极限，用智慧和汗水确立“中国标准”的民族精神。

②课堂中介绍学校优秀老师的典型事例和工匠精神，教育学生在绘制机构运动简图时应当持有严谨、细致的工作态度，以保证设计的正确性，引导学生尊崇职业道德，做爱岗敬业的建设者。

③课后拓展融入劳动教育，训练学生以機械设计师思维进行构思、设计、制作机构，同时体验手工劳动的乐趣。

2.2 课岗融通聚焦设计思维

课岗融通-以培养未来的机械设计工程师为目标，机械设计思维多维度贯穿课程，潜移默化地培养学生的设计思维。一方面在整体课程教学内容与教学设计中融入机械设计思路：本课程将常用机构模块安排在带传动、齿轮传动等模块之前，学生在掌握了常用机构模块中的传动分析方法并可绘制机构运动简图（方案设计阶段）之后，在带传动、齿轮传动等模块学习尺寸设计及强度分析（详细设计阶段），如图3所示。另一方面在项目教学内容与教学设计上贯穿机械设计师思路，按照机构组成分析（规划阶段），机构的绘制（方案设计阶段），绘制结果点评（决策评估阶段）的流程进行教学安排，如图4所示。

2.3 教学内容四层递进

①由简至难，由分至总递进，学生在掌握了机构各组成部分及对应的标准简图的基础上（简、分），学习机构运动简图的整体绘制（难、总）;

②按照机械设计程序推进，学生在能够分析机构运动的基础上，学习机构简图的绘制，进而在后续课程模块中进行机构各部分的详细设计;

③依据学生对新事物的认知规律，将本项目的4个主要内容按照“概念认知→方法学习→学生实践→分析评价”的路线进行安排;

④从课前准备到课中学习到课外巩固与拓展，课前指定复习内容—牛头刨床的运动、机械设计的流程;课中学习机构的组成分析、表达方式、绘制流程及绘制实操;课后应用所学知识绘制平面四杆机构简图并制作简易实体模型。

2.4 突出重难点设置三条主线

①本项目的两次课按照“理论-实践”的流程进行，学生对机构标准简化画法内容既学又练、先学后练，有助于学生掌握重点;

②以学生为主体，按照“抛出问题-教师引导-学生探索-解决问题”的主线，引导学生自主区分并总结高副与低副的区别;

③每项任务的实施以“预-教-学-练-评-固”而开展，对重难点内容闭环要求学生巩固所学知识。

2.5 综合评价安排三个阶段

①课前有预习，占比20%，根据学生课前任务点的完成情况及参与讨论积极性进行评分，用以了解分析学生对预习内容的掌握情况;

②课中评表现，占比60%，依据课堂练习、抢答、趣味竞赛等活动的表现综合小组互评、教师评价，统计每位学生的课堂表现得分;

③课后要实践，占比20%，依据学生课后练习题，课后拓展完成情况进行评分，用以评估学生对课堂内容的掌握情况。

2.6 信息技术应用

①课程网络学习平台：学生利用“学习通”软件“机械设计基础”网络学习平台进行调查问卷，课程签到，在线测试，课前预习，课后作业，话题讨论以及师生评价。

②网络教学资源：教师利用数字资源（视频、动画、电子课间）和虚拟教学软件（机构运动简图的绘制）;师生通过“QQ”、“微信”等社交平台进行课后及时互动，教师对学生进行个性化辅导。

3  实施成效

①线下授课+网络课程教学探索，初获成效。课前问卷调查，了解学生学习资源情况，合理进行小组划分，保证每个小组均能完成实践任务;课中结合教师讲授、师生互动进行集中学习活动与分组活动，小组负责人进行分会场的建立并主持，师生分工配合提高课堂效率;仿真软件帮助学生即时验证实验思路，助力网络实践课程顺利开展。

②多活动激发学生学习兴趣，网络课堂活动学生满意度高。在重难点处设计师生竞赛、连连看等活动，课后的在线调查问卷结果显示，学生对课堂活动满意度高。与此同时，趣味活动提高了课堂的互动性与活跃度，同时也激发了学生的学习兴趣与学习主动性。

③手工劳动结合课程知识，提升学生自信与成就感。学生利用课堂中所学机构简图的知识，在课后拓展中完成指定平面四杆机构的简图绘制及机构的手工制作，所学得以应用，学生获得成就感，更加自信。

④课岗融通提升学生创新与设计思维。将岗位所需要的机械设计思维贯穿教学内容与教学设计，并对学生产生潜移默化的影响。在课后拓展任务中，有一名学生进行创意构思-草图绘制-尺寸设计与评估后，利用废弃易拉罐和废弃彩色塑料纸，独立完成创意作品（骑士的荣耀）的设计与制作，并借此作品感谢所有坚守在抗疫一线的工作人员，感谢他们像骑士一般守护我们的安全。作品完成后，学生正积极参与相关创意竞赛，在比赛中检验自己的学习成果，同时深一步的学习相关知识。

4  結束语

通过信息化手段助力，线上线下教学结合，全体学生在课堂进行知识学习、师生互动、小组发言与展示等活动，各小组在组长所建立的分会场进行小组任务实施与讨论，既能激发学生学习兴趣，也能锻炼学生的组织能力和团结合作的能力。课后拓展加强劳动教育、环保意识，鼓励原创设计，应用课堂所学知识，按照设计师思维手工制作指定机构模型或其它原创设计模型，真正做到学有所用，理论与实践相结合。

不足之处在于，小组活动时少数成员在本组作品展示时表现活跃，而在其他小组成员较为沉默，可细分组内任务，按照学生的特点优化活动责任分配，让组内每个学生都能参与团队协作，体现个人价值。通过增加学生点评、问答等方式进一步提高各个小组的参与度。

参考文献：

[1]孙建芳，黄平，刘小康，徐晓，胡广华.移动学习平台和翻转课堂在机械设计基础教学中的应用[J].实验室研究与探索，2019（05）：177-180.

[2]金伟，赵红霞，潘维东，刘朝晖.应用型院校“机械设计基础”实践教学改革[J].内燃机与配件，2020（01）：272-273.

[3]卜新民，曹旭妍.高职《机械设计基础》课程实验教学的改革与实践[J].内燃机与配件，2020（01）：283-284.

[4]靳爱青.互联网背景下机械设计基础课程教学改革分析[J]. 内燃机与配件，2020（05）：263-264.