机械结构设计与装配的课程建构

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0引言

《机械设计基础》是高职院校机械设计制造类专业必修的一门技术平台课。主要是为了培养学生的工程计算能力和利用相关的标准及手册进行简单机械零部件的设计能力。高职《机械设计基础》课程的教学一直以来都是沿用学科体系的教学模式，内容上重视理论体系的完整性，方法上注重理论知识的讲授，实践操作也仅限于作业。而高等职业教育是以就业为导向的教育，以培养学生职业岗位或行业技术需要的综合职业能力为主要目标，课程则是以能力为本位的。随着高等职业教育改革的不断深入与发展，课程的改革及综合化等问题也就应运而生，必然会要求职业教育课程体系的设置跳出学科体系的藩篱。我院机电工程系在科学分析办学定位，明确专业群发展方向的前提下，通过对机械设计制造专业群职业岗位的整体调研与分析，采用了基于工程与需求的课程体系开发方法，将《理论力学》、《材料力学》、《机械原理》与《机械零件》等课程内容就行了整合、衔接与渗透，打破了传统的课程理论体系，构建了一门新的课程———《机械结构设计与装配》。

1课程的整体设计思路

本课程以典型机械零部件的设计为载体，按照工作过程的顺序，即以工作过程为参照，够用适度为原则，对相关的知识内容进行重新序化，将涉及事实、概念以及理解、原理方面的陈述性知识与涉及经验以及策略方面的过程性知识整合、理论知识与实践知识整合、专业能力培养与职业素质培养整合、工作过程与学生认知心理过程整合，重构了体现机械零部件设计（分析、计算及图形绘制）的工作过程性知识与技能体系的学习领域，实现了理论与实践的一体化和“教、学、做”的一体化。

1.1课程的设计理念

采用基于需求系统化的理念进行课程的开发与设计，要求学生通过学习所获得的能力应该与工作岗位所需要的一致。为了实现人才培养目标（培养高技能创新型人才）与企业需求的零距离对接，课程组以职业能力培养为重点，以机械零部件中最为典型、设计知识面也最为广泛的减速器的设计为工作任务、以设计过程为基点进行课程内容的重组，科学设计各教学单元，让学生在真实的设计工作中掌握利用相关标准、手册对典型及常用机械零部件进行分析及工程计算的知识和技能，并引导学生通过对典型及常用零部件的设计过程进行思考，从而实现对学生的创新思维能力的培养。本课程的教学单元设置主要依据就业岗位的具体工作项目，并融入相关专业理论和工作对象、工具、工作方法、工作规范等工作过程要素。借助于系部专业调研数据，提出实现课程教学目标最基本的课程实训设备及环境配置方案，在此基础上设计课程实施方案，力争使各教学单元的教学设计能在大多数高职院校实施。

1.2课程开发的流程及思路

首先对机械设计制造专业群所包含的机械设计与制造专业进行调研，得到相关行业领域人才需求信息以及相关工作任务，对工作任务进行分析得到课程结构，在此基础上制定相关课程标准，从而进行项目的教学设计。

1.2.1课程开发突出岗位职业能力培养

我院机电工程系的机械设计与制造专业（以下简称机制专业）主要是面向机床设备制造业、机械加工业、刀具制造业、汽车行业，培养适应社会主义现代化建设需要，适应电子信息行业和四川及广元地区的机械制造企业的生产、管理和服务第一线需要，德、智、体、美全面发展，掌握机械制造工艺及设备应用所需的基础理论及专业技能，有创新意识，具备较强的职业发展和职业综合能力的“懂工艺、能设计、会操作、知检验”高技能人才，培养其具备一定的创新能力。主要就业岗位为机械加工工艺编制员、机械加工工艺装备设计员、机械加工设备操作员、机械加工质量检验与质量管理员。从专业培养目标定位中可以看出，这一专业的所有就业岗位都要求工作人员熟练掌握常用及典型零部件的相关知识，同时具备相应的工程计算及零部件的设计能力。本课程对应的核心职业能力是能够利用相关的手册及标准进行典型零部件的工程计算及设计。

1.2.2基于职业典型工作任务构建课程

根据高等职业技术教育的总体要求和专业人才培养的具体要求，紧紧围绕学生能力培养与素质提高，把企业提供的减速器等典型零部件作为主要教学载体，融入企业岗位工作流程、文件资料、职业纪律要求，按照基于检验工作过程的“资讯、计划、实施、检查评价”四步法在实训室中组织教学，学生通过“学中做、做中学”获得零部件中相应机构、标准件等的相关知识及参数选择及计算方法，结合学生现有设计手段，灵活巧妙地组织教学，充分体现课程职业性、实践性和开放性的要求。

2课程内容的设计

课程围绕核心就业岗位的典型工作任务，将工作对象（典型机械零部件）、工具（相关标准、手册）、方法（工程计算、零部件设计）、工作要求（遵循工作规范与技术标准）等要素融入课程学习与工作的全过程，实现教学做一体化。课程针对“机械结构设计与装配”这一典型工作任务，以源于企业、经过教学改造的典型零部件为载体，依据认知规律，借鉴机械机构设计与装配的基本过程，形成教学及实践模块。课程选择典型零件、常用件及标准件组装而成的减速器为载体，体现专业学习领域内容的普遍性及针对性。具体的教学内容设置如表1所示。

3课程教学方法设计

通过对企业典型零部件为项目载体的课程设计教学，使教师从教学传授者转为教学活动组织者，从一个单纯的教学演示角色转变为一个复合型的教学导演角色。在教学改革中，将重点放在教案与教学方法的设计上，教师将更多精力放在教学活动的组织上，重点强化学生设计思维的启发，鼓励学生的个性与独创。由单纯的教师讲学生听，变成教师组织策划、学生自主学习、师生共同讲评，以项目学习法的形式把学生融入有意义的任务完成过程中，让学生积极、自主地进行知识与能力的构建。本课程采用“资讯—计划—实施—检查评价”四步法使学生形成普适性的工作思路和方法，教师则采取相应的教学方法。

3.1任务引导教学法

多用于“资讯”。明确：要做什么，明确工作任务、工作要求，提供学习情境所需要的工具条件，提供信息资讯途径及方法指导。

3.2过程导向教学法

多用于“计划”。明确：怎么做，主要讨论工作方案与步骤。学生按工作小组进行准备并派出代表发言，就不同观点展开讨论，最后教师进行归纳总结，允许存在不同的观点，留待以后继续讨论，例如对零件表达方案的讨论，在学生学完整门课程后再讨论。

3.3教、学、做一体教学法

多用于“实施”。教师在教中做，学生在学中做，边做边教，边做边学。

3.4案例解析教学法

多用于“检查评估”。分析点评学生工作成果，如传动方案的设计，原动机的选择，机构参数的计算与确定，轴的结构设计与计算等。

3.5实验室教学法

实验室就是培养学生实践的试验场，在实验室教师要指导学生进行综合性、创新性实验，教师和实验室教师应为学生提供有效的实验操作仪器和场地。例如，在“减速器的拆装与轴系结构分析”实验中，教师可以与学生一起动手合作，经过拆卸、轴系结构的分析及装配，完成减速器的拆装与轴系结构的测试与分析。结合实际零部件的拆装案例进行《机械结构设计与装配》现场教学，让学生进行实际操练，提高其职业素质。

3.6实践教学法

实践教学是教学过程中理论联系实际的重要环节，是培养学生实践能力的重要手段。实践教学可巩固和加深理论知识，培养学生的动手能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。结合所学知识，发挥丰富想象力，独立完成一个零部件的设计。学生通过动手实践，极大地激发了学生的学习兴趣，提高了实际应用能力。

基于工作工程与需求的教学方法的实施，充分体现了工作行动的整体性，不论各情境中零部件形状复杂程度如何，都要求完成确定的工作任务，并经过资讯、计划、实施、检查和评价这一普适性过程，使学生在完整、综合性的行动中进行思考和学习，达到学会学习、学会工作。