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摘要：《机械设计基础》是一门机械类专业的专业基础课程，内容枯燥难懂，笔者借课程改革之机，以“轴的设计”为例，从教学分析、教学实施、教学设计和教学反思四个方面，详细叙述信息化教学手段在课程教学中的应用。《机械设计基础》课程进行信息化教学改革与实践，改进了传统教学的不足之处，激发了学生的学习积极性和兴趣，取得了较好的教学效果。
关键词：机械设计基础；信息化教学；轴的设计；教学改革
0引言
党的开启了教育现代化、建设教育强国的新征程。教育信息化2.0行动计划是在历史成就基础上实践新跨越的内在需求。随着互联网+的飞速发展，信息技术和教育教学之间的深度融合，正在改变高职教育教学体系，高职课程教学改革和实践工作势在必行。
1高职《机械设计基础》信息化教学改革的必要性
①在教育信息化2.0背景下，利用互联网+教育的平台，合理运用信息化教学手段，对高职课程《机械设计基础》进行教学改革与实践，努力构建信息化时代人才培养新模式，提升教学质量，只有这样才能完成高职人才培养目标和教学改革要求；②《机械设计基础》是机械类专业的专业基础课程，课程内容枯燥难懂，传统教学手段单一，教学设计过程还需要套用公式计算，这些授课方式显然不适合高职院校学生，只会打消学生学习的积极性，教学效果不好，教学方式与教育信息化要求相差甚远；③通过引入信息化教学手段，使用教学平台蓝墨云，将课程教学贯穿课前课中课后；微课、教学视频等丰富的教学资源激发学生的学习兴趣和积极性；使用专业软件代替传统的复杂枯燥的计算公式，突破了教学难点，提高了教学效果。实践证明：《机械设计基础》信息化教学改革满足现代高职教育的需要，通过合理和目标明确的教学设计，结合信息化教学手段，提升教学质量，激发学生学习积极性。现我以“轴的设计”教学内容为例，详细阐述教学改革的过程，总结实践经验与不足，为以后的教学改革提供参考。
2“轴的设计”信息化教学改革
2.1教学分析。本教学内容选自十三五规划教材《机械设计基础》，这门课是机械设计与制造专业的核心基础课程，在整个专业的学习过程中起到了承上启下的作用。前期学生已经学习了机械制图、工程力学、有限元等前导课程，虽有一定理论基础但无实际设计能力。因此，根据人才培养方案及课程标准并结合学生实际情况确定了知识、能力、素质三大目标。综合培养目标及以往教学经验确定本次教学重点为：轴的结构设计、尺寸设计及工艺分析，教学难点为轴的结构设计及尺寸设计。
2.2教学设计。此次教学设计包括教学环节设计、信息化教学资源设计、教学方法设计三方面内容。将教学过程分为三大环节，课前任务驱动，自主学习并完成初步设计；将课中实施环节细化为五个子环节，结构-尺寸-工艺环环相扣，解决教学重难点；课后拓展环节旨在提升学生专业技能及综合能力素养（见图1）。整个教学过程以轴的设计为核心，将三维建模及动态仿真、微课、微信群等信息化资源融入到各个教学环节，以翻转课堂为主导，综合做中学、学中做的教学理念，以校企交流为辅助开展现代化教学。
2.3教学过程。课前教师利用蓝墨云学习平台下发任务书及课件等相关学习资源，并组织学生拆装一级减速器主动轴配件；学生登录平台下载学习资料自主学习，并完成课前预习任务———主动轴三维建模和从动轴设计。针对教学重难点将课堂实施环节细分为五个子环节：子环节一视频引入通过汽车一级减速器三维动态爆炸视频激发学生学习兴趣同时引出此次课题，并引导学生分析出结构设计的关键因素———轴上装配件的轴向及周向定位。子环节二结构设计首先组织学生观看微课，学习轴上装配件与轴结构设计之间的关系，然后教师总结分析轴上主要装配件的常用定位方式，最后学生针对课前设计进行结构修改，完善轴件结构。在此过程中，教师线下实时辅导答疑，并组建包含学生、教师、校企合作公司结构工程师的结构设计微信群，学生通过微信与结构工程师在线互动、交流学习，让学生学中做，做中学，改进轴件结构，通过三维建模与装配的方式，改善了以往传统教学的弊端，使理论知识实体化，解决教学难点一。子环节三尺寸定形修改结构后的轴件是否就已经满足实际工作要求呢？引出尺寸选型的关键———轴的强度及刚度校核。传统教学中都是通过大量计算来验证强度刚度是否达到要求，计算公式多且复杂，计算量大，难度大；此次教学我们采用有限元仿真模拟的方法，可操作性强，设计过程形象简单（见图2）。首先教师利用三维仿真软件，操作并讲解有限元仿真及优化设计的全过程：模拟真实工作环境下轴件受载情况，将理论受力图解转换成仿真软件受力加载，利用软件的计算能力计算出各部分位移、应力及应变情况，进而判定轴件的强度及刚度是否达到要求。如果强度及刚度不达标，则进入软件的优化设计模块，自动优化轴件的尺寸，直到满足承载要求。接下来学生通过仿真软件，针对自己设计的轴件进行有限元模拟并进行优化设计，教师同步跟踪指导，同时借助微信群，校企合作公司有限元开发工程师在线交流辅导。通过线上线下互动答疑，做学结合，理论联系实际，改善了以往纯理论教学的弊端，突破教学难点二。子环节四工艺分析那么经过结构及尺寸修改后的轴件是否就已经满足设计要求？针对工艺知识模块的特点，采用经验教学法，通过播放一组工艺经验分享案例视频，启发学生对设计的轴件进行工艺改进。改进过程中教师同步指导，工艺交流群校企合作工艺工程师在线答疑。最后教师对学生提交的轴设计图纸，进行点评，总结归纳本次课程的知识点。子环节五趣味游戏通过开展“大家来找茬”的趣味游戏，巩固教学内容。教师提供一个“问题轴”图纸，让学生从结构、尺寸、工艺等方面找出图纸中的问题，通过抢答得分的形式完成游戏环节。最终达到检验学习效果，巩固知识要点的目的。课后拓展环节，学生将设计的轴在学校实训基地加工出成品，加深学生对设计工艺问题的理解，提高学习成就感；同时每人录制一个“我的设计初体验”视频，重现设计的整个过程，总结发现问题解决问题的办法，梳理轴设计过程中涵盖的知识点，积累设计经验，增强综合素养。将学生视频上传至微信公众号，投票选出优秀作品，教师将评选出的优秀轴设计视频发给校企合作企业工程部，拓宽学生就业渠道。教学评价，综合课前任务完成情况，课中阶段任务完成情况，课后拓展执行情况进行阶段性全过程考核评价，并综合教师点评、企业评估、学生互评三方综合评价机制。
3教学特色和反思
转换了主体的教学设计提升了学生的自主学习能力及学习积极性；三维建模、爆炸动画、微信微课视频等信息化资源的利用将理论知识动态化，降低了学习难度；有限元分析手段的利用使教学更简单高效；综合了各种信息化资源的递进式教学过程，突破了教学重点，解决了教学难点，圆满达成了教学目标。层次化教学任务、递进式教学过程、数字化教学资源、引导式教学方法、校企结合式教学辅导，创新了教学模式。笔者深知课程改革不是一劳永逸的事情，通过对《机械设计基础》信息化教学改革的总结，结合目前课程思政的教育目标，在今后的教学过程中，我们还会从课程内容中提炼思政元素，结合信息化教学改革成果，继续做好课程改革工作。
参考文献：
[1]张胜泉，孙学娟，宋亚杰.高职类机械设计基础课程教学方法创新探讨———以平面连杆机构模块为例[J].天津中德应用技术大学学报，2020（03）.
[2]于克强，孙桂兰，陈国辉.基于微信平台的机械设计基础课程教学改革研究与实践[J].课程教育研究，2018（10）.
[3]韩丽杰.机械设计基础课程教学改革研究与实践[J].黑龙江科学，2020（05）.
作者:肖湘 单位:惠州经济职业技术学院
