简议基于项目化教学的机械设计基础与课程设计整合实践研究

　　高职教育作为高等教育的一种类型，主要培养面向生产、建设、管理、服务第一线的技能型人才，是一种职业需求驱动的教育，强调以能力为本位，突出的是从事某一岗位或某些岗位的关键技能与职业知识。《机械设计基础》与《课程设计》是高等职业院校机械类专业的两门专业基础课程，常见的传统教学模式是两门课单独开设，独立授课。
　　《机械设计基础》课程主要进行理论教学，介绍各种常用机构、常用机械传动及通用零部件的设计方法，教学内容自成体系，具有一定的独立性；其教学内容以陈述性知识和程序性知识为主，是一种从理论到理论的知识体系，与具体实际相结合的切入点不是特别明确。该课程内容严谨、系统而又有条理，规范着教师和学生的教与学，学生难以在具体体验中生成新的知识和技能，因而在理论教学过程中常会出现学生学习兴趣不浓、参与性不高、死记硬背、生搬硬套及只为应试而学习等现象。
　　《机械设计基础》理论教学后进行的专周《课程设计》通常为一级齿轮减速器的设计。该课程要求学生在规定的时间内完成设计及计算，编写设计说明书，并绘制单级齿轮减速器装配图和主要传动零件的零件图。但由于查阅资料与手工绘图工作量较大，这势必会占据学生的大部分时间和精力，使学生对设计理念、零件设计方法与过程的体会与思考的时间相对较少；再加上专周设计时间紧张，学生学习能力有限，这势必又会使学生疲于应付，部分学生甚至出现抄袭现象，最终使《课程设计》不但效率低下，而且容易走过场，很难达到实践教学的预期目的。
　　从上面的分析可以看出，传统《机械设计基础》的课程设置与教学方式已经不能适应现代高等职业教育的需要。为了适应高职教育对课程的要求，我们可以对《机械设计基础》理论课程与《课程设计》进行整合，即基于岗位分析和具体工作过程来建设课程，突出职业能力培养，以工作任务组织教学内容，以典型产品组织教学活动，在真实工作情境中用新的教学方法和教学手段实施教学。整合后的课程既建立了任务驱动下的《机械设计基础》项目化教学体系，又开展了学期项目，提升了《课程设计》的品质。
　　一、项目导向创设工程实例，重构《机械设计基础》课程内容
　　基于建构主义的项目教学法，是当前高职教改的趋势之一，要求师生在共同完成一个完整工作项目的过程中进行教学活动。课程中有恰当的项目和任务，是课程教学设计成功的关键之一。传统课程设计《带式输送机传动装置的设计》的设计过程遵循机械设计的一般规律，需要运用《机械制图》、《公差配合与技术测量》、《工程力学》、《机械设计基础》等课程的相关理论知识；不但其实际的设计过程与企业完成相关设计任务的过程类似，完成任务后的工作成果为一级齿轮减速器，而且该设计比较成熟，有较多参考资料可以帮助学生学习。综合考虑《带式输送机传动装置的设计》具有综合性、完整性和可实践操作性特点，且内容多为通用零部件，与《机械设计基础》课程涵盖内容基本一致，因而可将带式输送机设计化整为零，分解成为适应《机械设计基础》理论教学内容的多个项目，而后再根据项目组织实施理论教学与考核。
　　根据项目设置，即可整合理论课程的教学内容。理论教学与实际工作过程相联系，不再以单纯的学科知识体系讲解为目标，而是强调知识与知识、知识与项目、项目与项目之间的整体联系。因而理论教学内容以工作任务为中心来选择，以必需、够用为度，贯彻理论联系实际的原则，突出理论知识的应用性。
　　在项目导向下，按照工程实际的要求组织教学。理论课程传授在项目实施过程中所需要的知识、技术和能力，突出知识的应用性和实践性；理论知识的学习与实际设计结合起来，让学生在完成具体任务的过程中掌握教学内容，培养分析和解决实际问题的职业能力。这既切合高职学生的特点，符合高职院校培养应用型人才的要求，能切实提高教学质量和教学效果，达到教学目标；又体现了工学结合，以职业活动为导向，激发学生关注未来的职业需求；并能为加强高职教育与社会需求的紧密结合、探索工学结合的模式打下基础。
　　二、任务驱动项目化课程实施
　　学生是认知的主体，是知识意义的主动构建者。项目化课程具体实施过程中，用任务驱动改变以课堂和教师为中心的传统教学组织形式，通过学习过程（即设计过程）将学生角色转换为设计者，将教师角色转换为设计过程的指导者。在运用项目化教学法进行教学设计的时候，每个项目将分解成若干个任务和场景，师生互动开展学习。如此一来，由于理论教学具有了轮廓清晰的工作任务，因而以任务作为学习的桥梁，不仅让学生在完成任务的过程中获得新知识、掌握新技能，达到学习目的；也让学生在集中的教学时间内完成减速器设计，使学生的基本设计能力得到循序渐进的培养，既提高了《机械设计基础》课程的教学质量，又避免了理论与实际的脱离。
　　此外，创设的任务情境还会激发学生的学习兴趣，让他们从要我学变为我要学，在任务完成的过程中诱发、加强和维持自己的成就动机；同时，完成任务后的成就感会成为维持学生学习的持续动力，让学生乐学、愿学，进而养成自主学习的良好习惯。
　　三、学期项目《课程设计》的品质提升
　　《课程设计》是工科学生从学习书本知识向模拟工程设计过渡的重要训练环节，对训练学生初步熟悉工程设计的基本方法和步骤、正确使用工具书以及培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力等，都具有显著的效果。
　　分别独立开设的《机械设计基础》理论课程和《课程设计》实践环节，经整合后变成为一门统一的课程。在《机械设计基础》理论课开始之初，将设计任务布置给学生，由于设计内容贯穿于理论的项目化教学中，所以学生根据项目化课程的安排，分阶段完成相应任务。理论课程教学与设计实践同步进行，在理论课结束后，学生集中一定的时间完成装配图的绘制，并进行设计说明书、零件图等的修订，最终完成整个设计。
　　上述先分散后集中的实践教学方式，与传统课程安排相比，实际的设计时间变长，《课程设计》已演变成了学期项目。学期项目也是项目教学的一种模式，与《课程设计》相比，它以学期为单位完成项目任务，是《课程设计》的拓展和提升。
　　（一）学期项目延伸了课程设计的时间和空间。与课程设计集中在一周或两周时间完成的时间紧、任务重不同，学期项目分散在整个学期完成。教师讲授理论课时始终关注设计内容，督促和指导学生完成所讲相关内容的设计任务，学生要充分利用业余时间完成设计的计算和图样的绘制。灵活而足够的学期项目时间，使学生有时间思考，教师有时间辅导，不至于让设计过程走过场。学期项目的实施，也克服了传统课堂学习空间的限制，学生既可进图书馆或上网查阅资料，又可进实验室、进工厂参观，甚至可以与同学相互讨论。时间和空间的延伸可使学生接触丰富的课外资源，反馈并服务课堂教学，深化知识的理解与运用，提高学生的学习能力。
　　（二）学期项目拓展了设计的内容和范围。作为学期项目，设计的内容仅仅局限于原有《课程设计》那部分的内容显然是不够的。一是学期项目拓展了零件图的范围和表达，从仅要求完成主要传动零件的零件图拓展为画出所有零件的细节图，并要求尺寸标注正确，表面粗糙度、几何公差正确选择与标注等。二是在完成学期项目的过程中，还要求充分运用计算机辅助设计。学生不仅要进行手工绘图，还需用Autocad绘制二维图形，并希望最终能绘制三维图形；学生在实际设计环境中巩固计算机绘图，可减轻绘图压力，进而花更多的时间和精力在设计创新上，利于培养学生的学习能力。最后，学生应该用Word编写设计说明书等。
　　学期项目选题坚持一人一题原则，根据学生学习能力的不同，设计选题在工程实际运用背景下，可以是一级齿轮减速器，也可以是二级齿轮减速器；可以设计圆柱齿轮传动，也可以设计蜗杆蜗轮传动等；甚至对于一些学习能力较好的学生，可以设计适应特殊场合的减速器（如洗衣机的行星轮减速器），或是进行能达到《课程设计》教学大纲要求的非减速器的设计（如进行某些机构的设计）等。这些新设计项目的开展可以拓宽学生的视野，突出机械系统传动方案的创意。
　　（三）学期项目的实施，为学习者提供了多元化的学习平台。学期项目设计的实际时间长，空间广，操作灵活，这为学习者提供了一个能够个性化学习的多元学习平台。
　　1。形成课外的合作学习小组，构建合作学习方式。在设计过程中，学生可以通过小组讨论、交流等有效手段，加深对知识的理解和掌握，使所学知识融会贯通，在合作共事中完成自我教育，提高自身能力。合作学习，给学生搭建了平等发表意见的平台，在宽松、和谐的学习氛围下和自由、自主的交流与讨论中分享各自的想法，使思维更灵活，视野更开阔，会激发更多的思考与创新灵感，发挥学生的潜能，将学生间的差异转变为有效的教学资源，促进学生间的互动发展、发现问题、分析问题、解决问题的能力，在师生交流、生生交流过程中得到提高。
　　2。加强学法指导，促进学生自主学习。授人以鱼不如授人以渔，学生作为学习的主体，需要通过独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来完成教师布置的任务。在学期项目的实施过程中，教师有时间根据不同的学生情况因材施教，进行学法指导，使学生掌握多样化的学习技能和方法，帮助学生学会思考，学会自我调整和自我评价，让学生会学、善学。
　　3。探究学习，充分发挥学生的潜力。学期项目最大限度地创设属于学生的探究空间，发挥学生的探究能力。学生在循序渐进地掌握基本设计理论与方法的过程中，鼓励质疑；支持并指导学生利用业余时间，充分利用实验平台、课堂内外的资源进行探究解疑；以人为本，尊重学生设计过程中的创新想法与结论。为保护学生的创新思维，学期项目鼓励学生自选，可以将设计延伸到课外，如进行机械创新设计实践活动等，从设计构思独特的运动机构、新的零件结构等，方面去入手，提高和加强学生的创新能力。