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關(guān)鍵詞:機械設(shè)備基礎(chǔ)、地腳螺栓和墊鐵,原因分析、危害性及解決對策
中圖分類號:U673文獻標(biāo)識碼: A
一、引言
在我國經(jīng)濟的高速發(fā)展的今天,各生產(chǎn)企業(yè)使用到的機械設(shè)備越來越繁多,復(fù)雜程度也越來越高,這就給機械設(shè)備的安裝帶來更大的困難,提出了更高的挑戰(zhàn)。與此同時,機械設(shè)備安裝工程施工技術(shù)也隨之在不斷的革新和發(fā)展,只有高質(zhì)量的安裝技術(shù)水才能高標(biāo)準(zhǔn)的完成機械設(shè)備的安裝,才能發(fā)揮機械設(shè)備的功能,才能滿足生產(chǎn)使用的要求。因而如何有效控制機械設(shè)備安裝工程質(zhì)量通病成為機械設(shè)備安裝工程的施工重點內(nèi)容之一。設(shè)備基礎(chǔ)施工質(zhì)量的好壞、地腳螺栓和墊鐵安裝設(shè)置的正確性對設(shè)備安裝、順利運轉(zhuǎn)及使用有著至關(guān)重要的影響。
二、機械設(shè)備安裝的工程特點
1、機械設(shè)備安裝工藝過程復(fù)雜,從生產(chǎn)廠運到施工現(xiàn)場,經(jīng)過一定的安裝工藝,將設(shè)備及其附屬零部件安裝固定在設(shè)計指定位置上,經(jīng)過調(diào)試和試運轉(zhuǎn),達到投入生產(chǎn)使用的條件;
2、機械設(shè)備安裝精度和質(zhì)量要求較高,它直接決定設(shè)備的能否按使用要求投入生產(chǎn),能否發(fā)揮設(shè)備技術(shù)性能和使用壽命,能否保證提高設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量;
3、機械設(shè)備形式多種多樣,不同的設(shè)備有各自的安裝要求和方法,要求施工技術(shù)人員技術(shù)要不斷改進安裝工藝,采用新技術(shù)、新機具提高機械設(shè)備安裝水平。
機械設(shè)備安裝是處在建筑施工和生產(chǎn)使用間的一個重要施工階段,也是設(shè)備從制造廠出廠到建設(shè)單位投產(chǎn)使用的一個主要中間環(huán)節(jié)。由于機械設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,門類跨度大,安裝工藝要求多,安裝程序復(fù)雜。但它們的基本安裝工藝都是相同的。對于機械設(shè)備的安裝來講,主要分為四個階段:機械設(shè)備的安裝準(zhǔn)備階段、機械設(shè)備的安裝階段、機械設(shè)備的試運轉(zhuǎn)階段、機械設(shè)備的安裝驗收階段。為了更好地把握機械設(shè)備的安裝質(zhì)量控制要點,本文針對安裝階段中設(shè)備基礎(chǔ)、地腳螺栓和墊鐵安裝質(zhì)量通病產(chǎn)生原因、危害性及控制要點進行了分析。
三、機械設(shè)備基礎(chǔ)、地腳螺栓和墊鐵施工質(zhì)量通病原因分析、危害性及解決對策
設(shè)備基礎(chǔ)除了承受設(shè)備本身重量和運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的震動力外,還要吸收和隔離運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動,并防止共振現(xiàn)象的發(fā)生,因而設(shè)備基礎(chǔ)質(zhì)量的好壞,對設(shè)備的運轉(zhuǎn)、使用及安裝的順利進行都有很大的影響。為此,在設(shè)備安裝以前施工人員應(yīng)對基礎(chǔ)進行仔細檢查,發(fā)現(xiàn)問題好及時處理。
1、設(shè)備基礎(chǔ)標(biāo)高過高或過低
(1)原因分析
設(shè)計施工圖與設(shè)備尺寸不一致,施工時混凝土基礎(chǔ)尺寸誤差過大,施工作業(yè)不細心(模板尺寸有誤)等。
(2)危害性
當(dāng)混凝土基礎(chǔ)過高時,要鏟掉很多,這就造成很多材料和人力的浪費;如基礎(chǔ)過低時,要加高基礎(chǔ),在加高基礎(chǔ)的同時,如對原基礎(chǔ)表面處理不好,就會影響設(shè)備基礎(chǔ)的整體性,因而不能保證機械設(shè)備安裝質(zhì)量。另一方面,用鋼材加高,將浪費大量鋼材。
(3)解決對策
基礎(chǔ)施工前,要仔細核對設(shè)計圖上標(biāo)注的尺寸與機械設(shè)備外形尺寸是否吻合,發(fā)現(xiàn)問題要及時加以解決,要嚴格按照設(shè)計標(biāo)高尺寸施工,誤差不能超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
2、設(shè)備基礎(chǔ)中心線偏移
(1)原因分析
在基礎(chǔ)放線時,把基準(zhǔn)坐標(biāo)找錯;放線或施工中尺寸誤差過大。
(2)危害性
基礎(chǔ)中心線偏移導(dǎo)致機械設(shè)備中心偏移,因而改變了地腳螺栓的位置,使部分螺栓緊貼靠在預(yù)留孔洞上,影響預(yù)留孔二次灌漿,不能保證地腳螺栓安裝質(zhì)量。
(3)解決對策
在基礎(chǔ)放線時要嚴格按施工圖平面位置施工;對基準(zhǔn)坐標(biāo)要反復(fù)核查,發(fā)現(xiàn)誤差立即糾正。對基礎(chǔ)中心偏移較小的,在不影響基礎(chǔ)質(zhì)量的前提下,可采取適當(dāng)擴大預(yù)留孔的方法加以解決。
3、基礎(chǔ)地腳螺栓預(yù)留孔過大或孔內(nèi)木盒清理不干凈
(1)原因分析
施工中不仔細核對尺寸,預(yù)留孔偏差過大;基礎(chǔ)灌漿時,預(yù)留孔木盒偏移。預(yù)留孔木盒清理不徹底是由于拆木盒時間過晚或采取的措施不當(dāng)。
(2)危害性
基礎(chǔ)預(yù)留孔過大會影響整個設(shè)備基礎(chǔ)的質(zhì)量,也給安放墊鐵帶來不便,木盒清理不徹底,將會影響預(yù)留孔二次灌漿的質(zhì)量,也保證不了地腳螺栓有足夠的拉力。
(3)解決對策
施工中要仔細核實尺寸。在基礎(chǔ)灌漿時,對木盒固定要采取可靠措施防止移動。抽出木盒時,應(yīng)在基礎(chǔ)混凝土凝固前進行,以保證清理木盒徹底和二次灌漿的質(zhì)量。
4、二次灌漿不鑿毛即行灌漿
(1)原因分析
忽視基礎(chǔ)施工質(zhì)量,不按規(guī)范的施工程序和質(zhì)量要求操作。
(2)危害性
灌漿部位的基礎(chǔ)表面應(yīng)在機械設(shè)備安裝前,鏟成麻面,目的是為了二次灌漿時,新、舊混凝土能很好的結(jié)合在一起,以保持基礎(chǔ)的整體性。如不鏟麻面,兩者結(jié)合不好,會使設(shè)備產(chǎn)生振動,影響安裝質(zhì)量和使用功能。
(3)解決對策
設(shè)備上位前,先將基礎(chǔ)清理干凈,被油玷污的混凝土應(yīng)鏟除,并在灌漿部位的基礎(chǔ)表面鏟成麻面。同時,在急促轉(zhuǎn)角出,還應(yīng)鏟成缺口,使二次灌漿層更加牢固。一般鏟麻面的方法是:利用尖鏟在光滑的基礎(chǔ)表面鑿出一個個麻坑(直徑約為30-50mm)麻坑的間距可根據(jù)基礎(chǔ)大小決定?;A(chǔ)較小時,二次灌漿層起重要作用的,間距可小時,一般為55-100mm;基礎(chǔ)較大時,取150mm。鏟麻面時,應(yīng)采取安全防護措施。
四、地腳螺栓和墊鐵
1、地腳螺栓螺紋外露長度不一致
(1)原因分析
地腳螺栓長度尺寸不標(biāo)準(zhǔn);基礎(chǔ)螺栓預(yù)留孔深度不符合要求;地腳螺栓在預(yù)留孔內(nèi)安裝高度不正確。
(2)危害性
地腳螺栓螺紋外露過長既不美觀,而且螺紋易損傷,螺母就不容易倒扣;如果螺紋外露過短,受力達不到要求,影響機械設(shè)備的穩(wěn)定性。
(3)解決對策
安裝前要檢查設(shè)備地腳螺栓是否符合設(shè)計要求,如有問題應(yīng)及時更換。地腳螺栓在預(yù)留孔內(nèi)的置放高度要事宜,螺栓頭不要貼靠孔的底面,上部螺紋和伸出設(shè)備螺栓孔的長度須符合規(guī)范要求,一般地腳螺栓上緊螺母后螺紋外露長度為螺紋直徑1/3或2/3.對于死地腳螺栓(同基礎(chǔ)混凝土一起澆灌的螺栓)螺紋外露過長的處理方法,可鋸掉一部分長度,再套螺紋;如過短時(偏差較?。?,可將螺栓用氧乙炔焰烤紅后稍稍拉長(拉長部分為2-3塊鋼板)沿螺桿周邊加固;如偏差過大,用拉長辦法解決不了時,可將地腳螺栓周圍的混凝土挖到一定深度,將地腳螺栓割斷,另外焊上一個新加固的螺桿,并用鋼板、圓鋼加固,長度應(yīng)為螺栓直徑的4-5倍。
2、地腳螺栓受損及沾上污垢
(1)原因分析
由于施工配合不當(dāng),機械設(shè)備上位過早且未采取相應(yīng)的防護措施。
(2)危害性
螺紋受損則不易上緊螺母;螺紋受到水泥、白灰污染,時間過長,硬化后不易除掉,影響螺母的松緊和擰緊,并對地腳螺栓產(chǎn)生腐蝕作用.
(3)解決對策
加強安裝與土建的施工配合,合理安排施工程序,機械設(shè)備就位二次灌漿時,地腳螺栓上部螺紋段可用厚紙包緊,避免損壞螺紋或沾上灰漿。
3、地腳螺栓螺母未上緊
(1)原因分析
施工作業(yè)馬虎,手工操作螺母擰緊力掌握不夠。
(2)危害性
地腳螺栓擰緊力不夠,機械設(shè)備將產(chǎn)生振動和失穩(wěn)現(xiàn)象,輕者影響設(shè)備安裝精度,嚴重時不能保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和使用。
(3)解決對策
擰緊地腳螺栓時,應(yīng)認真進行操作,當(dāng)采用扭力扳手時,應(yīng)按地腳螺栓的直徑大小施加相應(yīng)的扭力矩。
4、地腳螺栓傾斜
(1)原因分析
在二次灌漿時,地腳螺栓未放正并固定好,搗固混凝土?xí)r碰歪。
(2)危害性
螺母底面不能和設(shè)備底座表面全部貼靠緊密,因而受力不均.
(3)解決對策
安裝地腳螺栓時應(yīng)保證螺栓垂直,必要時要加以固定,澆灌混凝土?xí)r要防止碰歪地腳螺栓,混凝土養(yǎng)護期間要隨時進行檢查,,對一般設(shè)備地腳螺栓傾斜不嚴重時,可采用斜墊圈補償調(diào)整。
5、緊固地腳螺栓程序不當(dāng)
(1)原因分析
施工作業(yè)不認真,未嚴格按正確的擰緊螺母的順序進行操作。
(2)危害性
由于不按操作規(guī)程進行操作,機械設(shè)備或部件受力不均,因而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,既影響設(shè)備應(yīng)有的精度,也縮短使用壽命。
(3)解決對策
應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)長度的扳手擰緊螺母進行擰緊。
五、墊鐵
1、墊鐵安放位置不對
(1)原因分析
對設(shè)備承墊墊鐵的基本知識理解不清,未嚴格按合理的要求進行擺放,施工作業(yè)馬虎。
(2)危害性
墊鐵不能充分發(fā)揮承受合理負載和保持設(shè)備穩(wěn)定的作業(yè)。墊鐵如承墊過多,浪費大量鋼材;承墊過少,使墊鐵局部承受荷載過大,或傳遞荷載不均勻,破壞基礎(chǔ)和機械設(shè)備運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。
(3)解決對策
設(shè)備墊鐵安裝前要計算所需面積和數(shù)量,以及墊鐵的合理分布,一般中、小型設(shè)備計算所得面積少于實際面積,故很少計算。重型設(shè)備墊鐵面積要詳細計算。
2、墊鐵安放過高
(1)原因分析
由于混凝土基礎(chǔ)施工標(biāo)高過低,為調(diào)整設(shè)備工作面高度,使用的薄墊鐵過多;墊鐵間不點焊是施工不嚴格未按規(guī)范規(guī)定執(zhí)行,施工操作不認真。
(2)危害性
設(shè)備墊鐵塊數(shù)過多、過高時,使設(shè)備出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài),同時,又浪費鋼材,加大工程成本。設(shè)備墊鐵之間不進行點焊,設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中由于振動,容易使墊鐵產(chǎn)生滑移,因而不能保證機械設(shè)備的安裝質(zhì)量。.
(3)解決對策
設(shè)備墊鐵的塊數(shù),應(yīng)按照《機械設(shè)備安裝工程及驗收通用規(guī)范》(GB50231--98)中的要求進行擺放,墊鐵組一般不應(yīng)超過5塊,并應(yīng)少用薄墊鐵。放置平墊鐵時,最厚的放在下面,最薄的放中間,墊鐵安放平穩(wěn)且接觸良好后(可用0.25KG小錘逐組輕擊聽聲檢查),要用電焊點牢,以防止滑移(鑄鐵墊鐵可不點焊)。
3、墊鐵露出設(shè)備底座長短不一
(1)原因分析
使用的墊鐵尺寸不標(biāo)準(zhǔn),長的過長,短的過短;放墊鐵時粗心大意,馬虎不認真;不嚴格按規(guī)定進行操作。
(2)危害性
墊鐵露出底座過長,形成受力不均,同時浪費材料,又不美觀。墊鐵露出底座過短時,不便于調(diào)整設(shè)備。
(3)解決對策
安放墊鐵時,應(yīng)按規(guī)定尺寸露出底座,一般平墊鐵露出設(shè)備底座為10-30mm,斜墊鐵露出底座為10-50mm。
六、結(jié)束語
在機械設(shè)備安裝過程中,針對設(shè)備基礎(chǔ)、地腳螺栓和墊鐵質(zhì)量通病,通過加強施工人員責(zé)任心,提高施工技術(shù)水平,采用以上一系列的技術(shù)措施和方法,才能減少或杜絕質(zhì)量問題,提高設(shè)備的安裝精度和施工進度,為產(chǎn)品質(zhì)量和建設(shè)工程盡早投產(chǎn)堅定基礎(chǔ)。
參考文獻:
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機械設(shè)計具有自身的程序,圖1為設(shè)計的基本程序。圖1機械設(shè)計的基本程序目前,機械設(shè)計教學(xué)中主要存在以下問題。
1.1教學(xué)內(nèi)容過于防范
目前,機械設(shè)計這門課程包含的內(nèi)容較多,有機械原理和機械設(shè)計。機械設(shè)計包括材料、力學(xué)、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內(nèi)容,所涉及的知識層面較廣,教學(xué)內(nèi)容較散,且與其他課程有著很多重復(fù),如機械設(shè)計學(xué)科中有一項螺紋連接的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容??梢?,教學(xué)范圍與機械設(shè)計這門學(xué)科的學(xué)習(xí)原則不相符合。又如,減速器的類型、樣式和設(shè)計參數(shù)要求,和機械制圖中的減速器設(shè)計相關(guān)知識存在較高重復(fù)率,不僅在學(xué)科的學(xué)習(xí)層次上造成混亂,還浪費了學(xué)生的學(xué)習(xí)精力。
1.2與時俱進能力不強
機械設(shè)計這門學(xué)科的實用性較強,同時其教學(xué)內(nèi)容隨著科技的不斷發(fā)展而不斷變化。所以,傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容如果不進行更新,很難滿足現(xiàn)代社會的需求?,F(xiàn)代機械設(shè)計教學(xué)應(yīng)當(dāng)滿足工程性和技術(shù)性需求,同時也應(yīng)當(dāng)具備系統(tǒng)性。因此,現(xiàn)代機械設(shè)計學(xué)科緊隨時代的變化而改變,將傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)進行時代元素的融入。如今,很多相關(guān)院校對機械設(shè)計教學(xué)中的設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備強度和運動學(xué)等技術(shù)的教學(xué)比較注重,教學(xué)力度也較大,使能源問題、環(huán)境問題的教學(xué)很少涉及。尤其是安全、人機關(guān)系、美學(xué)等社會因素和價值工程、周期費用分析等經(jīng)濟因素,導(dǎo)致機械設(shè)計教學(xué)無法滿足現(xiàn)代人們的生產(chǎn)需求。
1.3教學(xué)方式落后
很多相關(guān)院校對機械設(shè)計的教學(xué)仍然采用講學(xué)通用的原則,對于教學(xué)中的重點知識,讓學(xué)生采取理論知識記憶的灌輸性傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法,而對這門學(xué)科的實際應(yīng)用教學(xué)涉及較少,僅僅加深了學(xué)生的相關(guān)知識或原理的理解。同時,缺乏案例式教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)以及討論啟發(fā)式教學(xué),在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中沒有充足的時間進行自主探索,嚴重阻礙學(xué)生對知識的理解與掌握,同時一定程度上阻礙了學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際工程問題能力的發(fā)展。因此,應(yīng)當(dāng)對機械設(shè)計教學(xué)體系進行創(chuàng)新。
2創(chuàng)新機械設(shè)計教學(xué)體系措施
2.1調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
機械設(shè)計的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容應(yīng)從實際出發(fā),注重教學(xué)的整體性、實踐性以及創(chuàng)新性。如今,很多學(xué)生對于機械設(shè)計的基礎(chǔ)知識掌握不明確。所以,機械設(shè)計教學(xué)中應(yīng)當(dāng)遵循適度夠用的理論知識學(xué)習(xí)原則,可采取重點學(xué)習(xí)、部分理解等方式。首先,教學(xué)內(nèi)容要清晰精簡,要精簡機械設(shè)計這門課程的教學(xué)內(nèi)容,避免學(xué)生在相關(guān)知識的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生知識重復(fù)。同時,在學(xué)生的實際應(yīng)用教學(xué)中,如實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、社會調(diào)查、畢業(yè)論文以及課外科技活動等注重實踐運用的教學(xué)環(huán)節(jié),不但要適度融入相關(guān)基礎(chǔ)知識,還要增加其課程。其次,要注重知識的整合。在機械設(shè)計的實際教學(xué)中,將其中關(guān)聯(lián)性與聯(lián)系性較大的知識急性整合學(xué)習(xí)。最后,在機械設(shè)計的教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注重知識點的增設(shè)。不僅要注重知識的重點性,還要考慮知識的完整性,可以增設(shè)以電、液為動力的機構(gòu)組合,結(jié)合實際的典型機械等新內(nèi)容,使學(xué)生全面認識現(xiàn)代機械,以適當(dāng)前生產(chǎn)實際需要,方便計算機輔助設(shè)計的應(yīng)用和推廣。
2.2加強學(xué)生能力培養(yǎng)
機械設(shè)計是一門極具實踐性的課程,過程中應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生設(shè)計技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),以培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力為主要教學(xué)目的,同時注重學(xué)生工程意識、工程實踐能力、創(chuàng)新意識以及社會實踐能力的培養(yǎng)。實際教學(xué)過程中,教師應(yīng)當(dāng)徹底摒棄傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式,在講解相關(guān)理論知識或原理時,注重培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)結(jié)論的能力。同時,在相關(guān)知識或原理的講解時,融入其在實踐中的應(yīng)用,堅持產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合,體現(xiàn)機械設(shè)計教學(xué)的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實踐性以及現(xiàn)代性。
2.3創(chuàng)新教學(xué)方法
目前,相關(guān)院校的招生多是面向全國,導(dǎo)致各種學(xué)生的機械設(shè)計學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一。因此,要不斷創(chuàng)新如今的機械設(shè)計教學(xué)。教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)加強直觀教學(xué),在學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識或原理的同時,讓學(xué)生接觸各類種機械、機構(gòu)、零件、部件、圖紙,提高學(xué)生相關(guān)知識或原理的實踐性。同時,教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù),借助計算機和互聯(lián)網(wǎng),利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和仿真軟件系統(tǒng),開展機械設(shè)計的現(xiàn)代化、立體式教學(xué)。此外,教師在機械設(shè)計的實際教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)盡量減少相關(guān)知識或原理的理論推導(dǎo),運用例證講清思路,加深學(xué)生對相關(guān)理論知識或原理理解,提高課堂教學(xué)效率。
2.4增加教學(xué)實踐
機械設(shè)計是一門較注重實踐運用的學(xué)科,教學(xué)時教師不能僅僅注重學(xué)生的知識學(xué)習(xí),要更加重視學(xué)生的知識運用,如繪制機構(gòu)運動簡圖。圖2為機構(gòu)簡圖的繪制步驟。以四桿機構(gòu)為例,結(jié)合日常見到的篩東西、磨豆腐等,布置設(shè)計任務(wù)。在四桿機構(gòu)的講解過程中,不斷提醒雙曲柄機構(gòu)、曲柄搖桿、雙搖桿機構(gòu)分別有什么運動特性,能轉(zhuǎn)化為什么樣的運動形式,現(xiàn)實生活中有哪些物品用到了這些機構(gòu),不斷啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考設(shè)計任務(wù)。一個機器少不了動力,因此課程中增加電動機的選用環(huán)節(jié)。學(xué)生設(shè)定自己運動機構(gòu)的各種參數(shù)后,按部就班選用電動機,由此掌握效率等概念,并對整體的機器建立一個大概的認識。電動機選好后,考慮減速的問題。這時,可以引進齒輪機構(gòu)(包括蝸輪蝸桿)、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構(gòu)重點講傳動比的分配、計算及選用,對于漸開線的形成等和現(xiàn)場應(yīng)用聯(lián)系不密切的內(nèi)容可忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應(yīng)用。此外,學(xué)習(xí)過程中要加入查手冊選材料環(huán)節(jié),把時間用到應(yīng)用實踐上。
3結(jié)語
目前,我國機械設(shè)計教學(xué)體系仍然存在教學(xué)內(nèi)容過于龐雜、無法適應(yīng)時代的快速發(fā)展以及教學(xué)方式過于陳舊和落后等問題。因此,在機械設(shè)計實際教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,加強學(xué)生能力培養(yǎng),同時不斷創(chuàng)新教學(xué)方法,以期為國家培養(yǎng)更多機械設(shè)計創(chuàng)新性人才。
作者:李愛軍 徐紅芹 王紅梅 單位:山東理工大學(xué)機械學(xué)院
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關(guān)鍵詞:機械設(shè)計 雙語教學(xué) 教學(xué)方法 激勵
中圖分類號:G4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)06(a)-0115-01
在經(jīng)濟全球化的背景下,與國外進行技術(shù)交流和合作,基本的英語學(xué)習(xí)是必要的,中國大學(xué)一直在實行四、六級考級制度,基本的英語交流對大學(xué)生來說已經(jīng)不困難。然而專業(yè)的英語也是非常實用和重要的,以機械專業(yè)為例。
從微觀上考慮,機械專業(yè)的同學(xué),就業(yè)后無論是掌握機械設(shè)備的技術(shù)資料或?qū)ν饨涣鲗I(yè)英語,要想在工作中較快入手,必須從大學(xué)時期就學(xué)習(xí)機械英語。
從宏觀上考慮,目前,我國正在實施建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略,機械行業(yè)由“中國制造”向“中國設(shè)計”轉(zhuǎn)變的過程是艱巨而又漫長的。英語已成為國際上的通用語言,在以美、英等國家為代表的英語國家在制造業(yè)基礎(chǔ)研究或應(yīng)用基礎(chǔ)研究也都處于絕對領(lǐng)先的地位,我們要借鑒發(fā)達國家的先進科學(xué)和技術(shù)成果,在本科教學(xué)階段就應(yīng)該做好準(zhǔn)備。
機械設(shè)計作為機械專業(yè)一門綜合性強的設(shè)計學(xué)科,應(yīng)用到的學(xué)科多,零件多、術(shù)語多、圖表多,進行雙語教學(xué),很可能產(chǎn)生的后果是適得其反,學(xué)生糾結(jié)于單詞含義的理解,而影響了課程的教學(xué)效果。所以教師面臨的主要問題是教學(xué)方法的設(shè)計,處理好專業(yè)教學(xué)與語言的矛盾,增進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。該文將結(jié)合機械設(shè)計的教學(xué),對雙語教學(xué)的一些方法進行探討。
1 教
1.1 教材的選取
教材的選取是課程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵,可使用英文原版或雙語教材。使用英文原版的優(yōu)點是能夠讓學(xué)生更好地理解原著的思想,國外教材的特點是知識體系廣,但與國內(nèi)的教材銜接性差,不符合我們受教學(xué)學(xué)時限制的實際情況,而且受語言水平限制,專業(yè)的英文教材理解困難,不利于學(xué)生對知識的完全吸收??紤]到以上情況,我們采取以雙語教材為主,以國外原著為輔的方案。目前國內(nèi)的機械設(shè)計雙語教材較少,經(jīng)過對比我們選用了武漢理工大學(xué)出版的楊明忠老師編寫《Mechinery Design》,并要求學(xué)生人手一本。國外原著我們給學(xué)生推薦了兩本教材:分別為機械工業(yè)出版社出版的《Machine Elements in Mechanical Design》和《The Mechenical Design Process》。兩本書特點是分別針對“機構(gòu)”和“零件結(jié)構(gòu)”的設(shè)計技術(shù)和針對產(chǎn)品設(shè)計的設(shè)計思想,理論、技術(shù)和方法的介紹,能夠很好地互補,但第一本書價格不菲,我們建議有條件學(xué)生購買或到圖書館借閱。
1.2 雙語教學(xué)與雙語教育
國外通常采用“bilingual education”
即雙語教育的提法,而較少采用雙語教學(xué)的提法。意指雙語教學(xué)不僅僅是語言的問題,還包括文化、歷史背景等方面的學(xué)習(xí)。在機械設(shè)計雙語教學(xué)中,不應(yīng)只是某一術(shù)語的翻譯,而應(yīng)該更多的涉及文化背景的引入。如在介紹機器的概念時,可引入蒸汽機并介紹:瓦特并不是蒸汽機的發(fā)明者,在他之前,早就出現(xiàn)了蒸汽機,即紐科門蒸汽機,但它的耗煤量大、效率低。瓦特運用科學(xué)理論,逐漸發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機的毛病所在。從1765年到1790年,他進行了一系列發(fā)明,比如分離式冷凝器、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油活塞、行星式齒輪、平行運動連桿機構(gòu)、離心式調(diào)速器、節(jié)氣閥、壓力計等等,使蒸汽機的效率提高到原來紐科門機的3倍多,最終發(fā)明出了現(xiàn)代意義上的蒸汽機。在介紹這段時,會用到蒸汽機、行星式齒輪、連桿機構(gòu)、調(diào)速器等機械常用的術(shù)語,應(yīng)同時用雙語進行介紹。
1.3 充分發(fā)揮多媒體及實踐教學(xué)的優(yōu)勢
編寫教案時盡量多融入教學(xué)內(nèi)容相關(guān)而學(xué)生又感興趣的東西?;诙嗝襟w的優(yōu)勢,可多搜集一些國外的先進的加工方法或先進技術(shù)的視頻在課堂上播放,并采取中英文結(jié)合的方式,比如在介紹齒輪的加工時可首先播放傳統(tǒng)中文的插齒、滾齒等視頻,然后介紹最新的3D加工方法,可結(jié)合英文視頻資料在機械學(xué)院實驗室演示3D打印,其中會接觸到很多專業(yè)詞匯,使學(xué)生既掌握了傳統(tǒng)的加工方法,又了解到最新的加工趨勢。
1.4 任務(wù)教學(xué)法
在教學(xué)過程中,除了課后作業(yè)之外,布置給學(xué)生一些有利于其提高機械設(shè)計興趣的任務(wù),如:(1)鼓勵學(xué)生進行一些小的機械創(chuàng)新設(shè)計,如通過查閱資料自行設(shè)計仿人機械手,高樓逃生裝置,電梯安全保護裝置等等。(2)鼓勵學(xué)生參加機械設(shè)計創(chuàng)新大賽。目前我校非常鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,校內(nèi)設(shè)有校長創(chuàng)新基金。機械學(xué)院每年舉辦虹橋杯機械創(chuàng)新大賽,并優(yōu)選參加全國大學(xué)生機械設(shè)計創(chuàng)新大賽。教師在課余可指導(dǎo)項目規(guī)劃、方案制定、細節(jié)修改等。
2 學(xué)
2.1 鼓勵學(xué)生使用英文版設(shè)計軟件設(shè)計
在機械設(shè)計教學(xué)過程中,會有一些大作業(yè),如軸的設(shè)計、齒輪的設(shè)計、后續(xù)還會有減速器的課程設(shè)計。學(xué)生會用到一些二維或三維的設(shè)計軟件如AutoCAD、UG、SolidWork、PROE等,鼓勵同學(xué)用英文版的軟件進行設(shè)計。
2.2 激勵學(xué)生多查閱英文資料
結(jié)合學(xué)校圖書館文獻資源比較豐富的特點,教授學(xué)生英文文獻檢索的方法。給同學(xué)留一些課前作業(yè),如在學(xué)習(xí)軸承之前,布置預(yù)習(xí)作業(yè),查閱與軸承優(yōu)化相關(guān)的外文文獻或資料,將摘要與關(guān)鍵詞在課上或課間與大家分享,或作為作業(yè)上交。在要求學(xué)生做此項工作時,可采取激勵機制,將此作為平時成績考核的一部分。
3 結(jié)語
教與學(xué)的和諧決定了學(xué)習(xí)的效果,但教師起到的是主導(dǎo)作用,機械設(shè)計雙語教學(xué)要求教師教學(xué)態(tài)度認真,專業(yè)知識廣博,講課內(nèi)容充實,外語水平高,與學(xué)生多溝通,避免課堂沉悶,對學(xué)生的學(xué)習(xí)動機進行正確的引導(dǎo)等。因此,對于教師,首要的是提高自身修養(yǎng)。
參考文獻
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型人才培養(yǎng);設(shè)計學(xué);精品資源共享課;課程建設(shè);創(chuàng)新
中圖分類號:G640 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)16-0128-03
高等院校精品課程建設(shè)工作是教育部加強我國高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和推進教學(xué)改革工程的重要舉措,也是高等學(xué)校教學(xué)工作重要的基本建設(shè)內(nèi)容。為了切實推進我國高等教育創(chuàng)新,深化教學(xué)改革,促進現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用,共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,全面提高教育教學(xué)質(zhì)量,造就數(shù)以千萬計的專門人才和一大批拔尖創(chuàng)新人才,提升我國高等教育的綜合實力和國際競爭能力,教育部于2003年決定在全國高等學(xué)校(包括高職高專院校)中啟動高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作。精品課程建設(shè)分校、省、國家三級建設(shè)。在精品課程多年建設(shè)的基礎(chǔ)上,為了進一步推動高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源共建共享,著力促進教育教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變、教學(xué)內(nèi)容更新和教學(xué)方法改革,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,服務(wù)學(xué)習(xí)型社會建設(shè),2012年2月15日,教育部正式教高函[2012]2號文件,批準(zhǔn)組織建設(shè)精品資源共享課、精品視頻公開課、專業(yè)綜合改革試點等多個項目同時啟動建設(shè)。至此,高校精品資源共享課正式在全國啟動建設(shè)。幾年來,在我校教務(wù)處的支持和幫助下,我們課程組及教學(xué)團隊按照應(yīng)用型工科人才的培養(yǎng)需要,先后建設(shè)出“機械設(shè)計基礎(chǔ)”(2011批準(zhǔn)為省級精品課,2014批準(zhǔn)升級為省級資源共享課)、“機械制圖”(2013)、“現(xiàn)代設(shè)計方法”(2015)三門省級精品資源共享課,建成了“機械設(shè)計學(xué)”省級精品資源共享課程群,同時建設(shè)出多部在全國產(chǎn)生重要影響的精品課程教材,為我國應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)做出了有益貢獻。
一、精品資源共享課的建設(shè)與創(chuàng)新體會
1.建設(shè)精品資源共享課,要依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要,創(chuàng)新課程體系,改革課程教學(xué)內(nèi)容,為提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量服務(wù)。眾所周知,我校是教育部批準(zhǔn)建設(shè)的一所“三本院?!?,其人才培養(yǎng)目標(biāo)為“應(yīng)用型本科人才”,因此精品課程建設(shè)必須緊密為“應(yīng)用型人才”服務(wù),亦即我國面向經(jīng)濟建設(shè)的一線人才服務(wù),而不能欲求向“研究型人才”的培養(yǎng)方向靠齊。為此,我們課程組在精品資源共享課程建設(shè)中,根據(jù)專業(yè)建設(shè)和應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)的需要,首先創(chuàng)新課程體系,改革課程教學(xué)內(nèi)容,為提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量服務(wù)。如在建設(shè)“機械設(shè)計基礎(chǔ)”精品資源共享課中,課程組堅持以應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)為目標(biāo),進行課程整體優(yōu)化組合,創(chuàng)新課程教學(xué)內(nèi)容,圍繞“常用機構(gòu)”和“通用零部件”兩條主線主要介紹其有關(guān)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計方法等內(nèi)容,將該課程傳統(tǒng)的18章內(nèi)容精簡為12章,不僅克服了有關(guān)內(nèi)容重復(fù),而且又刪繁就簡;并對課程的基本理論以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導(dǎo),堅持理論聯(lián)系實際,體現(xiàn)應(yīng)用性特色,既滿足了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要,又取得了較好教學(xué)效果。又如在建設(shè)“機械制圖”精品資源共享課中,課程組依據(jù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)需要,并考慮到現(xiàn)時計算機繪圖技術(shù)發(fā)展和CAD的廣泛應(yīng)用,破除了該課程內(nèi)容只講尺規(guī)繪圖技術(shù)的安排,并將計算機輔助繪圖技術(shù)也列為該課程必須學(xué)習(xí)和掌握的知識內(nèi)容之一。為此,創(chuàng)建了該課程的知識結(jié)構(gòu)包括:制圖的基本知識和技能,點、直線和平面的投影,立體的投影,組合體的試圖,軸測圖,機件的常用表達方法,標(biāo)準(zhǔn)件和常用件,零件圖,裝配圖,其他工程圖樣,計算機輔助繪圖等11章,內(nèi)含制圖基礎(chǔ)、投影原理、表達方法、專業(yè)制圖、繪圖技術(shù)和計算機繪圖基礎(chǔ)等六大模塊的新課程體系,培養(yǎng)學(xué)生以國家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)繪制、閱讀工程圖樣的能力。同時在教學(xué)中,根據(jù)應(yīng)用型工科人才的培養(yǎng)需要,采用模塊化教學(xué)體系,與專業(yè)教學(xué)目標(biāo)及課程體系改革相配合,精選整合教學(xué)內(nèi)容,并利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建設(shè)出《機械制圖》立體化教材體系;將傳統(tǒng)的教學(xué)方式與先進的計算機多媒體教學(xué)方式結(jié)合起來,開發(fā)出有效的機械制圖多媒體課件和三維動畫庫,提高了課程的教學(xué)效果;將課程教學(xué)與職業(yè)資格鑒定相結(jié)合,實行雙證制教育,每年進行1~2次中、高級制圖員職業(yè)技能鑒定,使一些畢業(yè)生借助獲得的CAD職業(yè)資格證書和計算機繪圖技能找到理想的職業(yè),取得良好的課程教學(xué)效果。再如在建設(shè)“現(xiàn)代設(shè)計方法”精品資源共享課中,課程組根據(jù)現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為增強應(yīng)用型人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng),迅速將國內(nèi)外出現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元法、工業(yè)造型設(shè)計、綠色設(shè)計、并行設(shè)計、反求工程設(shè)計等新興設(shè)計方法進行融合、創(chuàng)新并建立出“現(xiàn)代設(shè)計方法”課程新體系,不僅取得良好的教學(xué)效果,而且受到學(xué)界歡迎。
2.建設(shè)精品資源共享課,要重視教學(xué)團隊建設(shè)。建設(shè)高水平的教學(xué)師團隊是建設(shè)精品課程的基礎(chǔ)。因此,要建設(shè)精品資源共享課,首先要重視其教學(xué)團隊建設(shè)。幾年來,為進行精品資源共享課建設(shè),我們課程組以培養(yǎng)青年教師為重點,制定了較好的培養(yǎng)計劃和措施,包括加強師德師風(fēng)教育;給青年教師壓擔(dān)子;為每位青年教師配備了教學(xué)經(jīng)驗豐富的指導(dǎo)教師,加強對青年教師的傳、幫、帶;創(chuàng)造條件讓青年教師走出去,到國外和國內(nèi)其他大學(xué)進修學(xué)習(xí)與提高,開拓視野;建立聽課和評課制度,發(fā)揮教學(xué)監(jiān)督作用;等等均已取得較好的效果。目前,課程組現(xiàn)已培養(yǎng)出博士2人(其中1人推薦成功并獲得獎學(xué)金到美國攻讀博士學(xué)位),其余青年教師全部實現(xiàn)碩士化,不僅使青年教師茁壯成長,教學(xué)質(zhì)量顯著提高,使多名青年教師先后在學(xué)校舉辦的各類講課競賽中獲得競賽大獎;而且使每位青年教師均已獲得一項以上省級教改研究項目或省級科研項目,并在全國期刊上發(fā)表多篇教改論文和科技論文,多名青年教師已獲得多項校級教學(xué)成果獎,并參加全國教材的編寫工作。
3.建設(shè)精品資源共享課,要提高課堂教學(xué)質(zhì)量,必須不斷創(chuàng)新教學(xué)方法,積極采用現(xiàn)代教學(xué)手段。不斷創(chuàng)新教學(xué)方法、應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)手段是提高精品課程課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的有效方法。幾年來,課程組在建設(shè)精品課程實踐中,為提高課堂教學(xué)質(zhì)量,一直不斷創(chuàng)新教學(xué)方法并積極采用現(xiàn)代教學(xué)手段。具體如:(1)在課程教學(xué)中,轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,樹立以學(xué)生為中心的思想,開展“以教促學(xué),以學(xué)生為中心的交互式教學(xué)法”,并實施了啟發(fā)式、討論式、情景式等教學(xué)法及應(yīng)用;(2)加強課程實踐環(huán)節(jié),依據(jù)“工學(xué)結(jié)合”、“教、學(xué)、做合一”的原則,實施“講―練―實踐”相結(jié)合,安排設(shè)計性大作業(yè),提高學(xué)生的動手能力、工程訓(xùn)練與實踐能力;(3)積極將計算機多媒體輔助教學(xué)引入課堂教學(xué),豐富課程的教學(xué)信息,加強機械設(shè)計、工程圖樣繪制的直觀教學(xué),幾年來課程組先后利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)出課程多媒體輔助教學(xué)課件30多件,制作課程教學(xué)錄像片10余集,開發(fā)出常用機構(gòu)和通用零部件的三維動畫插播片60余集,取得了較好的計算機輔助教學(xué)效果。
4.建設(shè)精品資源共享課,必須建設(shè)特色精品教材。高校教材是傳授知識、培養(yǎng)技能的重要工具,在人才培養(yǎng)過程中扮演著重要角色。搞好教材建設(shè)是實現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要條件,是促進教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革的重要途徑,也是衡量一所高校辦學(xué)特色的重要指標(biāo)。因此,建設(shè)精品資源共享課,必須建設(shè)出高水平的特色精品教材。幾年來,在建設(shè)精品資源共享課工作中,課程組一直狠抓精品教材建設(shè)工作,現(xiàn)已取得顯著成果。圍繞上述精品課建設(shè),課程組在國家級重要出版社先后出版了《現(xiàn)代設(shè)計方法》(2013,高等教育出版社)、《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法(第2版)》(2014,科學(xué)出版社出版)、《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法》(2007,科學(xué)出版社出版)、《機械與工程優(yōu)化設(shè)計》(2008,科學(xué)出版社出版)等教材,建設(shè)出了“現(xiàn)代設(shè)計方法”全國精品教材;先后出版了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》(2010,機械工業(yè)出版社,全國自學(xué)考試指導(dǎo)教材)、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》(2014,國防工業(yè)出版社)教材,建立了“機械設(shè)計基礎(chǔ)”全國精品教材;2014年在西南交通大學(xué)出版社出版了《機械制圖》、《機械制圖習(xí)題集》兩部教材,建立了“機械制圖”精品課教材。建設(shè)出的上述教材發(fā)行全國,受到一致歡迎,為我國應(yīng)用型本科工科技術(shù)人才的培養(yǎng)發(fā)揮出重要作用。
5.建設(shè)精品資源共享課,必須將高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源通過現(xiàn)代信息技術(shù)手段共建共享,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,為學(xué)習(xí)型社會建設(shè)服務(wù)。建設(shè)精品資源共享課程,要為高校師生和社會學(xué)習(xí)者提供優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源,就必須通過現(xiàn)代信息技術(shù)手段共建共享。依據(jù)教育部對精品資源共享課建設(shè)的要求,幾年來,課程組先后建設(shè)出機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、現(xiàn)代設(shè)計方法三門優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源共建共享體系,包括基本資源和拓展資源。基本資源是指反映課程教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)過程的核心資源,包括課程介紹、教學(xué)大綱、實驗大綱、授課教案及演示文稿、課程內(nèi)容重點與難點指導(dǎo)、作業(yè)練習(xí)、參考文獻和授課教學(xué)錄像等反映教學(xué)活動必需的資源。拓展資源指反映課程特點,應(yīng)用于各教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),支持課程教學(xué)和學(xué)習(xí)過程,較為成熟的多樣性、交互性輔助資源。如:案例庫、專題講座庫、素材資源庫,學(xué)科專業(yè)知識檢索系統(tǒng)、演示/虛擬/仿真實驗實訓(xùn)(實習(xí))系統(tǒng)、試題庫系統(tǒng)、作業(yè)系統(tǒng)、在線自測/考試系統(tǒng),課程教學(xué)、學(xué)習(xí)和交流工具及綜合應(yīng)用多媒體技術(shù)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)課程等。
在建設(shè)上述三門優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源共建共享體系中,課程組一直堅持結(jié)合實際教學(xué)需要,以服務(wù)課程教與學(xué)為重點,以課程資源的系統(tǒng)、完整為基本要求,以資源豐富、充分開放共享為基本目標(biāo),注重課程資源的適用性和易用性。分別在我校校園網(wǎng)上,建設(shè)出上述三門精品資源共享課的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共建共享體系,內(nèi)容包括:精品課程申報材料、課程介紹、教師隊伍、教學(xué)方法與手段、教學(xué)大綱、授課教案(電子課程教案)、多媒體課件(.ppt格式)、教學(xué)資源庫、習(xí)題與試題庫、實踐教學(xué)大綱、參考文獻、教學(xué)與研究、教學(xué)效果與成果等(包括校外專家評價、學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)專家評價、校內(nèi)同行評價、學(xué)生評價等)、課程教學(xué)錄像、學(xué)生典型CAD作品集、學(xué)生計算機繪圖作品、學(xué)生獲得的相關(guān)CAD操作技能證書等,資源內(nèi)容十分豐富、全面、并完全公開,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享與交流。
二、精品資源共享課的維護
為增強上述精品資源共享課教學(xué)資源和教學(xué)信息的時效性和創(chuàng)新,課程組定期(一般在兩月左右)對網(wǎng)上的優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源共建共享體系中的教學(xué)資源及資料進行更新與維護。
三、精品資源共享課的應(yīng)用及成果
幾年來,在我校的支持下,課程組建設(shè)出的上述省級精品課程群得到較好的應(yīng)用,并已取得如下成果。
1.幾年來,經(jīng)過課程組及教學(xué)團隊的努力,經(jīng)省教育廳的評審,先后建設(shè)出“機械設(shè)計基礎(chǔ)”、“機械制圖”、“現(xiàn)代設(shè)計方法”三門省級精品資源共享課,提高了課程的教學(xué)質(zhì)量,實現(xiàn)了課程教育資源和教學(xué)信息共享,為校內(nèi)、外廣大師生提供了優(yōu)質(zhì)教育資源服務(wù)。
2.建設(shè)出9部精品課程教材,發(fā)行全國為全國幾十所高等院校使用,為全國應(yīng)用型工科人才培養(yǎng)做出有益貢獻。
3.幾年來,先后建設(shè)出校級優(yōu)秀教學(xué)團隊2支,省級實踐教學(xué)示范中心1個,校級應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)1處;并獲的高校校級教學(xué)成果一等獎2項、二等獎1項、優(yōu)秀獎4項,為我校教育與教學(xué)工作的發(fā)展做出了重要貢獻。
4.在上述精品資源共享課的建設(shè)實踐中,在教學(xué)、科研工作中積極加強教學(xué)團隊建設(shè)特別青年教師培養(yǎng),使其茁壯成長,他們一一取得多項教學(xué)、科研豐碩成果,為高校教育事業(yè)的發(fā)展提供了優(yōu)秀師資隊伍資源基礎(chǔ)和保障。
5.在上述精品資源共享課程建設(shè)中,堅持以提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量和創(chuàng)新能力為目標(biāo),積極指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生各種創(chuàng)新設(shè)計競賽,幾年來先后獲得全國、省級獎18項之多。同時在課程教學(xué)中,注重學(xué)生能力培養(yǎng),積極培養(yǎng)學(xué)生獲取各類職業(yè)技能證書的能力,使多名學(xué)生獲得“全國信息化工程師崗位技能證書”(全國信息化應(yīng)用能力考試――AutoCAD機械設(shè)計考試)和“SolidWorks操作技能證書”,為我國及我校應(yīng)用型工科人才的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升做出了有益探索,并取得了豐碩成果。
幾年來,通過精品資源共享課程的建設(shè),培養(yǎng)出了優(yōu)秀教學(xué)團隊,提高了課程教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量,實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共建共享,取得了豐碩的教學(xué)成果。建設(shè)實踐及經(jīng)驗表明,精品資源共享課程建設(shè)不僅對促進高等學(xué)校課程內(nèi)容體系改革與教學(xué)模式轉(zhuǎn)變、提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要作用,而且對促進高校專業(yè)建設(shè)、提高學(xué)生能力培養(yǎng)等有著重要意義。
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[關(guān)鍵詞]機械原理 卓越工程師計劃 教學(xué)內(nèi)容與課程體系 CDIO 教學(xué)方法改革
[中圖分類號] G642.0 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)01-0132-03
機械原理是機械類和近機類專業(yè)十分重要的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程,是理論課程向工程實踐課程轉(zhuǎn)換的過渡性環(huán)節(jié),具有增強學(xué)生對機械技術(shù)工作的適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用,在機械類高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)系列課程中是不可替代的。[1]但是,傳統(tǒng)機械原理教學(xué)存在目標(biāo)單一、內(nèi)容陳舊、方法死板、考核簡單片面等不足,與理論力學(xué)、機械設(shè)計等相關(guān)課程間存在教學(xué)內(nèi)容重復(fù)或脫節(jié)、整體協(xié)調(diào)性不足等問題[2] [3],導(dǎo)致教師講課費力,學(xué)生聽課乏力,教與學(xué)的效果不理想,甚至造成對立的師生關(guān)系。
學(xué)校針對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)國家級“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”項目的實施需要,進行了基于項目的CDIO教學(xué)模式、基于網(wǎng)絡(luò)資源和創(chuàng)意興趣的自主學(xué)習(xí)模式等教學(xué)方法改革探索與實踐。本文從機械原理的課程體系、教學(xué)方法等角度進行全面介紹。
一、面向卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建
處理好機械原理與理論力學(xué)、機械設(shè)計等專業(yè)基礎(chǔ)課間分工和銜接,不同于機械制圖與建模、剛體運動與力分析、零部件強度計算與校核、材料成型與加工等專一知識和能力的培養(yǎng)[4],機械原理以培養(yǎng)學(xué)生面向機械系統(tǒng)的機構(gòu)設(shè)計與分析能力為主,在機構(gòu)學(xué)、機器動力學(xué)和常用機構(gòu)等基本知識學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,更加注重機械系統(tǒng)的設(shè)計和綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)。[5]處理好機械原理課程內(nèi)部各章節(jié)間內(nèi)在關(guān)系,機械原理教學(xué)內(nèi)容可劃分為機械系統(tǒng)、基本原理和常用機構(gòu)三大模塊,構(gòu)建各教學(xué)模塊間有機聯(lián)系,課程體系與教學(xué)模塊關(guān)系如圖1所示。
機械系統(tǒng)模塊是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)觀念的重要途徑,利用完整的機械系統(tǒng)實例把課程知識點串聯(lián),貫穿緒論、機器人機構(gòu)及其設(shè)計、機械系統(tǒng)方案設(shè)計等章節(jié)的教學(xué)全過程,形成閉環(huán)。
基本原理模塊包括結(jié)構(gòu)分析、運動分析、力分析、效率與自鎖、機械平衡、機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)等章節(jié),重點講授:1.機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析中機構(gòu)組成、自由度計算、組成原理和型綜合等知識點;2.機構(gòu)運動分析中解析法;3.平面機構(gòu)力分析中運動副總反力和機構(gòu)受力分析;4.機械自鎖和速度波動調(diào)節(jié)。而與理論力學(xué)等前期基礎(chǔ)課聯(lián)系緊密的運動分析圖解法采用實例化教學(xué),在學(xué)生自學(xué)、練習(xí)、討論基礎(chǔ)上,點明速度影像和加速度影像等知識點;實踐性較強的機構(gòu)運動簡圖、機械平衡以實驗教學(xué)為主線。
常用機構(gòu)模塊包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、齒輪系和其他常用機構(gòu)等章節(jié),重點講授:1.連桿機構(gòu)中平面四桿機構(gòu)設(shè)計的圖解法和解析法;2.凸輪機構(gòu)中輪廓曲線設(shè)計解析法;3.齒輪機構(gòu)中漸開線直齒圓柱齒輪嚙合定律、嚙合傳動、變位齒輪和斜齒圓柱齒輪;4.齒輪系的傳動比和效率計算。而常見多桿機構(gòu)、凸輪基本尺寸確定、漸開線特性、其他常用機構(gòu)等知識點以自學(xué)、調(diào)研等自主學(xué)習(xí)方式為主。
二、基于認知規(guī)律的“以生為本”教學(xué)方法改革與實踐
國內(nèi)眾多高校長期開展機械原理精品課程建設(shè),使教學(xué)理論、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段等研究工作不斷深入,在教材、電子教案、電子教具、教輔參考資料、教學(xué)視頻和網(wǎng)絡(luò)平臺等教學(xué)資源建設(shè)方面進展顯著,為機械原理課程教學(xué)方法改革奠定基礎(chǔ)。
(一)基于慧魚組合模型的機械系統(tǒng)概念強化與貫穿
課程學(xué)習(xí)前,利用工程訓(xùn)練中心慧魚創(chuàng)意組合模型,讓學(xué)生按照已有拼裝路線親手搭建典型的機械系統(tǒng)模型,如各種類型機器人,使課程教學(xué)從“積木游戲”場景中開始,逐步了解機械原理所學(xué)的連桿、凸輪、齒輪及齒輪系等機構(gòu);課程教學(xué)結(jié)束前,要求學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容,自主搭建一個新型的綜合型機械系統(tǒng)。學(xué)生能夠全程深度參與課程教學(xué),實現(xiàn)寓教于樂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情。
以學(xué)生自主搭建典型機械系統(tǒng)模型為課程學(xué)習(xí)對象,貫穿機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、運動分析和連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、齒輪系等教學(xué)全過程。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決其隱藏的科學(xué)問題,包括概念理解、問題分析、問題求解等主要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),教師承擔(dān)定義闡述、提出問題、思路引導(dǎo)、方法總結(jié)和疑難解答等輔工作,激發(fā)學(xué)生主觀能動性,真正實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師輔助指導(dǎo)的教學(xué)模式。
(二)基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的自主學(xué)習(xí)模式實踐
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,大學(xué)校園內(nèi)學(xué)生上網(wǎng)便捷快速,機械原理課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源十分豐富,如國家精品課程資源網(wǎng)[6]、江蘇科技大學(xué)課程建設(shè)與輔助教學(xué)平臺[7]、第一視頻教程網(wǎng)[8]等,為機械原理課程的自主學(xué)習(xí)模式探索奠定基礎(chǔ)。同時,在學(xué)校課程建設(shè)與輔助教學(xué)平臺上開設(shè)相應(yīng)的同步網(wǎng)絡(luò)教學(xué)班級,實現(xiàn)課上課下同步進行。隨著基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的自主學(xué)習(xí)模式推廣,學(xué)生對機械原理課程的學(xué)習(xí)主動性和積極性逐步得到加強。
由于網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)的時間、地點具有很大程度的自由,且學(xué)生對自主學(xué)習(xí)的效率存在差異,教師需做好前期引導(dǎo)和后期考核工作:每次課結(jié)束前,應(yīng)明確下次課教學(xué)內(nèi)容和對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源材料;每次課開始時,需通過提問、課堂練習(xí)等方法檢查學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)效果,對共同存在的疑難問題要及時解釋,強化理解?;诰W(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的自主學(xué)習(xí)模式,不但調(diào)動了學(xué)生的主動性和積極性,而且自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)實際上是一次學(xué)習(xí)階段,課堂提問與檢測環(huán)節(jié)則是二次學(xué)習(xí)階段,課后作業(yè)、答疑等環(huán)節(jié)則是三次學(xué)習(xí)階段,三者具有一定的時間差,對課程知識點的理論和吸收具有良好效果,尤其是課程教學(xué)。
(三)基于計算機和編程技術(shù)的項目式教學(xué)模式改革
項目式教學(xué)分為科技論文寫作與課外大作業(yè)兩類。在機械原理學(xué)科發(fā)展方向調(diào)研和文獻查閱基礎(chǔ)上,每位學(xué)生選擇一個自己感興趣的方向,如機械發(fā)展史、醫(yī)療機器人、生物機械、仿生機構(gòu)、微小機械等,嚴格按照國家科技論文寫作要求和規(guī)范撰寫報告,包含題目、中英文摘要、中英文關(guān)鍵詞、引言、正文、結(jié)論和參考文獻等部分。
課外大作業(yè)是項目式教學(xué)的重點,引入計算機技術(shù)和Matlab軟件進行機械原理課程課外大作業(yè)的解析法分析。課外大作業(yè)包括運動分析、力分析、連桿機構(gòu)設(shè)計、凸輪輪廓曲線設(shè)計、齒輪輪廓曲線設(shè)計和速度波動調(diào)節(jié)這六種類型,要求全體學(xué)生自行分成3-4人一組,從六類大作業(yè)題目中分別選擇三項,共同完成分析建模、編程求解、報告撰寫、演示答辯等環(huán)節(jié),各團隊成員必須有明確的分工與協(xié)作,禁止以逸待勞現(xiàn)象。完成后要求提交大作業(yè)實踐報告、Matlab程序源文件及分析建模的關(guān)鍵草稿紙等材料,實踐報告應(yīng)達到內(nèi)容完整全面、字跡圖標(biāo)工整清晰、格式符合國家科技論文規(guī)范等要求,Matlab程序源文件應(yīng)達到運行流暢、注釋合理充分、格式整齊美觀等要求。
項目式教學(xué)實施過程中,以學(xué)生為主體,教師起引導(dǎo)答疑作用,實現(xiàn)科研基本思路和規(guī)范的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生運用計算機和編程技術(shù)進行學(xué)習(xí)、研究的能力,為學(xué)生后繼其他課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以至畢業(yè)后科研創(chuàng)新打下良好的基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生進行科學(xué)研究或工程設(shè)計的良好習(xí)慣。
三、課程綜合改革實踐效果與注意事項
通過機械原理課程教學(xué)改革與實踐,在掌握課程基本理論、基本知識和基本技能基礎(chǔ)上,學(xué)生的機構(gòu)設(shè)計、綜合、創(chuàng)新等專業(yè)能力和系統(tǒng)性工程意識、基本的科研素養(yǎng)得到顯著提高,在后續(xù)的專業(yè)課程、第二課堂(如課外科技制作、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等)、畢業(yè)設(shè)計等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮作用,尤其是第二課堂,機械類專業(yè)學(xué)生興趣濃厚,積極主動,上手快,創(chuàng)意多,動手實踐能力強。
由于機械原理課程教學(xué)改革涉及內(nèi)容體系、課堂教學(xué)、課內(nèi)實驗、課外大作業(yè)和期末考試以及相應(yīng)的考核方法,存在面廣、點多、工作量大等問題。為保證課程教學(xué)與考核方法綜合改革實踐的效果,應(yīng)注意以下幾個事項:
(一)學(xué)生的興趣與投入。課程學(xué)時不斷壓縮,課堂教學(xué)時間越來越短,但教學(xué)內(nèi)容與要求反而提高,而課余活動(尤其是網(wǎng)絡(luò)普及帶來的網(wǎng)絡(luò)活動)不斷豐富,導(dǎo)致學(xué)習(xí)時間減少。針對現(xiàn)狀,必須全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,自主投入一定的課外時間用于課外學(xué)習(xí),包括項目驅(qū)動式課外大作業(yè)、課外科技創(chuàng)新與制作等內(nèi)容。
(二)教師的鉆研與投入。目前高校普遍存在“重科研、輕教學(xué)”的問題,使職稱評審、考核獎勵等活動的科研成果要求不斷提高,導(dǎo)致教師對教學(xué)的專研精神和精力投入不足,需從學(xué)校制度上做適當(dāng)引導(dǎo),如我校職稱評審中的教學(xué)綠色通道和重金獎勵的教學(xué)模范獎,將教學(xué)成績、學(xué)生評價作為考核指標(biāo)。
(三)課外學(xué)習(xí)資源的建設(shè)與應(yīng)用。課外學(xué)習(xí)的硬件資源包括場地(如開放教室、實驗室、機房等)和慧魚組合模型、常用工具、常規(guī)機床等設(shè)備設(shè)施;軟件資源包括課外大作業(yè)的項目和本科生創(chuàng)新計劃、機械設(shè)計創(chuàng)新大賽等活動。
四、結(jié)束語
為從知識、能力和素質(zhì)三個層次上提高機械原理課程教學(xué)質(zhì)量,進行了課程體系梳理、教學(xué)方法改革與實踐,構(gòu)建有機統(tǒng)一的課程教學(xué)模塊,實踐基于慧魚組合模型、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、計算機和編程技術(shù)的新型教學(xué)方法,有效提高了學(xué)生知識水平、專業(yè)能力、工程意識和科研素養(yǎng)。
[ 注 釋 ]
[1] 孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2013.
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關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計;教學(xué)過程;教學(xué)組織;教學(xué)實施
中圖分類號:G642.3 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0168-03
年輕教員在接受一門課程的教學(xué)任務(wù)后,首先要全面認識本專業(yè)的教學(xué)總體設(shè)計,然后認真搞好本門課程的教學(xué)設(shè)計,并在每節(jié)課的授課過程中做好組織與實施工作,才能上好課。
一、年輕教員必須明確所任課程在本專業(yè)的地位、作用和目的
我國目前的教育結(jié)構(gòu)有四種,即研究型人才培養(yǎng)模式、工程型人才培養(yǎng)模式、應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式、普通高中與9年義務(wù)教育。研究型人才培養(yǎng)模式用于培養(yǎng)各專業(yè)的博士、碩士層次的研究人才;工程型人才和應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式用于在本科、高職院校、中專、技校等培養(yǎng)這兩類技能和管理型人才;普通高中與9年義務(wù)教育為基礎(chǔ)教育。
在各種教育結(jié)構(gòu)中,都詳細制定了相應(yīng)的人才培養(yǎng)方案。方案中對人才培養(yǎng)的指導(dǎo)思想與原則、人才培養(yǎng)方案的主要內(nèi)容及要求都做出了詳細的規(guī)定。這個方案就是各個專業(yè)人才培養(yǎng)的總體設(shè)計,是各個專業(yè)組織實施教學(xué)的基本依據(jù)。眾所周知,這個總體方案就是以先進的教育理論為指導(dǎo),采用系統(tǒng)工程的方法,結(jié)合各自專業(yè)創(chuàng)辦的歷史和對人才的現(xiàn)實需要制定的。
課程設(shè)置是人才培養(yǎng)方案的核心內(nèi)容。它明確規(guī)定了每門課程的類別、地位、學(xué)時、教學(xué)要求、主要內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)和考核方法等。每位教員只有從本專業(yè)人才培養(yǎng)方案出發(fā),清楚認識所任課程在其課程體系中的地位、目的和要求。才能自覺地圍繞人才培養(yǎng)方案的主旨,有的放矢地搞好教學(xué)工作。比如機械制圖課程,對行器動力工程專業(yè)而言,重點是讀圖。即能讀懂零件圖、局部裝配圖和總裝配圖,讀懂飛機圖。而不是用尺規(guī)繪制飛機或航空發(fā)動機的零件設(shè)計圖。再如,機械設(shè)計基礎(chǔ)課,主要講常用機械及通用零件的工作原理、基本的設(shè)計理論、設(shè)計方法及設(shè)計步驟,對于機械零件的強度計算、剛度計算則講得很少。這樣處理的目的是為了使學(xué)員能理解飛機或發(fā)動機構(gòu)造中的有關(guān)常用機構(gòu)的運動原理。就是在有關(guān)機械零件的設(shè)計中,如鏈條傳動,在飛機和航空發(fā)動機中根本不用,可以不講;再如,航空材料學(xué)課程中,盡管鑄鐵是工業(yè)重要的結(jié)構(gòu)材料,并且白口鑄鐵一節(jié)在相圖理論中又有重要的理論意義——共晶反應(yīng)典型代表。但在航空材料學(xué)中不應(yīng)該講。因為從實際應(yīng)用角度看,碳鋼尚且極少應(yīng)用,更何況鑄鐵。因此,在航空材料學(xué)課程中,我們一直將有色金屬及其應(yīng)用,即鋁合金、鎂合金和鈦合金作為重點講述。只有這樣,才能積極地自覺地圍繞著本專業(yè)的核心課程,搞好所任課程的教學(xué)工作。
年輕教員要加強現(xiàn)代先進教育理論的學(xué)習(xí),明了應(yīng)用型人才和技能型人才在教育理念上與研究型人才的區(qū)別,后者要求“理論夠用,注重應(yīng)用”、“不追求每門課程中理論的系統(tǒng)性和完整性”、“注重實用技能的培養(yǎng)”。只有深刻了解學(xué)員的培養(yǎng)目標(biāo),了解他們就業(yè)的需求,只有這樣,才能主動地、積極地在教學(xué)實踐中探索適于應(yīng)用型和技能型人才的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,并取得良好的教學(xué)效果。
二、年輕教員要用系統(tǒng)的觀點和方法看待教學(xué)過程,分析教學(xué)過程,搞好教學(xué)設(shè)計
眾所周知,教學(xué)是由學(xué)校、專業(yè)、教員、學(xué)員、教材、教學(xué)媒體、評估方法等組成的動態(tài)系統(tǒng)。說它是動態(tài),主要指時間、空間、內(nèi)容、方法和對象都會發(fā)生變化。
用先進的教育理論做指導(dǎo),采用系統(tǒng)的觀點和方法和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù),分析教學(xué)過程中的問題和需求,確定教學(xué)目標(biāo),建立解決問題的步驟,選擇相應(yīng)的策略和媒體,并對教學(xué)的結(jié)果進行分析和評價,稱為教學(xué)設(shè)計。分析教學(xué)系統(tǒng)中各個要素及其在整個系統(tǒng)中的功用,進行優(yōu)化處理,使得系統(tǒng)綜合功能發(fā)揮最好,就是教學(xué)設(shè)計。
它包括四個層面的設(shè)計,即學(xué)校、專業(yè)、課程的宏觀與微觀設(shè)計。學(xué)校層面的設(shè)計,包括學(xué)校的定位,辦學(xué)的目標(biāo),辦學(xué)的條件等;專業(yè)層面的設(shè)計,包括專業(yè)的定位、目標(biāo)、教學(xué)條件等;課程宏觀層面的設(shè)計,包括課程的標(biāo)準(zhǔn)、教材的選擇、教學(xué)計劃的安排、教學(xué)方法的確定、教學(xué)媒體的選擇等;課程的微觀設(shè)計,包括每一節(jié)課的內(nèi)容選擇、講授方法和步驟安排、重點和難點的處理、教學(xué)媒體的選擇和使用、作業(yè)的布置等。
教學(xué)實施則指講好每次課,做好每次試驗、安排好復(fù)習(xí)和考試、做好授課總結(jié)等。顯然,年輕教員必須了解前兩個層次的設(shè)計,而重點是做好后兩個層次的設(shè)計及其做好教學(xué)的實施工作。
為了搞好所任課程宏觀層面的設(shè)計。首先,認真研究所任課程的課程標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣,才能明確所任課程在專業(yè)中的地位、與前后課程的關(guān)系;才能有針對性地選擇好教材;才能對學(xué)員提出合理的要求;才能使自己的工作不陷入盲目性。其次,認真選擇合適的教材十分重要。畢業(yè)于地方本科院校的各個專業(yè)的年輕教員,到軍隊院校的相應(yīng)專業(yè)擔(dān)任專業(yè)基礎(chǔ)課比較多。由于地方各個本科院校的同名專業(yè)與軍隊院校的專業(yè)有很大區(qū)別。因此,選擇教材對搞好教學(xué)是十分重要的,這就使得年輕教員在教材選取上面應(yīng)該注意很多地方。再次,要安排好教學(xué)進度計劃和考核方法。對教學(xué)計劃中的主要內(nèi)容,必須采用考核方法,否則可以安排自學(xué)或簡要介紹,也就沒有必要安排相應(yīng)的考核。
為了搞好所任課程微觀層面的設(shè)計。首先就要備好課。也就是要用對比的方法讀參考書,用壓縮的方法寫講稿,用歸納的方法提煉教案中板書內(nèi)容,即做好所任課程的細節(jié)設(shè)計工作。備課時,找三種層次的教材,琢磨同樣問題各自的提出、展開、論述和講法的特點,從中選擇出適合自己的講法。
關(guān)鍵詞 課程體系;機械工藝技術(shù);職業(yè)能力;職教師資;人才培養(yǎng)目標(biāo)
中圖分類號 G710 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1008-3219(2016)14-0017-03
天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機械工藝技術(shù)專業(yè),成立于1995年,在近20年的建設(shè)中,該專業(yè)充分貫徹學(xué)?!皠邮謩幽X、全面發(fā)展”的辦學(xué)理念,在培養(yǎng)“雙證書、一體化”職教師資方面作出了突出貢獻[1][2]。
一、機械工藝技術(shù)專業(yè)“一體化”職教師資的培養(yǎng)目標(biāo)
根據(jù)國家規(guī)劃、職業(yè)院校改革趨勢,學(xué)校將機械工藝技術(shù)專業(yè)“一體化”職教師資的培養(yǎng)目標(biāo)定位為:熱愛職業(yè)教育事業(yè),具有良好的職業(yè)道德、責(zé)任感和勤奮踏實、吃苦耐勞的優(yōu)秀品質(zhì),擁有較強的創(chuàng)新精神和實踐能力,掌握現(xiàn)代職業(yè)教育教學(xué)理論、方法和手段;具有扎實的機械設(shè)計、制造的理論素養(yǎng)和較高的現(xiàn)代機械行業(yè)崗位技能水平;具備職業(yè)教育機械類專業(yè)的教育教學(xué)能力、教研教改能力和教學(xué)管理能力的一體化職教師資。
課程體系是高等學(xué)校人才培養(yǎng)的主要載體,是教育思想和教育觀念付諸于實踐的橋梁[3]。機械工藝技術(shù)專業(yè)以培養(yǎng)目標(biāo)為根據(jù),對原有課程內(nèi)容進行整合、增減等,構(gòu)建了本專業(yè)的“一體化”職教師資培養(yǎng)的課程體系。
二、師資培養(yǎng)課程體系構(gòu)建的具體思路
(一)調(diào)研論證
課題組對職業(yè)院校相關(guān)專業(yè)的師資隊伍建設(shè)進行了深入調(diào)研,明確職業(yè)院校對師資的要求:一是具有較強的專業(yè)基礎(chǔ)知識教授能力;二是圍繞實踐講授知識技能的能力,在實踐指導(dǎo)教學(xué)中將知識技能融會貫通傳給學(xué)生,使之不僅知其然而且知其所以然;三是與企業(yè)專家攜手合作的能力,具有為企業(yè)解決生產(chǎn)、營銷和管理等問題的實際才能,與企業(yè)行業(yè)形成良性互動,使實踐教學(xué)不會脫離社會實際需要[4];四是中高職院校對教師的綜合能力要求逐步提升,包括書寫能力、表達能力、指導(dǎo)學(xué)生參加比賽的能力、溝通能力、課程開發(fā)能力等;五是不斷自我學(xué)習(xí)的能力,不斷學(xué)習(xí)先進制造技術(shù)、設(shè)備、工藝等知識。
(二)確定能力標(biāo)準(zhǔn)
按照培養(yǎng)目標(biāo)的要求,將機械工藝技術(shù)專業(yè)“一體化”職教師資的能力標(biāo)準(zhǔn)確定為師范能力、專業(yè)理論能力、專業(yè)實踐能力、職業(yè)能力。師范能力,也稱教育教學(xué)能力,側(cè)重職業(yè)道德教育能力、設(shè)計教案能力、教學(xué)組織和實施能力、在教學(xué)中管理學(xué)生能力、啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、協(xié)調(diào)交往能力、安全教育能力、自我發(fā)展能力等。專業(yè)理論能力在于夯實基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生的制圖、識圖、工藝、控制、檢測及計算機應(yīng)用能力等。專業(yè)實踐能力環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力、分析解決問題能力與創(chuàng)造能力。
(三)確定培養(yǎng)方案
培養(yǎng)方案是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)性文件,是組織教學(xué)和進行教學(xué)管理的主要依據(jù),是對教育教學(xué)質(zhì)量進行監(jiān)控和評價的基礎(chǔ)性文件。本課題在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,以培養(yǎng)機械制造領(lǐng)域“一體化”職教師資為目標(biāo),制定了機械工藝技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)“一體化”職教師資培養(yǎng)方案。培養(yǎng)方案與能力標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng),對應(yīng)關(guān)系見表1。
設(shè)置師范類課程,即教師能力模塊,該模塊包括理論課程和實踐環(huán)節(jié)。理論課程包括職業(yè)教育學(xué)、職業(yè)教育心理學(xué)、國學(xué)經(jīng)典與教育、現(xiàn)代教育技術(shù)、職業(yè)教育課程開發(fā)技術(shù)等;實踐環(huán)節(jié)包括師范技能訓(xùn)練和教育實習(xí),并安排師范技能展示月等競賽活動。經(jīng)過師范模塊的理論和實踐的系統(tǒng)化訓(xùn)練,學(xué)生在書寫能力、表達能力、班主任能力、指導(dǎo)學(xué)生參加比賽的能力、溝通能力、課程開發(fā)能力等方面基本達到了中高職院校對教師綜合能力的要求。
按產(chǎn)品全生命周期設(shè)置專業(yè)課程。為培養(yǎng)專業(yè)理論能力,以產(chǎn)品作為項目,如數(shù)控機床的設(shè)計與制作,貫穿課程始終,讓產(chǎn)品的概念深入學(xué)生腦海。以產(chǎn)品需求分析、產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、裝配使用維護等為主線設(shè)置理論課程。見表2。
建立機械類課程群、控制類課程群和計算類課程群,以滿足培養(yǎng)出掌握復(fù)合型技術(shù)的職教師資。其中,以機械類為核心課程群,注重打好機械基礎(chǔ),掌握手工、計算機制圖、識圖技能;掌握機械原理、機械設(shè)計原理及方法;諳熟機床、工藝、刀具、夾具、編程等常識。每門課程有實驗、課程設(shè)計作為有效補充,強化學(xué)生理論與實踐結(jié)合的能力??刂祁悺⒂嬎泐愓n程以應(yīng)用為主,弱化內(nèi)部原理的講解,既減輕學(xué)生負擔(dān),又奠定寬基礎(chǔ)。現(xiàn)代的產(chǎn)品多為機電一體化設(shè)備,所以機械專業(yè)的學(xué)生必須掌握電學(xué)、單片機、PLC、液壓與氣動控制等方面的應(yīng)用常識。課題組采用單片機、PLC開發(fā)了各種課堂教具,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和理解力。信息化是中國制造2025規(guī)劃的重要發(fā)展趨勢,課題組將計算機基礎(chǔ)及應(yīng)用、計算機編程語言(C語言)、面向?qū)ο缶幊陶Z言(選修)、機械CAD/CAM、逆向工程等課程構(gòu)成計算機類課程群。如用可編程語言實現(xiàn)CAD/CAM中的平移、旋轉(zhuǎn)等算法,使學(xué)生知其然更知其所以然,從而打通各課程間的內(nèi)在聯(lián)系,增強學(xué)生的目標(biāo)感,激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力。
設(shè)置課程設(shè)計、金工實習(xí)、鉗工訓(xùn)練、數(shù)控車訓(xùn)練、加工中心訓(xùn)練、3D打印訓(xùn)練、整機裝配訓(xùn)練、企業(yè)實習(xí)等實踐環(huán)節(jié)。與產(chǎn)品全生命周期的各環(huán)節(jié)對應(yīng)關(guān)系如表2所示。實踐環(huán)節(jié)設(shè)置的特點是強化基本職業(yè)技能,突出職業(yè)核心技能,跟蹤高新技能,引導(dǎo)復(fù)合技能,注重典型零件加工訓(xùn)練,融合工程意識培養(yǎng)。按照由淺入深、由簡到繁、由單項技能到綜合技能再到技術(shù)技能應(yīng)用的規(guī)律,以職業(yè)技能培養(yǎng)為主線,力求實訓(xùn)教學(xué)與生產(chǎn)實際和工程實踐相結(jié)合,構(gòu)建基礎(chǔ)-核心-擴展三層次的課程教學(xué)內(nèi)容框架,并與理論課程緊密結(jié)合,培養(yǎng)高水平職教師資。
職業(yè)能力培養(yǎng)著重幫助學(xué)生建立精度、系統(tǒng)、成本、環(huán)保意識,訓(xùn)練學(xué)生解決問題的能力、自主學(xué)習(xí)的能力。職業(yè)能力訓(xùn)練體現(xiàn)在教師的教案、教學(xué)風(fēng)貌等各個教學(xué)環(huán)節(jié)中。職業(yè)能力的培養(yǎng)也貫穿在豐富的第二課堂活動中,如組織學(xué)生參加全國工程能力大賽、挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)新設(shè)計大賽、“新偉祥杯”比賽,參加機械CAD/CAM協(xié)會、機械創(chuàng)新協(xié)會等組織。
三、師資培養(yǎng)課程體系的特點
課程體系由以下幾個模塊組成:基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課、操作技能訓(xùn)練、師范技能訓(xùn)練、教育實習(xí)、企業(yè)實習(xí)、第二課堂模塊等。培養(yǎng)方案中的基礎(chǔ)專業(yè)課程的設(shè)置注重培養(yǎng)學(xué)生具備扎實的專業(yè)知識基本功;課程設(shè)計、技能實訓(xùn)模塊注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力;人文、師范類課程教師能力模塊、教育實踐模塊、課外活動與社會實踐環(huán)節(jié)注重培養(yǎng)學(xué)生的教育教學(xué)能力,提高綜合能力;學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)貫穿在整體的教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中。該課程體系具有以下特點:一是由課程組成層次不同的模塊或課程群,課程之間緊密銜接,避免重復(fù),設(shè)置適用性強、對應(yīng)面廣;二是重視知識和技能的傳授,更注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng);三是實訓(xùn)環(huán)節(jié)貫穿始終,在參照國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上從數(shù)控車削技術(shù)技能、加工中心技術(shù)技能、綜合技術(shù)技能、工程能力、實訓(xùn)教學(xué)能力、創(chuàng)新實踐能力等方面進行教學(xué)模塊的設(shè)計,以提升學(xué)生綜合創(chuàng)新能力;四是理論課教學(xué)和職業(yè)技能訓(xùn)練有機關(guān)聯(lián),相互融合;五是師范教育類課程或環(huán)節(jié)貫穿始終,形式多樣化;六是設(shè)置了一定數(shù)量的歷史、哲學(xué)、文學(xué)、藝術(shù)、禮儀方面的小學(xué)時選修課程,目的是提高學(xué)生的人文素養(yǎng);七是第二課堂增加了機械產(chǎn)品研發(fā)的內(nèi)容,即掌握機械產(chǎn)品設(shè)計、機械創(chuàng)新設(shè)計的構(gòu)思方法及基本套路,并以完成產(chǎn)品樣機為課程目標(biāo);八是畢業(yè)設(shè)計的題目均以開展各種設(shè)計、實際項目為主。
參 考 文 獻
[1]趙巍,趙文平.基于能力矩陣的單片機課程建設(shè)研究[J].職業(yè)技術(shù)教育,2014(10):91-93.
[2]王金敏.機械制造工藝教育優(yōu)勢特色專業(yè)建設(shè)的研究與實踐[J].天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)學(xué)報,2014(10):61-64,72.
[3]崔穎.高校課程體系的構(gòu)建研究[J].高教探索,2009(3):88-90.
[4]馬躍華.職業(yè)教育須轉(zhuǎn)為“圍繞實踐教知識”[N].光明日報,2014-07-07(2).
Abstract The competency standards and training programs for the“integration”vocational education teachers cultivation of mechanical technology specialties in Tianjin University of Technology and Education was determined based on the demand research. Under the framework, the university has built and implemented the curriculum system with the standard of normal ability, professional theory ability, professional practice ability and vocational ability. At present, the specialty’s talent training quality is fine, and the employment rate of its vocational education teachers is up to 95%.
論文關(guān)鍵詞:機械制圖,教學(xué)改革,教學(xué)體系
1.引言
機械制圖課程是機械類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程,該課程重在培養(yǎng)學(xué)生讀圖和繪圖能力,要求學(xué)生具備一定空間想象力和思維力、掌握機械制圖的國家標(biāo)準(zhǔn),并能熟練利用合理的表達方案進行繪制機械產(chǎn)品裝配圖和零件圖,是一門理論性和實踐性都很強的傳統(tǒng)課程。隨著科技的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,社會對機械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求不斷提高,對畢業(yè)生機械制圖能力的要求越來越高,傳統(tǒng)的教學(xué)形式已很難適應(yīng)科技社會的發(fā)展。如何更新教學(xué)觀念,建立新的教學(xué)體系,探索新的教改模式已經(jīng)逐漸成為眾多大學(xué)面臨的新課題。本文詳細分析了當(dāng)前本科院校機械制圖教學(xué)中存在的問題,從教學(xué)體系、教學(xué)過程設(shè)置、助學(xué)、考核著手,探索了機械制圖課程教學(xué)改革的新思路。
2.機械制圖教學(xué)現(xiàn)狀
2.1學(xué)生素質(zhì)差異大,學(xué)習(xí)積極性有待提高
隨著高校擴招規(guī)模的加大,學(xué)生入學(xué)成績參差不齊大。就機械類大方向來說,不同的專業(yè)學(xué)生入學(xué)成績也存在差異,冷門專業(yè)與熱門專業(yè)的學(xué)生文化基礎(chǔ)差距較大。因而,教師若按同一標(biāo)準(zhǔn)組織教學(xué),存在一定困難。相比五年前,當(dāng)前大學(xué)生學(xué)習(xí)主動性也逐步下降。很多學(xué)生學(xué)習(xí)目的性不明確,單純地追求考試過關(guān),而不潛心研究知識體系,學(xué)習(xí)缺乏鉆研精神??傮w來說,課堂學(xué)習(xí)積極性較以前畢業(yè)生明顯降低,課堂上容易出現(xiàn)聽不懂的狀況,從而對課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭倦和畏懼心理。
2.2教師教學(xué)活動單一,易缺乏科研經(jīng)驗
目前,許多高校機械制圖教學(xué)是由專門的制圖教研室進行,任課教師長期從事單一的制圖教學(xué)活動,科研活動也只是局限于制圖教學(xué)研究、教材教案編寫和課件試題庫開發(fā)等。這樣容易造成教師的知識結(jié)構(gòu)單一化,缺少實際設(shè)計研究經(jīng)驗。此外,隨著高校教師隊伍整體學(xué)歷的提高,大量從高校畢業(yè)的博士碩士直接參與制圖教學(xué),這些人缺乏實際專業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗,從事教學(xué)后也不能有很好的機會在機械學(xué)科方向上開展實際設(shè)計開發(fā)研究,知識構(gòu)成會隨著工作年限的增長不斷退化。教師本身教學(xué)的單一性使得高校制圖教學(xué)更偏重于圖形投影知識,而不能有效地同機械類學(xué)科特點結(jié)合在一起。
2.3多媒體教學(xué)節(jié)奏快,課堂講解難以深入
為適應(yīng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)目標(biāo)和“平臺化”的本科通識教研模式,許多高校對機械制圖教學(xué)大綱進行了重新修訂,大幅縮減了制圖課程的學(xué)時。此外,由于招生數(shù)量的增多,一些高校制圖課程都采用合班上課的形式,學(xué)生人數(shù)眾多,很難保證所有學(xué)生都能看清板書和掛圖等。為在有限的學(xué)時內(nèi),讓學(xué)生快速掌握制圖理論知識,各高?;巨饤墶皰靾D+模型+板書”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,采用更為現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)。用幻燈片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的掛圖,利用豐富的動態(tài)直觀圖像創(chuàng)造形象、生動、有趣的教學(xué)環(huán)境,有效地吸引了學(xué)生的課堂注意力,有助于提高教學(xué)效果。但由于授課內(nèi)容較多、每張幻燈片停留時間較短,授課時省略了邊繪圖邊講解的過程,學(xué)生對課件內(nèi)容的理解不夠深刻。往往一節(jié)課結(jié)束,學(xué)生只知道幾個概念,對知識點的認識只停留在表面,根本不懂如何繪制投影圖。
2.4教學(xué)內(nèi)容與實際聯(lián)系脫節(jié),教學(xué)實效性弱化
由于學(xué)時的減少,機械制圖課程中有關(guān)畫法幾何的內(nèi)容大量減少。而畫法幾何是使學(xué)生的思維由表及里,從感性上升到理性,從空間到平面,再從平面到空間最后再回到屏幕的邏輯思維方法。減少對學(xué)生相關(guān)思維能力的訓(xùn)練,則會減弱學(xué)生對空間物體表象的感性認識,削弱學(xué)生空間構(gòu)造能力的發(fā)展,最終影響學(xué)生基本制圖能力。在教學(xué)內(nèi)容上,機械制圖教學(xué)一般包括制圖的基本知識、組合體、機件表達方法、標(biāo)準(zhǔn)件和常用件、軸測圖、零件圖和裝配圖。其中,組合體和機件表達方法部分內(nèi)容較多,重在培養(yǎng)學(xué)生畫圖和讀圖能力。零件圖和裝配圖部分的內(nèi)容沒能很好地結(jié)合實際??傮w來說,機械制圖教學(xué)內(nèi)容過于偏重機件的詳細畫法,即側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生“畫”和“讀”技能,而與機械行業(yè)具體實踐關(guān)聯(lián)性差,使得整個教學(xué)與培養(yǎng)機械人才的大方向產(chǎn)生了些許偏離。
2.5課程開設(shè)孤立化,學(xué)生缺乏相關(guān)基礎(chǔ)
大多高校在大一開設(shè)機械制圖課程,此時學(xué)生還未進行機械專業(yè)的入門課程學(xué)習(xí),有些專業(yè)的學(xué)生甚至還沒參加金工實習(xí),因此學(xué)生對一些常見機械加工方法、工藝結(jié)構(gòu)等實際應(yīng)用知識缺乏初步認識,從而導(dǎo)致機械制圖的整個教學(xué)過程難以同產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、實際應(yīng)用環(huán)節(jié)有機整合,削弱了機械制圖課程同后續(xù)專業(yè)課程、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的關(guān)聯(lián)性。等到畢業(yè)設(shè)計時,學(xué)生的繪圖能力嚴重不足,很難選擇合適的表達方案繪制正確的投影圖,尺寸和技術(shù)要求的標(biāo)注也十分隨意。孤立地開設(shè)機械制圖課程,人為切斷該課程同整個機械學(xué)科的聯(lián)系,使得該課程基本沒有體現(xiàn)真正的實效性,課程的開設(shè)對學(xué)生制圖能力的培養(yǎng)難以達到預(yù)期效果。
3.教學(xué)改革思路
3.1教學(xué)體系系統(tǒng)化
機械制圖課程的實踐性和基礎(chǔ)性非常強,講授的知識面寬并且設(shè)計后續(xù)專業(yè)課程內(nèi)容,必須與相關(guān)課程形成良好的配合,形成一個全方位的整體學(xué)習(xí)系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)建立系統(tǒng)的教學(xué)體系,教學(xué)需突出實用性,并有效融合機械相關(guān)知識。
將機械制圖課程定位于培養(yǎng)設(shè)計制圖能力,而非單純的制圖技能。在機械制圖課程開設(shè)之前,可進行金工實習(xí)以及機械基礎(chǔ)知識入門學(xué)習(xí);利用機械制圖課程設(shè)計,初步將機械制圖訓(xùn)練過程與機械設(shè)計聯(lián)系到一起,體現(xiàn)設(shè)計制圖的思想。并在后續(xù)專業(yè)課程的開設(shè)中,指定制定循序漸進的教學(xué)方案,形成以設(shè)計—工藝—繪圖為主線的課程學(xué)習(xí)體系,將制圖課程的學(xué)習(xí)深化到后續(xù)課程之中,使學(xué)生的制圖水平在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)中得到不斷提高和升華。
3.2教學(xué)設(shè)置實用化
以遵循國標(biāo)規(guī)定為前提,進行繪圖表達方案講解,加強設(shè)計制圖能力的培養(yǎng),并注重手工繪圖能力的訓(xùn)練。教學(xué)開展過程中,可從如下幾點進行有針對性的變革:
(1)改善師資結(jié)構(gòu),強化教學(xué)實用性
打破教研室限制,不設(shè)置專門的機械制圖教研室,改由機械設(shè)計、機械制造等專業(yè)課教師直接擔(dān)任機械制圖課程。利用專業(yè)課教師豐富的實際課題研究經(jīng)驗,避免了制圖教學(xué)過程的單一性。教學(xué)過程中,有針對性地將專業(yè)研究成果、經(jīng)驗和成功開發(fā)案例引入制圖教學(xué),從而實現(xiàn)制圖教學(xué)同實際應(yīng)用的有機聯(lián)系,使得機械制圖課程的教學(xué)真正脫離傳統(tǒng)意義上的讀圖繪圖訓(xùn)練,從而更適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需要。
(2)豐富課堂教學(xué)手段,增強教學(xué)效果
改善單純的多媒體教學(xué)方式,教師適當(dāng)采用繪圖軟件增加授課效果。對于一些難點和重點,教師必須進行實際繪圖,逐步細致講解繪圖過程。由于受教室場地、光線、學(xué)生人數(shù)等客觀因素的限制,黑板作圖只能對教室前幾排的學(xué)生有良好的教學(xué)效果;此外,黑板作圖耗時費力,影響教學(xué)進程。這時,教師可利用二維繪圖軟件(如AUTOCAD)模擬完成黑板教學(xué),既可保證圖形的清晰性,又加快了繪圖速度。通過對某些局部的放大顯示,保證了圖形的良好可讀性。此外,可利用三維軟件現(xiàn)場建模,及時幫助學(xué)生構(gòu)造形體的空間形狀,有助于學(xué)生空間思維能力的培養(yǎng)。
(3)強化課程設(shè)計環(huán)節(jié),注重理論學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性培養(yǎng)
延長機械制圖課程設(shè)計時間,將單純的零件測繪實踐改為“測繪+設(shè)計”的模式。首先,給出某種產(chǎn)品的部分零件實物,讓學(xué)生完成零件的測繪;然后,根據(jù)測繪數(shù)據(jù)、依據(jù)具體設(shè)計裝配要求,自主設(shè)計個別主要零件;最后,繪制完成整個產(chǎn)品圖紙。這種課程設(shè)計模式,既訓(xùn)練了學(xué)生對卡鉗、游標(biāo)卡尺、量角規(guī)等常見測量工具的使用技能,又培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計簡單零件的能力。以培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計制圖能力為目標(biāo),要求學(xué)生在課程設(shè)計完成后,交出成套手繪草圖、AUTOCAD電子圖稿和全套打印圖紙。經(jīng)過課程設(shè)計,學(xué)生通過零件的測繪、設(shè)計,可熟悉產(chǎn)品出圖的全過程,并加強了自身徒手繪圖、計算繪圖能力。
3.3助學(xué)形式網(wǎng)絡(luò)化
開發(fā)網(wǎng)上助學(xué)系統(tǒng),開展網(wǎng)上學(xué)習(xí)、測試和答疑。校園網(wǎng)絡(luò)的普及使學(xué)生能夠更為方便地接受遠程教學(xué),更好的吸收知識。可利用校園網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,研制開發(fā)網(wǎng)上助學(xué)系統(tǒng),系統(tǒng)設(shè)置學(xué)習(xí)模塊、測試模塊、答疑模塊。學(xué)習(xí)模塊主要提供教師上課所用的課件和教案,對課程的重點難點進行分析,并配備了相應(yīng)的例題解析;此外,該模塊還鏈接其他高校制圖精品課程網(wǎng)頁,為學(xué)生提供更為豐富的學(xué)習(xí)資源。針對機械類不同專業(yè)教學(xué)需要,在訓(xùn)練測試模塊設(shè)置了不同難度的測試習(xí)題。系統(tǒng)開辟教師在線答疑專欄,學(xué)生通過網(wǎng)上留言或發(fā)郵件方式向老師提出問題,同時師生間也可通過BBS論壇交流學(xué)習(xí)信息。學(xué)生可利用該系統(tǒng),結(jié)合自身的專業(yè)特點和學(xué)習(xí)情況,選定相應(yīng)難度的試題,利用系統(tǒng)的二維繪圖功能完成解題過程。系統(tǒng)自動對學(xué)生輸入的答案做出判斷,給出學(xué)生成績,并提供正確答案以供參考。
助學(xué)系統(tǒng)充分利用網(wǎng)絡(luò)生動、直觀、形象、和交互的特點,既能幫助學(xué)生更好的掌握課堂知識,又能幫助教師及時了解學(xué)生對知識點的掌握程度,并能根據(jù)情況調(diào)整課堂教學(xué)模式,形成教師學(xué)生互動學(xué)習(xí)、人機交互的良好教學(xué)機制。助學(xué)系統(tǒng)的主體框架如下:
圖1助學(xué)系統(tǒng)框架
3.4測試方法的人性化
制圖考試形式不能僅局限于簡單的書面測試,而要根據(jù)該課程的特點分段考試,機械制圖成績構(gòu)成如下:
制圖基礎(chǔ)考試(40%)+課程設(shè)計(30%)+軟件知識考試(15%)+平時成績(15%)=機械制圖總成績(100%)
(1)對于制圖基礎(chǔ)部分的內(nèi)容涉及得都是基礎(chǔ)知識,重點在于讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論,及讀圖和畫圖的基本方法,是可采用閉卷的形式考評學(xué)生的掌握程度。當(dāng)然,可采用標(biāo)準(zhǔn)化考試模式,即采用考試選題系統(tǒng),直接讓學(xué)生上機考試。該部分考試成績占學(xué)生總成績的40%。
(2)設(shè)計制圖部分,重點要求學(xué)生掌握設(shè)計繪制機械零件圖紙及裝配圖紙的能力。由于該部分內(nèi)容跟專業(yè)結(jié)合較緊密,應(yīng)作為考核的重點。該部分可通過“測繪+設(shè)計”課程設(shè)計的形式,讓學(xué)生參與整個機械零件圖紙繪制過程,既考核了學(xué)生對零件圖、裝配圖部分知識的掌握程度,又培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力,并考核了學(xué)生手工制圖和計算機繪圖能力。該部分以圖紙形式提交給教師,考核成績占總成績的30%。
(3)AUTOCAD軟件的考核部分可借鑒AUTODESK公司工程師培訓(xùn)要求,采用試題庫的形式進行。
考試直接在電腦上進行,每個學(xué)生的試題均從試題庫隨機抽取,題型各不相同??荚囍饕己藢W(xué)生對AUTOCAD軟件的基礎(chǔ)知識的掌握程度,考試成績占總成績的15%。AUTOCAD軟件的實際應(yīng)用操作能力考評則在課程設(shè)計中進行。
(4)此外,根據(jù)學(xué)生平時課堂出勤率、課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況等多個因素,給出學(xué)生的平時成績,該部分占學(xué)生總成績比重的15%。
4.結(jié)束語
本文針對當(dāng)前機械制圖教學(xué)中出現(xiàn)的問題,提出相應(yīng)的改革措施,并在試點班級進行了改革嘗試。結(jié)果表明,該班級的學(xué)生機械制圖素質(zhì)較其他班級有很大的提高。從后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的課程設(shè)計反饋信息來看,試點班級的學(xué)生設(shè)計圖紙的可讀性高,錯誤率低。機械制圖教學(xué)改革是一個長期漸進發(fā)展的過程,需在實踐中反復(fù)摸索,不斷積累經(jīng)驗,總結(jié)成效,文章提出的相關(guān)教學(xué)改革措施對其他高校的改革具有一定的參考價值。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂模式 微課 機械基礎(chǔ)
一、翻轉(zhuǎn)課堂模式
隨著科技的發(fā)展和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用,計算機、手機、網(wǎng)絡(luò)等與我們的工作、生活聯(lián)系更加密切。學(xué)校的教學(xué)模式也發(fā)生著巨大的變化。一般的教學(xué)模式是教師在課堂上講授知識內(nèi)容,然后學(xué)生課下完成作業(yè)。而“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式則不同,它是教師給學(xué)生提供微課視頻或課件讓學(xué)生課前預(yù)習(xí),課堂上教師提問檢查,并解答學(xué)生的疑難和不懂之處。課堂由以前的教師講授、學(xué)生練習(xí)變成了教師學(xué)生交流、探討的平臺。該模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力,提高了學(xué)習(xí)效率。
微課主要是針對某門課程的內(nèi)容要點或教學(xué)活動制作的學(xué)生學(xué)習(xí)資源,主要以教學(xué)視頻為載體,可以隨時隨地點擊觀看。微課著重于某個知識要點,視頻的錄制時間控制在五分鐘以內(nèi)。講解的內(nèi)容要抓住關(guān)鍵問題,講清重點、難點。學(xué)生可以隨時隨地觀看視頻進行學(xué)習(xí),不受時間地點約束。
翻轉(zhuǎn)課堂以微課為前提,微課是翻轉(zhuǎn)課堂的基礎(chǔ)。翻轉(zhuǎn)課堂以微課作為知識載體,在課前讓學(xué)生通過觀看視頻進行知識的預(yù)習(xí)。在課堂上,學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),人人參與,協(xié)作探究。這種模式激發(fā)了學(xué)習(xí)的動力,提高了學(xué)習(xí)的熱情,讓學(xué)生能夠積極主動地去學(xué)習(xí),去發(fā)現(xiàn),真正實現(xiàn)了從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。
二、翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計
筆者在此以機械基礎(chǔ)課中齒輪傳動這一教學(xué)內(nèi)容為例,闡述如何在教學(xué)中實施翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)應(yīng)用。
機械基礎(chǔ)是機械類學(xué)生必修的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,在機械課程中處于重要地位。根據(jù)教學(xué)大綱的要求,本課程的作用是使學(xué)生了解機械原理初步知識,熟悉相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),掌握常用機構(gòu),零件,液壓傳動的工作原理,并能對一般的機械傳動系統(tǒng)進行簡單的分析和計算。
機械基礎(chǔ)這門課的 知識點相對其他課程來說,比較多且很分散。這門課與實際生產(chǎn)聯(lián)系比較密切,有些內(nèi)容對于中職院校的學(xué)生來說很抽象,在課堂上很多東西很難理解。這就需要學(xué)生在課下多觀察實物,理論聯(lián)系實際,能夠把抽象的理論知識變成形象直^的物體。
1.教學(xué)內(nèi)容分析
機械基礎(chǔ)這門課是關(guān)于機械綜合知識原理和運用的基礎(chǔ)課。齒輪傳動是機械基礎(chǔ)課中關(guān)于機械傳動的重要內(nèi)容之一,齒輪傳動是常用機構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的一類傳動。學(xué)習(xí)了本課內(nèi)容后,學(xué)生知道了齒輪傳動的基本知識及計算等,為后面學(xué)習(xí)其他的機械傳動提供理論方法依據(jù),并且為以后學(xué)習(xí)機械設(shè)計打下扎實基礎(chǔ)。
齒輪傳動這部分內(nèi)容與生產(chǎn)實際聯(lián)系較大,需要根據(jù)公式進行相關(guān)的工程技術(shù)計算,而直齒圓柱齒輪應(yīng)用最為廣泛,因此,把直齒圓柱齒輪的參數(shù)和計算作為教學(xué)重點,能夠靈活運用所學(xué)知識解決實際問題作為教學(xué)難點。要讓學(xué)生做到掌握重點,突破難點,學(xué)會自主學(xué)習(xí),主動探究,達到學(xué)以致用。
2.教學(xué)流程設(shè)計及評析
首先是課前三環(huán)節(jié)。
(1)設(shè)計導(dǎo)學(xué)案。教師根據(jù)教學(xué)大綱及學(xué)生的實際情況,制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo),備課寫教案,并給學(xué)生制定自主學(xué)習(xí)任務(wù)單。導(dǎo)學(xué)案為學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)提供依據(jù),給學(xué)生的學(xué)習(xí)指明正確的方向。
①學(xué)習(xí)目標(biāo):熟悉齒輪傳動的類型及應(yīng)用,理解漸開線齒廓的形成,掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及尺寸計算。
②學(xué)習(xí)內(nèi)容:齒輪傳動的基本知識和相關(guān)概念,傳動的類型及其傳動特點,在實際生活生產(chǎn)中的應(yīng)用,齒輪有關(guān)的參數(shù)和幾何尺寸計算
③學(xué)習(xí)任務(wù):仔細認真閱讀自主學(xué)習(xí)任務(wù)單,掌握重點,觀看微課視頻,完成相應(yīng)的練習(xí)題,做好課前學(xué)習(xí)。
(2)教師錄制教學(xué)視頻。根據(jù)本次課的教學(xué)內(nèi)容,錄制了三個微課視頻:齒輪傳動在生產(chǎn)、日常生活中的應(yīng)用,漸開線齒廓的形成過程,漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)的介紹
(3)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生課下觀看視頻后,對視頻中不懂的地方或有疑問的方面在筆記本上記錄下來。另外,學(xué)生要根據(jù)教師給出的導(dǎo)學(xué)案的內(nèi)容進行課前學(xué)習(xí),以鞏固知識并發(fā)現(xiàn)問題。教師要根據(jù)學(xué)生的實際情況,合理布置學(xué)生課前練習(xí)的題目數(shù)量、難易要求、達到的目標(biāo)等,讓學(xué)生完成舊知識的鞏固復(fù)習(xí)和新知識的提前預(yù)習(xí)。學(xué)生可以在家、在校,隨時隨地觀看視頻進行學(xué)習(xí)。教師學(xué)生之間可以通過QQ群、微信群等方式進行書面留言、語音交流、視頻交流等。同學(xué)之間也可以討論交流,互動解答。
其次是課堂四步驟。學(xué)生課前對知識已經(jīng)預(yù)習(xí),教師在課堂上通過設(shè)計合理的教學(xué)活動幫助學(xué)生完成知識內(nèi)化,真正掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。
第一,檢查提問。教師首先檢測學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)情況。檢測的目的主要是查看學(xué)生課前預(yù)習(xí)掌握的情況。對于學(xué)生的表現(xiàn),教師要給予充分的肯定,多表揚多鼓勵,增加學(xué)生的自信心。
第二,合作探究。課堂上教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計多個任務(wù)。這些任務(wù)要比課前學(xué)習(xí)難度大一點,讓學(xué)生感覺只靠課前的努力還不夠,需要更加關(guān)注于課堂的學(xué)習(xí)。讓學(xué)生先獨立思考,然后以小組為單位,對學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題進行交流、合作、互助、探究。
第三,成果展示。討論結(jié)束后,讓每個小組選出代表展示本小組的學(xué)習(xí)成果,并進行講解。成果展示既鍛煉了學(xué)生的語言表達能力,又加深了對新知識的鞏固和理解。
第四,評價總結(jié)。課堂任務(wù)結(jié)束后,學(xué)生應(yīng)根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況進行反思,總結(jié)自己的學(xué)習(xí)方法,調(diào)整心理狀態(tài),以飽滿的熱情進行后續(xù)的學(xué)習(xí)。在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,由教師評價、同學(xué)評價、自我評價三部分構(gòu)成。
最后是課后工作。課堂結(jié)束后,教師根據(jù)學(xué)生在課上的問題進行總結(jié)整理,并將學(xué)生前期完成的電子任務(wù)書整理后,上傳至班級群進行資源共享,以便學(xué)生隨時查看學(xué)習(xí)。
三、關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的思考
第一,通過翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,學(xué)生不用跟著教師的節(jié)奏來學(xué)習(xí),可根據(jù)自身的情況來安排和控制自己的學(xué)習(xí),有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
第二,翻轉(zhuǎn)課堂,有助于師生、生生之間的溝通、交流、探討、互動,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新精神。
第三,翻轉(zhuǎn)課堂不同于傳統(tǒng)教學(xué),要求教師除了具備一般的教學(xué)能力,還要有較高的信息技術(shù)素養(yǎng)和教育技術(shù)能力。教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生的實際情況,制定相關(guān)的微課視頻,設(shè)計課前預(yù)習(xí)問題、課堂的引導(dǎo)性問題。
第四,翻轉(zhuǎn)課堂有一定的優(yōu)點,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性,但是也暴露出一些問題:如教師對于學(xué)生的課前學(xué)習(xí)缺乏監(jiān)管,學(xué)生是否能獨立認真地學(xué)習(xí),思考問題是否真正動腦,作業(yè)是否是自己完成的等教師不能掌握的實際情況。這需要家長的密切配合,以保證教學(xué)的順利實施,保證教學(xué)的有效性。