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關(guān)鍵詞: 食品機(jī)械教學(xué) 問(wèn)題 對(duì)策
1.前言
食品機(jī)械[1]-[4]是食品工業(yè)的基礎(chǔ),食品生產(chǎn)的機(jī)械化程度是衡量一個(gè)國(guó)家食品工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。食品機(jī)械的發(fā)展為食品工業(yè)的發(fā)展提供了有利的保證,沒(méi)有先進(jìn)的食品機(jī)械工業(yè)也就不會(huì)有現(xiàn)代化的食品工業(yè)。食品機(jī)械又是食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的一門必修的專業(yè)課,在食品工程專業(yè)課程設(shè)置中占有非常重要的地位。這門課程在培養(yǎng)學(xué)生工程觀點(diǎn),提高學(xué)生工程技能方面起著至關(guān)重要的作用。但是,由于多種因素的影響,在食品機(jī)械教學(xué)過(guò)程中,存在著很多急需解決的問(wèn)題,因此,需要針對(duì)這些問(wèn)題提出一些切實(shí)可行的對(duì)策,使這門課程能夠真正起到其應(yīng)有的重要作用。
2.存在的問(wèn)題
2.1學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱。
食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生,其基礎(chǔ)課之一“畫(huà)法幾何和機(jī)械制圖”的總學(xué)時(shí)只有60學(xué)時(shí),這門關(guān)鍵的基礎(chǔ)課其實(shí)包含兩門課程:“畫(huà)法幾何”和“機(jī)械制圖”,各自僅為30學(xué)時(shí),這對(duì)于剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)一年級(jí),還在適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)方法的學(xué)生來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是杯水車薪。學(xué)生在修食品機(jī)械這門課之前很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有涉及過(guò)與這門課有關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課,很多看圖和制圖方面的知識(shí)基本上都“還給老師了”,很多常識(shí)性的知識(shí)都忘到九霄云外了,因此很多學(xué)生學(xué)習(xí)“食品機(jī)械”這門課時(shí)覺(jué)得很吃力,一個(gè)學(xué)期下來(lái),幾乎所有章節(jié)都學(xué)得不扎實(shí)。因此,教師開(kāi)始講授食品機(jī)械這門課之前,要簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)一下機(jī)械制圖的有關(guān)內(nèi)容,這樣就占用了食品機(jī)械的部分教學(xué)和學(xué)習(xí)的部分課時(shí)。
2.2學(xué)時(shí)壓縮嚴(yán)重,學(xué)時(shí)數(shù)太少。
過(guò)去,食品機(jī)械這門課的理論教學(xué)的學(xué)時(shí)是60學(xué)時(shí),課程結(jié)束以后還有40學(xué)時(shí)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)“食品機(jī)械課程設(shè)計(jì)”。因此,這門課的總學(xué)時(shí)是100學(xué)時(shí)。對(duì)于有機(jī)械知識(shí)基礎(chǔ)的學(xué)生來(lái)說(shuō),這門課至少需要54個(gè)學(xué)時(shí)。但是,食品工程專業(yè)的學(xué)生在機(jī)械方面的知識(shí)基礎(chǔ)較差,一開(kāi)始接觸這門課時(shí)很不適應(yīng),等到適應(yīng)這門課的時(shí)候,課程基本上要結(jié)束了,也就是說(shuō),等到這門課結(jié)束的時(shí)候?qū)W生才剛剛有點(diǎn)“感覺(jué)”。因此,對(duì)于嚴(yán)重壓縮了學(xué)時(shí)的《食品機(jī)械》,想在短短的48學(xué)時(shí)內(nèi)就學(xué)好是有一定難度的。
2.3課程順序安排混亂。
學(xué)習(xí)食品機(jī)械這門專業(yè)課,需要先學(xué)過(guò)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課如食品工程原理[5]、食品工藝學(xué)等[6]??墒牵瑢?shí)際情況卻是:這三門課幾乎同時(shí)進(jìn)行,由于“食品工程原理”和“食品工藝學(xué)”這兩門的課時(shí)中都經(jīng)常出現(xiàn)的矛盾是:這兩門課的很多內(nèi)容甚至在“食品機(jī)械”課程快結(jié)束時(shí)學(xué)生才接觸到。一些學(xué)校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)”和“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”甚至安排在這三門課之后。這樣一來(lái),不管是教師講授還是學(xué)生學(xué)習(xí)都很吃力,上課效果可想而知,往往是老師費(fèi)了九牛二虎之力,很多學(xué)生好像在聽(tīng)天書(shū),老師和學(xué)生都很苦惱,老師認(rèn)為學(xué)生“太笨”,學(xué)生認(rèn)為老師講課水平太低。
2.4感性認(rèn)識(shí)少,實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)。
現(xiàn)在很多學(xué)校為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,新開(kāi)了很多課程,這樣一來(lái),多種專業(yè)課的課時(shí)受到嚴(yán)重壓縮,連原來(lái)工科學(xué)生的三周必修的實(shí)踐課“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”都變成了形式,而且這門課已經(jīng)沒(méi)有任何意義了。原因如下:現(xiàn)在的生產(chǎn)實(shí)習(xí)一般都安排在這些專業(yè)課結(jié)束后的學(xué)期末,或者下一個(gè)學(xué)期的開(kāi)始一兩周,基本失去了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的意義。
3.對(duì)策
為了提高食品機(jī)械的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,提高學(xué)生對(duì)該課程的掌握程度,針對(duì)目前在教和學(xué)的過(guò)程中存在的問(wèn)題,現(xiàn)提出如下對(duì)策。
3.1適當(dāng)增加畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖的課時(shí)量。
應(yīng)該將“畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖”的教學(xué)要求提高一些,具體做法可以通過(guò)適當(dāng)增加該課程的課時(shí)量,讓學(xué)生在通過(guò)多次物體的立體圖和平面圖的對(duì)照后,對(duì)該課程從感性認(rèn)識(shí)快速上升到理性認(rèn)識(shí),直至完全掌握這門課程。這門課程的基礎(chǔ)打好了,學(xué)生在學(xué)習(xí)與之相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課如“食品機(jī)械”時(shí),就可以很容易地掌握,不至于連機(jī)械的平面圖都看不懂。
3.2增加食品機(jī)械的教學(xué)課時(shí)量。
為了使學(xué)生扎實(shí)地掌握“機(jī)械制圖”這門課,首先要適當(dāng)增加“機(jī)械制圖”的課時(shí)量,這樣教師可以有足夠的時(shí)間進(jìn)行細(xì)致的講解和示范,學(xué)生就能把這門基礎(chǔ)課掌握好,從而有利于對(duì)“食品機(jī)械”的學(xué)習(xí)。由于食品機(jī)械的內(nèi)容較多,因此還需要增加“食品機(jī)械”的教學(xué)工作量。
3.3合理調(diào)整專業(yè)課的順序。
學(xué)習(xí)“食品機(jī)械”課程,學(xué)生首先修過(guò)“食品工程原理”和“食品工藝學(xué)”這兩門先修課程。學(xué)生在學(xué)習(xí)食品機(jī)械時(shí),對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝沒(méi)有一個(gè)完整和清楚的認(rèn)識(shí)。因此,課程設(shè)置順序嚴(yán)重倒置。解決這個(gè)問(wèn)題的有效途徑就是先修完“食品工程原理”和“食品工藝學(xué)”兩門課后,在這之間穿行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí),再進(jìn)行“食品機(jī)械”的教學(xué)工作。
3.4增加實(shí)踐環(huán)節(jié)。
由于專業(yè)和課程大調(diào)整,學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)大大減少,實(shí)踐教學(xué)課時(shí)也明顯降低。不僅僅實(shí)踐的科目減少,現(xiàn)有保存的實(shí)踐科目的實(shí)際學(xué)時(shí)數(shù)也嚴(yán)重縮水,具體表現(xiàn)在:認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)取消,生產(chǎn)實(shí)習(xí)流于形式,即使安排3周的生產(chǎn)實(shí)習(xí),學(xué)生實(shí)際實(shí)習(xí)時(shí)間也不足10天。生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)在實(shí)際上變成了“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)”3周中總共只有不到10天的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),而且在這短短的10天中,每天也只是利用一半的時(shí)間到一些工廠或者企業(yè)“看一看”。在看的時(shí)候,由于工廠講解人員講解和操作速度較快,加上學(xué)生很多,絕大多數(shù)學(xué)生不能“湊”到講解老師跟前,既聽(tīng)不到老師講的內(nèi)容,又看不清生產(chǎn)線和具體工序和設(shè)備。因此,應(yīng)該恢復(fù)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí),并且使之更具體化、實(shí)際化和有效化。
3.5采用多媒體教學(xué)。
采用多媒體教學(xué)手段,使學(xué)生從對(duì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理圖的直觀感受中,增強(qiáng)對(duì)該課程的認(rèn)識(shí)和理解。
4.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上幾個(gè)措施,“食品機(jī)械”這門課教和學(xué)的效果都將得到大幅度提升,希望學(xué)校能夠盡快改變目前這種教和學(xué)都處于艱難的境地,使學(xué)生加深對(duì)教材內(nèi)容的理解,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力與創(chuàng)新意識(shí)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:機(jī)械原理;教學(xué)改革;面向設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):G642.0?搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)36-0213-03
機(jī)械原理課程一直是我國(guó)機(jī)械類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,從機(jī)械類課程的體系來(lái)看,機(jī)械原理課程起著承上啟下的作用。力學(xué)、機(jī)械制圖和金工實(shí)習(xí)等課程使學(xué)生有了機(jī)械設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和初步工程背景,從機(jī)械原理課程開(kāi)始步入培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)階段。因此在面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)改革中,機(jī)械原理課程的教學(xué)改革一直處于前沿和熱點(diǎn)的地位,起著舉足輕重的作用。機(jī)械原理課程是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)器人技術(shù)的重要基礎(chǔ),與現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)密切相關(guān)。顯然長(zhǎng)期以來(lái)以機(jī)構(gòu)分析為主的教學(xué)模式已不能適應(yīng)時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的要求,盡管人們已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn),但目前在機(jī)械原理課程中,存在的普遍問(wèn)題是對(duì)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)效果不夠明顯。
因此,通過(guò)對(duì)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及機(jī)械類課程的分析和研究,根據(jù)機(jī)械原理課程地位、內(nèi)容和特點(diǎn),我們提出面向設(shè)計(jì)的機(jī)械原理教學(xué)改革的指導(dǎo)思想,即以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為主,具有機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)。
一、以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為中心,重構(gòu)教學(xué)體系,組織教學(xué)內(nèi)容
由于我國(guó)過(guò)去傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)主要是以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)消化吸收為主,機(jī)械設(shè)計(jì)是以經(jīng)驗(yàn)加經(jīng)典理論分析計(jì)算的模式,因此機(jī)械原理課程一直是以機(jī)構(gòu)分析為主的教學(xué)體系,它的優(yōu)點(diǎn)是可以培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的機(jī)構(gòu)學(xué)理論基礎(chǔ),而忽視了對(duì)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。突出問(wèn)題是學(xué)生到了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)還不具備應(yīng)有的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能力,21世紀(jì)已進(jìn)入技術(shù)創(chuàng)新的時(shí)代,現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)需要的是設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。過(guò)去機(jī)械原理課程體系的弊端在近年來(lái)應(yīng)用型人才培養(yǎng)中日顯突出。為此,機(jī)械原理課程以機(jī)構(gòu)分析為基礎(chǔ),機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為主來(lái)構(gòu)建教學(xué)體系和組織教學(xué)內(nèi)容。
圍繞機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)展開(kāi)教學(xué)。機(jī)械原理課程的重點(diǎn)內(nèi)容是各種常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用,以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為中心組織教學(xué)內(nèi)容,對(duì)于典型機(jī)構(gòu),加強(qiáng)機(jī)構(gòu)特性、應(yīng)用特點(diǎn)講解,重點(diǎn)講解機(jī)構(gòu)的組成、演化變異,培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和創(chuàng)新思維能力。減少和理論力學(xué)重合的分析部分內(nèi)容,系統(tǒng)講解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析。避免過(guò)去機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)建模時(shí),單一強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)方法,善于考慮實(shí)際要求和條件,學(xué)會(huì)運(yùn)用工程化的建模方法,解決設(shè)計(jì)問(wèn)題。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有圖解法和解析法,圖解法在過(guò)去的工程設(shè)計(jì)中起到過(guò)重要的作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代機(jī)械工程設(shè)計(jì)已進(jìn)入建模加計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)期,解析法越來(lái)越得到人們的重視和認(rèn)可。但圖解法簡(jiǎn)便直觀,有助于學(xué)生對(duì)基本概念、基本理論的理解。因此,在教學(xué)中機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以解析法為主,圖解法主要用來(lái)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析,為設(shè)計(jì)服務(wù)?,F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展較快,機(jī)械原理課程應(yīng)能反應(yīng)機(jī)械設(shè)計(jì)的新成果、新技術(shù),而課程有些內(nèi)容已顯陳舊、沒(méi)有實(shí)際意義。我們針對(duì)機(jī)械原理課時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾,刪去課程中一些陳舊、過(guò)時(shí)的內(nèi)容,如對(duì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法,刪去實(shí)驗(yàn)法和圖譜法,保留實(shí)用的、對(duì)機(jī)構(gòu)分析有用的內(nèi)容。對(duì)新成果和新技術(shù)的講解,采用介紹性的方法,讓學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的發(fā)展前沿,開(kāi)闊視野、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。
在課堂中適時(shí)引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)的技術(shù)和方法,使教學(xué)改革跟上發(fā)展的步伐?,F(xiàn)代工程技術(shù)中已有多種對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法,解析法是建模加計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。一般課堂教學(xué)中,解析法一般講到建模,學(xué)生對(duì)解析法的學(xué)習(xí)處于方法原理階段。在教學(xué)中通過(guò)典型機(jī)構(gòu)例子演示編程及工程軟件的應(yīng)用。如在曲柄連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)中,用解析法建模后,演示用matlab編程,輸出構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析曲線,向?qū)W生講解機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程。引入動(dòng)力學(xué)分析軟件(ADAMS),采用交互式的圖形環(huán)境,創(chuàng)建參數(shù)化的機(jī)構(gòu)模型,再對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)教師快速建模、生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)及分析圖形的輸出,使學(xué)生進(jìn)一步理解機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程,認(rèn)識(shí)工程新技術(shù)的應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)的興趣,增強(qiáng)設(shè)計(jì)能力。
二、培養(yǎng)工程意識(shí)和系統(tǒng)觀念
機(jī)械原理課程使學(xué)生開(kāi)始接觸專業(yè)及機(jī)械設(shè)計(jì)類問(wèn)題,對(duì)培養(yǎng)工程意識(shí)和系統(tǒng)觀念至關(guān)重要。
機(jī)械原理課程機(jī)構(gòu)內(nèi)容部分,各章是一種不同的、獨(dú)立的機(jī)構(gòu)。在課程中,機(jī)構(gòu)是由線段和符號(hào)構(gòu)成的平面圖形、機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)多為數(shù)理計(jì)算,內(nèi)容是孤立的、靜止的。由于學(xué)生又缺乏實(shí)踐知識(shí)和工程背景,學(xué)習(xí)起來(lái)感覺(jué)枯燥,機(jī)械原理課程一直以來(lái)被認(rèn)為是難學(xué)的課程。機(jī)構(gòu)來(lái)源于機(jī)械,因此,我們?cè)诮虒W(xué)中采用從機(jī)械系統(tǒng)入手,提取和分析常用機(jī)構(gòu),進(jìn)而設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的教學(xué)思路。在每種機(jī)構(gòu)的講解前,先搜集并放映一些典型機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)實(shí)例,使學(xué)生先了解該種機(jī)構(gòu)在機(jī)械系統(tǒng)中的位置和作用,進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析時(shí),單一、靜止和孤立的機(jī)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)械系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)的機(jī)構(gòu),通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu),了解機(jī)構(gòu)的工作原理、作用,不但有助于分析理解機(jī)構(gòu),重要的是認(rèn)識(shí)了系統(tǒng)中的機(jī)構(gòu)。再進(jìn)入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)時(shí),學(xué)生容易用動(dòng)態(tài)開(kāi)放的思維、系統(tǒng)的觀念進(jìn)行思考,有利于培養(yǎng)學(xué)生機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力。另外在教學(xué)中,盡可能多的引進(jìn)相關(guān)的工程實(shí)例,介紹機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,開(kāi)闊視野。同時(shí)啟發(fā)學(xué)生到生活中找機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例和需要設(shè)計(jì)或改進(jìn)的小課題,通過(guò)討論課、小作業(yè)等形式,從多環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)。
三、合理安排實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)工程實(shí)踐能力
實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力的重要環(huán)節(jié)。機(jī)械原理課程由理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)三部分構(gòu)成。應(yīng)注意機(jī)械原理教學(xué)中理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系,合理安排實(shí)踐教學(xué)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),還有助于形象思維能力的培養(yǎng)。以前實(shí)驗(yàn)課時(shí)間由實(shí)驗(yàn)老師安排,沒(méi)有注意實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性,實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與理論課同步進(jìn)行,才能保證教學(xué)效果。例如:機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制是難點(diǎn)內(nèi)容,“機(jī)構(gòu)的測(cè)繪和分析實(shí)驗(yàn)”應(yīng)盡量安排在課后盡快進(jìn)行,學(xué)生是剛開(kāi)始接觸這門課程,及時(shí)配合實(shí)驗(yàn),對(duì)教學(xué)能起到事半功倍的作用。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要環(huán)節(jié),內(nèi)容主要有機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算,要求用解析法完成。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)最能體現(xiàn)靈活性和創(chuàng)新性的關(guān)鍵所在。過(guò)去機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)安排在課程之后,時(shí)間較緊,學(xué)生主要時(shí)間和精力用于建模、編程等內(nèi)容,一些學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)編程不熟,更是草草了之。課程設(shè)計(jì)達(dá)不到培養(yǎng)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的目標(biāo)。為此我們將課程設(shè)計(jì)的題目從開(kāi)課就布置給學(xué)生,讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué),有充分的時(shí)間進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的思考,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放性思維,提出較多機(jī)構(gòu)方案進(jìn)行比較和選優(yōu)。改革后的課程設(shè)計(jì)教學(xué),從教和學(xué)的層面都從系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi),且貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,有效保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外,在教學(xué)過(guò)程中,鼓勵(lì)學(xué)生觀察實(shí)際生活和工程實(shí)踐中的機(jī)構(gòu),根據(jù)教學(xué)節(jié)奏自擬課程設(shè)計(jì)題目,培養(yǎng)觀察和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力的同時(shí),有效提高了學(xué)生的興趣并激發(fā)出設(shè)計(jì)沖動(dòng)和創(chuàng)新意識(shí)。
四、將培養(yǎng)創(chuàng)新能力貫穿教學(xué)始終
創(chuàng)新是設(shè)計(jì)的靈魂。在教改中將創(chuàng)新能力培養(yǎng)確定為我校機(jī)械原理課程教改的主要目標(biāo)之一,著重研究創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng)。通過(guò)分析影響大學(xué)生創(chuàng)新思維的教育學(xué)因素,在機(jī)械原理的教學(xué)中,將創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng)貫穿于理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法多方面改革,全方位營(yíng)造創(chuàng)新環(huán)境,通過(guò)改變傳統(tǒng)繼承式教育模式,避免滿堂灌的套路式教學(xué),多用啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法,激活學(xué)生的思維。將創(chuàng)造性思維方式貫穿于教學(xué)過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和發(fā)散思維能力等。運(yùn)用多媒體立體化教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力。給實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)提供足夠的時(shí)間和空間,為學(xué)生營(yíng)造創(chuàng)新環(huán)境,激發(fā)創(chuàng)新興趣。鼓勵(lì)學(xué)生參加機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽,提高、彰顯和檢驗(yàn)創(chuàng)新能力。我校自浙江省第一屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽開(kāi)始參賽,且連年在大賽中獲獎(jiǎng)。近兩年來(lái),在我校學(xué)生“全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”中取得一等、二等和三等獎(jiǎng)的好成績(jī)。圖1為2010年全國(guó)一等獎(jiǎng)作品風(fēng)火隊(duì)—“大力水手”號(hào)挖掘機(jī)的虛擬樣機(jī),圖2為2011年全國(guó)一等獎(jiǎng)作品“開(kāi)拓者探險(xiǎn)車”的總體設(shè)計(jì)圖。
五、小結(jié)
面向設(shè)計(jì)的機(jī)械原理的教學(xué)改革在我校已進(jìn)行多年了,幾年來(lái),學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不斷提高,學(xué)生越來(lái)越能接受新的教學(xué)模式,從學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和考試成績(jī),以及連年機(jī)械設(shè)計(jì)大賽中逐年取得的好成績(jī),證明我校機(jī)械原理課程教學(xué)改革在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力方面是有效和成功的。
參考文獻(xiàn):
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一、在傳統(tǒng)教學(xué)方法中重視直觀性教學(xué)
1.板書(shū)、板畫(huà)的應(yīng)用
在機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)中,板書(shū)、板畫(huà)仍起著不可忽視的作用,恰當(dāng)?shù)陌鍟?shū)有助于教學(xué)內(nèi)容的主次分明。如基本概念、計(jì)算公式、工作原理等,使學(xué)生易于掌握重點(diǎn);又如機(jī)械傳動(dòng)中各種傳動(dòng)的特點(diǎn)在簡(jiǎn)練板書(shū)的基礎(chǔ)上配以簡(jiǎn)潔的板畫(huà),能明確地指出所要觀察的對(duì)象。如螺旋傳動(dòng)中螺桿原地回轉(zhuǎn),螺母往復(fù)運(yùn)動(dòng),省去繁瑣的結(jié)構(gòu),用簡(jiǎn)潔的示意圖畫(huà)出來(lái),既直觀、形象,又能說(shuō)明問(wèn)題。如下圖
所示:
2.實(shí)物模型與示教板的應(yīng)用
用機(jī)械模型演示可加強(qiáng)教學(xué)的直觀性,利用模型及示教板除了可以演示機(jī)器機(jī)構(gòu)的構(gòu)造和工作原理外,還可以看清它們的立體形象及可動(dòng)部分,使運(yùn)動(dòng)原理及基本特性得到了驗(yàn)證。如在間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)中,當(dāng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件作連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí),從動(dòng)件產(chǎn)生周期性的間歇地“運(yùn)動(dòng)—停止—運(yùn)動(dòng)”,通過(guò)棘輪機(jī)構(gòu)模型的演示得到驗(yàn)證。在“輪系”教學(xué)中,如滑移齒輪組成的變速機(jī)構(gòu)通過(guò)示教板的演示將滑移齒輪實(shí)現(xiàn)多級(jí)變速情況展示無(wú)余。
又如在“凸輪機(jī)構(gòu)”的教學(xué)中,筆者先以凸輪機(jī)構(gòu)的模型引入課題,然后把學(xué)生分成若干個(gè)學(xué)習(xí)小組,要求學(xué)生A操作模型,學(xué)生B觀察凸輪的形狀及轉(zhuǎn)向,學(xué)生C觀察從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)情況。在教師指導(dǎo)下,學(xué)生邊演示邊觀察。通過(guò)機(jī)構(gòu)模型演示的教學(xué)手段與方法,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被極大地調(diào)動(dòng)起來(lái)。借助模型,引導(dǎo)學(xué)生自己去分析凸輪機(jī)構(gòu)的組成、凸輪形狀及從動(dòng)桿的類型,讓學(xué)生體會(huì)到了成功學(xué)習(xí)的喜悅。這樣,學(xué)習(xí)效果明顯提高。
二、現(xiàn)代化教學(xué)在機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用
1.多媒體教學(xué)
機(jī)械基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)是概念多、原理多、公式多、圖表多。帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等工作原理與實(shí)際聯(lián)系比較緊密,采用多媒體課件進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示,可以把枯燥高深的理論通過(guò)生動(dòng)、直觀的形式充分展現(xiàn),同時(shí)使教學(xué)內(nèi)容和方法充滿新穎性、多樣性、趣味性,使他們帶著一種好奇心進(jìn)入教學(xué)中,從而使他們?cè)诟行哉J(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上掌握知識(shí)要點(diǎn)。
在液壓傳動(dòng)基本回路的教學(xué)中,筆者采用討論法與視頻教學(xué)相結(jié)合。筆者先設(shè)計(jì)出各種回路,提出問(wèn)題,如本系統(tǒng)屬于哪一種基本回路?說(shuō)一說(shuō)圖中各元件的名稱和作用?如何完成預(yù)定的動(dòng)作?組織學(xué)生分組討論,然后要求各小組派代表發(fā)言,最后播放視頻進(jìn)行驗(yàn)證。這樣,學(xué)生實(shí)踐在前,教師概括在后;學(xué)生評(píng)論在前,教師評(píng)判在后,既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,又保證了教材所具有的科學(xué)性。
2.機(jī)械電動(dòng)模擬教學(xué)
機(jī)械電動(dòng)模擬教學(xué)在機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)教學(xué)中將電動(dòng)機(jī)接通電源后,帶動(dòng)各類機(jī)械的運(yùn)動(dòng),它更加形象地反映了機(jī)械傳動(dòng)及常用機(jī)構(gòu)的工作原理及在實(shí)踐中的應(yīng)用,縮短了課堂教學(xué)與工廠實(shí)際的差距。如曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中自動(dòng)送料裝置,曲柄旋轉(zhuǎn)一周,滑塊即從料槽中推出一個(gè)工件。在凸輪機(jī)構(gòu)中,自動(dòng)車床走刀機(jī)構(gòu)、火柴自動(dòng)裝盒機(jī)構(gòu)等的演示,生動(dòng)形象,趣味性強(qiáng),學(xué)生樂(lè)看樂(lè)學(xué),便于掌握這些機(jī)構(gòu)的工作原理。
三、安排實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力
機(jī)械基礎(chǔ)課程實(shí)踐性強(qiáng),在教學(xué)中安排一定的實(shí)踐環(huán)節(jié),發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意識(shí),增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。
1.動(dòng)手能力的培養(yǎng)
教學(xué)時(shí),學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,對(duì)模型及有關(guān)設(shè)備進(jìn)行拆裝或讓學(xué)生動(dòng)手制作模型。通過(guò)動(dòng)手拆裝或制作,實(shí)際上是教學(xué)過(guò)程中從理論到實(shí)踐,再?gòu)膶?shí)踐到理論的認(rèn)識(shí)過(guò)程,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和理解機(jī)械知識(shí)起到了鞏固作用,從而也避免了有些學(xué)生因?qū)碚摬簧趿私舛骺菰锏乃烙浻脖?。如在講授機(jī)械的基本概念(機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件)時(shí),學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,分組拆裝單缸內(nèi)燃機(jī)等,從而進(jìn)一步理解這些基本概念。
在“平面連桿機(jī)構(gòu)”的教學(xué)中,筆者采用任務(wù)教學(xué),提前給學(xué)生分組分配學(xué)習(xí)任務(wù),要求每個(gè)小組用竹片或木片做一個(gè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),通過(guò)測(cè)量判斷屬于哪種基本形式。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的過(guò)程中,教師也積極參與,協(xié)助指導(dǎo)并監(jiān)督學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù),最終以學(xué)習(xí)成果展示和自評(píng)、互評(píng)及老師點(diǎn)評(píng)的方式讓學(xué)生充分展示自我、發(fā)現(xiàn)知識(shí)、創(chuàng)新思維、建立自信。令筆者感到欣喜的是,學(xué)生的想象能力、活動(dòng)策劃能力和動(dòng)手制作能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我的想象,他們不僅通過(guò)個(gè)體學(xué)習(xí)、同伴式學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)之后掌握了知識(shí)的重點(diǎn)、難點(diǎn),而且還分團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了學(xué)習(xí)成果展示。
2.現(xiàn)場(chǎng)參觀教學(xué)
把學(xué)生帶進(jìn)工廠,讓學(xué)生身臨其境,親身感受機(jī)器、機(jī)構(gòu)為何物,把理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái),現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)形式可由課堂到工廠,也可由工廠到課堂。如本課程第一堂課就安排學(xué)生下工廠參觀,對(duì)各種生產(chǎn)機(jī)械的名稱、用途、運(yùn)動(dòng)情況有一個(gè)初步的感性認(rèn)識(shí);而對(duì)“機(jī)構(gòu)傳動(dòng)”“輪系”等知識(shí)的學(xué)習(xí),則可先在課堂學(xué)習(xí),后下工廠參觀,在現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)CA6140車床主軸箱,觀察齒輪傳動(dòng),固定齒輪與滑移齒輪實(shí)現(xiàn)多級(jí)變速的方法,主軸變向的方法(多片式摩擦離合器實(shí)現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn)的要求)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)開(kāi)拓了學(xué)生的視野,激勵(lì)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)了他們觀察問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,讓學(xué)生在課本所學(xué)到的知識(shí)在實(shí)踐中鞏固提高。
綜上所述,在機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)中實(shí)施“理實(shí)一體化”教學(xué),能增強(qiáng)學(xué)生的觀察能力和分析能力,加深學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解、鞏固和對(duì)書(shū)本知識(shí)的記憶。通過(guò)一系列的參觀和拆裝實(shí)踐,學(xué)生能夠?qū)?shū)本的抽象定義、原理轉(zhuǎn)化為看得見(jiàn)摸得著的具體實(shí)例,學(xué)得更加輕松愉快。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:石油;礦場(chǎng);機(jī)械;教學(xué)改革
石油礦場(chǎng)機(jī)械是石油院校機(jī)械類專業(yè)的一門主干專業(yè)課, 在學(xué)生學(xué)完機(jī)械類基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上及生產(chǎn)實(shí)習(xí)前,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)石油勘探開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)工藝過(guò)程及重要的鉆井和采油設(shè)備有一個(gè)系統(tǒng)全面的了解,并讓他們掌握一定的設(shè)備選型計(jì)算及維護(hù)保養(yǎng)方面的知識(shí),可以為他們今后從事石油鉆采技術(shù)工作時(shí)正確地選擇、操作、維護(hù)及設(shè)計(jì)改進(jìn)鉆采機(jī)械設(shè)備奠定基礎(chǔ)。
一、石油礦場(chǎng)機(jī)械課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.沿襲傳統(tǒng)教學(xué)模式
目前,石油礦場(chǎng)機(jī)械課通常由一位教師講授,但是石油礦場(chǎng)機(jī)械概論這門課涵蓋的內(nèi)容較廣,往往一個(gè)章節(jié)就是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立且完整的研究對(duì)象,[1]且理論知識(shí)和實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合的內(nèi)容比較多,而一位老師不一定能完全滿足這門課程的教學(xué)需求,這對(duì)該課程的教學(xué)提出了更高的要求。
2.教學(xué)內(nèi)容量大,學(xué)生接受困難, 學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)少
目前石油礦場(chǎng)機(jī)械專業(yè)使用的課本涵蓋的內(nèi)容量比較大,課時(shí)安排相對(duì)內(nèi)容來(lái)說(shuō)較少,教師要將教學(xué)內(nèi)容全面地講解只能采取“填鴨式”的教學(xué),學(xué)生接受的知識(shí)有限,教學(xué)效果較差,[2]同時(shí)很多知識(shí)是與實(shí)際相結(jié)合的,但學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)少,對(duì)知識(shí)的理解困難,也不利于學(xué)生提高實(shí)際操作能力。
二、提升石油礦場(chǎng)機(jī)械課程教學(xué)質(zhì)量的措施
為給我國(guó)石油企業(yè)培養(yǎng)石油礦產(chǎn)機(jī)械專業(yè)“能力型、素質(zhì)型”人才,石油礦產(chǎn)機(jī)械這門課具有非常重要的影響。[3]
針對(duì)目前石油礦產(chǎn)機(jī)械這門課程的現(xiàn)狀和存在的不足,提出了一些新的教改方案。主要包括以下幾部分:
1.必須提高對(duì)石油礦場(chǎng)機(jī)械課程重要性認(rèn)識(shí)
學(xué)生和教師都應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到,石油礦產(chǎn)機(jī)械這門課的意義不僅僅是使學(xué)生對(duì)石油礦產(chǎn)機(jī)械基本了解,更重要的是對(duì)石油礦產(chǎn)機(jī)械實(shí)踐乃至走上工作崗位后勝任工作都有著極其重要的影響。
2.強(qiáng)化小組教學(xué)和師生互動(dòng)
隨著時(shí)代的發(fā)展,對(duì)素質(zhì)教育的要求也有所變化,需要改變“以教師為中心”的教學(xué)模式。應(yīng)用教學(xué)環(huán)節(jié)促使“師生互動(dòng)”和“生生互動(dòng)”良好地進(jìn)行,[4]倡導(dǎo)小組式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生探究與合作的學(xué)習(xí)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情,使學(xué)生成為課堂的主角。
3.增加實(shí)踐環(huán)節(jié),切實(shí)提高學(xué)生實(shí)踐能力
在條件允許的情況下,在課程學(xué)習(xí)的過(guò)程中可以安排學(xué)生到石油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,并在實(shí)踐的過(guò)程中穿插部分石油機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)過(guò)程,切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力,縮短學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后的適應(yīng)時(shí)間。
4.加強(qiáng)課程的合理組織與指導(dǎo)
由于本課程知識(shí)點(diǎn)多,內(nèi)容龐雜,需要記憶的東西很多,課程的講解需要合理安排,增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)興趣。課程的講授可以請(qǐng)石油礦場(chǎng)機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)高工或該領(lǐng)域知名專家進(jìn)行課程內(nèi)容的專題講座,配合現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)服務(wù)、設(shè)備技術(shù)革新和改造、設(shè)計(jì)計(jì)算方法等內(nèi)容進(jìn)行。
三、石油礦場(chǎng)機(jī)械課程教學(xué)的目標(biāo)
通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)生能夠了解石油勘探、開(kāi)發(fā)、儲(chǔ)運(yùn)及煉制等四個(gè)階段的生產(chǎn)工藝過(guò)程,熟悉石油鉆采設(shè)備的主要組成及基本工作原理,初步具備選擇和調(diào)整維護(hù)鉆采設(shè)備的能力。課程具體內(nèi)容包括,①鉆井機(jī)械:鉆機(jī)總論、起升系統(tǒng)工作原理、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)工作原理、循環(huán)系統(tǒng)工作原理、鉆井工具及儀表。②采油機(jī)械:有桿抽油設(shè)備、無(wú)桿采油設(shè)備。③油氣集輸、計(jì)量及分離設(shè)備。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]初中物理 ;反思;育人
初中學(xué)生慢慢有了一定的抽象思維能力,加上細(xì)心專心,往往能把生活、自然和物理知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。通常能把從自然、生活中得到的經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用到物理知識(shí)的學(xué)習(xí)上來(lái),揭示隱藏其中的物理規(guī)律,進(jìn)而把所學(xué)的物理知識(shí)再次應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)際,使理論和實(shí)踐緊密結(jié)合――筆者認(rèn)為其中“機(jī)械功原理”就和日常生活休戚相關(guān)。
在滬粵版九年級(jí)物理第十三章第一節(jié)“怎樣才叫做功”中,有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)“機(jī)械功原理”,這個(gè)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容比較抽象,應(yīng)用的知識(shí)較多,是學(xué)生學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容。對(duì)于這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué),理論性太強(qiáng)了,學(xué)生無(wú)所適從,不知怎樣有效開(kāi)展。教師有時(shí)干脆就讓學(xué)生單調(diào)地閱讀課文,生硬地給出知識(shí)內(nèi)容;有時(shí)會(huì)結(jié)合簡(jiǎn)單機(jī)械和做功知識(shí),分析省力就費(fèi)距離不省功,費(fèi)力省距離也不省功。這樣的教學(xué)不能讓學(xué)生完全理解“機(jī)械功原理”這個(gè)知識(shí)點(diǎn),學(xué)生使用時(shí)不知從何下手,非常迷茫。在日常教學(xué)中,教師可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行反思。
一、反思教學(xué)目標(biāo)
這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在教學(xué)中是以“了解功的原理”為教學(xué)目標(biāo)。但從教學(xué)和課后反饋方面來(lái)說(shuō)并不夠,因?yàn)樗_(dá)不到課標(biāo)的要求。它在教材的位置――前接簡(jiǎn)單機(jī)械、功的有關(guān)概念和計(jì)算,又為后面的機(jī)械效率的概念和計(jì)算打下基礎(chǔ),埋下伏筆,學(xué)好這個(gè)知識(shí)點(diǎn),既是對(duì)“簡(jiǎn)單機(jī)械”的鞏固,又是對(duì)“機(jī)械效率”的奠基。所以教師可確定該教學(xué)目標(biāo)為:1.知識(shí)目標(biāo):了解 “機(jī)械功原理”,還要知道它成立的條件(即知道和理解兩個(gè)層面);2.能力目標(biāo):會(huì)用實(shí)驗(yàn)歸納功的原理,會(huì)用功的原理解決簡(jiǎn)單的物理問(wèn)題;3.情感目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和探索熱情,樹(shù)立實(shí)踐出真知的辯證唯物主義觀點(diǎn)。如果學(xué)生能夠理解“機(jī)械功原理”,就加深了對(duì)“簡(jiǎn)單機(jī)械”應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)識(shí),也更能理解如何計(jì)算做功。同時(shí),為后面“機(jī)械效率”里面區(qū)分“有用功”和“額外功”奠定了基礎(chǔ)。
二、反思教學(xué)方法
滬粵版物理關(guān)于“機(jī)械功原理” 內(nèi)容非常抽象,只是以文字閱讀形式出現(xiàn),讓學(xué)生似懂非懂。單憑教師的講述,學(xué)生會(huì)感覺(jué)云里霧里。實(shí)驗(yàn)演練教學(xué)在這時(shí)就起了救命稻草的作用,因而教師可考慮結(jié)合實(shí)驗(yàn)來(lái)突破這個(gè)難點(diǎn)。
(1) 考慮增加演示實(shí)驗(yàn):課本中僅用文字描述了“機(jī)械省力必然費(fèi)距離,省距離必然費(fèi)力,既省力又省距離的機(jī)械是不可能的”,功的原理作為一個(gè)普遍的物理規(guī)律,只用一句理論不足以說(shuō)明它的普遍性。因此,教師應(yīng)考慮增加實(shí)驗(yàn),并從學(xué)生已有的知識(shí)和水平出發(fā),可以增加的實(shí)驗(yàn)有:杠桿和滑輪??紤]到課堂時(shí)間的問(wèn)題,教師可以增加杠桿和動(dòng)滑輪這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
(2)考慮到學(xué)生能力有高低,對(duì)學(xué)生的具體操作進(jìn)行必要的指導(dǎo)。但是,兩個(gè)新的實(shí)驗(yàn),學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技巧中可能存在一些問(wèn)題,為了節(jié)約課堂時(shí)間,提高課堂效率并減少學(xué)生走彎路,教師可選擇“杠桿不省功”用投影和教學(xué)錄像片進(jìn)行精確演示和指導(dǎo)。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)化:實(shí)際操作中利用動(dòng)滑輪做的功比直接用手做的功多,通過(guò)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果因?yàn)轭~外功的緣故必然不準(zhǔn),不能得出功的原理,但學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)動(dòng)滑輪省力規(guī)律,因而實(shí)驗(yàn)中的力可以不測(cè),可以很準(zhǔn)確得出“使用任何機(jī)械都不省功”這個(gè)原理,并且可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間。
(4)實(shí)際與理論結(jié)合。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論,然后再利用理論知識(shí)解釋不省功是因?yàn)椤笆×Φ臋C(jī)械必費(fèi)距離,省距離的機(jī)械一定費(fèi)力,而功=力×距離,所以不能省功”。從理論和實(shí)驗(yàn)中理解“功的原理”,而且為后面的“機(jī)械效率”知識(shí)鋪好路。
三、反思實(shí)踐應(yīng)用
關(guān)鍵詞:機(jī)械工程;機(jī)械設(shè)計(jì)能力;培養(yǎng)模式;典型案例
機(jī)械制造業(yè)不僅是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展建設(shè)的發(fā)動(dòng)機(jī),更是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)隨著科技的進(jìn)步,“中國(guó)制造2025”正推進(jìn)制造業(yè)由傳統(tǒng)制造向現(xiàn)代制造與智能制造進(jìn)行轉(zhuǎn)型與發(fā)展。“科技強(qiáng)國(guó),人才興國(guó)”,為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展與轉(zhuǎn)型的需求,社會(huì)對(duì)具有較強(qiáng)機(jī)械工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)應(yīng)用型高級(jí)專業(yè)人才需求量增大。因此,在高校機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)中,亟須強(qiáng)化工程實(shí)踐能力與現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)[1]。為提高機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量,各高校在人才培養(yǎng)體系、核心課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法等方面都進(jìn)行了大量的有益探索[2-3]。但目前,相關(guān)教改研究主要集中在教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改進(jìn)與優(yōu)化以及實(shí)踐教學(xué)改革研究等方面[4],而對(duì)深度融合多課程、多環(huán)節(jié)的全過(guò)程專業(yè)能力培養(yǎng)的研究較少。為提高畢業(yè)生的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力,開(kāi)展基于典型案例的多課程、多環(huán)節(jié)、深度融合的培養(yǎng)模式研究,符合機(jī)械專業(yè)工程教育專業(yè)認(rèn)證的大潮流,具有重要的意義和推廣價(jià)值。
一、現(xiàn)狀及問(wèn)題
地方院校主要為區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展服務(wù),承擔(dān)著為行業(yè)技術(shù)進(jìn)步培養(yǎng)卓越工程人才的責(zé)任。然而,一直以來(lái)部分地方院校沿襲高水平院校機(jī)械專業(yè)人才的培養(yǎng)模式,未根據(jù)自身實(shí)際情況修改導(dǎo)致所培養(yǎng)的人才與社會(huì)需求錯(cuò)位,社會(huì)急需能勝任現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的研發(fā)、設(shè)計(jì)工作的專業(yè)技術(shù)人才。此外,地方院校學(xué)科專業(yè)硬件建設(shè)的投入較小,先進(jìn)儀器設(shè)備與實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的臺(tái)套數(shù)少,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較為薄弱。我國(guó)已廣泛開(kāi)展工程教育認(rèn)證工作,基于工程認(rèn)證以成果為導(dǎo)向的教育理念,學(xué)生畢業(yè)能力是人才培養(yǎng)的核心任務(wù),而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)生的核心能力。由于機(jī)械設(shè)計(jì)類課程多、教學(xué)內(nèi)容比較抽象、理論深?yuàn)W且比較枯燥,學(xué)生多有畏難、厭學(xué)情緒,教師授課比較困難,導(dǎo)致學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)掌握不扎實(shí)、機(jī)械設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用不熟練、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與綜合設(shè)計(jì)能力較弱等現(xiàn)象,學(xué)生的專業(yè)能力與機(jī)械工程實(shí)際需要存在一定的脫節(jié),不能滿足機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的人才培養(yǎng)需求,人才培養(yǎng)效果還需繼續(xù)改善。本文以哈爾濱商業(yè)大學(xué)的機(jī)械專業(yè)為例,該專業(yè)已開(kāi)展工程教育認(rèn)證工作,根據(jù)培養(yǎng)方案要求畢業(yè)生須具備包括機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力、機(jī)械零件制造能力、機(jī)電系統(tǒng)控制能力、特色食品包裝機(jī)械研發(fā)能力的機(jī)械工程綜合應(yīng)用能力,其中最基本、最核心的是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力,專業(yè)能力形成體系如圖1所示。針對(duì)培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)方案中不僅設(shè)置了“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等理論課程,也安排了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)、專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、CAD/CAE實(shí)訓(xùn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),形成了比較完整、規(guī)范的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)體系(如圖2所示)。通過(guò)這些教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,機(jī)械專業(yè)的畢業(yè)生能比較熟練地掌握現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法及手段。但是,由于各門課程、各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的缺乏交流協(xié)商機(jī)制,都按各自的思路與模式開(kāi)展教學(xué),沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一、有機(jī)的全過(guò)程培養(yǎng)體系,導(dǎo)致出現(xiàn)部分基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生工程軟件應(yīng)用不熟練、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與綜合設(shè)計(jì)能力較弱等現(xiàn)象,畢業(yè)生的現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力還有待提高。
二、培養(yǎng)模式改革的具體方案與措施
在工程教育背景下,哈爾濱商業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)優(yōu)化人才培養(yǎng)途徑,研究建立了基于典型案例的深度融合的多課程、多環(huán)節(jié)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力全過(guò)程人才培養(yǎng)模式。
(一)完善機(jī)械設(shè)計(jì)能力全過(guò)程培養(yǎng)體系
為實(shí)現(xiàn)符合工程教育專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)生專業(yè)能力培養(yǎng)要求,機(jī)械專業(yè)修訂了人才培養(yǎng)方案和課程教學(xué)大綱,并整合、優(yōu)化工程案例,通過(guò)齒輪傳動(dòng)及減速器設(shè)計(jì)的典型案例,將現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的能力培養(yǎng)貫穿課程教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等人才培養(yǎng)的全過(guò)程,全面夯實(shí)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力,提高畢業(yè)生的工程素養(yǎng)與工作適應(yīng)性?;趯W(xué)科認(rèn)知規(guī)律,從機(jī)械專業(yè)的初步認(rèn)識(shí)機(jī)械→簡(jiǎn)單機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)→現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)→機(jī)械產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)→復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)→復(fù)雜產(chǎn)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及研發(fā)→實(shí)際工程應(yīng)用的人才培養(yǎng)規(guī)律,綜合分析機(jī)械專業(yè)的師資隊(duì)伍、硬件條件以及歷史傳承,建立機(jī)械專業(yè)基于典型案例的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力全過(guò)程培養(yǎng)體系,如圖3所示。
(二)充實(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容
以齒輪傳動(dòng)及減速器設(shè)計(jì)為案例,將機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)制工藝等核心課程與課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)深度融合,經(jīng)過(guò)多輪從理論到實(shí)際、從實(shí)際到理論的循環(huán)培養(yǎng)過(guò)程,逐步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)去分析、解決機(jī)械工程問(wèn)題的能力。形成規(guī)范、完整的機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)體系,解決了機(jī)械設(shè)計(jì)類課程追求理論體系完整、忽視工程實(shí)踐的弊端。1.第三學(xué)期?!皺C(jī)械原理”課程教師可通過(guò)學(xué)生感興趣的汽車及變速箱動(dòng)畫(huà),使他們了解汽車變速箱的工作原理及齒輪傳動(dòng)原理,增加其對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有感性認(rèn)識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,同時(shí),著重講解齒輪傳動(dòng)的工作原理及輪系設(shè)計(jì),解決由于課程理論深?yuàn)W且比較枯燥的難題。2.第四學(xué)期。首先,可通過(guò)“金工實(shí)習(xí)”讓學(xué)生近距離觀察CA6140車床主軸箱,使其對(duì)齒輪傳動(dòng)有更深入的認(rèn)識(shí)和理解。其次,教師可通過(guò)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué),重點(diǎn)講述齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪校核等內(nèi)容。最后,通過(guò)齒輪減速器課程設(shè)計(jì),讓學(xué)生深入理解齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程及設(shè)計(jì)要點(diǎn),使他們初步了解機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本過(guò)程。3.第五學(xué)期。教師可通過(guò)“機(jī)械CAD/CAE/CAM技術(shù)”課程,讓學(xué)生掌握三維設(shè)計(jì)軟件Solidworks、二維平面設(shè)計(jì)軟件AutoCAD的使用,建立軸、齒輪、箱體等典型零件的三維模型,了解ANSYS、COSMOS等先進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用;通過(guò)機(jī)械CAD/CAE實(shí)訓(xùn),建立圓柱齒輪減速器三維模型,完成齒輪減速器的裝配圖及典型零件圖,使學(xué)生真正理解如何運(yùn)用先進(jìn)工具完成機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。4.第六學(xué)期。可通過(guò)大型機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí),讓學(xué)生理解齒輪、齒輪軸等典型零件的加工工藝;通過(guò)“機(jī)械制造工藝學(xué)”課程,重點(diǎn)理解齒輪加工工藝、設(shè)計(jì)計(jì)算以及尺寸鏈等內(nèi)容;通過(guò)齒輪加工工藝及夾具設(shè)計(jì),使學(xué)生深入理解機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)及加工,形成機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮機(jī)械零件加工的良好工程設(shè)計(jì)習(xí)慣。5.第七學(xué)期。通過(guò)“機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程教學(xué),重點(diǎn)講述有級(jí)變速傳動(dòng)的設(shè)計(jì);通過(guò)車床主軸變速箱課程設(shè)計(jì),讓學(xué)生能進(jìn)行復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)整體布局、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等,形成復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初步能力。6.第八學(xué)期。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),讓學(xué)生運(yùn)用Solidworks等工程軟件完成一個(gè)比較復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì),形成復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。通過(guò)6個(gè)學(xué)期全過(guò)程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),可使學(xué)生具備熟練運(yùn)用機(jī)械專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的能力,能夠運(yùn)用自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理,去表述與分析復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題,提出解決方案,完成比較復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),提升專業(yè)能力和工程素養(yǎng)。
(三)改革教學(xué)方法,提升教學(xué)效果
為提升教學(xué)效果,教師要全過(guò)程貫徹案例式教學(xué)方法,并形成自己的課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)及課外科技活動(dòng)相結(jié)合的立體化教學(xué)思路。1.采用案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法,提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。通過(guò)齒輪傳動(dòng)及減速器設(shè)計(jì)的典型案例,全過(guò)程貫徹齒輪傳動(dòng)及減速器的工作原理、設(shè)計(jì)理論及工程實(shí)踐,逐步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專業(yè)知識(shí)去分析、解決機(jī)械工程問(wèn)題的能力,夯實(shí)學(xué)生的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力,提升學(xué)生的工程素養(yǎng)和工作適應(yīng)性。2.采用系統(tǒng)論方法,完善機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)體系與課程內(nèi)容。采用系統(tǒng)論方法,將機(jī)械設(shè)計(jì)類各門課程、各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)各自為政開(kāi)展教學(xué)的現(xiàn)狀,通過(guò)齒輪傳動(dòng)及減速器設(shè)計(jì)的案例教學(xué),形成一個(gè)統(tǒng)一、有機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)能力全過(guò)程培養(yǎng)體系,提升學(xué)生的工程素養(yǎng)和工作適應(yīng)性。3.采用重點(diǎn)論方法,提升學(xué)生對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理解。教師要全過(guò)程地重點(diǎn)講解齒輪傳動(dòng)及減速器的設(shè)計(jì)、加工、材料選用、總體設(shè)計(jì)以及三維建模等,通過(guò)課堂討論及習(xí)題課,讓學(xué)生舉一反三,充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)其對(duì)課程內(nèi)容的消化和理解。4.采用理論聯(lián)系實(shí)際的方法,將教改、科研成果及學(xué)科前沿融入教學(xué)。教師可采用理論聯(lián)系實(shí)際的方法,將教改、科研成果、學(xué)科前沿和高新技術(shù)信息有機(jī)地融入教學(xué)過(guò)程,不斷補(bǔ)充、更新教學(xué)內(nèi)容,深化學(xué)生對(duì)機(jī)械理論知識(shí)的理解和掌握,鍛煉其實(shí)際動(dòng)手能力,并向其傳授更多、更新、更先進(jìn)的知識(shí),激發(fā)學(xué)生的興趣。5.結(jié)合實(shí)踐教學(xué)與課外科技活動(dòng)方法,提升教學(xué)效果。教師可結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)與課外科技活動(dòng),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物教學(xué)法,提升學(xué)生對(duì)機(jī)械的感性認(rèn)識(shí),激發(fā)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,提升教學(xué)效果。
三、結(jié)論
本文在對(duì)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及需求的大量調(diào)研基礎(chǔ)上,分析地方商科院校的現(xiàn)實(shí)困境及現(xiàn)狀,并以哈爾濱商業(yè)大學(xué)機(jī)械專業(yè)為例,建立了基于典型案例的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力的全過(guò)程培養(yǎng)體系。通過(guò)齒輪傳動(dòng)及減速器設(shè)計(jì)的典型案例,將現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)貫穿課程教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等人才培養(yǎng)全過(guò)程,全面夯實(shí)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力,提高畢業(yè)生的工程素養(yǎng)與工作適應(yīng)性。通過(guò)對(duì)機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)模式的改革,將會(huì)使培養(yǎng)出的機(jī)械專業(yè)人才更符合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型需要。通過(guò)該項(xiàng)目的研究,也可為其他地方院校在進(jìn)行機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)模式的教育改革與實(shí)踐中提供有效的經(jīng)驗(yàn)借鑒與參考。
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關(guān)鍵詞:多媒體;機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);課堂教學(xué)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2012)06-0255-01
0 引言
隨著信息社會(huì)的到來(lái),應(yīng)用多媒體技術(shù)已經(jīng)成為教師改革教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)手段的重要途徑。在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課課堂教學(xué)中,如何利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué),達(dá)到這門課在學(xué)生的知識(shí)架構(gòu)中應(yīng)起的作用,是一個(gè)值得研究探討的課題。
1 多媒體技術(shù)引入《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課課堂教學(xué)的必要性
1.1 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課課堂教學(xué)上存在的問(wèn)題 經(jīng)筆者大量調(diào)研發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)教學(xué)方法在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)上存在以下問(wèn)題:①教學(xué)方法陳舊,手段落后。②課程內(nèi)容不能與當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展同步,造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)。③課堂教學(xué)必須有高效率。傳統(tǒng)教學(xué)方式難以勝任高效率的要求。④傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,不利于開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力。⑤教學(xué)手段的單一化致使教學(xué)乏味,課堂氣氛沉悶,教學(xué)與學(xué)習(xí)效果差。⑥在黑板上“開(kāi)機(jī)器”,不能使學(xué)生對(duì)本課的有關(guān)概念、原理等有真正意義上的理解,沒(méi)有使學(xué)生在潛移默化中“步入”機(jī)械的殿堂。
1.2 多媒體技術(shù)在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課堂教學(xué)中的優(yōu)勢(shì) 我們?cè)诮虒W(xué)改革實(shí)踐中,使用了自制課件、放映錄像等多種多媒體教學(xué)手段。總結(jié)這些實(shí)踐結(jié)果,反映多媒體教學(xué)有以下優(yōu)勢(shì):
1.2.1 多媒體技術(shù)進(jìn)入《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課堂,以其圖文并茂、聲像俱佳、動(dòng)靜皆宜的表現(xiàn)形式,針對(duì)該課的實(shí)踐性強(qiáng)、與工程現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合緊密的特點(diǎn),展示課程內(nèi)容中較復(fù)雜的機(jī)器結(jié)構(gòu),使學(xué)生能輕松認(rèn)識(shí)一些常見(jiàn)機(jī)器的結(jié)構(gòu)原理,以及一些學(xué)生初次接觸感覺(jué)陌生難懂的名詞術(shù)語(yǔ)。例如,利用多媒體課件,通過(guò)觀看單缸內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作演示,可以使學(xué)生很容易就看懂單缸內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)原理、組成部分,認(rèn)識(shí)機(jī)器特征,并進(jìn)而理解由單缸內(nèi)燃機(jī)引入的零件、構(gòu)件、機(jī)構(gòu)、機(jī)器、機(jī)械等概念。
1.2.2 多媒體技術(shù)的靈活即時(shí)演示功能,能明確詮釋某些抽象的結(jié)論,增強(qiáng)學(xué)生的理解與記憶。例如,在判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型時(shí),用多媒體課件分別演示各種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的形式及其動(dòng)作,再以一個(gè)四邊長(zhǎng)度確定的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為例,通過(guò)其機(jī)架分別為最短桿、最短桿的相鄰桿、最短桿的對(duì)面桿時(shí)的動(dòng)畫(huà)演示,就能讓學(xué)生很容易地理解并記住鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型及其判別方法。
1.2.3 多媒體課件可將授課中不易理解和難以看清的部分,多遍重復(fù)觀察,徹底弄清機(jī)器的結(jié)構(gòu)原理,動(dòng)作過(guò)程等。
1.2.4 有利于開(kāi)發(fā)智力因素,提高教學(xué)效果。學(xué)生通過(guò)對(duì)大量具體多媒體信息的觀察、分析,活躍了學(xué)生的思維進(jìn)程,在從感性上升到理性認(rèn)識(shí)的過(guò)程中,不僅幫助學(xué)生理解了知識(shí),也培養(yǎng)了抽象概括的能力,發(fā)展了智力。
1.2.5 多媒體教學(xué)手段引入課堂,使原本學(xué)生感覺(jué)沉悶、枯燥的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程顯得生動(dòng)起來(lái),學(xué)生愿學(xué)、樂(lè)學(xué),提高了授課效率。多媒體教學(xué)手段通過(guò)生動(dòng)的聲音、形象直觀的畫(huà)面、表現(xiàn)手法的靈活多樣,激發(fā)學(xué)生的情感,引起學(xué)生的興趣。
1.2.6 多媒體進(jìn)入《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課的課堂,還可實(shí)現(xiàn)一般情況下很難開(kāi)展的交互式教學(xué)。例如,在設(shè)計(jì)軸系時(shí),我們可用軸系組裝仿真軟件,模仿真正的軸系安裝過(guò)程:用鼠標(biāo)點(diǎn)擊拖動(dòng)零件進(jìn)行仿真安裝,選擇的零件及安裝步驟正確時(shí)才能安裝,并說(shuō)明正確的理由;錯(cuò)誤時(shí)不能安裝,并給出錯(cuò)誤的原因。
1.2.7 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展很快,課本內(nèi)容經(jīng)常不能及時(shí)反映一些最新的工業(yè)發(fā)展變化。我們可以通過(guò)電視、網(wǎng)絡(luò)等各種媒體渠道,獲得最新的信息,將其制作成多媒體素材,用在課件上或用投影等多媒體設(shè)施在課堂上做以介紹,使《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課的內(nèi)容總有新意,學(xué)生所學(xué)知識(shí)與時(shí)代同步。
2 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課課堂引入多媒體教學(xué)的方法
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課的內(nèi)容前后聯(lián)系不是很大,這樣,在將多媒體技術(shù)引入《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課的課堂教學(xué)的操作上就有很大的靈活性。可以根據(jù)各章節(jié)或者某個(gè)具體問(wèn)題的需要來(lái)引入一段錄像或用一個(gè)課件甚至幾個(gè)圖片都可以達(dá)到較好的效果。以下幾種方式可以靈活使用。
2.1 錄像教學(xué)方式 這種教學(xué)手段一般稱之為電化教學(xué),即用電視錄像進(jìn)行部分課程內(nèi)容的教學(xué)。我們安排了緒論中的內(nèi)容以這種方式進(jìn)行。通過(guò)錄像中對(duì)歷史的濃縮,對(duì)當(dāng)前機(jī)械業(yè)的展示及對(duì)機(jī)械業(yè)未來(lái)的發(fā)展展望,讓學(xué)生對(duì)整個(gè)機(jī)械行業(yè)的歷史及其發(fā)展有個(gè)生動(dòng)形象的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)。
2.2 圖片模型輔助教學(xué)模式 此模式主要是利用教學(xué)模型、圖片、圖表、幻燈片等手段進(jìn)行輔助教學(xué),其教學(xué)設(shè)施簡(jiǎn)單,如掛圖、幻燈機(jī)、視頻平臺(tái)等。這種模式主要針對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課中機(jī)構(gòu)的組成、動(dòng)作原理等內(nèi)容的教學(xué)所采用的一種簡(jiǎn)捷方式。它可以根據(jù)教師教學(xué)安排,隨時(shí)出現(xiàn)在課堂中需要的環(huán)節(jié)。這種方式雖有一定的直觀性,但不夠生動(dòng),難以表達(dá)動(dòng)態(tài)過(guò)程。
2.3 多媒體投影教學(xué)模式 多媒體投影教學(xué)模式是我校主要采用的一種教學(xué)手段。其構(gòu)成也并不復(fù)雜:一臺(tái)多媒體投影儀,一臺(tái)筆記本計(jì)算機(jī),一臺(tái)視頻平臺(tái)及擴(kuò)音設(shè)備等,即構(gòu)成一個(gè)理想的多媒體投影教室。這種教學(xué)模式下,教師可方便地隨時(shí)應(yīng)用多媒體技術(shù)來(lái)說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題或整個(gè)章節(jié),可將電視、圖片、幻燈教學(xué)集中到以計(jì)算機(jī)技術(shù)為平臺(tái)中心、課件為主要方式的教學(xué)中。
如上所述,多媒體技術(shù)為《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課教學(xué)提供了一種現(xiàn)代化的教學(xué)平臺(tái),顯示了巨大的優(yōu)勢(shì)。教師應(yīng)充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段,利用多媒體技術(shù),改革課堂授課方式,提高學(xué)生對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性,提高課堂教學(xué)效率、效果和質(zhì)量,讓學(xué)生輕松步入機(jī)械知識(shí)的殿堂。
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關(guān)鍵詞:獨(dú)立學(xué)院;機(jī)械原理;教學(xué)改革;創(chuàng)新能力
中圖分類號(hào):K826.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0前言
就目前而言,獨(dú)立學(xué)院的的培養(yǎng)目標(biāo)大都定位于應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng),人才的培養(yǎng)模式必須與人才培養(yǎng)的目標(biāo)相適應(yīng)。應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)模式,除了包括理論課程體系和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置外,更重要的在于課程的優(yōu)化,從而達(dá)到應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的預(yù)設(shè)目標(biāo)。目前,獨(dú)立學(xué)院學(xué)生有上課遲到、曠課,除了學(xué)生自身的原因,還存在課堂教學(xué)不能滿足學(xué)生發(fā)展需要這個(gè)主要矛盾。
1教學(xué)內(nèi)容的改革
目前,《機(jī)械原理》的教材偏向于對(duì)現(xiàn)有的各種工程機(jī)構(gòu)的分析,為了提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力,在課時(shí)不變的情況下(48學(xué)時(shí)),必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容做相應(yīng)的調(diào)整。
獨(dú)立學(xué)院有必要聯(lián)合編寫(xiě)特色教材。首先對(duì)理論力學(xué)中重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行刪減。獨(dú)立學(xué)院教師在教學(xué)過(guò)程中可以根據(jù)自己院校的特點(diǎn)在內(nèi)容的選擇上,有所側(cè)重,有所選擇。近些年來(lái),隨著機(jī)械原理教學(xué)改革的深入和課程體系的調(diào)整,面對(duì)獨(dú)立院校學(xué)生的現(xiàn)狀,如何使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握好基本內(nèi)容,并具有機(jī)械設(shè)計(jì)意識(shí)和提出問(wèn)題、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力,需要我們?nèi)フJ(rèn)真思考、勇于探索和敢于嘗試。其次,同學(xué)們對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的工程機(jī)械非常感興趣,對(duì)理論性很強(qiáng)的知識(shí)則學(xué)習(xí)積極性下降很多,先看實(shí)驗(yàn)錄像,再通過(guò)實(shí)驗(yàn)錄像來(lái)分析原理,最后總結(jié)知識(shí)要點(diǎn)及其重要性,從而收到良好的教學(xué)效果。
2教學(xué)方法的改革
2.1教學(xué)手段的靈活化
要將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合,靈活應(yīng)用。我院機(jī)械系的學(xué)生大一開(kāi)始學(xué)習(xí)CAD平面設(shè)計(jì)軟件,大二開(kāi)始學(xué)習(xí)solidworks軟件。學(xué)生有了軟件和設(shè)計(jì)概念的基礎(chǔ),在上《機(jī)械原理》課程時(shí),可以將三維軟件引入《機(jī)械原理》課程教學(xué)改革的方法,通過(guò)將三維引入課堂教學(xué),把枯燥的機(jī)械專業(yè)理論轉(zhuǎn)化為直觀動(dòng)態(tài)的仿真模擬,讓學(xué)生獲得直觀感性認(rèn)識(shí),提高學(xué)習(xí)興趣,也提高了課堂教學(xué)質(zhì)量。
2.2教學(xué)場(chǎng)所的多樣化
教學(xué)場(chǎng)所作為教學(xué)手段應(yīng)用的環(huán)境,不必總是拘泥于教室。實(shí)驗(yàn)室和學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的工廠都是良好的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)手段,讓學(xué)生走出課堂、步入工程現(xiàn)場(chǎng),讓理論聯(lián)系實(shí)際。
3創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新來(lái)自觀察,來(lái)自實(shí)踐,可以有計(jì)劃地設(shè)置主體(例如機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、慧魚(yú)大賽),引導(dǎo)學(xué)生的課外科技創(chuàng)新活動(dòng)。我們的目的在于通過(guò)這一主體活動(dòng),引導(dǎo)更多的學(xué)生進(jìn)行應(yīng)用型學(xué)習(xí)。我校新引進(jìn)了慧魚(yú)的一系列產(chǎn)品,目的在于讓學(xué)生在拼裝各種模型的過(guò)程中,不斷思索不斷創(chuàng)新。
4考核方法的改革
為了更好的落實(shí)本專業(yè) “一線工程師” 的人才培養(yǎng)目標(biāo), 所以提高學(xué)生的動(dòng)手能力勢(shì)在必行。在考核方式上,根據(jù)我校實(shí)際情況, 在40分的平時(shí)成績(jī)中, 改變過(guò)去以點(diǎn)名和教師對(duì)學(xué)生的大概印象來(lái)評(píng)分的模式。即:出勤考核占10分,回答問(wèn)題和作業(yè)占10分,實(shí)驗(yàn)占20分。 實(shí)驗(yàn)包括操作和撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告, 操作增加了學(xué)生的動(dòng)手能力, 撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告對(duì)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、 熟悉和深化某一專業(yè)知識(shí)點(diǎn)大有益處, 同時(shí)對(duì)于專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和綜合素質(zhì)的提高作用明顯。
5結(jié)語(yǔ)
只有將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等教學(xué)改革應(yīng)用到《機(jī)械原理》中,才能更好地為教學(xué)服務(wù),才能顯著提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:機(jī)械原理;課程改革;教學(xué)手段;發(fā)展
基金資助:湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度青年專項(xiàng)資助課題(項(xiàng)目號(hào):XJK013QGD010),2013年全省普通高校實(shí)踐教學(xué)建設(shè)項(xiàng)目“機(jī)械類專業(yè)校企合作人才培養(yǎng)基地”(項(xiàng)目號(hào):湘教通[2013]295號(hào))
由于近年來(lái),《機(jī)械原理》課程教學(xué)時(shí)數(shù)不斷減少,且教學(xué)課程仍然沿用20世紀(jì)50年代建立的以機(jī)構(gòu)分析為主的舊教學(xué)體系,雖然這種體系曾經(jīng)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力起過(guò)重要的作用,但是隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展,這種傳統(tǒng)的教學(xué)體系已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的要求[1]。因此我校進(jìn)行了機(jī)械原理課程改革,更新教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法、引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)手段,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和自覺(jué)創(chuàng)新能力。
1、教學(xué)內(nèi)容的改革
機(jī)械原理教學(xué)內(nèi)容改革的原則首先是在進(jìn)行傳統(tǒng)的、經(jīng)典的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)的講授時(shí)要做到取其精華去其糟粕,并將重點(diǎn)突出實(shí)踐應(yīng)用。如重點(diǎn)講授對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和諸如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等一系列常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)方法,而在課程所要求對(duì)力的分析和機(jī)械的平衡中所用的基本理論,就只需直接引用,將重點(diǎn)放在如何運(yùn)用這些理論來(lái)解決機(jī)械原理課程中的問(wèn)題。因?yàn)樵趯W(xué)生已修的力學(xué)課程中已經(jīng)做了重點(diǎn)的講授[2]。然后,還要做到緊跟機(jī)械發(fā)展的腳步,盡力讓學(xué)生能即時(shí)了解機(jī)械原理機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的新理論、新方法以及學(xué)科發(fā)展的前沿的內(nèi)容,使學(xué)生的視野和知識(shí)面得到最大的擴(kuò)展,從而達(dá)到樹(shù)立學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和培養(yǎng)不斷學(xué)習(xí)新方法來(lái)解決問(wèn)題的能力。
2、教學(xué)方法的改革
過(guò)去我們學(xué)生的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)一直是由教師指定的一個(gè)特定的題目,沒(méi)有做到多樣化,整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容綜合了機(jī)械原理的所有主要原理和知識(shí)。學(xué)生處于被動(dòng)接受的狀態(tài),能進(jìn)行自主設(shè)計(jì)和內(nèi)容的部分非常少,無(wú)法提高學(xué)生自覺(jué)創(chuàng)新能力,不利于學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此我們將機(jī)械原理的課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在自主設(shè)計(jì)和內(nèi)容的創(chuàng)新上后,要求著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用和實(shí)際動(dòng)手的能力,力爭(zhēng)通過(guò)這樣的課程設(shè)計(jì)初步培養(yǎng)使學(xué)生具有一定的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。為此,我們從課程設(shè)計(jì)選題、方案內(nèi)容構(gòu)思等方面都做了許多方面的改變。要達(dá)到體現(xiàn)自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的目的,選題非常重要,它直接關(guān)系到設(shè)計(jì)和創(chuàng)新性,同時(shí)如何選題本身也是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決的過(guò)程,學(xué)生自主選題本身就是學(xué)生創(chuàng)新的體現(xiàn)。如果按照過(guò)去的模式,則無(wú)疑浪費(fèi)了對(duì)一次學(xué)生創(chuàng)造性獨(dú)立選題能力的訓(xùn)練,也使學(xué)生失去了發(fā)揮主觀能動(dòng)性的機(jī)會(huì)[3]。大多數(shù)學(xué)生受應(yīng)試教育的影響,普遍存在一些問(wèn)題,如具有依賴性,缺少自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力,因此對(duì)自主選題往往不知從何處入手。根據(jù)這一實(shí)際情況,鼓勵(lì)學(xué)生多出去觀察實(shí)物和分析周圍事物和通過(guò)自身去獲取信息。例如查閱資料、觀看機(jī)械模型、到學(xué)校工廠實(shí)地考察、或到附近機(jī)械廠實(shí)習(xí)等等。又如有的學(xué)生決定設(shè)計(jì)“機(jī)械手”機(jī)構(gòu),在查閱大量資料的基礎(chǔ)上,又到一些具有高自動(dòng)化的工廠去實(shí)地參觀,去直觀的感受和測(cè)量第一手?jǐn)?shù)據(jù),由此作出了非常不錯(cuò)的課程設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)自主選題和內(nèi)容的新要求。學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后會(huì)發(fā)現(xiàn)自身各方面的能里都有了不同程度的提高。如創(chuàng)新能力、實(shí)際動(dòng)手能力、獲取數(shù)據(jù)的能力、計(jì)算分析能力、獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,還完成了機(jī)械專業(yè)知識(shí)的綜合和整合,讓學(xué)生初步建立起工程意識(shí),極大的滿足學(xué)生的求知欲望和體現(xiàn)自身創(chuàng)新性的要求。
3、教學(xué)手段的改革
采用現(xiàn)代化教學(xué)手段,提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率,采用多媒體教學(xué)儀可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解程度,而且也省去了教師許多板書(shū)時(shí)問(wèn),增加課堂教學(xué)的信息量,提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量。[3]基于此筆者學(xué)校著手建立了多媒體的專用教室,并且配備了多媒體投影系統(tǒng)和相關(guān)的電教設(shè)備,編制和購(gòu)買了相應(yīng)的一系列教學(xué)軟件。因此在“機(jī)械原理”的課堂教學(xué)中,老師們可以采用直觀教學(xué)、電化教學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段,比如利用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)模擬和三維動(dòng)畫(huà)演示,直觀形象地展示課常教學(xué)的內(nèi)容。極大提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),使學(xué)生易于且樂(lè)于接受課堂的教學(xué)內(nèi)容。從而達(dá)到提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率的目的。
4、結(jié)語(yǔ)
機(jī)械原理課程改革對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和工程素質(zhì)的提高具有重要的意義。本次課程改革,不僅對(duì)課堂的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行改革。通過(guò)課程改革對(duì)學(xué)生的機(jī)械專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力有了大幅提高。再輔以課堂教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐相結(jié)合,又加強(qiáng)了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。改變過(guò)去高等教育中重知識(shí)輕能力、重專業(yè)輕素質(zhì)、重科學(xué)輕工程的思想具有非常重要的意義。對(duì)于學(xué)生成為高綜合素質(zhì)的機(jī)械專業(yè)人才有重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]蔣天弟, 張廬陵, 吳瑞梅. 《機(jī)械原理》課程現(xiàn)狀與出路[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2004, (1):248-249. DOI:10.3969/j.issn.1003-188X.2004.01.091.
[2]房海蓉, 方躍法. 談機(jī)械原理課程教學(xué)改革[J]. 高教發(fā)展與評(píng)估, 2001, (4):46-47. DOI:10.3963/j.issn.1672-8742.2001.04.016.
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