機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與裝配的課程建構(gòu)

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0引言

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是高職院校機械設(shè)計制造類專業(yè)必修的一門技術(shù)平臺課。主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的工程計算能力和利用相關(guān)的標準及手冊進行簡單機械零部件的設(shè)計能力。高職《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)一直以來都是沿用學(xué)科體系的教學(xué)模式，內(nèi)容上重視理論體系的完整性，方法上注重理論知識的講授，實踐操作也僅限于作業(yè)。而高等職業(yè)教育是以就業(yè)為導(dǎo)向的教育，以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)崗位或行業(yè)技術(shù)需要的綜合職業(yè)能力為主要目標，課程則是以能力為本位的。隨著高等職業(yè)教育改革的不斷深入與發(fā)展，課程的改革及綜合化等問題也就應(yīng)運而生，必然會要求職業(yè)教育課程體系的設(shè)置跳出學(xué)科體系的藩籬。我院機電工程系在科學(xué)分析辦學(xué)定位，明確專業(yè)群發(fā)展方向的前提下，通過對機械設(shè)計制造專業(yè)群職業(yè)崗位的整體調(diào)研與分析，采用了基于工程與需求的課程體系開發(fā)方法，將《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《機械原理》與《機械零件》等課程內(nèi)容就行了整合、銜接與滲透，打破了傳統(tǒng)的課程理論體系，構(gòu)建了一門新的課程———《機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與裝配》。

1課程的整體設(shè)計思路

本課程以典型機械零部件的設(shè)計為載體，按照工作過程的順序，即以工作過程為參照，夠用適度為原則，對相關(guān)的知識內(nèi)容進行重新序化，將涉及事實、概念以及理解、原理方面的陳述性知識與涉及經(jīng)驗以及策略方面的過程性知識整合、理論知識與實踐知識整合、專業(yè)能力培養(yǎng)與職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)整合、工作過程與學(xué)生認知心理過程整合，重構(gòu)了體現(xiàn)機械零部件設(shè)計（分析、計算及圖形繪制）的工作過程性知識與技能體系的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，實現(xiàn)了理論與實踐的一體化和“教、學(xué)、做”的一體化。

1.1課程的設(shè)計理念

采用基于需求系統(tǒng)化的理念進行課程的開發(fā)與設(shè)計，要求學(xué)生通過學(xué)習(xí)所獲得的能力應(yīng)該與工作崗位所需要的一致。為了實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標（培養(yǎng)高技能創(chuàng)新型人才）與企業(yè)需求的零距離對接，課程組以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，以機械零部件中最為典型、設(shè)計知識面也最為廣泛的減速器的設(shè)計為工作任務(wù)、以設(shè)計過程為基點進行課程內(nèi)容的重組，科學(xué)設(shè)計各教學(xué)單元，讓學(xué)生在真實的設(shè)計工作中掌握利用相關(guān)標準、手冊對典型及常用機械零部件進行分析及工程計算的知識和技能，并引導(dǎo)學(xué)生通過對典型及常用零部件的設(shè)計過程進行思考，從而實現(xiàn)對學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。本課程的教學(xué)單元設(shè)置主要依據(jù)就業(yè)崗位的具體工作項目，并融入相關(guān)專業(yè)理論和工作對象、工具、工作方法、工作規(guī)范等工作過程要素。借助于系部專業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，提出實現(xiàn)課程教學(xué)目標最基本的課程實訓(xùn)設(shè)備及環(huán)境配置方案，在此基礎(chǔ)上設(shè)計課程實施方案，力爭使各教學(xué)單元的教學(xué)設(shè)計能在大多數(shù)高職院校實施。

1.2課程開發(fā)的流程及思路

首先對機械設(shè)計制造專業(yè)群所包含的機械設(shè)計與制造專業(yè)進行調(diào)研，得到相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域人才需求信息以及相關(guān)工作任務(wù)，對工作任務(wù)進行分析得到課程結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上制定相關(guān)課程標準，從而進行項目的教學(xué)設(shè)計。

1.2.1課程開發(fā)突出崗位職業(yè)能力培養(yǎng)

我院機電工程系的機械設(shè)計與制造專業(yè)（以下簡稱機制專業(yè)）主要是面向機床設(shè)備制造業(yè)、機械加工業(yè)、刀具制造業(yè)、汽車行業(yè)，培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，適應(yīng)電子信息行業(yè)和四川及廣元地區(qū)的機械制造企業(yè)的生產(chǎn)、管理和服務(wù)第一線需要，德、智、體、美全面發(fā)展，掌握機械制造工藝及設(shè)備應(yīng)用所需的基礎(chǔ)理論及專業(yè)技能，有創(chuàng)新意識，具備較強的職業(yè)發(fā)展和職業(yè)綜合能力的“懂工藝、能設(shè)計、會操作、知檢驗”高技能人才，培養(yǎng)其具備一定的創(chuàng)新能力。主要就業(yè)崗位為機械加工工藝編制員、機械加工工藝裝備設(shè)計員、機械加工設(shè)備操作員、機械加工質(zhì)量檢驗與質(zhì)量管理員。從專業(yè)培養(yǎng)目標定位中可以看出，這一專業(yè)的所有就業(yè)崗位都要求工作人員熟練掌握常用及典型零部件的相關(guān)知識，同時具備相應(yīng)的工程計算及零部件的設(shè)計能力。本課程對應(yīng)的核心職業(yè)能力是能夠利用相關(guān)的手冊及標準進行典型零部件的工程計算及設(shè)計。

1.2.2基于職業(yè)典型工作任務(wù)構(gòu)建課程

根據(jù)高等職業(yè)技術(shù)教育的總體要求和專業(yè)人才培養(yǎng)的具體要求，緊緊圍繞學(xué)生能力培養(yǎng)與素質(zhì)提高，把企業(yè)提供的減速器等典型零部件作為主要教學(xué)載體，融入企業(yè)崗位工作流程、文件資料、職業(yè)紀律要求，按照基于檢驗工作過程的“資訊、計劃、實施、檢查評價”四步法在實訓(xùn)室中組織教學(xué)，學(xué)生通過“學(xué)中做、做中學(xué)”獲得零部件中相應(yīng)機構(gòu)、標準件等的相關(guān)知識及參數(shù)選擇及計算方法，結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有設(shè)計手段，靈活巧妙地組織教學(xué)，充分體現(xiàn)課程職業(yè)性、實踐性和開放性的要求。

2課程內(nèi)容的設(shè)計

課程圍繞核心就業(yè)崗位的典型工作任務(wù)，將工作對象（典型機械零部件）、工具（相關(guān)標準、手冊）、方法（工程計算、零部件設(shè)計）、工作要求（遵循工作規(guī)范與技術(shù)標準）等要素融入課程學(xué)習(xí)與工作的全過程，實現(xiàn)教學(xué)做一體化。課程針對“機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與裝配”這一典型工作任務(wù)，以源于企業(yè)、經(jīng)過教學(xué)改造的典型零部件為載體，依據(jù)認知規(guī)律，借鑒機械機構(gòu)設(shè)計與裝配的基本過程，形成教學(xué)及實踐模塊。課程選擇典型零件、常用件及標準件組裝而成的減速器為載體，體現(xiàn)專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域內(nèi)容的普遍性及針對性。具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置如表1所示。

3課程教學(xué)方法設(shè)計

通過對企業(yè)典型零部件為項目載體的課程設(shè)計教學(xué)，使教師從教學(xué)傳授者轉(zhuǎn)為教學(xué)活動組織者，從一個單純的教學(xué)演示角色轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€復(fù)合型的教學(xué)導(dǎo)演角色。在教學(xué)改革中，將重點放在教案與教學(xué)方法的設(shè)計上，教師將更多精力放在教學(xué)活動的組織上，重點強化學(xué)生設(shè)計思維的啟發(fā)，鼓勵學(xué)生的個性與獨創(chuàng)。由單純的教師講學(xué)生聽，變成教師組織策劃、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、師生共同講評，以項目學(xué)習(xí)法的形式把學(xué)生融入有意義的任務(wù)完成過程中，讓學(xué)生積極、自主地進行知識與能力的構(gòu)建。本課程采用“資訊—計劃—實施—檢查評價”四步法使學(xué)生形成普適性的工作思路和方法，教師則采取相應(yīng)的教學(xué)方法。

3.1任務(wù)引導(dǎo)教學(xué)法

多用于“資訊”。明確：要做什么，明確工作任務(wù)、工作要求，提供學(xué)習(xí)情境所需要的工具條件，提供信息資訊途徑及方法指導(dǎo)。

3.2過程導(dǎo)向教學(xué)法

多用于“計劃”。明確：怎么做，主要討論工作方案與步驟。學(xué)生按工作小組進行準備并派出代表發(fā)言，就不同觀點展開討論，最后教師進行歸納總結(jié)，允許存在不同的觀點，留待以后繼續(xù)討論，例如對零件表達方案的討論，在學(xué)生學(xué)完整門課程后再討論。

3.3教、學(xué)、做一體教學(xué)法

多用于“實施”。教師在教中做，學(xué)生在學(xué)中做，邊做邊教，邊做邊學(xué)。

3.4案例解析教學(xué)法

多用于“檢查評估”。分析點評學(xué)生工作成果，如傳動方案的設(shè)計，原動機的選擇，機構(gòu)參數(shù)的計算與確定，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算等。

3.5實驗室教學(xué)法

實驗室就是培養(yǎng)學(xué)生實踐的試驗場，在實驗室教師要指導(dǎo)學(xué)生進行綜合性、創(chuàng)新性實驗，教師和實驗室教師應(yīng)為學(xué)生提供有效的實驗操作儀器和場地。例如，在“減速器的拆裝與軸系結(jié)構(gòu)分析”實驗中，教師可以與學(xué)生一起動手合作，經(jīng)過拆卸、軸系結(jié)構(gòu)的分析及裝配，完成減速器的拆裝與軸系結(jié)構(gòu)的測試與分析。結(jié)合實際零部件的拆裝案例進行《機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與裝配》現(xiàn)場教學(xué)，讓學(xué)生進行實際操練，提高其職業(yè)素質(zhì)。

3.6實踐教學(xué)法

實踐教學(xué)是教學(xué)過程中理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重要手段。實踐教學(xué)可鞏固和加深理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。結(jié)合所學(xué)知識，發(fā)揮豐富想象力，獨立完成一個零部件的設(shè)計。學(xué)生通過動手實踐，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了實際應(yīng)用能力。

基于工作工程與需求的教學(xué)方法的實施，充分體現(xiàn)了工作行動的整體性，不論各情境中零部件形狀復(fù)雜程度如何，都要求完成確定的工作任務(wù)，并經(jīng)過資訊、計劃、實施、檢查和評價這一普適性過程，使學(xué)生在完整、綜合性的行動中進行思考和學(xué)習(xí)，達到學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會工作。