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课题型教学模式在《机械分析应用基础》教学中的应用
作者：周 华 朱 敏
关键词：课题型教学模式；选题；机械分析应用基础
课题型教学模式是以综合课题为主线，从培养学生的工程意识入手，将学科体系的各章教学内容与行动体系课题任务的各阶段同步有序地结合在一起，在教学实施过程中，将学科体系理论知识讲授与行动体系学生完成课题的技能训练步骤一一对应，培养学生职业能力的一种行动导向教学模式。
《机械分析应用基础》是由理论力学、材料力学、机械原理、机械零件、公差配合与测量技术整合而成的一门课，它是介绍机械分析的基本知识、基本理论、基本方法及培养一定分析能力的专业基础课。整合后的课程本着基础理论够用、重技能培养的原则，在课程教学中不仅传授基础理论知识，还注重应用型、技能型人才的综合能力培养。
基于教学改革的大背景及技能型人才的培养目标，在教学过程中采用课题型教学模式，让学生在针对课题的学习中用理论指导实践，再通过实践验证理论知识，手脑并用，注重学习能力、工作能力、创新思维能力等职业关键能力的培养。运用综合课题《典型机器主传动系统的测绘与分析》，使学生掌握技能，掌握知识，学会学习，学会工作，学会共处，学会做人。
课题型教学模式的选题
课题的正确选择是达到预期教学目标的关键，课题任务必须与课程内容息息相关，既要包含课程内容的基本理论和主要知识点，又要将课题任务贯穿在整个教学过程中。本课程的教学目标是使学生具有对常用机械传动机构和通用零部件的工作原理、结构特点、应用场合的基本知识、基本理论的基本分析能力。课题选取应尽量选用涵盖齿轮、凸轮、连杆机构等多种机构及常用零部件的典型机器，如内燃机、小型压力机、牛头刨床、颚式碎矿机、抛光机、装订机等为对象，把这些典型机器主传动系统的可运动机器模型作为课题对象，首先对这些可动机器模型进行机构分析，然后进行运动分析、结构分析、工作承载能力分析及精度分析。
课题型教学模式的组织安排和考核
为了保证课题型教学模式更好地实施，必须做好实施前的准备，实施过程中的组织安排以及考核。
实施前的准备根据专业培养目标、课程教学要求和专业特点，基于现有的教学环境和条件拟定课题内容，编写出课题指导书和任务书，注意在指导书中指出各章节要掌握、消化的主要内容和知识点，在任务书中指出要求学生结合课题机器模型进行拆卸、测绘、分析、绘图等技能，模拟职业训练所要完成的课题任务。在课题完成过程中，通过课题制作，积极思考消化知识点，将理论与实际相结合，改变原来完成习题、消化知识的做法。教学初始就让学生进入角色，明确任务，为后续的课题制作做好思想准备。
实施中的组织安排将学生分成若干个小组，充分发挥学生的自我管理、自我完善能力，由班长按照学习能力、交往能力、动手能力、身体素质等综合互补将学生分组，发挥每一个人在小组中的特长，并选出组长。课题由组长负责组织实施，小组分阶段研讨，明确各阶段课题所要掌握的理论知识和结合课题所要完成的实际内容及要求，组员分工协作，既独立完成各自的任务，又要共同协调相关问题，培养他们的独立性与责任心、交流与合作能力。在进行机器模型测绘时，学生根据各自的能力，对难易不等的零件进行分工，既完成各自的零件图绘制，又要将所有零件组合为装配图。这样，学生既有分工又有合作，培养了学习能力及团队精神，实现了自我获取经验，自我构建应用知识认知结构的目的。
充分利用实践、生产教学环境教学场所不仅只是课堂，还应包括多功能专用课室或计算机房、校内有关专业实训室、实习基地和校外的企业生产现场等。教学过程中，如果一开始就让学生接触这些复杂机器，学生将无从下手，达不到教学目的。应采用模拟情景，先安排学生在多功能专用课室观看介绍机器、观察机器工作情况的教学录像片，让学生具备感性认识，然后分析机器模型，进行机器模型实物的拆卸、测绘，再到专用计算机房画CAD图，进行机器模型的加工、组装、调试和改进方案的实施等，最后到实习基地和校外的企业生产现场。通过理论、实践、动手这样一个反复循环获取完整知识体系的过程，将职业情境和生活情境结合起来，使行动导向教学成为可能。
考核形式在实施过程中，教师分阶段指导、检查课题完成质量和进行综合讲评，最后学生对所完成的课题进行总结答辩。成绩评定采取课题进行的各阶段知识与技能的实时评价，学生自评和互评相结合的方式。学生的学习态度、互评结论、课题完成质量的书面结论和答辩成绩等都作为评定学习成绩的依据，改变了期末一张试卷决定成绩的做法，更确切地评定学生的学习能力。
课题型教学模式的实施
课题型教学模式的实施过程直接影响到学习效果和课题完成的质量。在课程讲授的开始，下达课题任务书，结合绪论的内容让学生对各种典型机器的主传动系统中不同类型的连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等多种机构有初步了解，在教学的各个章节，学生针对自己的课题，带着问题学习，变被动接受知识为主动探索知识，使课题任务的内容与授课、技能训练同步。
动手能力的训练学生动手能力的培养是高职教育与普通教育的重要区别。在机械传动系统的运动分析教学后，针对课题除消化绘制机构运动简图知识点外，教师补充机械拆卸的一般规则，让学生观察自己的机器模型，了解、制定拆卸步骤，然后亲自动手拆卸模型并测绘模型零件，画出测绘零件的工作图，强化测绘技能训练。课题后期，要把拆卸的零件组装回去，为使机器模型运动灵活，要对机器模型进行调试。通过这样的基本技能的训练过程，让学生体验职业岗位群的工作性质，在训练中增强动手、动脑能力。
分析计算能力的训练中等职业教育把动手能力的训练作为重点，高职教育在注重动手能力训练的同时，还要加强必要的理论分析、计算能力的训练。如对课题机器中的各种机构进行几何参数的确定和具体尺寸验算，分析其合理性；在机械零件的承载能力分析教学后，对典型机械模型整体和各个构件分别进行承载能力的分析，画出整体和构件的受力分析图，对主要零件进行拉、压、弯曲、扭转的工作能力分析，画出拉、压轴力图和弯矩、扭矩图，对主要零件的危险截面进行承载能力分析计算。延伸到一般工程机械中，将实际构件简化为力学模型，为现场机器装配、装配过程中的部件吊装及整机吊装的受力分析打下基础，强化理论计算能力和实际应用能力的训练。
创新思维的培养训练从原来依附于完成课本习题来消化理论知识的做法，改为在课题任务的完成进程中感悟知识，提出多种解决问题的思路，创新思维的方案和途径，提高分析和解决实际问题的能力。例如，教师在完成轴、轴承等的结构和工作能力分析的教学后，带领学生到校内外观察实际机器，对所测绘的机器模型进行结构分析，感悟实际机械零部件结构的真实情况。在这个过程中，学生会发现机器模型的灵活运动性较差，主要原因是滑动摩擦和装配因素，于是积极思考，提出将机器模型高速轴的滑动支撑结构改为滚动支撑结构的方案，从中感悟到滚动摩擦比滑动摩擦的摩擦力小，提出提高工作效率的有效措施，绘制改进方案的结构图和零件图，并根据改进方案的结构尺寸进行承载能力的分析计算。针对影响灵活运动性的装配因素，在装配过程中，学生反复调试，从中找出最佳状态。通过这些有序的观察、运动分析、拆卸、测绘、绘图、承载能力计算分析、结构安装、改进分析及精度分析，并经过收集素材、搜索信息、查阅手册、撰写课题报告等环节的训练，达到提高学生综合素质的目的。
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