基于工作过程的高职“机械设计基础”课程改革实践
［摘要］文章阐述了长春职业技术学院“机械设计基础”课程进行基于工作过程的课程设计，课程以机械结构分析设计为主线，设计了六个学习情境，并针对不同专业分层次教学，采用教、学、做、评一体化，双任务驱动的教学模式，一主多元的教学方法，培养学生的专业基础知识和基础能力。
［关键词］工作过程 机械设计基础 改革
［作者简介］张庆玲（1971- ），女，吉林长春人，长春职业技术学院工程技术分院，副教授，研究方向为机构创新设计与课程开发；王洋（1978- ），女，吉林长春人，长春职业技术学院工程技术分院，讲师，研究方向为机械制造新工艺、新方法。（吉林 长春 130033）高玉侠（1978- ），女，吉林长春人，长春数控机床有限公司，工程师，研究方向为数控机床设计制造。（吉林 长春 130012）
［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2011）20-0140-03
课程改革与建设是提高教学质量的核心，是教学改革的重点和难点，是确保高职院校人才培养质量的最重要的教育教学基本建设环节之一。按照国家精品课建设所提出的“创建一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理”的要求，长春职业技术学院（以下简称“我院”）在示范建设期间，课程建设全面展开，“机械设计基础”（在本学院更名为“机械结构分析与设计”）课作为制造类专业的基础能力课程，在课程改革与建设中进行积极的探索，与企业合作共同开发设计基于工作过程的课程。
一、课程定位
“机械设计基础”课是高等职业院校面向制造类专业，即数控技术专业、机电一体化技术专业、模具设计与制造专业开设的平台课程，是学生迈向专业职业的基础能力课程。课程以职业能力培养和职业素养养成为总体目标，专业能力培养目标为使学生具有分析、选用和设计常用机构、机械传动装置和机械零件的能力；分析零件常用材料的能力；检测零件的能力。方法能力目标为使学生学会观察分析机械结构的方法；自主学习的方法；学会使用技术资料的方法。社会能力目标为培养学生主动参与、团队合作、组织协调等能力。
二、课程设计
（一）课程设计的理念与思路
设计的理念：课程设计以培养机械结构分析设计能力为重点，保证基础性强和应用面广，保证专业知识技能和学生的岗位变迁等可持续发展需求；针对专业和职业岗位所需，以企业项目的实施过程为依据；与行业企业合作进行课程开发与设计。充分体现职业性、实践性和开放性的要求。
具体设计思路：学习情境的设计以学生对机械结构的分析及零件的选用设计知识为重点，以促进学生综合职业素养养成为主线，分析前后续课程知识衔接和能力递升路径，将课程目标的知识、能力和素质要求进行明确和细化；以企业真实产品的生产过程为主，选取教学内容，企业一线技术人员全程参与课程开发与教学实施，使专业基础知识在应用中得到传递，学生综合职业素养在真实的企业环境中得到培养。
1.课程内容的选取，一个平台，三方服务。课程本着为专业提供一个宽敞的平台，服务专业、服务职业技能、服务岗位的思想，与专业探讨，对本地区企业进行调研，收集了多家企业设计与制造的真实产品，将企业的典型产品进行剖析、归类，和企业人员一起选择了生产和设备中应用广泛、技术实用、拓展性强的工程实际项目为核心项目，作为课程的六个学习情境，并将知识、能力和素质训练融合于实际工作过程中，从而有效地培养学生的技术应用能力、自主学习能力、设计创新能力和可持续发展能力。具体的课程内容（见表1）。
2.教学过程反映实际工作流程。课程学习任务的实际过程与企业项目实际工作流程相互对应如下（见表2）。
3.校企合作进行课程设计、实施，资源开发，实训基地建设及科技服务。由企业兼职教师和学院双师型教师共同组成师资队伍，以职业岗位能力要求、职业技术标准要求和企业要求为标准，共同构建课程内容，以学院教师为主，企业工程师为辅实施教学。充分利用学院实训基地建设的优越条件，在企业合理安排学生实习、实训，让学生真实体验岗位工作环境，尽快进入职业岗位角色。依托课程实施和企业所需，由学校教师和企业教师共同开发课程资源，形成校企资源共享。
（二）课程组织与安排
针对三个专业，把课程的六个教学情境分为三种类型，三个层次：一是公共学习情境，即三个专业都选择的学习情境；二是筛选学习情境，根据各专业需求可对内部的学习任务进行选择性学习；三是专设学习情境，针对机电一体化技术专业的职业需求设计的学习情境。在我院，机电一体化专业为A层次的教学，选择学习情境一至学习情境六，共102学时；模具设计与制造专业为B层次的教学，选择学习情境一至学习情境五，共90学时；数控技术专业为C层次的教学，选择学习情境一与学习情境二，在学习情境三中选择任务1～5，在学习情境四中选择任务1～3，在学习情境五中选择任务1，共64学时。
课程的学习情境设计以机械结构分析为主线，按照学生的认知规律，由简单到复杂组织教学。按照单一零件——机械总成——机构——机械部件的机械制造和装配过程顺序，来逐步提升学生对零件和机械结构的认知能力、应用能力和设计维护能力。每一情境内又以机械零件（机械结构）为主线，让学生在完成任务的过程中学习到机械设计基础、机械工程材料、公差配合与测量技术等专业基础知识，同时培养学生的创新意识和自主学习能力。
如在学习情境一中，学生通过对减速器中所用连接的分析与选用，掌握了常用连接的结构特点及选用方法，对连接件的材料性能进行分析，学习机械工程材料的基本知识，再对连接结构的公差及配合关系进行分析，进一步学习公差与配合知识。这样，以零件（机械结构）为主线，随着问题逐步深入，学生的探究兴趣越来越浓，提出问题、分析问题、解决问题的能力逐步增强。
（三）教学方法与手段
1.教学模式。传统的理论讲授式的教学模式已不能适应这种基于工作过程的教学设计，因此，在课程教学中，我们采用四位一体、两两结合、双任务驱动的教学模式。即教、学、做、评一体化，在做中教会学生专业知识，在做中提升学生的专业技能，同时考核评价也侧重于做的过程；实训室即是教室，教室即是实训室，教室与实训室相结合；课程的学习任务多是以企业的产品为载体，因此，在任务学习前，都先到企业的真实环境中，由企业教师进行现场教学，然后再回到学校，由学校教师采用一些动画或仿真进行教学，实现企业真场景与学校仿真的结合。
为激起学生对学习任务的兴趣，在每一个学习任务前，都设计一个有趣的、学生很容易完成的任务，我们称之为兴趣任务，兴趣任务的设计要保证相关性和可行性，即要保证学生能顺利完成该任务，并且该任务与本次课的任务内容相关。激起学生的学习兴趣后，带领他们走进学习任务。实践证明，兴趣任务的合理设计能极大地激起学生的学习兴趣，培养学生的想象力和创造力，使学生对每一次任务都有一种期待。
如在学习情境一中学生要完成的固定连接及轴毂连接的选用任务，首先让学生完成一个兴趣任务，即给学生任意的两样东西，可以是两张纸、笔和笔帽、两个木板等，让学生利用手头现有的条件来完成两样东西的连接。通过这一任务激起学生的学习兴趣，学生的情绪兴奋起来，这时教师再切入本次任务的题目——键连接的选用，然后为学生展示出键连接实际案例，展示装配过程的动画，带领学生完成学习任务。
2.教学方法。课程采用一主多元的教学方法，即以案例分析法为主，综合运用多种教学方法。
一是案例分析教学法。课程组教师收集大量生产和生活中的案例，通过教师的引导，学生从不同的角度去考察、分析问题，从而培养学生把握问题的统筹能力。在案例讨论过程中，学生可以质疑他人的想法，学习如何发问，进而培养学生独立思考、与人相处、解决冲突、尊重他人等能力。在课程资源库中还要编写案例库，作为学生课外自主学习的资料。
二是演示法。通过大量的实物、模型、仿真、动画、图片等演示，为学生创设学习情境，使机械中一些抽象的线条形象化，让学生在情境中更好地理解机械结构及零件的设计方法。为此，课程组从企业找来大量的机器中的实物零件，也选择一些学生在后续课程中能加工到的零件（如阶梯轴），同企业人员一起开发了教学载体的仿真视频，保证了充足的教学资源。
三是引导文教学法。要求教师对每一个任务都编写引导文，学生通过阅读引导文，明确学习目标，清楚地了解应该完成什么工作、学会什么知识、掌握什么技能。在引导文的引导下，学生能够积极主动地查阅资料，获取有意义信息，解答引导问题，制订工作计划，实施工作计划，评估工作成果。
四是旋转木马交流法。在每个任务资讯过程中，教师采用旋转木马交流法，使学生快速完成资讯内容的方法，同时提高与人沟通的能力。
除以上教学法外，在课程教学中还可以采用角色扮演法、关键词卡片法、展示演说法等教学方法。
3.运用现代化教学手段。在课程教学中采用多媒体仿真技术，如在零件设计时，利用Nastran仿真分析软件克服学生在力学分析时的困难，在分析结果中直观地显示在载荷作用下零件中的应力、变形的大小及应力循环情况，使学生对力学分析有直观的认识；在学习情境设计时，引入企业真实工作场景，为学生尽早适应职业岗位打下基础。同时，通过课程网络平台，为学生课外自主学习提供大量资源。
（四）课程的考核评价
课程考核注重学生职业能力的培养和职业素养的养成，在考核评价中引入6S（整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全）评价，采用过程考核和期末考核相结合的方法。采用自评、组评、师评三方面评价，多角度、全面考核学生的理论知识、职业能力和职业素养。过程考核项目包括：
1.学习态度（团队精神和吃苦耐劳精神）。可从是否珍视小组荣誉并主动承担任务,每天是否按时出勤并保证作息时间,是否热爱所学专业、专业兴趣浓厚程度,是否乐于为组内同学解决问题等方面来考核。
2.项目绩效（专业能力考核）。包括项目方案内容是否完整，是否有可操作性，是否按要求完成任务规定内容，项目任务资料是否齐备等方面。
3.项目过程（方法能力考核）。包括任务咨询方法是否合理，是否有合理的计划，实施准备是否充分，过程是否有较好的记录等方面。
4.创新能力、领导能力。可从是否能协调各组处理任务中的相关问题，是否能有效利用学习资源，是否能较好地表达自己的设计思想等方面来考核。
5.创新能力和组织协调能力。可从是否担任组长并能组织组内成员积极参与，是否能顺利完成任务，小组讨论中能否提出不同意见，是否有独到的见解与新颖的方法等方面来考核。
6.6S管理规范（职业素养、规范）。可从材料及工作现场整理是否规范，是否有高效的办事效率，是否能安全操作等方面来考核。
过程考核在每一任务结束时完成，将每一项目给出百分制分数，然后按各项目所占比例进行总评，得出百分制分数，作为学生的过程考核分数，占课程考核成绩的50%；另外50%的成绩为期末考核成绩，主要在学期末进行，采用理论测试的方法。
［参考文献］
［1］戴士弘.职业教育课程教学改革［M］.北京：清华大学出版社，2007.
［2］赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南［M］.北京：清华大学出版社，2009.
［3］万志坚.高职《机械设计基础》课程项目化教学改革实践［J］.职业技术教育，2009（32）.
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