机械教学论文范文

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1.1教学内容过于防范

目前，机械设计这门课程包含的内容较多，有机械原理和机械设计。机械设计包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及的知识层面较广，教学内容较散，且与其他课程有着很多重复，如机械设计学科中有一项螺纹连接的相关教学内容。可见，教学范围与机械设计这门学科的学习原则不相符合。又如，减速器的类型、样式和设计参数要求，和机械制图中的减速器设计相关知识存在较高重复率，不仅在学科的学习层次上造成混乱，还浪费了学生的学习精力。

1.2与时俱进能力不强

机械设计这门学科的实用性较强，同时其教学内容随着科技的不断发展而不断变化。所以，传统的教学内容如果不进行更新，很难满足现代社会的需求。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求，同时也应当具备系统性。因此，现代机械设计学科紧随时代的变化而改变，将传统的设计技术进行时代元素的融入。如今，很多相关院校对机械设计教学中的设备结构、设备强度和运动学等技术的教学比较注重，教学力度也较大，使能源问题、环境问题的教学很少涉及。尤其是安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，导致机械设计教学无法满足现代人们的生产需求。

1.3教学方式落后

很多相关院校对机械设计的教学仍然采用讲学通用的原则，对于教学中的重点知识，让学生采取理论知识记忆的灌输性传统学习方法，而对这门学科的实际应用教学涉及较少，仅仅加深了学生的相关知识或原理的理解。同时，缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学，在学生的学习过程中没有充足的时间进行自主探索，严重阻碍学生对知识的理解与掌握，同时一定程度上阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此，应当对机械设计教学体系进行创新。

2创新机械设计教学体系措施

2.1调整教学内容

机械设计的学科教学内容应从实际出发，注重教学的整体性、实践性以及创新性。如今，很多学生对于机械设计的基础知识掌握不明确。所以，机械设计教学中应当遵循适度够用的理论知识学习原则，可采取重点学习、部分理解等方式。首先，教学内容要清晰精简，要精简机械设计这门课程的教学内容，避免学生在相关知识的学习中产生知识重复。同时，在学生的实际应用教学中，如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等注重实践运用的教学环节，不但要适度融入相关基础知识，还要增加其课程。其次，要注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，将其中关联性与联系性较大的知识急性整合学习。最后，在机械设计的教学过程中应当注重知识点的增设。不仅要注重知识的重点性，还要考虑知识的完整性，可以增设以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，使学生全面认识现代机械，以适当前生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。

2.2加强学生能力培养

机械设计是一门极具实践性的课程，过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生技术应用能力为主要教学目的，同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。实际教学过程中，教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式，在讲解相关理论知识或原理时，注重培养学生总结结论的能力。同时，在相关知识或原理的讲解时，融入其在实践中的应用，坚持产、学、研相结合，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。

2.3创新教学方法

目前，相关院校的招生多是面向全国，导致各种学生的机械设计学习基础不一。因此，要不断创新如今的机械设计教学。教学过程中，应当加强直观教学，在学生学习相关理论知识或原理的同时，让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸，提高学生相关知识或原理的实践性。同时，教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术，借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，开展机械设计的现代化、立体式教学。此外，教师在机械设计的实际教学中，应当尽量减少相关知识或原理的理论推导，运用例证讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。

2.4增加教学实践

机械设计是一门较注重实践运用的学科，教学时教师不能仅仅注重学生的知识学习，要更加重视学生的知识运用，如绘制机构运动简图。图2为机构简图的绘制步骤。以四杆机构为例，结合日常见到的筛东西、磨豆腐等，布置设计任务。在四杆机构的讲解过程中，不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性，能转化为什么样的运动形式，现实生活中有哪些物品用到了这些机构，不断启发引导学生思考设计任务。一个机器少不了动力，因此课程中增加电动机的选用环节。学生设定自己运动机构的各种参数后，按部就班选用电动机，由此掌握效率等概念，并对整体的机器建立一个大概的认识。电动机选好后，考虑减速的问题。这时，可以引进齿轮机构（包括蜗轮蜗杆）、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用，对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的内容可忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。此外，学习过程中要加入查手册选材料环节，把时间用到应用实践上。

3结语

目前，我国机械设计教学体系仍然存在教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发展以及教学方式过于陈旧和落后等问题。因此，在机械设计实际教学过程中，应当调整教学内容，加强学生能力培养，同时不断创新教学方法，以期为国家培养更多机械设计创新性人才。

作者:李爱军 徐红芹 王红梅 单位:山东理工大学机械学院

参考文献

[1]金京，罗声.基于创新能力培养的机械设计类课程教学改革与实践[J].纺织服装教育，2012，27（6）：534-536，539.

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（一）采用实物进行直观教学

剖解其部件及零件，使学生知道其内部结构工作原理和操作方法，逐渐提高其操作技能和技巧。例如讲解排水设备的水泵时，教师以单级水泵为例，把水泵拆卸成零部件，使他们知道排水设备主要由水泵主体、电动机、起动设备、管路、管路附件及仪表等组成，并分别讲解各部件的作用，克服学生的神秘感，从而达到提高学习兴趣的目的。排水设备中，水泵是它的核心部件，在进行拆卸，了解其构造后，再讲水泵的工作原理，使学生加深了理解，为以后的操作练习打下一定的基础。其它如矿井通风设备、矿井压气设备，如有可能也可采用直观教学方法，达到预期的教学目标。

（二）利用现代教育技术教学手段，达到教学目标

对于《煤矿机械》课程中的提升设备、煤矿采掘运输设备来说，不可能把这些大型机械设备统统搬到课堂上，这就要求采用现代化的教学手段，把相关机械的运行状况，制成教学片，放映给学生看，使其有直观的感性知识，再进行理性剖析，效果肯定好些。在进行电化教学前，教师应先引导学生预习教材内容使他们对所学教材内容有一个大概的了解。其后教师根据教学内容，可以边讲解，边看教学录像；也可以先看录像，然后进行归纳剖析，至于采取哪种可行的方法，一是针对教材内容的难易程度，二是针对班级学生的整体状况而定。在观看教学录像后，教师要组织学生进行座谈讨论，使他们畅所欲言，各抒己见，谈其收获体会。这样既可以提高学生的分析理解能力，又可以提高他们的语言表达能力。对于在座谈发言中出现的一些问题，教师可根据所学知识和学生接受状况，给予启发或解释，使问题迎刃而解。

（三）加强实习教学，提高学生的操作技能和技巧

实习教学是教师根据课程教学大纲的要求，根据本专业工种学生应掌握的实际操作技能和技巧要求，在校外、校内组织学生进行实际操作，把书本知识运用到实践的一种教学方法。针对《煤矿机械》教材内容较多的特征，实习教学可以集中安排，也可以分散安排，只要有利于培养学生的操作技能和技巧就行。安排实习教学计划时，应该建立在学生已掌握了基本操作技能的基础上。所谓基本操作技能主要是指机械设备的维修知识，即小、中维修知识。这对于了解机械设备的技能、运行状况很重要。就好比汽车司机一样，只会开车而不会维修、保养是不行的。另外在安排实习教学时，教师要针对学生的人数多少，实习内容的多少，安排轮换实习，使学生对各种设备都有一定的了解，为适应以后工作就业打下良好的基础。在整个实习过程中，教师既要重视学生对机械设备操作技能和技巧的学习，又要重视对学生劳动观点，团队协作精神，吃苦耐劳精神的培养，使之成为有理想、有道德、有文化的社会主义事业接班人。同时作为教师，要与实习单位、实习师傅保持联系，及时掌握实习学生的动态，针对情况进行个别教学，促进他们切实掌握应该学到的实习知识和本领。

二、加强理论教学，提高学生驾驭知识的使用能力

辩证唯物主义认为，物质是第一性的，意识是第二性的。物质决定意识，但切不可忘记，意识对物质的反作用，在某种意义上讲，这种意识的反作用也是特别大的。当一个弱小的国家、民族受到外敌侵略时，民族的自尊心和自信心可以使他们团结起来，奋起反击外国侵略者取得胜利，这在中外历史上是屡见不鲜的。同样，理论对于实践具有普遍的指导意义，也在教学过程中不容忽视。无论是基础课程、技术基础课程，还是专业课程必须重视理论教学，增强学生的意识，加强知识的学习，从而提高他们驾驭知识的能力。

（一）复习与集中辅导相结合，掌握与课程相关的基本知识

凡事预则立，不预则废。从心理学角度讲，人们学过的知识有46.2%的遗忘特征，多次地复习，使其重新认知，才能达到理解和记忆。对于制图和电工学基本知识，以能看懂图纸与电工使用方法为主，对于涉及水力学基本知识，本课程应用较多，则集中进行辅导，讲清知识要点，辅导学生在理解的基础上增强记忆。对于个别差的学生，伴之以个别辅导，使学生掌握其知识要点和使用方法。

（二）抓住教材重点，讲清机械设备的构造特点和工作原理、使用方法

本课程涉及机械设备较多，在讲解构造特点和工作原理时，先讲清设备构造中元件组成及作用，有条件的学校，可采用多媒体教学，达到更好的教学效果。其次讲解设备的工作原理，使学生更深一步了解和把握知识内涵。再次，最好结合实物，讲解设备的使用方法，使其会用知识解决相关问题。还可采用请有实践经验的师傅讲维修与设备保养知识的方式，使学生理论与实践相结合。前边所提及本课程机械设备较多，教师在讲解时不能采取同一教学模式，避免形式过于呆板，使学生产生厌学心理，其原因在于各种设备肯定有自己的特点，教师要驾驭知识的领空权，采取灵活多变的教学方法，使学生感到方法新颖多变，激发学生兴趣达到教学目标。

（三）采取归纳总结教学方法，使教材知识化、系统化

同志说过：“人类总得不断地总结经验，使其有所发现，有所发明，有所提高，有所前进。”按照教学环节，教师对于每节课都要总结，一是归纳本课所讲知识重点、难点，使学生掌握知识内容；二是发现教学过程中存在的不足或错误，以利于改进教学工作。这里所提及的总结归纳，是指对每一种机械设备的结构特点、工作原理、使用方法进行系统的概括，理顺各知识点的联系，加深学生的理解记忆。在全课程讲完以后，可采用比较的方法进行归纳总结，找出其共同性，提出不同性，借以达到全面深刻记忆，了解知识含义的目的。这不仅是教师的教学方法，又是向学生讲解了辩证的学习方法。

（四）把知识的运用方法教给学生，提高学生驾驭知识的能力

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随着社会的发展和教育的逐步改革，教育的观念也在发生着变化，教师已经由简单的知识灌输者，成为知识传递的“火炬手”，成为促进学生人格发展的影响力量。教学是“教”与“学”两个方面。作为“教”与“学”两个方面的主体老师和学生，应该是平等的。所以教师应该树立新型师生观，教师与学生不是对立关系，老师也不是绝对权威，而是他们学习的引导者和合作者。

（二）了解学生，营造活跃的课堂气氛

了解学生不仅是了解学生的学习情况，更要了解学生的个性、心理、压力及身体状况。在学生遇到的困难时应多关心学生，开导学生并帮助学生解决问题，使老师不仅是知识的传授者，更是可值得信任和交流的好朋友，这样师生关系才能融洽，才能相互尊重，学生才能积极发言、探讨和回答问题，从而营造活跃的课堂气氛。

二、培养学生学习的兴趣

兴趣是对事物喜好或关切的情绪，它表现为人们对某件事物、某项活动的选择性态度和积极的情绪反应。兴趣可以使人集中注意，产生愉快紧张的心理状态。这对人的认识和活动会产生积极的影响，有利于提高工作的质量和效果。所以在《机械基础》教学中，激发和培养学生学习兴趣是教好这门课的关键。

（一）理论知识与现实生活相结合

从中职学生的实际水平出发，将课堂理论知识与现实生活相结合，将课本中理论抽象的知识、问题还原为鲜活的现实生活问题，以激发学生的兴趣。如公路上货车轮胎爆胎后，驾驶员用于顶起车身的螺旋千斤顶和钳工实习车间台虎钳上的螺旋传动机构应用形式有什么区别，我们在骑自行车时，脚踩自行车踏板向前行驶，而反转踏板时，自行车却为什么不会实现倒车等。让学生亲自到日常生活中探索和实践，使学生觉得所学知识的趣味性、真实性和实用性，唤醒学生求知欲望，激发他们的学习兴趣，使学生主动地参与学习。

（二）在成功中培养兴趣

成功其实是一种感觉，可以说是一种积极的感觉，它是每个人达到自己理想之后一种自信的状态和一种满足的感觉。同时成功的欢乐是一种巨大的情感力量，它能使学生产好好学习的愿望。每一个学生都都渴望得到老师、家长和同学的肯定。所以在《机械基础》课程教学过程中应该对学生多肯定、多鼓励、多表扬，让学生感到自己的学习、发言是自由、安全、平等的，如当学生不敢发言时，教师应给予鼓励；当学生出现错误时，教师应委婉指出错误，并肯定其成绩；当学生正确回答出问题时，教师给予表扬。这样让每个学生都体会到成功，在成功中培养兴趣。

（三）利用各种模型教具和多媒体等手段

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（1）家长听说机械制造类专业好就业，没有考虑到学生自己的爱好和兴趣，初中毕业生对职业学校专业只是模糊认识，被家长硬性推荐来上学。

（2）在学习的前期没有认识到基础课的重要性，普通教育和职业教育模式不同，以至后面的课程愈发听不懂，对所学的专业课产生逆反心理。

二、培养学生的学习积极性是提高教学质量的关键

做好学生入校的专业教育，让他们初步了解所学专业基本知识，教学模式和学校对学生的培养目标。参观学校的实习实训车间，介绍我国装备制造业的发展前景。聘请我校优秀毕业生回校介绍自己的学习和工作成长经历，激发学生的学习热情，使学生确立自己的人生发展目标。

三、做好教育教学的每个环节

第一，精选好教材、备好课。现在专业课各种版本的教材较多，任课教师要精选教材，不能只选好讲的教材，要结合本专业要求和学生益于学习的教材作为主讲教材。首先要研究教材备好课、分析课程重点和要点，然后写好授课教案、做好课件是上好一堂课必备条件。第二，组织好教学。怎样组织教学让学生能够比较轻松地掌握所学习的内容也是一门艺术，不同的教师组织教学的方式也不同，不能教条式地“满堂灌”。首先向学生介绍本次课的内容重点和要点，然后由浅入深循序渐进授课。最后要对本次课的重点和要点进行小结，结合课堂内容给学生留思考题。第三，做好课后辅导和答疑。辅导和答疑是课堂教学的一个辅助环节，由于学生掌握的程度不同，因材施教，要耐心地给学生辅导，用最简单的方法扎扎实实讲解，培养学生分析问题和解决问题的能力。第四，请进来，走出去。尤其是机械制造专业课难度有点大，都是工厂中的生产实例，让学生走出去到工厂实习增强对专业的感性认识，把工厂有专业技术人员请进来，指导学生实训，扩展学生的知识面，掌握专业基本知识。认识提高，有学习积极性，才能取得进步。让学生认识到机械专业课程的重要性，并结合企业案例，结合就业实际让学生明白课程的重要性，为学生日后工作打下一个良好的基础。第五，紧密结合校企合作。根据企业的生产特点和要求，工学结合，按实际内容讲解相关课程，而不是完全围绕课本进行教学。实用性强的内容精讲细讲，在教学过程对学生灌输一些企业文化和实例，培养学生具有一定理论知识和技术能力，这是我们教学中必须强调、始终贯彻执行的重点。第六，重点加强对学生实习实训环节的教育。要求指导老师不但技能好，还要有比较扎实的专业基础知识。我校现有86台各类机床：普通机床和数控机床，让学生先在普通机床实训，熟练掌握操作方法，然后在让学生到数控机床实训，扩展学生的技能，让学生在做中学、学中做，因材施教，这样才能提高学生的动手能力和对本专业知识掌握。对学生就业有一定的优势，分配到企业后，经过简单的培训可以直接顶岗生产操作，成为生产技术骨干。第七，对毕业生就业进行跟踪调查。了解学生在校学习的专业知识与企业需求，及时调整课程结构和重点内容，符合企业对人才的发展需要。

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高等教育改革深入推进环境背景下，社会对当代大学生提出了新的要求。就机械设计制造及自动化专业来说，要想满足企业对一线专业人员的需求，学校必须革新教育理念，推进教学模式的改革，探讨理实一体化教学模式，才能更好地与时代接轨，把学生培养成时代需要的综合型人才，才能为社会输送高素质的专业人才，为社会的发展提供强有力的人才支撑。显然，就机械设计制造及自动化专业理实一体化教学这一课题展开论析，将有着十分重要的现实意义。

一、机械设计制造及其自动化专业理实一体化教学实践研究

（一）研究对象。以机械设计制造及其自动化专业100名学生作为实验和研究对象，其中男生78名，女生22名，各进行为期四轮的教学，轮次一个授课班，教学时数为8学时。（二）研究方法。1.文献资料法：查阅有关高校、高职院校开展机械设计制造及其自动化专业理实一体化教学的期刊、文献等相关资料，为本研究提供充足的理论基础依据。2.问卷调查法：对机械设计制造及其自动化专业100学生发放调查问卷100份，收回问卷98份，回收率98%，有效问卷90份，有效率91.8%。其中，男生70名，女生20名。通过对实验对象授课前、授课后的问卷调查，取得了学生对机械设计制造及其自动化专业教学的期望、学习认知和学习建议等实验的第一手材料，对分析研究理实一体化教学的意义、教学质量和学生满意度具有十分积极的作用。3.数理统计法：运用SPSS11.5统计软件对调查结果进行相关分析。（三）结果与分析。经过四轮教学后，调查结果表明：93.1%的学生认为在理实一体化教学有较强的实用性；95.4%的学生对该教学模式有参与兴趣；97.2%的学生赞成开设理实一体化教学；91.6％的学生在理实一体化教学中获得成就感，认为自己表现出色。

二、机械设计制造及其自动化专业理实一体化教学实施策略

（一）丰富教学理论，夯实一体化教学基础。虽然说机械设计制造及自动化专业理实一体化教学的核心是实践，但是在推进教学改革的过程中，要想做到与时代接轨，就必须丰富教学的指导性理论，为教学改革提供一定的理论支撑。当然，教师在研究指导性理论的过程中要理性、系统地进行。教师必须实现思想上的转变，在正确把握教学改革发展方向的基础上，对原有的教学思想进行一次全面、深刻的思考，取其精华，去其糟粕，探索新的教学思想，丰富自己的教学理论，从而使这些教学理论能够更好地实现与一体化教育理念的融合，指导教学活动的实施。此外，教师在丰富教学思想和理念的过程中，还要积极寻找机械设计制造及自动化专业理实一体化教学的发展规律，提高自己的逻辑分析能力，使课堂能够更好地促进学生学习，促进他们理论知识水平和实践能力的进一步提升。（二）调整教学内容，切实增强教学成效。教学内容是教师开展教学活动的重要依据支撑，同时也是学生进行学习的条件之一。但是，就当前机械设计制造及自动化专业教学内容来看，它也有一些不足之处，如内容与时代脱轨、编排固定化、知识资源有限等。针对教学内容所存在的不足，教师要勇于自我创新，打破教材的束缚，创新性地去运用教材，并根据教学内容的特点，进行创新和整合。具体来说，机械设计制造及自动化专业理实一体化教学重点在于机械传动，常用机构，通用机械零部件的工作原理、结构特点、加工工艺、材料选择、使用维护等。教师应重点教会学生如何运用设计方法以及技术标准来查找、确定所需要的参数，以解决工程设计的实际问题，取得较好的教学效果。（三）采用模块教学，满足学生发展需求。模块教学是一种重视学生学习过程的教学活动，其以具体的项目为中心，让学生在教师的引导下，逐步参与其中，最后能有效达到发展学生实践性能力的目的。就机械设计制造及自动化专业特点来说，实施模块教学，能够帮助学生进一步提高实践能力。为此，学校应打破章节的限制，把几门相近的课程融合，将培养目标相关的内容集合到一个模块中，使知识更加系统化，培养目标明确化。例如，在学习传动这一个模块章节时，就可以融入电动机的选择，并在《学生工作任务书》中要求学生在学习完传动模块后，计算带式输送机减速器需要的输入功率，确定电机转速，根据功率和电机转速选择电动机，从而达到理论与实践相结合的教学效果，进一步满足学生的发展需求。

总之，随着我国高等教育的进一步发展与完善，社会对综合型技术人才需求的不断提升，实现机械设计制造及自动化专业教育的改革，加快理实一体化教学已是必然。为此，学校应在以就业为导向的办学理念指导下，按照学校需要的核心素质培养要求，积极推行理实一体化教学，为社会培养更多的综合素质人才。

作者:张成 赵鹏 单位:河北秦皇岛技师学院

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二、整合教学资源

机械制造专业的一体化模块教学开展，院校实现教育资源的综合应用。机械制造的理论知识开展模块式教学时，要善于抓住理论知识的教学重点。例如：机械制造中对于机械的运动的探究，主要分析运动的有用功和机械运作的受压能力。依据教学的理论知识，教师进行实践指导，从而实现现代机械制造领域的知识进一步优化与探究。

三、优化配置教学知识结构

一体化模块教学的开展，也需要机械制造教学知识结构的优化配置，中职学生的教学知识结构相对庞大，知识结构零散，为了发挥一体化教学的优势，中职教师进行课堂教学前，做好教学知识的教学规划。例如：机械制造中进行技术教学时，将机械制造的知识结构分为大型机械的知识理论，精密机械零件加工的知识结构，为中职教学的开展提供了相对优化的教学配置，发挥中职机械制造一体化模块教学的作用，达到中职机械制造教学学科的人才培养结构的完善。

四、提倡创新型教学

中职机械制造一体化模块教学的开展，是现代教育体制得到进一步优化完善的重要体现，教师开展教学中，必须坚持一体化模块教学模式适应学生的学习模式，实施学生为主体的创新型教学模式。例如：教师开展机械制造一体化模块教学中，采取教师示范，学生进行实践模仿，同时开展课堂教学课堂讨论，学生能够依据学习的理论知识，进行主动的动手探究，对机械制造中，零件加工和机械有用功的计算进行分析，并分析不同状态中机械运作的速率，机械后期应用的寿命评估等技术形式，充分发挥学生是教学课堂主体的作用，将理论知识与实践机会一体化，同时也进行现代知识的应用规划，发挥一体化模块教学在中职机械制造课堂教学中的作用。

五、多样的新型教育手段

一体化模块教学的开展，需要新型教学手段作为基础，例如：计算机大数据处理技术，计算机智能化系统的开发，机械制造材料加工自动雕刻，机械零件尺寸检验矫正技术，中职机械制造一体化模块教学的开展，应用多种新技术作为现代教学课堂学习与操作的一项内容。这种新技术的探究应用，使中职机械制造一体化模块教学的内容更丰富，为现代中职学生的专业知识的深入探究提供了更加广阔的应用空间。

总之，社会经济发展速率的提高，为社会教育事业的发展提供了物质基础，同时教育人才培养方式也逐步适应社会发展的需求，以综合性人才为主，达到中职专业人才的理论知识与实践能力的同步提高。教学体制一体化模块化教学，实现了教学知识与专业实践相结合的教学，一体化模块化教学将中职教育的内容进一步丰富，使教学结构更加完善，为学生的专业技术应用与创新提供了发展平台，也是我国教育体制改革发展的直接体现。

作者:彭平 单位:甘肃省定西理工中等专业学校

参考文献：

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目前，随着经济全球化的推进，我国工业产值发展呈现出迅猛趋势，我国逐渐以世界制造大国的身份登上国际舞台。同时，我国针对制造业未来发展制定出明确的方向与清晰的目标，可见，我国制造业的发展前景将愈发广阔。此时，作为制造业核心的数控技术行业，其发展的顺利与否将直接关系着制造业的兴衰，故成为我国制造业发展积极关注的重点行业。由于高职院校担负着为数控技术专业发展补给专业人才的重任，因此突显出数控技术专业人才培养的重要性与紧迫性。然而，在高职数控技术专业教学中，存在课程设置合理性欠缺、教学过程实效性缺失以及教学基础设施配置随意等诸多问题，这些问题严重制约着数控技术专业人才培养目标的顺利完成。可见，高职院校解决数控技术专业教学存在的问题尤为迫切并且意义重大。

二、高职院校数控技术专业教学存在的问题

（一）课程设置合理性欠缺

目前，我国高职院校数控技术专业教学在课程设置上合理性不足，选择课程较为固定，缺乏必要的变革调整，不能顺应时代潮流，无法有效结合因材施教的教育方针进行课程设置，致使教学内容较为陈旧，理论与实践教学衔接性不强，学生接受的知识实用性有限，形成的专业应用能力无法与社会全面对接，数控加工工艺专业技术能力欠缺。

（二）教学过程实效性缺失

高职院校数控技术专业任课教师在教学中，忽视对于数控技术专业未来发展方向的把握与研究，教学目标守旧甚至错位，对于学生学情分析不够全面，欠缺对教材内容的选择处理，教学方法过于单一传统，过多注重单纯理论知识传授，对于学生专业实践操作能力培养关注不足，致使学生无法获得有效的指导实践，学生理论知识肤浅而实践能力培养滞后，从而使得数控技术专业教学实效性不尽如人意。

（三）教学基础设施配置随意

高职院校在数控技术专业实践教学开展过程中，需要配备专业相关的实践性教学设备，由于数控技术专业相关的配套基础设备较为昂贵，因而高职院校在采购设施时，往往过于注重专业设备的价格，使得采购的专业实训设备较为陈旧，忽视了专业实训设备的实用性，同时，由于采购的设备数量有限，从而限制了数控技术专业实训课的课时，致使人数较多的班级，学生 专业实训课动手操作时间较少，实训效果不尽如人意，进而严重制约学生能力的培养。

（四）师资力量严重匮乏

随着经济全球化的日益加剧，数控技术发展较为迅速，我国人才市场对于数控技术专业人才的需求量呈激增趋势，导致高职院校数控技术专业师资力量严重短缺，尤其是专业理论知识与实践经验能力都较为丰富的“双师型”教师尤为匮乏，使得高职院校呈现出数控技术专业的部分任课教师由非数控技术专业教师担任。许多任课教师专业理论知识掌握不够全面准确，实践操作能力缺乏专业性，从而无法有效完成教学任务，进而制约着数控技术专业性人才的培养效果。

三、高职院校数控技术专业教学问题的解决对策

（一）建立健全课程教材体系

针对存在课程设置不合理的问题，在高职院校数控技术专业理论教学中，必须紧密结合社会需求与学生学情，邀请社会相关企业专家参与数控技术专业课程优化整合，将部分零散的专业相关课程整合成为综合性课程，突显出数控技术实践性技术应用能力的培养。另外，在数控技术专业实践性课程选择确定时，需要充分结合数控技术专业理论课程进行甄别，有效发挥理论课程对实践课程的指导作用，从而有助于明确高职院校数控技术专业教学发展方向，培养出社会需求的高素质数控技术专业技能人才。

（二）全面提升教学过程实效性

高职院校在数控技术专业教学开展过程中，需要转变过去保守传统的教学观念以及教学方法，确立学生的学习主导地位，突出教师的教学指导作用，充分调动学生的学习热情，发掘出学生自主学习能力以及创新能力。高职院校数控技术专业任课教师在教学前，要注重对教学内容的全面把握，合理进行教学内容的处理以及教学策略的选择，积极采用任务驱动法以及项目教学法进行教学内容的开展，提升学生自主探究与团队合作的能力，激发学生解决问题及其创新思维的能力，有效运用信息化教学手段推动教学任务的实施，有效地将抽象的知识点具体化，以利于学生对于专业理论与实践知识的掌握。同时，积极发挥理论教学对实践教学的利导作用，在实践教学中科学渗透专业理论知识，实现理论与实践教学的促进融合，从而提升高职数控技术专业教学的实效性。

（三）合理优化教学基础设施配置

当前，我国高职院校数控技术专业教学基础设施配置较为随意，缺少全面合理的规划方案，必要的实践教学设备维护更新滞后，进而严重制约着数控技术专业实践教学实效性的发挥。因而需要加强高职院校数控技术专业实践教学基地建设，加大实践教学基地建设资金投入，关注实践教学使用设备的合理采购，制定完备科学的采购方案，进而实现制造专业实践教学基础设施的合理优化配置。在专业实训教学基础设施资金吸收上，可以有效借助政府帮扶资金，吸纳校外企业注资，发动社会力量募集建设资金，完成建设投资的有效积累；在采购数控技术专业实训教学设备时，可以较多选择小型设备，适当选择部分高档设备，同时注重考察设备应用性能的齐全性；在数控技术专业实训设备配置上，充分结合学情实际，合理进行设备配置，遵循因材施教的教学原则，针对不同层次的学生实际情况，设置合理有效的实训设备，通过合理优化专业教学基础设施配置，从而实现高职院校数控技术专业教学实效性的提升。

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2灵活运用辅助教具，进行直观教学

直观教学主要包括实物教学和多媒体教学等方法，把学生不容易理解的抽象理论和复杂空间视图，变成形象、具体、易掌握的内容，使学生看得见、摸得着、记得牢，是培养学生空间想象能力和立体感受能力的有效方法。制图需要学生有很好的空间想象力，这就需要借助实物教具。比如再讲圆柱体切割时，可以用白萝卜进行实物切割，通过不同的剖切位置，学生可以直观看出圆柱切割后的变化，画出不同的视图，再通过多媒体展示评价，总结画法，要比空洞地讲要有趣的多，也更容易培养学生的空间想象力！在制图中，模型也是很直观的教具，如果有很多形体表面有孔、键槽，同时内部还有其它各式各样的结构，初学时单凭想象绘制视图的确有一定难度，展示模型便是一个很好的手段。直观的模型教具与适当讲解结合，学生会更容易接受。多媒体教学手段的应用，可以使那些用传统的教学手段无法讲清或难于讲清的教学内容，由抽象变得更直观。如我们在讲三视图、剖视图形成的时候，可以利用动画课件形象展示它们的形成，使学生对空间和平面两者之间的转换关系有更好的认识，教师再因势利导配以板书和重点讲解，可以大大提高课堂效率，达到事半功倍的效果。另外，鉴于技工学校学生的培养特点，学生需要具有良好的动手动脑能力，在我们《机械制图》教学过程中，我们同样可以鼓励学生自己动手，利用身边的资源进行辅助教具的制作，这样一方面锻炼了学生的动手能力和想象力，同时也对学生提高制图的兴趣产生较大的作用。

3强化练习，发展学生的立体思维

在《机械制图》的教学过程中，我们同样需要秉持循序渐进的普遍教学规律，由易到难，由浅入深的开展课程的教学工作，值得一提的是，《机械制图》课程具有很强的系统性，学生对其中很大一部分知识的掌握需要用系统的概念来理解局部的细节，这就需要在教学活动中针对各教学难点进行由视图转化成实物、实物转化成视图的习题训练，或设计有针对性的读图、绘图实践训练，让学生的立体思维能力得到很好的锻炼。比如在“标注尺寸”的知识的讲授中，教师需要通过举出若干的例子来讲授具体标注尺寸的方法和方式。如果在教学的过程中，教师单纯地采用概念式的教学方法，学生就不容易掌握具体的方法，效果也就大打折扣。已知二视图补画三视图也是学生不易掌握的难点，为了更好地让学生掌握，教师可以引导学生根据已给的二视图分析物体的结构特征、尺寸、位置和方位关系，并想象出其空间形状，来制作实物模型或用橡皮泥捏出所描述的实体，动手与动脑相结合，通过多次强化练习，学生对准确地绘制和表述第三视图的特征就会变得顺理成章，空间想象力也会得到更大提高。

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2过程流体机械课程教学存在的问题

鉴于传统教学的陋习和目前本科教学改革的深入，导致目前过程流体机械教学方法的弊病不断暴露出来。基础知识欠缺不可否认的是，随着教学改革的推进，一些非常重要的基础课程（如工程热力学和传热学）由于学时短缺而被逐渐砍掉。有的课程（如流体力学）虽在开设，但由于学时短或为选修课程，得不到足够的重视，学习效果不理想，导致学习过程流体机械课程时，学生连最基本的概念（如内能、焓、熵等）都不知道，当涉及一些运用基础课程知识点来理解工程问题时感到非常吃力。这就导致以讲授为主的传统教学方法很难适应目前的教学形势，而且教学效果不佳，出现死记硬背、不善于理解应用的学习局面。实践教学环节薄弱实践教学环节薄弱似乎是工程教学的通病[7]。实践教学主要包括实验、实习、实训、课程设计、毕业论文（设计）等环节，是培养工科专业学生的必备环节，对学生工程意识与能力的培养至关重要。对于工程性极强的过程流体机械课程而言，实践环节尤为重要。然而目前普遍存在一些问题。1）实习与实验教学环节需要加强。就本专业的实习而言，目前主要集中于化工设备制造厂和化工产品生产车间的参观和学习，基本上忽略了有关流体机械制造厂的参观和学习，导致学生对流体机械没有感官认识。而且实验学时在不断缩减，目前仅开设往复压缩机示功图测试和高速转子静平衡两个实验。离心泵汽蚀实验被砍掉，导致学生对离心泵主要性能得不到很好的理解。2）毕业设计环节需要加强。鉴于一系列原因（比如工程热力学知识的欠缺、有关流体机械书籍和标准的缺乏），目前绝大多数毕业课题仅局限于化工设备设计，基本上很少布置有关流体机械课程方面的毕业课题。这严重限制了学生对流体机械课程的进一步理解和工程应用能力的锻炼。课程评价存在问题由于课程学时的缩减，目前过程流体机械课程评价基本上是“一锤定音”——期末考试，忽略了大作业的训练和热点研究方向文献的阅读和总结。这种考核方式不能实事求是地反映学生对知识点的掌握和理解，更谈不上运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。因此，教师也很难及时对教学存在的问题给予修正和弥补。

3过程流体机械课程教法改革思路

众所周知，教学方法并不是一成不变的，它随着社会的进步和科技的发展不断地发展和演变。工程教育也是如此。大约二战时期，工程教育从工程实际技术教育过渡到工程科学教育，这就要求涉及工程教育的教学方法也必须进行相应的调整和改革。传统的教学方法是单向性的，类似“学徒式”的教育，即以教师的“教”为主，学生只是被动地接受教学内容。这种教育方式仅适用于以技术教育为主的工程教育，很难适应以科学教育为主的工程教育方式。为此，发展了以学生为中心，积极主动的、学习式的教学方法，即将学生视为教师的角色[8]。学生能够从教学活动过程中隐性地获取知识，而教师主要的任务是开展有效的指导。教师和学生的角色界限模糊，二者有效地完成自身的任务，即教师良好的教学任务、学生有效的学习任务。过程流体机械课程教学方法的改革正是沿着该思路进行的。针对过程流体机械课程教学存在的问题，同时为了适应现阶段工程教育的目的，下面从课程的准备、课程的讲授和课程效果评价三个阶段提出相应的改革措施。课程准备首先，为了有效地完成教学任务，教师必须全面深入地理解教学内容。这必然要求教师大量查阅和学习与教学内容相关的资料（如与过程流体机械有关的国内外专著和书籍），弥补所选教材的缺点。查阅资料时，教师必须注意角色的转换，查阅资料是为了更有效、更准确、更生动地给学生讲解，而不是为了个人学习。教师通过大量地阅读文献，将教学内容给予重新组织和编排，以最合理的顺序将教学内容呈现给学生，便于学生理解接受，而不是照本宣科。其次，教师备课时要充分了解学生前期课程的学习情况，从而合理安排教学内容，弥补存在的问题，避免影响学生对本课程知识点的理解；同时教师要了解学生个体在前期课程学习上存在的差异，这样分组讨论学习时便于优良搭配，学生之间互相学习，克服个人因前期课程学习不足而对本课程知识点理解带来的障碍。再次，鉴于当前的教学方法，以引导和启发学生自主学习和讨论为主，教师的讲解和订正为辅。这就要求教师在备课时要制订引导学生开展自主学习的教学方案。对教师备课提出更高的要求，教师课前要告知学生：1）每节课要学的教学知识点；2）理解知识点需具备的基础知识；3）学生需要查阅的书籍和准备的内容；4）本节课内容在课程中和工程实际中的重要程度。可以说，备课是否充分直接决定了教学是否成功，因此，备课必须要做到备内容、备学生和备方法。课堂学习课堂学习是教学的关键环节，直接决定了教学效果的好坏。课堂教学，不是以教师单向传输为主的教学，而是教师根据备课时制订的教学方案，引导学生积极主动地讨论教学内容，避免学生消极被动地思考教师到底在讲或者要讲什么内容。教师通过学生对教学内容积极主动地讨论，发现和记录教学存在的不足，便于课后进一步的思考、改进和反馈。教师上课时应做到：1）上课时，教师首先要给出本节课主要的学习内容、重点和难点；2）教师要给出每节课的“引子”，提出问题，并组织学生讨论，评价每组学生给出的讨论结果；3）最后教师要给出总结，要评价本节课程内容在工程实际应用中的重要性；4）对于难以理解的、抽象的概念，教师要引导学生与日常生活联系起来，使之形象化，便于学生理解。比如“余隙容积”这个概念，如果仅是书上给出的解释“活塞行至终端止点时气缸剩余的容积”，学生很难理解，很难想象这部分空间是怎么回事；但如果将其与盖房子用到的“公摊面积”类比的话，就很容易理解：二者对于用户来讲都是有害的，但是必须具备的，只能尽力减小，却不能避免。课程评价教学活动的最终环节是评价学生的学习效果。通过教学评价，教师一方面可以了解每个学生对知识点的理解程度，发现和思考教学存在的问题，便于及时反馈；另一方面能够了解学生运用所学知识解决实际问题的情况。为了保证教学质量，及时了解学生对知识点的掌握情况和对所学知识的应用情况，课程的评价应从多个角度出发，绝不能是仅以考试为基准“一锤定音”。为此，教师应从两个方面对学生的学习效果进行评价。1）对知识点理解的评价。通过课堂上观察学生的一系列反应，如面部表情、提出的问题，及时了解学生存在的问题，并给予及时的解释和补充；另一方面通过作业、课程考试来综合评价学生对知识的掌握程度和理解情况，便于教师在以后的教学中调整和弥补不足的地方和存在的问题。特别是学生提出的问题非常重要，一方面，可以测试教师对内容的理解程度；另一方面，教师可以了解学生存在的困惑，明白师生间对知识点理解存在的偏差和分歧。教师应对学生的问题积极反思，对教学内容给予重新编排和阐释，以便改进教师本身对基础知识的理解。2）对学生运用所学知识解决实际问题能力的评价，可以通过实训、大作业、课程设计乃至毕业设计的形式进行，并将存在的问题汇总和分析，弥补教学存在的问题。总之，教学评价是个连续的过程，合理的教学评价是为了保证教学质量和促进教学改革，而不仅仅是为了给学生一个“成绩”。

4教学改革对工程教育的促进

简单的讲，通过上述教学方法的运用和实施，学生获得的技能基本能满足工程教育的要求。具体体现在：1）通过对所学内容的思考、提问和讨论，学生获得了良好的交流技术；2）通过对教学内容的准备和讲解，学生具备了一定的职业责任感；3）通过对教学内容和大作业的分组准备和讨论，教学在团队内相互进行，学生改进和具备了一定的团队合作精神；4）通过“教”这一环节，学生对所学内容进行精选和重组，增加了学生对知识的理解程度，拓宽了学生的视野；5）通过一定的工程训练，学生对待工程的态度和信心发生积极的变化，增加了对工程设计过程的理解；6）通过学生自己对知识的准备和理解，学生掌握了学习方法，具备了终身学习的素养。

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传统机械制造专业的实验教学附属于理论课程教学，通常以演示性或验证性实验为主，学生简单而机械地重复老师的操作过程，缺乏思考的意识。综合性设计性实验是围绕实际问题实施的创造性实验教学。相对于传统实验教学，综合性设计实验为学生提供了广阔的思索空间，充分发挥学生的想象空间和激发学生的创新能力。在机械制造专业中开设综合性设计性实验，增强了学生对机械制造技术的兴趣，提高了学生综合运用多学科知识、自主学习、全面思考和创新的能力。

1.2实验的独立性

综合性设计性实验只抛出问题，将解决问题的主动权交给学生，教师则充当导师的角色。由学生独立去查阅资料、设计实验路线、自主分析数据、得出实验结果、完成实验报告。从而改变学生在传统实验中的被动角色，整个实验过程完全由学生自己分析问题、解决问题。

2综合性设计性实验的实施流程

2.1实验题目的选定

综合性设计性实验的选题既可以是老师指定某些实验题目，学生根据自身情况来选择实验题目，也可以是学生自拟实验题目。指导教师指定实验题目时应该考虑实验所涉及的理论知识的难易程度、实验步骤的可操作性、实验过程的安全性以及实验设备的能力。综合性设计性实验题目直接影响到实验效果。如果实验题目太难，学生无法按时完成实验或者花费大量的时间，这样学生容易失去探索客观事物的兴趣；与之相反，如果题目过于容易，不利于学生实践能力和创新能力的培养。对于学生自拟题目，指导老师要积极协助并严格审查实验题目。例如机械制造技术综合性设计性实验中，老师指定学生用成形刀具对某成形表面进行加工并达到规定的设计精度，这就要求学生具有金属切削刀具设计、机床操作能力和零件几何要素检测知识等综合素质。

2.2实验方案的设计

确定好实验题目后，学生开始查阅文献，寻找与课题相关的资料信息，设计整套实验方案，撰写实验设计报告等。在讨论会上汇报实验方案，与同学和老师展开讨论并进一步完善实验设计方案。学生完善实验方案后交由指导老师审阅，指导老师首先要鼓励学生实验设计中的大胆而具有创意的方法，然后对于不合理的地方与学生展开讨论并提出修改意见。学生根据老师的意见完成最终实验设计，经审查通过后便可开始实验作业。

2.3实验的实施

实验的实施是综合性设计性实验的重要环节。在实验过程中，学生不但要实施自己的实验设计方案，获得预期的结果，而且还要在实验过程中修正实验设计中不合理的地方，学生可能需要多次反复才能最终完成实验，这一过程是锻炼学生实践能力和自主解决问题能力的重要手段。通过综合性设计性实验，将理论与实践结合起来，发现问题并解决问题，既调动了学生的主动性、积极性，也锻炼了学生的综合能力。

2.4实验的结果

实验完成后，学生应该归纳和处理实验数据，分析实验结果。指导教师组织实验报告会，学生汇报完整的实验设计、实验方法和实验结果，以及实验中遇到的问题和解决方法。实验报告会上，老师要引导学生就实验的一些相关问题展开讨论。这样可以让其他同学了解他人的实验成果，取长补短。综合性设计性实验的实验报告应有别于传统实验报告的形式，综合性设计性实验报告最好采用论文形式，论文形式的实验报告的撰写是对实验过程的再认识与提高，有助于学生对实验中遇到的问题做进一步思考，对没有达到预期结果的实验，提出自己的看法和改进措施。

2.5成绩的评定

在实验完成后，科学合理地评定学生的实验成绩既是对学生实验工作的肯定，也能使学生认识自己在实验工作中的不足，是对学生的鼓励与鞭策。实验报告答辩是教师检查和评定实验成绩的有效手段，也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中答疑。实验答辩既不能流于形式，也不能拘泥于形式，师生要认真做好答辩的准备和组织工作。答辩时，由学生对实验过程中所做的工作进行描述，阐述在实验过程中出现的各种问题以及解决方案，展示实验成果等，指导教师围绕学生的实验提问、回答和实验报告进行点评，评定成绩等级。综合性设计性实验的成绩评定应该以实验报告、实验技能和答辩成绩为主，兼顾理论知识和实验结果。评定成绩要有一个相对固定的考核标准，要鼓励学生大胆合理创新，创新意识在考核成绩中应有所体现。实验的成绩由实验报告、实验技能和答辩成绩三部分组成，其中实验报告占50%，实验技能占30%和答辩成绩占20%。

3实验的主要问题及解决途径

综合性设计性实验以学生为本，培养学生的综合实验能力和创新能力。机械制造技术的综合性设计性实验教学的开展受制于学生自身素质、教学经费、实验设备数量、指导老师数量和实验过程的安全等多方面的因素，使得综合性设计性实验教学开展起来困难重重。为了在教学资源有限的情况下，有效地推进综合性设计性实验教学，进行了多方面的改革探索。

3.1综合性设计性实验以选修课方式实施

机械制造技术的综合性设计性实验作为独立实验课的教学形式进行，主要基于以下因素：首先，综合性设计性实验对于提升学生综合素质有极大的帮助，但是不能把学生综合素质的培养完全寄希望于综合性设计性实验，综合性设计性实验是建立演示性和验证性实验基础上的。其次，综合性设计性实验与学生的理论知识掌握程度、实践能力和学习兴趣等因素关系密切。在同一个专业中，学生能力参差不齐，兴趣不一，我们的教学强调以人为本，提倡差异化教学，如果把理论和实践能力稍差、学习兴趣不在本专业的同学强拉进综合性设计性实验教学中，也达不到很好的教学效果。第三，综合性设计性实验占用包括师资、经费和设备在内的大量教学资源，在现阶段资源有限的情况下，采用独立选修课的形式开展综合性设计性实验是最大限度满足教学需求的方式。最后，机械制造技术的综合性设计性实验中需要使用机床加工零件等，设备和人员的安全极为重要，然而指导老师数量有限，他们同时还要承担基础工程实训的教学任务，选修课的方式能有效地控制学生人数来保障实验过程的安全。

3.2相关教师共同参与

机械制造技术的综合性设计性实验的完成需要理论知识、零件检测技术和机床操作能力，与实验教学相关的老师应该发挥自己的专业所长，共同参与指导学生完成实验，才能真真切切地、有效地保证教学质量，达到预期教学目的，使学生受益。机械制造技术的综合性设计性实验中，专业理论课教师是主要指导教师，负责学生实验全过程的各项活动，但主要工作是理论指导、方案评价等工作；实验相关的实验员负责学生检测仪器的使用培训和测试过程的指导，协助学生完成测试过程；工程实训中心的老师负责学生的机床操作培训和零件加工工程的指导等等。只有多方参与综合性设计性实验的教学才能保证实验的顺利完成。

3.3重视实验报告会

在综合性设计性实验教学中，要十分重视实验方案评审会和实验答辩会等与实验相关的各种形式的报告会。首先，实验报告会是师生之间交流学习的重要形式，报告会能够提高学生的口头表达能力，表述清楚，重点突出。其次，利用实验报告会，指导老师可以解决学生中出现的共性问题，既能解决学生的疑惑也能克服师资力量不足的问题。最后，通过实验报告会的交流讨论，学生清晰而完整地了解了其他同学的实验，在某种程度上说也相当于完成了该实验，学生之间相互学习，共同提高。在教学资源有限的情况下，这种报告会尤为重要。

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一、引言

机械类专业基础课、专业课是奠定学生将来从事机械类及相关工作的理论基础、分析能力及实践能力的重要课程。根据机械类学生将来从事结构设计工作的特点，为拓宽他们的视野，提高其设计技能，教材中大量使用了原理结构图及实例结构图，导致教材内容复杂，篇幅长，讲授难度大。为了提高教学效果，许多教师进行了大量、广泛而且深入的教学方法研究，取得了很好的效果。但对于机械类专业基础课、专业课中大量出现的原理结构图及实例结构图，由于学生缺乏感性认识、实践知识和基本结构素材，如果仅靠学生的兴趣和教师讲授效率的提高，学生理解速度还不能适应课堂教学的需要。针对这个问题，我们提出了解剖式动态教学模式。

二、目前的教学状况

机械类专业基础课、专业课中大量出现的原理结构图及实例结构图是以线条式的原理简图或以平面的三视图来表现的。对于原理简图，学生只需“看见”就已经“理解”这些图形了；而对于三视图，根据教育心理学认知理论，学生要理解这些图形，在“看见”这些图形的基础上，必须在大脑中将其重新组合为熟悉的三维立体图形，而这需要花费一定的时间。教材编著者也注意到了学生认知的这些特点，尽可能采用轴测图来表示复杂的实例结构。从教学中不难发现，学生对这些轴测图的理解速度远大于对平面图形尤其是三视图的。为什么会出现这样的结果?从学生学习三视图的过程中不难发现答案。

学生在学习《机械制图》的时候，教师都带有实物教学模型，让学生从三个方向观看，并且运用正投影理论把模型轮廓投影到三个相互垂直的平面上，然后按规定将三个平面展开到同一个平面形成了三视图。为了加深学生的理解，教师通常要求学生亲手制作模型。所以三视图的产生方式是：立体图一三个面轮廓分解一三视图。当学生阅图时，是将三视图的三个平面图形读人大脑，通过空间想像在大脑中拼接成对应的立体图，即三视图一三个平面图形合成一立体图。这个过程看似一个简单的思维逆转，但其思维的难度却不是成比例增加的。因为立体图一三个面轮廓分解一三视图是正向思维，且三个面形成在思维过程中是可以分解进行的，而三视图一三个平面图形合成一立体图是逆向思维，且立体图形的形成在思维过程中必须是整体进行的，所以理解难度大大增强，即使对于经验丰富的工程技术人员，仍会感觉到这两种思维方式在难度上的差别。

机械类专业基础课、专业课教学的主要目的是让学生理解用图形表示的结构原理，掌握设计思路及相关基本概念的应用，而不是让学生单纯地识图，安排的教学时间非常短。这样就难以在规定的时间内达到预期的教学效果。

三、解剖式动态教学模式

随着计算机硬件性能价格比的提高及计算机软件技术的发展，使三维实体的结构造型成为可能，这就为直接用三维结构图进行教学提供了基础。根据教学要求，我们选择了具有自顶向下设计特点的PRO／E软件进行三维实体的结构造型设计。其过程为：先构造零件毛坯实体，然后采用如机械加工及焊接加工过程的实体去除或添加，最终生成所需的零件实体；PRO／E还可根据设计的零件实体自动绘出它的三视图，并标注尺寸，因此从设计步骤上具有自顶向下的特点；除此以外，PRO／E绘制的零件实体还可以装配成总装图，故用PRO／E软件来演示结构的制造和安装过程对学生理解实例结构图有非常好的效果。

在实施过程中，我们拟将常用车刀、钻头、车床主轴箱、典型夹具制作成三维实体结构图。完成此工作后，可以使教材中的平面图形转换为立体图形，学生将抽象的空间想像合成阅图转换为直观的立体阅图，教师将静止的结构形态展示变为动态功能信息讲解，实验由被动的观察转换为主动的装配实践，从而提高学生的理解速度及深度，达到教学要求。经过这样的转化，使学生在读图的过程中，不但克服了平面图形及三视图阅图弊端，而且弥补了轴测图的观察角度单一的不足，还消除了实物模型的内部结构无法看清、不能任意拆卸的缺陷。

更重要的是，利用PRO／E提供的强大功能，还可以形成一套独特的教学模式——自顶向下的解剖式动态教学模式。这种教学模式是根据三维实体结构图，利用学生已掌握的基本知识及已有的结构、产品及实际经验，先讲解来源于生产实际结构图的功用，再讲解各部分结构的设计原则及运动特点，最后讲解其中每个零部件的功用，形成从整体到具体的教学特点，即自顶向下的教学模式。实际上，PRO／E软件还有一个重要的功能——快速装配，利用这个功能，在教学中，可以将实体结构中的零件逐个拆下，并可以在任意方位展示，使学生更容易理解各个零件在产品中的功能及与整体的装配关系，显然，这种方法具有医学中解剖的特点，所以称之为解剖式。此外，不仅这种解剖过程是动态仿真的，而且对于一些结构，还可以实现动态的运动模拟，所以这种教学方法具有动态的特点，因此，称为自顶向下的解剖式动态教学模式。

要达到这种教学要求，需利用PRO／E软件制作大量的三维实体零部件图及装配图，为了实现通用性，拟采用参数化设计方法，对刀具结构、主轴箱、常用夹具结构、常用标准件、先进设备的典型机构实现三维实体造型，这项工作完成后，不但可以达到上述的教学要求，还可以得到一个“副产品”，这就是可以让学生自己设计、装配产品的基本元件库，从而开发出《机械制造技术基础》的一个新的实验——虚拟机械结构拆装实验!

四、解剖式动态教学模式的研究意义

1．以学生在课程学习中遇到的结构三视图阅图难点为研究内容，以学生容易理解的三维实体教学方式为突破口，以学生的理解力提高为目标，形成了自顶向下的解剖式动态教学模式，实现了教学研究以人为本的思想。

2．充分利用了计算机软件及硬件技术带来的图形处理及显示的优势，将实体造型软件PRO／E应用于课堂教学及实验中，使专业知识中涉及到的大量的结构原理图和实例结构图更直观的呈现出来，加快了学生阅图速度，加深了学生对所学内容的理解，实现了教学手段的与时俱进。

3．著名教育理论家及建构主义理论的集大成者皮亚杰认为，“理解就是创造，或通过再创造去进行重构”。运用这一认知理论，鉴于PRO／E软件的特点，创建课程相关图库，使结构原理图和实例结构图具有实践性，学生通过动手设计部分结构，理解程度大大加深。实现了教学方法改革与提高认知能力的有机统一。

4．充分利用PRO／E软件强大的功能，使实例结构图以三维实体造型的形式全方位展现，组成零件可以任意拆装、移位、隐藏，相关运动机构可以动态显示，使学生快速理解实例的组成结构、运动原理及包含的基本理论，实现了教学过程的动态直观。

5．利用PRO／E的快速装配功能，在教学中，可以将实体结构中的零件逐个拆下，并可以在任意方位展示，使学生更容易理解各个零件在产品中的功能及与整体的装配关系，这种解剖过程是动态进行的。此外，对于一些结构还可以实现动态的运动模拟，首创了自顶向下的解剖式动态教学模式。

6．利用研究项目形成的三维实体库及现有的计算机资源，可以开出虚拟结构设计装配实验，不仅解决了实验装备模型的不足，而且提高了学生的学习积极性，培养了学生的设计能力和创新能力，并扩展了三维实体库，使该实验形成了良性循环。此外，利用虚拟造型，可以引进先进设备结构，大大提高实验的技术水平，因此形成了教学实验开发的新模式。

五、结论

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。1．教材内容和案例相结合

将教学内容中的知识与实际案例进行结合。每个案例都结合着教材的理论知识，将理论知识应用到解决案例中的实际问题。比如，在讲解CPU的编程结构时，先介绍一个简单的时序电路，由此引出时钟电路、寄存器、总线等概念。在讲解可编程定时器/计数器8253时，以如何检测自行车速度为例。为了检测自行车速度，需要产生标准时钟，检测自行车轮辐信号，计数检测到了多少根轮辐。然后采用单位时间计算法，检测单位时间内有多少根轮辐经过，或是检测总的轮辐数目，计算每根轮辐经历的时间，由此来计算车速。为了达到上述目的，需要分析如何配置控制字寄存器、如何初始化每个计数器等。

2．案例环环相扣，形成系统

案例的设计需要周密考虑。案例在设计之初要考虑的问题是，如何在每次案例教学中即能讲解当前知识，又能复习上次课程的内容并引出下次课程的教学内容，这样便使学生在接受新课之前可以完成对上次课程的回顾，又对下面的内容充满好奇。此外，工程应用所采用的知识面涉及内容非常多，掌握每个案例需要大量的课时，理论课时有限，让案例环环相扣，形成系统，可以减少理解案例的时间，又能够很好掌握课程内容。以感应同步器检测案例为例，该系统包括8086的总线和时序，存储器，输入/输出，中断技术，可编程接口芯片8255、8253、8279等微机原理接口技术所有内容。在课堂教学中，我们可以不断反复应用该案例。在总线和时序一章中，围绕CPU，学生可以掌握晶体振荡器、复位电路和电源电路;在存储器一章中，学生能很好地掌握RAM、ROM等存储器，并复习了总线和时序一章，也能够直观地看到其它章节的内容;在可编程接口芯片一章中，学生能掌握如何利用定时器/计数器8253进行计数，利用并行接口芯片8255设计输入输出，利用8279设计键盘显示电路，实现参数设置，并采用七段码显示参数或者感应同步器距离，通过这样环环相扣，一个完整的系统就可组成。一个系统案例涵盖整个理论课程章节内容，学生通过一个系统案例，能直观地掌握课程理论知识，并举一反三，应用于工程实践中。学生在课堂上学习的积极性来源于课堂知识所带来的求知欲和兴趣。选择学生喜欢的内容作为教学内容，是提高教学质量的一种好方法。每个学生都有自行设计自行车速度检测方法和控制装置想法，作为老师引导学生一步步实现，包括:设计晶振、复位、电源电路;设计存储器接口电路，设计时钟芯片电路、设计键盘显示电路等。

二、在自制开发板上动手实践

由于缺乏实际的练习与应用，有相当多的机械类专业学生快到毕业时，仍然不知道如何在工程实例中使用微机原理的理论知识。为了增加理论与实际的结合机会，在教学实践中，作者设计了一块简单、成本很低的CPU开发板。CPU开发板具有在线下载功能，能够实现与计算机通信、键盘显示操作、模拟量输入等各种功能。利用开发板进行编程，能够很好理解掌握微机编程结构、汇编语言、存储器功能、输入输出接口、A/D转换，定时器、计数器功能等。这种自制开发板发给每个学生，布置各种不同的任务，让学生在电路板上实现，这样学生在课余时间能够很好地掌握微机原理的基本知识。通过这些训练，学生不仅掌握了课堂内容，培养了动手能力，而且启发他们的创造能力，学生根据这块电路板完成了各种不同的功能，如霓虹灯显示、恒温箱控制模拟、网络功能等。人手一块CPU开发板，进行实际电路的设计，让课堂理论知识紧密联系实践操作。

三、灵活考试机制

机械专业微机原理与接口技术是一门专业选修课程，教师在成绩评定上有比较大的自，不能简单拘泥于书面考试的形式。所以，这个环节要与前两要素有机结合，灵活应用，以取得良好的教学效果。一般会有100个左右的学生选修这门课。在这些学生中间，每年都会有部分学生参加教师所承担的课题研究。对于这些学生，由学生本人申请或者班导师推荐，他们的期末考试成绩一般都在90分左右。还有部分有学习积极性的同学会参加各种科技兴趣小组，利用微机原理知识，制作各种小发明、小创造。这部分同学通常能交出一份很好的设计方案和演示实例，期末成绩将根据考试成绩和小发明、小创造综合评定。另外，还有部分同学在自制的开发板上设计出比较好的演示程序，期末成绩则由演示程序与考试成绩结合评定。其余的同学根据考试成绩和平时作业综合评定成绩。通过采用这种灵活的考试机制，不仅调动了学生的学习积极性，又提高了部分学生学习的自主性、动手能力和创造性。这种灵活的考试机制还取得了良好的辐射效应，取得了一定的经济和社会效益。在参与课题研究的同学中，有些申请了上海市大学生创新基金项目;有些学生毕业后根据参与的课题研究，分别成立了自己的公司。这种灵活的考试机制，能很好地推动教学双方沟通的经常性，提高了教学效果。参与课题研究的同学能够提出他们的想法，为将来的教学改进提供很好的思路。这种教学效果已经产生多元化的效果，不仅增强了理论知识，而且增强了动手能力、创新能力和自学能力。