時間:2022-04-06 22:45:59
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計基礎(chǔ);課程設(shè)計;教學(xué)方法;研究
作者簡介:閆存富(1972-),男,河南安陽人,黃河科技學(xué)院工學(xué)院,副教授,工程師;孔令云(1966-),男,河南安陽人,黃河科技學(xué)院工學(xué)院,教授。(河南 鄭州 450063)
基金項目:本文系鄭州市重點實驗室建設(shè)項目(項目編號:121PYEZX179)、鄭州地方高校新世紀(jì)教育教學(xué)改革及人才培養(yǎng)工程(項目編號:ZZJG-C6022)、河南省重點學(xué)科建設(shè)(項目編號:豫教高[2012]186號)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)02-0125-02
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是高等學(xué)校機械類專業(yè)學(xué)生的一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其課程設(shè)計是在學(xué)生機械設(shè)計基礎(chǔ)課程結(jié)束之后,進行的一項綜合性課程設(shè)計,是機械類專業(yè)學(xué)生一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
課程設(shè)計是使學(xué)生根據(jù)老師給定的題目和要求,通過自己查閱相關(guān)資料,進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、理論計算、繪制相關(guān)圖紙并最后寫出設(shè)計說明書。以培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力、獨立運用所學(xué)知識分析和解決工程實際問題的能力,提高基本技能為目的。在課程設(shè)計中,不僅要使學(xué)生得到基本技能的訓(xùn)練,還需提高他們的工程設(shè)計及創(chuàng)新設(shè)計能力,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計及畢業(yè)后從事科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。
一、當(dāng)前課程設(shè)計中存在的問題及原因
結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗,總結(jié)當(dāng)前機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)中主要存在的幾方面問題。
1.學(xué)生先修課程基礎(chǔ)較差,課程設(shè)計質(zhì)量得不到保證
在課程設(shè)計中,要涉及到工程力學(xué)、工程制圖、互換性與技術(shù)測量及機械原理等先修課程的知識,由于這些課程學(xué)習(xí)時是分開單獨學(xué)習(xí)的,在設(shè)計中則需要綜合應(yīng)用,此時問題就會暴露出來了。該方面問題在圖紙上表現(xiàn)特別突出,主要表現(xiàn)為制圖時不知道先畫中心線、標(biāo)題欄位置不對、圖中箭頭畫法和一些零件的簡化畫法錯誤等,其他如正確標(biāo)注裝配圖和零件圖中的尺寸公差和位置公差錯誤,圖上的技術(shù)要求臨時湊上一些內(nèi)容等問題;工程力學(xué)方面的問題主要表現(xiàn)為不能很好地應(yīng)用工程力學(xué)知識去對軸、軸承及其他零件進行強度校核,有些學(xué)生在設(shè)計計算時不知道什么是截面法等;機械原理方面則主要表現(xiàn)為對有些常用機構(gòu)的特點不清楚,如有的學(xué)生在設(shè)計時將蝸輪設(shè)計為主動件去帶動蝸桿轉(zhuǎn)動,根本就不知道蝸輪蝸桿傳動具有自鎖性。另外說明書書寫不規(guī)范,有些圖、表和相關(guān)符號標(biāo)注不符合相關(guān)規(guī)定等問題也是很常見的現(xiàn)象。
上述問題常見的原因主要是學(xué)生先修課基礎(chǔ)知識掌握較差。學(xué)生反映說是在學(xué)習(xí)時有些知識點老師沒有講或沒有重點講,再去問老師,老師則說課時太少,沒時間講,此類問題就需要指導(dǎo)老師在設(shè)計前給學(xué)生補充講解一下。
2.學(xué)生在課程設(shè)計過程中缺少思考,盲目照抄現(xiàn)象嚴(yán)重
目前我校“機械設(shè)計課程設(shè)計”課題都采用減速器作為設(shè)計題目。指導(dǎo)老師給出已知數(shù)據(jù),由學(xué)生完成擬定傳動方案、選擇電動機、計算相關(guān)參數(shù)、設(shè)計主要零件、繪制裝配圖和主要零件圖及編寫設(shè)計說明書。課程設(shè)計的題目單一,設(shè)計過程大同小異。雖然在課程設(shè)計結(jié)束時,大部分學(xué)生都能完成設(shè)計任務(wù),但學(xué)生大多是機械式的模仿設(shè)計,缺乏主動思考。加上多數(shù)學(xué)校都是將課程設(shè)計集中安排在2~3周內(nèi)完成,學(xué)生又是初次接觸設(shè)計,沒有經(jīng)驗,在時間安排上不重視,到后面真正去做時才發(fā)現(xiàn)很多問題。如果老師又催得緊,這時候有些學(xué)生就會去拷貝、復(fù)制別人的東西。有些學(xué)生還會有選擇地作一些輕微改動,而有些學(xué)生則干脆完全照搬過來,只改紙上的姓名、學(xué)號,其他數(shù)據(jù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計都相同,抄襲現(xiàn)象特別嚴(yán)重。
3.學(xué)生對課程設(shè)計不重視,學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正
筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),大部分學(xué)生都能完成工作任務(wù),但是有一部分學(xué)生根本就不重視課程設(shè)計。他們認(rèn)為反正自己將來不從事這個專業(yè),所以就沒必要下功夫去做,只把課程設(shè)計看成是一次大作業(yè)。而且由于學(xué)生是初次接觸這種設(shè)計型任務(wù),在剛開始設(shè)計時,往往不知如何入手,時間安排上很松散,效率不高。而等學(xué)生慢慢入門以后,時間已經(jīng)所剩無幾,以至于在最后幾天加班加點,隨便抄襲別人或一些書中的現(xiàn)有設(shè)計來應(yīng)付交差。有些老師把關(guān)不嚴(yán),使得這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重,這種做法就會影響到下一屆的學(xué)生,造成惡性循環(huán)。
4.課程設(shè)計學(xué)生多,指導(dǎo)教師偏少,影響課程設(shè)計質(zhì)量
隨著招生規(guī)模的增大,學(xué)生人數(shù)比以前增加了許多。而在設(shè)計過程中負(fù)責(zé)指導(dǎo)的專業(yè)課教師有限,經(jīng)常是一名教師指導(dǎo)一個班或兩個班的學(xué)生,教師在指導(dǎo)課程設(shè)計時很難照顧到每一個學(xué)生。教師在設(shè)計時也就很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題,直到課程設(shè)計結(jié)束,交圖紙和說明書時才發(fā)現(xiàn)問題。而有的學(xué)生在設(shè)計過程中不懂裝懂,老師不催,他們也懶得做,直到最后老師催繳課程設(shè)計時,才匆匆整理一下,湊出一個設(shè)計交上來。這樣的課程設(shè)計,其質(zhì)量可想而知,學(xué)生的綜合設(shè)計能力很難得到提高,課程設(shè)計的目的也就難以實現(xiàn)。
二、課程設(shè)計教學(xué)改進措施
針對課程設(shè)計中存在的上述問題,在課程設(shè)計教學(xué)中提出如下改進措施:
1.加強與前修課任課教師溝通,夯實基礎(chǔ),保證課程設(shè)計質(zhì)量
通過與前修課的任課教師進行溝通,將課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的專業(yè)課問題適當(dāng)提出來,在上課時作為重點來講,提前為課程設(shè)計奠定一個扎實的基礎(chǔ);在課程設(shè)計開始前要將設(shè)計過程中容易出錯的部分給學(xué)生提前強調(diào)一下,將錯誤消除在萌芽狀態(tài);在課程設(shè)計過程中教師要勤于檢查學(xué)生的進度和質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)問題及時提出,督促學(xué)生改正。
2.課程設(shè)計題目多樣化,杜絕抄襲現(xiàn)象
數(shù)十年來,課程設(shè)計的選題大同小異,都以減速器或皮帶機為設(shè)計題目,每屆學(xué)生都重復(fù)同樣的設(shè)計內(nèi)容,會影響教師的創(chuàng)新精神。而有的學(xué)校在制圖課的測繪練習(xí)時也選擇減速器,使得課程設(shè)計的題目過于重復(fù)。所以指導(dǎo)老師最好能深入現(xiàn)場發(fā)掘新的題目,給學(xué)生提供多個題目,盡量避免設(shè)計題目的重復(fù),從源頭上杜絕抄襲。
3.加強師資培訓(xùn),提高指導(dǎo)老師專業(yè)水平
課程設(shè)計實際上是學(xué)生第一次獨立的將所學(xué)理論知識應(yīng)用到實際中的一次演練,在此之前學(xué)生對實際工程設(shè)計了解很少,作為指導(dǎo)老師自身應(yīng)該具有較高的設(shè)計水平和一定的設(shè)計經(jīng)驗,這樣在給學(xué)生指導(dǎo)時才能直奔主題,使學(xué)生少走彎路。而現(xiàn)實中由于近幾年學(xué)校擴招,有工作經(jīng)驗的老師相對較少,所以有些學(xué)校就只有讓一些剛出校門的畢業(yè)生去帶學(xué)生的課程設(shè)計。而這些教師自己就對實踐設(shè)計知之甚少,只有跟著前輩們“依葫蘆畫瓢”,可以想象這樣的老師能帶出什么樣的課程設(shè)計效果。即便是湊合著帶著學(xué)生做出來了,課程設(shè)計的質(zhì)量又如何得到保證。
4.嚴(yán)格設(shè)計進度,保證設(shè)計質(zhì)量
另外機械設(shè)計課程設(shè)計是一項較復(fù)雜的工作,包括大量的計算、設(shè)計、繪圖及編寫說明書等,需要查閱有關(guān)設(shè)計手冊和資料,并綜合運用多學(xué)科的知識。設(shè)計進度過快,在設(shè)計過程中就會缺乏深入細(xì)致的研究工作,出現(xiàn)不求甚解的現(xiàn)象,難以保證設(shè)計質(zhì)量;若設(shè)計進度過慢,就會出現(xiàn)前松后緊現(xiàn)象,到后期會出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象,同樣也無法保證課程設(shè)計質(zhì)量。所以應(yīng)由教師提出一個設(shè)計進度計劃,明確設(shè)計過程中各階段應(yīng)完成的內(nèi)容,要求學(xué)生基本上按著該進度計劃進行設(shè)計。
5.端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度,改進考核方式
那些認(rèn)為反正自己將來不從事這個專業(yè),所以就沒必要下功夫去做,不重視課程設(shè)計的學(xué)生,可以給他們解釋課程設(shè)計不僅僅是讓他們完成一次設(shè)計任務(wù),根本目的是培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和獨立做事的能力;同時通過獨立完成課程設(shè)計,可以培養(yǎng)學(xué)生獨擋一面的能力,為學(xué)生的將來奠定基礎(chǔ)。由此提醒學(xué)生,那種將課程設(shè)計僅僅看成是一次大作業(yè)的看法是極端錯誤的。
由于各個學(xué)校的具體情況不一樣,當(dāng)前各個學(xué)校采取的考核方式也不完全一樣。大部分學(xué)校采用指導(dǎo)老師一人說了算的考核方式,而有些老師平時又對各個環(huán)節(jié)把關(guān)不嚴(yán),在最后驗收時又沒有詳細(xì)審查設(shè)計內(nèi)容就匆忙給個成績了事。這樣致使比較努力的學(xué)生得不到好成績,而有些完全照抄過來的學(xué)生卻能得到好的成績,造成部分學(xué)生存在僥幸心理,認(rèn)為即使不認(rèn)真做最后也能合格。所以筆者建議對課程設(shè)計的考核采用分段給分制,即可將總成績分為平時成績、成果的質(zhì)量和答辯成績?nèi)糠帧F渲衅綍r成績包括平時的考勤及設(shè)計過程中與設(shè)計的計劃進度的符合程度,成果的質(zhì)量包括設(shè)計說明書和繪圖,答辯成績即最后由答辯評委給出的成績。
三、結(jié)束語
機械設(shè)計課程設(shè)計作為機械類專業(yè)學(xué)生的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一,具有承上啟下的作用,無論機械設(shè)計課程設(shè)計采用何種方法和手段,但目標(biāo)是統(tǒng)一的。學(xué)生先修課程基礎(chǔ)差、在課程設(shè)計中缺少思考、對課程設(shè)計不重視、參與課程設(shè)計的學(xué)生多、指導(dǎo)教師偏少等是影響課程設(shè)計質(zhì)量的主要因素。采用提高先修課程的上課質(zhì)量、課程設(shè)計題目多樣化、提高指導(dǎo)老師專業(yè)水平、嚴(yán)格設(shè)計進度、端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度及改變傳統(tǒng)的考核方式等措施能有效提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻:
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摘要:“機械設(shè)計”課程設(shè)計是機械設(shè)計課程學(xué)習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)。結(jié)合“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的基本要求,針對“機械設(shè)計”課程
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關(guān)鍵詞 SolidWorks 機械設(shè)計基礎(chǔ) 應(yīng)用研究
中圖分類號:G71 文獻標(biāo)識碼:A
SolidWorks是符合當(dāng)今主流CAD技術(shù)發(fā)展潮流的基于Windows 平臺開發(fā)的三維CAD系統(tǒng) 據(jù)統(tǒng)計,美國機械行業(yè)就業(yè)中明確要求會熟練使用SolidWorks的就高達(dá)95%。在國內(nèi)包括清華大學(xué)在內(nèi)的眾多知名院校均已將SolidWorks應(yīng)用于相關(guān)課程的教學(xué)中 隨著樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械類教學(xué)改革的不斷深入,2013年起新增設(shè)了SolidWorks軟件必修課,在此基礎(chǔ)上圍繞如何以SolidWorks為紐帶,將較為松散鏈接斷點較多的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系下的理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機地結(jié)合,使學(xué)生在持續(xù)提升軟件應(yīng)用水平的同時,有效貫通機械設(shè)計的整個知識構(gòu)架,以實現(xiàn)現(xiàn)代三維設(shè)計為中心的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變是目前面臨的重要課題。
1SolidWorks在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系教學(xué)中的作用
1.1機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系教學(xué)現(xiàn)狀分析
目前,機械原理教學(xué)偏重于分析推證,機械設(shè)計教學(xué)偏重于強度校核計算,教學(xué)手段以多媒體教學(xué)為主。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式停留在強調(diào)基本概念和基本理論科學(xué)性的教育理念上,忽略了學(xué)生知識面的拓展、工程素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。另外,職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生理論基礎(chǔ)較為薄弱,再加上教學(xué)學(xué)時大幅壓縮,導(dǎo)致學(xué)生在面對內(nèi)容繁雜 理論晦澀的教學(xué)內(nèi)容時,缺乏學(xué)習(xí)熱情,教學(xué)效果不佳
1.2SolidWorks在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系中的作用
傳統(tǒng)的多媒體教學(xué),雖然具有豐富的教學(xué)手段,但缺乏引領(lǐng)學(xué)生進入實際設(shè)計氛圍的關(guān)鍵要素,無法實時動態(tài)再現(xiàn)機械設(shè)計全過程,而SolidWorks系統(tǒng)所具有的三維建模運動分析結(jié)構(gòu)分析以及多種外掛插件等功能模塊,可以動態(tài)顯示方式使學(xué)生完全浸入到情景學(xué)習(xí)的工程設(shè)計狀態(tài)之中,而且SolidWorks的參數(shù)化實體建模可以實時實現(xiàn)設(shè)計意圖,使課堂教學(xué)變得富于柔性且敏捷高效,將SolidWorks融入傳統(tǒng)多媒體教學(xué)中,將極大豐富課堂教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。
2基于SolidWorks的模塊化案例法教學(xué)模式的應(yīng)用研究
案例教學(xué)法是一種情景式教學(xué)方法通過工程案例模擬工程問題情境,幫助學(xué)生像企業(yè)工程師那樣思考和解決問題,然而,用案例代替整個知識體系的理論學(xué)習(xí)顯然是不科學(xué)的,必須探索如何將案例教學(xué)與其他理論教授方法密切結(jié)合,才能獲得良好的教學(xué)效果。本文探討了一種基于SolidWorks的模塊化案例教學(xué)方法,以期為提高教學(xué)質(zhì)量提供一種新思路。
將機械原理教學(xué)內(nèi)容進行模塊化,所有模塊構(gòu)筑了本課程的知識基礎(chǔ)平臺,在此平臺上通過SolidWorks將各階段性目標(biāo)貫穿起來。同時將機械設(shè)計知識體系模塊化,將所涉及的知識點融入到基于SolidWorks的減速器設(shè)計案例中,通過以減速器為主線的三維設(shè)計案例的教學(xué)使學(xué)生擺脫傳統(tǒng)二維設(shè)計思想束縛,培養(yǎng)現(xiàn)代工程設(shè)計理念。
3基于SolidWorks的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的整合教學(xué)改革探討
長期以來學(xué)院所有機械和近機械類專業(yè)的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計都分為機械原理和機械設(shè)計、課程設(shè)計兩個部分進行,教學(xué)模式以理論計算和經(jīng)驗型二維設(shè)計為中心。知識要更新,設(shè)計手段要先進,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要,機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的改革勢在必行,使學(xué)生能獲得整機設(shè)計理念和系統(tǒng)訓(xùn)練,并以SolidWorks為設(shè)計平臺,憑借其參數(shù)化、智能化和強互動性優(yōu)勢,使學(xué)生在計算機虛擬工程設(shè)計情境中,構(gòu)建系統(tǒng)知識框架,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和得到工程實踐鍛煉。
4基于SolidWorks的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系教學(xué)的改革建議
為了更切實有效地提高SolidWorks在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系教學(xué)中的應(yīng)用效果,筆者提出深入改革的幾點建議:
(1) SolidWorks3D數(shù)字化教學(xué)模型庫的創(chuàng)建
利用SolidWorks附屬的Toolbox插件包以及其他3D共享數(shù)字化模型庫資源,創(chuàng)建機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系教學(xué)模型庫,形成以SolidWorks3D數(shù)字化模型與實物模型優(yōu)勢互補的課堂與實踐教學(xué)素材庫,可更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和拓展知識面,提高教學(xué)效率和質(zhì)量。
(2) 基于SolidWorks系統(tǒng)的案例教學(xué)與科研成果相結(jié)合
科研促進教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新,科研成果是最鮮活的教學(xué)案例,如能將學(xué)院不斷涌現(xiàn)的科研成果通過SolidWorks系統(tǒng)提煉轉(zhuǎn)化為適合學(xué)生接受的教學(xué)案例庫,將是教學(xué)與科研相互促進的切實體現(xiàn)。
(3) 以SolidWorks系統(tǒng)為平臺將CAD/CAE/CAM技術(shù)全面融入整個機械類課程體系教學(xué)中以SolidWorks系統(tǒng)為平臺,將現(xiàn)代三維設(shè)計分析和制造理念全面融入機械制圖、工程力學(xué)互換性與技術(shù)測量、工程材料、機械制造基礎(chǔ)機械類系列課程教學(xué)過程中,構(gòu)建全新的基于三維技術(shù)的機械類系列課程教學(xué)體系是學(xué)院今后教學(xué)改革的重要課題。
現(xiàn)代意義上的機械設(shè)計已經(jīng)根本離不開計算機了,更離不開凝煉現(xiàn)代設(shè)計理念的三維設(shè)計軟件系統(tǒng),因此,以諸如SolidWorks這類三維設(shè)計軟件為平臺的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程體系的教學(xué)改革勢在必行。
摘 要:基于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的,本文以機械設(shè)計基礎(chǔ)為例,從課程設(shè)置、課程內(nèi)容、課堂設(shè)計以及考核方式等方面介紹了如何設(shè)計說課,這對提高教師的素質(zhì)以及教學(xué)團隊建設(shè)具有極大的幫助,并能提高機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞 :機電一體化專業(yè) 機械設(shè)計基礎(chǔ) 技工院校
說課有利于老師之間進行交流學(xué)習(xí),有利于提高老師的教學(xué)質(zhì)量,有利于促進教學(xué)改革等。為此,本文以機電一體化專業(yè)為基礎(chǔ),基于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目的,從三個方面介紹如何進行機械設(shè)計基礎(chǔ)說課設(shè)計。
一、課程設(shè)置
1.課程性質(zhì)
本門課程是基礎(chǔ)課程,學(xué)生在對本門課程學(xué)習(xí)后,能夠掌握機械基礎(chǔ)知識,比如讓學(xué)生了解一些常見機械的構(gòu)成特征、常見機械設(shè)備的工作原理等,為學(xué)生學(xué)習(xí)機電一體化其他課程奠定了基礎(chǔ)。
2.課程地位
本門課程的前置課程有工程力學(xué)與機械制圖等,學(xué)生通過學(xué)習(xí)這些前置課程,能夠識別基本的機械零件圖樣,了解機械零件材料特性,會進行簡單繪圖等。這些都為學(xué)好本門課程奠定了基礎(chǔ)。此后,本課程為機電一體化專業(yè)學(xué)生進行機械設(shè)計實訓(xùn)、電動機實訓(xùn)等實訓(xùn)課程提供了理論基礎(chǔ)。總而言之,機械設(shè)計是一門承前啟后的課程,在機電一體化專業(yè)中具有重要的地位。
3.課程目標(biāo)
學(xué)習(xí)本門課程,要求學(xué)生實現(xiàn)三大目標(biāo):
(1)知識目標(biāo)領(lǐng)域,要求學(xué)生了解機械設(shè)計的基本要求,熟悉一些常見機械設(shè)備的工作原理。
(2)能力知識領(lǐng)域,使學(xué)生掌握機械零件的結(jié)構(gòu)以及制動原因,使學(xué)生掌握簡單的機械傳動裝置的設(shè)計。
(3)素質(zhì)目標(biāo)領(lǐng)域,培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、勤勞苦練的優(yōu)良品質(zhì)。
4.教材選擇
對于技工院校一體化專業(yè),筆者推薦選擇國家規(guī)劃教材,課外一些資料多登錄國家精品課程資源網(wǎng)上下載資料進行學(xué)習(xí)。
二、課程內(nèi)容
基于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,機械基礎(chǔ)設(shè)計課程應(yīng)該根據(jù)機電一體化專業(yè)對培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的要求,突出提高學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力。
1.理論知識的安排
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中計算公式比較多,但是實際案例比較少,而且實際案例還比較陳舊。因此,在實際教學(xué)中,可以選擇機械行業(yè)零部件設(shè)計為主線,來優(yōu)化本門課程的理論知識內(nèi)容,教學(xué)過程中多舉例,多安排機械設(shè)計習(xí)題,讓學(xué)生在實際設(shè)計中提高機械創(chuàng)新能力。
2.課程設(shè)計內(nèi)容
現(xiàn)在技工院校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中的課程設(shè)計內(nèi)容大多選擇減速器為對象,并且在課程設(shè)計內(nèi)容中設(shè)定好了設(shè)計數(shù)據(jù)與方案,學(xué)生在進行減速器設(shè)計時,只需要按照設(shè)計思路進行,這種課程設(shè)計說到底還只是對以前學(xué)過的知識進行再一次鞏固罷了,很難提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。為了真正提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,在畢業(yè)前半學(xué)期,筆者安排給學(xué)生一個課程設(shè)計內(nèi)容,要求學(xué)生利用剩下的半學(xué)期完成一個創(chuàng)新發(fā)明型任務(wù),為了減輕學(xué)生的壓力,課程設(shè)計任務(wù)可以只要求學(xué)生提出設(shè)計思路,發(fā)明創(chuàng)新點或者發(fā)明價值。
三、課堂設(shè)計
1.教學(xué)內(nèi)容的重點與難點
本門課程的教學(xué)重點是常用機械設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)特征,常用零部件的設(shè)計原則與方式等。教學(xué)難點是常用機械設(shè)備的工作原理、齒輪與軸等不標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計方法。
2.教學(xué)方法
本門課程教學(xué)可以采用多媒體教學(xué)法、案例導(dǎo)入教學(xué)法、模型演示教學(xué)法、同類比較教學(xué)法、啟發(fā)教學(xué)法、現(xiàn)場教學(xué)法、分組討論教學(xué)法等。比如在講授牛頭刨床以及輪系變速動畫等知識時可以利用多媒體教學(xué)法;講解連桿機構(gòu)時可以應(yīng)用案例導(dǎo)入教學(xué)法;在剖析機械零部件時,可以利用模型演示教學(xué)法;在講解不同傳動時,可以利用同類比較教學(xué)法;對于一些相關(guān)聯(lián)知識可以利用啟發(fā)式教學(xué)法,由舊知識引入新知識;可以視條件應(yīng)用現(xiàn)場教學(xué)法讓學(xué)生直接到實訓(xùn)現(xiàn)場觀摩機械的實際運行過程;分組討論法則是組織學(xué)生共同分析問題與解決問題。
3.考核方式
當(dāng)前大多技工院校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的考核方式采用理論筆試形式,這并不能真實反映學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此,需要對課程考核方式進行改革:筆試考核環(huán)節(jié),可以多增加設(shè)計類知識;講授完一個主要零件的時候,可以留下一個大作業(yè),即要求學(xué)生上交一個設(shè)計性作業(yè),提高學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)造性。特別地可以安排一個課外機械創(chuàng)新訓(xùn)練,采用考核的方式要求所有學(xué)生都參與這個課外機械創(chuàng)新訓(xùn)練。
4.教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控
老師可以要求學(xué)生課前進行預(yù)習(xí),對于課前預(yù)習(xí),老師可以不定期進行抽查,比如隨機抽查學(xué)生,讓學(xué)生面對全體同學(xué)講解課前預(yù)習(xí)。老師可以對學(xué)生在課堂上聽講情況進行監(jiān)控以及對課后作業(yè)進行質(zhì)量監(jiān)控等。
參考文獻:
1參照專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對機械設(shè)計類課程內(nèi)容的改進
根據(jù)國家機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中對畢業(yè)能力要求之4“具有設(shè)計機械系統(tǒng)、部件的能力”要求,整合現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容,形成了基礎(chǔ)知識遞增和設(shè)計能力遞進的機械設(shè)計類課程教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)。其中先修課程包括數(shù)學(xué)類、工程力學(xué)、機械制圖、公差與技術(shù)測量等基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課。為達(dá)到“具有設(shè)計機械系統(tǒng)、部件的能力”的畢業(yè)要求,設(shè)計了課程教學(xué)及課內(nèi)實驗、基礎(chǔ)設(shè)計能力培養(yǎng)、創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)三個能力遞進培養(yǎng)環(huán)節(jié)。
2機械設(shè)計類課程教學(xué)及課內(nèi)實驗
課程教學(xué)及課內(nèi)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)分為機械原理和機械設(shè)計兩個部分,每部分。含課內(nèi)實驗,課程內(nèi)容及培養(yǎng)目標(biāo)如下:機械原理課程是一門培養(yǎng)學(xué)生機械機構(gòu)運動設(shè)計與分析的技術(shù)基礎(chǔ)課,主要研究機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析和動力分析,常用機構(gòu)設(shè)計的基本理論和方法,機械系統(tǒng)傳動方案的規(guī)劃與設(shè)計,其主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生:第一,理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng),設(shè)計實踐能力和創(chuàng)新精神。第二,掌握機構(gòu)運動方案設(shè)計的能力。第三,具有機械系統(tǒng)運動簡圖的繪制,計算機輔助機構(gòu)分析和設(shè)計的能力。機械原理實驗教學(xué)是機械原理課程教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)。在實驗中通過安排部分課程基本理論的驗證性實驗,使學(xué)生進一步加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。通過增設(shè)一些綜合性、設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生基本知識、基礎(chǔ)理論與實際項目需求的理論知識應(yīng)用能力,同時培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力。通過設(shè)立較多的選修實驗,促進學(xué)生的個性發(fā)展。機械設(shè)計課程是一門培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課,在教學(xué)內(nèi)容方面著重掌握機械設(shè)計的基本知識、基本理論、基本方法和創(chuàng)新思維,通過對本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握常用機構(gòu)和機器中各種通用零件的基本理論和基本知識,初步具有機械結(jié)構(gòu)方面的分析、設(shè)計能力,同時注意培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。機械設(shè)計實驗教學(xué)通過設(shè)立部分驗證性實驗,使學(xué)生進一步加深理解課堂教學(xué)的內(nèi)容;通過設(shè)立一些綜合性、設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力及機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力;通過強調(diào)學(xué)生參與實驗的全過程,培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力;通過設(shè)立較多的選做實驗,滿足學(xué)生的求知欲,促進學(xué)生的個性發(fā)展。
3基礎(chǔ)設(shè)計能力培養(yǎng)
機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)類課程的重要實踐性環(huán)節(jié),通過對機械傳動裝置和簡單機械的設(shè)計,使學(xué)生綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論和實際知識,熟悉機械設(shè)計的一般規(guī)律,掌握機械通用零部件及簡單機械的設(shè)計理論及設(shè)計方法。培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的正確設(shè)計思想,樹立工程意識,培養(yǎng)獨立分析和解決工程實際問題的能力,為畢業(yè)設(shè)計和以后從事工程設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。課程的教學(xué)目的:第一,學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法、步驟,掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律。第二,學(xué)會從機器的功能要求出發(fā),合理選擇傳動機構(gòu)的類型,制定傳動設(shè)計方案,正確計算零件的工作能力,確定它的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及材料,并考慮制造工藝、使用、維護、經(jīng)濟和安全等問題,培養(yǎng)機械設(shè)計能力。第三,進行機械設(shè)計基本技能訓(xùn)練,例如計算、繪圖,運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和設(shè)計資料,以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)等。第四,通過編寫設(shè)計說明書,提高學(xué)生文字表達(dá)能力,掌握撰寫技術(shù)文件的有關(guān)要求;培養(yǎng)學(xué)生運用計算機撰寫論文的能力。第五,訓(xùn)練學(xué)生用CAD繪圖的能力。機械綜合課程設(shè)計是形成機械裝備設(shè)計能力的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。內(nèi)容以車床或銑床的主傳動系統(tǒng)設(shè)計為主線,以所學(xué)過的機械制造裝備的基礎(chǔ)知識為支撐,完成主傳動系統(tǒng)設(shè)計、操縱裝置布置、工程分析計算等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。其目的是在相關(guān)先修課程學(xué)習(xí)后,進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合訓(xùn)練,使學(xué)生掌握機械系統(tǒng)分析和設(shè)計的基本步驟和方法,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際工程問題的能力。
4創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)
學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)包括機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與仿真和機械創(chuàng)新設(shè)計與制作兩個環(huán)節(jié):機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與仿真是學(xué)生以項目組的形式自主開展的為期一年的研發(fā)與制作項目,在學(xué)院的統(tǒng)一命題下完成一項任務(wù)。提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、問題求解、團隊協(xié)作、項目管理、綜合創(chuàng)新等方面的能力和素質(zhì)。機械創(chuàng)新設(shè)計與制作是結(jié)合學(xué)生已有的知識儲備,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計思維,通過機構(gòu)綜合模擬現(xiàn)實自然界生物的動作行為,并輔以相應(yīng)的控制系統(tǒng)達(dá)到機構(gòu)的協(xié)調(diào)運動。在教師的啟發(fā)和指導(dǎo)下,學(xué)生以組為單位自主地進行相關(guān)內(nèi)容科技文獻檢索、方案設(shè)計、虛擬仿真、繪制加工圖紙、撰寫設(shè)計說明書并進行答辯,通過工程實踐培養(yǎng)學(xué)生靈活運用所學(xué)機械設(shè)計知識的能力。
5結(jié)論
機械設(shè)計類課程是機械類專業(yè)主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,是機械類專業(yè)各個方向的專業(yè)基礎(chǔ),在機械類專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系中有著極其重要的地位。我校機電工程學(xué)院機械基礎(chǔ)部承擔(dān)著全校機械基礎(chǔ)類課程的教學(xué)任務(wù),多年來先后面向“本科教學(xué)工作水平評估”、“卓越工程師人才培養(yǎng)計劃”、“CDIO工程教育模式試點”進行了一系列教學(xué)改革研究,在教學(xué)方法和質(zhì)量上取得了良好的效果。現(xiàn)已將機械設(shè)計基礎(chǔ)課程建設(shè)成為校精品課程。此次針對工程教育認(rèn)證專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,將機械設(shè)計類課程從理論課、實驗課、課程設(shè)計幾個方面,對課程內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)進行了詳細(xì)梳理,使其完全符合機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),為專業(yè)認(rèn)證工作的順利實施提供了必要的保障。
作者:寧慧燕 苗淑杰 劉喜平 劉春香 徐莉 付彥虹 畢鳳陽 單位:黑龍江工程學(xué)院機電工程學(xué)院
論文摘要:《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機械類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課,具有較強的實踐性,其內(nèi)容廣,難度大,涉及很多抽象的理論知識,教學(xué)內(nèi)容比較枯燥,學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候缺乏耐心和興趣,教學(xué)效果不理想。本文主要對這些問題進行分析解讀,并提出了一些自己的見解,期望為培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)能力提供一些幫助。
[中圖分類號]:TH11 [文獻標(biāo)識碼]:A [文章編號]:1002-2139(2011)-17-0000-01
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是一門用以培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課,主要內(nèi)容包括機械傳動知識、常用機構(gòu)、軸系零件等,本課旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用先修課程中所學(xué)知識和技能,解決機械工程實際問題的能力,結(jié)合各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié),進行機械工程技術(shù)人員所需的基本訓(xùn)練,為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和日后從事機械設(shè)計工作打下基礎(chǔ),因此在近機械類專業(yè)的教學(xué)計劃中占有重要地位和作用,是高等工科院校中近機械類專業(yè)一門主干課程,在人才培養(yǎng)的教學(xué)計劃中占有重要的地位。作為基礎(chǔ)理論課程,其概念較繁雜,同時也具有很強的實踐性和應(yīng)用性,所以教學(xué)過程中必須將理論和實踐緊密結(jié)合起來,注重對學(xué)生解決實際問題能力的培養(yǎng)。然而當(dāng)前教學(xué)中確存在著一定的問題,影響了教學(xué)效果。
1.機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)重點
機械原理教學(xué)重點要求學(xué)生掌握運動副的分類和表示方法,機構(gòu)自由度的計算、機構(gòu)運動簡圖的繪制、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其演化、圖解法繪制盤狀凸輪機構(gòu)、齒廓嚙合基本定律、設(shè)計漸開線齒輪傳動的基本尺寸以及輪系傳動比的計算等。本部分的基本概念和基本理論比較抽象,如機構(gòu)自由度計算中虛約束的判斷、平面連桿機構(gòu)曲柄存在條件的判定、滾子半徑和基圓半徑對凸輪輪廓的影響、漸開線性質(zhì)等。這些內(nèi)容學(xué)生在學(xué)習(xí)時既看不到,又摸不著,使教學(xué)中存在著很大的難度。實驗教學(xué)也是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的一個重要的實踐性環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和工程意識、檢驗知識的重要手段。實驗內(nèi)容主要有:常用機構(gòu)、機構(gòu)運動簡圖繪制、齒輪范成實驗、機械零件現(xiàn)場教學(xué)、齒輪減速器拆裝等。機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗多以驗證性的實驗為主,學(xué)生只需按照實驗指導(dǎo)書所列步驟進行,缺乏主動參與意識,這樣不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
2.機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題
隨著教學(xué)改革的深入和課程體系的調(diào)整,《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的知識不斷更新,學(xué)時逐漸縮短。但隨著科學(xué)技術(shù)的進步和機械學(xué)科的發(fā)展,本課程需要向?qū)W生講授的內(nèi)容越來越多。由于該課程涉及知識點多、難度大,并具有一定的實踐性,致使學(xué)生對各章節(jié)之間的教學(xué)聯(lián)系缺乏清晰的認(rèn)識,學(xué)習(xí)效果差。而教學(xué)中,有些教師只滿足于給學(xué)生講道理,以為道理講清了,任務(wù)就完成了。這樣的教學(xué)過程完成后,學(xué)生僅僅簡單地記住了一些名詞術(shù)語或要點,對知識點的理解和運用仍然沒有質(zhì)的提高。顯然,傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在著理論與實踐相分離的現(xiàn)象,不能很好地解決該課程的重點、難點。為培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才,滿足社會不斷發(fā)展的要求,對教學(xué)方法的改進迫在眉睫。
3.機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)方法改進措施
3.1改革課程設(shè)計的教學(xué)模式
傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學(xué)模式是集中用兩周的時間要求學(xué)生就某一課題進行設(shè)計,完成機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計、機構(gòu)運動設(shè)計、通用零部件工作能力設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容,設(shè)計性內(nèi)容和計算量比重較大,時間緊、任務(wù)重。因此,在教學(xué)中,可以將課程設(shè)計的內(nèi)容分解在理論教學(xué)的各個章節(jié)中,讓學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí),而到最后課程設(shè)計就比較簡單了,提高理論學(xué)習(xí)的積極性,綜合應(yīng)用能力也得到了提高機械設(shè)計基礎(chǔ)不僅要培養(yǎng)學(xué)生掌握機械技術(shù)的基本知識、基本理論和基本技能,更要培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力。課堂教學(xué)要并注意培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng),以更符合高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
3.2分利用多種教學(xué)手段
要充分利用有利于改善教學(xué)效果的多種教學(xué)手段。在教學(xué)實踐中,充分利用實物、模型,增強學(xué)生的感性認(rèn)識;通過多媒體課件教學(xué)使學(xué)生對各種機構(gòu)的工作原理及在各種機械中的實際應(yīng)用有深入的了解,提高學(xué)生的工程意識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。可以引入CAI教學(xué)課件展示各類機構(gòu)的運動過程,呈現(xiàn)不易觀察的零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)與動態(tài)特征,演示實際加工機床的運動與加工過程等,使學(xué)生的視覺活動和聽覺活動有機結(jié)合,變枯燥的結(jié)構(gòu)內(nèi)容為形象生動的內(nèi)容,增強學(xué)生的感性認(rèn)識,啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思維,增強教學(xué)效果。使用掛圖、投影儀等則可省去部分在黑板上畫圖的時間。
3.3加強實驗教學(xué)
要有效利用實驗教學(xué),由任課老師在課堂上做演示實驗,以配合課堂教學(xué)。比如在講解四連桿機構(gòu)時,運用模型做課堂演示,讓學(xué)生一邊觀察一邊聽講,能使學(xué)生很快弄清曲柄、搖桿等構(gòu)件之間的實際運動情況,理解了死點、急回特性等重點知識。另外,帶學(xué)生在實驗室進行實驗,是很好的教學(xué)方式。它可以使學(xué)生對機械的運動情況觀察得更仔細(xì)、更充分,同時還可以培養(yǎng)他們的實際動手能力,為此,要盡可能讓每個學(xué)生都有機會親手參加實際操作。為積極創(chuàng)造條件做好實驗,任課教師應(yīng)與試驗人員密切配合,根據(jù)實驗指導(dǎo)書的要求認(rèn)真做好準(zhǔn)備、講解、指導(dǎo)及批改實驗報告等工作,提高實驗的質(zhì)量和效率。
3.4加強實習(xí)教學(xué)
實習(xí)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的主要手段。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程可以結(jié)合專業(yè)實習(xí)來進行。具體來說就是在專業(yè)實習(xí)前,任課教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容擬出實習(xí)思考題,讓學(xué)生帶著機械設(shè)計基礎(chǔ)問題去實習(xí),啟發(fā)學(xué)生自己動腦去發(fā)掘尚未掌握的知識,尋找尚未知曉的事物。例如,在齒輪傳動機構(gòu)拆裝實習(xí)時,可通過對傳動齒輪的裝拆和齒輪側(cè)隙的測量進一步理解中心距可分性原理,再通過講解,啟發(fā)學(xué)生自己開動腦筋充分分析,熱烈討論,去理解該原理的現(xiàn)實意義,即生產(chǎn)實際中齒輪的裝配雖不按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝,但仍然可使傳動平穩(wěn)的道理。因此,《機械設(shè)計基礎(chǔ)》任課教師應(yīng)充分利用好專業(yè)實習(xí)時,認(rèn)真加以引導(dǎo),提高學(xué)生的積極性和思維能力。
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)應(yīng)與生產(chǎn)實踐、技術(shù)推廣、社會服務(wù)緊密結(jié)合,更好地面向社會、面向市場,適應(yīng)企業(yè)需求和崗位需要,與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法還需要教師在教學(xué)實踐中不斷地創(chuàng)新、總結(jié)和完善,才能更好地進行教學(xué)。
參考文獻:
[1]徐錦康,周國民,劉極峰.機械設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社,2000.
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計基礎(chǔ);創(chuàng)新;項目設(shè)計制作
引言
隨著新世紀(jì)的到來,教育培養(yǎng)人才的要求被提高。現(xiàn)代高等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生在學(xué)習(xí)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》這門課程時,不僅要掌握基本的理論知識,還要重視創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和動手設(shè)計能力的提升。為此很多教師進行了大量的課程改革的研究,實踐證明,其中“以學(xué)期項目設(shè)計制作為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的操作模式,通過完成項目任務(wù)和目標(biāo),輔以理論知識的補充[1]。這符合當(dāng)前機械設(shè)計基礎(chǔ)的教學(xué)實際,是一種減少單純理論灌輸并將之與實際相結(jié)合的創(chuàng)新課程設(shè)計模式。
一、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)情況的分析
原本機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課程的知識體系繁雜,且各章節(jié)之間的內(nèi)容安排比較獨立。加上高職學(xué)生的基礎(chǔ)普遍比較薄弱,動力不足,消化起來有一定的困難。就教學(xué)實施的情況來看,主要存在以下方面的問題:
(一)教學(xué)手段單一落后,沒有聯(lián)系實踐展開教學(xué)。對于難度比較大的課程,教師的教學(xué)觀念和手段尤為重要,直接影響課堂效果。傳統(tǒng)教學(xué)中,教師大多數(shù)采取先集中講授理論知識,后開展實驗的模式。并且在講解的過程中,往往只是借助一些圖片和幾個動畫視頻,配合課本典型例題的講解,運用的教學(xué)評價機制也是以理論的考查為主。這樣學(xué)生學(xué)起來既費勁,也沒有聽課的興趣,課堂效果不佳。教師沒有將機械設(shè)計的各方面知識做適當(dāng)?shù)难a充和整理,導(dǎo)致學(xué)生知識面比較狹窄,對實際的機械設(shè)計產(chǎn)生畏懼感。
(二)實驗教學(xué)內(nèi)容和方式不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性。根據(jù)目前學(xué)校里開設(shè)的實驗教學(xué)情況看,實驗內(nèi)容和方式的設(shè)置不夠科學(xué),有不少實驗的設(shè)施不夠齊全,只有少數(shù)的模型,數(shù)量上滿足不了學(xué)生的需求,并且在實驗操作的時候,教師沒有針對學(xué)生的操作情況展開有效指導(dǎo),學(xué)生在操作的時候大都按照已有的實驗過程“依著葫蘆畫瓢兒”,機械地開展實驗和填寫實驗報告,過度依賴于教師的提前安排,缺乏創(chuàng)新與探究,不利于學(xué)生動手創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
二、基于學(xué)期項目設(shè)計制作模式的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的創(chuàng)新改革
(一)項目設(shè)計制作模式的實施
1.模式特點概述:該項教學(xué)的創(chuàng)新最大的特點是把“先理論,后實踐”的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生的項目設(shè)計制作為主導(dǎo),教師的教學(xué)圍繞著學(xué)生在設(shè)計制作項目時遇到的一系列問題而展開。幫助學(xué)生順利完成項目設(shè)計任務(wù)的同時,教師也完成了設(shè)計方法的傳授和系統(tǒng)相關(guān)知識的講解,最終實現(xiàn)自己的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)科計劃。可以說是既有利于學(xué)生的學(xué)習(xí),又緩解了教師的教學(xué)壓力,促進了師生關(guān)系的融洽和課程效果的有效達(dá)成。2.具體實施過程:在學(xué)生的項目設(shè)計中包含的知識應(yīng)該要涵蓋本課程的大部分內(nèi)容。具體來說,既要包括凸輪機構(gòu)在內(nèi)的各種簡單運動機構(gòu)知識,也包括齒輪傳動等在內(nèi)的傳動機構(gòu)的計算與設(shè)計的方法,還包括離合器、連接件等這些常見機械零件的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理等的介紹[2]。在學(xué)生進行項目設(shè)計的選擇時,可以根據(jù)自身的掌握程度按照設(shè)計項目的實際需求來篩選相關(guān)的結(jié)構(gòu)、零件方面的知識,并體現(xiàn)在設(shè)計制作上。通常會按照這樣幾個步驟進行:首先教師會根據(jù)課程的學(xué)期計劃來給布置學(xué)生一個比較完整的機械設(shè)計的項目任務(wù);然后,學(xué)生根據(jù)自己的項目任務(wù)有選擇地進行知識儲備;再次,學(xué)生按照教師的提示和指導(dǎo),在聽取教師知識講解的情況下,按照要求就選取的設(shè)計內(nèi)容進行設(shè)計和完成制作;最后,學(xué)生修改自己的設(shè)計項目,在班上進行闡述和答辯,教師就設(shè)計的成果進行打分、給予科學(xué)合理的評價。如教師給學(xué)生布置一個倉庫產(chǎn)品的運送機。它的基本結(jié)構(gòu)由電機、帶傳動離合器、減速器(減速離合器)、帶傳動、卷筒機等組成。可以看出這樣的項目設(shè)計幾乎涵蓋了這門課程的內(nèi)容,如軸設(shè)計、工作機的機構(gòu)設(shè)計、帶傳動設(shè)計等這些機械的總體設(shè)計和局部設(shè)計環(huán)節(jié)的內(nèi)容。為了讓每個學(xué)生都能夠動手實踐,教師應(yīng)該把這個項目按具體任務(wù)設(shè)置的不同來分配給每一個人,比如按功率的參數(shù)不一樣、工作機工作的方式不一樣、整體結(jié)構(gòu)不一樣等。盡力做到人人都能主動參與設(shè)計,都能發(fā)散創(chuàng)新思維,且都能從設(shè)計的過程中掌握機械設(shè)計的基本原理和方法。
(二)項目設(shè)計制作模式的效果
與傳統(tǒng)的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的設(shè)計模式相比,這種學(xué)期項目設(shè)計有明顯的優(yōu)勢,并且也取得了客觀的實施效果。1.提高了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計的能力。分析項目設(shè)計的開展過程,會發(fā)現(xiàn)整個模式都是圍繞著學(xué)生的動手實踐而展開。既是解決問題的過程,又是學(xué)生主動學(xué)習(xí)的過程。想象力和創(chuàng)新思維得到培養(yǎng),各方面素養(yǎng)得到提高,自然會提升學(xué)生機械設(shè)計的能力。2.實現(xiàn)了課程間的融合。主要的任務(wù)是設(shè)計項目,但是也會涉及到其他課程的知識,為了更好地完成設(shè)計任務(wù),學(xué)生必然會積極查詢相關(guān)資料,解決心中的疑難困惑,向同學(xué)或者教師尋求幫助。知識積累更扎實,同時這些設(shè)計的能力也有助于學(xué)生機械類的其他課程的學(xué)習(xí)。結(jié)束語總之,項目設(shè)計制作的課程操作模式,不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的自主探究和小組協(xié)作的意識,做到與其他課程有機結(jié)合,讓機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課程變得充滿樂趣和實用性。
參考文獻:
[1]石永軍.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計教學(xué)改革研究[J].中國電力教育,2012(32):55-56.
關(guān)鍵詞 工程實踐能力 導(dǎo)向 改革 實施
中圖分類號:G424 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.01.047
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程普遍存在的問題有:教材章節(jié)相互獨立,不能使所學(xué)知識形成系統(tǒng);多媒體只能起到演示作用,與真正的操作相差較遠(yuǎn);實踐學(xué)時少,理論與實踐不能及時結(jié)合,學(xué)生枯燥,沒有積極性;學(xué)生的工程能力,團隊協(xié)作意識,主動分析問題、解決問題的能力不強;教師對課程改革的手段、措施欠缺,照本宣科的教學(xué)方式很難調(diào)動學(xué)生的主觀能動性;學(xué)生創(chuàng)新意識欠缺。
綜上所述,本文提出以學(xué)生工程實踐能力為導(dǎo)向的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革與實施研究。該研究的特點,一是在教學(xué)模式上,為學(xué)生營造自由發(fā)展的氛圍;二是在教學(xué)方法上,為學(xué)生營造自主探究的環(huán)境;三是在教學(xué)手段上,組織豐富多彩的競賽活動,展示設(shè)計成果,吸引更多人參與其中;四是在考核方式上,多種考核形式并存,注重對學(xué)生能力的培養(yǎng)。
1 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革內(nèi)容及目標(biāo)
1.1 具體改革內(nèi)容
(1)改革課程教學(xué)模式,設(shè)置有利于學(xué)生自由發(fā)展的教學(xué)環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生“主動參與”的教學(xué)模式,教師在課程教學(xué)初期提出目標(biāo),如以往屆“機械創(chuàng)新設(shè)計競賽” 為主題,并明確目標(biāo)完成質(zhì)量,將納入期末考核并給定所占總成績的比例,一般不應(yīng)大于50%;學(xué)生自行提出任務(wù),3人一組自由組隊,尋找方法,教師在目標(biāo)提出約兩周后組織學(xué)生對任務(wù)進行答辯,對任務(wù)進行客觀、準(zhǔn)確評價,指出下一步學(xué)習(xí)的重點;在學(xué)期中組織“機構(gòu)創(chuàng)意搭接”活動,在學(xué)期末組織“機構(gòu)設(shè)計及動力學(xué)仿真”活動,激發(fā)學(xué)生熱情。課程教學(xué)模式不局限于教師課堂講授,可以是學(xué)生任務(wù)匯報、教師指導(dǎo)答疑、活動演示等多種形式并存。
教師引導(dǎo):提出目標(biāo)、不規(guī)定任務(wù);不規(guī)定方法;督促實施、解答疑問。學(xué)生主動參與:明確目標(biāo),提出任務(wù);尋找方法;邊學(xué)邊干,完成實踐。
(2)改革課程教學(xué)方法,營造學(xué)生自主探究的環(huán)境。引導(dǎo)學(xué)生“主動參與”的教學(xué)方法,教師在課程講授過程中取材以教材為線索,又不局限于教材,在學(xué)生自行尋找的任務(wù)中,找到具有共性的問題,引入課堂;在各章節(jié)圍繞技術(shù)的發(fā)展,增加新的內(nèi)容;不拘泥于程式方法的符合度,看重對方法(路徑)的找尋過程,看重結(jié)果的創(chuàng)新度。
(3)改革課程考核方式,重點以考核學(xué)生能力為主,多種考核形式并存,客觀準(zhǔn)確評價學(xué)生成績。打破傳統(tǒng)的以考核學(xué)生對書本知識掌握程度的限時書面考試方式,傳統(tǒng)考試方式會使學(xué)生臨時抱佛腳,放松平時的學(xué)習(xí)。加強對平時任務(wù)完成情況考核、對組織活動參與情況考核、對實驗室開放參與程度考核,加大平時考核在綜合成績中所占的比重,在一定程度上促使學(xué)生重視平時各個教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變成循序漸進的過程,防止學(xué)生考前的突擊應(yīng)付,提高平時學(xué)習(xí)的自覺性和主動性,考試題目增加一定量的設(shè)計型題目,強調(diào)工程背景,克服傳統(tǒng)考試中題目的限時性、定向性、唯一性、單純性的弊端,著意考察學(xué)生綜合運用知識解決實際問題和創(chuàng)新思維的能力。
(4)改革課程對應(yīng)集中性實踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容,將任務(wù)從課內(nèi)延伸至課外。多數(shù)作品可作為課程設(shè)計繼續(xù)研究,豐富課程設(shè)計內(nèi)容;部分作品可作為畢業(yè)設(shè)計題目深入分析;優(yōu)秀作品可參加遼寧省機械創(chuàng)新設(shè)計大賽。
1.2 改革目標(biāo)
通過課堂講授與學(xué)生自主實踐,培養(yǎng)學(xué)生具有:(1)根據(jù)目標(biāo)范圍找尋社會需求提煉課題的能力;(2)對于機械工程問題進行系統(tǒng)表達(dá)、建立模型、分析求解和論證的能力;(3)獨立創(chuàng)新設(shè)計機械系統(tǒng)與零部件的能力;(4)在團隊中工作、與他人合作的能力。
2 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革實施方案
學(xué)生的學(xué)習(xí)分別通過若干個學(xué)習(xí)任務(wù)來完成,每個任務(wù)均要求學(xué)生通過小組動手實踐直接掌握實踐知識。在實踐中遇到了問題,又使學(xué)生對理論的學(xué)習(xí)變成內(nèi)在需要。學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)理論之時,又通過實踐鞏固理論知識,從而使理論知識學(xué)習(xí)與實踐知識學(xué)習(xí)有機地結(jié)合在一起。以學(xué)生“主動參與”為中心,進行各方面能力的培養(yǎng)與鍛煉,每個任務(wù)都是一個完整的工作過程,是一個獲取信息―制定計劃―做出決定―實施計劃―檢查控制―評定反饋的過程。具體實施方案見圖1。
3 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革成效
3.1 組織與課程密切相關(guān)的教學(xué)活動
在2013/2014學(xué)年第二學(xué)期,對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程進行了改革的嘗試,涉及三個班級。在課程前半部分常用機構(gòu)理論內(nèi)容講解完,組織學(xué)生開展“首屆機構(gòu)創(chuàng)意搭接競賽”活動。
3.2 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程改革取得成果
共收集作品32件,分別是:顎式破碎機、飛機起落架、活塞泵、壓蓋機、蛋糕切片機、汽車雨刷器、印花機、臺式電風(fēng)扇搖頭機構(gòu)、帶式輸送機、鶴式起重機、攝影升降臺、機器人腿部機構(gòu)、車載起重機、多連桿式獨立懸掛機構(gòu)、機械手手指機構(gòu)、精壓機機構(gòu)、縫紉機踏板機構(gòu)、機械手手臂機構(gòu)、篩料機機構(gòu)、內(nèi)燃機、活塞泵、插床插削機構(gòu)、帶傳動傳送機構(gòu)、飛剪機構(gòu)、后備箱開啟閉合機構(gòu)、單缸四沖程內(nèi)燃機、牛頭刨床機構(gòu)、門式起重機、振動篩料機、挖掘機、洗瓶器、浴室搓澡器。每件作品包括:設(shè)計任務(wù)書、答辯PPT、機構(gòu)搭接視頻、活動總結(jié)。評選出特等獎1項,一等獎3項,二等獎6項,三等獎6項。其中,單缸四沖程內(nèi)燃機獲特等獎;顎式破碎機、后備箱開啟閉合機構(gòu)、牛頭刨床機構(gòu)獲一等獎;飛機起落架、汽車雨刷器、攝影升降臺、精壓機機構(gòu)、插床插削機構(gòu)、飛剪機構(gòu)獲二等獎;活塞泵、壓蓋機、門式起重機、振動篩料機、挖掘機、洗瓶器獲三等獎。
4 結(jié)語
從改革實施效果看,師生交流加強,學(xué)生學(xué)習(xí)自主性有所提高;設(shè)計獨立完成,無法抄襲;全體學(xué)生參與小組共同設(shè)計,加強了與人合作意識,獲得了團隊工作經(jīng)驗;部分作品可作為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計題目繼續(xù)深入研究,課內(nèi)成果延伸到課外。
該研究使實踐教學(xué)與理論教學(xué)有機結(jié)合,以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線,按照能力本位、任務(wù)驅(qū)動的理念進行組織教學(xué),構(gòu)建以實踐為主、以知識為輔、以任務(wù)為載體、理論與實踐一體化的課程結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想,充分調(diào)動學(xué)生主動獲取知識和解決問題的主動性,通過小組個體之間、師生之間的溝通、交流、討論、答辯、評價等多個環(huán)節(jié),通過對任務(wù)實施過程中具體環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進地學(xué)習(xí),使學(xué)生具備對任務(wù)綜合的分析能力、知識選擇能力、知識應(yīng)用能力、對問題的判斷能力、問題分析能力、創(chuàng)新能力、工作質(zhì)量及效率和團隊合作能力、自學(xué)能力等人才培養(yǎng)方案中所要求必須具備的能力素質(zhì)。
基金項目:本文系2012遼寧省教育廳教育教學(xué)研究項目“培養(yǎng)卓越工程師創(chuàng)新與實踐能力途徑的探索”(2012-150)。2014年沈陽工程學(xué)院教育教學(xué)研究青年基金項目“以學(xué)生工程實踐能力為導(dǎo)向的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程改革與實施”(Q201406)的研究成果
參考文獻
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摘要:依據(jù)教學(xué)實踐,從實際出發(fā),圍繞教材的修訂與課程設(shè)計等方面提出自己的看法并展開論述,旨在促進成人專科課程建設(shè),提高教學(xué)效果,培養(yǎng)符合實際要求的人才。
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計基礎(chǔ);教學(xué)改革;課程設(shè)計
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機電類專業(yè)學(xué)生的主要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,也是一門能直接用于生產(chǎn)的設(shè)計性課程。該課程的教學(xué)目的不僅在于傳授通用零件和常用機構(gòu)的基本知識、基本理論和基本設(shè)計方法,更主要的是培養(yǎng)學(xué)生具備一定的的實際機械設(shè)計能力[1]。課程設(shè)計是一項實踐性教學(xué),是培養(yǎng)學(xué)生機械綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程意識的重要環(huán)節(jié),是啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段,可以為以后的畢業(yè)設(shè)計奠定一定的基礎(chǔ),在教學(xué)計劃中起著承上啟下的重要作用[2]。課程設(shè)計時需要查閱大量的國家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)手冊等相關(guān)資料,通過課程設(shè)計,可以把《機械設(shè)計基礎(chǔ)》和《機械制圖》、《工程材料》、《工程力學(xué)》等所修課程進行有機的結(jié)合并綜合運用。可以使學(xué)生掌握一套完整的設(shè)計原則、步驟和方法。
根據(jù)教育部的有關(guān)規(guī)定,電大的脫產(chǎn)學(xué)生只能招收成人專科學(xué)生。由于近十年來,高校擴招及自考、網(wǎng)絡(luò)等各種辦學(xué)形式的多樣化,留給成人高考的生源比以往少,但成人高考這幾年并沒有減招,故而造成錄取線走低。總分450分的成專考試,2007年的錄取分?jǐn)?shù)為125分,2008年的錄取分?jǐn)?shù)為148分,2009年降到了116分,2010為125分。換算成百分制,30分不到就可以上大學(xué)了。較低的入學(xué)“門檻”,使有的學(xué)生毫不珍惜學(xué)習(xí)機會,曠課、遲到早退的現(xiàn)象都有,每年還有2%~3%的學(xué)生自動放棄學(xué)業(yè)。由于分?jǐn)?shù)線過低,有些學(xué)生基礎(chǔ)較差,據(jù)統(tǒng)計,電大成人專科機電專業(yè)學(xué)生中,一元二次方程、三角函數(shù)這些初中數(shù)學(xué)內(nèi)容都不會的學(xué)生占到80%以上。
根據(jù)實際情況,浙江省廣播電視大學(xué)對機電專科的教學(xué)計劃作出了一定的修改,比如減少了統(tǒng)考課程,取消了學(xué)習(xí)難度較大的《工程力學(xué)》,刪減了《機械制造基礎(chǔ)》的部分內(nèi)容,調(diào)整了必修課、選修課及自選課學(xué)分的比例,在一定程度上加大了地方電大教學(xué)的自主權(quán)。但是具體的教學(xué)過程,還需地方電大自行酌情改革。
專科院校的教育以技術(shù)應(yīng)用性人才為培養(yǎng)目標(biāo),因此《機械設(shè)計基礎(chǔ)》的教學(xué)改革,必須以全面機械設(shè)計素質(zhì)培養(yǎng)為中心、實際機械設(shè)計能力培養(yǎng)為主線,對傳統(tǒng)的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)方法進行改革。
一、教學(xué)內(nèi)容的整合
成人專科《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容改革,一方面要貫徹“夠用”原則,即為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程(在校的后繼學(xué)習(xí))和終身學(xué)習(xí)(發(fā)展和創(chuàng)業(yè))奠定堅實基礎(chǔ);另一方面要突出機械設(shè)計主題,即培養(yǎng)學(xué)生的從業(yè)(從事實際設(shè)計)能力,實現(xiàn)高等技術(shù)應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此,應(yīng)從以下幾個方面入手對教學(xué)內(nèi)容進行改革。
(一)刪減難度較大的理論推導(dǎo)和證明,及時修正過時的內(nèi)容
成人高等教育的目標(biāo)是培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性人才,其畢業(yè)生所從業(yè)的崗位決定了他們沒有必要對計算公式、定理、方法等的來龍去脈像培養(yǎng)研究型人才那樣搞得清清楚楚,而應(yīng)注重于如何運用這些公式、定理和方法等來解決實際設(shè)計問題。因此,對一些過深的、不必要的理論推導(dǎo)、證明都可以予以刪除,以便使學(xué)生集中精力掌握這些公式、定理、方法的實際應(yīng)用。例如:帶傳動中松邊拉力、緊邊拉力與最大摩擦力等之間的關(guān)系推導(dǎo);齒輪齒面接觸疲勞強度計算公式與齒根彎曲疲勞強度計算公式推導(dǎo)過程等都可以刪除。與其他先修課程重復(fù)的內(nèi)容、偏深偏難而又不實用的內(nèi)容、因科學(xué)技術(shù)發(fā)展進步而落后的內(nèi)容也應(yīng)刪除。例如:用彎扭合成當(dāng)量彎矩法對軸進行強度校核計算以及對軸的各項變形量的校核,對于沒有多少力學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生來說簡直就是天書,而90年代初編寫的教材,其軸承部分早已嚴(yán)重與時代脫節(jié),必須予以修正。教材要以機械傳動、機械零件的設(shè)計為重點,保證實用性和先進性。
(二)完善設(shè)計所必須的基本知識和基本理論,培養(yǎng)較強的圖表查閱能力
課程設(shè)計是一項以《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程為基礎(chǔ),根據(jù)實際生產(chǎn)要求,綜合運用眾多課程完成的一項較大的設(shè)計任務(wù)[2]。完成課程設(shè)計,僅僅依靠《機械設(shè)計基礎(chǔ)》的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,期間涉及到的知識有《機械制圖》、《力學(xué)》、《工程材料》、《公差配合與互換性測量》等相關(guān)知識[3]。根據(jù)浙江省廣播電視大學(xué)對機電專科教學(xué)計劃的修改及相關(guān)課程的改革,已經(jīng)徹底刪除了《力學(xué)》、《工程材料》、《公差配合與互換性測量》等知識,僅僅依靠中央電大90出版的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》,使得學(xué)生在設(shè)計時缺少相關(guān)知識而無法解決問題。
修改后的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材,適當(dāng)增加了《工程力學(xué)》中靜力學(xué)、材料力學(xué)的部分知識,增加了《工程材料》中材料力學(xué)性能的簡單介紹與資料查找,也增加了《公差配合與互換性測量》中偏差、公差、粗糙度、形位公差的介紹與查表選擇方法。
在企業(yè)中,普通工程師也被稱為“表工程師”。也就是說,工程師的重要能力之一就是能夠查閱有關(guān)圖表,從而結(jié)合有關(guān)公式解決一些生產(chǎn)實際問題。因此,機電成人專科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生良好的查閱圖標(biāo)的能力。
二、課程設(shè)計和課程講授有機地結(jié)合
以往的課程設(shè)計程序是:在設(shè)計任務(wù)下達(dá)之后,前三天的計算工作量相當(dāng)大,教師和學(xué)生需要加班趕任務(wù),有時甚至通宵達(dá)旦,十分勞累。學(xué)生也沒有思考的時間和余地,隨之會出現(xiàn)應(yīng)付心態(tài),出現(xiàn)問題馬上就問,過分依賴指導(dǎo)教師。也有一部分學(xué)生急于求成,做事馬虎,設(shè)計計算時喜歡照搬照抄,一錯皆錯,問題成堆。這對學(xué)生的設(shè)計質(zhì)量和學(xué)習(xí)成績都會產(chǎn)生一定的影響。對于教師來講,課程設(shè)計的前三天,幾十位學(xué)生爭相提問,教師要對類似的問題不停地答疑講解,疲憊不堪。如此以往,學(xué)生的設(shè)計質(zhì)量和工作進度都難有太大的進展。
為此,我們根據(jù)教學(xué)大綱,在不減少學(xué)生設(shè)計任務(wù)的前提下,把課程設(shè)計和課程的講授結(jié)合在一起,在學(xué)期開始不久就將設(shè)計任務(wù)書下達(dá)給學(xué)生,讓學(xué)生帶著任務(wù),有針對性地學(xué)習(xí)。可以將課程設(shè)計的部分計算內(nèi)容分成幾次大型課后作業(yè)來完成,比如帶傳動設(shè)計、齒輪傳動設(shè)計、軸的強度校核計算、軸承的選擇與校核、鍵的強度校核等。在課堂例題的模板下,學(xué)生大部分能較好地完成作業(yè)。同時教師在日常授課期間,通過批改學(xué)生的作業(yè),適時發(fā)現(xiàn)學(xué)生計算中的失誤并敦促學(xué)生及時糾正。
課程設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計部分可以放在學(xué)生“裝拆、測繪減速器實驗”中進行。在裝拆、測繪實驗中,讓學(xué)生仔細(xì)觀察各類減速器的結(jié)構(gòu)、軸的結(jié)構(gòu)、軸承的安裝和固定方法,為以后對軸和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和畫裝配圖打下基礎(chǔ)。
課程設(shè)計采用這種方法,使得大部分工作都是在學(xué)生的課余時間完成的。周期長,學(xué)生和教師都有了很大的回旋余地,學(xué)生遇到困難可以有足夠的時間思考,教師也可以從容不迫地指導(dǎo)學(xué)生通過查閱有關(guān)資料和學(xué)生一起解決設(shè)計中遇到的問題,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考、分析問題和解決問題的能力,更主要的,是培養(yǎng)學(xué)生自主查閱資料的能力和機械設(shè)計的方法。
三、引入UG(Unigraphics)軟件,提高學(xué)生的空間想象能力
在以往的課程設(shè)計中,由于學(xué)生空間想象能力不足,往往依葫蘆畫瓢,導(dǎo)致學(xué)生對自己設(shè)計的減速器結(jié)構(gòu)似懂非懂,影響了設(shè)計質(zhì)量。在課程設(shè)計中引入UG軟件指導(dǎo)學(xué)生進行減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的空間想象能力。
UG技術(shù)提供的草圖功能、曲線曲面建模、基于特征的實體建模虛擬裝配建模機構(gòu)運動仿真、分析等技術(shù),給機構(gòu)設(shè)計提供了極大的方便[4]。由于學(xué)生缺乏實際經(jīng)驗,往往要對某些結(jié)構(gòu)不合理的地方進行多次修改,采用二維設(shè)計,結(jié)構(gòu)變動較大時則不得不重新設(shè)計并花費很多時間進行繪圖。而采用UG軟件進行三維設(shè)計,只需修改零件的某個參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改。學(xué)生在完成三維設(shè)計后,利用UG的制圖轉(zhuǎn)換功能,可將使用實體建模功能創(chuàng)建的零件或裝配模型引用到工程圖模塊中,快速轉(zhuǎn)換為二維的工程圖,再進行尺寸標(biāo)注、注釋等等,最終完成課程設(shè)計所要求的圖紙,從而提高學(xué)生的專業(yè)專業(yè)制圖、識圖能力,加深學(xué)生對三維設(shè)計與二維工程圖之間關(guān)系的理解。
四、結(jié)束語
設(shè)計是一個創(chuàng)新的過程,工程上涉及的零件、構(gòu)件錯綜復(fù)雜,《機械設(shè)計基礎(chǔ)》包含門類繁多的零件、構(gòu)件、機構(gòu),如果沒有一條清晰的主線,極容易使學(xué)生聽得毫無頭緒,造成理解上的混亂。所以在授課時,要緊緊圍繞培養(yǎng)學(xué)生實際能力這條主線。不管是什么類型的零件,都遵循著相同的基本設(shè)計程序,即按工況選擇零件類型,對零件進行受力分析,選擇材料,確定是否熱處理,分析失效形式,計算關(guān)鍵尺寸,直到進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。如果教師按這條主線講授,學(xué)生按這條主線學(xué)習(xí),就可以在繁多的理論中理出一條鮮明的脈絡(luò),使教師講授有章可循,學(xué)生學(xué)習(xí)也帶有明確的條理性。
參考文獻
[1]葛中民.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].中央廣播電視大學(xué)出版社,199,2:4-7.
[2]王志偉,孟玲琴.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].北京理工大學(xué)出版社,2007,8:2-15.
【關(guān)鍵詞】課程設(shè)計;能力培養(yǎng);實踐性
課程設(shè)計是工科學(xué)生在四年學(xué)習(xí)中最早接觸的理論知識運用于工程實踐的重要實踐課程。實踐是人們最好的老師,大學(xué)生的綜合能力只有通過親身參加社會生活的實踐才能得到?《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計一方面是培養(yǎng)學(xué)生獨立機械設(shè)計能力,掌握基本設(shè)計方法和進行基本技能的訓(xùn)練,學(xué)會查閱資料;另一方面培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),提高工程設(shè)計及創(chuàng)新的能力。對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計及今后的工作都具有重要影響。
目前機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的題目以減速器設(shè)計為主,雖然減速器是很典型的機械部件,基本涵蓋了《機械設(shè)計》課程所學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,有利于學(xué)生全面掌握有關(guān)知識。但因課程設(shè)計一般是安排在課程教學(xué)結(jié)束的期末進行,設(shè)計時間為二周。而學(xué)生忙于準(zhǔn)備考試,不少學(xué)生難于集中精力認(rèn)真搞課程設(shè)計,采取應(yīng)付的做法:照搬指導(dǎo)書的步驟,按部就班地做模仿設(shè)計。設(shè)計過程對學(xué)生來說沒有什么挑戰(zhàn)性和新鮮感,各項能力也得不到應(yīng)有的提高。因此,筆者認(rèn)為在課程設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、交流能力、信息收集能力、合作能力、工程表達(dá)能力、繪圖能力、實際操作等能力至關(guān)重要。
1 自學(xué)能力的培養(yǎng)
從教育教學(xué)角度,相對中學(xué)時代特別是高中階段的教學(xué)模式與大學(xué)教學(xué)模式有很大不同。高中階段的教學(xué)方式是教師將教學(xué)內(nèi)容反復(fù)地講授并示例解釋,直到學(xué)生理解為止;而大學(xué)教學(xué)方式是教師在很短時間將較多的教學(xué)內(nèi)容傳達(dá)給學(xué)生。這就要求大學(xué)生自己在課后對于教師沒用講到或講授中簡單提到的內(nèi)容及難理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容,要靠學(xué)生自己去學(xué)習(xí)和理解并找出規(guī)律。一個人大學(xué)畢業(yè)所學(xué)到的知識,對于其一生所應(yīng)學(xué)習(xí)的知識來說猶如九牛一毛;大學(xué)生在校所學(xué)的多是基礎(chǔ)理論性知識,更多的應(yīng)用科學(xué)、實用技術(shù)需要走上社會后根據(jù)需要通過自學(xué)來補充、完善。在知識激增、競爭加劇、科學(xué)技術(shù)日新月異的今天,人們要適應(yīng)不斷發(fā)展變化的新生活,惟一的途徑就是自學(xué)。自學(xué)能力是一個人知識不斷擴展和更新的基本保證,是每個人能夠生存、發(fā)展和有所作為必不可少的條件。因此,需從大學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活適應(yīng)期起培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》理論教學(xué)過程中布置設(shè)計任務(wù),讓學(xué)生閱讀設(shè)計任務(wù)書,查閱指定資料和讀物,搜集必要信息,積極思索,初步形成關(guān)于課程設(shè)計問題的分析和解決方案。教師可以在這一階段給學(xué)生列出一些思考題,讓學(xué)生有針對性地開展準(zhǔn)備工作。培養(yǎng)其自學(xué)能力。
2 交流能力的培養(yǎng)
首先要使學(xué)生了解交流能力的重要性,學(xué)生才會積極主動地去發(fā)展交流能力。常言道:與君一席話,勝讀十年書。交流是獲得間接經(jīng)驗的有效手段,也是表達(dá)情感,增進友誼的重要手段。 《機械設(shè)計》課程設(shè)計涉及的知識面廣,使用的公式繁多,正確選擇公式中各參數(shù)是合理確定零件的主要參數(shù)和尺寸的重要前提,這對于初次接觸設(shè)計的學(xué)生來是個不小的難題。因此在課程設(shè)計過程中,將教師的指導(dǎo)和答疑變?yōu)橹笇?dǎo)學(xué)生分組討論:⑴設(shè)計方案選擇的討論:到底選擇那種方案最佳,以及各傳動方案和工作機的性能要求之間有什么關(guān)系;⑵參數(shù)選擇的討論:數(shù)據(jù)取佳,究竟是取大好還是取小好,其根據(jù)是什么;⑶有些計算公式是有實驗條件的,怎樣鑒別設(shè)計任務(wù)與實驗條件的差異,又如何取修正值。通過面對面互相交流、互相提問、互相質(zhì)疑,學(xué)生不僅學(xué)到了知識,形成自己的見解,還能增進互相的溝通和了解。
3 信息收集能力的培養(yǎng)
課程設(shè)計前讓學(xué)生利用已有的知識,生活經(jīng)驗,書籍報刊,廣播電視,電腦網(wǎng)絡(luò)等多種途徑收集相關(guān)信息。在理論課學(xué)習(xí)過程中,讓學(xué)生帶著問題去查閱相關(guān)資料,有目的地篩選資料,多快好省地獲取自己所需的信息;然后在思考過程中不斷地對收集的信息(圖片、圖表、文字記錄等)進行分類組合,生成自己的新認(rèn)識、新見解。尤其是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料,熟練運用這些設(shè)計資料是設(shè)計人員的一項基本技能;在平時的作業(yè)中注意加入這方面的訓(xùn)練內(nèi)容,以提高學(xué)生獲取設(shè)計資料的能力。
4 合作能力的培養(yǎng)
隨著社會競爭的日益激烈,團隊合作能力已成為當(dāng)代社會競爭爭勝的條件之一。設(shè)計任務(wù)下達(dá)之前,按3-4人為宜將班級分成若干小組,每組推薦一名主持人,負(fù)責(zé)分配和協(xié)調(diào)小組各成員的任務(wù),及時溝通和處理設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題。小組成員之間首先要建立信任感,積極參與,相互配合,相互協(xié)作;其次彼此分享設(shè)計過程中的點點滴滴,做到資源共享,知識互補,才能提高小組合作競爭能力。課程設(shè)計可幫助學(xué)生學(xué)會人際交往,開展合作學(xué)習(xí),形成合作意識,培養(yǎng)合作能力。
5 工程表達(dá)能力的培養(yǎng)
工程表達(dá)能力是指具有平面、空間、曲線、表格、公式、繪圖等綜合表達(dá)能力。在課程結(jié)束后隨之而來的課程設(shè)計是檢驗和培養(yǎng)綜合能力、工程素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。比如軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計,在完成相關(guān)的章節(jié)后,布置一次大作業(yè),再安排一次討論課,通過引導(dǎo)學(xué)生通過討論糾正設(shè)計中的問題,幫助其加深理解,提高認(rèn)識。在該階段,從方案的選擇、數(shù)據(jù)的處理、繪圖、編寫設(shè)計說明書到樹立正確的設(shè)計思想,有意識地運用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、查閱手冊、圖冊等參考資料,綜合展現(xiàn)獨立思考、獨立完成的工程表達(dá)能力。
6 實際操作能力的培養(yǎng)
[關(guān)鍵詞]機械設(shè)計基礎(chǔ); 教學(xué)改革; 任務(wù)驅(qū)動
中圖分類號:H191
近幾年來,隨著高考生源減少和本科院校的擴招,低分生源進入高職院校已是不爭的事實。他們文化基礎(chǔ)知識薄弱、學(xué)習(xí)能力偏低,抽象的機械類專業(yè)的學(xué)科知識讓他們感到很難學(xué)懂,傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能激發(fā)出他們的學(xué)習(xí)興趣。機械設(shè)計基礎(chǔ),是各個專業(yè)中學(xué)時最多,任務(wù)最重的一門課程,在人才培養(yǎng)計劃中起著舉足輕重的作用。它既具有很強的工程應(yīng)用價值,也為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。因此,如何上好這門課,使學(xué)生在有限的教學(xué)時間里,既能掌握課程的基本內(nèi)容,又具備一定的基本技能訓(xùn)練和工程實踐的能力,成為教師教學(xué)方法研究的重要課題。為了客觀真實反映教學(xué)現(xiàn)狀,我們在7個高職院校進行了為期6個月的調(diào)查研究。
一 問卷調(diào)查的主要內(nèi)容
我們于2012年3月至2012年9月開展調(diào)查,本次調(diào)查問卷主要涉及《機械設(shè)計》的課堂教學(xué)、實驗、課程設(shè)計,考試安排,任務(wù)驅(qū)動法的學(xué)生反饋五個方面,共40個問題。調(diào)查學(xué)生包括不同職業(yè)院校,不同專業(yè)學(xué)生共計1200人左右,題型以選擇為主,選作安排學(xué)生對課程講解的建議和意見。發(fā)放試卷采用任課老師安排作業(yè)的方式,這樣可以避免學(xué)生敷衍了事,反映真實的教學(xué)現(xiàn)狀。
二 調(diào)查結(jié)果反映的問題
調(diào)查共收到有效答卷960份。問題集中反映在以下幾個方面
(一) 學(xué)生學(xué)習(xí)時目的性不強。課程的教學(xué)和實踐活動沒有結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)的特點,使學(xué)生感覺這門課程與今后所學(xué)專業(yè)沒有太大關(guān)系。
(二) 課程設(shè)計質(zhì)量下降。
(三) 學(xué)生工程意識薄弱,學(xué)習(xí)方法不適應(yīng)課程要求。
(四) 考試方式陳舊單一,過程不透明,沒有新穎性。
三 基于任務(wù)驅(qū)動的教改方案的實施
一、教學(xué)內(nèi)容模塊化,增強立體感
高等職業(yè)教育重視技能訓(xùn)練和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求,機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)應(yīng)減少原理闡述,把重點放在與生產(chǎn)一線緊密結(jié)合的機械零件部分,在教學(xué)中將課程內(nèi)容分為必修、選修和自修三種,另外,針對我校數(shù)控、模具和機電專業(yè)的特點,涉及到的機械設(shè)備都是高速回轉(zhuǎn)機械,回轉(zhuǎn)件的平衡和滑動軸承中的靜壓軸承在本專業(yè)中有很重要的地位,也作為必修內(nèi)容,將教學(xué)內(nèi)容分成牛頭刨床刨刀驅(qū)動機構(gòu)的傳動分析、縫紉機踏板機構(gòu)的運動分析、單缸四沖程內(nèi)燃機的傳動結(jié)構(gòu)分析、圓柱齒輪減速器的傳動分析四個情景。每個情景安排學(xué)習(xí)目標(biāo),內(nèi)容,方式方法建議。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容下發(fā)若干任務(wù),每個任務(wù)中具體化知識點、能力點、教學(xué)形式、方法、環(huán)境要求。以牛頭刨床刨刀的教學(xué)情景示例如下表一。
5.材料與工具 實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書,教學(xué)模型機構(gòu)
6.教學(xué)重點 自由度的概念和運動副對自由度的限制,機構(gòu)具有確定相對運動的條件,機構(gòu)自由度的計算。
二、突出課程的工程性和實踐性,提高創(chuàng)新積極性
應(yīng)用型高職教學(xué)不僅要重視常用機構(gòu)和通用零件工作原理和設(shè)計理論,而且要將與工程實際緊密聯(lián)系的部分作為教學(xué)重點,才能使理論教學(xué)與實際緊密聯(lián)系起來。例如,在緒論中研究機械的組成和功用,以汽輪機和內(nèi)燃機為例子講授,這兩個例子中,包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、連接件、傳動件、軸系件以及彈簧等。這兩個典型例子的選取,既滿足了教學(xué)要求,便于學(xué)生理解,又突出了課程的實用性和我校的專業(yè)特色。課程設(shè)計題目的搜集有多種途徑,例如:結(jié)合教師的科研項目擬定合適的課程設(shè)計題目;建立學(xué)校與企業(yè)的合作關(guān)系,了解企業(yè)的需求,將企業(yè)一線急需解決的設(shè)計問題引入到課程設(shè)計中;從往屆畢業(yè)設(shè)計的題目中截選出合適的傳動裝置設(shè)計部分作為題目;允許并鼓勵學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗和興趣自己擬題;結(jié)合國家、省和市機械創(chuàng)新大賽主題尋找一些題目作為課程設(shè)計題目。在此類題目的課程設(shè)計中,由于有明確的設(shè)計目標(biāo),學(xué)生投入精力很大,興致也很高,課程設(shè)計效果較明顯。
三、使用現(xiàn)代工程設(shè)計方法和手段,
隨著計算機科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,世界機械制造業(yè)已進入數(shù)字化設(shè)計、分析與制造的新時代,先進的三維設(shè)計及其制造方式正在全面展開。所以在"機械設(shè)計課程設(shè)計"中,將三維數(shù)字化設(shè)計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維制圖是課程改革的一個重點,并對二維設(shè)計的機械課程進行整體優(yōu)化。現(xiàn)在領(lǐng)先的三維設(shè)計軟件有Pro/E 和UG 等。現(xiàn)階段許多學(xué)生選用傳統(tǒng)二維設(shè)計軟件AutoCAD 繪制工程圖,對于缺乏感性知識的學(xué)生來說有一定困難,有礙于學(xué)生設(shè)計能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生采用三維設(shè)計軟件進行三維實體設(shè)計,使設(shè)計手段與現(xiàn)代企業(yè)要求接軌,完成零件與系統(tǒng)的設(shè)計,先建立三維模型,再形成二維投影,符合一般人的思維習(xí)慣,有利于學(xué)生創(chuàng)新形象思維。三維圖形模型可直接調(diào)入有限元軟件,進行CAE 分析。這樣可拓寬學(xué)生創(chuàng)造設(shè)計能力的培養(yǎng),也是軟件發(fā)展多樣化的需要。隨著機械制造企業(yè)信息化工程的進展,廣大工程技術(shù)人員使用計算機進行數(shù)據(jù)處理和設(shè)計計算工作,對機械設(shè)計制造中通用基礎(chǔ)信息資源也提出了新的需求。在使用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM 等軟件工具進行產(chǎn)品設(shè)計制造過程中,經(jīng)常涉及各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、常用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、曲線圖表等信息資源的查詢和選用,也涉及常用機械零部件、標(biāo)準(zhǔn)件校核計算和設(shè)計分析等專業(yè)應(yīng)用問題,設(shè)計手冊的查詢是設(shè)計時遇到的一件非常繁瑣的事情。我們推薦使用《機械設(shè)計手冊(軟件版)》,實踐表明,學(xué)生應(yīng)用該軟件進行傳動部件相關(guān)零件計算和數(shù)據(jù)查詢所花時間只有以前的一半,不但可以留下更多時間去進行傳動機構(gòu)的三維造型,而且也通過傳動部件設(shè)計實踐,掌握了有別于手工計算、人工查詢手冊的軟件版手冊用法,為今后更有效地工作,打下了堅實的基礎(chǔ)。
四、堅持并加強課程設(shè)計的總結(jié)和答辯,培養(yǎng)學(xué)生團隊意識
答辯是對學(xué)生設(shè)計成果的一種肯定,也是學(xué)生間、師生間相互交流的重要方式;是教師檢查設(shè)計質(zhì)量高低的有效手段,也是對暴露出來的共性問題進行的一次集中答疑。以往的答辯方式是單個學(xué)生逐一答辯,由于時間緊,提出問題的覆蓋面小,難以真正反映學(xué)生對課程設(shè)計知識的掌握程度。采用分小組答辯的方式,學(xué)生之間可以通過相互的討論,培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神,這樣可以獲得一次學(xué)習(xí)提高的機會,提高答辯效果。同時要重視課程設(shè)計總結(jié)。學(xué)生通過認(rèn)真總結(jié),剖析自己設(shè)計中的得失、成敗,有助于進一步掌握設(shè)計方法和步驟,找出今后設(shè)計中應(yīng)注意的問題。教師也要認(rèn)真對整體設(shè)計情況有一個針對性的總結(jié),指出設(shè)計的不足,要肯定成績并給予鼓勵。通過系統(tǒng)總結(jié)和答辯,可使學(xué)生進一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計計算和設(shè)計中存在的問題,進一步搞清不甚理解的或未曾考慮到的問題,從而取得更大的收獲,圓滿地達(dá)到課程設(shè)計的目的與要求。
五項目化教學(xué)的考核評價方法
基于項目驅(qū)動教學(xué)的考核強調(diào)以人為本的整體性評價觀,重視對學(xué)生能力高低認(rèn)定具體手段和實用方法。根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程特點及教學(xué)目標(biāo), 結(jié)合職業(yè)崗位能力的需求, 該課程學(xué)生學(xué)習(xí)成績由學(xué)習(xí)過程態(tài)度考核、學(xué)習(xí)過程知識技能考核、綜合能力考核及理論知識考核四個部分組成。具體考核評定標(biāo)準(zhǔn)如下。
準(zhǔn)時提交作業(yè)、實驗報告且內(nèi)容基本正確和符合要求可得滿分;遲于規(guī)定時間上交作業(yè)者每次扣1分;不交作業(yè)者每次扣2分;作業(yè)內(nèi)容有明顯抄襲痕跡或完全不符合要求者每次扣1分。
實驗、設(shè)計課遵守紀(jì)律。不大聲喧嘩。實驗操作規(guī)范得滿分。明顯擾亂課堂秩序,影響他人的扣2分,扣完為止。
全部按時交作業(yè)準(zhǔn)確率80%以上得15分;準(zhǔn)確率(70-80)%得12分;(60-70)%得10分。不交作業(yè)一次扣一分,扣完為止。
客觀題部分,主要用來考查學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識; 主觀題部分,考查學(xué)生對知識的應(yīng)用能力。
四、結(jié)束語
教學(xué)實踐表明,本次在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中采用任務(wù)驅(qū)動和模塊化教學(xué)模式的改革是成功的。教育模式是能力本位的培養(yǎng)模式,是對傳統(tǒng)教育模式的顛覆性改革。其優(yōu)勢體現(xiàn)在:第一,構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生具備在現(xiàn)代工程環(huán)境下賴以生存和成長的團隊協(xié)作精神、交流溝通能力,對新產(chǎn)品、新流程、新系統(tǒng)的掌控意識和能力為核心的教學(xué)目標(biāo)。第二,將教學(xué)內(nèi)容與工程實踐緊密聯(lián)系在一起,順應(yīng)先進制造技術(shù)發(fā)展的需求,適應(yīng)日益擴大的國際經(jīng)濟交流,以及日益增加的工程全球化競爭環(huán)境。第三,營造有利于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的環(huán)境,激勵學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力,以滿足社會對工程人才知識結(jié)構(gòu)和素質(zhì)能力的要求。第四,在理論課堂教學(xué)中強化實踐教學(xué),提高學(xué)生的工程意識和工程素養(yǎng)。以適應(yīng)信息時代對工程技術(shù)人才的需求,適應(yīng)高職院校對高技能高素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求。但是,這種教育模式的實施,對教學(xué)環(huán)境,對教師的素質(zhì)都提出了新的挑戰(zhàn)。我們應(yīng)該共同努力使中國的工科教育能夠走在世界前列。
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關(guān)鍵詞:機械設(shè)計基礎(chǔ),教學(xué),改革
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機械類專業(yè)學(xué)生的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,而且也是一門能直接用于生產(chǎn)的設(shè)計性課程。本課程的教學(xué)目標(biāo)不僅在于傳授常用機構(gòu)和通用零件的基本知識、基本理論和基本設(shè)計方法,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實際機械設(shè)計能力。高等職業(yè)教育以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用性人才為目標(biāo),所以更應(yīng)注重于本課程的設(shè)計性、實用性,即學(xué)生實際機械設(shè)計能力的培養(yǎng)。為此,必須以全面機械設(shè)計素質(zhì)培養(yǎng)為中心、實際機械設(shè)計能力培養(yǎng)為主線,對傳統(tǒng)的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)方法、教學(xué)手段和考試方法上進行改革。
一、在教學(xué)內(nèi)容上以“必須夠用”為原則,最大限度的整合教學(xué)資源
高等職業(yè)教育《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容改革,一方面要貫徹“必須夠用”的原則,即為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程(在校后續(xù)學(xué)習(xí))和終身學(xué)習(xí)(發(fā)展和創(chuàng)業(yè))奠定堅實基礎(chǔ);另一方面要突出機械設(shè)計主題,即培養(yǎng)學(xué)生的從業(yè)(從事實際設(shè)計)能力,實現(xiàn)高等技術(shù)應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此,應(yīng)從以下幾個方面入手對教學(xué)內(nèi)容進行改革。
1.淡化過細(xì)的理論內(nèi)容,刪減不必要的理論推導(dǎo)和證明
高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)強調(diào)的是人才的應(yīng)用性,其畢業(yè)生所從業(yè)的崗位,決定了他們沒有必要對計算公式、定理、方法等的來龍去脈象高等學(xué)歷教育培養(yǎng)研究型人才那樣搞得清清楚楚,而應(yīng)注重于如何運用這些公式、定理、方法等來解決實際設(shè)計問題。因此,對一些過深的、不必要的理論推導(dǎo)、證明都應(yīng)予以刪除,以便學(xué)生集中精力掌握這些公式、定理、方法的實際應(yīng)用,解決實際設(shè)計問題。這樣更符合培養(yǎng)目標(biāo)的要求,也勢必取得更好的效果。例如:帶傳動即將打滑時緊邊拉力與松邊拉力之間的關(guān)系式的推導(dǎo)過程;齒輪傳動中按輪齒齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算(或校核計算)公式的推導(dǎo)過程等等都應(yīng)刪除。與其它先修課程重復(fù)的內(nèi)容、偏深偏難而又不實用的內(nèi)容、因科學(xué)技術(shù)發(fā)展進步而落后的內(nèi)容也應(yīng)刪除。以機械傳動、機械零件的設(shè)計為重點,保證實用性和先進性。
2.完善設(shè)計所必要的基本知識和基本理論,增加基本設(shè)計方法和實踐性內(nèi)容
機械設(shè)計所需的基本知識和基本理論、緊密結(jié)合工程實際且多樣化的設(shè)計方法,是培養(yǎng)機械設(shè)計能力的根本保證,也是實施終身教育、發(fā)展和創(chuàng)造的基礎(chǔ),而以往的教材對此注意不夠。具體表現(xiàn)為:(1)對設(shè)計方法和步驟缺少分析、總結(jié)和歸納,不利于學(xué)生整體設(shè)計思想方法的形成。(2)實用性、實踐性內(nèi)容少,不利于學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識和方法解決工程實際問題能力的培養(yǎng)。改革后的課程內(nèi)容體系應(yīng)克服以上不足,以設(shè)計為線索,以解決工程實際設(shè)計問題為目標(biāo),構(gòu)建起設(shè)計基本知識和基本理論比較完備,設(shè)計方法實用、多樣的基本內(nèi)容體系。因此,我們自編了機械設(shè)計基礎(chǔ)教材,特別增加了實用性、實踐性內(nèi)容和習(xí)題,增加了應(yīng)用性的設(shè)計方法、經(jīng)驗數(shù)據(jù)和公式、圖表,增加零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容。突出應(yīng)用性,將學(xué)生引向?qū)嶋H設(shè)計。
3.根據(jù)各專業(yè)人材培養(yǎng)方案整合教學(xué)內(nèi)容
由于各個專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)不同,所安排的課時和教學(xué)要求也不同,因此《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課應(yīng)根據(jù)本專業(yè)專業(yè)課的學(xué)習(xí)要求,將與其相關(guān)的工程力學(xué)、金屬材料與熱處理等教學(xué)內(nèi)容與本課程進行整合。根據(jù)這一要求,編寫了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材,使用效果很好。
二、在教學(xué)方法上以有利于培養(yǎng)學(xué)生的實際機械設(shè)計能力為原則
高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)和本課程的性質(zhì)都決定了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的實際機械設(shè)計能力為總出發(fā)點和總歸宿。為了有效地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),應(yīng)不斷改進教學(xué)方法,做到以下幾點。
1.講清基本知識、基本理論和基本方法
常用機構(gòu)和通用零件的類型、結(jié)構(gòu)、功能、材料、標(biāo)準(zhǔn)、制造方法、特點、適用場合、工作原理、載荷分析、應(yīng)力狀態(tài)分析、失效形式分析、計算準(zhǔn)則分析、參數(shù)選擇原則、結(jié)構(gòu)設(shè)計等,不但是形成實際機械設(shè)計技能必不可少的基本知識和基本理論,其中也包含了分析和解決工程實際問題的思路和方法,對培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析和推理能力、觀察和想象能力、理解和記憶能力至關(guān)重要,同時也是學(xué)生發(fā)展和創(chuàng)新知識的基礎(chǔ),甚至終身受用。所以,在教學(xué)中要遵循由簡到難,由表及里,循循善誘,層層剝皮的方法,講解清楚,力求切實掌握。
2.加強技能訓(xùn)練,培養(yǎng)機械設(shè)計能力
教學(xué)中可以通過以下幾個方面的技能訓(xùn)練,達(dá)到掌握機械設(shè)計方法的目的。(1)綜合運用工程力學(xué)、金屬材料及熱處理、公差配合與測量技術(shù),以及機械制圖等相關(guān)課程所學(xué)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)知識,聯(lián)系生產(chǎn)實際和機器的具體工作條件,解決機械設(shè)計問題;(2)根據(jù)實際工作條件進行工作原理分析、設(shè)計,抽象和構(gòu)建物理模型,進行載荷的性質(zhì)及大小分析計算,進行應(yīng)力狀態(tài)和性質(zhì)分析、失效形式分析、計算準(zhǔn)則分析、工作能力計算公式分析、材料及熱處理選擇分析;(3)正確理解公式、系數(shù)的使用條件和應(yīng)用范圍,運用各種經(jīng)驗數(shù)據(jù)、經(jīng)驗公式、半經(jīng)驗公式和理論計算公式進行設(shè)計計算;(4)使用各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和圖表;(5)設(shè)計構(gòu)思;(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計;(7)繪圖表達(dá)。在教學(xué)過程中,除了必要的例題和習(xí)題練習(xí)外,教師要注意結(jié)合實際,注意對設(shè)計方法的歸納、總結(jié)和對比,啟發(fā)學(xué)生的聯(lián)想,調(diào)動學(xué)生的積極性,以達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果。教學(xué)中要把主要精力集中在實際技能的培養(yǎng)和如何運用方面,不要在理論上過多地糾纏。
3.注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力
在保證學(xué)生掌握基本知識、基本理論和基本設(shè)計方法,形成實際機械設(shè)計能力的前提下,還要注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,只有這樣才能適應(yīng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、發(fā)展和創(chuàng)業(yè)的要求,也才能達(dá)到創(chuàng)新設(shè)計的目標(biāo),才能與時俱進。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,應(yīng)從調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,啟發(fā)學(xué)生的積極思維和培養(yǎng)自學(xué)能力入手。為此,要注意以下幾個方面的問題:(1)教學(xué)內(nèi)容處理 一般將每次課的內(nèi)容處理為精講內(nèi)容、一般介紹內(nèi)容和自學(xué)內(nèi)容。其中精講內(nèi)容是每次課的重點和難點,包括基本知識、基本理論和基本方法,應(yīng)詳盡講解,以多種形式重復(fù)訓(xùn)練,確保牢固掌握。自學(xué)內(nèi)容是在掌握了精講內(nèi)容的基礎(chǔ)上,通過自學(xué)能夠掌握的知識,留給學(xué)生自學(xué),培養(yǎng)自學(xué)能力,啟發(fā)創(chuàng)造思維和思想。(2)教學(xué)方法的運用 采取靈活多樣的教學(xué)方法,充分調(diào)動學(xué)生的積極性,啟發(fā)學(xué)生的積極思維,培養(yǎng)自學(xué)能力和創(chuàng)造能力。如:① 講授、啟發(fā)、自學(xué)法;② 設(shè)題、自學(xué)、啟討法;③ 串聯(lián)、分析比較、歸納法等等。(3)改革教學(xué)思想、鼓勵多向思維 不要把學(xué)生的思想方法限定在教材的狹窄范圍內(nèi),也不要用教師的思想方法統(tǒng)一學(xué)生。如:經(jīng)常提出一些與教材上思路方法、觀點不相同的問題,熱情討論研究學(xué)生不同的思想方法和觀點,鼓勵設(shè)計結(jié)果的多樣性,支持應(yīng)用新技術(shù)、新工具等,培養(yǎng)創(chuàng)新、創(chuàng)造意識和能力。精心處理教學(xué)內(nèi)容,運用多種教學(xué)方法,改革教學(xué)思想是為了給學(xué)生創(chuàng)造一個積極思考、主動參與學(xué)習(xí)、提高自學(xué)能力的環(huán)境,并最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的目的,要根據(jù)具體情況靈活掌握,否則會適得其反。
4.培養(yǎng)與教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)的學(xué)習(xí)方法
本課程要實現(xiàn)從理論向工程實際、從基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課的過渡,教師必須認(rèn)清這個“過渡”對學(xué)習(xí)方法的特殊要求,對學(xué)生的學(xué)習(xí)方法進行指導(dǎo),以適應(yīng)本課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求。要注意把精力集中于研究掌握機構(gòu)、零部件的結(jié)構(gòu)、選材、制造方法、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、使用范圍、工作情況分析、受力分析、應(yīng)力狀態(tài)分析、失效形式及其原因分析、設(shè)計計算準(zhǔn)則、參數(shù)選擇、設(shè)計方法步驟以及問題處理上,而對公式的推導(dǎo)、定理的證明、經(jīng)驗數(shù)據(jù)的取得過程等只作一般了解,不必反復(fù)推敲。
三、在教學(xué)手段上,充分發(fā)揮現(xiàn)代多媒體教學(xué)的優(yōu)勢
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中有很多動態(tài)的、結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,傳統(tǒng)的實物示例、黑板板書,很難做到解構(gòu)零件的具體構(gòu)造、展示機構(gòu)的動態(tài)過程。為此,我們制作了大量課件,充分利用多媒體教學(xué)手段,展示各類機構(gòu)的運動過程等,增強學(xué)生的感性認(rèn)識,啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思維,增強教學(xué)效果。
四、在考試方法上,利用多種考試相結(jié)合的方式。
目前采用的考試方法是“閉卷考試”模式。其中卷面成績占70%,平時成績占30%。這種考試方法的弊端是導(dǎo)致大量學(xué)生考試成績不合格。主要原因是該課程所包含的內(nèi)容涉及面太廣,學(xué)生又沒有養(yǎng)成一個平時復(fù)習(xí)的習(xí)慣,直到考試之前才去溫習(xí),所以考試結(jié)果不理想。為此,我們在考試方法上也進行了改革。
1.增加單元考試
在每一章節(jié)講授完之后,進行單元測試,督促學(xué)生及時復(fù)習(xí)和解決遺留問題,并提高單元測試成績比例,縮小最后一次考試成績的比例。
2.結(jié)合課程設(shè)計,增加開卷考試
本課程的課程設(shè)計題目一般是設(shè)計減速器。減速器是一個傳統(tǒng)的設(shè)計題材,它將學(xué)生所學(xué)的各種零件設(shè)計知識很好地結(jié)合在一起,訓(xùn)練學(xué)生多種零件設(shè)計的能力。但在實際操作中,大部分學(xué)生把課程設(shè)計當(dāng)成抄寫練習(xí)。這是因為課程設(shè)計往往把幾個學(xué)生分成一組設(shè)計相同的題目,所以有些人一開始就做好抄襲其他學(xué)生的準(zhǔn)備。在答辯的時候,教師也很難面面俱到,造成即使抄襲也能過關(guān)的現(xiàn)象。因此,在課程設(shè)計之后,增加開卷考試,考試的內(nèi)容就以減速器為題,考試成績計入理論考試成績。
總之,通過改革,構(gòu)成《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程以實際機械設(shè)計能力培養(yǎng)為主線、基本知識完備、基本理論適當(dāng)、基本方法多樣,應(yīng)用性、實踐性突出,實用、先進、科學(xué)的課程內(nèi)容體系。采取從基本知識、基本理論和基本方法的理解掌握入手,結(jié)合實際訓(xùn)練,培養(yǎng)設(shè)計能力和創(chuàng)造能力的教學(xué)方法,并注意培養(yǎng)與教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)的學(xué)習(xí)方法。使得《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方法以及學(xué)習(xí)方法更有利于掌握知識、發(fā)展智力、啟迪創(chuàng)造性思維、形成設(shè)計能力,有利于專業(yè)課的學(xué)習(xí),有利于提高從業(yè)能力,有利于人才的發(fā)展,更符合高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。