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為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,通過分析傳統(tǒng)教學(xué)模式下“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中當(dāng)前存在的問題,結(jié)合該課程的特點從教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)、實踐教學(xué)等方面對課程教學(xué)的改革進(jìn)行了研究。經(jīng)過幾年的研究與實踐,課程教學(xué)效果得到了改善,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了激發(fā),實踐能力獲得了鍛煉。
關(guān)鍵詞:
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ);教學(xué)研究;教學(xué)方法;近機(jī)類專業(yè)
“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是北京信息科技大學(xué)近機(jī)類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計能力,使學(xué)生初步掌握基本的設(shè)計理論和設(shè)計方法。課程在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起承上啟下的作用,與后續(xù)課程銜接緊密,為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及工作打下必要的基礎(chǔ),可增加學(xué)生的專業(yè)適應(yīng)能力,使其能滿足市場經(jīng)濟(jì)對人才的需求,有利于學(xué)生就業(yè)選擇?!皺C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程因其具有分散性、綜合性及實踐性和公式多、概念多及圖表多等特點,給教學(xué)工作帶來不小的困難,因此怎樣充分地利用現(xiàn)有教學(xué)資源調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),實現(xiàn)北京信息科技大學(xué)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),在本課程教學(xué)中研究與探索新的教學(xué)方法就顯得更加迫切和必要了。
一、教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生在開始學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的時候,大多數(shù)學(xué)生以前極少關(guān)注機(jī)械的結(jié)構(gòu),對機(jī)械缺乏一定的感性認(rèn)識,或?qū)C(jī)械的整體認(rèn)識是模糊的。
2.課程涉及的基礎(chǔ)理論內(nèi)容較廣且相對獨立,其特點是概念多、原理多、公式多、圖表多,內(nèi)容比較枯燥和單調(diào),所學(xué)知識在學(xué)生以前的學(xué)習(xí)中很少接觸,初學(xué)時往往會感到吃力[1]。在傳統(tǒng)教學(xué)中,以教師講授知識為主,學(xué)生只是被動地聽講;教學(xué)方法單一,無法吸引學(xué)生的注意力。
3.部分教學(xué)內(nèi)容陳舊。教師過于注重單個機(jī)械零部件的講解,而對實際工程的機(jī)械設(shè)計方法介紹不多,忽略了學(xué)生的能力與素質(zhì)培養(yǎng),使學(xué)生容易出現(xiàn)厭學(xué)、懼學(xué)、棄學(xué)的情緒,或為取得好成績而“死記硬背”,出現(xiàn)“高分低能”的現(xiàn)象。
二、豐富教學(xué)方法,完善教學(xué)手段
1.教學(xué)方法多樣化。采用圖示教學(xué)法與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。(1)圖示教學(xué)法。圖示教學(xué)法是烏克蘭教育家沙塔洛夫經(jīng)過30多年的潛心試驗與研究,提出的一種新的教學(xué)方法。該教學(xué)方法的核心是“綱要網(wǎng)絡(luò)”圖表,此圖表是一種由文字、圖形、公式、方框、流程線和表格等組成的教學(xué)輔助工具[2]。在講解各章內(nèi)容時,利用圖表將各個概念、知識點、公式有機(jī)串聯(lián)起來,使其相互關(guān)系形象直觀地表達(dá)出來,有利于學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶。按內(nèi)容和應(yīng)用可將圖表分為“講授型”和“概括總結(jié)型”。例如,在講授“帶傳動和鏈傳動”的知識時,當(dāng)講解到離心拉力Fc,可列舉如圖1所示的“講授型”圖表,并加以解釋,如“當(dāng)帶作圓周運動時,帶本身的質(zhì)量將在圓周方向產(chǎn)生離心力Fc,而Fc將作用在帶的全長上,因此在帶各處的橫截面上均產(chǎn)生離心拉應(yīng)力σc;σc過大,將帶來不良后果:①降低帶的壽命。②帶與帶輪表面的正壓力下降,導(dǎo)致最大摩擦力下降,從而降低帶的傳動能力。因此應(yīng)限制帶的速度?!痹趯鲃舆M(jìn)行小結(jié)時,可采用如圖2所示的“概括總結(jié)型”圖表,由圖表可知帶是處于變應(yīng)力狀態(tài)下工作的,帶中產(chǎn)生的瞬時最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞向小帶輪處。通過圖表可將相關(guān)內(nèi)容有機(jī)串聯(lián)起來,讓學(xué)生從煩瑣的筆記中解脫出來,減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,加深了學(xué)生對知識的理解和記憶。(2)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法,其特點是“學(xué)中用,用中學(xué),以用促學(xué)”[3],改變了以往“教師講,學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式,創(chuàng)造了以學(xué)定教、學(xué)生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)模式。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的核心工作是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計任務(wù)[3]。如在講授“平面連桿機(jī)構(gòu)”一章時,教師先提出一些與平面連桿機(jī)構(gòu)相關(guān)的問題,然后為學(xué)生設(shè)計了一項任務(wù)為“休閑娛樂機(jī)械和家庭用機(jī)械的設(shè)計”,設(shè)計的機(jī)械必須包含平面連桿機(jī)構(gòu),并對設(shè)計任務(wù)進(jìn)行了一定的解釋與提示,如休閑娛樂機(jī)械可以是小區(qū)活動場所的健身器材;家庭用機(jī)械可以是與生活密切相關(guān)的家庭用機(jī)電產(chǎn)品,包括窗戶的開啟機(jī)構(gòu)、折疊桌椅、家用折疊梯子、雨傘等。此外,還要求工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生應(yīng)用本專業(yè)知識對產(chǎn)品進(jìn)行造型設(shè)計,工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)用本專業(yè)知識進(jìn)行產(chǎn)品進(jìn)行成本核算,等等。在實施過程中,采用企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計模式進(jìn)行,由學(xué)生根據(jù)自身專長和興趣愛好組隊,每組3~5名學(xué)生,選出1名組長,領(lǐng)導(dǎo)本小組成員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計。鼓勵小組成員進(jìn)行實地調(diào)研,且每位成員均須提出自己的設(shè)計方案,由組長組織小組展開討論,選擇最佳設(shè)計方案。例如,有小組學(xué)生通過調(diào)研設(shè)計了一款新型家用折疊人字梯,如圖3所示,應(yīng)用了平行四邊形機(jī)構(gòu)使踏板同時展開或收起。伴隨著一個接著一個的成就感,可培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)及與他人協(xié)作的能力,為將來工作崗位上的團(tuán)隊合作奠定基礎(chǔ)。
2.完善教學(xué)手段。(1)利用多媒體與實物模型相結(jié)合的教學(xué)手段。多媒體課件具有信息量大、圖文并茂、聲光色結(jié)合的立體效果,能擴(kuò)寬學(xué)生的眼界,便于理解,實物模型的示教能起到直觀形象的作用。同時,在講解重點內(nèi)容時輔以傳統(tǒng)的板書,使重點突出、要領(lǐng)清楚,達(dá)到教與學(xué)的互動效果。通過多種教學(xué)手段的應(yīng)用,對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力收到了較好的效果。例如,將雷達(dá)天線、縫紉機(jī)踏板、汽車前窗刮雨器、攪拌機(jī)、飛機(jī)起落架、牛頭刨床等機(jī)構(gòu)以動畫形式顯示,使死氣沉沉的課堂變得生動活潑,增加了學(xué)生的感性認(rèn)識[4]。讓一些難以想象的機(jī)構(gòu)生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,便于學(xué)生理解。(2)引入計算機(jī)輔助工程技術(shù)。學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)軟件的積極性普遍比較高,尤其是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生。因此,在“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中將計算機(jī)輔助工程技術(shù)引入課堂教學(xué),收到了良好的教學(xué)效果。例如,在講解凸輪機(jī)構(gòu)時,可演示如何應(yīng)用ADAMS軟件解決問題;在講解軸系零部件時,可采用Pro/Engineer建立虛擬的減速器裝配體,并將其演示給學(xué)生,使學(xué)生產(chǎn)生好奇心,萌發(fā)急于尋求答案的求知欲望,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自覺性。為了便于學(xué)生學(xué)習(xí),開設(shè)了多項關(guān)于相關(guān)軟件應(yīng)用的開放性實驗。3.豐富考核方式。為了增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械的總體認(rèn)識,在開學(xué)之初便將機(jī)械發(fā)展史作為一項大作業(yè)布置給學(xué)生,并計入總評成績。讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)查找相關(guān)資料,寫出相關(guān)機(jī)械的發(fā)展歷史,如中國機(jī)械發(fā)展史、世界機(jī)械發(fā)展史、汽車發(fā)展史、飛機(jī)發(fā)展史、機(jī)器人發(fā)展史等,讓學(xué)生在查找資料的過程中,對機(jī)械及其發(fā)展有一個總體的認(rèn)識[5]。同時,在應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法教學(xué)過程中安排了設(shè)計任務(wù),將根據(jù)學(xué)生完成的作品質(zhì)量計算平時成績并計入總評。
三、精練教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行教材建設(shè)
1.精練教學(xué)內(nèi)容,挖掘教學(xué)素材。從生活中挖掘教學(xué)素材,可以拉近學(xué)生與機(jī)械之間的距離。機(jī)械與生活緊密相連,挖掘生活中的“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)素材,可以使枯燥的機(jī)械生動化,單一的教學(xué)內(nèi)容變得豐富多彩。列舉生活經(jīng)歷或新聞報道中引人入勝、趣味性強(qiáng)的案例,并編擬貼近實際且內(nèi)容新鮮的應(yīng)用問題,讓學(xué)生感到所學(xué)內(nèi)容有用、有趣[6]。例如,應(yīng)用折疊雨傘、折疊桌椅、窗戶開啟機(jī)構(gòu)講解平面連桿機(jī)構(gòu);應(yīng)用機(jī)械鎖、開關(guān)等講解凸輪機(jī)構(gòu);應(yīng)用機(jī)械鐘表、玩具等講解齒輪機(jī)構(gòu)。
2.建設(shè)課程教材。因材施教,積極進(jìn)行教材建設(shè)。課程組在老教師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下,虛心向兄弟院校取經(jīng)學(xué)習(xí),以極大的熱情教書育人和潛心進(jìn)行教學(xué)研究,應(yīng)用圖示教學(xué)法進(jìn)行了教學(xué)實踐,將積累的經(jīng)驗和教學(xué)成果固化進(jìn)教材,正式出版了《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教材,并編寫了《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書》。
四、加強(qiáng)實踐教學(xué)
1.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目。以大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目為載體,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動實踐、自主學(xué)習(xí)的實踐教學(xué)模式。為了擴(kuò)大學(xué)生的視野,提高他們實踐動手能力,鼓勵學(xué)生課余時間走進(jìn)實驗室進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究,使得學(xué)有所需的學(xué)生都有機(jī)會參與其中,充分利用實驗室的各種資源,得到有益的鍛煉和提高。工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生先后開展了“基于人因工程學(xué)的超市貨架設(shè)計”、“節(jié)•閱———公共綠色照明閱讀桌創(chuàng)新設(shè)計”、“模塊化組合式家具設(shè)計”等多項大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目的研究。有工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生參與的捷能車隊更是通過大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目的研究收獲了多項成果,該團(tuán)隊設(shè)計的節(jié)能車多次獲得Honda中國節(jié)能競技大賽最佳技術(shù)獎、最佳設(shè)計獎、最吸引眼球獎等。
2.積極組織學(xué)生參加競賽。組織學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽,讓學(xué)生真刀實槍的去干,利用課堂上教授的理論知識,品嘗創(chuàng)新的滋味。工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生參與設(shè)計的“家用多功能折疊購物車”、“防反光可調(diào)節(jié)黑板”等作品先后獲得首都高校機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎項?!稗r(nóng)用翻土機(jī)設(shè)計”、“自動選種機(jī)”、“按摩椅設(shè)計”等作品獲得了全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎項。
3.設(shè)置開放性實驗。為了使課程實踐環(huán)節(jié)得到進(jìn)一步充實,增加實驗學(xué)時,課程組開發(fā)了多項開放性實驗,如“典型機(jī)構(gòu)運動仿真分析與驗證”、“典型機(jī)械拆裝測繪與結(jié)構(gòu)分析實驗”、“小型機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計與制作實驗”、“機(jī)械方案創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計模擬實施與分析改進(jìn)”、“常見機(jī)械傳動系統(tǒng)建模與仿真分析實驗”等,完成實驗的學(xué)生可以獲得創(chuàng)新學(xué)分,鼓勵學(xué)生課余時間走進(jìn)實驗室。
五、結(jié)論
經(jīng)過幾年的研究與實踐,北京信息科技大學(xué)近機(jī)類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計的“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)效果得到了改善,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了激發(fā),學(xué)生的實踐能力獲得了鍛煉。課程教學(xué)的改革與研究使學(xué)生能學(xué)以致用,增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的自覺性,促使學(xué)生從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變。
參考文獻(xiàn):
[1]劉相權(quán)“.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)改革研究[J].中國電力教育,2014,(11):120-121.
[2]滕啟.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:中國電力出版社,2013.
[3]劉相權(quán).基于任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)研究[J].中國科技信息,2012,(24):177.
[4]李國珍.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中的幾點體會[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報,2009,32(8),增刊:197-198.
[5]宋瑞銀,張美琴.應(yīng)用型院校機(jī)械原理教學(xué)中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報,2009,32(8),增刊:170-172.
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法 教學(xué)手段 課程改革
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課,它的教學(xué)直接影響到學(xué)生對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣。隨著高職教育的不斷發(fā)展,客觀上要求我們?nèi)ネ晟坪蛣?chuàng)新,加快高職《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程改革,以滿足人才培養(yǎng)的需要。
一、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程存在的問題
1.培養(yǎng)目標(biāo)不明確
對于高職學(xué)生而言,將來所從事的職業(yè)大多是面向生產(chǎn)第一線。所以,學(xué)生應(yīng)具有解決生產(chǎn)實際問題并在實際工作中應(yīng)用的能力,而不需要像本科生那樣,重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和綜合設(shè)計能力。因此,在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對工程實際中常用機(jī)構(gòu)、零件等知識的學(xué)習(xí)和結(jié)構(gòu)的拆裝等動手能力的培養(yǎng)。
2.教學(xué)內(nèi)容應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整
課程所選用的教材普遍存在內(nèi)容不符合“必須與夠用”的原則,高等職業(yè)技術(shù)教育培養(yǎng)的是高級技術(shù)應(yīng)用型人才,必須要求實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的課時數(shù)高于理論教學(xué)課時數(shù)。
3.教學(xué)方法、手段需進(jìn)一步改進(jìn)
由于教學(xué)內(nèi)容較多,學(xué)時有限,教師一般常采用“滿堂灌”的方法講授學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師處于主動,學(xué)生處于被動,所以不利于調(diào)動學(xué)生的積極性以及培養(yǎng)他們的獨立思考問題、獨立解決問題的能力。我們的學(xué)生沒有實際工作經(jīng)驗,對機(jī)械的了解只限于生活中接觸的范圍。雖然傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代化教學(xué)手段已經(jīng)實現(xiàn)了并重,但是這些手段還不足以使學(xué)生真正地了解現(xiàn)實的工程實踐以及具有較強(qiáng)的感性認(rèn)識,對學(xué)生工程意識的培養(yǎng)還存在一定的不足。
4.考核方式單一,不能突出能力培養(yǎng)
期末考試成績定終身是沿用至今的成績評定制度。然而,它并不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和實際水平,有的學(xué)生平時不學(xué)習(xí),靠考前突擊,仍然可以通過考試。因此,這種成績評定制度不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也不利于知識的理解和掌握。
二、課程改革的基本思路
在教學(xué)理念上,強(qiáng)調(diào)“理論聯(lián)系實際”“理論為實踐教學(xué)服務(wù)”,內(nèi)容上以“必須、夠用”為度。《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革應(yīng)緊緊圍繞著以學(xué)生為主體,以能力培養(yǎng)為中心,以專業(yè)必備要求為知識基本點,加強(qiáng)實踐教學(xué)。以現(xiàn)代教育技術(shù)為手段,優(yōu)化課程體系,改革教學(xué)和考試方式、方法,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和為專業(yè)教學(xué)服務(wù)為目標(biāo),建立全新的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)體系。
三、課程內(nèi)容改革與實踐
1.培養(yǎng)目標(biāo)定位、修訂教學(xué)大綱
根據(jù)專業(yè)定位對原有教學(xué)大綱進(jìn)行了全面修訂,重新組織和完善了課程教學(xué)內(nèi)容。課程目標(biāo)為“掌握機(jī)械設(shè)計中常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計方法,具備通用機(jī)械正確使用、維護(hù)及分析常見故障的能力”。
2.建立全新課程內(nèi)容體系
新的課程教學(xué)內(nèi)容,選擇牛頭刨床和帶式輸送機(jī)這兩個典型的設(shè)備為載體,把有關(guān)常用機(jī)構(gòu)和通用零件的內(nèi)容融合在載體分析中。將力學(xué)中的扭轉(zhuǎn)、彎曲強(qiáng)度計算與軸的設(shè)計結(jié)合,將剪切和擠壓強(qiáng)度計算結(jié)合在螺栓聯(lián)接、鍵聯(lián)接當(dāng)中,以利于學(xué)生將力學(xué)的理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合,避免學(xué)生對枯燥的純理論學(xué)習(xí)可能產(chǎn)生的厭倦心理。
四、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門理論性和實踐性都很強(qiáng)的課程,學(xué)生沒有實際工作經(jīng)歷,缺乏與此有關(guān)的感性認(rèn)識。因此,教師應(yīng)充分利用多種教學(xué)手段,將課程生動、直觀、輕松地呈現(xiàn)給學(xué)生。教學(xué)方法、教學(xué)手段如下:
1.現(xiàn)場教學(xué)
以牛頭刨床這個典型的機(jī)械加工設(shè)備為載體進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué),介紹機(jī)器的組成和工作原理,以此訓(xùn)練學(xué)生分析機(jī)械系統(tǒng)的的能力。
2.案例教學(xué)法
在進(jìn)行常用機(jī)構(gòu)的教學(xué)時,以牛頭刨床的機(jī)構(gòu)分析為總?cè)蝿?wù),再將其分解為機(jī)器的認(rèn)知、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、平面連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、間歇機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析等子任務(wù),以此貫穿常用機(jī)構(gòu)部分的內(nèi)容。每一部分教師均先從牛頭刨床中引出問題,再介紹相關(guān)機(jī)構(gòu),最后舉例討論。
3.任務(wù)驅(qū)動法
在通用零件部分教學(xué)時,以帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計為總?cè)蝿?wù),再將其分解為電動機(jī)選擇、帶傳動件設(shè)計、齒輪傳動設(shè)計、聯(lián)接設(shè)計、軸的構(gòu)設(shè)計、軸承設(shè)計等子任務(wù),以此貫穿通用零件部分的內(nèi)容。每一部分教師均先從設(shè)計任務(wù)中引出問題,再介紹相關(guān)零件設(shè)計的理論和方法,最后舉例討論。設(shè)計任務(wù)就是學(xué)生的作業(yè),學(xué)生邊學(xué)邊練,課程結(jié)束時完成其主要的設(shè)計計算。
4.采用實驗室一體化教學(xué)
將課安排在機(jī)械原理實訓(xùn)室進(jìn)行,采取多媒體課件講解、模型演示和實驗操作相結(jié)合的方法,充分利用教學(xué)資源,提高教學(xué)效果。
5.增設(shè)實驗、實訓(xùn)項目,提高學(xué)生的實踐及動手能力
在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實驗這個重要的實踐環(huán)節(jié),加強(qiáng)學(xué)生對機(jī)構(gòu)、零件結(jié)構(gòu)和機(jī)械設(shè)計等工程實踐知識和對儀器設(shè)備的動手操作、機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝拆等實際動手能力的培養(yǎng),是對理論課程教學(xué)不足很好的補(bǔ)充和完善。保留了《軸系結(jié)構(gòu)測繪》和《減速器結(jié)構(gòu)裝拆實驗》。增設(shè)了《齒輪范成原理》是為了驗證“范成法加工齒輪的原理以及齒輪加工中的根切現(xiàn)象”;《帶傳動實驗》是為了驗證理論課教學(xué)中的“帶的彈性滑動及帶傳動的效率變化情況”?!遁S系結(jié)構(gòu)設(shè)計》實驗,學(xué)生根據(jù)所提供的原始條件(如齒輪傳動類型、齒輪圓周速度、蝸桿跨度等),自行選擇合適的零件(如軸承、軸承蓋、密封件、軸套類型),按照軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路進(jìn)行模擬設(shè)計或裝配。
通過建立開放式的機(jī)構(gòu)、零件陳列室和機(jī)械裝拆實驗室,使學(xué)生有更多的自主時間來安排學(xué)習(xí),以期發(fā)揮學(xué)生在實驗教學(xué)中的積極性與主動性,從而加強(qiáng)學(xué)生對機(jī)構(gòu)、零件結(jié)構(gòu)等工程實踐知識和對儀器設(shè)備的動手操作、機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝拆等實際動手能力的培養(yǎng),確保對理論課程教學(xué)不足的補(bǔ)充和完善。
五、采用靈活多樣的考試方式, 提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力
在考試方法上采用開卷與閉卷相結(jié)合,筆試、口試與討論相結(jié)合,以增強(qiáng)考試內(nèi)容的綜合性與靈活應(yīng)用性,突出對能力的考核。
綜上所述,根據(jù)高職教育的特殊性,機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)應(yīng)瞄準(zhǔn)市場對人才的需求目標(biāo),不斷地改革教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等環(huán)節(jié),從實用出發(fā)就能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們學(xué)有所得、學(xué)有所長,能更好地為后續(xù)課程打下良好基礎(chǔ),機(jī)械設(shè)計課程改革需要我們不斷地在實踐中創(chuàng)新、總結(jié)和完善。
參考文獻(xiàn):
[1]郭攀成.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容和改革與實踐[J].中國電力教育,2009,(4).
【關(guān)鍵詞】高職教育 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 課程改革
0 引言
高等職業(yè)技術(shù)教育是為社會培養(yǎng)高等應(yīng)用性實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)械傳動知識、常用機(jī)構(gòu)、軸系零件等,但它同時也是一門能直接用于生產(chǎn)的設(shè)計性課程,旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運用選修課程中所學(xué)知識和技能,解決機(jī)械工程實際問題的能力,為后繼專業(yè)課程教學(xué)和學(xué)生日后從事設(shè)計工作打下堅實基礎(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),對培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計知識、設(shè)計技能和創(chuàng)新設(shè)計的能力尤為重要。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)計基礎(chǔ)》課程的知識不斷更新,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,又要能對知識點進(jìn)行運用,由于該課程涉及知識點多、難度大,并具有一定的實踐性,高職學(xué)生自身基礎(chǔ)知識的薄弱使他們對各章節(jié)之間的教學(xué)聯(lián)系缺乏清晰的認(rèn)識,學(xué)習(xí)效果差。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)生僅僅簡單地記住了一些名詞術(shù)語或要點,對知識點的理解和運用仍然沒有質(zhì)的提高。傳統(tǒng)的教學(xué)經(jīng)常把理論與實踐相分離來進(jìn)行教學(xué),這樣的結(jié)果是學(xué)生到上設(shè)計課的時候已經(jīng)忘記了前面學(xué)習(xí)的理論知識,不能很好地突破該課程的重點、難點,學(xué)生大多只是為了一時完成任務(wù),勉強(qiáng)交上一份設(shè)計,但對于機(jī)械設(shè)計的實踐運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)社會需要的技能型人才,對教學(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 對于教材中過深的、不必要的理論知識,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算公式、定理、方法等的推導(dǎo)過程,而更應(yīng)注重于如何運用這些公式、方法等來解決實際設(shè)計問題。因此,對教材中一些過深的、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、方法的實際應(yīng)用,解決實際設(shè)計問題。這樣更符合培養(yǎng)目標(biāo)的要求。例如:平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法中的解析法;齒輪傳動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)計計算公式的推導(dǎo)過程;凸輪機(jī)構(gòu)常用的從動件運動規(guī)律的推導(dǎo)過程等等都應(yīng)刪除。而以機(jī)械傳動、機(jī)械零件的設(shè)計為重點,保證實用性。
2.2 落實課程設(shè)計所必要的基本知識和基本理論,側(cè)重基本設(shè)計方法和實踐性內(nèi)容
機(jī)械設(shè)計所需的基本知識和基本理論、緊密結(jié)合工程實際且多樣化的設(shè)計方法,是培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計能力的根本保證,教學(xué)時應(yīng)以設(shè)計為線索,以解決實際問題為目標(biāo),構(gòu)建起設(shè)計基本知識和基本理論比較完備,設(shè)計方法實用、多樣的基本內(nèi)容體系。精講“帶傳動設(shè)計”“齒輪傳動設(shè)計”“軸的設(shè)計”等這些關(guān)乎減速器設(shè)計質(zhì)量的課程內(nèi)容,特別要增加實用性、實踐性內(nèi)容和習(xí)題,增加應(yīng)用性的設(shè)計方法、經(jīng)驗數(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。
3 改革教學(xué)方法,提高教學(xué)效率
《機(jī)械設(shè)計基礎(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、基本的設(shè)計理論和計算方法,由于大多數(shù)學(xué)生缺乏實踐知識,他們在學(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,認(rèn)為機(jī)構(gòu)運動簡圖與實際機(jī)器相差甚遠(yuǎn),很難將兩者統(tǒng)一起來。因此有必要對教學(xué)方法進(jìn)行改革。
3.1 注重理論聯(lián)系實際
在講解機(jī)構(gòu)時,列舉了實際機(jī)器和日常生活中的應(yīng)用實例,又特別介紹了與專業(yè)有關(guān)的金屬切削機(jī)床等應(yīng)用實例,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,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,不僅取材簡單,而且生動形象,容易與實際的機(jī)器相結(jié)合,克服結(jié)構(gòu)運動簡圖抽象的特點。還可以組織學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場或?qū)W院實訓(xùn)基地進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)時,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,把課堂理論知識和實踐知識有機(jī)地結(jié)合起來。
3.2 適當(dāng)運用現(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、死點位置的應(yīng)用和危害及機(jī)構(gòu)通過死點的方法,各種間歇運動機(jī)構(gòu)的原理等,是教學(xué)環(huán)節(jié)中不易掌握的難點,由于學(xué)生沒有太多的實際生產(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。運用計算機(jī)的動畫制作技術(shù),將一些難以想象和無法用語言表達(dá)的機(jī)械運動過程和工作原理制成多媒體課件,在講授相關(guān)內(nèi)容時巧妙地將現(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)械運動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,拓展延伸了實驗教學(xué)空間,也提高教學(xué)效率,改善教學(xué)效果。
3.3 以實驗教學(xué)促技能
機(jī)械設(shè)計實驗是學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),因為它的實驗課題是以機(jī)械工程技術(shù)為背景的。因此,在豐富多彩的教學(xué)實驗教學(xué)過程中,我們可以從注重實驗室環(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、加工過程及設(shè)計方法。還可以在課程設(shè)計期間全面開放實驗室,學(xué)生可在實驗室沒課的任意時間進(jìn)入實驗室,針對自己選定的研究課題,進(jìn)行探索性實驗。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)生的實踐動手能力、設(shè)計能力及科研能力。
3.4 搞好課程設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié),其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論知識的能力、工程分析能力和運用資料等基本設(shè)計能力。要求學(xué)生從總體方案的布局到零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計一起完成,使設(shè)計更加系統(tǒng)和完整。為鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,應(yīng)要求學(xué)生自己設(shè)計多套方案,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)計前應(yīng)先組織學(xué)生對該傳動裝置進(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;各個零件之間的連接關(guān)系與特點 ,然后找出標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件,明確傳動裝置布置形式與空間位置的關(guān)系,建起一個立體的概念,避免出現(xiàn)閉門造車和照抄照搬式的設(shè)計,與生產(chǎn)實際相脫節(jié)。對于學(xué)生中普遍存在的工藝知識和公差知識的不足,應(yīng)在設(shè)計中逐步給予講解和補(bǔ)充,使學(xué)生通過設(shè)計全面掌握和鞏固機(jī)械設(shè)計的相關(guān)知識。
4 結(jié)語
總之,《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)應(yīng)與生產(chǎn)實踐、技術(shù)推廣、社會服務(wù)緊密結(jié)合,更好地面向社會、面向市場,適應(yīng)企業(yè)需求和崗位需要,與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合。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)生的知識面;充分利用計算機(jī)的輔助教學(xué)作用,使計算機(jī)貫穿于整個教學(xué)環(huán)節(jié),使教學(xué)方法上一個臺階,為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和走向工作崗位打下堅實的機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]范林.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)改革探討[J]. 天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報,2008(3).
[2]黃立城. 對高職類《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)的幾點看法[J]. 職業(yè),2011(17).
[3]江凌云. 機(jī)電一體化專業(yè)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革初探[J]. 大眾科技,2006(06).
【關(guān)鍵詞】微型機(jī)械;設(shè)計;基礎(chǔ);研究
中圖分類號:TH12文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1006-0278(2013)06-167-01
微型機(jī)械技術(shù)是一種新興的且多科學(xué)交叉的高科技領(lǐng)域,它是研究、控制物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分辨能力以及功能尺寸的的一種高端科學(xué)。微型機(jī)械所涉及的領(lǐng)域十分的廣泛,包括電子、機(jī)械、制造業(yè)、材料、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、生物、物理等各種工程科學(xué),是當(dāng)前社會高科技的綜合體,備受世人的矚目,已經(jīng)被稱為二十一世紀(jì)人類最關(guān)鍵的技術(shù)之首。
一、微型機(jī)械的概述
微型機(jī)械在不同的國家有不同的稱呼,在美國它被稱為微型電子系統(tǒng),在歐洲被稱為微系統(tǒng),在日本被稱為的是微型機(jī)器。微型機(jī)械所指的是可以進(jìn)行批量制作的、微型傳感器、集微型機(jī)構(gòu)、微型執(zhí)行器、信號處理、電源控制以及接口電源等機(jī)電一體化的系統(tǒng)。微型機(jī)械從體型上來劃分的話可以分為1至10mm的微小型機(jī)械、1m至1mm的微機(jī)械以及1nm至1m的納米機(jī)械。微型機(jī)械的特點有體積小、重量輕、精準(zhǔn)度高、耗能低、穩(wěn)定性能好、靈敏性強(qiáng)、慣性較小、附加價值較高等。
二、微型機(jī)械的設(shè)計理論
科學(xué)界認(rèn)為一個相對完整的微電子機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)該有幾個必要的部分組成:1.驅(qū)動器;2.傳感器;3.信息處理微系統(tǒng);4.接口。微型機(jī)械的設(shè)計理論應(yīng)該將集成設(shè)計的理論為基礎(chǔ),考慮集成控制理論的相關(guān)內(nèi)容;并且要考慮運動信號、能量信號等的傳遞方式和傳遞規(guī)律;還應(yīng)該考慮系統(tǒng)所涉及的一些關(guān)于微運動學(xué)、微機(jī)構(gòu)學(xué)、微動力學(xué)等基礎(chǔ)微型科學(xué)理論的延伸和擴(kuò)展;以及關(guān)于微型接口和宏觀接口的設(shè)計問題等。
三、微型機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)問題
微型機(jī)械不是將傳統(tǒng)的普通機(jī)械進(jìn)行比例縮小而成的,它是將每個單元的各個功能完全的集中在一個微小的自治單元。因此,微型機(jī)械的內(nèi)部構(gòu)造十分的復(fù)雜,將每個結(jié)構(gòu)都設(shè)計的細(xì)化是一個很大的難題,使其集成化和智能化更是難上加難。
(一)微尺寸效應(yīng)
在物質(zhì)世界,某一個物質(zhì)的尺寸如果被縮小到了一定的程度,它的很多的物理現(xiàn)象就與原來其在宏觀世界中的有了很大的區(qū)別,也可以說表面效應(yīng)與力的尺寸效應(yīng)會對微觀世界起到非常大的影響。物質(zhì)的電磁力以及慣性等都是與其特征尺寸的高次方成比例的,在微小尺寸的領(lǐng)域中,這些特征會隨之減小;而那些與其尺寸低次方成比例的彈性、靜電力以及粘性、表面張力等就會增大。由此可見,微型機(jī)械的微尺寸效應(yīng)問題是其在設(shè)計中最主要的一個問題,如何能夠在微小的空間之內(nèi)來使微電機(jī)的驅(qū)動力矩增大,這是一個影響著微電機(jī)實現(xiàn)其實用化的非常關(guān)鍵的因素。
(二)微摩擦
有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),以往傳統(tǒng)的摩擦力研究理論和研究方法是不適合用來處理微小物體之間超清載荷中的摩擦問題的,所以微摩擦的問題成為了微型機(jī)械設(shè)計中的主要問題。微型機(jī)械中小的構(gòu)件質(zhì)量非常的小,壓力也極輕,傳統(tǒng)的摩擦是在塑性范圍之內(nèi)的,而它的表面變形則是在彈性范圍之內(nèi)的,表面的摩擦力是兩個或者多個表面之間相互作用而產(chǎn)生的,并不是因為載荷壓力而引起的。因此,微型機(jī)械的摩擦應(yīng)該主要研究的是其表面的分子、原子的性質(zhì)。同時,微型機(jī)械受到尺寸效應(yīng)的影響,其表面的摩擦力和粘著力比傳統(tǒng)機(jī)械所有的體積力顯現(xiàn)的是十分突出的。所以在設(shè)計微型機(jī)械時也要注意微摩擦磨損的問題。
(三)壽命問題
相對于傳統(tǒng)的機(jī)械來說,微型機(jī)械的壽命問題是需要注意的。它不像傳統(tǒng)的機(jī)械那樣具有很強(qiáng)的可靠性和安全性,由于其成本比較低廉而且多數(shù)為大批量的生產(chǎn)模式,因此沒有必要追求其很長的使用壽命,多數(shù)都為一次性使用過后便不再維修直接報廢。例如,飛行微型機(jī)器人,裝載紅外傳感器、濕度傳感器在田野上飛翔,察覺到有干旱的農(nóng)田就可以為其進(jìn)行灌溉,不必考慮將其回收維修。
(四)能源供給
能源供給的問題也是微型機(jī)械設(shè)計中的重點問題,可以采用有線式的供給方式、也可以采用無線式的供給方式。有線式指的是用導(dǎo)體將微型系統(tǒng)的主體部分和能源供給系統(tǒng)以及智能控制系統(tǒng)進(jìn)行連接;無線式的則是將包含微能源供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)在內(nèi)的所有的單元都集中在一個整體的微機(jī)械系統(tǒng)之中,用以實現(xiàn)能量和控制信號等的內(nèi)部傳遞目標(biāo)。這兩種方式各優(yōu)點,需要設(shè)計者結(jié)合實際情況進(jìn)行考量和采用。
四、總結(jié)
微型機(jī)械是一種更高科技產(chǎn)品,隨著社會的不斷發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步,微機(jī)械領(lǐng)域所涉及的電、機(jī)、光等各種科學(xué)會更加的融合在一起,得到更加合理和科學(xué)的應(yīng)用,并帶動新科學(xué)的研究和發(fā)展。我們應(yīng)該看到微型機(jī)械設(shè)計中存在的重要問題,加以解決和完善,將我國的微機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展成世界的領(lǐng)先水平。
參考文獻(xiàn):
[1]黃永玉,李積元,王曉娟.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)方法思考與探索[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2013(01):78.
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 課程教學(xué) 探討
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是高職高專機(jī)械類、近機(jī)械類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,具有內(nèi)容雜、知識點多、綜合性、實踐性強(qiáng)的特點。近幾年來,由于生源質(zhì)量下降,學(xué)生基礎(chǔ)知識比較薄弱,在學(xué)習(xí)中他們普遍感到吃力。本人針對學(xué)生的特點,結(jié)合教學(xué)實踐,對該課程的教學(xué)作了一些有益的探索,取得了一定的效果。
一、注重概念教學(xué)
概念多,是本課程的一個特點。難理解、難記、難區(qū)分是學(xué)生對概念的共識。怎樣能把握概念?首先應(yīng)給概念進(jìn)行分類,一般可按識記、理解、應(yīng)用三個層次列出所有概念,這樣做,能使概念一目了然、主次分明,便于學(xué)生學(xué)習(xí)。其次,避免錯誤理解概念。由于新知識學(xué)習(xí)時對概念理解不透,或者由于知識間的相互聯(lián)系,使學(xué)生對某些概念產(chǎn)生模糊、錯誤的認(rèn)識,教學(xué)中必須澄清。如:構(gòu)件與零件、機(jī)器與機(jī)構(gòu)、螺距與導(dǎo)程、壓力角與嚙合角及分度圓與節(jié)圓等概念,教學(xué)中不能作簡單處理。第三,注重概念的導(dǎo)入藝術(shù)。考慮學(xué)生認(rèn)識的漸進(jìn)性,有些概念不宜直截了當(dāng)?shù)亟榻B給學(xué)生。如:講“ 死點”時,可由縫紉機(jī)為什么有時踩不動而引出,其效果迥然不同。如果再進(jìn)一步引出死點在夾具及折疊桌椅上的應(yīng)用,更加深了學(xué)生對死點這個概念的認(rèn)識。第四,力求從本質(zhì)上把握概念。如在凸輪機(jī)構(gòu)、螺紋、蝸桿與蝸輪傳動等都講到“自鎖”;連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)及齒輪機(jī)構(gòu)中都講到“壓力角”,從本質(zhì)上看,這些概念都是一致的。從本質(zhì)上把握概念,能提高學(xué)生的認(rèn)識效率。
二、串接知識點
串接知識點就是以某一條主線將分布于不同章節(jié)的知識點聯(lián)系起來。學(xué)生一接觸《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》就會產(chǎn)生“沒有系統(tǒng)性”、“邏輯性差”等錯覺,這是由于學(xué)生習(xí)慣了基礎(chǔ)課的系統(tǒng)性所造成的。本課程中,雖然不同的研究對象所涉及的理論基礎(chǔ)不同,且相互之間沒有多大關(guān)系,但最終的研究目的只有一個,即設(shè)計出能應(yīng)用的機(jī)構(gòu)、零件等。本課程的各部分內(nèi)容都是按照工作原理、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度計算、設(shè)計、使用維護(hù)的順序介紹的,有其自身的系統(tǒng)性。另外,串接知識點也要注意遞進(jìn)過程,遵循學(xué)生認(rèn)知的習(xí)慣。如討論輪系傳動比計算時,應(yīng)先討論由圓柱齒輪組成的平面齒輪系,再討論包含錐齒輪和蝸桿蝸輪傳動的空間齒輪系。學(xué)習(xí)齒輪傳動時,同樣首先介紹直齒圓柱齒輪傳動,再講斜齒圓柱齒輪傳動,最后講錐齒輪傳動及蝸桿蝸輪傳動。
三、注重講評環(huán)節(jié)
講評是糾正學(xué)生錯誤認(rèn)識,形成能力的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。適時講評有利于學(xué)生掌握解題策略、補(bǔ)缺知識的遺漏點、理清思路、建立嚴(yán)密的邏輯思維方式。講評內(nèi)容一般以綜合性和實踐性較強(qiáng)的題目為主(如:帶傳動的設(shè)計、齒輪傳動的設(shè)計或軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計等)。講評時,要鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表自己的觀點,可調(diào)動學(xué)生的積極性、培養(yǎng)發(fā)散思維的能力,避免傳統(tǒng)的“一言堂”授課方式,同時要實施因材施教、分層次指導(dǎo)。對成績好的學(xué)生要給予獨立思考、大膽創(chuàng)新、分散思維的空間,對成績差的學(xué)生要給予反饋、補(bǔ)償?shù)臋C(jī)會。
四、采用直觀教學(xué)手段
直觀教學(xué),是理論教學(xué)的極有效的輔助手段。在教學(xué)中,為了有助于學(xué)生學(xué)習(xí),提高學(xué)生的理解力,盡量采用直觀教學(xué)手段。在授課時,除了最大限度地利用現(xiàn)有教具外,還可以用簡單材料做一些簡單的“教具”。如:把硬紙板剪成條狀,用鐵絲做鉸鏈,做成了“四桿機(jī)構(gòu)”,借此啟發(fā)學(xué)生分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型的判斷及其演化等內(nèi)容,并要求學(xué)生課下親手做四桿機(jī)構(gòu)的模型,學(xué)生通過動手,使抽象內(nèi)容具體化,不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,而且加深了對四桿機(jī)構(gòu)的理解。在講凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況時,我除了讓學(xué)生觀看凸輪模型外,還可用厚紙板剪出一個盤形凸輪模型,并用它畫出凸輪在不同轉(zhuǎn)角時從動件的運動情況,另外,也使學(xué)生較快地掌握了運用“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計凸輪輪廓曲線的方法,收到了較滿意的教學(xué)效果。在講螺紋時,用兩張A4白紙,把一張沿長邊卷成一個圓柱形紙筒,另一張沿對角線折成一個直角三角形,然后將直角三角形長的直角邊與圓筒的底面對齊繞到圓筒的表面,直角三角形的斜邊在圓筒表面形成的即為螺旋線,將直角三角形反一下面就改變了螺旋線旋向。這些方法非常簡單,但是很適用,對學(xué)生了解基本概念和原理很有幫助。
五、加強(qiáng)與實踐結(jié)合環(huán)節(jié)
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門實踐性很強(qiáng)的課程。為了使學(xué)生掌握好本課程所學(xué)的內(nèi)容,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,課后適時安排一些大作業(yè)和實驗教學(xué),以加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)。講了平面機(jī)構(gòu)運動簡圖和機(jī)構(gòu)的自由度后,安排學(xué)生做平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的繪制與分析實驗,使學(xué)生初步掌握正確繪制一般平面機(jī)構(gòu)運動簡圖的方法和步驟,并應(yīng)用機(jī)構(gòu)自由度的方法分析平面機(jī)構(gòu)運動的確定性。講了齒輪加工后,安排學(xué)生做漸開線齒廓的范成實驗,使學(xué)生了解范成法加工漸開線齒輪齒廓的原理、齒廓產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因及刀具徑向變位對齒輪齒形和幾何尺寸的影響。做漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定實驗,學(xué)生可掌握用簡單量具測定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法,并加深理解漸開線的性質(zhì)及齒輪各參數(shù)之間相互關(guān)系的知識。學(xué)習(xí)了軸和軸承后,做減速器的拆裝實驗,通過拆裝減速器,使學(xué)生熟悉減速器的結(jié)構(gòu),了解減速器的用途、特點及裝拆的基本要求;可觀察減速器中各零件的結(jié)構(gòu)形狀和功用,并分析其結(jié)構(gòu)工藝性;了解減速器中零件的裝配關(guān)系及安裝調(diào)整過程;了解和密封的方法;學(xué)習(xí)減速器基本參數(shù)的測量方法;熟悉和掌握軸的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計;學(xué)習(xí)軸上零件常用的定位和固定方法;熟悉并掌握軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求與常用的軸系結(jié)構(gòu);提高學(xué)生對軸的設(shè)計能力和軸承組合的設(shè)計能力。
學(xué)習(xí)了齒輪傳動、帶傳動及軸后,分別布置設(shè)計齒輪傳動、帶傳動和軸的大作業(yè)。全部課程學(xué)完后,安排一周時間進(jìn)行課程設(shè)計,設(shè)計題目是:帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器。學(xué)生通過這些實驗、做大作業(yè)及課程設(shè)計,既能把相關(guān)各章所學(xué)知識通過大作業(yè)中的不同環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用和技能訓(xùn)練,又通過大作業(yè)把各章內(nèi)容相互聯(lián)系起來??朔诉^去學(xué)生會做作業(yè)而不會設(shè)計的毛病。通過帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和運動計算,學(xué)生對帶式輸送機(jī)如何由高速旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)帶動,經(jīng)帶傳動和齒輪減速器兩次減速,最后要求的輸送帶的速度就一目了然了。又因軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮軸上零件的安裝和固定要求,所以,帶輪、齒輪、軸承、聯(lián)軸器應(yīng)放在軸的什么部位,如何與軸固定都很清楚,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計也變的好解決了。由于帶傳動設(shè)計時計算出對軸的壓力,齒輪傳動設(shè)計計算了齒輪的受力,以上各力如何作用在軸上,各力的方向如何,學(xué)生都很和清楚,弄清楚了問題的來龍去脈,所以取軸為分離體,求軸承的支反力,這個教學(xué)難點也就解決的比較好。
六、運用多媒體課件,提高空間思維能力
運用多媒體技術(shù)進(jìn)行《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課的輔助教學(xué),是目前機(jī)械設(shè)計教學(xué)中有效的現(xiàn)代化教學(xué)手段。多媒體技術(shù)具有聲文并茂、二維動畫和三維動畫的特點,能祥盡形象地表示難點和重點及機(jī)構(gòu)的運動過程,可以形象逼真地展示機(jī)構(gòu)的運動過程及其結(jié)構(gòu)特點。尤其是分析機(jī)構(gòu)的運動情況時,利用多媒體課件教學(xué),直觀、形象并且一目了然,將抽象問題形象化。如果機(jī)構(gòu)的某處結(jié)構(gòu)不清楚時,可采用:“定格”和“特寫”的方法,將活動的機(jī)構(gòu)停下來并放大,詳細(xì)觀察和分析機(jī)構(gòu)。運用多媒體課件,還可以隨時講解理論知識,演示機(jī)構(gòu)運動過程,高效而省時。
參考文獻(xiàn):
[1]鐘麗萍:《〈機(jī)械基礎(chǔ)〉實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書》,北京大學(xué)出版社,2006.12。
[2]申志榮:《中?!礄C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)〉課程教學(xué)探討》,《機(jī)械職業(yè)教育》,2000.11。
一 導(dǎo)入形象直觀
心理學(xué)研究表明,人對事物感知的印象是先入為主,首次認(rèn)知對后繼學(xué)習(xí)能否順利進(jìn)行至關(guān)重要。課堂教學(xué)的有效導(dǎo)入可控制學(xué)生的非智力因素,使學(xué)生把注意力較快地集中到學(xué)習(xí)任務(wù)上來。利用學(xué)生的好奇心理,結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容,有針對性地選擇教學(xué)媒體,可體現(xiàn)教學(xué)的直觀性原則。利用這一年齡段學(xué)生具有強(qiáng)烈好奇心、凡事易憑興趣、自我約束能力還不夠強(qiáng)的特點,充分組織好每堂課的教學(xué)導(dǎo)入,讓學(xué)生在好奇、興奮中,無意識地學(xué)習(xí)某些知識,對學(xué)生學(xué)好這門課是一項不可缺少的教學(xué)手段。雖然許多知識需要有意識記憶,但作為教師,可以有意識地利用學(xué)生的“無意識”,引發(fā)其“有意識”的產(chǎn)生,達(dá)到教與學(xué)的目的。
二 板書層次分明
板書設(shè)計是教學(xué)設(shè)計的組成部分。根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容,選擇不同板書設(shè)計,會收到不同的教學(xué)效果。對于一些包含關(guān)系較多的內(nèi)容,若采用大“一”包含小“1”,再包含小小“(1)”的形式,會因內(nèi)容拉得太長、太遠(yuǎn),使學(xué)生學(xué)了“后頭”,忘了“前頭”,造成不連貫的后果。講“聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用”時,我曾用過這種板書,之后提問:“說說可移式聯(lián)軸器的類型”,要求學(xué)生在回答時,可以看書、看筆記,竟無一人完全答對。后來,我采用層次結(jié)構(gòu)式板書,效果截然不同。這種形式的板書,層次分明,結(jié)構(gòu)美觀,分類及其所屬關(guān)系明確、整體感強(qiáng)、能較好地體現(xiàn)事物之間的內(nèi)在聯(lián)系、不會造成脫節(jié)認(rèn)知,使學(xué)生一目了然。講授時再結(jié)合掛圖,“據(jù)文讀圖”,詳細(xì)介紹每一種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點,效果很好。
三 情境水到渠成
教學(xué)情境是為了增強(qiáng)教學(xué)效果,而有目的創(chuàng)設(shè)的一種特殊的教學(xué)環(huán)境。在課堂教學(xué)過程中,它能使學(xué)生產(chǎn)生明顯的情感傾向和意志傾向。通過聯(lián)系生活經(jīng)驗或具體事例來創(chuàng)設(shè)情境,可活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的思維。例如,講“聯(lián)軸器、離合器、制動器”的內(nèi)容,講到制動器時,已近“尾聲”。
為設(shè)計好這個“壓軸戲”,保持學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,我引入了這樣一個教學(xué)情境:讓一個自行車賽冠軍在平地上快速騎車,然后剎車。請大家選擇使自行車快速制動的最有效的方法:A.剎前閘;B.剎后閘;C.先剎前閘,后剎后閘;D.先剎后閘,后剎前閘。課堂立即活躍起來,這個情境促使學(xué)生產(chǎn)生競爭心理,大家立即發(fā)表意見。因為他們太熟悉自行車了,也很有剎車“經(jīng)驗”。結(jié)果,選“D”的同學(xué)最多;正確答案是“C”,自行車的前閘制動,后閘減速。同學(xué)們所以選“D”,是注重了減速,而問題是“制動”。接著便可以進(jìn)入“制動器”的教學(xué)。制動器的形式有錐形、帶狀、閘瓦式等,可請學(xué)生結(jié)合實際,說說自己所了解的制動實例。最后得出結(jié)論:各種形式的制動器都是依靠摩擦力的作用實現(xiàn)制動的。根據(jù)教學(xué)需要,設(shè)計必要的教學(xué)情境,使教學(xué)活動達(dá)到水到渠成的效果。
四 引導(dǎo)獨立思考
剛剛初中畢業(yè),學(xué)生的依賴心理較重,總希望老師能給出“標(biāo)準(zhǔn)答案”。為了培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和獨立解決問題的能力及有關(guān)內(nèi)容的練習(xí),可鼓勵學(xué)生“自作主張”。比如軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計,教師首先提出設(shè)計思想,再強(qiáng)調(diào)三個基本要求,即軸上零件能牢固可靠地相對固定;便于加工和減少應(yīng)力集中;軸上零件裝拆方便。之后,由學(xué)生自行設(shè)計,凡根據(jù)設(shè)計思想,滿足以上三個要求者,均屬合格,然后再講評哪種結(jié)構(gòu)更合理。接下來估算軸徑,如各級低速軸的軸徑d可按同級齒輪的中心距a來估算,其經(jīng)驗公式為d=0.3~0.4a。面對取值范圍內(nèi)的幾個標(biāo)準(zhǔn)值,許多學(xué)生不敢自己決定,要求老師定答案。我的答案是:這是經(jīng)驗公式,是實踐中產(chǎn)生的公式。這幾個標(biāo)準(zhǔn)值都是答案,取小值經(jīng)濟(jì)些,取大值更安全,同學(xué)們可以根據(jù)自己的設(shè)計選擇一個答案。在實際設(shè)計中,還要考慮諸如工作條件、使用材料以及設(shè)計人員的思路等多方面因素,才能最后確定設(shè)計方案。引導(dǎo)學(xué)生獨立思考,意在把學(xué)生從單純接受灌輸?shù)摹氨粍尤恕?,轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^引導(dǎo),獲得發(fā)展的“主動人”。
高職機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計一般選用一級圓柱齒輪減速器,減速器是一般機(jī)械里最具代表性的一個機(jī)械,筆者一般要求學(xué)生設(shè)計帶式輸送機(jī)中的減速器。
2設(shè)計任務(wù)分析
設(shè)計任務(wù)給定已知參數(shù),讓學(xué)生更加明確設(shè)計理念、熟悉設(shè)計過程。設(shè)計任務(wù)應(yīng)有一定的難度,設(shè)計是一個“邊計算、邊畫圖、邊修改”的過程,稱為“三邊”原則,筆者一般給設(shè)計任務(wù)增加一些限制條件,比如要求設(shè)計的減速器中心距在90~130mm,設(shè)計出來的減速器可在A1圖紙上按1:1繪出。按這個條件設(shè)計可能就會有一個反復(fù)計算和修改的過程,從而讓學(xué)生知道為什么要進(jìn)行修改、如何修改參數(shù)來達(dá)到設(shè)計要求。
3設(shè)計計算要求
機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算包括傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算、帶傳動設(shè)計計算、齒輪傳動設(shè)計計算、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計計算等,這些計算在機(jī)械設(shè)計課程中都有,但要學(xué)生將其綜合應(yīng)用起來,并能明白為什么要進(jìn)行這些計算,以及計算的過程如何達(dá)到設(shè)計任務(wù)的要求等。在設(shè)計計算中有許多經(jīng)驗參數(shù)需要查表查圖,教師要正確引導(dǎo)學(xué)生利用這些數(shù)據(jù),另外設(shè)計過程中必須遵循國家標(biāo)準(zhǔn),如帶輪直徑及帶長、齒輪模數(shù)、軸的直徑系列、滾動軸承、鍵、聯(lián)軸器等都有相應(yīng)的國標(biāo),選用或計算數(shù)據(jù)都必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)。這個計算就有3個限制條件,在第4、6、7步分別限制了帶速(5~25m/s)、包角(1≥1200)及V帶的根數(shù)(z≤7),如果不滿足要求,則需回到前面重新選定參數(shù)、重新計算。齒輪傳動的設(shè)計計算也有一個關(guān)鍵的數(shù)據(jù)中心距,若沒在任務(wù)書規(guī)定的范圍內(nèi)也要重新計算,有的甚至要回到第一步運動和動力參數(shù)計算部分,重新分配傳動比等,讓學(xué)生深入體會設(shè)計過程的“三邊”設(shè)計原則。通過設(shè)計計算,學(xué)生更加明白為什么要計算這些數(shù)據(jù)、怎樣處理這些計算數(shù)據(jù),從而將知識的運用達(dá)到一個新的高度。
4裝配圖設(shè)計
裝配圖設(shè)計一般要求先繪草圖,再根據(jù)草圖繪制正式裝配圖。圖紙鋪開,一般學(xué)生都不知從何下手,這時教師的引導(dǎo)就非常重要了,筆者一般分階段引導(dǎo),讓學(xué)生在畫圖過程中掌握減速器的結(jié)構(gòu)及運用前面的計算數(shù)據(jù)設(shè)計減速器尺寸。學(xué)生通過以下步驟能較好完成裝配圖的繪制,教師在學(xué)生繪圖過程中多作指導(dǎo),及時指出繪圖過程中的錯誤。第一步,初步分配圖紙3個視圖的位置,主、俯視圖占的空間要大些,并注意留出標(biāo)題欄和明細(xì)表的位置。第二步,初步繪制俯視圖,在黑板上演示繪圖步驟:繪中心線(兩齒輪中心距)繪一對嚙合的齒輪繪箱體內(nèi)壁線繪箱體外壁線。這里要注意齒輪的嚙合畫法,內(nèi)壁線距齒輪的端面及齒頂?shù)木嚯x由經(jīng)驗確定,一般為10~15mm。小齒輪端的內(nèi)壁線要設(shè)計主視圖時才能確定。第三步,繪制俯視圖上的輸入軸和輸出軸(在繪圖過程中可修正計算出的二軸尺寸),確定滾動軸承的位置,繪制二對滾動軸承,繪制軸系結(jié)構(gòu)的定位零件,繪制端蓋、油溝等。注意滾動軸承的正確畫法,軸肩、套筒或封油環(huán)定位要注意方便軸上零件的拆卸。第四步,繪制主視圖,先繪二條中心線(注意主、俯視圖長對正)繪二齒輪分度圓確定油面高度確定箱底位置繪制內(nèi)壁、外壁線確定軸承連接螺栓凸臺高度,確定螺栓位置,繪制螺栓連接繪制觀察孔繪制油標(biāo)尺繪制放油螺塞繪制吊環(huán)吊鉤等。第五步,繪制左視圖,注意對應(yīng)的繪圖關(guān)系:高平齊、寬相等。第六步,尺寸標(biāo)注(總體尺寸、性能尺寸、裝配尺寸、安裝尺寸)零件編號標(biāo)題欄和明細(xì)表技術(shù)要求等。
摘?要:本文根據(jù)新形勢下現(xiàn)代工業(yè)的日益發(fā)展需要及技工院校機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中的問題和經(jīng)驗,對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程整合的必要性、關(guān)鍵問題及對策作了探討。
關(guān)鍵詞 :技工院?!C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 整合
隨著新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn),各專業(yè)的知識框架不斷調(diào)整,以就業(yè)為導(dǎo)向的技工教育課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法也將順應(yīng)潮流,進(jìn)行不斷的修整改革。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是一門理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)的課程,又因涉及內(nèi)容眾多,設(shè)計繁復(fù)不能很好地被學(xué)生吸納。基于此,筆者提出對該課程進(jìn)行整合改革。
一、進(jìn)行課程整合的必要性
1.課程整合是技工教育發(fā)展的需要
技工教育具有明確的導(dǎo)向性,即以學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)高技能人才為目標(biāo)。它強(qiáng)調(diào)以能力為本位,重視學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)。現(xiàn)有大部分機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教材過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科體系的完整性,注重學(xué)生設(shè)計、計算能力的培養(yǎng),不符合當(dāng)前技工院校學(xué)生整體素質(zhì)偏低的基本學(xué)情;同時與工程力學(xué)的銜接不夠好,一般院校兩課獨立設(shè)課,分開教學(xué),不能很好地實現(xiàn)知識的融合,需要教師不斷重復(fù)講解,擠占了大量的課時。同時因為內(nèi)容枯燥復(fù)雜,導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果不佳。所以,將此等專業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)行合理的整合,是技工教育發(fā)展的必然趨勢。
2.課程整合是行業(yè)發(fā)展的需要
隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,機(jī)械設(shè)計中模塊化趨勢日益顯現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用愈加廣泛,使得技工院校機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)的教學(xué)重點由設(shè)計向合理選用轉(zhuǎn)變。同時,計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)不斷發(fā)展,進(jìn)一步提升了機(jī)械設(shè)計項目的效率和質(zhì)量,廣泛為企業(yè)(行業(yè))所采納。為此,技工院校機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)應(yīng)適時進(jìn)行課程整合,推陳出新,減少教育的滯后性,以期培育成果能被企業(yè)所接納。
二、課程整合中的關(guān)鍵問題及對策
1.整合課程內(nèi)容,建立更加科學(xué)合理的課程體系
“整合”不是簡單的合并,而是通過某些方式彼此銜接,實現(xiàn)資源共享和協(xié)同工作,形成一個有價值有效率的整理??梢娨笳虾蟮臋C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程內(nèi)容上更符合技工院校的整體學(xué)情,更貼近現(xiàn)代生產(chǎn)實際。具體做法有如下幾方面。
其一,選取內(nèi)容上推陳出新,去除傳統(tǒng)教材中現(xiàn)實生活中已淘汰的或不適用的內(nèi)容,增加新技術(shù)、新方法。如去除傳統(tǒng)老舊過時的機(jī)械分析與設(shè)計內(nèi)容,增加計算機(jī)輔助設(shè)計和運動分析。
其二,針對技工院校學(xué)生自身學(xué)習(xí)特點,壓縮傳統(tǒng)和敘述性內(nèi)容,減少理論性較強(qiáng)內(nèi)容的公式推導(dǎo)、理論計算,突出應(yīng)用性和實用性,不過分強(qiáng)調(diào)知識的系統(tǒng)性和完整性。如弱化材料力學(xué)中強(qiáng)度、剛度等的計算,將一些專業(yè)理論知識有機(jī)地融入到實驗、實踐環(huán)節(jié)中,真正做到因材施教,為學(xué)生減負(fù)。
其三,內(nèi)容整合,將機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與工程力學(xué)課程中的知識點揉為一個整體,進(jìn)行集中串講,如齒輪傳動的受力分析、軸的強(qiáng)度計算等內(nèi)容,利于學(xué)生理解和掌握。
其四,突出專業(yè)特色,目前大多數(shù)院校機(jī)電專業(yè)、機(jī)制專業(yè)、模具專業(yè)甚至是汽車專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程授課內(nèi)容均一致,與專業(yè)形成“兩層皮”割裂的狀態(tài),導(dǎo)致學(xué)生誤以為這些課程無用,學(xué)習(xí)興趣不濃。為此,此次整合應(yīng)根據(jù)不同專業(yè),選取不同的工程實例,組織相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,做到學(xué)以致用。例如,針對汽車專業(yè)的學(xué)生,教師應(yīng)選用汽車組件、零件作為實例講解;針對維修專業(yè)的學(xué)生,選用各種機(jī)床部件、零件作為實例,并以這些工程機(jī)械作為分析對象,講述工作原理,分析機(jī)構(gòu)特點、進(jìn)行設(shè)計等。授課內(nèi)容為學(xué)生所熟悉,又關(guān)乎專業(yè),容易引起學(xué)生興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。
2.整合教學(xué)方法和手段,注重工程意識及實踐能力的培養(yǎng)
傳統(tǒng)教學(xué)中,機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)不外乎老師講、學(xué)生聽,學(xué)生進(jìn)行“滿堂灌”的被動式學(xué)習(xí)。學(xué)生除了熟記公式、原理,卷面上獲得一個高分外別無所獲。這也解釋了為什么在校拿高分的學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行獨立設(shè)計與開發(fā)時無從下手,不能很好地實現(xiàn)理實轉(zhuǎn)化。因此,整合課程內(nèi)容的同時還必須對教學(xué)方法、教學(xué)手段進(jìn)行整合改革。
傳統(tǒng)教學(xué)中以教師為主導(dǎo),通常結(jié)合典型案例講解知識點,學(xué)生通過例題了解某個知識點,但無法獲知其在整個系統(tǒng)中的作用、與其他知識的鏈接等,以至于無法運用。由此我們將傳統(tǒng)的“知識傳授型”教學(xué)模式向“能力培養(yǎng)型”轉(zhuǎn)化。通過學(xué)生自身動手探究、驗證、獲得知識和技能,強(qiáng)調(diào)以學(xué)為主,注重學(xué)生在教學(xué)過程中的參與性和主動性,讓學(xué)生真正體會到學(xué)以致用,提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和技能。
在具體實施中,以模塊、項目教學(xué)的方式展開教學(xué)。例如將典型的平面機(jī)構(gòu)作為一個模塊來展開教學(xué),可以選取牛頭刨床作為實例,學(xué)生通過自己動手拆裝,了解牛頭刨的基本結(jié)構(gòu)、各機(jī)構(gòu)各自的特點及相互的傳動關(guān)系,掌握帶傳動、齒輪傳動、曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等常用平面機(jī)構(gòu)的工作原理,對機(jī)構(gòu)的應(yīng)用形成感性認(rèn)識,再由教師講授其中涉及的平面機(jī)構(gòu)常見的理論知識,學(xué)生通過測繪、組裝、試運行,使得理論知識得以升華,最終起到指導(dǎo)實踐的作用。在這里課堂不再是常規(guī)的教室,而是設(shè)在了車間;學(xué)生也不再是規(guī)規(guī)矩矩地坐著聽,而是以動手探究、小組討論、總結(jié)的方式獲得知識;教師在此過程中起到組織、管理、協(xié)調(diào)和監(jiān)督的作用,學(xué)生在整個教學(xué)過程中處于主體地位,提升了其主人翁意識,使其增進(jìn)了對專業(yè)的理解,培養(yǎng)了他們的工程實踐意識。
在教學(xué)手段中,光憑粉筆、掛圖、模型等傳統(tǒng)教具進(jìn)行演示的方法已無法滿足當(dāng)前的教學(xué)需要。以多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主體的電化教學(xué)可以使抽象問題變得直觀,復(fù)雜問題變得簡單,動態(tài)問題變得可視,在提高教學(xué)效率的同時也提升了教學(xué)效果。例如兩齒輪的嚙合原理通過動畫模擬,直觀地將嚙合過程展示給學(xué)生,使其輕松理解教師的教學(xué)意圖。當(dāng)前計算機(jī)輔助設(shè)計的發(fā)展也為該課程教學(xué)提供極大的便利,原先需要復(fù)雜計算、推導(dǎo)的內(nèi)容,只要通過相應(yīng)軟件對某種機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算,便可輕松獲知,如齒輪傳動中的受力分析、機(jī)構(gòu)間的相互干涉等。
三、課程整合中的相關(guān)問題
1.實踐環(huán)節(jié)的配套改革
本課程中的實踐教學(xué)除配合理論教學(xué)外,主要是培養(yǎng)學(xué)生觀察、測量、分析能力及對專業(yè)(職業(yè))的忠誠度。因此在設(shè)立實踐項目時一方面需要考慮學(xué)校自身的硬件配套,另一方面需要緊密聯(lián)系市場,淘汰老舊過時、引進(jìn)新技術(shù)、新發(fā)明,定期更新實踐教學(xué)內(nèi)容,尤其是在配套的課程設(shè)計過程中,應(yīng)結(jié)合技工院校學(xué)生自身學(xué)習(xí)特點,減少計算的難度和數(shù)量,突出應(yīng)用軟件輔助設(shè)計,重點放在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。
2.任課教師的素質(zhì)培養(yǎng)
相比傳統(tǒng)教學(xué),改革后的教學(xué)對于教師自身素質(zhì)提出了更高要求,一方面要求教師自身具備工程實踐意識,有較強(qiáng)的動手能力去指導(dǎo)學(xué)生,另一方面要求教師知識更加系統(tǒng)化、全面性,具備熟練運用新技術(shù)的能力,如各計算機(jī)輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用、全媒體的制作使用等。
參考文獻(xiàn):
[1]張明輝,餻寶海.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)改革初探[C].全國機(jī)械設(shè)計教育研討會議,2008.
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計 實踐教學(xué) 雙師型教師
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是高職院校機(jī)電類、機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)的一門主要的專業(yè)基礎(chǔ)課,對于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程起到承上啟下的重要作用,是機(jī)械或近機(jī)械工程師的必修基礎(chǔ)課程,高職機(jī)械類或近機(jī)械類學(xué)生一定要學(xué)好這門課程。而現(xiàn)階段大多數(shù)高職院校機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的總體教學(xué)效果都不太理想,其原因是多面的,如課時減少、內(nèi)容陳舊、教師教學(xué)方法不當(dāng)以及學(xué)生學(xué)習(xí)不認(rèn)真等。為改變此現(xiàn)狀,對機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)改革進(jìn)行探討已十分必要。筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗,就改善高職機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)效果,教師在教學(xué)中應(yīng)注意些什么作幾點探討。
1. 合適的教材
選擇適宜的教材對于保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效果非常重要。國內(nèi)各高職院校原有的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》系列教材,在結(jié)構(gòu)體系上是分散地介紹各種機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)的知識和設(shè)計方法,只見局部,不見整體;從內(nèi)容上看,舊教材很多地方顯得陳舊和落后,缺乏工程應(yīng)用實例和背景的介紹。合適的高職機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教材應(yīng)以簡練、實用為主要特點,旨在提高學(xué)生實踐能力為原則,輔以對機(jī)械設(shè)計最新方法和成果的介紹,以利學(xué)生開拓視野,了解機(jī)械設(shè)計發(fā)展的最前沿。
2. 科學(xué)的教學(xué)方法
采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法是保證機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。以前甚至現(xiàn)在,多數(shù)高職機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)基本上沿襲傳統(tǒng)的授課方法――“板書+講解”,教師在臺上費勁地講解,學(xué)生在臺下不知所云。這種古板的、教與學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)的教學(xué)方法尤其不適應(yīng)現(xiàn)代高職學(xué)生對此門課程的學(xué)習(xí)。嘗試新的、科學(xué)的教學(xué)法勢在必行。比如任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法:在上減速器裝拆實驗課時,可以把學(xué)生分成小組,每個小組先承擔(dān)不同的任務(wù),等任務(wù)完成后先總結(jié)心得、交流;然后再互換任務(wù),完成后再總結(jié)交流。讓學(xué)生做教學(xué)的主動人,教師做主導(dǎo)者。在教學(xué)過程中,學(xué)生的積極性大大提高,教學(xué)效果明顯好轉(zhuǎn)。
3. 多樣、有效的教學(xué)輔助手段
在教學(xué)過程中使用多種行之有效的教學(xué)輔助手段使教學(xué)事半功倍。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課多數(shù)內(nèi)容理論性較強(qiáng),同時高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)一般較差,再者部分院校的教學(xué)條件所限,學(xué)生動手機(jī)會較少,在教學(xué)過程中學(xué)生普遍感覺較難。在學(xué)校條件允許的前提下,教師在上課時應(yīng)盡可能使用實物模型、圖片錄像等,以使學(xué)生加深感性認(rèn)識。特別是應(yīng)學(xué)會制作、使用計算機(jī)課件,配以多媒體技術(shù),將在課堂上難以用語言描述的結(jié)構(gòu)、運動過程等用動畫形式直觀體現(xiàn)出來,使學(xué)生一看就懂,迅速提高教學(xué)效果。
4. 豐富的實踐教學(xué)
足夠課時的實踐教學(xué)是提高教學(xué)效果的有利保證。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是工程實踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。在保證課堂教學(xué)質(zhì)量的同時,教師(學(xué)校)應(yīng)多開展實踐教學(xué)。各學(xué)??筛鶕?jù)實際條件來進(jìn)行教學(xué),做實驗、進(jìn)工廠或科研單位參觀實習(xí)等均是非常有效的辦法。很多高職院校采取兩年在校學(xué)習(xí),半年至一年在工廠實習(xí)的學(xué)制,現(xiàn)在看來教學(xué)效果還是比較好的。
5. 雙師型教師
理論和工程素質(zhì)俱佳的現(xiàn)代高職教師――雙師型教師,是保證高職學(xué)生學(xué)好機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的前提。許多教師特別是年輕教師沒有機(jī)會參加真正的工程實踐設(shè)計,實踐經(jīng)驗不足,工程意識較單薄,在教學(xué)中往往照本宣科,不能理論聯(lián)系實際,課堂教學(xué)顯得死板而不活躍,影響學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,很難保證教學(xué)質(zhì)量。高職教師須重視自身工程素質(zhì)的培養(yǎng),多利用機(jī)會去工廠等一線生產(chǎn)單位參觀、學(xué)習(xí),努力使自己成為理論和動手能力都在行的雙師型教師,從而在教學(xué)過程中從容面對學(xué)生。
6. 公正的考核
以前大多數(shù)教師(學(xué)校)對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績評價較為簡單,通常是試卷成績占70%左右,平時占30%左右。這里的30%大都由課堂表現(xiàn)、出勤率等構(gòu)成,而實踐成績基本不包括(可能根本就沒有上過實踐課),這樣的評價方法是不公正、不恰當(dāng)?shù)?。針對高職學(xué)生的特點,機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的最終成績,其中實踐成績占的比例應(yīng)該提高,筆者認(rèn)為50%較好,以實驗作業(yè)、工廠實習(xí)表現(xiàn)等為依據(jù)。
7. 學(xué)生的自學(xué)能力
科學(xué)技術(shù)日新月異,新的機(jī)械設(shè)計技術(shù)也在不斷被開發(fā)出來,書本上的知識永遠(yuǎn)跟不上現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展,高職教師應(yīng)注意對學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。教師在教學(xué)過程中不要大包大攬,要有計劃地安排部分內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué),及時進(jìn)行指導(dǎo),多表揚(yáng)和肯定,使學(xué)生在不斷的成功體驗中建立學(xué)習(xí)自信心,逐漸養(yǎng)成自學(xué)的習(xí)慣。平時注意把生活中的有關(guān)機(jī)械設(shè)計的細(xì)微發(fā)現(xiàn)與學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)知識結(jié)合起來,真正做到理論聯(lián)系實踐,提高學(xué)習(xí)效果。
結(jié)束語
在學(xué)校盡可能保證教學(xué)條件的前提下,高職教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,全身心地投入到高職專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中去,在教學(xué)過程中嘗試做到以上幾點,并加以改進(jìn)、完善,師生積極配合,筆者相信,提高高職機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果并非難事。
參考文獻(xiàn):