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關(guān)鍵詞: 高職機(jī)械類專業(yè) 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 課程設(shè)計(jì) 改革措施
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)是高職機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一項(xiàng)重要的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),是針對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》所學(xué)專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),目的是讓學(xué)生了解和掌握常用機(jī)械零件、傳動(dòng)裝置、簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)方法和步驟,是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的一次較全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,它對(duì)學(xué)生將來(lái)從事工程技術(shù)工作具有極其重要的意義和深遠(yuǎn)的影響?;趯?shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)在高職教育中的重要地位和現(xiàn)行的教學(xué)方法的一些不足,我提出一些改革措施,旨在改進(jìn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)方法,提高《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)地位,進(jìn)一步提高學(xué)生進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力。
1.加強(qiáng)思想教育和引導(dǎo),引起學(xué)生重視
以往的教學(xué)過(guò)程中存在一些問(wèn)題,如有些學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)重視度不夠,在實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中往往依賴性較重,沒(méi)有充分意識(shí)到《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)對(duì)提高學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力的重要性。因此,在課程設(shè)計(jì)一開(kāi)始,教師就應(yīng)當(dāng)指出該課程設(shè)計(jì)的重要性,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。另外,《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容在教材中是各自獨(dú)立成章的,缺乏整機(jī)設(shè)計(jì)思想。課程設(shè)計(jì)為將這些知識(shí)有機(jī)串聯(lián),創(chuàng)建整機(jī)設(shè)計(jì)理念提供了一個(gè)良好的平臺(tái),將課程設(shè)計(jì)看成是學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的初始訓(xùn)練。因此,《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生將來(lái)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至工作實(shí)踐,都會(huì)產(chǎn)生重大影響,可見(jiàn)該課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的第一步實(shí)踐。
2.改變傳統(tǒng)的選題方式,注重選題意義
課程設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的題目是減速器的設(shè)計(jì),這是因?yàn)闇p速器作為機(jī)器中一個(gè)獨(dú)立部件,它的設(shè)計(jì)內(nèi)容很具代表性,覆蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)課程中的絕大部分內(nèi)容,便于鞏固所學(xué)理論知識(shí)。然而,由于減速器畢竟只是一個(gè)部件,每屆學(xué)生都重復(fù)同樣的設(shè)計(jì)內(nèi)容,缺乏創(chuàng)新精神,也不具備整機(jī)設(shè)計(jì)思想。因此,我認(rèn)為應(yīng)該將灌輸式布置任務(wù)的方式改為開(kāi)放引導(dǎo)的方式。具體做法是:教師在課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中只給出工作機(jī)的工作要求,而實(shí)現(xiàn)工作機(jī)功能的方案則由學(xué)生自己確定。教師引導(dǎo)學(xué)生在方案的實(shí)施過(guò)程中盡量采用課程學(xué)過(guò)的知識(shí)。課程設(shè)計(jì)選題十分重要,所選題目要注意以下幾點(diǎn)。
1)有可行性,學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
2)有一定的典型性和知識(shí)覆蓋面,能夠?qū)⒗碚搶W(xué)習(xí)的大部分重要知識(shí)應(yīng)用在課程設(shè)計(jì)中。
3)有工程背景,能夠解決一些工程實(shí)際問(wèn)題。
4)有創(chuàng)新空間,能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性。
5)有一定的趣味性,能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。
3.強(qiáng)化整機(jī)設(shè)計(jì)思想,提高整機(jī)設(shè)計(jì)能力
各種機(jī)械設(shè)備都是由各種傳動(dòng)裝置和各種零件組成,在理論知識(shí)學(xué)習(xí)中是在“化整為零”,在課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)中恰恰相反,是要把“零散”的知識(shí)通過(guò)一部完整的機(jī)器把它們串連起來(lái)。所以,在課程設(shè)計(jì)中,我們需要強(qiáng)化學(xué)生的整機(jī)設(shè)計(jì)思想,將機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)械零件設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來(lái),從原動(dòng)機(jī)的選擇到中間傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),再到執(zhí)行系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì),形成一個(gè)完整的機(jī)械概念。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵還是選題,教師要根據(jù)學(xué)生的總體情況,深入實(shí)際,搜集與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)機(jī)械的原始數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)反復(fù)論證,編寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū),經(jīng)過(guò)兩到三屆的學(xué)生試用后,逐步修改定稿。
4.注重計(jì)算機(jī)繪圖,加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用
當(dāng)下計(jì)算機(jī)繪圖已經(jīng)十分普及,企業(yè)對(duì)這方面的人才需求也與日俱增,目前在機(jī)械領(lǐng)域經(jīng)常用到的繪圖軟件有AUTOCAD、CAXA、PRO/E、UG等。我校《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)推薦使用AUTOCAD和UG軟件,平面的圖形可以用AUTOCAD繪制,立體的圖形可以用UG繪制。將繪圖軟件引入《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì),學(xué)生通過(guò)作零件圖和裝配圖,強(qiáng)化AUTOCAD和UG的使用能力,強(qiáng)化讀圖識(shí)圖的能力,也可以直接觀察到機(jī)構(gòu)處于不同位置時(shí)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)情況。用UG建立零部件的三維立體圖及零件裝配過(guò)程圖,這樣的訓(xùn)練效果是其他方法難以達(dá)到的。
5.加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)管理,重視答辯環(huán)節(jié)
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)一般為1―2周時(shí)間,需要完成機(jī)器的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析,查找相關(guān)資料進(jìn)行機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),確定傳動(dòng)路線和方案,然后劃分各種傳動(dòng)部分進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì),再進(jìn)行各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或選擇,最后要完成機(jī)器的總裝圖和各主要傳動(dòng)零件的零件圖。整個(gè)過(guò)程設(shè)計(jì)內(nèi)容多,時(shí)間緊,因此加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)期間的管理顯得十分必要。從課程設(shè)計(jì)開(kāi)始就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格做好考勤工作,對(duì)不認(rèn)真和有疑問(wèn)的學(xué)生應(yīng)當(dāng)給予及時(shí)提醒,認(rèn)真輔導(dǎo),幫助他們解決設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題,為了提高學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力,應(yīng)當(dāng)在課題布置上盡量做到“一人一題”,即使任務(wù)中要求機(jī)器完成的功能一樣,也要在初始數(shù)據(jù)上加以區(qū)別,或要求學(xué)生以不同的方案來(lái)設(shè)計(jì)一樣功能的機(jī)器設(shè)備。
答辯是課程設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié),也是課程設(shè)計(jì)中重要的考核階段。為了避免盲目抄襲,考查學(xué)生的設(shè)計(jì)思想和對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)程度,在答辯過(guò)程中需要嚴(yán)格把關(guān)。首先要對(duì)確認(rèn)有抄襲行為的學(xué)生予以嚴(yán)肅處理,對(duì)每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、圖紙等認(rèn)真考查后制作答辯提綱,做到對(duì)每位學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé),在答辯過(guò)程中對(duì)每位學(xué)生作有針對(duì)性的提問(wèn)和討論,了解學(xué)生的想法和對(duì)相關(guān)知識(shí)的了解程度,對(duì)不正確的予以糾正,令其及時(shí)修改。因此答辯也是一個(gè)質(zhì)疑和答疑的過(guò)程。同時(shí)在答辯中能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不足,作為今后改進(jìn)課程設(shè)計(jì)教學(xué)的借鑒,從這個(gè)意義上說(shuō)答辯又是一個(gè)總結(jié)提高的過(guò)程。認(rèn)真做好答辯工作意義重大,直接影響最終課程設(shè)計(jì)的總體質(zhì)量,做好這一點(diǎn)關(guān)鍵需要指導(dǎo)老師本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度,嚴(yán)格要求學(xué)生,認(rèn)真把好教學(xué)質(zhì)量關(guān)。
總之,高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)無(wú)論是對(duì)學(xué)生理論課程學(xué)習(xí)還是專業(yè)技能的提高都大有裨益,是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生十分重要的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),做好這個(gè)環(huán)節(jié)的工作是我們專業(yè)課教師的職責(zé),以上一些改革措施對(duì)提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果有很大幫助,值得借鑒。
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關(guān)鍵詞:職業(yè)教育 機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.130
《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)械類專業(yè)的一門承上啟下的技術(shù)基礎(chǔ)課,該課程學(xué)習(xí)的效果,直接影響對(duì)前面所學(xué)課程的應(yīng)用與理解,并為后續(xù)課程與畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。筆者在多年教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)職業(yè)教育中的一些問(wèn)題,并進(jìn)行了一些理論研究與改革。
1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)在高等職業(yè)教育中的現(xiàn)狀
雖然職業(yè)教育和普通本科的目標(biāo)不完全相同,但是長(zhǎng)期以來(lái),許多學(xué)校在教學(xué)計(jì)劃、教材選用、教學(xué)方法等方面并沒(méi)有完全針對(duì)職業(yè)教育的特點(diǎn),教師在課程教學(xué)中采用先講授理論課,強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性,后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)的模式,在理論和實(shí)踐的銜接上不能很好完成,使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題感到迷茫,對(duì)于大多課后設(shè)計(jì)作業(yè)和課程設(shè)計(jì),只是簡(jiǎn)單按書(shū)上步驟進(jìn)行計(jì)算,不能系統(tǒng)地了解設(shè)計(jì)方法。
2 機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)改革的內(nèi)容
2.1 整合教學(xué)環(huán)節(jié)
《機(jī)械設(shè)計(jì)》的教材雖然很多,但是一般是按照內(nèi)容體系進(jìn)行章節(jié)劃分,或者有針對(duì)性的增加實(shí)例,可機(jī)械設(shè)計(jì)理論相對(duì)比較成熟,理論知識(shí)的論述差別不大,雖然有的教材增加了實(shí)例,但是也很難將一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際問(wèn)題用一個(gè)例子來(lái)進(jìn)行總結(jié)。所以,為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力,可以將實(shí)踐環(huán)節(jié)引入課堂教學(xué),盡可能地讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)邊學(xué)邊用,增加理論知識(shí)活學(xué)活用能力。
2.2 引導(dǎo)學(xué)生掌握設(shè)計(jì)的方法、程序和應(yīng)用,弱化理論與公式的推導(dǎo)
高職教育不同于本科教育,對(duì)普通本科學(xué)生的強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的目的由于目標(biāo)不同也應(yīng)有所差異。職業(yè)教育應(yīng)突出實(shí)用性和針對(duì)性的特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)學(xué)用結(jié)合,強(qiáng)調(diào)分析和解決實(shí)際問(wèn)題等能力,著重培養(yǎng)能生產(chǎn)、服務(wù)第一線需要的技能型、技術(shù)型專門人才。整個(gè)職業(yè)教育的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要堅(jiān)持以就業(yè)為導(dǎo)向。
機(jī)械設(shè)計(jì)課本身也是重應(yīng)用的一門課程,為了側(cè)重學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用技能的培養(yǎng),應(yīng)該將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,強(qiáng)調(diào)如何進(jìn)行設(shè)計(jì),弱化公式的理論來(lái)源與推導(dǎo),強(qiáng)調(diào)公式與資料的使用、圖表及工具書(shū)的查取方法,鍛煉他們的工程實(shí)際技能。
3 機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革的實(shí)施方法
3.1 將課程設(shè)計(jì)融入到整個(gè)教學(xué)階段
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)往往放在課程理論教學(xué)全部完成后進(jìn)行,這是因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)很多內(nèi)容是相關(guān)聯(lián)的,在沒(méi)有全面完成課程學(xué)習(xí)時(shí),不便于進(jìn)行課程設(shè)計(jì),但這樣做也有一些缺點(diǎn),諸如:課程結(jié)束時(shí)已是學(xué)期末,學(xué)生面臨較多課程的考核,很難靜下心完成課程設(shè)計(jì),所以設(shè)計(jì)效果很差;另外,學(xué)期末老師也處于比較忙的階段,也很難比較細(xì)致地照顧學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)。鑒于此,我們?cè)鲞^(guò)將課程設(shè)計(jì)放在下一學(xué)期初進(jìn)行的嘗試,有一定積極效果,但是也存在學(xué)生有很多其他課程的作業(yè),中間間斷時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。我們也嘗試過(guò),將課程內(nèi)容的章節(jié)順序打亂,提前布置課程設(shè)計(jì),避免了上述一些問(wèn)題,從結(jié)果上有一定的效果,也為教學(xué)改革提供了一定的借鑒意義。因此,建議將課程設(shè)計(jì)在學(xué)期初就布置下去,規(guī)定進(jìn)度,融入到整個(gè)教學(xué)階段,強(qiáng)迫學(xué)生查閱資料、提前預(yù)習(xí),提高教學(xué)效果和實(shí)踐能力。
3.2 以適宜的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題作為課程設(shè)計(jì)任務(wù),將課程設(shè)計(jì)與實(shí)際、教學(xué)緊密結(jié)合
很多高校的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)大多進(jìn)行齒輪減速器的設(shè)計(jì),究其原因,減速器的設(shè)計(jì)涵蓋了主要傳動(dòng)方式、軸、軸承、鍵的設(shè)計(jì),是一個(gè)相對(duì)比較全面的設(shè)計(jì)問(wèn)題,所以大多高校多年以來(lái)均將它作為課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。但是,由于減速器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,這樣的課程設(shè)計(jì)除了作為課程的基本練習(xí)之外,沒(méi)有太多實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。另外,原本希望通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生有基本的機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和程序的學(xué)習(xí),也因?yàn)檫@類題目目前設(shè)計(jì)資源很廣,學(xué)生可以很方便地找到設(shè)計(jì)參考,而且設(shè)計(jì)資料也比較簡(jiǎn)潔,只介紹結(jié)論,對(duì)其原因往往不做說(shuō)明,所以對(duì)工程實(shí)際能力的提高效果也十分有限。
高職教育不同于本科教育,與普通本科學(xué)生強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的目的不同,高職學(xué)生的教育目標(biāo)更強(qiáng)調(diào)技能訓(xùn)練、強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力。筆者認(rèn)為,即使在課程設(shè)計(jì)中沒(méi)有涉及到課本中的所有知識(shí)點(diǎn),但如果能增加學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力,也是一種好的收獲。為了強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用技能的培養(yǎng),我們應(yīng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整:首先,進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的一般步驟、要求、常用的設(shè)計(jì)理論與方法的介紹,使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)施有基本的了解;然后,結(jié)合課程設(shè)計(jì)任務(wù),鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行分析,確定自己所缺少的理論知識(shí),并進(jìn)行資料的查閱。在課程講解中,強(qiáng)調(diào)如何進(jìn)行設(shè)計(jì),減少公式的推導(dǎo),強(qiáng)調(diào)公式的使用與資料、工具書(shū)的查取,鍛煉他們的工程實(shí)際技能。
3.3 引入相關(guān)課程的知識(shí),強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性
機(jī)械設(shè)計(jì)是一門承上啟下的課程,通過(guò)學(xué)習(xí)能夠?qū)⑶懊嫠鶎W(xué)的內(nèi)容在設(shè)計(jì)中應(yīng)用,尤其是工程制圖、力學(xué)、機(jī)械原理以及金屬材料等課程,使學(xué)生在設(shè)計(jì)中能將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通,更好地理解。
另外,應(yīng)力求突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式,以工程實(shí)踐化為引導(dǎo),跳出現(xiàn)有高職院?!澳P徒虒W(xué)”的圈子,在課程教學(xué)與實(shí)踐中,增加學(xué)生對(duì)零部件的結(jié)構(gòu)、制造和裝配工藝的了解,使學(xué)生對(duì)機(jī)器設(shè)備、加工方法、加工與裝配精度等工程技術(shù)知識(shí)的全面認(rèn)識(shí),使學(xué)生能夠了解實(shí)際設(shè)計(jì)情況。
4 結(jié)語(yǔ)
目前,高職教育還存在一些不適應(yīng)其培養(yǎng)目標(biāo)的問(wèn)題,希望通過(guò)本課程的教學(xué)模式的改革與研究,能為高等職業(yè)教育教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革的深化起到一定作用,最終提高學(xué)生的工程實(shí)際能力,培養(yǎng)的學(xué)生能順利就業(yè),就業(yè)后能盡快適應(yīng)工作崗位的要求,受到社會(huì)和用人單位的好評(píng)。
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關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);“1+N”評(píng)價(jià)體系;教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G624.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)36-0039-02
“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是根據(jù)教育部頒發(fā)的《高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》,并適應(yīng)當(dāng)前模塊化教學(xué)改革的需要而開(kāi)設(shè)的,目的是為了培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、寬口徑應(yīng)用型人才,是機(jī)械類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程?!皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程主要包括工程力學(xué)基本知識(shí),常用的平面機(jī)構(gòu)基本概念、工作原理和常用的設(shè)計(jì)方法,各種機(jī)械傳動(dòng)和軸系零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法等?!皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程是從理論性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課向?qū)嵺`性較強(qiáng)的專業(yè)課過(guò)渡的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程起著承上啟下的橋梁作用,著重培養(yǎng)學(xué)生分析選用和設(shè)計(jì)常用機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的能力,為學(xué)生從事機(jī)械的研究開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)打下必要的基礎(chǔ)。
一、“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程現(xiàn)階段的教學(xué)現(xiàn)狀
1.教學(xué)內(nèi)容的繁多、知識(shí)點(diǎn)專業(yè)性強(qiáng)?!皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程主要介紹工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)的各種機(jī)械基本概念、基本知識(shí)點(diǎn),這些機(jī)械知識(shí)點(diǎn)不僅涉及的內(nèi)容多,涉及面廣,并且在知識(shí)結(jié)構(gòu)體系上,是相互獨(dú)立、內(nèi)容零散、孤立的進(jìn)行介紹。由于課時(shí)所限,只能是對(duì)于基本知識(shí)點(diǎn)以及簡(jiǎn)單的實(shí)際運(yùn)用的介紹,缺乏對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)器、機(jī)構(gòu)各部分的內(nèi)部聯(lián)系的整體認(rèn)識(shí),更不用說(shuō)工程實(shí)例的實(shí)際應(yīng)用,這就導(dǎo)致學(xué)生對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容掌握不夠充分,不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于機(jī)械總體設(shè)計(jì)以及分析的能力。
2.教學(xué)模式單一、學(xué)習(xí)興趣不高。在先修課程的不足之下,用傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足需求了,現(xiàn)在的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程雖然在課堂上加入了多媒體演示教學(xué),但它的知識(shí)結(jié)構(gòu)煩瑣復(fù)雜,基礎(chǔ)理論內(nèi)容較多,多圖表、多公式、多原理,內(nèi)容單調(diào)枯燥,信息量大,學(xué)生沒(méi)有實(shí)際的運(yùn)用和接觸,只會(huì)覺(jué)得學(xué)的吃力,學(xué)到的知識(shí)沒(méi)有及時(shí)思考和總結(jié),難以消化。并且課程中的實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)較少,讓學(xué)生聯(lián)系課程中的知識(shí)點(diǎn),自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容也不多,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)下降。
3.考核方式單一、綜合能力評(píng)估不足。在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程考核過(guò)程中,學(xué)生成績(jī)的考核評(píng)定通常都是采用期末考試成績(jī)(70%)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)(10%)、平時(shí)成績(jī)(20%)三個(gè)部分組成在一起,作為最終的綜合成績(jī)。但由于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程是學(xué)生接觸到的第一個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)課程,它所培養(yǎng)的是將機(jī)械基本理論、基本知識(shí)、基本技能和創(chuàng)新思維綜合的多種能力,注重理論聯(lián)系實(shí)際,體現(xiàn)應(yīng)用特色,最終使學(xué)生成為具有機(jī)械綜合設(shè)計(jì)及分析能力的人才。那么這種簡(jiǎn)單評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)就無(wú)法全面反映學(xué)生的綜合能力的水平,也不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
4.與工程實(shí)踐結(jié)合少,實(shí)際技能得不到綜合運(yùn)用?!皺C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的課程其教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生具有分析常用機(jī)構(gòu)的工作原理,能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),選擇常用零件并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的能力。這些能力在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的課程設(shè)計(jì)中也有所運(yùn)用,但現(xiàn)代企業(yè)中實(shí)際產(chǎn)品、實(shí)際案例結(jié)合的較少,學(xué)生在學(xué)習(xí)運(yùn)用中沒(méi)有實(shí)際的運(yùn)用和聯(lián)想帶入,在以后走向工作崗位時(shí),就會(huì)出現(xiàn)學(xué)得多、用得少,學(xué)得廣、用得不精的情況。
二、“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”的教學(xué)改革
針對(duì)人才培養(yǎng)對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的要求,在教學(xué)觀念上,將先進(jìn)性與實(shí)用性有機(jī)結(jié)合,注重“理論聯(lián)系實(shí)際”;在教學(xué)的內(nèi)容上,以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導(dǎo),注重強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,以機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為中心,內(nèi)容上相互聯(lián)系,結(jié)合機(jī)械工程實(shí)例,加以實(shí)際運(yùn)用;在教學(xué)模式上,以學(xué)生為中心,輔助利用現(xiàn)代的多媒體教學(xué),聯(lián)系實(shí)際運(yùn)用的實(shí)驗(yàn)課程和課程設(shè)計(jì),改進(jìn)教學(xué)手段;通過(guò)新型“1+N”的考核方式,建立新機(jī)制下的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)模式,全面提高“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)質(zhì)量。
1.教學(xué)內(nèi)容改革。面向企業(yè)需求的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)部分:(1)知識(shí)理論部分。由于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程是從理論性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課向?qū)嵺`性較強(qiáng)的專業(yè)課過(guò)渡的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),主要介紹工程力學(xué)的基本知識(shí),常用平面機(jī)構(gòu)的基本概念、工作原理和常用的設(shè)計(jì)方法,各種機(jī)械傳動(dòng)和軸系零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法;在這些原有的理論基礎(chǔ)上,優(yōu)化整合理論教學(xué)內(nèi)容,對(duì)于基礎(chǔ)的機(jī)械系統(tǒng)整體認(rèn)識(shí),在講解過(guò)程中輔助運(yùn)用現(xiàn)在企業(yè)的工程實(shí)例進(jìn)行教學(xué),將理論與實(shí)際結(jié)合,拓寬學(xué)生的知識(shí)面和眼界。(2)實(shí)踐部分由基本的教學(xué)實(shí)驗(yàn)、結(jié)合企業(yè)案例的培訓(xùn)、針對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)類大賽進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作三部分組成。針對(duì)不同類型學(xué)生而設(shè),從教學(xué)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)開(kāi)始,鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)完成設(shè)計(jì)方案,再針對(duì)企業(yè)的實(shí)例對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行強(qiáng)化和有針對(duì)的練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、學(xué)習(xí)的能力,以及培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,為參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)類大賽奠定基礎(chǔ)。
2.教學(xué)模式建設(shè)?,F(xiàn)代在教學(xué)課堂上,教學(xué)過(guò)程以學(xué)生為中心,輔助利用現(xiàn)代的多媒體教學(xué),但是運(yùn)用多媒體教學(xué)的缺點(diǎn)就是信息量大,學(xué)生在課前若沒(méi)有預(yù)習(xí),課堂上就無(wú)法消化完。這就需要將教學(xué)模式進(jìn)行改革,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,使之能夠?qū)χR(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)地把握,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
新型的教學(xué)模式的內(nèi)容分為四個(gè)模塊,不僅滿足教學(xué)大綱對(duì)于教學(xué)的基本要求,也能讓學(xué)生可以系統(tǒng)的學(xué)習(xí)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的知識(shí)。模塊一,主要還是以老師的教學(xué)為主,在教學(xué)課堂上,以學(xué)生為中心,輔助利用現(xiàn)代的多媒體教學(xué),多用機(jī)械動(dòng)畫(huà)演示,聯(lián)系實(shí)際運(yùn)用,讓學(xué)生對(duì)復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)可以直觀的看到動(dòng)態(tài)演示,并進(jìn)行記憶,這個(gè)是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的一種改進(jìn)。模塊二,主要針對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程中基本知識(shí)點(diǎn)散亂,學(xué)生課堂上難消化,需要提前預(yù)習(xí)的問(wèn)題,在教學(xué)模式中設(shè)計(jì)小型課堂教學(xué),針對(duì)于課程中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提前預(yù)習(xí),由學(xué)生自發(fā)的組織學(xué)習(xí),以及準(zhǔn)備上課教案、PPT。由一名代表上臺(tái)進(jìn)行講課,將課堂交給學(xué)生,結(jié)束后,由學(xué)生提問(wèn),老師點(diǎn)評(píng),進(jìn)行輔助的補(bǔ)充。模塊三,基于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程中知識(shí)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,需要做到及時(shí)的復(fù)習(xí),在教學(xué)模式中設(shè)計(jì)出隨堂測(cè)試。針對(duì)教學(xué)中的重難點(diǎn)部分,在老師講課結(jié)束后,給出復(fù)習(xí)時(shí)間,在一章結(jié)束后,出1~2個(gè)練習(xí)題,在課堂上,用10~15分鐘讓學(xué)生當(dāng)堂解答。這樣既可以鞏固知識(shí)點(diǎn),也可以讓學(xué)生有學(xué)習(xí)的緊迫感,起到及時(shí)復(fù)習(xí)消化知識(shí)點(diǎn)的作用。模塊四,實(shí)驗(yàn)課程和課程設(shè)計(jì)。在后期的課程設(shè)計(jì)中,課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容廣泛,而且所涉及問(wèn)題的答案不是唯一的,可能有多種方案可供選擇和判斷。所以結(jié)合課程設(shè)計(jì)和具有企業(yè)特色的案例就可以更深入的掌握和運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。
改革教學(xué)模式,增加教學(xué)手段,通過(guò)新型“1+N”的考核方式,綜合培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,以此探索與研究應(yīng)用性人才培養(yǎng)相適應(yīng)的教學(xué)方法與手段,整理并總結(jié)出具有專業(yè)特色的一流教學(xué)內(nèi)容和方法,將課程的理論和實(shí)踐在內(nèi)容上統(tǒng)一規(guī)劃。
3.評(píng)價(jià)體系建設(shè)。改革考核方法,實(shí)際上就是針對(duì)新型的教學(xué)模式,在課堂上,以學(xué)生為主體,進(jìn)行多樣的評(píng)價(jià)、考核。考核的內(nèi)容:考勤占5%、平時(shí)作業(yè)占10%。針對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程中,基本知識(shí)點(diǎn)散亂,學(xué)生課堂上難消化,需要提前預(yù)習(xí)的問(wèn)題,在教學(xué)模式中設(shè)計(jì)小型課堂教學(xué),考核占15%,以及在課程中知識(shí)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,需要做到及時(shí)的復(fù)習(xí),在教學(xué)模式中設(shè)計(jì)出隨堂測(cè)試。也就是說(shuō)考核占10%、實(shí)驗(yàn)占10%、課堂主動(dòng)回答問(wèn)題加分、期末考試成績(jī)占50%。
這種新型的“1+N”考核模式,加大了行程性考核,需要完善各項(xiàng)目的考核辦法,設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的考核標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的考核表格,形成對(duì)基本知識(shí)的掌握、實(shí)踐技能、團(tuán)隊(duì)合作能力等綜合評(píng)價(jià)體系。以利于突出應(yīng)用型、創(chuàng)新性人才的培養(yǎng),與新型教學(xué)模式,相互補(bǔ)充,形成一個(gè)有機(jī)的整體,完成課程的教學(xué)改革。
三、結(jié)語(yǔ)
由于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”涉及的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容多,并且在知識(shí)結(jié)構(gòu)體系上,是相互獨(dú)立、零散的,缺乏對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)以及工程實(shí)例的實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)這些問(wèn)題通過(guò)對(duì)于“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)體系的改革,得到改善。
在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革過(guò)程中,還有可以繼續(xù)補(bǔ)充和深化的內(nèi)容。例如,課程設(shè)計(jì)的題目?jī)?nèi)容可以進(jìn)行細(xì)化的分類,有針對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及機(jī)械零件的設(shè)計(jì);結(jié)合具有企業(yè)特點(diǎn)的案例,例如走訪蕪湖奇瑞的模具廠,設(shè)計(jì)院等,對(duì)于車身結(jié)構(gòu)、懸架進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析,以及湖北中航對(duì)于汽車內(nèi)部的座椅進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試等。結(jié)合企業(yè)的具體案例,在課堂上進(jìn)行分析講解,豐富教學(xué)改革的內(nèi)容,在今后的教學(xué)過(guò)程中不斷改進(jìn),以期培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣,增加學(xué)生對(duì)于機(jī)械機(jī)構(gòu)的觸感,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于機(jī)械總體設(shè)計(jì)以及分析能力,最終達(dá)到全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的,建立以綜合、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為中心的教學(xué)新體系。
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現(xiàn)代大學(xué)生多已是年滿十八周歲的成年人,心理和生理都迅速走向成熟,已具有一定的生活閱歷,對(duì)事物初具獨(dú)立的判斷和處理能力,他們具有積極的探索精神和強(qiáng)烈的好奇心?!稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程作為機(jī)械類學(xué)科的一門基礎(chǔ)課程,其教學(xué)目的不僅在于傳授學(xué)生一定的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械學(xué)科的興趣,激發(fā)學(xué)生在機(jī)械方面的創(chuàng)造能力。例如,在講授齒輪的相關(guān)知識(shí)時(shí),“齒輪”這個(gè)名詞對(duì)于每一位大學(xué)生都不陌生,不管是兒時(shí)的玩具汽車還是現(xiàn)在隨處可見(jiàn)的轎車上,都有它的存在。之前,學(xué)生對(duì)齒輪的認(rèn)識(shí)只是主觀上的“知道”。現(xiàn)在,在課堂上我們要教會(huì)學(xué)生從原理上認(rèn)識(shí)齒輪、學(xué)會(huì)齒輪的特點(diǎn)、使用或設(shè)計(jì)齒輪。所以,我們要充分利用大學(xué)生的生活閱歷和強(qiáng)烈的好奇心等特點(diǎn)進(jìn)行分組討論式教學(xué),給學(xué)生思考的機(jī)會(huì),讓他們產(chǎn)生對(duì)齒輪的第一映像和最初認(rèn)識(shí)??梢韵茸寣W(xué)生分成小組,相互討論大家見(jiàn)過(guò)的齒輪,總結(jié)其特點(diǎn)和使用等,然后老師充當(dāng)揭秘者,對(duì)齒輪的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和介紹。如此,不僅活躍了課堂氣氛,避免課堂上打瞌睡等現(xiàn)象出現(xiàn),還能激勵(lì)學(xué)生積極思考,發(fā)展思維,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械學(xué)科的興趣。“齒輪”這個(gè)名詞會(huì)在學(xué)生的腦海中留下具體的形象,對(duì)知識(shí)的掌握更加牢固。另外,現(xiàn)代社會(huì)已是一個(gè)分工明確、團(tuán)隊(duì)合作的社會(huì)。個(gè)人能力固然重要,但要完成一個(gè)項(xiàng)目更重要的是集合團(tuán)隊(duì)的力量。在各種招聘會(huì)現(xiàn)場(chǎng),“善于溝通,團(tuán)隊(duì)協(xié)作”的字樣頻現(xiàn),由此可見(jiàn),團(tuán)隊(duì)合作不僅是社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)也是現(xiàn)代企業(yè)需求。現(xiàn)在的大學(xué)生是未來(lái)各行各業(yè)的精英,學(xué)校應(yīng)該肩負(fù)起培育精英的重?fù)?dān),讓他們走出校園為社會(huì)創(chuàng)造更多的財(cái)富。分組討論式教學(xué),能夠讓學(xué)生定位自己在團(tuán)隊(duì)中的地位,協(xié)調(diào)與組員之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點(diǎn)與自己的不足,培養(yǎng)自己的團(tuán)隊(duì)合作能力。
2.自學(xué)檢測(cè)式教學(xué)
大部分的大學(xué)生都經(jīng)過(guò)高考的洗禮,對(duì)新知識(shí)具有一定的自學(xué)能力。學(xué)生大學(xué)畢業(yè)后,不管是繼續(xù)深造還是進(jìn)入企業(yè)工作,必須要有更強(qiáng)的自學(xué)能力。我國(guó)大學(xué)生的培養(yǎng)模式正逐漸向“產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)”模式轉(zhuǎn)變:(1)以科研項(xiàng)目為依托,以開(kāi)發(fā)成果為目的與企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合;(2)在學(xué)校(科研院所)或企業(yè)設(shè)立人才培養(yǎng)基地進(jìn)行大學(xué)生的聯(lián)合培養(yǎng);(3)聘任企業(yè)的高端人才作為聯(lián)合導(dǎo)師進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)[5]。而企業(yè)更是以“產(chǎn)”為主,所以,為了適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展,學(xué)生必須具有較好的收集信息、整理信息、學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力,這時(shí),自學(xué)能力顯得尤為重要。在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的課堂上,再優(yōu)秀的老師也不能教給學(xué)生他們以后全部要用的東西,能傳授的只是冰山一角。所以,我們要在教授機(jī)械學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),把重心放在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力上。例如,在講授“螺旋傳動(dòng)”的知識(shí)點(diǎn)時(shí),我們可以采用自學(xué)檢測(cè)式教學(xué)。首先,讓學(xué)生借助課本和參考資料進(jìn)行自學(xué),然后老師按照教學(xué)要求對(duì)他們進(jìn)行測(cè)試,并納入成績(jī)考核范圍。如此,不僅鍛煉了大家的自學(xué)能力,同時(shí),督促學(xué)生積極主動(dòng)的去學(xué)習(xí),避免學(xué)生敷衍了事現(xiàn)象的出現(xiàn)。
3.實(shí)踐教學(xué)
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門偏向于實(shí)際應(yīng)用的課程,理論學(xué)得好并不意味著學(xué)生能把所學(xué)的東西應(yīng)用于實(shí)踐,去為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富,空談理論沒(méi)有意義。為了加強(qiáng)課堂理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系,必須在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中增加實(shí)踐環(huán)節(jié)。有條件的學(xué)??梢詭ьI(lǐng)學(xué)生到工廠、學(xué)校的加工中心、實(shí)驗(yàn)室等地點(diǎn)參觀學(xué)習(xí),看看課堂上學(xué)的軸承、齒輪、聯(lián)軸器等零件是用在機(jī)器的什么地方、起什么作用等,深化對(duì)課堂理論的理解。理論與實(shí)際的綜合聯(lián)系能夠讓學(xué)生對(duì)機(jī)械學(xué)科有更好的認(rèn)識(shí)。老師還可以給學(xué)生提供一些組件,讓大家動(dòng)手拆卸組裝,鍛煉動(dòng)手能力?!稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目一直比較單一,均為一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)。減速器是一個(gè)非常典型的機(jī)器,包括了大部分理論課程中給學(xué)生講授的內(nèi)容,比較符合學(xué)生的課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求。但符合要求的典型零部件不只是減速器一種,題目的單一往往使一些學(xué)生抄襲他人成果,極大限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。此外由于學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊,如工程制圖、工程力學(xué)(理論力學(xué),材料力學(xué))、工程材料、公差配合等這些課程的成績(jī)差別很大,有些非專業(yè)的學(xué)生甚至沒(méi)有學(xué)過(guò)這些課程,導(dǎo)致做出的課程設(shè)計(jì)水平千差萬(wàn)別,極大的影響了課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。針對(duì)不同層次的學(xué)生,選擇不同的設(shè)計(jì)題目,使每個(gè)學(xué)生都有適合自己的目標(biāo),教師則可以根據(jù)學(xué)生個(gè)體目標(biāo)因材施教。
4.改進(jìn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式
傳統(tǒng)的通過(guò)卷面考試來(lái)評(píng)定課程學(xué)習(xí)成績(jī)的方法只能在短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)的掌握,它只是讓學(xué)生對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行一次總結(jié)和記憶,對(duì)機(jī)械相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況,短期效果良好,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看并沒(méi)有意義。這種記憶式的知識(shí)掌握,將隨著時(shí)間的迅速淡忘。為了更好地讓學(xué)生真正掌握機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí),鞏固課程學(xué)習(xí)成果,可適當(dāng)取消課程結(jié)束后的卷面考試,將自學(xué)測(cè)試環(huán)節(jié)的測(cè)試成績(jī)與最終的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相結(jié)合,對(duì)學(xué)生綜合評(píng)價(jià)。課程即將結(jié)束時(shí),老師應(yīng)該讓每位學(xué)生開(kāi)拓自己的思維,設(shè)計(jì)一種具有一定實(shí)際意義的簡(jiǎn)單機(jī)械,提交設(shè)計(jì)報(bào)告,以設(shè)計(jì)報(bào)告的完整性,創(chuàng)新性等為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定每位學(xué)生的課程學(xué)習(xí)成績(jī)。按照設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要求,不管學(xué)生是對(duì)已有的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)還是原始創(chuàng)新設(shè)計(jì),這都將促使學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去。學(xué)生將以一位機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的身份去體會(huì)機(jī)械行業(yè)從業(yè)者該有的素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的整體素養(yǎng)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生需要復(fù)習(xí)已修課程《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等相關(guān)課程的知識(shí)、需要查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》等工具書(shū)、需要繪圖,甚至是三維建模。這將使學(xué)生在很好地掌握書(shū)本知識(shí)的同時(shí)學(xué)會(huì)收集整理信息,獨(dú)立解決問(wèn)題。這種能力是未來(lái)發(fā)展中必不可少的。
5.總結(jié)
課程體系綜合設(shè)計(jì)研究
將機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行整合,探索機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中如何培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,提出適合創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)施方案,并完成2008級(jí)機(jī)制班機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐。同時(shí),考慮機(jī)制、模具、汽車、機(jī)電方向的不同,選擇適合不同方向的綜合設(shè)計(jì)題目,以設(shè)計(jì)對(duì)象為主線,嘗試在綜合課程設(shè)計(jì)中引入機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)演示,要求學(xué)生用計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的合理性[4],嘗試在綜合課程設(shè)計(jì)中引入機(jī)械方案創(chuàng)意設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生利用運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行模型拼裝創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。通過(guò)機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程改革,加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。把機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間由原來(lái)的分開(kāi)設(shè)計(jì)整合為一,機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)兩門課程的課程設(shè)計(jì)題目選擇范圍加大,同時(shí)增加設(shè)計(jì)時(shí)間,激勵(lì)學(xué)生對(duì)這類題目產(chǎn)生較大的興趣,每一位學(xué)生都積極思考,差不多每人都提出一到幾種運(yùn)動(dòng)方案,然后通過(guò)小組討論,挑出最佳方案后,由各組確定自己的最終機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。通過(guò)這些創(chuàng)意設(shè)計(jì)活動(dòng),可大提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,改革課程體系綜合設(shè)計(jì)手段,加強(qiáng)CAD、CAM、CAE等技術(shù)應(yīng)用[5]。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù),可以大大縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,因而受到了制造廠商、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、公司的極大重視。其中ADAMS是美國(guó)MDI開(kāi)發(fā)的非常著名的虛擬樣機(jī)分析軟件。嘗試以ADAMS為工具,讓學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模與仿真,真實(shí)地仿真機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。改革設(shè)計(jì)手段,將給課程設(shè)計(jì)賦予新的活力。
課程體系綜合設(shè)計(jì)的實(shí)踐及應(yīng)用
1改革設(shè)計(jì)題目,注重學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)
機(jī)械CAD能力、綜合應(yīng)用與設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力是新世紀(jì)高素質(zhì)機(jī)械工程技術(shù)人才的重要素質(zhì)。因此,機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練主線則是以典型機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)為內(nèi)容,并將機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的兩課程設(shè)計(jì)貫通,由根據(jù)設(shè)計(jì)要求到機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及其運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力設(shè)計(jì)(即機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)),再到機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力設(shè)計(jì)(即裝配圖及零件工程圖的設(shè)計(jì)),從而形成一條加強(qiáng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和綜合設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練的設(shè)計(jì)訓(xùn)練主線[6]。使學(xué)生經(jīng)過(guò)原理方案的設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等過(guò)程,加深對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí),加強(qiáng)設(shè)計(jì)中的工程意識(shí),培養(yǎng)綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。目前各高校都在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)改革實(shí)踐,但兩門課程設(shè)計(jì)合在一起的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)還很少見(jiàn)[7]。因此,根據(jù)我校實(shí)際情況,編寫(xiě)了適合于本科機(jī)械類的機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū),指導(dǎo)老師可根據(jù)不同方向教學(xué)班次選用設(shè)計(jì)題目。
2機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)中應(yīng)充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的指導(dǎo)思想。教師在指導(dǎo)時(shí),應(yīng)因材施教、因人施教,對(duì)不同層次的同學(xué)要有所區(qū)別。在選題方面,提倡設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)的同學(xué)選擇指導(dǎo)書(shū)以外的題目。在指導(dǎo)方面,對(duì)這些同學(xué)應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)計(jì)的難度和深度。方案設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)是要把握創(chuàng)新點(diǎn)[8]。在方案分析過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)確定的設(shè)計(jì)目標(biāo),要求學(xué)生至少提出3種可行的方案,并對(duì)方案進(jìn)行分析、比較,總結(jié)出其優(yōu)點(diǎn)與不足。然后確定出設(shè)計(jì)者認(rèn)為最優(yōu)方案作為本次課程設(shè)計(jì)方案。最后對(duì)此方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),包括其運(yùn)動(dòng)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)尺寸的確定,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)直至計(jì)算。
3引入虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析
虛擬樣機(jī)技術(shù)又稱為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù),是國(guó)際上20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù),可以大大縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,受到了制造廠商、科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、公司的極大重視。其中ADAMS是美國(guó)MDI開(kāi)發(fā)的非常著名的虛擬樣機(jī)分析軟件。基于貫徹實(shí)施培養(yǎng)卓越工程師思想,在機(jī)械基礎(chǔ)課程綜合設(shè)計(jì)中引入ADAMS軟件對(duì)插床導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)式運(yùn)輸機(jī)機(jī)構(gòu)、牛頭刨床擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,自動(dòng)繪制刀具的位移、速度、加速度曲線,自動(dòng)繪制曲柄受到的平衡力矩曲線圖等,能通過(guò)后期處理繪制最大動(dòng)態(tài)剩余功曲線圖,使曲線結(jié)果清晰、精確。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真時(shí),觀察在各位置時(shí)所對(duì)應(yīng)曲線含義,加深對(duì)課本關(guān)于機(jī)構(gòu)有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理解。ADAMS軟件還能對(duì)機(jī)構(gòu)采取參數(shù)化建模,學(xué)生可以通過(guò)輸入機(jī)構(gòu)不同原始參數(shù),進(jìn)一步比較不同結(jié)果。與過(guò)去用圖解法或自編程序法進(jìn)行機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)相比,利用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了教學(xué)創(chuàng)新,學(xué)生普遍反映用ADAMS軟件進(jìn)行課程設(shè)計(jì)快捷、方便、直觀,課程設(shè)計(jì)能達(dá)到滿意效果。
4理論聯(lián)系實(shí)際,修改設(shè)計(jì)對(duì)象
在實(shí)際工程應(yīng)用領(lǐng)域中,推薦采用的大多數(shù)齒輪減速器都是采用硬齒面。隨著工業(yè)的發(fā)展,新技術(shù)新工藝不斷涌現(xiàn),在齒輪行業(yè),特別是隨著硬齒面齒輪加工技術(shù)的成熟,加工設(shè)備的完善,硬齒面齒輪減速器已經(jīng)成為齒輪減速裝置的主流,得到了廣泛的實(shí)際工程應(yīng)用,而軟齒面齒輪減速裝置有被逐步淘汰的趨勢(shì)。因此,應(yīng)結(jié)合實(shí)際,采用硬齒面齒輪減速器設(shè)計(jì)的題目來(lái)進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。由于硬齒面齒輪減速器的設(shè)計(jì)與實(shí)際結(jié)合緊密,學(xué)生的自覺(jué)性與積極性得到了很大提高[9]。與此同時(shí),有關(guān)硬齒面齒輪設(shè)計(jì)的資料無(wú)法從現(xiàn)有資料中直接利用,這迫使學(xué)生主動(dòng)查找相關(guān)資料,詢問(wèn)老師,學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力得到了更大的提高。從改用硬齒面齒輪減速器設(shè)計(jì)結(jié)果來(lái)看,整機(jī)的重量減輕、體積縮小,使用材料大幅減少,相應(yīng)的造價(jià)也隨之下降。這使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科技的進(jìn)步給生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)的巨大影響。
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是工科院校的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,本文通過(guò)對(duì)各教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)資源的整合與優(yōu)化,豐富教學(xué)內(nèi)容,改善教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)課堂開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放,引導(dǎo)大學(xué)生參加機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽,并借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享。
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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);資源優(yōu)化與共享;機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì);網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì),機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是工科院校中機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,在本科教學(xué)工作中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。通過(guò)學(xué)習(xí)這些課程,培養(yǎng)學(xué)生的“工程綜合”和“工程應(yīng)用實(shí)踐”能力[1,2]。近年來(lái),隨著普通高校的擴(kuò)招,學(xué)生的個(gè)性差異較大,許多高校本科生為多批次錄取,雖為本科,但學(xué)生的學(xué)習(xí)水平參差不齊。在社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的方針指導(dǎo)下,以學(xué)生為本,進(jìn)一步推進(jìn)教學(xué)改革,把教學(xué)資源進(jìn)行整合優(yōu)化,借助多媒體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)用性和時(shí)效性等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)資源共享。
1.課程教學(xué)資源的優(yōu)化與共享
機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)為技術(shù)基礎(chǔ)課程,屬于本科生的必修課程,該課程與工程應(yīng)用聯(lián)系緊密,具有公式多、圖表多、圖形多等特點(diǎn),由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力差異的存在,過(guò)去單一的教學(xué)方法已無(wú)法滿足培養(yǎng)需求[3],因此,機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)方式應(yīng)由過(guò)去以教師和教材為中心向以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體,課堂為主導(dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心,教材為主導(dǎo)、課程資源為中心轉(zhuǎn)變。新時(shí)期的大學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下,充分利用課程資源實(shí)現(xiàn)自主、自助學(xué)習(xí)。為此,課程組充分利用網(wǎng)絡(luò)資源及兄弟院校的優(yōu)良經(jīng)驗(yàn),從教學(xué)方法、教材建設(shè)、課件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行資源的優(yōu)化整合。隨著多媒體技術(shù)的深入發(fā)展,教學(xué)方法要改革,要綜合分析運(yùn)用。傳統(tǒng)教學(xué)中教師與學(xué)生心與心的碰撞與情感交流,是任何媒體不及的;借助多媒體,可以節(jié)省時(shí)間,信息量大,利用動(dòng)畫(huà)功能,形象、直觀地反映機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,較靜態(tài)圖片易于理解,使不便于描述的難點(diǎn)有所突破。為此,課程組進(jìn)行大量調(diào)研,借助課程研討會(huì)與兄弟院校交流經(jīng)驗(yàn),合理制定教學(xué)大綱,編寫(xiě)教學(xué)要求,制作多媒體課件,為適應(yīng)不同專業(yè)、不同層次學(xué)生的要求,同時(shí)考慮不同教師的教學(xué)特點(diǎn),教學(xué)課件以求大同存小異為原則。同時(shí),在課件的制作過(guò)程中,讓不同層次的學(xué)生參與,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中便于理解和掌握,制作滿足不同層次和不同教學(xué)需要的教學(xué)課件,提高資源共享率。多媒體技術(shù)的運(yùn)用可以刺激學(xué)生的感官,動(dòng)畫(huà)部分可以激發(fā)學(xué)生的好奇心,進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,尤其突出的是連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)和輪系等。如果整個(gè)授課過(guò)程全部采用多媒體課件,時(shí)間長(zhǎng)了,學(xué)生容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞,產(chǎn)生教學(xué)形式過(guò)于單一的感覺(jué),可采取例題用黑板講述,或講課過(guò)程中增加實(shí)例討論,實(shí)踐證明多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生良好的效果??傊?,在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師將多媒體課件與板書(shū)有機(jī)的結(jié)合運(yùn)用,將增進(jìn)師生間的情感交流和良好互動(dòng),使得學(xué)習(xí)氣氛和諧,達(dá)到比較理想的教學(xué)效果。大學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂學(xué)習(xí),尤其是每年有許多學(xué)生要參加研究生入學(xué)考試,機(jī)械基礎(chǔ)課程作為專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課是所考科目之一,學(xué)生需要課下學(xué)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)。為此,課程組編寫(xiě)了相應(yīng)的教材,有《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》,教材中增加了實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容,即在每章后附加實(shí)踐環(huán)節(jié)練習(xí),此練習(xí)通過(guò)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦熟悉和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的一個(gè)過(guò)程練習(xí),比如在學(xué)完“鏈傳動(dòng)”一章之后,設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)為:“觀察一輛變速自行車的滾子鏈傳動(dòng),分析有幾種傳動(dòng)比,松緊邊的位置,鏈接頭形式,并觀察張緊輪的位置,如何調(diào)整鏈條的松緊程度。”這個(gè)環(huán)節(jié)可以由老師帶著做,也可以由學(xué)生課下自己做。同時(shí),為方便學(xué)生自學(xué),課程組專門為學(xué)生制作多媒體課件,該課件模擬教師課堂教學(xué)流程,深入淺出地詳細(xì)講解,例題量大且題型多,并附加基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試,重點(diǎn)、難點(diǎn)明確,放置于我校網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”精品課中,學(xué)生可以借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的輔助學(xué)習(xí)功用實(shí)現(xiàn)自主、自助學(xué)習(xí)。“知之者不如好之者,好之者不如樂(lè)之者”,通過(guò)教學(xué)資源的優(yōu)化與共享,學(xué)生方便靈活地廣泛涉獵知識(shí),提高能力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)打下良好的理論基礎(chǔ),以便更好地服務(wù)社會(huì)。
2.改革工程實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化與共享
實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)人才目標(biāo)的重要環(huán)節(jié),知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐,能力來(lái)自于實(shí)踐,各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力尤其重要。我國(guó)的某些理工科重點(diǎn)高等院校如清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢大學(xué)、武漢理工大學(xué),針對(duì)“重實(shí)踐”提出的教學(xué)理念、教學(xué)方式和方法及教學(xué)內(nèi)容的改革已經(jīng)全面展開(kāi)。因此,應(yīng)針對(duì)我校特點(diǎn)對(duì)實(shí)踐教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化整合,實(shí)現(xiàn)共享,為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。
2.1對(duì)實(shí)驗(yàn)資源整合優(yōu)化,加快實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
我校是由幾所學(xué)校合并而成的,許多實(shí)驗(yàn)資源重復(fù),如機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)演示臺(tái)就有多套、同類減速器若干臺(tái)、動(dòng)平衡機(jī)多臺(tái)、齒輪范成儀多臺(tái)等,并且多而雜的教學(xué)模型占據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)室空間,為此,對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整合,淘汰落后和多余的模型和儀器,改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備,對(duì)“機(jī)器與機(jī)構(gòu)陳列柜”研發(fā)配置聲控裝置,并與機(jī)構(gòu)的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ),使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更翔實(shí)、有趣。為豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練,購(gòu)置一些新型的實(shí)踐教學(xué)設(shè)備,更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,完善實(shí)踐教學(xué)體系,開(kāi)設(shè)出能夠培養(yǎng)工程意識(shí)和綜合能力的實(shí)驗(yàn)。購(gòu)置了QM-ZXI型組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)箱,通過(guò)此套設(shè)備學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)拆裝軸系。通過(guò)購(gòu)進(jìn)HK2B-Ⅱ型機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺(tái),開(kāi)設(shè)了“機(jī)構(gòu)系統(tǒng)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)”,利用此平臺(tái),學(xué)生可以進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),再到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上搭接組裝,然后對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析改進(jìn),加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)課程增強(qiáng)了自選性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)了學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性,提高了學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展科學(xué)研究工作的素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室向全校師生開(kāi)放,鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)而優(yōu)則創(chuàng),在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自主研發(fā)設(shè)計(jì)的“高壓電線除冰裝置”獲得2010年河北省首屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽河北省一等獎(jiǎng),“火災(zāi)逃生地震避險(xiǎn)多用桌”、“救援千金頂”獲得2010年河北省首屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽河北省三等獎(jiǎng),“社區(qū)太陽(yáng)能路燈電池板清潔裝置”獲得2012年河北省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng);“自行車一體化鏈?zhǔn)匠錃馔?rdquo;獲得2012年河北省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。
2.2建立網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)。
多媒體技術(shù)的發(fā)展,為網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)提供了便利條件。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、三維造型技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)等創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)一步豐富精品課網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。如“桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析”可以改變構(gòu)件尺寸觀察運(yùn)動(dòng)軌跡變化,“軸系裝配工藝”可以清楚說(shuō)明零件間的相互位置關(guān)系、零件裝配工藝等,“軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)”指出尺寸的合理性及如何修正錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)。將大量的實(shí)例分門別類,不但在不增加教學(xué)設(shè)備的情況下加大了實(shí)踐教學(xué)比重,而且實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)環(huán)境的靈活性,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.3完善課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
課程設(shè)計(jì)是非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié),能夠培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。以往課程設(shè)計(jì)安排在課程教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行,現(xiàn)在將課程設(shè)計(jì)任務(wù)安排在相應(yīng)課程的教學(xué)過(guò)程中,將任務(wù)書(shū)下發(fā)給每一位學(xué)生,教師以課程設(shè)計(jì)為主線組織教學(xué),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)利用課外時(shí)間收集資料和考慮各種復(fù)雜問(wèn)題,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性進(jìn)行創(chuàng)新思維。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中設(shè)計(jì)方案,利用實(shí)驗(yàn)室資源,不斷完善自己的設(shè)計(jì)方案,通過(guò)課程設(shè)計(jì)主線,使學(xué)生感受到本課程各部分內(nèi)容的有機(jī)聯(lián)系。同時(shí),將學(xué)生合理的設(shè)計(jì)方案補(bǔ)充到實(shí)踐教學(xué)中,使課堂教學(xué)不再停留在課本上。根據(jù)我校的實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn),結(jié)合國(guó)內(nèi)外高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略,編寫(xiě)《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》教材,并將有關(guān)內(nèi)容置于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上,方便學(xué)生自主學(xué)習(xí),也為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供有益的幫助,深受學(xué)生的好評(píng)。
3.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程資源優(yōu)化與共享的研究,提高教學(xué)信息資源收藏質(zhì)量,對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行整合和深加工,豐富教學(xué)內(nèi)容,完成網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè),多手段、多方法地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息資源的共建、共知與共享的目的。今后將不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和完善,為人才的培養(yǎng)提供更優(yōu)質(zhì)的資源,進(jìn)行交流與共享。
作者:張君彩 陳青果 單位:河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);創(chuàng)新能力:TRIZ理論
中圖分類號(hào) G642.0
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
文章編號(hào) 1005-4634(2012)05-0081-03
0 引言
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是天津城市建設(shè)學(xué)院非機(jī)類專業(yè)學(xué)生所學(xué)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,主要研究機(jī)械的常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法,具有較強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性和應(yīng)用性。現(xiàn)代社會(huì)需要具有創(chuàng)新能力的人才,所以結(jié)合天津城市建設(shè)學(xué)院非機(jī)類專業(yè)特點(diǎn),并針對(duì)本課程特點(diǎn),提出具體的改革方式來(lái)加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中存在的問(wèn)題
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程通常采用課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)方式實(shí)施教學(xué)。如今的教學(xué)中存在以下問(wèn)題。
1)教學(xué)內(nèi)容多,課時(shí)少;
2)教學(xué)模式比較陳舊,現(xiàn)代教育手段得不到正確使用;
3)學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性差;
4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)重理論、輕實(shí)踐;
5)學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的重視度不夠、依賴性強(qiáng),無(wú)創(chuàng)新性。
總體而言,現(xiàn)在的學(xué)生會(huì)背書(shū)、有技能,但缺乏創(chuàng)新能力。因此,在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生掌握設(shè)計(jì)的基本原理和最新方法,還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新思維的探索在國(guó)內(nèi)外從沒(méi)有停止過(guò),并已取得許多可喜的成果,如試錯(cuò)法、頭腦風(fēng)暴法、形態(tài)分析法、焦點(diǎn)對(duì)象法、多角度思考法、檢核表法等。但上述創(chuàng)新方法基本以心理機(jī)制為基礎(chǔ),且邏輯性不嚴(yán)密。TRIZ是前蘇聯(lián)G.enrich S.Altshuller和他的同事,經(jīng)過(guò)50多年對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的專利文獻(xiàn)和自然科學(xué)知識(shí)進(jìn)行研究、整理和歸納,最終建立的一整套系統(tǒng)化的、實(shí)用的、解決發(fā)明問(wèn)題的理論和方法體系。TRIZ理論的原理、法則、程序、步驟、措施等,來(lái)源于人類長(zhǎng)期探索與改造自然的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),具有嚴(yán)密的邏輯性,而且應(yīng)用的有效性較高。ZLOTIN把知識(shí)從0級(jí)到4級(jí)分為了5個(gè)等級(jí)(0級(jí)最低,4級(jí)最高),不同級(jí)別的知識(shí)可以用于解決不同級(jí)別的問(wèn)題,如表1所示。使用TRIZ理論解決問(wèn)題時(shí),其步驟如圖1所示。
2 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程改革措施
充分考慮天津城市建設(shè)學(xué)院教學(xué)的實(shí)際情況和本課程特點(diǎn),基于TRIZ,對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程提出具體的改革措施。
1)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)體系。(1)選取來(lái)源于現(xiàn)實(shí)生活的教學(xué)素材,并使教學(xué)內(nèi)容貼近非機(jī)類各專業(yè)方向;(2)傳統(tǒng)和現(xiàn)代技術(shù)手段相結(jié)合,注重教師的引導(dǎo)作用,采用學(xué)生的融入式教學(xué);(3)融入TRIZ理論,如講解齒輪機(jī)構(gòu)在當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r時(shí),引導(dǎo)學(xué)生采用TRIZ理論中40個(gè)發(fā)明原理中的問(wèn)題模型進(jìn)行分析:應(yīng)用最廣的是直齒漸開(kāi)線齒輪,但其壽命短、承載能力有限。因此,人們嘗試在同樣厚度的齒輪上,增加接觸線長(zhǎng)度的斜齒,即斜齒輪。但斜齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中,易產(chǎn)生對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)不利的軸向分力,所以,誕生了人字齒輪,可是人字齒輪的加工復(fù)雜。同時(shí),講解齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其在生活中的應(yīng)用時(shí),穿插TRIZ理論及其有關(guān)的創(chuàng)新實(shí)例,并讓學(xué)生在課堂及課后應(yīng)用TRIZ理論進(jìn)行思考,啟發(fā)學(xué)生在原有基礎(chǔ)上不同角度的創(chuàng)新。
2)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。(1)組織學(xué)生拆裝與專業(yè)相關(guān)的機(jī)器,為學(xué)習(xí)專業(yè)課打下良好基礎(chǔ);(2)開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)…,如機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),主要對(duì)常見(jiàn)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)意組合,由學(xué)生自己設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)用途和機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,再根據(jù)其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖搭建機(jī)構(gòu),并分析其合理性。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可使用TRIZ理論中的合并、分割、嵌套、替代等發(fā)明原理,解決設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)如何達(dá)到機(jī)構(gòu)功能的要求;(3)從各自專業(yè)出發(fā),鼓勵(lì)學(xué)生構(gòu)想出一些新的機(jī)構(gòu)、機(jī)器或?qū)ΜF(xiàn)有機(jī)器的不合理部分提出改革設(shè)想,然后進(jìn)行設(shè)計(jì)并付諸實(shí)施。
3)改革課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式,加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。(1)組成興趣設(shè)計(jì)小組,讓學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題提出創(chuàng)新性解決方案;(2)TRIZ理論中的39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)與機(jī)械產(chǎn)品有著非常密切的關(guān)系,所以,課程設(shè)計(jì)中要以學(xué)生為主,教師只起指導(dǎo)作用,引導(dǎo)學(xué)生將TRIZ理論中的39個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)應(yīng)用到課程設(shè)計(jì)中,為以后的實(shí)踐性工作打下基礎(chǔ);(3)重視答辯。
4)構(gòu)建第二課堂,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。結(jié)合專業(yè)優(yōu)勢(shì),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師課題和各級(jí)挑戰(zhàn)杯及創(chuàng)新大賽。(1)參與教師課題,使學(xué)生接觸學(xué)術(shù)發(fā)展的尖端知識(shí),并增加他們的求知欲和探索欲;(2)對(duì)于各種競(jìng)賽活動(dòng),采用自主研究模式,即由教師指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用TRIZ理論提出問(wèn)題和解決問(wèn)題,搜集資料制定研究計(jì)劃,最后提交研究成果(論文或生產(chǎn)成品)。自始至終,指導(dǎo)教師不應(yīng)直接參與其中,更不應(yīng)把自己的觀點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生,只在必要時(shí)給予一定的技術(shù)指導(dǎo)。
在參加天津市高校第二屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的時(shí)候,學(xué)生提出問(wèn)題:出門需帶東西多時(shí),只有拉桿箱和塑料袋為伴,可是塑料袋提東西重了手會(huì)疼,拉桿箱拖東西輕松,但是不方便攜帶。這個(gè)問(wèn)題屬于TRIZ理論中的物理沖突,即為了實(shí)現(xiàn)某種功能,一個(gè)子系統(tǒng)或元件應(yīng)具有一種特性,但是同時(shí)出現(xiàn)了與該特性相反的特性?,F(xiàn)在要求既能載重物,又要攜帶方便。在TRIZ理論中,Mann曾經(jīng)提出:解決物理沖突的分離原理與解決技術(shù)沖突的發(fā)明原理之間存在關(guān)系,對(duì)于一條分離原理,可以有多條發(fā)明原理與之對(duì)應(yīng),如表2所示。
所以,上述問(wèn)題屬于時(shí)間分離,根據(jù)表2中的發(fā)明原理15動(dòng)態(tài)化:使一個(gè)物體或其環(huán)境在操作的每一個(gè)階段自動(dòng)調(diào)整,以達(dá)到優(yōu)化的性能。按照此原理,學(xué)生設(shè)計(jì)了多功能小拖車,鋁合金材料,折疊前尺寸為95×35cm,折疊后尺寸為40×35cm,如圖2所示。小拖車功能如下:
(1)拉桿的伸縮設(shè)計(jì)(如圖3)。伸縮設(shè)計(jì)可自由調(diào)節(jié)拉桿長(zhǎng)度,當(dāng)老人使用時(shí),調(diào)節(jié)到拐杖的長(zhǎng)度,用于老人暫時(shí)的站立休息;
(2)底板旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)(如圖3)。底板沿水平面旋轉(zhuǎn)90度與拉桿成一條直線,拖車可被折疊;
(3)底板腿的伸縮設(shè)計(jì)(如圖4)。底板腿的伸縮設(shè)計(jì)使拖車折疊成小板凳,走路累的時(shí)候可以坐在上面休息。
3 結(jié)束語(yǔ)
將上述改革措施應(yīng)用到天津城市建設(shè)學(xué)院各專業(yè)的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中,經(jīng)過(guò)近兩年的實(shí)踐,取得了良好的效果。
1)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的積極性和求知欲,提高了教學(xué)質(zhì)量;
2)提高了學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力,為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ);
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)習(xí)興趣 課程設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械及相關(guān)專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性。在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中,需要綜合運(yùn)用多門先修課程中有關(guān)的知識(shí)與技能,教材中涉及的公式、圖線、表格、數(shù)據(jù)眾多,各章節(jié)之間沒(méi)有明顯的邏輯關(guān)系,從宏觀上看,缺乏系統(tǒng)性和規(guī)律性。而且,在研究該課程的相關(guān)問(wèn)題時(shí),思維活動(dòng)往往需要沿多條線路交錯(cuò)進(jìn)行:既要分析機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)情況、零件的載荷狀態(tài),還要探討如何選材、如何保證良好的工藝性及經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)問(wèn)題,設(shè)計(jì)者還要考慮到從設(shè)計(jì)到制造、使用及維護(hù)等方方面面的環(huán)節(jié),十分復(fù)雜。學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的靈活性很大,設(shè)計(jì)結(jié)果不是唯一,評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)也不能簡(jiǎn)單的用“對(duì)”或“錯(cuò)”來(lái)衡量。這些特點(diǎn)都使得初學(xué)者難以適應(yīng),也給教學(xué)者帶來(lái)了很大的困擾。為此,我將日常教學(xué)中的做法及想法做了如下總結(jié),以求探索更好的教學(xué)方式來(lái)提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。
一、教學(xué)內(nèi)容更加合理和具有針對(duì)性
機(jī)械設(shè)計(jì)是既注重理論又非常注重實(shí)踐的一門課程。但是,對(duì)于不同的辦學(xué)層次有著不同的要求。高職教育突出的是應(yīng)用型教育,因此,在課程內(nèi)容的設(shè)置上要難易適中,結(jié)合實(shí)際,實(shí)用夠用。在保證知識(shí)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性和完整性的前提下,盡量縮減理論推導(dǎo),把抽象的知識(shí)直觀化。如對(duì)一些繁難的公式會(huì)用就行,不必深究。在傳授基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,適當(dāng)引入新知識(shí),在課堂上增加一些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本概念和基本方法的傳授。如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容中穿插三維造型設(shè)計(jì);在典型零件的規(guī)范化設(shè)計(jì)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)等。一些具有可比性的零部件可以合并講授,例如滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承,螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接,直齒輪設(shè)計(jì)和斜齒輪的設(shè)計(jì)等。
針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容多、雜、散的特點(diǎn),采用“主線式”教學(xué),即:
介紹類型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)工作情況分析失效形式及原因受力和應(yīng)力分析確立設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選擇材料及熱處理方式設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪制工作圖等,讓學(xué)生在設(shè)計(jì)不同對(duì)象時(shí)掌握一些共通的設(shè)計(jì)方法和步驟。
二、采用啟發(fā)式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力
興趣是一種主觀能動(dòng)性的體現(xiàn),有了興趣就有了想認(rèn)知和進(jìn)一步認(rèn)知的動(dòng)力,只有充分挖掘出學(xué)生學(xué)習(xí)中的主動(dòng)性,才能真正使之全面而透徹的掌握機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程。傳統(tǒng)中平鋪直敘、滿堂灌的教學(xué)方式已經(jīng)落伍,應(yīng)將教學(xué)過(guò)程組織成創(chuàng)設(shè)矛盾和充滿討論的過(guò)程,通過(guò)一定的由淺入深的問(wèn)題激發(fā)矛盾,推動(dòng)思維活動(dòng)的展開(kāi),把學(xué)習(xí)的外向動(dòng)機(jī)向內(nèi)向動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移,變學(xué)生的客體地位為主體地位,對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)通過(guò)一系列的提問(wèn)和啟發(fā),讓學(xué)生利用已掌握的知識(shí)自己去尋求答案,對(duì)他們得到的結(jié)論給以積極而客觀的評(píng)價(jià),把他們從自己得出的結(jié)論引向?qū)嶋H,進(jìn)而繼續(xù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。這樣,在培養(yǎng)學(xué)生的理論水平的同時(shí)也加強(qiáng)了他們的素質(zhì)教育,提高了他們的自學(xué)能力,使得他們有了創(chuàng)新的渴求。創(chuàng)新是高科技發(fā)展的動(dòng)力和源泉,是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,也是我國(guó)21世紀(jì)人才培養(yǎng)的核心目標(biāo),在機(jī)械設(shè)計(jì)課程中可以增加機(jī)械零件認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)和機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力,學(xué)校可以定期將實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放,讓同學(xué)們自己選擇儀器、自主對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)、設(shè)計(jì)等。
三、教學(xué)手段多樣化、現(xiàn)代化
課堂教學(xué)中充分利用實(shí)物模型、掛圖和多媒體等教學(xué)手段,課堂外可以采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、實(shí)地參觀等多種教學(xué)手段,多角度、多方位地培養(yǎng)學(xué)生。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)聲畫(huà)并茂,圖文交互,包含大量的信息;對(duì)同一個(gè)內(nèi)容的處理可以采用語(yǔ)言、音樂(lè)、圖片、動(dòng)畫(huà)等不同的方式呈現(xiàn)并有機(jī)結(jié)合在一起;能夠充分發(fā)揮多種感官功能,減少學(xué)習(xí)抽象概念的困難,大大提高了教學(xué)效率。如每一章的概述都會(huì)介紹各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或通用零件的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用,如果單純用語(yǔ)言描述,枯燥又抽象。如果能制作成動(dòng)畫(huà)或截取一些實(shí)物的影象資料,就會(huì)使內(nèi)容簡(jiǎn)練而生動(dòng)。當(dāng)然這離不開(kāi)好的課件,課件要與課堂充分結(jié)合在一起,要把知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合,提高課件的交互性。但是機(jī)械設(shè)計(jì)課程涉及的內(nèi)容繁雜,特點(diǎn)不一,也不能單純用多媒體,老師講解加板書(shū)對(duì)于一些復(fù)雜的推導(dǎo)可能給學(xué)生留出了更多的思考空間和時(shí)間,邏輯上更清晰一些。另外,現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)也應(yīng)引起重視,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)案例教學(xué),可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情減少他們的精神壓力,減少理論和實(shí)際的脫節(jié),如果能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的拆裝或機(jī)器的操作就能起到事半功倍的成效。
四、改革課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié),其基本目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)的能力,工程分析能力和運(yùn)用資料等基本設(shè)計(jì)能力,同時(shí),也是對(duì)整個(gè)課程學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)。
目前,我們課程設(shè)計(jì)的題目仍然采用的是一級(jí)減速器的設(shè)計(jì),由于資料不齊全,學(xué)生基本上是在經(jīng)過(guò)大量的計(jì)算,翻手冊(cè)之后,就照葫蘆畫(huà)瓢了。設(shè)計(jì)題目太過(guò)陳舊,跟不上時(shí)展,易使學(xué)生墨守成規(guī)。對(duì)此,其改進(jìn)措施是:針對(duì)一些基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)可以繼續(xù)選擇做減速器的設(shè)計(jì)或減速器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì);而針對(duì)一些基礎(chǔ)好的同學(xué),可以讓學(xué)生選擇一些老師自己以前的科研課題的一部分加以改進(jìn);或讓學(xué)生自己找感興趣的課題由老師加以指導(dǎo)來(lái)加強(qiáng)創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
在內(nèi)容上,還可以將原來(lái)的機(jī)械原理和機(jī)械零件的課程設(shè)計(jì)合在一起進(jìn)行,要求學(xué)生從總體方案設(shè)計(jì)到零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一起完成,使設(shè)計(jì)更系統(tǒng),完整,為鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,我們可向?qū)W生提供多個(gè)設(shè)計(jì)方案參與,學(xué)生也可提出自己更合理的設(shè)計(jì)方案。
對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不給學(xué)生過(guò)多的限制,而應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性,為了解決學(xué)生對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)普遍缺乏的問(wèn)題,讓學(xué)生在設(shè)計(jì)前參觀機(jī)械傳動(dòng)陳列室和實(shí)訓(xùn)中心,對(duì)學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有所啟發(fā)。
對(duì)于學(xué)生中普遍存在的工藝知識(shí)和公差知識(shí)的缺乏,應(yīng)結(jié)合課程設(shè)計(jì)實(shí)際進(jìn)行必要的講解和補(bǔ)充,使學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)全面掌握和鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。在課程設(shè)計(jì)中我們還可以嘗試用課程設(shè)計(jì)CAI課件來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì),提高學(xué)生的積極性,另外,我們還積極鼓勵(lì)學(xué)生利用CAD軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計(jì),使學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)掌握現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段和方法。
五、結(jié)束語(yǔ)
機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方法還需要不斷地改革,才能更適應(yīng)高職教育培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才的需求。這是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及課程教學(xué)環(huán)節(jié)上的綜合配套。只有不斷地實(shí)踐,才能找到更加合適和有效的方法,我們應(yīng)該朝著這個(gè)目標(biāo)不斷地努力。
參考文獻(xiàn):
[1]趙亮培.計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用.中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育,2004.
突出工程觀點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,而學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí),因此我們充分利用實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用工程觀點(diǎn)提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)課在傳授知識(shí)和技能方面有著理論課無(wú)法替代的作用,它的特點(diǎn)是觀察目標(biāo)明確、清晰,原理結(jié)構(gòu)易懂、有針對(duì)性,可動(dòng)手操作等。我們要求學(xué)生仔細(xì)觀察、分析,并將實(shí)際結(jié)果和有關(guān)原理進(jìn)行分析、對(duì)比和歸納總結(jié)。如動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)、螺栓組連接實(shí)驗(yàn)等幾個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),目的就是驗(yàn)證理論知識(shí),培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,同時(shí)提高學(xué)生應(yīng)用工程觀點(diǎn)分析問(wèn)題的能力。課程設(shè)計(jì)是本課程及相關(guān)課程知識(shí)的一次綜合運(yùn)用,是學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,是對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)能力的一次鍛煉和檢查。在此過(guò)程中,前一階段教學(xué)中存在的問(wèn)題會(huì)顯露出來(lái),因此這是系統(tǒng)培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生工程觀點(diǎn)的一次難得的機(jī)會(huì)。
將單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)與整機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中,零部件往往不是單獨(dú)使用的,它們要相互連接、配合形成系統(tǒng)進(jìn)行工作。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)的目標(biāo)決不僅僅是為了能夠進(jìn)行單個(gè)零部件的設(shè)計(jì),而是面向?qū)嶋H機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但目前國(guó)內(nèi)高校機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容在編排上都是以零部件進(jìn)行分塊講解,各個(gè)零部件之間沒(méi)有很好地建立有機(jī)的聯(lián)系,學(xué)生在學(xué)完整個(gè)課程之后雖然能夠進(jìn)行單個(gè)零部件的設(shè)計(jì),但面臨整機(jī)設(shè)計(jì)中的零部件之間相關(guān)問(wèn)題設(shè)計(jì)往往無(wú)所適從。為此,我們?cè)诮虒W(xué)中每講到某一個(gè)零部件的設(shè)計(jì)時(shí)總要抽出一定的時(shí)間詳細(xì)介紹一下該零部件與其他零部件之間的關(guān)系、設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行相互協(xié)調(diào)等。
合理使用教學(xué)方法與教學(xué)手段
1采用多媒體教學(xué),提高教學(xué)效果學(xué)校在多個(gè)校區(qū)建立了設(shè)備先進(jìn),條件優(yōu)越的多媒體教室,能保證全校機(jī)械設(shè)計(jì)課程的多媒體教學(xué)。從2000年開(kāi)始研究利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革,進(jìn)行多媒體課件的研制工作,完成了《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械工程基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》三門課程的多媒體課件,所用素材內(nèi)容豐富、經(jīng)典生動(dòng),學(xué)生反映良好,使用方便省時(shí)高效;使教師授課空間由二維的黑板擴(kuò)展到了更真實(shí)、自然的多維空間,為改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段提供了新的發(fā)展機(jī)遇。
2多樣化的課堂教學(xué)幫助學(xué)生掌握重點(diǎn)、克服難點(diǎn)理論課加強(qiáng)啟發(fā)式,采用多媒體和黑板相結(jié)合,并輔以配套電子版教材,幫助學(xué)生聽(tīng)課與復(fù)習(xí);習(xí)題課通過(guò)抓住典型習(xí)題,舉一反三,以點(diǎn)帶面;討論課以實(shí)際工程為背景,使學(xué)生在分析能力提高中理解重點(diǎn);實(shí)驗(yàn)課充分發(fā)揮開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的作用,使學(xué)生在自主動(dòng)手能力提高中突破難點(diǎn)。
3建設(shè)“機(jī)械設(shè)計(jì)”省級(jí)精品課程網(wǎng)站利用校園網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),為學(xué)生提供了教學(xué)課件、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、復(fù)習(xí)思考題、練習(xí)題等大量的學(xué)習(xí)資源,節(jié)省了學(xué)時(shí),提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。
3開(kāi)放主題的小論文,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力
由于學(xué)時(shí)的限制,在講授機(jī)械發(fā)展史等內(nèi)容時(shí),只能給學(xué)生一些很粗淺的認(rèn)識(shí)。我們嘗試讓學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行自學(xué),并且給學(xué)生獲取比教材上內(nèi)容更豐富和具體的知識(shí)的途徑,要求學(xué)生以“各種機(jī)械的發(fā)展史”為主題寫(xiě)成學(xué)習(xí)小論文。學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)資料,對(duì)各種機(jī)器的相關(guān)技術(shù)及發(fā)展有了較深入的認(rèn)識(shí),并完成了諸如“機(jī)器人的發(fā)展”“、抽油機(jī)的發(fā)展”、“聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展”、“輪式拖拉機(jī)的發(fā)展”等小論文的寫(xiě)作,并編輯成冊(cè),培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力。
工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
以機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系的教學(xué)內(nèi)容為背景,以強(qiáng)化設(shè)計(jì)型、綜合型和加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)為目標(biāo),我們將原“機(jī)械設(shè)計(jì)”的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)從課程中剝離出來(lái),于2006年構(gòu)建了單獨(dú)設(shè)置、學(xué)分單列的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程,并新編了“機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)”和“機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱”,按五大模塊體系設(shè)置了5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其中:創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)1個(gè),綜合型實(shí)驗(yàn)3個(gè),驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)1個(gè)。對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定了難度等級(jí),要求每位學(xué)生至少完成3個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其中包括2個(gè)必做項(xiàng)目和1個(gè)選做項(xiàng)目,便于因材施教和培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。為進(jìn)一步提高本科生科研能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新熱情,依托西南地區(qū)較早建立的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室,我校每年都舉辦大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,學(xué)生可根據(jù)自身的興趣愛(ài)好和創(chuàng)新需求自由申請(qǐng)項(xiàng)目,也可申請(qǐng)參加教師從現(xiàn)有教學(xué)、科研、生產(chǎn)和管理研究課題中細(xì)化出來(lái)的項(xiàng)目或企業(yè)界設(shè)立的項(xiàng)目,學(xué)校給予經(jīng)費(fèi)支持,機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)部配備指導(dǎo)教師。近幾年來(lái),學(xué)生的科技創(chuàng)新活動(dòng)如火如荼的進(jìn)行,優(yōu)秀作品曾多次獲得四川省“挑戰(zhàn)杯”、全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”、全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)以及全國(guó)機(jī)器人足球錦標(biāo)賽冠、亞軍。
加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)組鼓勵(lì)和支持青年教師在職提高學(xué)位,實(shí)行指導(dǎo)教師責(zé)任制,安排富有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老教師在教學(xué)和科研上對(duì)新進(jìn)教師進(jìn)行指導(dǎo)和幫助,實(shí)行一對(duì)一的傳、幫、帶,并訂有明確具體的培養(yǎng)計(jì)劃,幫助他們提高教學(xué)能力,過(guò)好教學(xué)關(guān)。要求新進(jìn)教師必須經(jīng)過(guò)聽(tīng)課、輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)、試講、點(diǎn)評(píng)、講近機(jī)類課程等階段后,才能講機(jī)類課程。經(jīng)常開(kāi)展有關(guān)本課程的教改與建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)方法與手段運(yùn)用以及老教師示講、試講等教學(xué)法活動(dòng);鼓勵(lì)青年教師在教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面勇于創(chuàng)新,創(chuàng)造條件鼓勵(lì)教師參加各種學(xué)術(shù)會(huì)議。鼓勵(lì)青年教師積極參與本課程組主持或參加的校級(jí)及省教育廳立項(xiàng)的課程建設(shè)與教改研究項(xiàng)目。另外,加大引進(jìn)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程技術(shù)人才,把不同經(jīng)歷的教師融為一個(gè)有機(jī)整體,使教師間共同磋商,相互學(xué)習(xí),取長(zhǎng)補(bǔ)短。
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)