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1、故障現(xiàn)象及處理過程:
4月13日,我臺981kHz發(fā)射機開機過程中,控制選擇開關(guān)撥到本地后,交流接觸器K1反復(fù)吸合,延時繼電器JS7也反復(fù)吸合,同時有輕微的糊焦味(這一現(xiàn)象被忽視延長事故處理時間)。
根據(jù)以往的故障現(xiàn)象,我們判斷可能是延時繼電器出問題,經(jīng)檢查排除,斷開延時繼電器輸入后,交流接觸器K1反復(fù)吸合現(xiàn)象仍存在,懷疑交流接觸器K1損壞。就在檢修人員準(zhǔn)備更換該部件時,不經(jīng)意發(fā)現(xiàn)泄放繼電器觸點有燒黑的痕跡,仔細一看確定是觸點粘連導(dǎo)致開機時泄放繼電器無法吸合。更換泄放繼電器后設(shè)備運行正常。
2、設(shè)備原理及故障分析:
發(fā)射機電源系統(tǒng)電路圖如下:
發(fā)射機低壓開關(guān)合上時產(chǎn)生±18伏及+24伏,選擇開關(guān)撥到本地后,交流接觸器K1吸合,三相電源經(jīng)過三只電阻送至主電源變壓器初級,在此同時,延時繼電器JS7得電,約3秒后,交流接觸器K2吸合,將三只電阻短路,主電源電壓輸出達到正常值。用作主電源控制的中間繼電器JQX-10有三付觸點,其中兩付并接的常開接點是當(dāng)滿足主電源開通條件時,接通加至交流接觸器K1、K2的線包電壓,另一付常開接點是用開控制泄放繼電器動作的,即主電源接通,斷開泄放電阻,主電源斷開時,接通泄放電阻。泄放電阻經(jīng)繼電器與整流后的主電源連接,關(guān)機時為濾波電容提供泄放通路。主電源供給電路圖如下:
泄放繼電器觸點粘連后,開機時觸點無法斷開, -140V主電源直接通過泄放電阻入地,導(dǎo)致-140V電壓嚴(yán)重下降,主電源采樣控制電路保護性關(guān)機,關(guān)機后-140V電壓又恢復(fù)正常,發(fā)射機又自動開機,從而導(dǎo)致開機過程中K1處于反復(fù)吸合狀態(tài)。
3、故障原因分析:
開機瞬間泄放繼電器吸合不力,-140主電源經(jīng)泄放電阻入地時產(chǎn)生大電流使泄放繼電器粘連。原因可能是泄放繼電器老化造成,也可能是內(nèi)部灰塵導(dǎo)致。
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計基礎(chǔ);課程體系;課程教學(xué)
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)的一門介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的重要的設(shè)計性技術(shù)基礎(chǔ)課程,通過本課程的學(xué)習(xí),可為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)知識;為學(xué)生將來從事產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)提供必要的理論基礎(chǔ);為將來從事工藝、運行、管理工作時,能對所使用機械傳動原理有正確的了解,獲得對設(shè)備正確使用、維護和故障分析的能力;使學(xué)生具有運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊和圖冊查閱有關(guān)技術(shù)資料及編寫說明書的能力?!稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》是理論知識和實踐知識綜合運用的課程,在整個課程體系中從理論性課程過渡到結(jié)合工程實際的設(shè)計課程,起到橋梁作用。該課程體系目前仍延續(xù)過去的模式,新體系尚處于探索之中。為了突出高職高專的教學(xué)特點,提高教學(xué)質(zhì)量,本文就該課程在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、實踐環(huán)節(jié)等方面的問題,提出一些探討意見。
一、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的突出問題
(一)教學(xué)方法單一落后
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機械原理和機械零件的綜合,主要討論機械設(shè)計的常用方法和一般過程。傳統(tǒng)教學(xué)方法,授課內(nèi)容多,而實際教學(xué)課時安排不足;講述原理多,結(jié)合實際偏少;縱向論述多,橫向比較較少;講述常規(guī)原理多,介紹行業(yè)最新技術(shù)成果不夠;課堂講授多,課堂課外討論少。實踐教學(xué),仍以勞動性操作為主,對學(xué)生獨立獲取知識能力和自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)不夠。教學(xué)手段也不盡如人意,課堂教學(xué)仍沿襲粉筆板書、掛圖和簡單的教具,很難取得好的教學(xué)效果。
(二)課程沒有針對專業(yè)要求合理設(shè)置
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課的知識點非常豐富、繁雜,如不精心組織、把握重點,全部灌輸給學(xué)生,將適得其反。因此,教學(xué)前,教師要對所教的內(nèi)容加以精選與提煉,把握教學(xué)重點,豐富教學(xué)內(nèi)容,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,在組織齒輪傳動教學(xué)時,并不是把教材上所有內(nèi)容都教給學(xué)生,而是根據(jù)高職學(xué)生的特點和各專業(yè)不同的要求,選擇不同的側(cè)重點進行教學(xué)。工程機械運用與維護專業(yè)的學(xué)生,就業(yè)崗位是銷售及維修,因而對他們的教學(xué)注重的是應(yīng)用方面,如齒輪傳動的原理、分類、特點、失效形式、齒輪參數(shù)的測量及齒輪傳動的、密封等;而對于機電一體化專業(yè)和汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,就業(yè)崗位主要是機械加工操作、機械加工工藝編制及機床設(shè)備的維護等工作,因而對他們的教學(xué)重點,除了齒輪傳動的原理、分類、特點、失效形式、齒輪參數(shù)的測量及齒輪傳動的、密封外,還要把齒輪的切齒原理作為重點,同時應(yīng)了解變位齒輪的基本概念。只有針對不同專業(yè)組織教學(xué)內(nèi)容,才能有的放矢,取得好的教學(xué)效果。
(三)實驗教學(xué)比重偏低,學(xué)生動手能力的培養(yǎng)欠缺
實驗及實踐教學(xué)是幫助高職學(xué)生理解課堂理論教學(xué)內(nèi)容的必要手段,也是提高他們動手能力的重要途徑。傳統(tǒng)的實驗課在實驗室中進行,由于實驗器材陳舊、缺少,不能保證每位學(xué)生的動手操作機會,為此,可將實驗與生產(chǎn)實踐結(jié)合起來。在課余時間可至校辦工廠和校外實習(xí)基地進行有關(guān)實踐,如參與維修設(shè)備、加工簡單的零件等。
二、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程體系的設(shè)計
(一)改革內(nèi)容
1.改革思路
本課程組以企業(yè)需求為基本依據(jù),按照生產(chǎn)一線實際需要,結(jié)合高職教育的特點,強調(diào)基本知識,注重實際應(yīng)用,從機械的組成及特性出發(fā),形成工程力學(xué)――材料及熱處理――公差與配合――常用機構(gòu)――聯(lián)接――機械傳動――支承零部件――機械系統(tǒng)設(shè)計綜述這一新課程體系。該體系將以往的理論力學(xué)、材料力學(xué)、公差與配合、機械原理和機械零件幾門單列的技術(shù)基礎(chǔ)課程有機地融為一體,理論分析以適度夠用為限,突出了針對性和實用性。
2.整合教學(xué)內(nèi)容
在教學(xué)內(nèi)容整合上,刪除繁瑣的公式推導(dǎo)、理論證明,注重如何運用這些公式、定理、方法等來解決實際設(shè)計問題。例如將齒輪、軸、滾動軸承等工程實踐性很強、并對工程設(shè)計與應(yīng)用能力有很大幫助的章節(jié)作為教學(xué)重點內(nèi)容;將與磨損、螺紋連接、彈簧等章節(jié)安排作為學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容,通過答疑的方式對學(xué)生進行輔導(dǎo);將教材中介紹很簡略,但與生產(chǎn)第一線聯(lián)系很緊密的一些工程知識比如軸承的安裝、拆卸、、組合設(shè)計以及失效形式、齒輪加工、蝸輪蝸桿加工等知識內(nèi)容進行補充。
3.結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)取舍教學(xué)內(nèi)容
由于各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)不同,所安排的課程和教學(xué)要求也不同。因此《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課應(yīng)根據(jù)工程機械運用與維護專業(yè)、機電一體化專業(yè)和汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)要求,對各專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位的要求選取適合的教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生能把有限的時間和精力花在學(xué)習(xí)掌握有用的知識上。
4.增加創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程需適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求,牢牢把握住本學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò),及時補充新型機構(gòu)、傳動零件知識,介紹新的設(shè)計理論、方法、技術(shù)、計算機輔助設(shè)計等內(nèi)容,以拓寬視野,培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計的思路和方法。在課程設(shè)計實訓(xùn)中加強對學(xué)生在課程中應(yīng)用計算機CAD/CAM主流軟件(如MATLAB、AutocAD、UG和Pr∥Engineer)的工程實訓(xùn)。專周設(shè)計實訓(xùn)的課題主要包括從動件、軸、滾動軸承和聯(lián)接件等的設(shè)計計算、三維造型裝配、二維工程圖和設(shè)計說明書等內(nèi)容,使學(xué)生能夠綜合運用多門專業(yè)課程的知識和技能,在計算機輔助下完成,提高了專業(yè)素質(zhì)和工程應(yīng)用能力。
5.通過設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立工作能力
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)中常用機構(gòu)的設(shè)計、通用零件的選擇和設(shè)計是教學(xué)中的重要內(nèi)容。在教學(xué)中可以通過設(shè)計作業(yè),如“凸輪機構(gòu)設(shè)計”、“齒輪機構(gòu)設(shè)計”及“軸系部件設(shè)計”等,使學(xué)生對常用機構(gòu)和通用零件設(shè)計獲得必要的工程實戰(zhàn)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度?!皺C械零件課程設(shè)計”是《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。課程設(shè)計要讓學(xué)生一方面加深對已學(xué)知識的掌握,培養(yǎng)自身綜合運用所學(xué)知識和技能獨立、靈活地分析問題和解決問題的能力,另一方面,課程設(shè)計也要讓學(xué)生掌握使用工具書的方法和使用技術(shù)資料的技能,培養(yǎng)自身的設(shè)計能力和獨立工作能力。此外,課程設(shè)計還要有利于學(xué)生形成良好讀書習(xí)慣和自學(xué)能力,以滿足自身的終身教育的需要。
(二)課程體系設(shè)計思路
1.整體教學(xué)設(shè)計
按照典型減速器設(shè)計的流程所必須的知識和能力結(jié)構(gòu),歸納《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程學(xué)習(xí)領(lǐng)域的主要工作任務(wù),選擇一級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計作為載體,構(gòu)建主體學(xué)習(xí)單元(學(xué)習(xí)情境),按照資訊、決策、計劃、實施、檢查與評估六步法,工學(xué)交替、任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向,將真實生產(chǎn)過程和產(chǎn)品融入教學(xué)全過程,設(shè)計學(xué)習(xí)情境。并根據(jù)行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)體系,選定合適的載體,設(shè)計教學(xué)單元,完成教學(xué)設(shè)計。
本課程遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律,以真實工作任務(wù)及其工作過程為依據(jù)整合、序化教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計了4個學(xué)習(xí)主情境,分別以減速器機械聯(lián)結(jié)的設(shè)計、減速器機械傳動的設(shè)計、減速器軸系的設(shè)計和減速器的與密封為載體。4個學(xué)習(xí)情境包含17個學(xué)習(xí)性工作任務(wù),把理論學(xué)習(xí)和實踐訓(xùn)練貫穿其中。
2.單元教學(xué)設(shè)計
學(xué)習(xí)情境1:減速器機械聯(lián)結(jié)的設(shè)計通過螺紋聯(lián)結(jié)、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)結(jié)的設(shè)計計算,讓學(xué)生熟悉機械零件的受力分析,熟悉桿件拉壓變形、剪切變形、擠壓變形的強度計算,熟悉螺紋聯(lián)結(jié)、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)結(jié)的選用方法和工作原理,并掌握相應(yīng)聯(lián)結(jié)的設(shè)計與安裝方法和工藝要求。
學(xué)習(xí)情境2:減速器機械傳動的設(shè)計通過圓柱齒輪的設(shè)計計算,讓學(xué)生熟悉齒輪失效形式、材料選擇、熱處理方法、各類齒輪受力分析和設(shè)計準(zhǔn)則,并掌握相應(yīng)的齒輪的選用方法。通過帶傳動的設(shè)計計算,讓學(xué)生熟悉帶傳動的組成、工作原理、特點、類型和應(yīng)用;V帶傳動;V帶輪的常用材料和結(jié)構(gòu);帶傳動的安裝、張緊和維護;了解同步齒形帶傳動簡介。
學(xué)習(xí)情境3:減速器軸系的設(shè)計計算通過減速器軸的設(shè)計計算,讓學(xué)生熟悉軸的材料及選擇;軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計;軸強度的粗略計算;按扭轉(zhuǎn)強度計算;按彎扭合成強度計算。通過減速器軸承的設(shè)計選擇,讓學(xué)生熟悉軸承功用、類型;滑動軸承類型、結(jié)構(gòu);軸瓦的結(jié)構(gòu)及材料;液體與非液體摩擦軸承簡介;滾動軸承類型、特點、精度及代號;滾動軸承失效形式;滾動軸承組合設(shè)計。通過減速器輸出端的聯(lián)軸器的設(shè)計選擇,讓學(xué)生熟悉聯(lián)軸器的功用,類型、結(jié)構(gòu)、特點和選擇;離合器主要類型及其結(jié)構(gòu)。
學(xué)習(xí)情境4:減速器的與密封通過減速器的與密封的設(shè)計,了解機械中有關(guān)與密封的基本知識。
減速器專用周:通過對減速器整體的設(shè)計,讓學(xué)生掌握整個機械設(shè)計過程。教、學(xué)、做有機融合,把理論學(xué)習(xí)和實踐訓(xùn)練貫穿其中。
三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
(一)啟發(fā)引導(dǎo)式
機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門理論性和實踐性很強的課程,我們在講授理論知識的同時非常重視聯(lián)系工程實際,重結(jié)論,重應(yīng)用。例如在講述摩擦的自鎖概念時,列舉大量常見的實例,啟發(fā)學(xué)生去思考,并同時從反面提出問題,請學(xué)生回答并解釋,以此來培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立思考的能力。
(二)多種教學(xué)方法進行組合
采用理論教學(xué)、多媒體教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、實驗教學(xué)、課堂討論、做學(xué)合一及綜合能力訓(xùn)練等教學(xué)手段相結(jié)合,常用機構(gòu)講解改變過去羅列式的教法,從創(chuàng)新的角度用大量的應(yīng)用實例讓學(xué)生對生產(chǎn)和生活中的機械裝置有更廣泛的了解,開闊眼界,學(xué)以致用。
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程實驗是高職學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),學(xué)生通過實驗,可直接接觸到生產(chǎn)一線的技術(shù)問題和操作技能問題。因此,該課程實驗具有很強的針對性。如通過漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)測定實驗和減速器的結(jié)構(gòu)分析和裝配實驗等,使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握具體的測試技術(shù),測量方法,從而接觸和熟悉測量工具與設(shè)備。
采用課堂討論方法調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,教與學(xué)融為一體,使學(xué)生成為課堂的主體。例如在講授軸的設(shè)計時,先給出各種軸的結(jié)構(gòu),由學(xué)生從加工、裝配、承載上討論分析軸的特點,給出條件然后組織學(xué)生討論,在教師的引導(dǎo)下,得出正確、合理的結(jié)論。使學(xué)生真正參與到教學(xué)中來,課堂氣氛活躍,教學(xué)效果明顯。
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是與工程實際聯(lián)系緊密的課程,在教學(xué)過程中應(yīng)特別注重理論聯(lián)系實際。例如,在講解機構(gòu)時,列舉了實際機器(汽車、內(nèi)燃機等)和日常生活中(客車上的折疊椅、縫紉機的踏板機構(gòu)等)的應(yīng)用實例,又特別介紹了與專業(yè)有關(guān)的金屬切削機床(車床、銑床、牛頭刨床等)應(yīng)用實例,因而增強了基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系。
(三)利用現(xiàn)代教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
將多媒體教學(xué)手段引進課堂教學(xué)。在遵循教學(xué)基本規(guī)律和學(xué)生認(rèn)識規(guī)律的基礎(chǔ)上,恰當(dāng)?shù)刂谱鰿AI課件可以將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表現(xiàn)的內(nèi)容、教材中的重點和難點表達清楚。
利用生產(chǎn)現(xiàn)場拍攝的錄像,再現(xiàn)范成法加工齒輪的過程及根切現(xiàn)象;利用多媒體動畫片展現(xiàn)帶傳動中的彈性滑動現(xiàn)象、展現(xiàn)四桿機構(gòu)的演化、展現(xiàn)各種間歇運動機構(gòu)的原理、展示行星輪系與差動輪系的區(qū)別、齒輪的失效機理等等。通過多媒體課件直觀而形象的展示出來。
如在齒輪一章授課過程中,學(xué)生對漸開線的形成等內(nèi)容的理解較困難,若利用相關(guān)軟件,編制并演示漸開線的形成過程,然后對漸開線上各點進行齒形角和受力分析,學(xué)生很快就理解了什么是漸開線,為什么通常采用基圓附近的一段漸開線作為齒廓。同樣通過兩齒廓的嚙合、嚙合線和嚙合角的動態(tài)顯示、中心距的變化等又能使學(xué)生對漸開線齒輪的嚙合特性有更深刻的理解,從而大大提高了課堂教學(xué)的效率和效果。
四、搞好課程設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計是綜合本課程以及相關(guān)課程的理論知識、基本技能,獨立完成機械傳動裝置或簡單機械設(shè)計任務(wù)的一種途徑,具有較強的實踐性、綜合性,是一次提升和整合知識的過程。通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決機械設(shè)計問題的能力,同時教會學(xué)生查閱和使用各種資料和手冊,熟悉國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,掌握常用的設(shè)計方法和手段(如計算機繪圖和計算機輔助設(shè)計等)。在選題上,仍以單級或兩級直(斜)齒圓柱齒輪減速器設(shè)計為主。在課程后期,組織學(xué)生對該傳動裝置進行拆卸、安裝和到減速器生產(chǎn)廠家現(xiàn)場參觀,提前下發(fā)設(shè)計任務(wù)書,讓學(xué)生進行一些前期的計算工作,最后通過編寫設(shè)計計算說明書和答辯,提高學(xué)生對設(shè)計的論證能力和可行性分析能力。
課程結(jié)構(gòu)決定課程功能。課程能否體現(xiàn)出它的創(chuàng)新價值,在一定程度上取決于課程結(jié)構(gòu)是否有利于師生創(chuàng)造性的發(fā)揮和培養(yǎng),能否為學(xué)生的創(chuàng)新提供寬松適宜的時空條件和環(huán)境,使學(xué)生積極、主動地創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)和發(fā)展。教師應(yīng)在教學(xué)中注重提高學(xué)生處理實踐中具體問題的能力,形成課程知識與實踐的連貫溝通,使學(xué)生逐步具備適應(yīng)社會的能力,盡快成為國家需要的高技能應(yīng)用型專業(yè)人才。
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關(guān)鍵詞:心智技能;機械設(shè)計;機械設(shè)計基礎(chǔ);教學(xué)研究
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)01-0196-02
一、概述
高職教育的側(cè)重點在于學(xué)生技能的培養(yǎng),《機械設(shè)計基礎(chǔ)》又是一門從理論到實踐過渡的課程,因此,其教學(xué)評價應(yīng)該以學(xué)生的機械設(shè)計技能掌握程度為標(biāo)準(zhǔn)。目前,相關(guān)研究表明,高職院校的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)普遍存在著學(xué)生理論知識弱、動手能力差、知識運用能力差等問題,教學(xué)沒有能夠很好地提高學(xué)生的技能水平。機械設(shè)計技能屬于創(chuàng)造性技能。根據(jù)教育心理學(xué)的相關(guān)理論,創(chuàng)造性技能的獲得依賴于心智技能的提高,因此必須在教學(xué)中重點進行心智技能的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,提高學(xué)生的創(chuàng)造能力以及解決實際問題的能力。
二、心智技能的基本理論
技能分為操作技能和心智技能。操作技能是一種動作技能,由特定的動作方式構(gòu)成,比如在機械設(shè)計的活動中測量齒輪的各種參數(shù)、拆裝機械裝置等。而心智技能是一種思維的技能,是調(diào)節(jié)和控制心智活動的經(jīng)驗,主要由觀察、分析、判斷和決策的能力構(gòu)成,比如在機械設(shè)計的活動中計算機械參數(shù)、設(shè)計機械結(jié)構(gòu)等。心智技能能夠指導(dǎo)操作技能的應(yīng)用。因此,對于《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)而言,不僅要培養(yǎng)學(xué)生的操作技能,還更應(yīng)該注重心智技能的培養(yǎng)。提高心智技能,可以幫助學(xué)生學(xué)會分析問題與解決問題的方法,在實際工作中有更高的效率。
三、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)中存在的問題分析
目前,《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)大部分仍以講授法為主,在教學(xué)的過程中,以各種機構(gòu)設(shè)計的理論知識為主要內(nèi)容進行講解。由于學(xué)生普遍缺乏實際機械結(jié)構(gòu)的工程經(jīng)驗,單純的講授方式往往使學(xué)生感到茫然不知所措,學(xué)生對各種設(shè)計理論的適用場景和條件不甚了解,不能真正做到學(xué)以致用,在獨立進行機構(gòu)設(shè)計任務(wù)時會有無從下手的感覺。筆者經(jīng)過課堂觀察、與學(xué)生交談及實訓(xùn)指導(dǎo)等方式進行調(diào)查之后發(fā)現(xiàn),學(xué)生在獨立進行機構(gòu)設(shè)計時存在一些共性問題,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.理論知識沒有形成系統(tǒng)。主要有兩個方面:一是先修課程的理論知識沒有跟《機械設(shè)計基礎(chǔ)》聯(lián)系起來?!稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》的課程學(xué)習(xí),要綜合運用到《工程材料》、《工程制圖》、《工程力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》及《機械原理》等課程的知識,由于這些課程學(xué)習(xí)時是分開單獨學(xué)習(xí)的,學(xué)生在獨立進行設(shè)計計算時,往往無法運用這些知識,比如不能運用力學(xué)知識去校核齒輪、軸及軸承等零件的強度;不能運用互換性原理中的公差知識去設(shè)計軸孔配合公差;不能運用工程材料的知識選擇零件材料等。二是本課程內(nèi)各章節(jié)知識沒有形成有機整體。由于各章節(jié)基本上是以機器中不同類型的機構(gòu)來進行劃分的,學(xué)生在碰到多機構(gòu)組合的裝置時,往往不知道如何進行設(shè)計,比如不知道軸承設(shè)計的輸入?yún)?shù)應(yīng)該從軸的設(shè)計結(jié)果中獲取。
2.缺乏查閱資料解決問題的能力。查閱資料解決問題是進行機械設(shè)計必備的技能之一。在實際教學(xué)過程中,由于教材一般不會強調(diào)這方面的知識,學(xué)生在這方面的能力相對匱乏。比如在查閱機械設(shè)計資料時,遇到圖表不能根據(jù)橫縱坐標(biāo)查到所需的參數(shù),或者遇到表格不知道表頭所指代的參數(shù),遇到新的問題不知道從目錄中找到參考資料的位置等。
3.缺乏思考、生搬硬套。學(xué)生在進行設(shè)計計算時,生搬硬套比較多,機械地套用公式,或者完全按照例題參數(shù)進行設(shè)計,不考慮自己的設(shè)計任務(wù)與現(xiàn)有方案的差異,缺乏獨立的思考。比如在進行帶傳動設(shè)計時,未直接給出轉(zhuǎn)速(需要用其他參數(shù)計算得出),有的學(xué)生直接將例題中的轉(zhuǎn)速帶入計算。甚至有些學(xué)生直接照抄別人的設(shè)計結(jié)果,數(shù)據(jù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計都相同。
4.對設(shè)計參數(shù)缺乏宏觀把握。對設(shè)計參數(shù)缺乏宏觀把握主要表現(xiàn)在課程設(shè)計的過程中。由于學(xué)生缺乏工程經(jīng)驗,對所設(shè)計的機構(gòu)沒有在大腦中形成一個宏觀的概念,對其尺寸和參數(shù)也沒有感性的認(rèn)識,因此在設(shè)計出現(xiàn)明顯不合理,甚至錯誤時,不能及時發(fā)現(xiàn),直到設(shè)計后期,甚至繪圖時才發(fā)現(xiàn)問題,已經(jīng)沒有足夠的時間修改,影響設(shè)計成績。比如在設(shè)計減速器時傳動比分配不合理,導(dǎo)致制圖時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)比例不協(xié)調(diào)等。
5.制圖能力弱。制圖能力弱同樣是主要表現(xiàn)在課程設(shè)計的過程中,課程設(shè)計的最后都要求學(xué)生把自己設(shè)計的裝置按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求的工程制圖樣式表達出來,在這一過程中出現(xiàn)了很多問題。主要是因為學(xué)生對工程制圖的標(biāo)準(zhǔn)掌握不夠,比如標(biāo)題欄格式、零件簡化畫法、螺紋的繪制、殼體相貫線的繪制等經(jīng)常出現(xiàn)錯誤。
綜合上述問題分析可以看出,學(xué)生在創(chuàng)造能力及設(shè)計思維上相對較弱,實際上通過平時作業(yè)和操作實踐,學(xué)生基本都能完全掌握單一零件的設(shè)計,比如設(shè)計帶傳動、設(shè)計齒輪機構(gòu)、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計等,但卻在需要整合運用這些知識技能時出現(xiàn)了問題。這實際上就是因為心智技能的匱乏,因此,培養(yǎng)心智技能是提高學(xué)生機械設(shè)計能力的關(guān)鍵。
四、心智技能培養(yǎng)在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用
1.機械設(shè)計心智技能形成分析。根據(jù)馮忠良教授的研究,心智技能的形成是階段性的,其過程分為原型定向、原型操作和原型內(nèi)化三個階段。原型定向階段以理論知識傳授為主,讓主體掌握技能操作的原理;原型操作階段通過實踐讓主體熟練掌握操作技能,為原型內(nèi)化奠定基礎(chǔ);原型內(nèi)化階段在主體大腦中形成內(nèi)化的思維模式,使主體能夠靈活運用操作技能解決實際問題。
根據(jù)上述理論,結(jié)合《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)的實際情況,機械設(shè)計心智技能的形成階段如圖1所示。
機械設(shè)計心智技能的形成分為三個階段:掌握基本理論、熟悉常用設(shè)計和綜合設(shè)計計算三個階段。在整個學(xué)期的教學(xué)過程整體上按照三個階段進行劃分,同時每個章節(jié)的教學(xué)同樣按照三個階段進行,甚至具體到每次課都盡可能遵循心智技能形成的過程進行,如此不斷反復(fù)強化,才能提高心智技能。
在整個學(xué)期的教學(xué)過程中,掌握基本理論、熟悉常用設(shè)計和綜合設(shè)計計算三個階段的主要教學(xué)內(nèi)容是:(1)講授常用機構(gòu)和通用零部件的工作原理、設(shè)計、應(yīng)用等知識;(2)講授常用機構(gòu)和通用零部件的設(shè)計步驟,通過課內(nèi)實訓(xùn),大作業(yè)等方式加以鞏固;(3)指導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,獨立進行機構(gòu)設(shè)計,總結(jié)設(shè)計中出現(xiàn)的問題,形成經(jīng)驗反饋。
而在具體某個機構(gòu)或零件設(shè)計的教學(xué)過程中也應(yīng)遵循三階段原則,教師首先講授機構(gòu)或零件的工作原理。然后按照設(shè)計步驟讓學(xué)生動手練習(xí),在此過程中不斷發(fā)現(xiàn)和改正出現(xiàn)的問題,再通過針對性布置大作業(yè)及課內(nèi)實訓(xùn)進行鞏固。最后提出一些設(shè)計案例,組織學(xué)生進行分組討論,培養(yǎng)獨立設(shè)計的能力。
2.教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式。在前述理論研究的基礎(chǔ)上,《機械設(shè)計基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容分為理論教學(xué)內(nèi)容、實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容和討論教學(xué)內(nèi)容。其中,理論教學(xué)內(nèi)容針對機械制造專業(yè)學(xué)生必須具有通用零部件和常用機構(gòu)的初步分析能力和設(shè)計能力而設(shè)置,對教材中的內(nèi)容進行簡化,重點講授平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、帶傳動、齒輪傳動、滾動軸承、軸、減速器等內(nèi)容。實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與理論教學(xué)的重點相呼應(yīng),包括平面運動簡圖的測繪、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特性分析、漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械傳動裝置的拆除和結(jié)構(gòu)分析、機械創(chuàng)新設(shè)計。討論教學(xué)內(nèi)容則針對常用機構(gòu)和零件的設(shè)計中存在不確定性的部分,例如平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、帶傳動、齒輪傳動、軸等,這些機構(gòu)或零件的設(shè)計往往需要學(xué)生在一定范圍內(nèi)去選取參數(shù),經(jīng)常會讓學(xué)生不知如何進行,因此進行討論和總結(jié)是有必要的。
五、小結(jié)
筆者通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn),結(jié)合心智技能形成的階段性理論進行《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué),起到了積極效果,一方面在心智技能培養(yǎng)理論的指導(dǎo)下,教師在教學(xué)過程中會注重培養(yǎng)學(xué)生的心智技能,另一方面學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更濃,效果也更好。但由于課時限制、教師經(jīng)驗等因素,教學(xué)質(zhì)量仍有很大的上升空間。在后續(xù)教學(xué)過程中,仍需要不斷地進行嘗試和總結(jié),探索更高效的心智技能教學(xué)方法,培養(yǎng)出更高素質(zhì)的高技能人才。
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關(guān)鍵詞:機械設(shè)計;基礎(chǔ)實驗教學(xué);思考
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.226
機械制造能力是衡量國家工業(yè)水平的重要指標(biāo),尤其隨著我國機械化進程的不斷加快,注重專業(yè)人才的培養(yǎng)尤為關(guān)鍵。高職作為培養(yǎng)專業(yè)、實用型人才的重要機構(gòu),尤其應(yīng)做好機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)工作,為社會培養(yǎng)更多優(yōu)質(zhì)人才,為促進我國機械化行業(yè)的發(fā)展以及機械化水平的提高做出有貢獻。
1 確定明確實驗教學(xué)目標(biāo)
機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)涵蓋知識點多,既包括機械設(shè)計、機械原理,又包括機械制圖等,對學(xué)生更深層次知識的學(xué)習(xí)以及實踐能力的提升造成的影響較為明顯,因此,部分高職院校將其作為獨立的課程進行教學(xué)。然而在實際教學(xué)實踐中仍存在一些問題,如教學(xué)內(nèi)容與實際需求不匹配,教學(xué)內(nèi)容較為基礎(chǔ),而實際對學(xué)生知識層次要求較深;教學(xué)中只注重現(xiàn)成知識的講解,忽略工程背景分析,導(dǎo)致教學(xué)效果不夠理想,一些學(xué)生仍就無法學(xué)以致用。
為避免上述不良狀況的發(fā)生,機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)中應(yīng)注重從以下方面加以優(yōu)化:一方面,明確教學(xué)目標(biāo)。要求在先進教學(xué)理念指導(dǎo)下,綜合分析學(xué)科特點,做好教學(xué)目標(biāo)的科學(xué)設(shè)計,即,實驗教學(xué)應(yīng)以促進學(xué)生更好的發(fā)展,培養(yǎng)更多專業(yè)素養(yǎng)高的實用型人才為目標(biāo),除注重學(xué)生社會所需相關(guān)能力培養(yǎng)外,還應(yīng)將學(xué)生思維能力、創(chuàng)新意識、知識應(yīng)用能力作為實驗教學(xué)的重點。另一方面,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。教學(xué)實踐中教師應(yīng)注重從平臺、教材、學(xué)生、教師等內(nèi)容出發(fā),突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體以及教師的主導(dǎo)作用,利用可利用教學(xué)資源,在考慮社會用人需求的基礎(chǔ)上,對實驗教學(xué)所用教材內(nèi)容進行優(yōu)化與更新,尤其注重在知識深度與廣度上加以延伸,使學(xué)生掌握專業(yè)知識的同時視野得以拓寬,為學(xué)生創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識的提高,以及工程實踐的積累做好鋪墊。
2 構(gòu)建完善實驗內(nèi)容體系
完善實驗內(nèi)容體系不僅有助于學(xué)生及時鞏固所學(xué),而且有助于學(xué)生構(gòu)建完善的知識架構(gòu),促進其靈活應(yīng)用知識能力的提升。部分高職院校將機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗設(shè)置為獨立課程,一定程度上增加了教學(xué)課時,然而仍存在一些不足:例如,一些高職院校的獨立設(shè)課停留在表面,教學(xué)內(nèi)容對理論課程的依賴性較大,導(dǎo)致實驗內(nèi)容的孤立,尤其一些綜合性強的實驗項目缺乏,不僅無法鍛煉學(xué)生的實踐能力,而且學(xué)生很難掌握科學(xué)的實驗方法與技巧,一定程度上阻礙實驗教學(xué)效率的提升。
針對部分高職院校實驗教學(xué)存在的問題,構(gòu)建系統(tǒng)、科學(xué)的實驗內(nèi)容體系尤為迫切,尤其應(yīng)從教材的編寫入手,滿足不同學(xué)生學(xué)習(xí)需求的同時,凸顯出教學(xué)資源的先進性,通過實驗項目的積極創(chuàng)新,促進實驗體系內(nèi)涵的深層次提升。首先,教材內(nèi)容應(yīng)劃分梯度。根據(jù)實際學(xué)科特點,將實驗內(nèi)容劃分成基礎(chǔ)與綜合實驗?zāi)K兩大層次,并注重研究性、創(chuàng)新性實驗項目的融入,實現(xiàn)學(xué)生能力由低到高的穩(wěn)步提升。其次,注重教學(xué)改革成果的應(yīng)用。做好對教學(xué)改革成果的研究與分析,結(jié)合實驗教學(xué)具體內(nèi)容,對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)加以改進,如將精度以及平衡原理等理論知識直接融入到實驗教學(xué)中,加深學(xué)生對知識的深層次理解,使其更好的掌握與應(yīng)用。最后,實驗項目應(yīng)突出新穎特點。教材編寫中應(yīng)注重融入一些優(yōu)秀的實驗項目,確保實驗項目的新穎性、代表性,并且注重工程應(yīng)用背景的介紹。另外,教師應(yīng)注重對生產(chǎn)實踐、科學(xué)研究等內(nèi)容的研究,編寫與其相關(guān)的實驗教學(xué)內(nèi)容。同時,為調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,教師應(yīng)注重與學(xué)校協(xié)調(diào),允許學(xué)生根據(jù)實驗課內(nèi)容運用學(xué)校資源自主進行實驗。
3 優(yōu)化教學(xué)模式與方法
機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)中良好的教學(xué)模式與方法,能夠合理的設(shè)置實驗知識點,并在教學(xué)過程中環(huán)環(huán)相扣,逐步深入,達到事半功倍的教學(xué)效果。然而分析發(fā)現(xiàn),部分高職院校機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)中,對計算機的依賴程度較大,過分強調(diào)計算機應(yīng)用以及設(shè)備先進性,即,學(xué)生只要利用計算機簡單的進行操作便可得到實驗結(jié)果,缺乏主動思考的積極性。
為此,教學(xué)實踐中教師應(yīng)注重機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)模式與方法的優(yōu)化,首先,在實驗教學(xué)中不斷的進行教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新,注重新教學(xué)方法的融入。同時,明確實驗教學(xué)中的不足,將能力培養(yǎng)作為教學(xué)的重點,積極改善對策,利用實驗教學(xué)彌補理論教學(xué)的缺陷。其次,實驗教學(xué)中,從實驗內(nèi)容、實驗類型、學(xué)生接受與學(xué)習(xí)能力入手,進行不同層次的劃分,尤其結(jié)合不同類型的實驗采取針對性教學(xué)方法,因材施教,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。同時,積極鼓勵學(xué)生思考,根據(jù)實驗內(nèi)容提出新的問題,并加以探究,逐漸提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。最后,強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。教師應(yīng)做好實驗教學(xué)中的引導(dǎo)工作,注重學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)理念灌輸,使學(xué)生充分認(rèn)識到實驗教學(xué)的重要性,主動的學(xué)習(xí)工程實驗的相關(guān)流程與方法,積極尋找所學(xué)理論知識與實驗學(xué)習(xí)的契合點,在提高實驗教學(xué)質(zhì)量的同時,促使學(xué)生做到用以致用,將學(xué)生所學(xué)知識實現(xiàn)向能力的轉(zhuǎn)化。
4 結(jié)論
機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)關(guān)系著學(xué)生實踐能力的提升,一定程度上影響學(xué)生能否順利適應(yīng)工作崗位,因此,高職院校應(yīng)立足機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)實際,加強提升實驗教學(xué)質(zhì)量與效率的研究。本文通過研究得出以下結(jié)論:
(1)一些高職院校較為重視機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)工作,然而教學(xué)實踐中仍存在一些不足,教學(xué)目標(biāo)不明確、教學(xué)內(nèi)容不新穎、教學(xué)模式不先進等,嚴(yán)重影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及教學(xué)效果。
(2)高職院校應(yīng)加強認(rèn)識,立足自身教學(xué)資源,從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)模式與方法上需求突破,不斷提高實驗教學(xué)水平與質(zhì)量,為學(xué)生實踐能力、創(chuàng)造能力的提升,以及更好的滿足社會發(fā)展要求奠定堅實的基礎(chǔ)。
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[關(guān)鍵詞]機械設(shè)計 實驗教學(xué)中心 建設(shè)思路 運行模式
[中圖分類號]G482[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]1009-5349(2011)09-0221-02
機械原理與機械設(shè)計是每個機械設(shè)計專業(yè)學(xué)生的必修課,作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課,承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和解決問題的能力。機械設(shè)計實驗教學(xué)是一個理論聯(lián)系實踐的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識進行工程實踐的重要途徑,同時也是幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的重要手段。機械設(shè)計實驗教學(xué)同時也承擔(dān)著啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、培養(yǎng)學(xué)生的開拓創(chuàng)新能力,對于完成學(xué)生的培養(yǎng)計劃起著關(guān)鍵作用。在21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在高等工科學(xué)校課程教學(xué)改革中顯得尤為重要。機械設(shè)計實驗教學(xué)改革的根本目標(biāo)就是要滿足教學(xué)改革對創(chuàng)新型人材培養(yǎng)的要求,所以必須要改變過去教學(xué)重理論輕實踐狀況。因此,本文圍繞機械設(shè)計課程教學(xué)改革的要求,對機械設(shè)計實驗教學(xué)的目的和方法進行了探索與思考,從實驗教學(xué)體系結(jié)構(gòu)到內(nèi)容和方法進行了改革和實踐建設(shè)意見。
一、傳統(tǒng)機械設(shè)計實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
就目前的機械設(shè)計實驗教學(xué)來看,其作用僅僅是讓學(xué)生能夠加深對理論知識的理解,驗證理論知識的一種手段。例如為了驗證帶的彈性滑動及帶傳動的效率變化情況,傳統(tǒng)機械設(shè)計實驗中開設(shè)了帶傳動實驗。傳統(tǒng)的實驗課程的設(shè)置、實施、管理都由老師管理,學(xué)生只是被動地參與來完成教師規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容,沒有一點自主學(xué)習(xí)的空間,這樣就完全扼制了學(xué)生的主觀能動性、創(chuàng)造性的發(fā)揮。傳統(tǒng)的機械設(shè)計實驗教學(xué)課程的設(shè)置突出強調(diào)了實驗課程服務(wù)于理論教學(xué),完全偏離了其培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維能力的宗旨。
傳統(tǒng)的機械設(shè)計實驗在設(shè)置上完全沒有考慮到實驗內(nèi)容之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系,實驗課之間往往都是孤立的,沒有形成一個完整的實驗體系。學(xué)生在實驗課上只能是被動地去操作測試儀器和記錄數(shù)據(jù),所以整個實驗課下來,學(xué)生還是沒有對機械設(shè)計儀器的應(yīng)用產(chǎn)生一個系統(tǒng)的認(rèn)識。除此之外,在傳統(tǒng)的機械設(shè)計實驗體系中,每個實驗所涉及的知識面都很窄,并且實驗手段也比較簡單陳舊,缺少綜合性和創(chuàng)新設(shè)計性的實驗,而這些實驗對于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識、現(xiàn)代技術(shù)分析和解決工程實踐中的實際問題的能力,對充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有著不可替代的作用和意義。
二、機械設(shè)計實驗中心建設(shè)目標(biāo)
縱觀傳統(tǒng)的機械設(shè)計實驗教學(xué),不論是從體系結(jié)構(gòu),還是從內(nèi)容、方法和手段上看都已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)代教育的要求。所以為了適應(yīng)現(xiàn)代社會對復(fù)合型、創(chuàng)新型機械設(shè)計人才的要求,必須對傳統(tǒng)機械設(shè)計實驗教學(xué)進行改革。在保證完成機械設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下,我們對機械設(shè)計中的所有實驗進行了分類和整合并建立了機械設(shè)計實驗中心,并明確規(guī)定了以下幾條建設(shè)目標(biāo):
(一)培養(yǎng)學(xué)生的基本技能與實踐動手能力
雖然現(xiàn)在的機械設(shè)計理論課程中會應(yīng)用一些實物模型來增加學(xué)生的感性認(rèn)識,但是對于機械設(shè)計這樣一門實踐性很強的基礎(chǔ)課,理論知識與感性認(rèn)識是遠遠不夠的?,F(xiàn)在的學(xué)生進行工程實驗的基本技能都不是很扎實,而且普遍缺乏工程實踐和實際的動手能力,所以在機械設(shè)計實驗這個重要的實踐環(huán)節(jié)中,為了給每一個學(xué)生都打好基礎(chǔ),必須針對這個問題,加強對學(xué)生的基本技能與實際動手能力的培養(yǎng)。
(二)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力
在現(xiàn)代社會,創(chuàng)新能力已逐步成為衡量一個人才的基本要求。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力作為教學(xué)改革的核心,已經(jīng)逐漸演變?yōu)闄C械設(shè)計專業(yè)教學(xué)改革和實驗教學(xué)中心建設(shè)的根本目標(biāo)。因此不僅要在理論教學(xué)課上培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,更要在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計的實際能力,只有這樣才能達到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的核心目標(biāo)。
(三)培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力
機械設(shè)計實驗作為工程設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié),不再只是為了驗證某個公式或結(jié)論,而更多的時候是通過實驗來驗證某種設(shè)計模型的可行性。除此之外,一些新設(shè)計出的產(chǎn)品也需要通過實驗來測試其各方面性能??梢钥闯?,機械設(shè)計實驗的應(yīng)用已不僅僅局限于教學(xué),隨著實驗方法不斷的發(fā)展和完善,現(xiàn)代的機械設(shè)計人員應(yīng)不斷地學(xué)習(xí)充實自己,做到應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)來解決工程實際問題的能力。
三、機械設(shè)計實驗中心項目探索與實踐
本著培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識以及解決問題的目標(biāo),我們對所有機械設(shè)計實驗進行了分類,并進行了相應(yīng)調(diào)整,確定了新的實驗教學(xué)模式。
(一)保留傳統(tǒng)實驗項目
傳統(tǒng)的實驗課程既然可以應(yīng)用到今天,說明其對于學(xué)生的學(xué)習(xí)來說具有一定的必要性。因此,我們通過對所有實驗進行了分類和整理,保留了部分驗證性的實驗內(nèi)容,并對其側(cè)重點進行了調(diào)整,將其側(cè)重點由原來的驗證理論知識為主轉(zhuǎn)變?yōu)檎故緶y試方法的手段,改造成為交叉性的綜合實驗項目,使學(xué)生不僅驗證了課程教學(xué)中所學(xué)的理論知識,而且又了解了不同機械量測試和數(shù)據(jù)處理的方法,可謂一舉兩得。
(二)增加設(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性實驗項目
當(dāng)前學(xué)生的動手能力及創(chuàng)新意識都急需提高,因此設(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性實驗必須作為實驗中心建設(shè)的重點,加大投入力度進行積極建設(shè)。增加的設(shè)計性、創(chuàng)新性和綜合性實驗主要有:組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗、機構(gòu)運動方案創(chuàng)新組合實驗、多軸系傳動設(shè)計搭接與性能實驗等。通過這些實驗項目的開設(shè),可以從提高學(xué)生的設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上,從整體提高學(xué)生認(rèn)識問題和解決問題的能力。
(三)提供給學(xué)生更多的自
實驗室在進行教學(xué)的同時,可以在空閑時間對學(xué)生開放,讓學(xué)生有自主學(xué)習(xí)的時間。通過自主學(xué)習(xí),學(xué)生能夠積極主動地開展實驗學(xué)習(xí)和科學(xué)探索活動,能夠更好地提高自身的創(chuàng)新能力與認(rèn)識、解決問題的能力,而且也能不斷提高實驗教學(xué)的成效。
四、機械設(shè)計實驗中心運行模式思考
(一)推進實驗室的開放式教學(xué)
開放式教學(xué)能夠方便學(xué)生自主安排學(xué)習(xí),從而提高學(xué)生的積極性與主動性,同時又能夠提高實驗設(shè)備的利用率,能夠最大限度地發(fā)揮實驗室的價值。實驗中心會預(yù)先設(shè)計并提供實驗項目菜單給學(xué)生選擇,學(xué)生只要去實驗室管理處登記就可以選擇要做的實驗項目。在實驗過程中,從實驗方案設(shè)計到結(jié)果分析,均由學(xué)生獨立完成。實驗室實行開放管理,不僅提高了學(xué)生的積極性,同時也點燃了教師進行科研的熱情,因此實驗中心在服務(wù)于教學(xué)的同時也作為了科研基地,達到以科研促進教學(xué)發(fā)展的良性循環(huán)。
(二)理論課老師參與實驗中心建設(shè)及其教學(xué)
理論課教師具有扎實的理論基礎(chǔ),對教學(xué)內(nèi)容有深刻的理解和認(rèn)識,因此理論課任課教師參與實驗中心建設(shè)與教學(xué),不僅有利于提高實驗教學(xué)的水平和質(zhì)量,而且也可以提高理論課任課教師的實踐經(jīng)驗,同時也可解決師資力量不足的矛盾,而且也可以避免理論教學(xué)與實驗教學(xué)的脫節(jié)等問題。
(三)加大實驗成績在課程總分中的比重
實驗教學(xué)不僅是傳授知識、驗證理論和掌握實驗技能,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的獨立工作能力和良好的科學(xué)素養(yǎng),因此必須重視實驗教學(xué),加大實驗成績在課程總分中的分量。
(四)實驗中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
為使機械設(shè)計實驗中心在實踐教學(xué)中發(fā)揮更大的作用,必須進行網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè),并逐步完善和更新。網(wǎng)絡(luò)資源包括:實驗中心簡介;實踐、實驗教學(xué)大綱;實驗指導(dǎo)書;實驗項目;儀器設(shè)備簡介;學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計;學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計作品等。
五、小結(jié)
按照當(dāng)前社會發(fā)展對高素質(zhì)人才培養(yǎng)的需求,機械設(shè)計實驗中心建設(shè)在明確的目標(biāo)指引下,綜合了傳統(tǒng)的基本實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和研究創(chuàng)新型實驗等各個層次實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上,通過科學(xué)設(shè)置實驗項目和教學(xué)安排,將對全面培養(yǎng)學(xué)生的實驗基本技能、綜合分析和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力產(chǎn)生積極的作用。
【參考文獻】
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事物都是發(fā)展變化的,傳統(tǒng)的機械設(shè)計的發(fā)展經(jīng)歷了一個比較長的時期,它是由直觀的經(jīng)驗設(shè)計開始,逐步到直接經(jīng)驗,形成理論指導(dǎo),最后達到的實踐和理論相結(jié)合的設(shè)計過程。它是由直觀設(shè)計、經(jīng)驗總結(jié)、經(jīng)驗反饋再改進的一個過程,可以充分發(fā)揮前人的研究成果和設(shè)計理論,利用已有的設(shè)計公式、圖表、經(jīng)驗公式等并結(jié)合自己的思想進行設(shè)計。傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法主要體現(xiàn)在細節(jié)的設(shè)計和分析上,它的基本思路由以下幾個部分組成:首先決定設(shè)計方案,然后進行實際分析,最后是落實設(shè)計方案。它基本上是停留在靜態(tài)、經(jīng)驗、手工的設(shè)計狀態(tài),而在設(shè)計時的著重點是經(jīng)驗、數(shù)據(jù)的計算和校核,但是簡單實用,因此,傳統(tǒng)設(shè)計成為所有機械設(shè)計的基礎(chǔ)。在設(shè)計的過程中,傳統(tǒng)的機械設(shè)計為工業(yè)大生產(chǎn)的順利進行奠定了堅實的基礎(chǔ),這種方法操作簡單、目標(biāo)明確、并且具有比較成熟的理論依據(jù)和可執(zhí)行的工藝,而且一旦設(shè)計成功,它的可靠性比較高。但是隨著電子技術(shù)的發(fā)展,計算機理論在傳統(tǒng)機械設(shè)計中的應(yīng)用,傳統(tǒng)機械設(shè)計的一些缺陷也日益突出,嚴(yán)重影響著機械設(shè)計在實際中的應(yīng)用。它的局限性體現(xiàn)在以下方面:首先是設(shè)計方案過早確定,而且完全是憑借設(shè)計者的直接經(jīng)驗和間接經(jīng)驗來進行,設(shè)計創(chuàng)新性不強,得到的方案不是最優(yōu)方案;第二是零部件的設(shè)計很多只作類比設(shè)計,與實際工況相差較大;最后采用手工計算、繪圖、設(shè)計的準(zhǔn)確性差、工作周期長、效率低。
二、現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展?fàn)顩r
1.現(xiàn)代機械設(shè)計已成為一門新的知識體系
隨著計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,給機械產(chǎn)品的設(shè)計和制造帶來了一系列的變革。現(xiàn)代機械設(shè)計雖然有了計算機的輔助,但是現(xiàn)代機械設(shè)計還是以傳統(tǒng)的機械設(shè)計為基礎(chǔ)的,是在傳統(tǒng)機械設(shè)計基礎(chǔ)上的發(fā)展和提高,是對傳統(tǒng)機械設(shè)計不足的改進與改良?,F(xiàn)代機械設(shè)計更注重了產(chǎn)品的設(shè)計理念的更新,只有創(chuàng)新思維,才能有新的設(shè)計方法和技術(shù)。在進行機械設(shè)計時,不僅要考慮產(chǎn)品自身的性能,還要充分考慮系統(tǒng)和環(huán)境的影響。而且在計算機上實現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)能為機械設(shè)計提供全新的感覺,可以在計算機上模擬設(shè)計產(chǎn)品的特點、性能和進行改進;還可以完成各種試驗和測試,極大地方便了設(shè)計的檢測。使設(shè)計成為一門新的知識體系。
2.現(xiàn)代機械設(shè)計的特征
現(xiàn)代機械設(shè)計并不是一個單純的機械設(shè)計的概念,它是各學(xué)科知識的交叉滲透,由于學(xué)科理論的交叉整合,使它的基礎(chǔ)理論知識更加深化、擴展;它由傳統(tǒng)機械設(shè)計的靜態(tài)設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計;設(shè)計的技術(shù)也已有最初的人工的手段發(fā)展到由計算機輔助設(shè)計(CAD),而設(shè)計的產(chǎn)品本身也出現(xiàn)了重大的變化,由傳統(tǒng)的機械特性發(fā)展到機電一體化、智能化的特點?,F(xiàn)代機械設(shè)計實現(xiàn)了人—機—環(huán)境的和諧統(tǒng)一發(fā)展,在進行設(shè)計時,現(xiàn)代機械設(shè)計必須全面考慮、綜合平衡、妥善處理系統(tǒng)的各種問題??梢圆捎没诠δ茉淼臋C械系統(tǒng)設(shè)計、人機工程學(xué)、產(chǎn)品造型設(shè)計和基于環(huán)保理念的綠色產(chǎn)品設(shè)計等方法。機械學(xué)理論和方法及計算機輔助分析的不斷發(fā)展,對產(chǎn)品的方案設(shè)計、運動設(shè)計、動力設(shè)計和工作能力的設(shè)計等關(guān)鍵性的問題能做出很好的處理,一系列新型的設(shè)計方法和工藝正在形成。
3.可靠性和優(yōu)化設(shè)計在現(xiàn)代機械設(shè)計中的應(yīng)用
在現(xiàn)代機械設(shè)計過程中,用來提高產(chǎn)品市場競爭力的關(guān)鍵性指標(biāo)是設(shè)計產(chǎn)品的可靠性。可靠性設(shè)計也稱概率設(shè)計,它是將常規(guī)設(shè)計中視為常量的設(shè)計參數(shù)如實地作為隨機變量來看待,把數(shù)學(xué)中的概率統(tǒng)計理論應(yīng)用于機械設(shè)計中來,按照機械系統(tǒng)應(yīng)用的定量的可靠程度來設(shè)計它們??煽啃栽O(shè)計是綜合多種學(xué)科的新興設(shè)計方法,它通過研究全壽命周期內(nèi)質(zhì)量指標(biāo)的變化規(guī)律,對零部件和整個系統(tǒng)進行可靠性的設(shè)計。全壽命周期包括產(chǎn)品的規(guī)劃、制造、使用、甚至報廢、回收等各個環(huán)節(jié)的技術(shù)領(lǐng)域,這一設(shè)計理念從根本上顛覆了傳統(tǒng)的設(shè)計思路?,F(xiàn)代機械設(shè)計由于采用了計算機輔助設(shè)計,提高了設(shè)計的質(zhì)量和效果,與之相配套的出現(xiàn)了產(chǎn)品的優(yōu)化理論,而優(yōu)化理論和方法已由最初地憑借人的直覺和邏輯思維的人類智能優(yōu)化階段發(fā)展到了面向產(chǎn)品的全系統(tǒng)、全過程、全性能的優(yōu)化設(shè)計階段。這種設(shè)計綜合了各種設(shè)計信息,能清晰地了解設(shè)計的意圖,實現(xiàn)了極高的設(shè)計效率。那如何充分利用這個系統(tǒng),設(shè)計出更符合時代要求的機械產(chǎn)品,提高其國際競爭力是對設(shè)計工作者提出的新的挑戰(zhàn)。機械產(chǎn)品設(shè)計的過程就是一個優(yōu)化的過程。產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計涉及的內(nèi)容非常廣泛,它由一個從宏觀到微觀,從全部到局部,從總體方案到零部件設(shè)計的優(yōu)化過程,具體地說可分為參數(shù)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和總體方案優(yōu)化三個層次。機械設(shè)計者只有依據(jù)這三個層次,對機械產(chǎn)品進行設(shè)計,才能取得較好的設(shè)計效果。
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計基礎(chǔ);學(xué)習(xí)興趣;互動教學(xué);多媒體教學(xué);課程設(shè)計
中圖分類號:G712 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9599 (2011) 18-0000-02
Methods to Improve Mechanical Design Basis Teaching
Yang Yang
(Pizhou Campus Xuzhou Radio and TV University,Pizhou 221300,China)
Abstract:The mechanical design is based on a very important professional courses,with a strong theoretical,comprehensive and practical.Teachers should be based on the characteristics and requirements of the course,carefully study the materials,we must change the traditional teaching methods,teachers can not rely solely on the teaching,and allow students to participate in the process of teaching and design practice,innovative teaching methods for teaching practice.Use of appropriate teaching methods to stimulate student interest in learning,improve teaching standards.
Keywords:Mechanical Design;Learning interesting;Interactive teaching;Multimedia teaching;Curriculum design
機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門非常重要的專業(yè)課,本課程的目的是使學(xué)生掌握機械設(shè)計的基本理論知識,同時通過生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)使學(xué)生具備分析和解決機械設(shè)計問題的能力,學(xué)習(xí)機械制造的新工藝、新技術(shù)及發(fā)展方向,為學(xué)生走向工作崗位、從事生產(chǎn)設(shè)計實踐打下堅實的基礎(chǔ)。教師應(yīng)認(rèn)真研究教材,積極研究教學(xué)理論和教學(xué)方法,努力提高教學(xué)水平。
一、抓住學(xué)生的好奇心,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師?!碑?dāng)人們對某一事物產(chǎn)生興趣,就會激感、意志去追求和探索這一事物。教學(xué)也是這樣,一旦學(xué)生對某門學(xué)科感興趣,他們就會深入地、興致勃勃地學(xué)習(xí)這門課。因此,機械設(shè)計基礎(chǔ)課的第一節(jié)課――緒論課就顯得尤為重要。在緒論課的教學(xué)中要告訴學(xué)生這門課在今后的學(xué)習(xí)甚至工作中的作用,以及學(xué)好這門課將會提高很大的競爭優(yōu)勢,以激發(fā)學(xué)生的求知欲。講課時,采用實物與設(shè)計過程方法對照講的方法,使學(xué)生從感性上認(rèn)識到機械設(shè)計課的目的。從而使學(xué)生覺得既熟悉又新奇,于是追求新知識的愿望油然而生。
二、加強師生互動教學(xué)
機械設(shè)計基礎(chǔ)教師應(yīng)在專業(yè)課上有著豐富的經(jīng)驗和知識,可以通過靈活多樣的教學(xué)方法,將機械設(shè)計基礎(chǔ)課程內(nèi)容生動地傳授給學(xué)生。對于每節(jié)課程教師都應(yīng)結(jié)合內(nèi)容和設(shè)計實踐經(jīng)驗進行認(rèn)真地備課,將教學(xué)內(nèi)容的重點和難點,通過生活和工作中的實際案例進行分析,這樣可以化解學(xué)生對抽象概念和復(fù)雜設(shè)計公式和過程的畏難情緒。教師應(yīng)對學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的難點問題進行互動討論,以降低課程難度。教師應(yīng)盡量避免抽象的機械概念和公式,而采用直觀的教具和生動的比喻加深理解,化難為易。教師還應(yīng)通過課程作業(yè)與學(xué)生進行互動,對在作業(yè)中存在的問題,在課堂上進行詳細的講解。在課堂進行輔導(dǎo),能夠加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解,從而成為機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)的重要組成部分。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生從多個角度分析問題,并且應(yīng)強調(diào)對機械結(jié)構(gòu)實物觀察的重要性,鼓勵學(xué)生多查找參考資料,這樣就可以拓展解題思路和專業(yè)視野。
教學(xué)中還可采用頭腦風(fēng)暴式教學(xué)方法,即學(xué)生按照教師布置的思考題在課前進行準(zhǔn)備。課堂上學(xué)生各抒己見,相互批判評價,充分地討論之后,教師做總結(jié),指出要點。例如在學(xué)習(xí)曲軸設(shè)計的內(nèi)容時,曲軸與一般的軸不同,它由主軸軸頸、連桿軸頸和連接板組成,結(jié)構(gòu)細長,多曲拐,剛性差,其制造過程很有特點。組織學(xué)生參觀曲軸加工現(xiàn)場并翻閱技術(shù)資料,自己根據(jù)零件加工特點,提出設(shè)計的方法并相互討論,在此基礎(chǔ)上,教師總結(jié)曲軸設(shè)計的工藝難點和解決方案。這樣以學(xué)生主動思考、積極討論為主,教師提示、答疑為輔,能夠充分調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,將被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),可以收到很好的教學(xué)效果,便于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力,促使學(xué)生動腦筋想問題,使其思維能力和表達能力都得到鍛煉,提高他們分析和解決問題的能力,有利于培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。
三、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的興趣
在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)中,教師提出與課程重點內(nèi)容相關(guān)的問題,激發(fā)學(xué)生的思考,開展探究性教學(xué)。教師設(shè)置思考情境,通過學(xué)生的思考分析加深對知識的理解。例如,教師講解傳動機構(gòu)時,可以讓學(xué)生思考生活中騎自行車,腳踩自行車的反轉(zhuǎn)踏板時,自行車卻不能倒車的原因。再如,讓學(xué)生思考蝸桿傳動在實際生活有那些應(yīng)用。
四、注重各門課程、學(xué)科之間、理論與實踐的內(nèi)在聯(lián)系
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的目的是要使學(xué)生全面掌握機械設(shè)計知識和具備一定的機械設(shè)計能力,具有較強的理論性、綜合性。要注重本課程與其他課程的關(guān)系,機械制造技術(shù)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系,理論與實踐的聯(lián)系。全面了解和掌握專業(yè)知識和技能。
機械制造專業(yè)的各門課程是一個有機的整體,密不可分。機械設(shè)計基礎(chǔ)與“機械制圖”、“機械原理與設(shè)計”、“數(shù)控加工與編程”等其它專業(yè)課和基礎(chǔ)科有密切的內(nèi)在聯(lián)系。例如在介紹機床夾具的內(nèi)容時,夾緊力可以由機械、液壓或氣動裝置提供,夾具的結(jié)構(gòu)就有變化。教學(xué)中,要把機械原理、機械零件、氣動和液壓傳動等課程的知識聯(lián)系起來,使學(xué)生全面掌握要點,提高機械設(shè)計水平。
機械設(shè)計基礎(chǔ)和電機與電氣控制技術(shù)、PLC、單片機及計算機輔助設(shè)計與制造等其他學(xué)科也有著密切的聯(lián)系。例如機械裝置采用不同的控制方式,導(dǎo)致機械內(nèi)部結(jié)構(gòu)有很大差異。普通機械有復(fù)雜的機械傳動和變速機構(gòu),而數(shù)控機械采用CNC、伺服電機、滾珠絲杠等部件,機械機構(gòu)大大簡化。在教學(xué)中,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生了解并掌握不同學(xué)科領(lǐng)域的知識,使他們深刻認(rèn)識現(xiàn)代機械制造技術(shù)的飛速發(fā)展,從而不斷完善知識結(jié)構(gòu)。
理論與實踐更是緊密聯(lián)系密不可分。機械設(shè)計技術(shù)的實踐性很強,在課堂教學(xué)時一定要理論聯(lián)系生產(chǎn)實際,而在實習(xí)時要聯(lián)系理論知識,這不僅有利于知識的傳授和能力的培養(yǎng),還能帶出理論聯(lián)系實際的良好學(xué)風(fēng)。
五、采用多媒體教學(xué)方法、實物直觀教學(xué)方法
當(dāng)前,由于信息技術(shù)的迅速發(fā)展,多媒體技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于學(xué)校的教學(xué)中。特別是機械類課程,通過多媒體的教學(xué)能夠改善教學(xué)環(huán)境,提高以學(xué)生為主體的教學(xué)實踐,通過直觀、形象的教學(xué)圖片等,增強學(xué)生的理解力。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中的機械機構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,客觀上應(yīng)有動態(tài)的演示。例如教學(xué)平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)時,最佳的教學(xué)就是應(yīng)用多媒體教學(xué)課件,把曲柄搖桿機構(gòu)的急回特性、死點位置,在凸輪機構(gòu)中從動件的運動規(guī)律進行直觀、生動的演示。教師應(yīng)選取具體案例并接近生活進行講授,如縫紉機、內(nèi)燃機、搖頭風(fēng)扇、汽車雨刷、飲水機等案例,促進學(xué)生對平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)應(yīng)用到機器上的理解。因此,教師應(yīng)采用多媒體案例教學(xué)方法擴大學(xué)生的空間想象和抽象思維。
另外也可以利用各種教具、掛圖、實物、模型、錄像等直觀教學(xué)手段增強學(xué)生的感性認(rèn)識。例如在介紹零件的制造過程時,可通過觀看錄像讓學(xué)生直觀了解工廠生產(chǎn)的過程,包括生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、毛坯制造、零件的各種加工過程等。必要時還可以帶學(xué)生到工廠參觀,進行現(xiàn)場教學(xué)。對于工步、走刀、工序等較難掌握且容易混淆的概念,可以組織學(xué)生觀看車削、銑削的加工錄像,有針對性地講解和區(qū)分。講解數(shù)控加工機床時,可利用數(shù)控加工仿真軟件介紹數(shù)控車、銑和加工中心的對刀、設(shè)置刀具補償、工件的定位和裝夾、刀具運動軌跡等內(nèi)容,帶領(lǐng)學(xué)生深入工廠觀看數(shù)控機床加工現(xiàn)場,都可收到很好的效果。
六、認(rèn)真搞好課程設(shè)計工作
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是學(xué)生對理論知識的綜合應(yīng)用,對繪圖、制圖、加工方法、刀具應(yīng)用、材料選擇、夾具設(shè)計和工藝實施等各方面知識和能力的訓(xùn)練,是學(xué)生獨立思考、翻閱技術(shù)資料、完成設(shè)計的一個實踐過程。設(shè)計的課題應(yīng)選擇有一定難度和代表性的零件,要求學(xué)生完成工藝設(shè)計、專用夾具設(shè)計、編寫工藝規(guī)程等,學(xué)生要深入工廠,研究技術(shù)資料、夾具、刀具和量具,獨立完成課程設(shè)計。有生產(chǎn)條件的學(xué)??梢越M織生產(chǎn)并驗證工藝的可行性。
總之,機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門綜合性、實踐性都很強的課程。任課教師認(rèn)真研究教學(xué)方法,不斷提高知識水平,真正做到理論聯(lián)系實踐,必然能教好這門課,取得理想的效果。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:機械設(shè)計課程;立體化教學(xué);課程改革
0 引言
機械設(shè)計課程是機械專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在專業(yè)學(xué)習(xí)中具有極為重要的基礎(chǔ)性地位。不僅如此,其對于學(xué)生的個人綜合素質(zhì)和專業(yè)分析能力的培養(yǎng),同樣具有不可替代的作用。然而,本課程理論性較強的特點,也使得許多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以全面系統(tǒng)接受,教學(xué)效果受到一定的影響。[1]為此,本文以地方普通高校機械類專業(yè)學(xué)生為研究對象,對機械設(shè)計課程的教學(xué)模式改革進行探討。
1 機械設(shè)計課程教學(xué)過程中存在的問題
1.1 傳統(tǒng)教學(xué)方式導(dǎo)致較差的學(xué)習(xí)效果
在地方普通高校機械類專業(yè)機械設(shè)計課程教學(xué)中,多數(shù)教師仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)方式。[2]純粹的理論講解無法激起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生會逐漸喪失學(xué)習(xí)的興趣,很少主動去學(xué)習(xí)和研究與課堂教學(xué)有關(guān)的資料、書籍,更無法獨立進行問題的獨立分析。
1.2 講授內(nèi)容欠缺理論聯(lián)系實際
目前地方普通高校機械類專業(yè)教學(xué)中,機械設(shè)計課程講授內(nèi)容全面系統(tǒng)地介紹了機械設(shè)計課程的知識體系。教學(xué)中存在理論與實際脫節(jié),無法提高學(xué)生對理論知識的理解和應(yīng)用能力。
1.3 考核方法存在單一傾向
長期以來,地方普通高校機械設(shè)計課程考核大都采用平時成績和期末閉卷筆試成績相結(jié)合的形式,課程成績評定以期末考試為主,缺乏綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的試題。這樣的考核方法難以完全反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和綜合素質(zhì)。
2 地方普通高校學(xué)生特點分析
2.1 接受能力差異大
每個學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)各有特點,導(dǎo)致學(xué)生接受能力必然存在個體差異。[3]同時,近幾年地方普通高校機械類專業(yè)連續(xù)擴招,學(xué)生的文化素質(zhì)欠佳,有些地方高校為了節(jié)約辦學(xué)成本,還將二表生和三表生混合授課,導(dǎo)致學(xué)生對機械設(shè)計課程授課內(nèi)容接受差異性較大。
2.2 實踐機會相對少
學(xué)生群體應(yīng)該對社會發(fā)展具有高度的敏感性,但現(xiàn)實情況是,長期的應(yīng)試教育閉塞了學(xué)生的視野,對事物缺乏足夠的分析。[4]特別是地方普通高校學(xué)生,在進入大學(xué)后,相對于名校學(xué)生,更是缺乏廣闊的學(xué)術(shù)視野和寬泛的外部環(huán)境,導(dǎo)致對社會缺乏理性認(rèn)識。
2.3 思維方式偏感性
學(xué)生的行為大多是受興趣所支配。地方普通高校教學(xué)中常見的一個現(xiàn)象是,學(xué)生對表述能力較好的教師較為感興趣,但對機械設(shè)計課程教學(xué)進程中大量存在的模型和公式缺乏興趣,這也是由于長期應(yīng)試教育導(dǎo)致的習(xí)慣。
3 地方普通高校機械設(shè)計課程立體化教學(xué)體系構(gòu)建
3.1 授課方法的立體化取向
第一,適度進行課堂討論。機械設(shè)計課程的現(xiàn)實性要求教師不能只講述書本上的文字理論,造成理論和實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象。適當(dāng)安排案例教學(xué)可以從一定程度上改善這一問題,使學(xué)生通過案例理解基本理論問題。案例教學(xué)可以通過對大量現(xiàn)實問題的分析,使學(xué)生習(xí)慣于用基本理論分析日常生活中遇到的各種問題,通過案例教學(xué)向?qū)W生傳輸一種思考方法或分析工具,這會大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。第二,采用學(xué)生樂于接受的方式進行互動。目前,學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上消耗的時間較多,學(xué)生管理部門也用多種方法控制學(xué)生上網(wǎng)玩游戲、聊天等。在機械設(shè)計課程教學(xué)中,也要充分運用學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)交流與溝通較為接受的這一特點,利用網(wǎng)絡(luò)通訊工具,如微信、QQ群、飛信、郵箱、網(wǎng)站等方式,加強和學(xué)生的課后反饋,最大限度地與學(xué)生交流,解答學(xué)生疑問及指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。
3.2 教學(xué)內(nèi)容的立體化取向
對授課內(nèi)容進行認(rèn)真的篩選,做到有所側(cè)重。目前機械設(shè)計課程內(nèi)容量很大,教師應(yīng)對授課內(nèi)容進行合理選擇,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的重點,有所側(cè)重。對教學(xué)內(nèi)容進行合理配置,既要保證知識的系統(tǒng)性,又要避免面面俱到,根據(jù)課時安排,可以對個別章節(jié)作了部分或全部刪除的處理。[5]除介紹基本理論,還應(yīng)補充介紹當(dāng)前發(fā)展的前沿問題,在有限的學(xué)時內(nèi)讓學(xué)生學(xué)到盡可能多的有用知識。
3.3 考核方式的立體化取向
科學(xué)的考核方法不僅可以考查學(xué)生知識的掌握情況,而且能夠有效檢驗教學(xué)目的的實現(xiàn)情況,使教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問題并做出針對性的改進。因此,應(yīng)對現(xiàn)行考核方式進行適度變革。本文認(rèn)為,“平時成績+期末成績”的考核方法仍然可以采用,不過要加以細化。具體來說,就是加大平時成績所占的比重(如增加至50%的比重),并且平時成績應(yīng)由課堂出勤率、課堂表現(xiàn)、提問等幾部分構(gòu)成,根據(jù)學(xué)生在課堂中的表現(xiàn)和具體情況如分析、解決問題的能力給予評價??傊?,在學(xué)生學(xué)習(xí)成績考核方面,要改變單一的標(biāo)準(zhǔn)化試卷考核方式,通過多方面加以確定,建立立體化的考核評價體系。
4 結(jié)論
本文是基于筆者在地方普通高校機械設(shè)計課程教學(xué)中的長期實踐和系統(tǒng)歸納而寫成的。通過以地方普通高校機械類專業(yè)學(xué)生為研究對象,本文對機械設(shè)計課程的教學(xué)模式改革進行了探討,認(rèn)為地方普通高校機械設(shè)計課程教學(xué)中,宜采用立體化教學(xué)模式,包括授課方法的立體化取向、教學(xué)內(nèi)容的立體化取向、考核方式的立體化取向,通過全方位、多角度的動態(tài)化教學(xué)手段,全面提高學(xué)生接受和運用能力,達到機械設(shè)計課程教學(xué)目標(biāo)的要求。
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代設(shè)計技術(shù);機械設(shè)計;應(yīng)用
在當(dāng)前的情況下看來,我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度已今非昔比了,人們的生活水平也同時在逐漸的提高,人們生活水平的提高依賴于經(jīng)濟的發(fā)展程度。各項新生產(chǎn)的事物也會反過來服務(wù)于人們,機械一直是我國經(jīng)濟發(fā)展的主要動力,在我國經(jīng)濟發(fā)展的進程中起到極為重要的作用,因而也是我們重點研究和關(guān)注的對象,那么如何才能很好的使現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)很好的應(yīng)用于機械工程之中,更是我們應(yīng)該重點探討的話題。在當(dāng)前,我國正處于社會轉(zhuǎn)型期,在這個時期我們能不能正確處理好機械設(shè)計中的現(xiàn)代化問題關(guān)系到我們社會的發(fā)展速度,具有了極其重要的實踐意義。
1 現(xiàn)代設(shè)計理念
1.1 機械創(chuàng)新設(shè)計
機械創(chuàng)新設(shè)計說起來容易,做起來就難了,這個的具體概念就是靠設(shè)計師發(fā)揮自己充分的智慧和才智來進行創(chuàng)作的,努力發(fā)揮自身的想象力和創(chuàng)造力,利用自身所擁有的理念和觀念進行調(diào)整和設(shè)計,在原來的基礎(chǔ)上進行新一代的創(chuàng)新活動,不能拋開一切進行設(shè)計,要利用原有的基礎(chǔ)和條件,從而才會更容易的進行設(shè)計創(chuàng)新,才能不斷對技術(shù)有所突破,這樣生產(chǎn)設(shè)計出來的新產(chǎn)品才能符合客戶的要求,才能為市場所接受,這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品多會呈現(xiàn)出新穎獨到的特色。新的機械設(shè)計與原有的進行相對比,總的來說還是存在很大不同的,主要表現(xiàn)在各階段都存在人性化的特點,人在設(shè)計之中起到了一個關(guān)鍵性的作用,在原有機械設(shè)計的基礎(chǔ)上,重新開始創(chuàng)新,把原來的作為出發(fā)點,不斷對老機械部件進行創(chuàng)新,在設(shè)計產(chǎn)品過程中,要充分發(fā)揮自己的發(fā)散性思維,這一點很重要。但是有的時候確實也會受到實際情況的影響,這些實際因素可能是經(jīng)驗主義,這樣就很容易造成好的設(shè)計產(chǎn)品的缺失。
1.2 機械優(yōu)勢設(shè)計
機械設(shè)計的優(yōu)勢是通過市場經(jīng)濟活動體現(xiàn)出來的,這個設(shè)計的方式又與傳統(tǒng)觀念上所認(rèn)識的創(chuàng)新設(shè)計是不一樣的,不能根據(jù)個人喜好來判斷和設(shè)計創(chuàng)新的,是需要依據(jù)一些手段和方法的,也不是單純的追求一種傾向性的特點,要具有大眾化的品味。這是因為設(shè)計產(chǎn)品總歸是要面對市場的,面對那些有需求的客戶的,所以,設(shè)計的機械產(chǎn)品要能夠符合客戶的要求,我們在設(shè)計創(chuàng)新產(chǎn)品時要學(xué)會進行市場的需求性分析,努力了解市場的需求傾向,使之處于主導(dǎo)地位,使產(chǎn)品形成一個相互之間都協(xié)調(diào)發(fā)展的環(huán)節(jié),從而不斷增強企業(yè)在市場發(fā)展中的綜合競爭力。那些剛投入市場的創(chuàng)新產(chǎn)品或許剛開始會出現(xiàn)很強的市場競爭力,但是時間一長后就會發(fā)現(xiàn)其中可能還存在不成熟性。其實所謂的優(yōu)勢設(shè)計是能夠保證以正確設(shè)計創(chuàng)新為目標(biāo)和前提的,是要充分利用創(chuàng)新意識來面對市場調(diào)劑的,所以,我們必須在這其中找到屬于自己的市場優(yōu)勢。
2 設(shè)計技術(shù)
2.1 基于IT技術(shù)的設(shè)計技術(shù)
在現(xiàn)代社會發(fā)展中,IT業(yè)的發(fā)展水平已經(jīng)很高了,此項技術(shù)的發(fā)展對其他很多行業(yè)來說都具有極高的利用價值,是現(xiàn)代各行業(yè)發(fā)展必不可少的,計算機技術(shù)的發(fā)展極大的方便了人們的生活和工作。基于計算機的技術(shù)包括了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能設(shè)計等,還有仿真技術(shù)的應(yīng)用,此項技術(shù)是靠計算機的作用,通過不斷對相關(guān)軟件的具體性操作,擬出與實際運用中相協(xié)調(diào)的系統(tǒng)模型,再通過一定的控制程序?qū)唧w的模型進行分析,與運行過程中的機械產(chǎn)物相結(jié)合。這些都能有效的模仿真正操作中的程序,當(dāng)前社會中流行的處理模式都是以這個為基礎(chǔ)進行的,但是有的時候由于人的主觀能動性的原因,不同的軟件在真正的實施過程中,都只是起到一個相對輔助的作用,這過程中人的主導(dǎo)作用是無可代替的,沒有人的主動作用,各軟件就不會發(fā)揮出真正的實力,基于目前的情況,市場上出現(xiàn)了虛擬技術(shù)。目前出現(xiàn)的CAD軟件系統(tǒng)就是建模的環(huán)境系統(tǒng),這個軟件在我們進行設(shè)計的建模中,其重要作用不言而喻。
2.2 基于數(shù)學(xué)知識的設(shè)計技術(shù)
我們可以把數(shù)學(xué)方面的知識結(jié)合到實際應(yīng)用中來,可以這樣來求解一些難以依常理來解決的問題,從而達到令人滿意的結(jié)果。通過運用工程數(shù)值的方法可以解決一些不好解決的戰(zhàn)略性問題,正是由于數(shù)學(xué)方法的簡單和靈活處理,才使我們的機械設(shè)計更容易進行創(chuàng)新和設(shè)計。因此,優(yōu)化設(shè)計的方法之一就是以計算機為基礎(chǔ)進行的,還需要進行一定的數(shù)學(xué)建模,這些都要符合實際情況的需要,將這些抽象的東西實體化,抽象為約束條件和函數(shù)之間的關(guān)系問題,以此來建立新的優(yōu)化設(shè)計方案。在這其中,任何符合機械設(shè)計的條件都應(yīng)該滿足實際操作的情況,綠色設(shè)計就是一個以實際設(shè)計的綠色程度來進行評估的,這是其中的目標(biāo)之一,也是產(chǎn)品形成必須遵守的守則,綠色設(shè)計一般又被稱之為環(huán)境設(shè)計,是需要在設(shè)計過程中充分考慮環(huán)境因素,對周圍環(huán)境所造成的影響問題。
3 結(jié)束語
隨著近幾年來科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和持續(xù)創(chuàng)新,人們逐漸對社會生產(chǎn)和生活水平有了更進一步的要求。機械設(shè)計作為我國經(jīng)濟發(fā)展中的一大塊內(nèi)容,是我國建設(shè)現(xiàn)代化的中堅力量,其發(fā)展一直是我們社會中各方面人士所關(guān)注的問題,而且是熱點問題。要想使我們的機械化產(chǎn)品能夠形成更為強大的競爭力,更好更容易的被人們所接受,我們就必須努力結(jié)合好科學(xué)技術(shù)和機械設(shè)計之間的關(guān)系。
【參考文獻】
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