高职“机械设计基础”课程项目化教学改革研究

方案。“机械设计基础”课程采用项目教学模式，可形成以解决工程实际问题为中心的项目结构框架，从而有利于学生融理论知识于实际，促进理论学习和能力培养于一体。笔者结合多年的授课经验，对高职“机械设计基础”课程进行了以下项目化教学设计。

一、科学整合教学内容

如何在学时偏少的情况下，培养学生的工程计算能力、通用机械零件和简单机械的设计能力，特别是培养学生的创新能力？这一问题需要任课老师认真思考并通过教学内容的整合来解决。

在深入企业广泛调研，与专业人才培养方案及相关课程反复认证后，与企（行）业技术人员共同商榷，将“工程力学”、“机械原理”、“机械设计”及“三维设计软件”等课程整合为“机械设计基础”。遵循以就业为导向、以能力为本位的原则，打破传统的工程力学、机械原理、机械设计、三维设计软件系列的理论体系教学常规，将工程力学、机械原理、机械设计、三维设计软件理论基础知识安排在一系列的任务中，通过任务来完成一个项目，再通过具体的项目来检验学生掌握整个课程的情况。这样，在学生掌握了传统的知识基础上，拓展了课外知识，培养了发现问题、分析问题的能力，进一步加强了学生解决实际问题的能力。教学中，可将常用机构、联接、带（链）传动、齿轮传动、轴、轴承及联轴器等相关内容设计成若干个项目，项目名称如表1所示。在项目中，根据各任务的要求，穿插工程力学、机械原理、机械设计相关知识，在完成项目后，要求利用三维设计软件完成每个零部件的三维设计效果图，从而使学生感受到自行设计产品的喜悦。

二、合理确定工作任务

项目教学模式是借助各种工作任务来实现的，学生是主体，教师为主导。然而，高职院校的学生大多数能力有限、经验缺乏、意志力薄弱，一旦遇到困难，学习兴趣就会减退。因此，确定的工作任务既要在教学过程中能充分发挥教师的主导作用，研究学生的学习状态，又要在实践中循序渐进，便于采用低起点、分层次、多训练的方法，调动所有学生的积极性。由此可见，项目的任务确定尤其重要。

以项目5（减速器中直齿圆柱齿轮的设计）为例。本项目为设计两级减速器中的低速级直齿轮传动，电动机驱动，载荷有中等冲击，齿轮分布对称，单向运转，已知传递功率、小齿轮转速及传动比。该项目可以分成5个任务，即：（1）渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算及参数测定；（2）渐开线标准直齿圆柱齿轮受力分析；（3）渐开线直齿圆柱齿轮的强度计算；（4）渐开线直齿圆柱齿轮的设计；（5）基于Pro/E的渐开线直齿轮参数化建模。

该例中，齿轮的齿形是渐开线，渐开线的生成原理如图1所示。

在理解渐开线参数方程、渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算及参数测定相关特性后，根据需要讲授相关的工程力学知识，而后进行齿轮设计。最后，在Pro/E中制作齿廓渐开线，采用方程式的方法精确生成，选用笛卡尔坐标系，通过阵列、再生等命令即可完成整个齿轮的轮齿制作，如图2所示。采用以上方法生成的齿轮三维模型，使用“再生”命令，通过人机对话的方式重新输入齿轮相关参数，就可以生成新的齿轮，如图3所示。从而将抽象的齿轮设计变得直观，并且在项目实施过程中，图3齿轮模型2学生也学会了如何分析问题、解决问题。同时，利用人机交互的方式快捷地生成了不同参数的齿轮三维模型，避免了重复劳动，提高了设计效率。这样，学生学完“机械设计基础”后，再去学习“三维设计软件”，既培养了学习兴趣，又不会出现与后续课程相脱节的现象。

在完成一系列项目后，最终利用所有项目知识，完成带式输送机传动装置设计，项目效果图如图4所示。由此，通过这些穿插在教学过程中的各种工作任务，实现纯粹的、枯燥的理论知识向对学生今后职业能力提高有所帮助的储备知识的转化。

三、采用形式多样的教学手段

实现学校与企业无缝接轨，构建内容丰富、集二维与三维、项目与任务、虚拟与现实等于一体的教学系统。加强对学生实践技能的训练和动手能力与创新意识的培养。充分利用本行业典型的生产企业资源，建立实习实训基地，实践“工学”交替、“工学”结合，满足学生的实习实训，同时，为学生的就业创造机会。打破传统的教室授课，充分利用实验室、实训中心、校办工厂、企业等实践教学场所对学生进行项目化教学，建立一支“双师型”教学团队，实现理论教学与实践教学合一，满足学生综合职业能力培养的要求。

以项目5为例，通过参观企业生产齿轮流程，学生查阅齿轮应用，齿轮相关参数测定，对齿轮进行力学分析，分组设计齿轮直至完成三维齿轮设计，完成5个任务。对于由三维软件设计出的齿轮，在后续课程可以直接在企业或校办工厂进行加工，做到与后续课程的无缝衔接。同时，加工出的齿轮又可以作为新生“机械制图”课程的测绘零件，便于对新生进行看得见的入学专业介绍，从而真正做到专业各课程的相互关联。

四、建立科学合理的评价体系

对学生的学习评价，在关注其知识与技能的理解和掌握的同时，要关注他们情感态度的形成和发展；在关注其学习的结果的同时，要关注他们学习过程中的变化和发展。评价的手段和形式要科学合理，要将过程评价与结果评价相结合，同时，要充分关注学生的个性差异，发挥评价的启发激励作用，增强学生的自信心，提高学生的实际应用技能。

教师要善于利用评价所提供的大量信息，适时调整和改善教学过程。为保证课程改革的实现，应着重对学生进行过程评价。以项目5为例，过程考核以检查学生对项目中所涉及到的基础知识、实验、分析、设计、建模等环节的完成情况为主，其评分比例以各占20%为宜。这五个环节分别涉及工程力学知识、实验数据处理、任务分析思考、查阅资料设计、三维软件建模五个部分，在考核方法上可以采用笔试、口试、实验、查阅资料、讨论、协作、设计等形式，以增强考核的综合性与灵活性，突出对学生能力的考核。由于学生存在个体差异性，为了突出创新设计和注重应用的新理念，对在参加国家级、省、市级各种比赛中获奖的学生，或为企业解决了实际问题的学生，在不违反法律法规、校纪校规的前提下，可以将其直接考核为良好甚至优秀。同时，可进行一些拓展项目，以充分突出对学生的能力培养。对教师的评价由学生、同行和行业专家进行，从而真正做到教与学相结合、学校与企业相结合。

实践证明，“机械设计基础”课程项目化教学改革，在当前强化学生实际动手能力的背景下，缓解了课程内容多课时少、学生所学与实际脱离的矛盾，可以在较短的时间内完成既定的课程标准要求，突出了强化应用、培养技能的教学重点。在教学中，注重理论知识与实际技能相结合、设计方法与设计过程相结合、传统设计与计算机模拟相结合，建立了以知识应用为目的，技术应用为主线的新课程体系，使学生在做中学、学中做，进一步凸显了职业教育特色。

参考文献：

[1]刘志刚，曹文成.基于Pro/E的渐开线直齿轮参数化设计[J].农业装备与车辆工程，2007（3）：43-44，53.

[责任编辑盛艳]