浅析如何教好高职高专数控技术专业《机械设计基础》课程

摘 要： 作者通过对高职高专数控技术专业人才培养目标、《机械设计基础》课程在专业教学中地位作用分析，结合本院学生现状、师资现状、教学硬件设施现状，提出了在现有条件下数控技术专业《机械设计基础》课程的教学方法、课程教学设计的做法、教学改革的方向。

关键词： 高职高专数控技术专业 《机械设计基础》 教学方法 课程教学设计 教学改革

《机械设计基础》是高职高专数控技术专业必修的一门主干职业基础课。数控技术专业学生就业领域主要面向制造业，主要就业岗位（群）是数控机床的操作、编程、工艺规程编制与实施；相近就业岗位（群）是生产管理等。本课程的先修职业基础课程为机械制图、计算机绘图、工程力学、金属材料与成型工艺，并进行了金工实习。后续课程为有机械制造技术、液压与气动技术等职业技术课程。本课程为学生毕业后从事上述工作岗位打下坚实的基础，对学生完成整个专业的学习，起到承上启下的重要作用，是学生获得职业基础能力的桥梁与纽带，因此教好本课程具有十分重要的意义。

1.课程教学目标

本课程使学生掌握常用机构与通用零件的基本原理、性能特点、使用、维护的基础知识和设计方法，培养学生具备选用、维护和改造简单传动装置及零部件的初步能力，培养学生正确的设计思想与严谨的工作作风。《机械设计基础》课程与实践联系非常紧密，学生毕业后走向工作岗位做实际工作，参与设备的论证、预研制、改造或维修的工作，难免做设计一类的工作，接触到各式各样的运动机构或各种通用零部件，课程的学习为将来的职业发展奠定了基础。

2.课程内容分析和课时分配

2.1本课程主要包括两方面的内容。

在机械设计的基本知识和机械中常用的机构包括平面连杆机构、凸轮机构、间隙运动机构、齿轮系；机械传动包括螺纹连接与螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动。通用零部件包括轴和轴毂连接、轴承、其他常用零部件，并简要介绍了国家标准。

2.2课时分配。

根据教学大纲，本课程总共70个教学课时，其中机械设计的基本知识部分占12个课时，在机械中常用机构部分占22课时，机械传动部分占23课时，通用零部件部分占13课时。

教师在制订具体的教学进度计划时，须安排四次观察与认知实验配合教学，每次实验占用2课时，共8个课时。第一次为综合性认知实验，第二次重点是常用机构的认知实验，第三次重点是机械传动的认知实验，第四次重点是通用零部件的认知实验。

3.教学设计与实施

3.1学情分析。

3.1.1不利条件

目前高职高专学生入学分数较低，理论基础较差，学习的积极性、主动性不强，缺乏抽象思维，自律性差。

3.1.2有利条件

根据数控技术专业教学计划，本课程开在第三学期，在学完了《机械制图》、《计算机绘图》、《工程力学》、《金属材料与成型工艺》，并进行了金工实习和数控机床认识实习之后，学生已经具备了比较扎实的力学、制图、金工、材料等先修课程的良好基础，具备了一定的识图、计算能力，对生产实践有了初步的了解，为本课程的学习奠定了一定的基础，且学生好奇心强，容易被新鲜事物吸引。

3.2课程特点。

在本课程中各章相对独立性较强，学生一接触本课程，就会产生“没有系统性”、“逻辑性差”等错觉，因此为本课程的教学带来一定的难度。然而在本课程中，虽然不同的研究对象涉及的理论基础不同，相互没有多大的联系，但最终的研究目的只有一个，即设计出能够应用的机构、零件等。

根据以上分析，本课程的教学中心为机构和零件的原理及选择，教学的重点和难点是培养学生的独立思考和设计能力。

3.3教学模式、教法选择和师资条件。

3.3.1教学模式

本课程教学可采用“文字教材、多媒体教材、机械原理与机械零件的实物观察实验和学习指导”四位一体模式。

文字教材是本课程教学的基本指南，教学内容符合本课程教学大纲的要求，但其内容不能代替多媒体一体化全部教学内容，特别是涉及生产实际、感性认知、形象思维等方面，必须有多媒体教材补充。

多媒体教材内容包括各章节基本内容的讲解、归纳，重难点内容的专题讲解，现场录像教学，动画及图表、图形的形象演绎等。借助于计算机图形学技术和多媒体技术，加强直观性教学，做到教学内容直观形象。

机械原理与机械零件的实物观察实验：通过机械中常用机构与通用零部件的实物或模型展示，并借助电脑控制技术系统形象地解说，增强真实感，身临其境，提高学习兴趣、降低学习难度。

学习指导主要包括各章节的基本要求、学习指导、典型例题、习题提示和自我测验。

3.3.2教法选择

教师在本课程的教学过程中，供选择的教学方法有很多种，可以灵活地加以串用或并用。

3.3.2.1讲授法教学。对于机械设计的基本知识、涉及设计计算部分的教学主要采用讲授法。例如对于“定轴轮系传动比”计算公式的推导，以讲授为主，课件感知引导为辅。讲授法可使学生在有限时间内尽快地掌握新知识，加深理解。

3.3.2.2演示法教学。对于常用机构、机械传动和通用零部件的基本原理、基本知识部分的教学，以演示法教学为主，讲授引导为辅。在多媒体演示和实物模型演示的过程中，通过提问和讨论的方式让学生主动、思考，在直接观察中分析问题，增强感性认识，从而突破难点。

3.3.2.3压力教学法。对于应知应会的基本知识、重点内容，通过课堂提问和让学生上黑板做题等方式，人为地给学生制造一些学习压力，有利于知识的掌握、消化和吸收。

例如：在讲《螺纹连接和螺旋传动》这一章中，螺纹的类型、特点和参数，常用螺纹连接（螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和坚定螺钉连接）的基本特点和选用等基本知识可用提问的方式加以巩固；在平面机构自由度的计算、标准直齿圆柱齿轮外形尺寸的计算、齿轮系传动比的计算等教学过程中，在公式和典型例题讲解之后，出几道典型习题，让学生集体思考，并让几名学生上黑板计算，再让其他学生纠错，最后老师讲解。这样可提高学生的注意力，增强教学效果，也可作为对学生考核的一部分。

3.3.2.4讨论法。积极开展师生的双向互动活动，调动学生的学习主动性和积极性，培养学生举一反三和综合运用所学知识的能力。例如：在机械传动的设计常用机构和通用零部件的选用的教学中，老师提出问题，让大家开展讨论，可大大增强学生的学习兴趣。

3.3.3教学条件和师资力量

3.3.3.1我院拥有充足的供教学使用的多媒体教室，主教学楼28间，实训楼10间，信息大楼计算机教室10间。

3.3.3.2可供数控技术专业学生实训的实训室有钳工实训室、车工实训室、数控实训室、数控仿真实训室、机械基础实训室等。

3.3.3.3机械设计基础课程教学团队有专任教师4人、兼课教师2人、外聘教师4人，其中高级职称1人，中级职称9人，均具有丰富的实践和教学经验。

3.4课程教学设计的做法

3.4.1在课堂教学中，可以观看在生活中常见机构和工程运用较广机构的录像片及动画，使学生对该课程萌发浓厚的兴趣，认识其重要性，使他们感觉到机械设计并非遥不可及，通过努力学习就能达到。

3.4.2在教学组织上，根据高职教学的特点，“必需、够用”的原则，强调应用性，可以简化公式的数学推导过程，避免知识内容过深过细。有些推导过程只是为了加深对本概念的记忆，不做掌握要求。把重点放在结论具体应用上，一般性的内容在广度方面适可而止，节约课时用于实践性环节。

3.4.3在每章内容讲解时，不仅要讲清内容和基本原理，而且要通过举例、多媒体教学手段、实物或模型观察实验，讲清其在工作中的用途。

3.4.4每次课后均有思考题和习题，并有课外作业，课后教师定期辅导和答疑，有助于学生抓住课程重点，加深对课程难点内容的复习和理解。

3.4.5在每章或每个单元内容教学完毕后，及时进行阶段性小结，承前启后，让学生对课程的诸多内容有整体认识和系统化意识。

3.4.6为加强重难点的消化吸收，在整个教学过程中阶段性地安排习题课，以学生为主体，以习题为平台，积极开展分组讨论活动。在练习过程中，结合生产实践中的实例，增强学生“举一反三”、“灵活运用”的能力，讲清具体应用的方法，培养学生的实际工作能力，激发学习热情。

3.4.7在教学实践中，应遵循以教师为主导，学生为主体的教学原则，注重对学生能力的培养，采用鼓励式教育，让学生在宽松、愉快的气氛中吸收知识、获取营养。

3.5考核方式和教学效果。

3.5.1考核方式

根据我院“2+1”教学改革和数控技术专业中本课程教学大纲要求，本课程考核类型为“考试”课。平时成绩占50%，包括出勤及课堂纪律占20%、课堂回答问题、作业、平时测验和期中考试占30%；期末考试成绩占50%，主要以闭卷考试的形式进行。

3.5.2教学效果评价

通过学生网上评教、教师评学、学院教学督导员抽查、系部或教研室主任听课、教师相互听课等形式反馈，提出教学建议。通过上课提问、作业批阅、平时测验、期中考试等形式，教师掌握教学效果，适时改进教学的方式、方法。

4.课程教学特色描述

4.1基本思路。

以课程目标为主线，打破传统的课程界限，从实现各专项能力的需要出发，以“必需、够用”为原则组织相应的课程内容并进行必要的教学内容整合，使课程内容服务于目标能力，注重人的思维方式，重点培养创新思维，使学生在学习过程中学习目的明确，学习兴趣浓厚。

4.2教学手段。

本课程在教学中都采用了先进的多媒体教学手段，表现方式上体现了多元化的现代教育技术方法与手段，充分利用现代化教学设备和PPT教学课件，将CAI课件、录像插播片、实物模型及现场参观等多种手段科学组合，使教学形象、生动、高效、学生喜闻乐见。计算机辅助教学的形象化特点和生动性、趣味性大大激发了学生主动学习的积极性，加深了对所学内容的理解，从而提高了整体教学质量和水平，也增加了教学信息量，提高了教学效益。我们的感受是现代教育技术最能在本课程的教学中发挥作用，多媒体手段的采用为教师的教和学生的学大大提供了方便。

4.3教材建设。

从高职教育的特点出发，选用贴合高职院校学生实际的教材，更加突出理论联系实际，有利于学生应用所学知识分析问题、解决实际问题的综合能力，将传统教学方法与现代多媒体教学手段有机结合，扬长避短。

4.4实验和现场参观实习。

以机械设计基础课程教学内容为背景，继金工实习和数控机床的认知实习之后，加强培养学生理论与实际联系和动手能力，开设实验课，并利用业余时间组织学生去工厂现场参观。此外，我们结合课程，积极开展机械设计兴趣小组活动，为学生的创新设计提供了施展才华的舞台。

5.教学改革

5.1在教学上。

5.1.1在课堂讲授之后，创造条件组织学生到工厂参观，观看、分析、讨论各种机器上的各种常用机构和零件。

5.1.2组织学生开展简单典型机构、机器和零部件的设计大赛或开展兴趣小组活动，激发学生的学习热情、培养学习的应用能力和设计兴趣。

5.1.3利用现有的机械原理与机械零件实验室，在学生认知、观察、听取讲解之后，结合实训中的机器和学生日常生活中的机械，理解和掌握课堂内容。

5.2在考核上。

在考核方式上，实行学习阶段的全程性考核制，改变过去的一次性终结考试，成为将阶段性的考核与期末综合考试相结合的办法。

这样有利于教师及时发现教学中的不足并加以改进，减少学生学习的功利性，有利于加强教师对学生的日常学习管理，引导学生掌握良好的学习方法，从根本上改变应试教育制约学风、考风的状况，促进学生良好品质的形成，全方位多角度地准确反映出一个学生的真实成绩和综合能力。

参考文献：

［1］陈立德.机械设计基础.高等教育出版社，2007.8.

［2］考试周刊，2010，（24）.

［3］周建洋.如何激发学生的积极性.教育艺术杂志社.