黎少輝，唐昌松

專業(yè)課程體系教學(xué)內(nèi)容科學(xué)構(gòu)建仍是高職教育中重點(diǎn)探索的領(lǐng)域，是提高職業(yè)教育水平的關(guān)鍵舉措。同時(shí)，國家一直高度重視高職教育教學(xué)改革:國務(wù)院2010年發(fā)布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》提出，職業(yè)教育要“把提高質(zhì)量作為重點(diǎn)，以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，推進(jìn)教育教學(xué)改革”。隨后在教育部發(fā)布的《中等職業(yè)教育改革創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2010～2012年)》中也把“中等職業(yè)學(xué)校專業(yè)課程體系改革創(chuàng)新計(jì)劃”列入重點(diǎn)任務(wù)，明確要求“推進(jìn)中等職業(yè)學(xué)校課程改革”。目前，高職課程體系教學(xué)內(nèi)容建設(shè)為區(qū)別于本科教育，大多只是壓縮部分知識(shí)點(diǎn)或以知識(shí)點(diǎn)的梳理與整合為目標(biāo)，缺乏清晰的知識(shí)主線與著力點(diǎn)，同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容組織缺乏系統(tǒng)性、完整性、層次性，教學(xué)活動(dòng)中缺乏學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)的動(dòng)力之源，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及解決實(shí)際問題的綜合能力有限。

由于高等職業(yè)教育的職業(yè)屬性及其短周期性，專業(yè)課程構(gòu)建怎樣以“窄”入手而最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生工作能力“寬”的目標(biāo)，也就是說，利用較少的內(nèi)容在較短時(shí)間使學(xué)生具備相關(guān)專業(yè)綜合能力是教學(xué)內(nèi)容改革的關(guān)鍵。［1］對(duì)于機(jī)械類專業(yè)，依托典型產(chǎn)品為項(xiàng)目的課程體系教學(xué)內(nèi)容一體化構(gòu)建為此找到突破口。機(jī)械類產(chǎn)品不像電子、信息類產(chǎn)品，更新?lián)Q代較快，具有一定的穩(wěn)定性、代表性，同時(shí)又具備一定的發(fā)展特性。因此，依托現(xiàn)代典型產(chǎn)品構(gòu)建高職機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系教學(xué)內(nèi)容，有助于實(shí)現(xiàn)教學(xué)知識(shí)的時(shí)代性、實(shí)踐性、完整性、系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性、擴(kuò)展性，在一定的時(shí)空內(nèi)有效地實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)。

一、依托典型產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系教學(xué)內(nèi)容一體化設(shè)計(jì)

本次機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容改革主要涉及:“機(jī)械原理模塊”、“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”、“Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)”、“機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”四部分教學(xué)模塊。教改前，“機(jī)械原理模塊”教學(xué)偏重于分析推證，“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”教學(xué)偏重于強(qiáng)度校核技術(shù)，教學(xué)手段以多媒體教學(xué)為主，教學(xué)模式主要強(qiáng)調(diào)基本概念和基本理論的科學(xué)性推導(dǎo)驗(yàn)證。這種教學(xué)內(nèi)容組織及教學(xué)方式對(duì)于高職學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱、課時(shí)較少的現(xiàn)狀，很難提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果欠佳。“Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)”課程具有較強(qiáng)的工具特性，主要培養(yǎng)學(xué)生零件造型、零件裝配、運(yùn)動(dòng)仿真與分析、機(jī)構(gòu)分析等。本課程的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容主要以不同的零件為案例展開教學(xué)，該方式盡管能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)，但教學(xué)內(nèi)容處于孤島式狀態(tài)，不僅內(nèi)容上缺乏銜接性，課程之間也缺乏關(guān)聯(lián)性，不利于學(xué)生綜合能力的系統(tǒng)性培養(yǎng)，體現(xiàn)不出該課程在機(jī)械行業(yè)中工具性的平臺(tái)作用。［2］“機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”課程設(shè)置目的為強(qiáng)化“機(jī)械原理”與“機(jī)械設(shè)計(jì)”模塊的教學(xué)內(nèi)容的掌握，以各種減速器的設(shè)計(jì)為任務(wù)，主要進(jìn)行選型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核，并利用AutoCAD軟件進(jìn)行二維圖數(shù)字化生成，沒有充分利用已學(xué)過的現(xiàn)代三維設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于理論基礎(chǔ)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較為薄弱的高職學(xué)生來講，極易產(chǎn)生枯燥乏味，導(dǎo)致盲目抄襲，降低教學(xué)效果。

針對(duì)以上所述以及高職學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀、高職教育的短周期性，采用以Pro/Engineer軟件為平臺(tái)貫穿四門課程教學(xué)，依托典型產(chǎn)品展開教學(xué)內(nèi)容一體化設(shè)計(jì)，以“窄”入手實(shí)現(xiàn)技術(shù)能力“寬”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。［3-4］具體實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建及組織教學(xué)方式如下。

(一)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)

機(jī)械專業(yè)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)大都具有“看得見、摸得著”的特性，學(xué)習(xí)前的感性認(rèn)識(shí)至關(guān)重要，建立相關(guān)實(shí)訓(xùn)室是有效展開教學(xué)的關(guān)鍵。［5］本次課改的教學(xué)理念是采用認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)、實(shí)踐、驗(yàn)證的分層遞進(jìn)的方式，以符合學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律?；诖私虒W(xué)理念，徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系先后建設(shè)了相應(yīng)實(shí)訓(xùn)室:機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室、機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)室、CAD/CAM實(shí)訓(xùn)室。機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室針對(duì)“機(jī)械原理模塊”及“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)購買了多種模型，如表1所示，以便學(xué)生在教學(xué)前及教學(xué)中對(duì)教學(xué)內(nèi)容有充分的感性認(rèn)識(shí);機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)室主要以真實(shí)的產(chǎn)品牛頭刨床機(jī)構(gòu)、減速器、縫紉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)等為教學(xué)對(duì)象，通過拆裝使學(xué)生直觀了解各種機(jī)構(gòu)及工作原理，同時(shí)也是進(jìn)行“機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”課程教學(xué)的平臺(tái);CAD/CAM實(shí)訓(xùn)室配置了大量安裝有Pro/Engineer軟件的計(jì)算機(jī)，是有效展開“Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)”與“機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”課程教學(xué)的基礎(chǔ)。

表1 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)項(xiàng)目與教學(xué)內(nèi)容的對(duì)照

(二)教學(xué)內(nèi)容一體化構(gòu)建

“機(jī)械原理模塊”、“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”、“Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)”、“機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”四個(gè)教學(xué)模塊內(nèi)容設(shè)計(jì)均以三典型產(chǎn)品機(jī)構(gòu)展開。實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)產(chǎn)品主要通過拆裝和演示，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)相關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、連接方式、傳動(dòng)方式等內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，通過Pro/Engineer軟件生成的三產(chǎn)品的數(shù)字化模型庫便于課堂教學(xué)中演示，形成以數(shù)字化模型與實(shí)物模型優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的課堂與實(shí)踐教學(xué)形式，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及教學(xué)的便利性，提高教學(xué)效果。四個(gè)教學(xué)模塊內(nèi)容一體化設(shè)計(jì)如圖1所示，“機(jī)械原理模塊”中的三大機(jī)構(gòu)與三大分析內(nèi)容與三典型產(chǎn)品分別對(duì)應(yīng):減速器對(duì)應(yīng)齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)凸輪機(jī)構(gòu)、縫紉機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)連桿機(jī)構(gòu)，同時(shí)每個(gè)產(chǎn)品均進(jìn)行三大分析;“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”與“機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”主要以產(chǎn)品“減速器”展開，減速器機(jī)構(gòu)基本涵蓋該教學(xué)模塊的所有內(nèi)容;“Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)素材均依托三典型產(chǎn)品而展開，不僅實(shí)現(xiàn)該模塊的學(xué)習(xí)，同時(shí)深化了對(duì)先修課程“機(jī)械原理模塊”與“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”的認(rèn)識(shí)。四個(gè)教學(xué)模塊均以Pro/Engineer軟件為平臺(tái)而貫穿教學(xué)始終。

二、教學(xué)內(nèi)容組織安排及教學(xué)方式

四個(gè)教學(xué)模塊均是以三大典型產(chǎn)品:減速器、內(nèi)燃機(jī)配氣結(jié)構(gòu)、縫紉機(jī)而展開的，每個(gè)教學(xué)模塊均按照認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)、實(shí)踐、驗(yàn)證的分層遞進(jìn)教學(xué)理念進(jìn)行，另外，再利用機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室陳列大量機(jī)構(gòu)模型根據(jù)課時(shí)安排進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的擴(kuò)展。

“機(jī)械原理模塊”及“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”教學(xué)內(nèi)容組織:傳統(tǒng)機(jī)械專業(yè)中這兩個(gè)教學(xué)模塊分成兩個(gè)課程來講解，不利于培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品綜合設(shè) 計(jì)能力，本次教學(xué)內(nèi)容一體化設(shè)計(jì)教學(xué)改革中將兩個(gè)教學(xué)模塊進(jìn)行整合。傳統(tǒng)機(jī)械原理教學(xué)中的材料力學(xué)與理論力學(xué)內(nèi)容放在第一章講解，由于其理論性較強(qiáng)，單獨(dú)列出講解缺乏著力點(diǎn)，學(xué)習(xí)枯燥，不利于高職生的學(xué)習(xí)，本次教改是將力學(xué)相關(guān)知識(shí)融合到相應(yīng)的機(jī)構(gòu)中講解?！皺C(jī)械原理模塊”及“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”作為基本專業(yè)課程內(nèi)容授課時(shí)間安排在“Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)”之前，此時(shí)的學(xué)生并不熟悉Pro/Engineer軟件，沒有能力親自進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)與仿真，教學(xué)條件也很難滿足每位學(xué)生利用Pro/Engineer軟件平臺(tái)進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)。因此，授課前教師先把三產(chǎn)品利用Pro/Engineer軟件數(shù)字化，生成虛擬樣機(jī)。教學(xué)時(shí)由教師進(jìn)行操作演示，利用該軟件各模塊的強(qiáng)大功能演示相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，相對(duì)于其它多媒體課件具有更強(qiáng)的真實(shí)感、靈活性、可操作性，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)，便于教師的教學(xué)，再基于課前學(xué)生對(duì)三大機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，較容易短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。相對(duì)于“機(jī)械原理模塊”來講，“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”部分內(nèi)容具有較強(qiáng)的直觀性、自學(xué)性，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與到該部分內(nèi)容的教學(xué)中去，但大部分內(nèi)容教學(xué)仍由教師主導(dǎo)。

圖1 基于典型產(chǎn)品課程體系教學(xué)內(nèi)容一體化設(shè)計(jì)

“Pro/Engineer應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容組織:整個(gè)課程內(nèi)容以三個(gè)典型產(chǎn)品設(shè)計(jì)與主要零部件制造為項(xiàng)目載體，教材采用校本教材的形式，為簡(jiǎn)化內(nèi)容，教材主要以三個(gè)典型產(chǎn)品零部件二維工程圖構(gòu)成，除機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、機(jī)構(gòu)分析、數(shù)控加工仿真等教學(xué)模塊內(nèi)容介紹每一步的操作外，教材中三維造型模塊以教學(xué)素材的形式出現(xiàn)，不詳細(xì)介紹Pro/Engineer軟件的具體操作，培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)品造型的靈活性、創(chuàng)意性，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)過程中更多地強(qiáng)化學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)意識(shí)，除基本工具講解外，更多的教學(xué)內(nèi)容以學(xué)生為主導(dǎo)，教師以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維為主，并注重過程考核。

“機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”教學(xué)內(nèi)容組織:該課程是“機(jī)械原理模塊”及“機(jī)械設(shè)計(jì)模塊”學(xué)習(xí)后設(shè)置一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)際的非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使學(xué)生得到相關(guān)的基本知識(shí)綜合運(yùn)用和基本技能訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，具有強(qiáng)化學(xué)生機(jī)械專業(yè)綜合技能培養(yǎng)的有效手段。該課程主要以三產(chǎn)品中的“減速器”設(shè)計(jì)為目標(biāo)任務(wù)，學(xué)生根據(jù)減速器實(shí)現(xiàn)工作條件要求，制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件類型，并計(jì)算出零件的尺寸和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，并生成二維工程圖，最后利用Pro/Engineer軟件生成數(shù)字化樣機(jī)。設(shè)計(jì)中充分利用Pro/Engineer軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)、多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，培養(yǎng)學(xué)生綠色設(shè)計(jì)意識(shí)。同時(shí)，利用Pro/Engineer軟件的數(shù)控加工仿真、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、動(dòng)力學(xué)分析等模塊，全面對(duì)制造工藝、使用、維護(hù)、安全性等方面的仿真分析，以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)性的綜合設(shè)計(jì)與分析能力。該課程的教學(xué)任務(wù)主要在老師指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成。

根據(jù)四個(gè)教學(xué)模塊理論與實(shí)踐內(nèi)容比例以及自學(xué)的方便性，盡可能培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)的積極性，安排學(xué)生參與教學(xué)行為程度由圖2課程體系教學(xué)行為連續(xù)區(qū)所示。

圖2 “機(jī)械設(shè)計(jì)課程訓(xùn)練”體系教學(xué)行為連續(xù)區(qū)

綜上所述，依托典型產(chǎn)品的高職機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系教學(xué)內(nèi)容一體化建設(shè)，有效實(shí)現(xiàn)了高職教學(xué)內(nèi)容以“窄”入手、實(shí)現(xiàn)“寬”的技能培養(yǎng)，符合高職教育的職業(yè)屬性及其短周期性，通過實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)以及Pro/Engineer高端三維造型軟件平臺(tái)的應(yīng)用拓展，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)、實(shí)踐、驗(yàn)證的分層遞進(jìn)教學(xué)理念，保證理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)有效銜接，使教學(xué)內(nèi)容組織符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，在教學(xué)中突出學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高整體教學(xué)效果。

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