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[中圖分類號(hào)]G712[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1009-5349(2010)11-0199-01
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計(jì)一直以傳統(tǒng)的單級(jí)圓柱齒輪減速器為核心設(shè)計(jì)課題。盡管大多數(shù)減速器可以在市場(chǎng)上方便地購(gòu)得,不過,減速器作為與機(jī)械設(shè)計(jì)課程結(jié)合最為緊密的典型實(shí)例,仍然可以在課程設(shè)計(jì)中充當(dāng)重要的角色。但是,我們也深刻地意識(shí)到,以減速器為核心設(shè)計(jì)課題,在培養(yǎng)學(xué)生遵循標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等意識(shí)方面綽綽有余,而在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)方面有所不足。一部分學(xué)生由于基礎(chǔ)較差等原因,對(duì)課程設(shè)計(jì)沒有給予足夠的重視。而機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程,恰恰是一門非常有利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力的課程,應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在本課程學(xué)習(xí)過程中逐漸積累的創(chuàng)造性火種,在最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中得到充分燃燒。因此,我們認(rèn)為,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的題目,應(yīng)當(dāng)是基于減速器,但不限于減速器;基于本課程,但不限于本課程。要靈活多樣,因人而宜,適當(dāng)綜合,開展綜合實(shí)踐,從知識(shí)性、趣味性、實(shí)用性相結(jié)合的選題思路入手,在達(dá)到教學(xué)目的同時(shí),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的熱情,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的勇氣。
近幾年,我們?cè)跈C(jī)械專業(yè)的綜合實(shí)踐中,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性構(gòu)思能力、社會(huì)調(diào)查和分析問題能力、獨(dú)立思考和協(xié)作能力、計(jì)算繪圖和運(yùn)用工具書能力、審核設(shè)計(jì)說明書和圖樣能力、語言和文字表達(dá)能力等方面,進(jìn)行了大膽的嘗試,收到了預(yù)期效果。
綜合實(shí)踐與傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)相比,最大的變化體現(xiàn)在課題的確定上。在仍然保留減速器為核心題目的前提下,適當(dāng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)課題。
首先,公布具體的課程設(shè)計(jì)題目,并由相應(yīng)的指導(dǎo)教師對(duì)每個(gè)課題的性質(zhì)、涉及的相關(guān)知識(shí)、設(shè)計(jì)工作量和對(duì)學(xué)生能力的要求等方面的情況略加闡述。為接近生活和生產(chǎn)實(shí)際,訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的能力,題目中的設(shè)計(jì)參數(shù)和原始數(shù)據(jù)只有少數(shù)是完整給出的,大多數(shù)是部分給出的,個(gè)別的甚至根本沒有給出,區(qū)別度大,模糊性強(qiáng),試圖為不同程度的學(xué)生留有充分的選擇余地。
然后,由學(xué)生根據(jù)自己的興趣、愛好、特長(zhǎng)、志向、自由組合、自主選題。為充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、體現(xiàn)對(duì)學(xué)生的信任和支持,也允許少部分學(xué)生自己選題。實(shí)際情況表明,自己選的題目都有一定難度,學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)很重視,對(duì)自己很負(fù)責(zé)任。
綜合實(shí)踐大致劃分為以下類型:
1.以單級(jí)圓柱齒輪減速器為核心的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
這是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目,設(shè)計(jì)指導(dǎo)書和參考資料完備,教師也有一定的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),因此仍然保留,也可以同其他題目相對(duì)照。
2.教具設(shè)計(jì)制作題目
由于學(xué)生熟悉教具的工作原理,清楚教具的作用,所以積極性很高。他們克服困難,自己動(dòng)手,先后制作了平面連桿機(jī)構(gòu)連桿曲線演示板、含一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)演化規(guī)律演示板、飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置演示模型等。其中,含一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)演化規(guī)律演示板的制作難度較大,學(xué)生想出了許多好辦法,保證了質(zhì)量,也有很大收獲。學(xué)生還設(shè)計(jì)制作了壓桿穩(wěn)定演示裝置等材料力學(xué)教具。
3.校園小機(jī)械設(shè)計(jì)
這類題目趣味性強(qiáng),有實(shí)用價(jià)值,因此吸引了大多數(shù)學(xué)生。如:旗桿及附屬裝置設(shè)計(jì);禮堂幕布自動(dòng)啟閉裝置;校門啟閉裝置;多孔試卷裝訂機(jī)等。這些題目有的雖然看上去并沒什么難度,但是隨著設(shè)計(jì)的深入問題便不斷出現(xiàn)。有些題目本身就具有一定的難度,在有限的設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)無法完全解決,但是仍然可以使學(xué)生受到設(shè)計(jì)訓(xùn)練。比如,申報(bào)校門啟閉裝置題目的學(xué)生,首先對(duì)自動(dòng)伸縮門的結(jié)構(gòu)、特性、品牌進(jìn)行調(diào)查,然后,提出了對(duì)校門的改進(jìn)意見,進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
4.動(dòng)態(tài)廣告牌設(shè)計(jì)
目前市場(chǎng)上各種動(dòng)態(tài)廣告牌爭(zhēng)奇斗艷,許多是依靠機(jī)械傳動(dòng)裝置工作的,我們要求設(shè)計(jì)多畫面翻轉(zhuǎn)式動(dòng)態(tài)廣告牌,有一定的難度。有的同學(xué)選用了課堂上沒有介紹的蝸桿凸輪間歇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)四畫面的轉(zhuǎn)換;有的同學(xué)還對(duì)吉林市的室外廣告進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和分析,并提出了建設(shè)性的建議;有些同學(xué)除了選擇正確的傳動(dòng)方案外,還完成了細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。通過這類題目的設(shè)計(jì),打開了學(xué)生的思路,使他們看到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課的應(yīng)用價(jià)值。
5.吉林市標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件市場(chǎng)銷售情況調(diào)查
安排這個(gè)題目,一是考慮到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械維修人員應(yīng)當(dāng)了解市場(chǎng),不僅能夠設(shè)計(jì),也要學(xué)會(huì)選用,要有經(jīng)濟(jì)意識(shí)和價(jià)格概念,跑市場(chǎng)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)一些書本上學(xué)不到的知識(shí);二是考慮到近年來機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生有從事營(yíng)銷活動(dòng)的趨勢(shì),接觸吉林市標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件銷售市場(chǎng),對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的價(jià)格、質(zhì)量、競(jìng)爭(zhēng)情況有所認(rèn)識(shí)也是必要的,學(xué)生終究要走向社會(huì)。有些學(xué)生原來以為這一組輕松,實(shí)際情況恰恰相反,寫出一份好的調(diào)查報(bào)告也不是很容易的事。令人欣喜的是,申報(bào)市場(chǎng)調(diào)查題目的同學(xué)十分認(rèn)真,最長(zhǎng)的一份調(diào)查報(bào)告達(dá)2萬字,是從近百家標(biāo)準(zhǔn)件商店搜集來的數(shù)據(jù),學(xué)生收獲很大。
為了能有效地培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力,各高校在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程結(jié)束后均設(shè)置了課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),它是提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、工程材料、公差與互換性等基本知識(shí)解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題的一個(gè)綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),對(duì)加深學(xué)生對(duì)知識(shí)體系的理解、認(rèn)知機(jī)械設(shè)計(jì)的路徑、方法與過程,尤其是提高學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)興趣等等,都是理論教學(xué)無法做到的。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì),各高校幾十年來延續(xù)的做法是對(duì)單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器機(jī)械傳動(dòng)裝置進(jìn)行課程設(shè)計(jì),這是因?yàn)闇p速器作為機(jī)器中的一個(gè)獨(dú)立部件,它所包含的零件覆蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)課程絕大部分教學(xué)內(nèi)容,對(duì)課程知識(shí)起到了復(fù)習(xí)、鞏固、工程應(yīng)用的多重作用。但就目前而言,減速器設(shè)計(jì)項(xiàng)目已經(jīng)成為非常成熟的課程設(shè)計(jì),有關(guān)減速器設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)資源、圖書、教材、工程圖、教參、音視頻資料數(shù)量眾多,來源廣泛。為改變以往單一的以減速器為課題的設(shè)計(jì)任務(wù)帶來的諸多弊端(如題目陳舊老套、思路單一、設(shè)計(jì)內(nèi)容變化不大、缺乏拓展和創(chuàng)新的空間等),機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課題小組對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和形式嘗試了教學(xué)改革、課程改革,本項(xiàng)目就是在此背景下產(chǎn)生的。
1 教學(xué)改革內(nèi)容
1.1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)的改變 一般而言,課程設(shè)計(jì)課題應(yīng)具有普遍性和實(shí)踐性,所謂普遍性是指能夠充分反映課程的理論教學(xué)內(nèi)容,即通過課題的完成能夠?qū)⒄n程大部分知識(shí)加以應(yīng)用;實(shí)踐性是指課題的選擇要符合生產(chǎn)實(shí)際及要盡可能與專業(yè)相結(jié)合,也就是設(shè)計(jì)課題必須來源于本專業(yè)的企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)產(chǎn)品。本次教改變化最大的就是課程設(shè)計(jì)任務(wù)的變化,課題組定的設(shè)計(jì)任務(wù)已不再延續(xù)減速器設(shè)計(jì),而是結(jié)合溫州地域及經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色首先選擇行業(yè)方向,經(jīng)課題小組第一次市場(chǎng)調(diào)研,入選的行業(yè)鎖定為包裝、印刷、食品、櫥衛(wèi)行業(yè),本次教改就定為包裝業(yè)。接著課題小組進(jìn)行第二次市場(chǎng)調(diào)研,選擇機(jī)器設(shè)備,經(jīng)過多方對(duì)比、咨詢、技術(shù)文獻(xiàn)檢索、企業(yè)實(shí)地考察,考慮到機(jī)器設(shè)計(jì)方案對(duì)學(xué)生起到的思路引導(dǎo)作用和創(chuàng)新要求,考慮到課程設(shè)計(jì)的難度、工作量及學(xué)生的水平,考慮到機(jī)器設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)課程知識(shí)面的覆蓋程度,課題組最終選定了手扳封罐機(jī)項(xiàng)目。這款設(shè)備符合溫州民營(yíng)小微企業(yè)的生產(chǎn)特征,它來源于溫州日強(qiáng)機(jī)械設(shè)備有限公司,項(xiàng)目真實(shí)、新穎,貼近生活本源,它是易拉罐的卷邊封口包裝機(jī)械,學(xué)生對(duì)易拉罐非常熟悉,對(duì)封罐機(jī)實(shí)現(xiàn)的封罐功能動(dòng)作有著莫大的興趣,正好用來印證興趣是最好的老師。溫州是座輕工業(yè)城市,有著包裝、印刷之都的城市名片,手扳封罐機(jī)項(xiàng)目無論是從封罐工作原理,還是從封罐機(jī)傳動(dòng)裝置而言,都非常適合做機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練之用,機(jī)器設(shè)計(jì)難度適中,工作量適中。
本次教改另一個(gè)顯著的特征是做機(jī)器整機(jī)設(shè)計(jì)。在課程設(shè)計(jì)內(nèi)容上,課題組提出以整機(jī)設(shè)計(jì)為要求的設(shè)計(jì)任務(wù),為了在真正意義上實(shí)現(xiàn)學(xué)校教授內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的“零距離”,課題組決定設(shè)計(jì)課題必須來源于教師科研或企業(yè)現(xiàn)行的真實(shí)產(chǎn)品,注重工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)(工作原理與方案設(shè)計(jì)——運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)——承載能力設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))的訓(xùn)練以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。手扳封罐機(jī)就是一整的機(jī)器設(shè)備,不象減速器只是一個(gè)傳動(dòng)部件,完整的機(jī)器設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)機(jī)械,可以對(duì)學(xué)生的機(jī)械工程觀念起到進(jìn)化作用;完整的機(jī)器設(shè)計(jì)可以在任務(wù)分配上更好地細(xì)拆(拆分成部件),達(dá)到讓每位同學(xué)的工作任務(wù)不一樣(工作量相當(dāng)),但全班組合起來就是一套完整的機(jī)器技術(shù)文件。
1.2 機(jī)器方案設(shè)計(jì)的多元及創(chuàng)新 本次教改的機(jī)器設(shè)計(jì)方案不是唯一的,學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴法、分組討論法提出了2種手扳封罐機(jī)設(shè)計(jì)方案,繪制出機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)圖,從中擇優(yōu)。這種做法把學(xué)生從減速器單一的設(shè)計(jì)思路中解放出來,讓學(xué)生的思維多元化,起到實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新鍛煉。
1.3 課程設(shè)計(jì)形式的改變 在課程設(shè)計(jì)教學(xué)形式上,學(xué)生以團(tuán)隊(duì)為單位完成一個(gè)具體的設(shè)計(jì)任務(wù),每組4~6人,學(xué)生以各種方式查找課程設(shè)計(jì)參考資料,組內(nèi)討論確定設(shè)計(jì)方案,參加由指導(dǎo)教師主持的課程設(shè)計(jì)討論會(huì)。團(tuán)隊(duì)內(nèi)部各成員分工合作,各自完成一部分設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容,組內(nèi)合并、整理修改后,就完成了團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)。以前的課程設(shè)計(jì),全班每位學(xué)生的工作量及工作任務(wù)完全一樣,本次教改改變了這種傳統(tǒng)做法,采用了錯(cuò)開機(jī)制,使得每位學(xué)生的工作任務(wù)都不一樣。
方法1:裝配圖按照?qǐng)F(tuán)隊(duì)內(nèi)學(xué)生自己確定的設(shè)計(jì)方案繪制,零件設(shè)計(jì)每位同學(xué)是不一樣的,每人畫4-5張不同的零件圖,團(tuán)隊(duì)就可完成(4-5)x6=24-30張零件圖,整合后重要的機(jī)器零件都繪制了零件圖,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。方法2:把機(jī)器拆分成幾個(gè)部件,每個(gè)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)一個(gè)部件的設(shè)計(jì)任務(wù),每位同學(xué)承擔(dān)的零件設(shè)計(jì)任務(wù)也是不一樣的,團(tuán)隊(duì)內(nèi)整合就是一個(gè)部件,全班整合就是一整的機(jī)器設(shè)計(jì)文件。
1.4 學(xué)生工作能力的培養(yǎng) 本次教改在學(xué)生工作任務(wù)的分配上采用了錯(cuò)開機(jī)制,使得每位學(xué)生承擔(dān)的工作任務(wù)都不一樣,但整合起來就是一整的機(jī)器設(shè)計(jì)文件,鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、交流溝通能力;本次教改的設(shè)計(jì)任務(wù)不象減速器設(shè)計(jì),有關(guān)減速器設(shè)計(jì)的資料數(shù)量眾多,如網(wǎng)絡(luò)資源、圖書、工程圖、教材、教參、音視頻等等,來源廣泛,而封罐機(jī)資料不多,查找也不易,但可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)文獻(xiàn)、技術(shù)資料的檢索能力,培養(yǎng)學(xué)生的研究能力;經(jīng)歷了工程設(shè)計(jì)路徑、方法與過程的鍛煉,達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力、機(jī)械制圖能力、創(chuàng)新能力以及對(duì)項(xiàng)目駕馭能力的目的;課題小組一改以往重結(jié)果的單一考核模式,采用了設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)結(jié)果并重的考核模式,并讓學(xué)生鍛煉了如何答辯。
2 教學(xué)改革過程
課程設(shè)計(jì)前,課題小組利用課余時(shí)間給學(xué)生講解課程設(shè)計(jì)的任務(wù)、要求、內(nèi)容、方案、進(jìn)度,讓學(xué)生先行了解,并通過作業(yè)形式做了一些前期準(zhǔn)備(如設(shè)計(jì)計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等)。具體做法就是把課程設(shè)計(jì)和課程的講授結(jié)合在一起,即在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中就將課程設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)給學(xué)生,將課程設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容放在課程教學(xué)中或者作為課后作業(yè)完成,讓學(xué)生帶著任務(wù)有針對(duì)性地學(xué)習(xí)。比如課程講授彈簧的特性及設(shè)計(jì)后,就可以安排手扳封罐機(jī)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);講授齒輪傳動(dòng)、軸、軸承知識(shí)后,就可以布置學(xué)生進(jìn)行減速裝置的設(shè)計(jì)等。
在課程設(shè)計(jì)期間,課題小組與學(xué)生共同執(zhí)行了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)整體設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)案例的要求,共同執(zhí)行了教學(xué)改革項(xiàng)目實(shí)施方案與進(jìn)度,效果良好,正是因?yàn)檎n題小組的努力、學(xué)生的努力,使得教改工作能夠順利開展,取得了相應(yīng)成果,當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了不足。
3 教學(xué)改革成果與問題
課題小組按照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)整體設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)案例的要求,本著過程、結(jié)果并重的思路,從設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)計(jì)算、裝配圖、零件圖、設(shè)計(jì)說明書、答辯等環(huán)節(jié)對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了全過程指導(dǎo)、考核,著力培養(yǎng)、打造學(xué)生的機(jī)械工程觀念,使得教改項(xiàng)目取得了三點(diǎn)創(chuàng)新、三項(xiàng)成果,當(dāng)然也發(fā)現(xiàn)了三處不足。
3.1 三點(diǎn)創(chuàng)新 ①本教改項(xiàng)目是設(shè)計(jì)一整的工作機(jī)器——手扳封罐機(jī),沒有限定設(shè)計(jì)思路,可以有不同的設(shè)計(jì)方案,讓學(xué)生有拓展和創(chuàng)新的空間。②本教改項(xiàng)目是設(shè)計(jì)易拉罐封口機(jī)器,機(jī)器有具體的封罐功能動(dòng)作,容易激起學(xué)生的探索興趣,且學(xué)生非常熟悉易拉罐,新項(xiàng)目貼近生活本源。③本教改項(xiàng)目在學(xué)生工作任務(wù)分配上采用錯(cuò)開方法,使學(xué)生分別承擔(dān)不同的設(shè)計(jì)任務(wù)(工作量相當(dāng))。
3.2 三項(xiàng)成果 ①每個(gè)學(xué)生都以文件袋的形式有了一套技術(shù)文件(設(shè)計(jì)任務(wù)書、裝配圖、零件圖、設(shè)計(jì)說明書),全班整合后就形成了手扳封罐機(jī)全套技術(shù)文件。②課題小組積累了大量教改原始數(shù)據(jù)、資料及經(jīng)驗(yàn),形成了課題研究報(bào)告,使教改項(xiàng)目的后續(xù)改進(jìn)、完善有了明確的工作方向。③課程設(shè)計(jì)使學(xué)生有了綜合實(shí)踐的平臺(tái),有了理論聯(lián)系實(shí)際的工作,有了查找資料、檢索文獻(xiàn)的能力,使學(xué)生向著機(jī)械工程又邁進(jìn)了一步。
3.3 三處不足 ①雖然本次教改提倡機(jī)器方案設(shè)計(jì)的多元及創(chuàng)新,通過頭腦風(fēng)暴法、討論研究法,學(xué)生對(duì)手扳封罐機(jī)確實(shí)提出了2種設(shè)計(jì)方案,繪制出了機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)圖,但根據(jù)設(shè)計(jì)方案擇優(yōu)原則,最后全班統(tǒng)一選擇了企業(yè)樣機(jī)的設(shè)計(jì)方案。這種做法雖然在一定程度上把學(xué)生從減速器單一的設(shè)計(jì)思路中解放出來,讓學(xué)生的思維多元化,但最終結(jié)果仍然沒有起到實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新鍛煉。②雖然本次教改強(qiáng)調(diào)了過程考核,但收效不是很明顯,如何對(duì)學(xué)生進(jìn)行過程考核還有待思考、加強(qiáng)。③學(xué)生完成的技術(shù)文件(裝配圖、零件圖、設(shè)計(jì)說明書)總體而言質(zhì)量不是很高,如何在有限的時(shí)間內(nèi)提升設(shè)計(jì)質(zhì)量也是要亟待解決的一大問題。
課題組在后續(xù)的教學(xué)工作中還要持續(xù)去改進(jìn),努力去完善,最大限度地把問題的影響降到最低,讓師生均通過教改受益,課題組也會(huì)考慮擴(kuò)大教改項(xiàng)目的使用班級(jí),讓更多的學(xué)生參與到教學(xué)改革中來,讓更多的學(xué)生受益。教改實(shí)踐證明,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)新的教學(xué)內(nèi)容和形式,有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神,有利于培養(yǎng)學(xué)生的研究能力以及對(duì)實(shí)際項(xiàng)目的駕馭能力;使學(xué)生對(duì)所學(xué)科目如機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械零件有更深刻和更明確的認(rèn)識(shí),加深了學(xué)生對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)精度分析、公差配合選用的理解;使學(xué)生在自主實(shí)踐中熟悉產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到繪制圖紙的整個(gè)設(shè)計(jì)流程,讓學(xué)生懂得工程設(shè)計(jì)的路徑、方法與過程;達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力、機(jī)械制圖能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、交流溝通能力的目的,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與創(chuàng)新意識(shí),為今后從事機(jī)械專業(yè)工程技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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(1. Mechanical Engineering College, Henan Engineering College, Zhengzhou 451191, China.
2. Mechanical Engineering College, Henan Mechanical and Electrical Career College, Zhengzhou 451191, China;)
Abstract: mechanical design foundation course design is an important practice training for the students in engineering and technology institute, its position cannot be ignored. according to the present series problems existing in the course design, some teaching reform thought have been proposed, in order to improve the teaching efficiency.
Keywords:course design, engineering student, teching reform
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-9082(2017)06-0168-01
一、引言
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是非機(jī)械類工科學(xué)生的必修課程,該課程之后往往還伴隨著兩周的課程設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是工科院校學(xué)生較為完整規(guī)范完成機(jī)械設(shè)計(jì)的重要實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,提升學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,因此對(duì)于非機(jī)械類工科學(xué)生具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)S意義,其地位不容忽視。
然而目前非機(jī)械類工科學(xué)生往往覺得該課程設(shè)計(jì)并不是自己的專業(yè)方向,得不到應(yīng)有的重視。而且該課程設(shè)計(jì)題目比較老套,往往還是以單級(jí)或兩級(jí)減速器為設(shè)計(jì)對(duì)象,不能根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),靈活變動(dòng)??己藰?biāo)準(zhǔn)以設(shè)計(jì)說明書、圖紙和答辯質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn),不能體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)過程的創(chuàng)新和協(xié)作能力,因此對(duì)該課程進(jìn)行必要的教學(xué)改革勢(shì)在必行。本文針對(duì)這一系列問題,提出了一些教學(xué)改革措施,以期提高機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)對(duì)于提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的作用。
二、改革思路
1.課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容應(yīng)結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)
工科院校專業(yè)分工較細(xì),不同專業(yè)學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)不同。減速器雖然應(yīng)用比較廣泛,但大多數(shù)學(xué)生在專業(yè)體系上可能只是知道其作用,在專業(yè)需求上只涉及到如何選型就可以了,對(duì)于其結(jié)構(gòu)并不清楚,因此非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生,他們的機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)并不在減速器上,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容可以不必拘泥于減速器設(shè)計(jì),要結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),側(cè)重于專業(yè)工程機(jī)械的設(shè)計(jì)。比如紡織工程專業(yè)可以改變?yōu)榭椧m機(jī)傳動(dòng)裝置的機(jī)械設(shè)計(jì),采礦工程專業(yè)題目可以改變?yōu)椴傻V機(jī)械提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),材料工程專業(yè)的題目可以改為曲柄壓力機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過這樣的改變,就把課程設(shè)計(jì)與專業(yè)工程掛鉤,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)興趣,同時(shí)又沒有脫離機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程體系的要求,一舉兩得。
2.改革設(shè)計(jì)思路,引進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
原本的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容大都有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書指導(dǎo),很多學(xué)生都是照搬指導(dǎo)書中設(shè)計(jì)方法,基本上沒有什么思考設(shè)計(jì)。因此在課程設(shè)計(jì)內(nèi)容改變以后,教師要先拋開課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,鼓勵(lì)學(xué)生自己提前去查資料,翻手冊(cè),總結(jié)歸納整理,從無到有的學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)。當(dāng)然在學(xué)生設(shè)計(jì)的過程中,教師要多引導(dǎo)和鼓勵(lì),避免學(xué)生在設(shè)計(jì)中走彎路。
此外在設(shè)計(jì)中,積極引進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,成果形式也可以不必拘泥于手工繪圖,可以利用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)CAD/CAM/CAE應(yīng)用技術(shù),淘汰過去那些半理論半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法,取而代之的是虛擬,動(dòng)態(tài)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法。例如運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)和零件進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并運(yùn)用運(yùn)動(dòng)仿真模塊,對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示,同時(shí)又可以使用CAE分析技術(shù),對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行力學(xué)和結(jié)構(gòu)性能的分析和設(shè)計(jì),這樣結(jié)果即保證準(zhǔn)確,同時(shí)又比較形象生動(dòng),避免過去很多粗燥無味的經(jīng)驗(yàn)公式。
3.加強(qiáng)學(xué)生協(xié)作和創(chuàng)新能力
以往的課程設(shè)計(jì)多是一題多人,設(shè)計(jì)形式和內(nèi)容單一,課程設(shè)計(jì)本身工作量相對(duì)較重,但每位同學(xué)又要完成相同的工作量,相互之間沒有協(xié)作,這樣完成的設(shè)計(jì)質(zhì)量可想而知。因此要加強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作能力,由教師組織,根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)選題的內(nèi)容,靈活安排學(xué)生人數(shù),由學(xué)生上下銜接,分頭完成各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù),這樣學(xué)生在完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí),相互合作,數(shù)據(jù)共享,既能保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,又鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
此外在設(shè)計(jì)中要加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng),鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)和零件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),對(duì)于提出創(chuàng)新思路和方案的同學(xué),課程設(shè)計(jì)可以適當(dāng)降低難度和簡(jiǎn)化,但要保證課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新內(nèi)容的可行性。
為了保證學(xué)生加強(qiáng)協(xié)作和創(chuàng)新能力培養(yǎng),在最后的成績(jī)考核上,要以學(xué)生為中心,考慮整個(gè)設(shè)計(jì)過程學(xué)生的表現(xiàn),突出協(xié)作和創(chuàng)新在成績(jī)中的分值,來激發(fā)學(xué)生協(xié)作和創(chuàng)新的積極性。
4.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容可與課堂教學(xué)同步
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是機(jī)械類、近機(jī)械類如輪機(jī)工程專業(yè)的一門必修主干課程,而課程設(shè)計(jì)則是繼《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程后的一個(gè)重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計(jì),使學(xué)生獲得一次完整、系統(tǒng)、全面的機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)過的有關(guān)知識(shí)和理論,具備機(jī)械設(shè)計(jì)的基本能力、掌握基本設(shè)計(jì)方法和技能,并為學(xué)生今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)、專業(yè)課設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)論文等奠定基礎(chǔ),同時(shí)能夠?qū)窈髲氖录夹g(shù)工作產(chǎn)生重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。
近幾年來隨著教學(xué)改革的深入,學(xué)科建設(shè)的進(jìn)行和課程體系的調(diào)整,課堂教學(xué)時(shí)數(shù)不斷被壓縮,而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程適應(yīng)時(shí)展的需要,這樣在教學(xué)過程中既要介紹傳統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識(shí),同時(shí)還要不失時(shí)機(jī)地向?qū)W生介紹本課程與輪機(jī)專業(yè)的聯(lián)系,介紹新的理論和技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用,因而課程的面廣、內(nèi)容多現(xiàn)象與課時(shí)短的矛盾愈發(fā)突出,課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量難以保證。
此外,在理論過程中許多學(xué)生反映,現(xiàn)在許多課程學(xué)得枯燥無味,不知道自己所學(xué)的課程將來到底有什么作用,這些情況反映了目前我們教學(xué)中存在的問題。筆者經(jīng)過多年教學(xué)實(shí)踐,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行了一些改革的探索和思考。
1 課程設(shè)計(jì)的題目多樣化
課程設(shè)計(jì)選題,通常大部分工科院校機(jī)械類、近機(jī)械類等專業(yè)課程設(shè)計(jì)都是帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì),內(nèi)容陳舊,且題目多年不變。不同專業(yè)的定位與培養(yǎng)目標(biāo)各不相同,如果都是進(jìn)行減速器裝置設(shè)計(jì),就不能很好地反映專業(yè)特點(diǎn)。輪機(jī)工程專業(yè)的畢業(yè)生一般從事現(xiàn)代船機(jī)修造、監(jiān)造、檢驗(yàn)、修造經(jīng)營(yíng)及機(jī)務(wù)管理等工作,而帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)不能很全面地反映輪機(jī)工程的專業(yè)特點(diǎn)。另外,由于是幾個(gè)班多人同時(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),這樣有可能出現(xiàn)一些學(xué)生的題目相同或非常相近,客觀上會(huì)造成抄襲現(xiàn)象。
為此我們做了以下嘗試:一方面繼續(xù)保留原有的設(shè)計(jì)題目,同時(shí),另開設(shè)一些與輪機(jī)專業(yè)有關(guān)的設(shè)計(jì)題目,如零部件或系統(tǒng)測(cè)繪與分析,研究對(duì)象為船舶柴油機(jī)的活塞、汽缸、曲軸等要零部件;海水、淡水、燃油、滑油等管路系統(tǒng)的測(cè)繪與分析,主要從運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、工作能力、精度、材料、工藝等方面進(jìn)行綜合分析,既豐富了課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容,也增加了對(duì)專業(yè)知識(shí)的了解與認(rèn)識(shí),達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的目的。
2 鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新
改革原來在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中教師抱著學(xué)生走的被動(dòng)局面,鼓勵(lì)同學(xué)主動(dòng)觀察日常生活中常見的機(jī)械裝置,要求學(xué)生結(jié)合輪機(jī)專業(yè),加強(qiáng)方案設(shè)計(jì),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性,破除學(xué)生對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的神秘感。為鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,我們向?qū)W生提供多個(gè)設(shè)計(jì)方案參考,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)生過多的限制,而是充分發(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)普遍缺乏的問題,讓學(xué)生在設(shè)計(jì)前參觀機(jī)械傳動(dòng)陳列室,使學(xué)生對(duì)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,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)。另外,我們還積極鼓勵(lì)學(xué)生在圖版繪圖完成之后,再利用CAD軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計(jì),使學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)來掌握現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段和方法,但是不主張學(xué)生完全甩掉圖版,否則在時(shí)間緊、任務(wù)重的情況下,會(huì)有部分同學(xué)拷貝偷襲現(xiàn)象存在。
3 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力
由于學(xué)生多,題目少,可對(duì)學(xué)生進(jìn)行題目分組,幾個(gè)人一個(gè)小組,一套題目。這樣大家可分組坐在一起共同研究一個(gè)問題,該怎么設(shè)計(jì)這個(gè),怎么設(shè)計(jì)那個(gè),集思廣義,博采眾長(zhǎng),既優(yōu)化了設(shè)計(jì),又加深了理解,然后具體分工,確定每個(gè)人的具體零件。在制圖過程中,不是各人干各人的,而是保持聯(lián)系,保持一致。這樣做既快又準(zhǔn)確,效率高。不但鍛煉了大家的機(jī)械設(shè)計(jì)技能,也培養(yǎng)了同學(xué)們的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力,多屆實(shí)踐后,同學(xué)對(duì)這種團(tuán)隊(duì)協(xié)作具有較高的認(rèn)可。
4 優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)間
按照教學(xué)計(jì)劃課程設(shè)計(jì)安排在第四學(xué)期的期末考試階段。完成課程設(shè)計(jì)的時(shí)間一般為1至2周,在這么短的時(shí)間內(nèi),學(xué)生要完成20頁左右的計(jì)算說明書、減速器裝配圖1張;軸、及齒輪工作圖2張,難度是不言而喻的。在期末考試階段學(xué)生還要應(yīng)付很多課程考試,輪機(jī)工程專業(yè)還有輪機(jī)考證的理論和實(shí)操訓(xùn)練課程,多方面原因造成相當(dāng)一部分同學(xué)疲于應(yīng)付課程設(shè)計(jì),再加上學(xué)生對(duì)于一些先修課程的掌握程度不是很好,最終導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)質(zhì)量不高。
在這種課時(shí)較少的情況下,為提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量,需采用“先分散后集中”的模式。即先把設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的撰寫分散安排到機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中,然后再把裝配圖及零件工作圖的繪制集中安排在最后1、2周內(nèi)。同時(shí)課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的理論聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié),時(shí)間安排應(yīng)該固定成為一種制度,尤其不能與其他重要課程的學(xué)習(xí)相沖突。
5 課程設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)緊密結(jié)合
在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中,應(yīng)把課程設(shè)計(jì)中涉及到有關(guān)問題貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中,把有關(guān)內(nèi)容靈活的穿插到相關(guān)章節(jié),比如齒輪、軸、帶傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器等,既是理論教學(xué)的重要內(nèi)容,也是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn),在授課過程中應(yīng)講清在課程設(shè)計(jì)的應(yīng)用并強(qiáng)化。在習(xí)題練習(xí)中除完成普通習(xí)題外,還要強(qiáng)化與課程設(shè)計(jì)有關(guān)的題型,使學(xué)生感到學(xué)有所用,始終對(duì)課程設(shè)計(jì)抱有一定的參與欲望,既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性,加深鞏固了相關(guān)知識(shí)。
6 應(yīng)將先修課程內(nèi)容適時(shí)適度的穿插到機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門綜合性課程,必須先修了機(jī)械制圖、輪機(jī)工程材料、、金屬工藝學(xué)、工程力學(xué)、之后才能開設(shè)本課程,在課程設(shè)計(jì)的過程中,需要綜合運(yùn)用前面學(xué)到的相關(guān)知識(shí)。比如選則材料的時(shí)候,需要用到輪機(jī)工程材料里的材料選型、熱處理等內(nèi)容;在零件尺寸設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算中,需要運(yùn)用到理論工程力學(xué)的知識(shí)進(jìn)行受力分析,進(jìn)行彎矩、扭矩的計(jì)算;在減速器裝配圖、零件工作圖繪制過程中,需要運(yùn)用機(jī)械制圖的視圖、剖視圖、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等。從課程設(shè)計(jì)完成效果來看,學(xué)生對(duì)于這些先修課程遺忘的較多,靈活掌握程度不是很好,綜合運(yùn)用知識(shí)能力不強(qiáng),結(jié)果造成課程設(shè)計(jì)質(zhì)量不高。因此指導(dǎo)老師應(yīng)把先修課程的內(nèi)容適時(shí)適度的有機(jī)穿插到機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的相關(guān)部分講解,使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí),復(fù)習(xí)、鞏固、運(yùn)用已有知識(shí),提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量。
7 結(jié)語
【中圖分類號(hào)】G【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889(2013)09C-
0052-02
一、實(shí)踐課程的地位及重要性
在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)中,理論教學(xué)對(duì)于高職類的學(xué)生來說是比較難于接受與理解的環(huán)節(jié)。在以往的教學(xué)環(huán)節(jié)里,對(duì)于較為簡(jiǎn)單的理論,學(xué)生還能理解,但一旦牽涉到較復(fù)雜的計(jì)算或者結(jié)構(gòu),學(xué)生立刻就表現(xiàn)出迷茫與排斥,教學(xué)效果不理想。學(xué)生們總在問一個(gè)問題:現(xiàn)在學(xué)的東西以后能干什么?這正是我們要仔細(xì)思考的問題。理論是為實(shí)踐服務(wù)的,再高深的理論,如果不能應(yīng)用于實(shí)踐,也是沒有意義的。因此,如何把理論應(yīng)用于實(shí)際,然后再通過實(shí)踐理解和深化理論,是我們課程改革中思考得比較多的問題。
在我們以往的課程安排中,有專門的實(shí)踐環(huán)節(jié)課程設(shè)計(jì),但課程設(shè)計(jì)是在理論教學(xué)結(jié)束后才開始,有的學(xué)生往往在設(shè)計(jì)過程中完全忘記了曾經(jīng)學(xué)過的相關(guān)知識(shí),需要重新對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理,效率很低。因此,我們改革了以往的教學(xué)方法,讓設(shè)計(jì)的思路和理念貫穿于教學(xué)過程,讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做,力圖使學(xué)生學(xué)得輕松、有趣。
二、課程設(shè)計(jì)思路
我們考慮怎樣把入門的門檻做到最低,讓同學(xué)們不要對(duì)設(shè)計(jì)抱有神秘感和畏難的情緒。我們的課程切入點(diǎn)從學(xué)生們最常見的簡(jiǎn)單物體入手。機(jī)械無處不在,我們要找到簡(jiǎn)單的機(jī)械非常容易。在緒論里,我們不談要學(xué)習(xí)哪些理論知識(shí),而是發(fā)動(dòng)大家找機(jī)械,學(xué)生開始還覺得很神秘、難度大,經(jīng)過引導(dǎo),他們發(fā)現(xiàn)原來機(jī)械就在我們身邊,門上的鉸鏈、屋頂?shù)碾娚?、自行車,比如說日常常見的磨豆腐、打年糕……原來這些都是依靠機(jī)械,我們想想辦法都可以實(shí)現(xiàn),我們都可以對(duì)這些簡(jiǎn)單的東西加以設(shè)計(jì)。以后要做的是怎么樣一步步把我們想要的東西用設(shè)計(jì)的語言表達(dá)出來。
一個(gè)機(jī)器的構(gòu)成,分成原動(dòng)機(jī)等五個(gè)部分(圖1)。對(duì)于學(xué)生來說,最直接感受到的,就是執(zhí)行部件,我們的思路就是從易到難,環(huán)環(huán)相扣,先從執(zhí)行部件開始設(shè)計(jì),然后就生產(chǎn)要求選用原動(dòng)機(jī),再就原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行部件的傳動(dòng)比來設(shè)計(jì)和選用傳動(dòng)裝置,最后是輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)思路就如同是一根主線,把機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的內(nèi)容有機(jī)集合起來,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程就是設(shè)計(jì)過程,機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)就是為了設(shè)計(jì)和選用,每一步目的明確,任務(wù)清晰。
三、思路的實(shí)踐過程
緒論時(shí)我們重點(diǎn)介紹了這門課程的特點(diǎn)及用途,且加入了零件、構(gòu)件等概念,并且拆解簡(jiǎn)單機(jī)器,讓同學(xué)們有個(gè)初步認(rèn)識(shí)。接著是繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。然后我們先從四桿機(jī)構(gòu)出發(fā),結(jié)合日常見到的篩東西、磨豆腐等,布置設(shè)計(jì)任務(wù),在四桿機(jī)構(gòu)的講解過程中,不斷提醒雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿、雙搖桿機(jī)構(gòu)分別有什么運(yùn)動(dòng)特性,能轉(zhuǎn)化為什么樣的運(yùn)動(dòng)形式,現(xiàn)實(shí)生活中有哪些物品是用到了這些機(jī)構(gòu)的,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生往設(shè)計(jì)任務(wù)上思考,學(xué)完四桿機(jī)構(gòu),學(xué)生也能就自己的任務(wù)作出簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和構(gòu)想。
一個(gè)機(jī)器少不了動(dòng)力,因此我們?cè)谡n程中增加了電動(dòng)機(jī)的選用環(huán)節(jié)。學(xué)生設(shè)定了自己的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的各種參數(shù)后,按部就班選用電動(dòng)機(jī),由此掌握了效率等概念,并且對(duì)整體的機(jī)器有了一個(gè)大概的認(rèn)識(shí),見到了軸承、聯(lián)軸器、變速箱等詞匯,雖然了解不深,但因?yàn)椴鸾饬艘粋€(gè)機(jī)器,學(xué)生們基本還是能接受。
電動(dòng)機(jī)選擇好了以后,就牽涉到減速的問題,這時(shí)我們就可以引進(jìn)齒輪機(jī)構(gòu)(包括蝸輪蝸桿)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)重點(diǎn)講傳動(dòng)比的分配、計(jì)算及選用,對(duì)于漸開線的形成等和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用聯(lián)系不密切的,我們忽略不講。帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)重點(diǎn)講傳動(dòng)特點(diǎn)和應(yīng)用。在學(xué)習(xí)過程中就加入查手冊(cè)選材料環(huán)節(jié)。把時(shí)間用到應(yīng)用實(shí)踐上。
齒輪有了,傳動(dòng)比有了。誰可以把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給齒輪呢?于是聯(lián)軸器和聯(lián)接就出場(chǎng)了,齒輪是靠鍵連接與軸傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力就是由聯(lián)軸器聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸和帶傳動(dòng)的。各類聯(lián)接重點(diǎn)也是放在選擇應(yīng)用。
各類零部件都選用設(shè)計(jì)好后,軸就上場(chǎng)了,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是重點(diǎn),我們通過舉例比較分析,搞清楚什么樣的軸結(jié)構(gòu)是合理的,并且通過講解和改錯(cuò),明白為什么要有細(xì)節(jié)上的處理(這些機(jī)械制造基礎(chǔ)已經(jīng)有過講解)。
最后是軸承,支撐軸的零部件。軸承的選用、軸承壽命計(jì)算是花時(shí)間較多的環(huán)節(jié)。
每一步就是一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),做的作業(yè)就是為自己設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用配套的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助系統(tǒng)。大家自己設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)器,一個(gè)設(shè)計(jì)過程就完成了,同時(shí)完成的還有大部分的課程學(xué)習(xí)任務(wù)。對(duì)于凸輪、間歇機(jī)構(gòu)等就放在了最后,由于前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過常用零部件的設(shè)計(jì)、選用,因此同學(xué)們學(xué)起來也并不吃力。
四、新思路實(shí)行的效果
課程改革前,由于內(nèi)容之間相對(duì)獨(dú)立,各機(jī)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn),相互之間聯(lián)系少,課程重點(diǎn)不突出。學(xué)習(xí)時(shí)沒有細(xì)化的明確任務(wù)和目標(biāo),學(xué)生接受很被動(dòng), 學(xué)生普遍反映這門課“難學(xué)”“不太理解”“聽不懂”,通過率也是各類課程里面最低的。學(xué)生上課積極性不高,課堂氣氛低沉,學(xué)習(xí)效果不好。
改革后,由于章節(jié)環(huán)環(huán)相扣,第一步就是學(xué)生為自己設(shè)計(jì)喜歡或相關(guān)的機(jī)構(gòu),后面的每一步都是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)而實(shí)踐,學(xué)生學(xué)起來有方向、有程序,特別是小組討論方案,氣氛非?;钴S。教師在其中只是起到引導(dǎo)和幫助解決問題的作用,學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生,思考的主體是學(xué)生,實(shí)踐的主體還是學(xué)生,收到了較好的學(xué)習(xí)效果。
五、不足與思考
一是實(shí)踐環(huán)節(jié)場(chǎng)地和師資有限。在學(xué)習(xí)過程中,我們很需要實(shí)物拆解的環(huán)節(jié)。但這些既需要各類機(jī)器,更重要的是需要較大的場(chǎng)地,還有就是需要有教師指導(dǎo)和協(xié)助,但場(chǎng)地和教師人手都是我們的瓶頸,這就使得拆解效果大打折扣,有人甚至只是看一眼(因?yàn)橐粋€(gè)教師在這個(gè)環(huán)節(jié)沒辦法管理四五十個(gè)學(xué)生)。這個(gè)問題目前我們還沒有太好的解決辦法。
二是學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不夠。基本就是完成了任務(wù)就行,有的學(xué)生跟著小組混,學(xué)到的知識(shí)并不扎實(shí)。
三是還沒有編撰校本教程。編寫一本合適的教材,一直是我們的計(jì)劃,但這個(gè)工程工作量較大,我們計(jì)劃在近兩年完成。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞: 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);課程改革;能力培養(yǎng)
Key words: mechanical design basis;curriculum reform;ability training
中圖分類號(hào):G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2012)09-0199-01
0引言
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是機(jī)械類各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。通過該課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握各種常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用的基本知識(shí),使學(xué)生初步學(xué)會(huì)根據(jù)具體條件及與本課程有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,選用機(jī)構(gòu)及零件類型,并能對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、零件工作能力進(jìn)行簡(jiǎn)單的校核,從而具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力。由于本課程的特點(diǎn),不僅為后續(xù)的專業(yè)課程,也為課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和解決生產(chǎn)實(shí)際問題建立基礎(chǔ)。近幾年來,隨著教學(xué)改革的深入,學(xué)科建設(shè)的進(jìn)行和課程體系的調(diào)整,我們圍繞培養(yǎng)復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合學(xué)校的學(xué)科建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程建設(shè)采取了一系列改革,且取得一定成效。
在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革中,我們堅(jiān)持以人才培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù),不斷更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化課程體系,確保課程內(nèi)容的前瞻性、課程結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的整體優(yōu)化。
1教學(xué)內(nèi)容更新
隨著教學(xué)改革的深入,我們將工程力學(xué)和以前的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)兩門課程整合為一門機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程,課時(shí)大幅減少,因此必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選。課程內(nèi)容的選取本著基礎(chǔ)知識(shí)夠用,主要從理論知識(shí)和操作技能兩個(gè)方面,選擇課程的內(nèi)容,滿足職業(yè)崗位的需求。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)任務(wù)的設(shè)計(jì)以工業(yè)產(chǎn)品和常用機(jī)構(gòu)為載體的分析與設(shè)計(jì)為載體,將課程內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)和重構(gòu),序化教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)模塊6個(gè),每個(gè)模塊進(jìn)一步分解為若干個(gè)任務(wù)。教學(xué)過程中以學(xué)生為主體,以實(shí)施完成工作任務(wù)為途徑,培養(yǎng)學(xué)生正確選擇通用零件及傳動(dòng)裝置的能力,掌握重要機(jī)構(gòu)、零部件的設(shè)計(jì)方法,具有使用設(shè)計(jì)手冊(cè)查閱參數(shù)的能力,重點(diǎn)培養(yǎng)分析和解決問題的綜合能力,最終達(dá)到本課程的培養(yǎng)目標(biāo)要求。
2采用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段
在教學(xué)過程中以激發(fā)興趣、培養(yǎng)能力為主導(dǎo),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)的需要,我們采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、實(shí)例貫穿、課堂與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化相結(jié)合的教學(xué)模式。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式:以減速器設(shè)計(jì)等典型任務(wù)為導(dǎo)向,將齒輪的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、軸承的選擇、聯(lián)軸器的選用、V帶的設(shè)計(jì)等作為主要教學(xué)模塊,每個(gè)教學(xué)模塊由若干個(gè)教學(xué)任務(wù)組成。
“實(shí)例貫穿式”教學(xué)模式:以典型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為“案例”,提出解決方法,注重教學(xué)過程,將課件、錄像和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)融為一體。
課堂與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化:為了全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和動(dòng)手能力,培養(yǎng)符合企業(yè)崗位技能要求的技術(shù)人才,把一部分教學(xué)的課堂搬到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行,讓學(xué)生更直觀、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)備工作原理,加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。在這種教學(xué)模式下,講述理論部分時(shí),通過CAI課件、錄像、動(dòng)畫等現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用以及現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)機(jī)織設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)演示與指導(dǎo)教師的動(dòng)手操作,讓學(xué)生更直觀、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)備工作原理與操作方法,加深了對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。在理論部分講完后可立即安排相應(yīng)的動(dòng)手實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在理論的指導(dǎo)下獨(dú)立動(dòng)手操作,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí),這樣使理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的銜接更緊密,時(shí)間的安排上也較靈活。通過實(shí)踐,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣普遍提高,而且獨(dú)立思考和分析問題的能力提高,同時(shí)對(duì)機(jī)器設(shè)備原理與工藝調(diào)整以及操作技能都掌握得較好。這些技能對(duì)他們成為能力較強(qiáng)的應(yīng)用型人才有很大幫助。
3實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革
培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力目前已經(jīng)成為高職教育的一項(xiàng)重要教學(xué)改革內(nèi)容。在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革中,我們堅(jiān)持理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重,注意提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,啟迪創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生分析和綜合運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段,解決工程實(shí)際問題的能力。
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。我們有機(jī)械設(shè)計(jì)陳列室和機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室,每學(xué)期我們安排一定的課時(shí)在這些實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以自己動(dòng)手做各種實(shí)驗(yàn),有的內(nèi)容在課堂上不能完全理解,就到實(shí)驗(yàn)室通過相關(guān)機(jī)構(gòu)或各種零部件的組裝加深理解。
在課程設(shè)計(jì)改革中,我們改變了以往的僅單純按理論知識(shí)設(shè)計(jì)一級(jí)圓柱直齒輪,現(xiàn)在我們以各種類型的減速器為課題,先對(duì)減速器進(jìn)行拆裝和測(cè)繪,然后設(shè)計(jì)出符合工廠實(shí)際需要的各種類型的減速器。同時(shí)為調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,我們?cè)试S自由選題。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生可根據(jù)自己的想法對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。在完成本課程的學(xué)習(xí)后,我們推薦學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽。
4考核方式的改革
在考核方法上,注重全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,通過參與課堂討論的質(zhì)量、分析能力、對(duì)新知識(shí)的接受和消化能力、學(xué)習(xí)遷移能力等多方面的評(píng)價(jià),與基礎(chǔ)理論知識(shí)考核結(jié)合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。形成了過程性評(píng)價(jià)70%與成果性評(píng)價(jià)30%相結(jié)合的評(píng)價(jià)體系,其中過程性評(píng)價(jià)綜合考慮小組成員互評(píng)和教師評(píng)價(jià)。這種考核方式充分關(guān)注學(xué)生的個(gè)性差異,發(fā)揮評(píng)價(jià)的啟發(fā)激勵(lì)作用,增強(qiáng)學(xué)生的自信心,教師還可以利用評(píng)價(jià)所提供的大量信息,適時(shí)調(diào)整和改善教學(xué)過程。
5結(jié)束語
通過改革和實(shí)踐,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣普遍有所提高。特別是在動(dòng)手能力,工程實(shí)踐能力,綜合素質(zhì),創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力等方面的提高更為顯著。
雖然我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等的改革方面做了一些嘗試,并取得了一定的成績(jī),但仍存在一些問題和不足之處,有待今后的教學(xué)改革實(shí)踐中不斷地改進(jìn)和完善。
參考文獻(xiàn):
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2機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程具有涉及知識(shí)面廣、理論聯(lián)系實(shí)踐的特點(diǎn),主要由理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)組成。以我校機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)為例,理論教學(xué)依然以教師多媒體講授為主,主要原因:①多媒體圖文并茂,動(dòng)畫、視頻豐富;②教師備課相對(duì)容易,但這也忽視了多媒體重難點(diǎn)不突出的弊端,學(xué)生短時(shí)無法接受大量的信息。在教學(xué)方法上忽視案例教學(xué)、問題導(dǎo)向式教學(xué)等方式的運(yùn)用,影響教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力培養(yǎng)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)以帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)為任務(wù),其設(shè)計(jì)對(duì)象仍為一級(jí)圓柱齒輪減速器,概因減速器設(shè)計(jì)理論成熟,可以做到有章可循,而且減速器中齒輪、軸、軸承等零件的設(shè)計(jì)恰是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程研究的主要內(nèi)容之一。但從課程設(shè)計(jì)教學(xué)效果看,還存在以下不足:①學(xué)生缺乏工程實(shí)踐,對(duì)減速器認(rèn)識(shí)也僅是“聽說”,特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)完全依靠指導(dǎo)書中例圖,沒有自己設(shè)計(jì)思路;②學(xué)生對(duì)力學(xué)、圖學(xué)等先修課程知識(shí)綜合運(yùn)用能力較差,特別是繪圖質(zhì)量不高;③教學(xué)模式單一,設(shè)計(jì)任務(wù)相同僅設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不同。學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中缺少交流與協(xié)作,個(gè)別學(xué)生抄襲別人資料,學(xué)生分析問題和解決問題的能力得不到鍛煉。
3機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革思路
3.1融合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容于理論教學(xué)、引入工程實(shí)例
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程主要內(nèi)容包括兩部分:①研究常用機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法等;②研究一般條件下通用零部件的類型、作用、設(shè)計(jì)計(jì)算方法。實(shí)際教學(xué)中對(duì)第一部分內(nèi)容注重于機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容、圖解法內(nèi)容和單個(gè)機(jī)構(gòu)而不是機(jī)械系統(tǒng)的介紹;對(duì)第二部分內(nèi)容仍將機(jī)械零件分成:常用傳動(dòng)(齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng))、機(jī)械連接(螺紋連接、鍵連接、銷連接)、機(jī)械支承(軸、軸承)、其它零部件(機(jī)座、箱體)幾部分,部分和部分之間缺少一定的聯(lián)系,知識(shí)點(diǎn)比較零散。為此,應(yīng)融合實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐內(nèi)容于理論教學(xué),在課程教學(xué)之初就提出機(jī)械設(shè)計(jì)的最終目的是“設(shè)計(jì)機(jī)械”,以兩種典型的機(jī)器——四沖程內(nèi)燃機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)裝置——減速器為例,介紹內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),從而提出內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)組成包括三大機(jī)構(gòu):連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu),它們是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重點(diǎn)內(nèi)容;從機(jī)械制造的角度介紹減速器的零件組成:齒輪、軸、軸承、螺栓、箱體等,從而引出課程的另一部分重要內(nèi)容——機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)教材的內(nèi)容根據(jù)授課專業(yè)的不同進(jìn)行適當(dāng)取舍,由于我校的一些近機(jī)類專業(yè)如材料、安全工程等專業(yè)力學(xué)、金工實(shí)習(xí)等先修課程開設(shè)的不足,在帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中若一味地講解受力分析,學(xué)生勢(shì)必難以接受,應(yīng)拋開推導(dǎo)過程而重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用。將案例作為課堂教學(xué)的基本素材,把學(xué)生引到工程問題的現(xiàn)場(chǎng),借助于多媒體的情景再現(xiàn),首先讓學(xué)生用工程語言描述工作過程,其次讓學(xué)生提出工程問題并構(gòu)思解決問題的方案。這不僅有助于學(xué)生提高感性認(rèn)識(shí),更重要的是讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)應(yīng)用的成就感。
3.2重點(diǎn)改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
基于減速器應(yīng)用的廣泛性、教學(xué)示范效果的典型性、設(shè)計(jì)方法的成熟性,減速器設(shè)計(jì)仍是檢驗(yàn)學(xué)生理論知識(shí)掌握和運(yùn)用熟練程度的最好的載體。但應(yīng)該改變以往在給學(xué)生布置設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)就給出設(shè)計(jì)方案的作法,而是僅給出工作機(jī)的工作要求和工作參數(shù),對(duì)原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置由學(xué)生自己選定。由于學(xué)生對(duì)機(jī)械的感性認(rèn)識(shí)和工程實(shí)踐知識(shí)十分缺乏,不能將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系起來,更不會(huì)應(yīng)用于工程實(shí)際,因此將減速器拆裝測(cè)繪綜合實(shí)驗(yàn)安排在課程設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)之后進(jìn)行。通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)減速的功用、結(jié)構(gòu)組成有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí),對(duì)提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量有直接的幫助。實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后,在組織學(xué)生討論之前提出的幾種不同設(shè)計(jì)方案,比較各方案中各傳動(dòng)裝置的形式及布置的先后順序并確定出最優(yōu)方案。這樣每一位同學(xué)都有提出自己設(shè)計(jì)思路的機(jī)會(huì),通過交流發(fā)言使每一位學(xué)生認(rèn)識(shí)到自身學(xué)習(xí)的主體地位,在課程設(shè)計(jì)之初就積極參與到解決工程實(shí)際問題的過程中來。在以往指導(dǎo)教師分配給學(xué)生的數(shù)據(jù)不同,可以避免學(xué)生抄襲。但由于現(xiàn)代信息的發(fā)達(dá),網(wǎng)絡(luò)上只要提供數(shù)據(jù)就可以提供設(shè)計(jì)過程,這就造成了部分學(xué)生的“信手拈來”。可以根據(jù)班級(jí)學(xué)生數(shù)量將其分成5~6個(gè)設(shè)計(jì)小組,每個(gè)小組一組數(shù)據(jù)所算得的傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)應(yīng)該是一致的,而在傳動(dòng)比分配時(shí)各級(jí)傳動(dòng)比又可以是不同的。學(xué)生一邊計(jì)算一邊交流,不僅了解了其他人的設(shè)計(jì)思路,發(fā)現(xiàn)自身問題也可隨時(shí)解決。
3.3機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程考核方式改革
學(xué)生最關(guān)心的必然是課程考核成績(jī),因此機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的改革與探索必須得到學(xué)生的配合與支持。如果課程考核方式不能客觀地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài),優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性必將受挫。隨著社會(huì)對(duì)人才能力需求的提升,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的廣泛性、能力要求的全面性與有限的學(xué)時(shí)之間的矛盾就日漸顯現(xiàn)出來,一方面教師教學(xué)中要保證課程內(nèi)容的系統(tǒng)性、全面性;另一方面學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)又感到時(shí)間緊、任務(wù)重,因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式及考核評(píng)價(jià)方法與機(jī)械類卓越工程師能力要求已不相適應(yīng)。在我校,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的總評(píng)成績(jī)由兩部分組成,其中考試成績(jī)占70%,平時(shí)成績(jī)(包括出勤和課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn))占30%。近年來針對(duì)課程考核方式也進(jìn)行了改革。但平時(shí)成績(jī)?cè)诳傇u(píng)成績(jī)中占的比重仍較小,且平時(shí)成績(jī)的組成仍比較簡(jiǎn)單,缺少行之有效的評(píng)價(jià)內(nèi)容體系。應(yīng)以機(jī)械類卓越工程師培養(yǎng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的能力培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù),適當(dāng)增大平時(shí)成績(jī)的比例,并尋求可以定量化考核的評(píng)價(jià)內(nèi)容。因此可以提高平時(shí)成績(jī)的比例到40%,增加課堂討論發(fā)言、創(chuàng)新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、大作業(yè)等環(huán)節(jié),其占總成績(jī)比例為10%,通過這種形式提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和參與性,提高學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,達(dá)到課程教學(xué)目的。
4結(jié)束語
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的機(jī)械類卓越工程師的重要環(huán)節(jié)。隨著社會(huì)對(duì)機(jī)械類人才綜合素質(zhì)要求的逐步提高,各高校對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程相繼進(jìn)行了改革,但無論如何都是基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的核心。在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中對(duì)課程內(nèi)容體系、課程設(shè)計(jì)和課程考核評(píng)價(jià)方法等方面都進(jìn)行了積極的探索,這些措施的實(shí)施收到了大量有益的效果。將繼續(xù)按照制定的基于卓越工程師培養(yǎng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的知識(shí)和能力目標(biāo)要求,完善機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方法和體系。
作者:陳國(guó)輝 楊松華 宋勝偉 單位:黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:
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,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,過去單一的教學(xué)方法已無法滿足培養(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)生視覺疲勞,產(chǎn)生教學(xué)形式過于單一的感覺,可采取例題用黑板講述,或講課過程中增加實(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??傊谡n堂教學(xué)過程中,教師將多媒體課件與板書有機(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,好之者不如樂之者”,通過教學(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)來源于實(shí)踐,能力來自于實(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。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,通過此套設(shè)備學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)拆裝軸系。通過購(gòu)進(jìn)HK2B-Ⅱ型機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺(tái),開設(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)立開展科學(xué)研究工作的素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室向全校師生開放,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)過程中,將任務(wù)書下發(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《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
通過對(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
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淮陰工學(xué)院是一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才的普通高等學(xué)校,“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”本科專業(yè)被江蘇省教育廳授予“江蘇省品牌專業(yè)”,被教育部遴選為“第二批高等學(xué)校特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)”。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)類課程包括《工程制圖》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》及其課程設(shè)計(jì)等,是該專業(yè)主要的專業(yè)基礎(chǔ)課。本文根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程的特點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段方面進(jìn)行了探索,引入三維設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中應(yīng)用,提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力,培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需要的應(yīng)用型人才。
一、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)類課程主要研究機(jī)械中常用機(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)原理和計(jì)算方法,是學(xué)習(xí)進(jìn)程上從理論性課程過渡到結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)性課程。本課程在教學(xué)方法和教學(xué)手段上常利用多媒體、教學(xué)模型和掛圖,再輔以教具在黑板上繪制結(jié)構(gòu)圖形。而多數(shù)學(xué)生沒有太多的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),且零部件設(shè)計(jì)都是二維圖設(shè)計(jì),多以設(shè)計(jì)計(jì)算為主,因而學(xué)生學(xué)習(xí)感到比較枯燥,設(shè)計(jì)零部件時(shí)缺乏全面考慮,繪制工程圖錯(cuò)誤較多且自己很難查出問題。
二、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課教學(xué)實(shí)踐
隨著機(jī)械CAD技術(shù)的成熟,眾多三維設(shè)計(jì)軟件廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,極大地提高了設(shè)計(jì)、繪圖的質(zhì)量與效率。為此,高校的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程急需進(jìn)行教學(xué)體系改革,建立以三維設(shè)計(jì)為主線的機(jī)械設(shè)計(jì)模式。
1.整合教學(xué)內(nèi)容,制定教學(xué)計(jì)劃
要使學(xué)生具備較強(qiáng)的三維設(shè)計(jì)能力,根據(jù)本院教學(xué)條件和學(xué)生情況,必須整合課程的教學(xué)內(nèi)容、修改教學(xué)計(jì)劃、提高師資質(zhì)量,建立符合本院實(shí)際情況的應(yīng)用型機(jī)械類本科人才的培養(yǎng)體系。在學(xué)生接觸機(jī)械設(shè)計(jì)初期引入三維設(shè)計(jì)的概念,在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)各環(huán)節(jié)應(yīng)用,并在四年學(xué)習(xí)過程中,不斷地應(yīng)用,提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。三維設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)體系如圖1所示。
2.三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用于教學(xué)
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)類課程大多在低年級(jí)開設(shè),學(xué)生剛接觸機(jī)械專業(yè)知識(shí),缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的一些零件及結(jié)構(gòu)不太了解,因此對(duì)教學(xué)內(nèi)容難以掌握。用SolidWorks軟件進(jìn)行輔助教學(xué),改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。
《工程制圖》課程難點(diǎn)和重點(diǎn)就是正確繪制工程圖,以往教學(xué)要用許多學(xué)時(shí)使學(xué)生掌握機(jī)件的投影關(guān)系,學(xué)生要有很強(qiáng)的空間想象力,而用SolidWorks軟件的零件模塊可以方便直觀地進(jìn)行零件的三維造型,在工程圖模塊中自動(dòng)生成二維工程圖,并隨三維模型的尺寸變化而變化,這樣能使教學(xué)的重點(diǎn)放到工程圖的表達(dá)和零件的技術(shù)要求標(biāo)注,提高繪圖質(zhì)量。《機(jī)械原理》主要講解各種常用機(jī)構(gòu),運(yùn)用SolidWorks軟件的運(yùn)動(dòng)仿真功能,可以把各種復(fù)雜的機(jī)構(gòu)以三維的形式,通過形象、生動(dòng)、逼真的動(dòng)畫演示直觀地展示給學(xué)生;利用其參數(shù)化設(shè)計(jì),將修改自動(dòng)反映到所有的相關(guān)對(duì)象。例如講解平面四連桿機(jī)構(gòu)時(shí),利用模型仿真不僅可以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否滿足要求,同時(shí)還可以改變相應(yīng)的參數(shù),或以不同的構(gòu)件為機(jī)架或調(diào)用不同長(zhǎng)度的連桿進(jìn)行裝配,讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示加以驗(yàn)證?!稒C(jī)械設(shè)計(jì)》中在講軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)軸上零件的定位和固定,可預(yù)先繪制出各類軸上零件固定件,利用SolidWorks軟件裝配模塊對(duì)軸系各個(gè)零件進(jìn)行裝配,演示如何進(jìn)行齒輪的周向和軸向固定,軸的支承與固定,軸承如何裝配如何調(diào)整間隙,各零件之間的相互位置關(guān)系、零件的裝拆順序及零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)注意的問題等,使學(xué)生掌握軸結(jié)構(gòu)和軸上零件的固定結(jié)構(gòu),改變了以往單純的教學(xué)方式,在課堂上真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)的互動(dòng)。
3.三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)
齒輪減速器是最常見的一種典型傳動(dòng)裝置,由許多零件組成,如軸上傳動(dòng)零件、軸承、聯(lián)軸器、軸承蓋和箱體等。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是根據(jù)減速器的主參數(shù)(如輸入功率與轉(zhuǎn)速、輸出功率與轉(zhuǎn)速等)對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖。首先根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),利用零件模塊繪制減速器各個(gè)零件的三維建模,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件和齒輪,可以利用Solidworks中的插件直接生成。利用裝配模塊對(duì)繪制好的零件進(jìn)行裝配,裝配過程中可以直觀地發(fā)現(xiàn)零件的尺寸是否有誤,各部分的結(jié)構(gòu)是否合理,各零件的固定是否準(zhǔn)確,裝配好的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行干涉檢查,發(fā)現(xiàn)問題可適時(shí)修改零件模型,在裝配結(jié)構(gòu)中重新生成即可。裝配正確的裝配結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,檢查減速器的運(yùn)動(dòng)狀況,對(duì)重要的零件進(jìn)行受力分析等等。利用三維軟件設(shè)計(jì),有限的在2周時(shí)間內(nèi),使學(xué)生將重點(diǎn)放在減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,可以較全面地考慮整體結(jié)構(gòu)(包括油溝結(jié)構(gòu),油杯的選擇等),使設(shè)計(jì)貼近實(shí)際的工程設(shè)計(jì),掌握正確的工程設(shè)計(jì)基本理念,而不是把時(shí)間用在繪制圖紙上,從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。
三、結(jié) 論
通過以三維設(shè)計(jì)為主線的機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué),使學(xué)生初步具有用三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的能力。在后續(xù)的機(jī)械加工等專業(yè)課學(xué)習(xí)中,可以利用三維設(shè)計(jì)軟件的加工模塊生成NC程序進(jìn)行模擬或機(jī)床加工,可對(duì)三維軟件開發(fā)產(chǎn)品的全過程有較深刻的了解;在大學(xué)生課外創(chuàng)新設(shè)計(jì)或畢業(yè)設(shè)計(jì)中可以靈活利用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),做到大學(xué)四年不間斷,提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,適應(yīng)企業(yè)對(duì)人才的需求。
參考文獻(xiàn):
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【Abstract】This paper,"Mechanical Design" course teaching reform,the "Machine Design"course design from the choice of topics, teaching organizations how to design integrated into the curriculum and other aspects of teaching the theory among some reform measures to improve the training segment Teaching effectiveness.
【Key words】Curriculum design; "Mechanical Design "; management real integration; reform measures
【中圖分類號(hào)】G718.5【文章標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1326-3587(2011)04-0003-02
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)是高職機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)的一項(xiàng)重要的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),是學(xué)生首次運(yùn)用《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和其它先修課程的知識(shí)解決實(shí)際工程問題的實(shí)踐。通過課程設(shè)計(jì),學(xué)生可以了解機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序,熟悉和掌握常用機(jī)械零件、傳動(dòng)裝置等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法及步驟,學(xué)會(huì)查找資料和運(yùn)用有關(guān)技術(shù)信息,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維,增強(qiáng)自身科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力。
一、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的必要性
1、高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程理實(shí)一體化教學(xué)改革的需要。
高職院校教學(xué)改革的一個(gè)重要方面就是要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),我校實(shí)行2加1教學(xué)模式改革,即前兩年在學(xué)校學(xué)習(xí),第三年進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)。在校學(xué)習(xí)時(shí)間被大幅壓縮。為了解決在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課教學(xué)中內(nèi)容的廣泛性與授課學(xué)時(shí)的有限性之間的矛盾,我們按照以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線,專業(yè)課以“應(yīng)用為目的”,基礎(chǔ)課以“必須夠用為度”的教學(xué)改革思想,對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程進(jìn)行了全面的改革,壓縮總學(xué)時(shí),實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué),把課堂理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合起來。課程設(shè)計(jì)作為針對(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)綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)內(nèi)容、要求只能提升不能降低,而集中設(shè)計(jì)時(shí)間卻從傳統(tǒng)的2周壓縮到1周,為了保證教學(xué)質(zhì)量,改革勢(shì)在必行。
2、高職學(xué)生主體情況的要求。
高校擴(kuò)招后,高職學(xué)生整體基礎(chǔ)下降,尤其是綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力普遍較差,同時(shí)還面臨水平參差不齊,對(duì)理論知識(shí)理解掌握的差異較大,鉆研精神不夠,主動(dòng)性差的問題。
二、改革措施
(一)提前布置設(shè)計(jì)任務(wù),把課程設(shè)計(jì)融合到理論教學(xué)之中,明確設(shè)計(jì)目的。
如果按照傳統(tǒng)的做法:在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)結(jié)束后才進(jìn)行課程設(shè)計(jì),并在課程設(shè)計(jì)開始時(shí)才布置設(shè)計(jì)任務(wù),就會(huì)產(chǎn)生不少學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)所要用到的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程理論教學(xué)中已經(jīng)學(xué)過的理論知識(shí)和基本方法不會(huì)應(yīng)用。況且一周時(shí)間內(nèi)根本無法完成課程設(shè)計(jì)。因此必須提前布置設(shè)計(jì)任務(wù),把課程設(shè)計(jì)融合到《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的理論教學(xué)之中。在開學(xué)初把課程設(shè)計(jì)的任務(wù)書發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生從學(xué)習(xí)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》開始就接觸課程設(shè)計(jì)課題,在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的過程中理解課程設(shè)計(jì)。把設(shè)計(jì)分解成帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸傳動(dòng)和軸承等設(shè)計(jì)模塊,融入到有關(guān)章節(jié)的理論教學(xué)中去,讓教學(xué)中帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、軸承的選擇等與相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)課題中的理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合起來。由于學(xué)習(xí)目的明確,學(xué)生重視,積極性很高。到進(jìn)行集中課程設(shè)計(jì)時(shí),課程設(shè)計(jì)的理論計(jì)算部分已經(jīng)經(jīng)過了一次演練,只需將所作過的資料按實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、整理,完
成設(shè)計(jì)說明書的編寫,而把主要精力和時(shí)間用于方案優(yōu)化和計(jì)算機(jī)繪圖,使學(xué)生能按時(shí)保質(zhì)保量完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
(二)根據(jù)學(xué)生不同基礎(chǔ)水平,讓設(shè)計(jì)課題多樣化,層次化。
1、設(shè)計(jì)題目應(yīng)多樣化,具有靈活性。
課程設(shè)計(jì)經(jīng)久不衰的經(jīng)典選題是各類減速器設(shè)計(jì),“齒輪減速器”由于是機(jī)械傳動(dòng)中常用的傳動(dòng)裝置,與課程性質(zhì)相一致,能夠使學(xué)生得到較全面的訓(xùn)練,較好地達(dá)到課程設(shè)計(jì)教學(xué)目的,同時(shí)在難易程度和設(shè)計(jì)工作量方面應(yīng)變性較強(qiáng),便于根據(jù)需要靈活掌握而作為典型課題長(zhǎng)期采用。但從培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力出發(fā),課程設(shè)計(jì)以工程應(yīng)用機(jī)械裝置為設(shè)計(jì)任務(wù),應(yīng)強(qiáng)調(diào)實(shí)用性。教師在課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中只需給出工作機(jī)的工作要求.而如何實(shí)現(xiàn)工作機(jī)功能的方案則由學(xué)生自己優(yōu)化確定。教師只起引導(dǎo)作用。題目、方案應(yīng)多樣化,如讓學(xué)生嘗試混凝土攪拌機(jī)改良設(shè)計(jì),帶式運(yùn)輸機(jī)卷筒設(shè)計(jì)等項(xiàng)目。開拓設(shè)計(jì)思路,強(qiáng)調(diào)優(yōu)化過程。
2、設(shè)計(jì)題目難易程度與學(xué)生基礎(chǔ)相適應(yīng)。
考慮到學(xué)生水平參差不齊,為了使設(shè)計(jì)課題的難易程度和工作量大小與學(xué)生的水平和能力相匹配,我們確定了內(nèi)容不同、復(fù)雜程度不同、工作量不同的設(shè)計(jì)課題,供不同層次的學(xué)生完成。以“齒輪減速器”設(shè)計(jì)課題為例:學(xué)習(xí)成績(jī)一般或較差的學(xué)生,需要完成的設(shè)計(jì)課題是“一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器”,其難度不大,設(shè)計(jì)工作量適中;難度和設(shè)計(jì)工作量都較大的“一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器”或 “二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器”設(shè)計(jì)課題,供學(xué)習(xí)成績(jī)好、能力強(qiáng)、肯鉆研的優(yōu)秀學(xué)生選擇。
(三)充分利用理實(shí)一體化教室,開展課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革。
高職教學(xué)模式改革的重點(diǎn)是教學(xué)過程的實(shí)踐性、開放性和職業(yè)性,實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)是三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了配合《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》,《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)教學(xué),我們組建了滿足一體化教學(xué)的多功能理實(shí)一體化教室,配置有多媒體,可以對(duì)全班進(jìn)行授課;擁有連接Internet的通用計(jì)算機(jī)8臺(tái),既可以查詢資料,還可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì);裝備有鉆床等小型機(jī)床4臺(tái),創(chuàng)意組合式鋼軸系結(jié)構(gòu)30套,機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺(tái)10套,各種兩級(jí)減速器5臺(tái),單級(jí)減速器10臺(tái),軸系拆裝部件12套,常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)物及其模型50余套,提供學(xué)生拆裝、認(rèn)識(shí)設(shè)備和機(jī)構(gòu);同時(shí)還配備有常用手冊(cè)、圖冊(cè)、計(jì)算工具、作圖工具等進(jìn)行常規(guī)的設(shè)計(jì),滿足《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的要求。
1、利用《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》理實(shí)一體化教室,把課程設(shè)計(jì)融合到《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中。
開放理實(shí)一體化教室,使學(xué)生有更多的自主時(shí)間來安排學(xué)習(xí),通過對(duì)減速器為代表的設(shè)備進(jìn)行拆裝,使學(xué)生實(shí)際了解減速器的結(jié)構(gòu)以及各零件的作用,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及裝配關(guān)系;了解減速器的和密封;加深對(duì)軸系部件結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。便于學(xué)生在設(shè)計(jì)中結(jié)合實(shí)際,選擇合適的結(jié)構(gòu)和尺寸,提高設(shè)計(jì)能力。
2、注重計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用。
當(dāng)下計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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。學(xué)生通過零件圖和裝配圖繪制,強(qiáng)化AUTOCAD和UG的使用能力,增強(qiáng)識(shí)圖能力。
(四)、重視答辯環(huán)節(jié),強(qiáng)調(diào)師生交流,提升實(shí)訓(xùn)效果。
充分重視答辯環(huán)節(jié),促進(jìn)學(xué)生反思和提高。學(xué)生在完成設(shè)計(jì)后,如果僅僅把設(shè)計(jì)資料交給教師評(píng)閱,往往只關(guān)心成績(jī),而忽略自己的設(shè)計(jì)存在的問題,不知如何改進(jìn)。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,最大限度地提升課程設(shè)計(jì)的效果,我們?cè)谠u(píng)閱設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)化了答辯環(huán)節(jié),答辯時(shí)請(qǐng)相關(guān)教師和企業(yè)人員參與,在答辯過程中對(duì)每位學(xué)生作有針對(duì)性的提問和討論,了解學(xué)生的想法和對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度,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)疑和答疑的過程。
實(shí)踐表明,上述改革措施較好地適應(yīng)了當(dāng)前高職學(xué)生的實(shí)際情況,使課程設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量有了明顯的提高。充分利用一體化教室,把課程設(shè)計(jì)貫穿到《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中,體現(xiàn)了“教中學(xué),學(xué)中做”原則,有利于提高《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程整體教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的職業(yè)能力。
【參考文獻(xiàn)】
0 引言
高等職業(yè)技術(shù)教育是為社會(huì)培養(yǎng)高等應(yīng)用性實(shí)用型技能綜合式人才,讓學(xué)生充分就業(yè)。而《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是高職機(jī)械類專業(yè)一門很重要的主干基礎(chǔ)課,主要內(nèi)容包括機(jī)械傳動(dòng)知識(shí)、常用機(jī)構(gòu)、軸系零件等,但它同時(shí)也是一門能直接用于生產(chǎn)的設(shè)計(jì)性課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用選修課程中所學(xué)知識(shí)和技能,解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力,為后繼專業(yè)課程教學(xué)和學(xué)生日后從事設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此,它的教學(xué)直接影響到學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)、設(shè)計(jì)技能和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力尤為重要。因此,如何教好這門課,是當(dāng)前高職院校機(jī)械類專業(yè)需要認(rèn)真研究探討和解決的問題。
1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題
隨著教學(xué)改革的深入和課程體系的調(diào)整,《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的知識(shí)不斷更新,需要學(xué)生掌握的東西越來越多,既要學(xué)生掌握必要的理論知識(shí),又要能對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)用,由于該課程涉及知識(shí)點(diǎn)多、難度大,并具有一定的實(shí)踐性,高職學(xué)生自身基礎(chǔ)知識(shí)的薄弱使他們對(duì)各章節(jié)之間的教學(xué)聯(lián)系缺乏清晰的認(rèn)識(shí),學(xué)習(xí)效果差。如果只滿足于給學(xué)生講道理,這樣的教學(xué)過程完成后,學(xué)生僅僅簡(jiǎn)單地記住了一些名詞術(shù)語或要點(diǎn),對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用仍然沒有質(zhì)的提高。傳統(tǒng)的教學(xué)經(jīng)常把理論與實(shí)踐相分離來進(jìn)行教學(xué),這樣的結(jié)果是學(xué)生到上設(shè)計(jì)課的時(shí)候已經(jīng)忘記了前面學(xué)習(xí)的理論知識(shí),不能很好地突破該課程的重點(diǎn)、難點(diǎn),學(xué)生大多只是為了一時(shí)完成任務(wù),勉強(qiáng)交上一份設(shè)計(jì),但對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)踐運(yùn)用能并沒得到真正的提高。為了更好地幫助學(xué)生解決就業(yè),培養(yǎng)社會(huì)需要的技能型人才,對(duì)教學(xué)方法的改進(jìn)迫在眉睫。
2 整合課程內(nèi)容,調(diào)整課程結(jié)構(gòu)
2.1 對(duì)于教材中過深的、不必要的理論知識(shí),予以大膽刪除
高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)強(qiáng)調(diào)的是人才的應(yīng)用性,其畢業(yè)生所從業(yè)的崗位,決定了他們沒有必掌握計(jì)算公式、定理、方法等的推導(dǎo)過程,而更應(yīng)注重于如何運(yùn)用這些公式、方法等來解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題。因此,對(duì)教材中一些過深的、不必要的理論推導(dǎo)、證明都應(yīng)予以刪除,以便學(xué)生集中精力掌握這些公式、定理、方法的實(shí)際應(yīng)用,解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題。這樣更符合培養(yǎng)目標(biāo)的要求。例如:平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法中的解析法;齒輪傳動(dòng)中按輪齒齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式的推導(dǎo)過程;凸輪機(jī)構(gòu)常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推導(dǎo)過程等等都應(yīng)刪除。而以機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)為重點(diǎn),保證實(shí)用性。
2.2 落實(shí)課程設(shè)計(jì)所必要的基本知識(shí)和基本理論,側(cè)重基本設(shè)計(jì)方法和實(shí)踐性內(nèi)容
機(jī)械設(shè)計(jì)所需的基本知識(shí)和基本理論、緊密結(jié)合工程實(shí)際且多樣化的設(shè)計(jì)方法,是培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)能力的根本保證,教學(xué)時(shí)應(yīng)以設(shè)計(jì)為線索,以解決實(shí)際問題為目標(biāo),構(gòu)建起設(shè)計(jì)基本知識(shí)和基本理論比較完備,設(shè)計(jì)方法實(shí)用、多樣的基本內(nèi)容體系。精講“帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)”“齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)”“軸的設(shè)計(jì)”等這些關(guān)乎減速器設(shè)計(jì)質(zhì)量的課程內(nèi)容,特別要增加實(shí)用性、實(shí)踐性內(nèi)容和習(xí)題,增加應(yīng)用性的設(shè)計(jì)方法、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和公式的使用、查圖表等內(nèi)容。突出應(yīng)用性,將學(xué)生引向?qū)嶋H設(shè)計(jì)。
3 改革教學(xué)方法,提高教學(xué)效率
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程主要研究常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法,由于大多數(shù)學(xué)生缺乏實(shí)踐知識(shí),他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中普遍感到抽象、難學(xué),尤其是機(jī)械原理這部分知識(shí),認(rèn)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與實(shí)際機(jī)器相差甚遠(yuǎn),很難將兩者統(tǒng)一起來。因此有必要對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革。
3.1 注重理論聯(lián)系實(shí)際
在講解機(jī)構(gòu)時(shí),列舉了實(shí)際機(jī)器和日常生活中的應(yīng)用實(shí)例,又特別介紹了與專業(yè)有關(guān)的金屬切削機(jī)床等應(yīng)用實(shí)例,因而增強(qiáng)了基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系。在講授“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化”內(nèi)容時(shí),我們就地取材,用雨傘作教具。采用學(xué)生熟悉的生活工具模擬學(xué)習(xí)內(nèi)容,不僅取材簡(jiǎn)單,而且生動(dòng)形象,容易與實(shí)際的機(jī)器相結(jié)合,克服結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖抽象的特點(diǎn)。還可以組織學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)W院實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)時(shí),事先布置一些思考題,讓學(xué)生帶著問題一邊參觀一邊討論,把課堂理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來。
3.2 適當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段
機(jī)械原理部分有一些機(jī)構(gòu)的原理比較抽象,無法用語言形象地表達(dá)清晰,很難在學(xué)生中形成深刻的印象。如四桿機(jī)構(gòu)的演化、死點(diǎn)位置的應(yīng)用和危害及機(jī)構(gòu)通過死點(diǎn)的方法,各種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理等,是教學(xué)環(huán)節(jié)中不易掌握的難點(diǎn),由于學(xué)生沒有太多的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)歷,很難通過想象加以理解。而CAI教學(xué)和傳統(tǒng)的教學(xué)相比,具有直觀、形象、信息量大等優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)的動(dòng)畫制作技術(shù),將一些難以想象和無法用語言表達(dá)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程和工作原理制成多媒體課件,在講授相關(guān)內(nèi)容時(shí)巧妙地將現(xiàn)有教具與多媒體課件結(jié)合使用,使那些難以想象的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程和工作原理演示出來,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓展延伸了實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間,也提高教學(xué)效率,改善教學(xué)效果。
3.3 以實(shí)驗(yàn)教學(xué)促技能
機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),因?yàn)樗膶?shí)驗(yàn)課題是以機(jī)械工程技術(shù)為背景的。因此,在豐富多彩的教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,我們可以從注重實(shí)驗(yàn)室環(huán)境布置開始,自制一些文字、圖片和教學(xué)掛板,介紹減速器的分類、發(fā)展趨勢(shì)、加工過程及設(shè)計(jì)方法。還可以在課程設(shè)計(jì)期間全面開放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)室沒課的任意時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,針對(duì)自己選定的研究課題,進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)。一方面極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力及科研能力。
3.4 搞好課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié),其目的是培養(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。要求學(xué)生從總體方案的布局到零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一起完成,使設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)和完整。為鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,應(yīng)要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)多套方案,進(jìn)行比較選擇,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性。在設(shè)計(jì)前應(yīng)先組織學(xué)生對(duì)該傳動(dòng)裝置進(jìn)行拆卸、安裝,使學(xué)生熟悉裝置的基本構(gòu)造,整體組成結(jié)構(gòu)及各部分結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)整;各個(gè)零件之間的連接關(guān)系與特點(diǎn) ,然后找出標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件,明確傳動(dòng)裝置布置形式與空間位置的關(guān)系,建起一個(gè)立體的概念,避免出現(xiàn)閉門造車和照抄照搬式的設(shè)計(jì),與生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)。對(duì)于學(xué)生中普遍存在的工藝知識(shí)和公差知識(shí)的不足,應(yīng)在設(shè)計(jì)中逐步給予講解和補(bǔ)充,使學(xué)生通過設(shè)計(jì)全面掌握和鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。
4 結(jié)語
總之,《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)應(yīng)與生產(chǎn)實(shí)踐、技術(shù)推廣、社會(huì)服務(wù)緊密結(jié)合,更好地面向社會(huì)、面向市場(chǎng),適應(yīng)企業(yè)需求和崗位需要,與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合。全面推進(jìn)教學(xué)改革措施,才能取得良好的效果。必須刪掉陳舊或重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容,增加新發(fā)展的內(nèi)容,拓寬學(xué)生的知識(shí)面;充分利用計(jì)算機(jī)的輔助教學(xué)作用,使計(jì)算機(jī)貫穿于整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),使教學(xué)方法上一個(gè)臺(tái)階,為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
【參考文獻(xiàn)】
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