機械設(shè)計基礎(chǔ)課件范文
時間:2023-03-16 21:05:30
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關(guān)鍵詞:創(chuàng)新教學;微課;機械設(shè)計;視頻開發(fā)
創(chuàng)新教育已成為當今教育教學改革研究和實驗的一個重要課題。創(chuàng)新教育是一種開發(fā)創(chuàng)新能力和創(chuàng)造潛力的活動,貴在傳授創(chuàng)新知識,培養(yǎng)創(chuàng)新能力,開展創(chuàng)新教育活動。創(chuàng)新教育的關(guān)鍵,是對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新思維方法的訓(xùn)練。筆者在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學改革實踐中,結(jié)合微課的開發(fā)與實踐,在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力方面進行了一些探索。
一、營造創(chuàng)新教育的情境,利用微課輔助教學,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維
微課這一概念最早被美國高校教學的設(shè)計師提出,又被稱為微型課程。我國于2010年首次提出微課的概念。微課是以微視頻為主要的教學載體,記錄教師的各個教學環(huán)節(jié),為學生提供便利的在線視頻教學。近年來,隨著高校微課教學課程的廣泛開展,為學生提供了自主學習的環(huán)境,同時也訓(xùn)練了他們積極鉆研的思維能力。在課堂實際教學中,可根據(jù)教學內(nèi)容中的重難點課題,設(shè)計靈活實用的微課。比如在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中,可以利用已經(jīng)制作完成的PPT課件,將PPT導(dǎo)入Camtasia軟件中,制作成微課視頻,應(yīng)用到實際教學中去。讓學生利用課外時間去鞏固消化,提高學生的自學能力,讓學生更能適應(yīng)社會的發(fā)展。通過微課制作應(yīng)用于實踐教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生的動手能力。微課不僅能夠調(diào)動學生學習的主動性,還有意識地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維,既起到了教師的引導(dǎo)作用,又讓學生的發(fā)散思維得到了鍛煉,而且小組合作模式還有利于培養(yǎng)學生的團隊合作意識。
二、通過教學手段的改革創(chuàng)新來培養(yǎng)學生
的發(fā)散性思維及創(chuàng)新思維加強發(fā)散思維能力的訓(xùn)練是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的重要環(huán)節(jié)。實踐是思維的源泉與動力,只有通過實踐才會發(fā)現(xiàn)問題,從而激發(fā)學生去解決問題。比如在機械設(shè)計及基礎(chǔ)課程中,為了提高學生對理論課程的參與度,培養(yǎng)學生的發(fā)散思維、動手能力和創(chuàng)新能力,可以增加試驗和設(shè)計的環(huán)節(jié),結(jié)合課程內(nèi)容設(shè)計相對應(yīng)的微課形式。
1.機械傳動機構(gòu)的試驗
實驗裝置的設(shè)計模式為多種傳動組合,如動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的組合。通過多種組合形式來完成帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動的學習。相應(yīng)的傳動環(huán)節(jié)在重難點部分均可做成微課的形式展示給學生,讓學生在課余時間充分消化教材中的重難點部分。
2.機構(gòu)創(chuàng)意組合設(shè)計實驗
該實驗通過對汽車雨刮器的設(shè)計,使學生對平面連桿機構(gòu)的組成、運動特點及結(jié)構(gòu)特性等問題有更全面、更深刻的理解。機構(gòu)組合實驗部分可以起到培養(yǎng)學生發(fā)散思維、創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計能力及實踐動手能力的作用。該部分內(nèi)容可以設(shè)計成視頻微課,通過錄制教師講解視頻的方式解決實際教學問題。
3.輪系部分的創(chuàng)新設(shè)計實驗
學生通過拆裝減速器或者拆裝和拼裝各個輪系,對輪系結(jié)構(gòu)、類型、特點、應(yīng)用及傳動比的計算與自鎖問題、周轉(zhuǎn)輪系齒數(shù)的確定等問題,有更清晰、更全面、更深刻的理解。該類型實驗可以通過錄制白板(可汗模式)進行同步錄制教學實驗過程,從而制作成微課。
三、通過先進的計算機輔助設(shè)計技術(shù),培養(yǎng)學生的綜合分析能力及職業(yè)素養(yǎng)
篇2
【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計基礎(chǔ) 實踐課程 行為導(dǎo)向法
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)09C-
0052-02
一、實踐課程的地位及重要性
在機械設(shè)計基礎(chǔ)的教學中,理論教學對于高職類的學生來說是比較難于接受與理解的環(huán)節(jié)。在以往的教學環(huán)節(jié)里,對于較為簡單的理論,學生還能理解,但一旦牽涉到較復(fù)雜的計算或者結(jié)構(gòu),學生立刻就表現(xiàn)出迷茫與排斥,教學效果不理想。學生們總在問一個問題:現(xiàn)在學的東西以后能干什么?這正是我們要仔細思考的問題。理論是為實踐服務(wù)的,再高深的理論,如果不能應(yīng)用于實踐,也是沒有意義的。因此,如何把理論應(yīng)用于實際,然后再通過實踐理解和深化理論,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,有專門的實踐環(huán)節(jié)課程設(shè)計,但課程設(shè)計是在理論教學結(jié)束后才開始,有的學生往往在設(shè)計過程中完全忘記了曾經(jīng)學過的相關(guān)知識,需要重新對知識進行梳理,效率很低。因此,我們改革了以往的教學方法,讓設(shè)計的思路和理念貫穿于教學過程,讓學生在做中學、學中做,力圖使學生學得輕松、有趣。
二、課程設(shè)計思路
我們考慮怎樣把入門的門檻做到最低,讓同學們不要對設(shè)計抱有神秘感和畏難的情緒。我們的課程切入點從學生們最常見的簡單物體入手。機械無處不在,我們要找到簡單的機械非常容易。在緒論里,我們不談要學習哪些理論知識,而是發(fā)動大家找機械,學生開始還覺得很神秘、難度大,經(jīng)過引導(dǎo),他們發(fā)現(xiàn)原來機械就在我們身邊,門上的鉸鏈、屋頂?shù)碾娚取⒆孕熊?,比如說日常常見的磨豆腐、打年糕……原來這些都是依靠機械,我們想想辦法都可以實現(xiàn),我們都可以對這些簡單的東西加以設(shè)計。以后要做的是怎么樣一步步把我們想要的東西用設(shè)計的語言表達出來。
一個機器的構(gòu)成,分成原動機等五個部分(圖1)。對于學生來說,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,然后就生產(chǎn)要求選用原動機,再就原動機和執(zhí)行部件的傳動比來設(shè)計和選用傳動裝置,最后是輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。設(shè)計思路就如同是一根主線,把機械設(shè)計基礎(chǔ)的內(nèi)容有機集合起來,學生的學習過程就是設(shè)計過程,機構(gòu)的學習就是為了設(shè)計和選用,每一步目的明確,任務(wù)清晰。
三、思路的實踐過程
緒論時我們重點介紹了這門課程的特點及用途,且加入了零件、構(gòu)件等概念,并且拆解簡單機器,讓同學們有個初步認識。接著是繪制機構(gòu)運動簡圖。然后我們先從四桿機構(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是用到了這些機構(gòu)的,啟發(fā)引導(dǎo)學生往設(shè)計任務(wù)上思考,學完四桿機構(gòu),學生也能就自己的任務(wù)作出簡單的設(shè)計和構(gòu)想。
一個機器少不了動力,因此我們在課程中增加了電動機的選用環(huán)節(jié)。學生設(shè)定了自己的運動機構(gòu)的各種參數(shù)后,按部就班選用電動機,由此掌握了效率等概念,并且對整體的機器有了一個大概的認識,見到了軸承、聯(lián)軸器、變速箱等詞匯,雖然了解不深,但因為拆解了一個機器,學生們基本還是能接受。
電動機選擇好了以后,就牽涉到減速的問題,這時我們就可以引進齒輪機構(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,我們忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應(yīng)用。在學習過程中就加入查手冊選材料環(huán)節(jié)。把時間用到應(yīng)用實踐上。
齒輪有了,傳動比有了。誰可以把運動和動力傳遞給齒輪呢?于是聯(lián)軸器和聯(lián)接就出場了,齒輪是靠鍵連接與軸傳遞運動和動力,電動機的運動和動力就是由聯(lián)軸器聯(lián)接電動機軸和帶傳動的。各類聯(lián)接重點也是放在選擇應(yīng)用。
各類零部件都選用設(shè)計好后,軸就上場了,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是重點,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,明白為什么要有細節(jié)上的處理(這些機械制造基礎(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、軸承壽命計算是花時間較多的環(huán)節(jié)。
每一步就是一個設(shè)計環(huán)節(jié),做的作業(yè)就是為自己設(shè)計的執(zhí)行機構(gòu)選用配套的運動機構(gòu)和輔助系統(tǒng)。大家自己設(shè)計了一個機器,一個設(shè)計過程就完成了,同時完成的還有大部分的課程學習任務(wù)。對于凸輪、間歇機構(gòu)等就放在了最后,由于前面已經(jīng)學習過常用零部件的設(shè)計、選用,因此同學們學起來也并不吃力。
四、新思路實行的效果
課程改革前,由于內(nèi)容之間相對獨立,各機構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)各有特點,相互之間聯(lián)系少,課程重點不突出。學習時沒有細化的明確任務(wù)和目標,學生接受很被動, 學生普遍反映這門課“難學”“不太理解”“聽不懂”,通過率也是各類課程里面最低的。學生上課積極性不高,課堂氣氛低沉,學習效果不好。
改革后,由于章節(jié)環(huán)環(huán)相扣,第一步就是學生為自己設(shè)計喜歡或相關(guān)的機構(gòu),后面的每一步都是為了實現(xiàn)機構(gòu)的運動目標而實踐,學生學起來有方向、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,學習的主體是學生,思考的主體是學生,實踐的主體還是學生,收到了較好的學習效果。
五、不足與思考
一是實踐環(huán)節(jié)場地和師資有限。在學習過程中,我們很需要實物拆解的環(huán)節(jié)。但這些既需要各類機器,更重要的是需要較大的場地,還有就是需要有教師指導(dǎo)和協(xié)助,但場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(因為一個教師在這個環(huán)節(jié)沒辦法管理四五十個學生)。這個問題目前我們還沒有太好的解決辦法。
二是學生學習主動性不夠?;揪褪峭瓿闪巳蝿?wù)就行,有的學生跟著小組混,學到的知識并不扎實。
三是還沒有編撰校本教程。編寫一本合適的教材,一直是我們的計劃,但這個工程工作量較大,我們計劃在近兩年完成。
【參考文獻】
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【基金項目】2011年度新世紀廣西高等教育教學改革過程立項項目(2011JGB250)
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關(guān)鍵詞:機械工程控制基礎(chǔ);網(wǎng)絡(luò)課程;技巧
隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展和計算機網(wǎng)絡(luò)的普及,計算機輔助教學技術(shù)被廣泛用于各類教學中,將傳統(tǒng)教學與網(wǎng)絡(luò)化學習有機結(jié)合起來,有利于促進網(wǎng)絡(luò)課程的發(fā)展。本文基于機械工程控制基礎(chǔ)課程的培養(yǎng)目標和教學要求,充分利用Dreamweaver軟件的技術(shù)特點[1-3],建設(shè)機械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程,向?qū)W生提供更全面、廣泛的網(wǎng)絡(luò)教學內(nèi)容,幫助學生更好地理解和吸收新知識,獲得最佳教學效果。
1 網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)工具
本文采用Macromedia Dreamweaver8.0,Adobe Photoshop8.0,Macromedia Flash8.0三種軟件建設(shè)機械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程。
Dreamweaver軟件是Macromedia公司開發(fā)的一款專業(yè)網(wǎng)頁制作軟件,它具有很強的可視化特性,用戶無需編寫任何代碼,即可創(chuàng)建出比較簡單基礎(chǔ)的網(wǎng)頁,制作效果可以方便地通過IE瀏覽器瀏覽。同時,Dreamweaver軟件還提供純粹的代碼編輯環(huán)境,包括html,CCS,JavaScript,Asp等語言代碼編輯工具箱參考資源,用戶可以創(chuàng)建完全屬于自己的對象和命令,并編寫代碼擴充功能等[4]。
Photoshop軟件是Adobe公司開發(fā)的圖形圖像處理軟件,具有多種文字效果和各種濾鏡。
Flash軟件是Macromedia公司開發(fā)的平面動畫制作軟件,可以產(chǎn)生多幅連續(xù)運動的動畫,非常適合演練一些原理性的教學內(nèi)容。用Flash制作的動畫體積小,在網(wǎng)絡(luò)上可邊下載邊播放,還可以加入聲音,增加表現(xiàn)力。Flas能夠被多種瀏覽器所接受,非常適合演示各種教學平面動畫。
2 網(wǎng)絡(luò)課程框架
利用Dreamweaver表格功能把機械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程界面分成3個板塊(如圖1所示)[5]。第一個板塊是不隨連接變動的LOGO。LOGO主要包括山東建筑大學校徽標志、動態(tài)的精品課程和機械工程控制基礎(chǔ)字幕、時間和日期、歡迎語、菜單欄,其中菜單欄包括首頁、申報表、課程介紹、教學隊伍、課程建設(shè)、理論教學、實踐教學。第二個板塊是隨著用戶點擊不同菜單內(nèi)容時變動的動態(tài)版面,版面上顯示不同菜單內(nèi)容的具體介紹。第三個板塊是在每個動態(tài)版面都會有的固定下載板塊,包括教學錄像、CAI課件、電子教案、實驗指導(dǎo)書和網(wǎng)絡(luò)答疑。
3 網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)技巧
3.1 圖片的制作
圖片能使頁面內(nèi)容更加豐富美觀,而且還能表達出文字不能表達的效果,所以圖片是機械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程制作的必備素材之一。圖片主要應(yīng)用于展示菜單、圖標、背景以及課件的內(nèi)容,包括GIF,JPG,PNG格式。其中GIF格式能支持256色,適合顯示色調(diào)不連續(xù)或有大面積單一顏色的圖像;JPG格式支持24位真彩色,適宜表達網(wǎng)頁中色彩的濃淡,并且在壓縮時能達到圖像品質(zhì)和文件大小的平衡;PNG格式在使用時能進行無損壓縮,使圖片不失真。網(wǎng)絡(luò)課程中涉及的圖片是用Photoshop制作的,通過用Photoshop工具中的一些命令如剪切、圖片效果、文字編輯和濾鏡等完成。很多圖片可以利用現(xiàn)在發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)進行收集,然后經(jīng)過Photoshop工具進行美化處理,以達到自己想要的效果。
3.2 動畫的制作
網(wǎng)頁上的LOGO為動畫,它以動態(tài)的方式顯示,使整個網(wǎng)站充滿著生機和活力。動畫的格式為SWF。SWF是一種支持矢量和點陣圖形的動畫文件格式,具有縮放不失真、文件體積小等特點。它采用流媒體技術(shù),可以一邊下載一邊播放,目前被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)頁設(shè)計,最大的特點是因其為矢量圖,放大后不會失真。這個動畫主要用網(wǎng)頁三劍客之一的Flash軟件制作。
文本是網(wǎng)頁是上不可或缺的元素。在Dreamweaver的文本編輯環(huán)境中,一般的文本編輯非常簡單,大部分操作和平常的文本編輯工具相同,可直接在文本編輯框中編輯。很多文本內(nèi)容也可以在Word中編輯后,轉(zhuǎn)換成網(wǎng)頁文本。筆者介紹幾個文本編輯技巧:
(1)文字既可以通過可視化窗口輸入,也可以在代碼窗口的相應(yīng)代碼中輸入。
(2)在Dreamweaver中輸入多個空格。平時輸入的空格是半角字符,在Dreamweaver中只能輸入一個半角空格,要想輸入多個空格只要輸入全角空格就可以了。輸入全角空格的方法是:打開中文輸入法,按Shift+Space切換到全角狀態(tài),這時輸入的就是全角空格。
(3)Dreamweaver不支持首行縮進的直接設(shè)置,需要輸入空格來實現(xiàn)這個效果。而輸入多個空格時系統(tǒng)會忽略成一個空格,要想達到需要的效果,可通過“插入/字符”面板中“不換行空格”實現(xiàn),也可以直接在代碼視圖中輸入“ ”實現(xiàn)。
(4)上下標設(shè)置。在網(wǎng)頁中,如果要輸入m2和x1等帶上下標的文字,可以通過HTML中表示上下標的標簽來實現(xiàn)。表示上標, 是下標的標簽,這些標簽既可以手工加進代碼中,也可以用輸入框加入。例如:m2的代碼為m2;x1的代碼為x 1。
3.4 表格凸起特效的制作
網(wǎng)絡(luò)課程需要有凸起特效的表格,在制作時要有間距邊框,要有明暗的邊框顏色,在實現(xiàn)邊框明暗時,要使暗邊框改成亮ordercolordark="#CCCCCC",亮邊框改成暗ordercolorlight="#666666"。
3.5 浮動框架的建立
浮動框架是一種特殊的框架技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)課程中利用浮動框架,可以比普通框架更加簡易地控制網(wǎng)頁內(nèi)容,在LOGO和菜單都不變的情況下,可以使頁面內(nèi)容發(fā)生變化,單擊菜單可以在浮動框架中顯示相應(yīng)的內(nèi)容,這樣其他不變的頁面內(nèi)容就不用重復(fù)加載,使整個網(wǎng)站頁面流暢。在Dreamweaver8.0可視化編輯界面中沒有建立浮動框架的命令按鈕,所以要在視圖代碼框中進行代碼的編輯。浮動框架建立代碼如下:
3.6 時間日期的實時更新
網(wǎng)絡(luò)課程的時間日期主要有年月日、時分秒及星期,這些時間隨本地計算機系統(tǒng)實時更新,這一動態(tài)時間的實現(xiàn)是通過在Dreamweaver的視圖代碼中編寫Javascript語言代碼實現(xiàn)的,具體的語言代碼如下:
3.7 文字和圖片的滾動制作
(1)文字的滾動。機械工程控制基礎(chǔ)課程網(wǎng)站的歡迎問候語“歡迎光臨機械工程控制基礎(chǔ)”是滾動的,具體實現(xiàn)技巧是在Dreamweaver的視圖代碼中編寫代碼,其中scrollamount="3"是表示文字滾動的速度,在沒有標明方向的情況下,默認的方向是向左滾動,具體代碼如下:
歡迎光臨機械工程控制基礎(chǔ)
(2)圖片的滾動。網(wǎng)站首頁是與機械工程控制基礎(chǔ)課程有關(guān)的一些學術(shù)活動和獎勵圖片,需要滾動展示。要求圖片向上滾動,當鼠標滑過時滾動圖像停止,當鼠標移走后繼續(xù)滾動。這些圖片經(jīng)過表格的排版美化,然后在Dreamweaver的視圖代碼中編寫Javascript語言代碼實現(xiàn)滾動效果。
3.8 把表格做成細的水平線
在論文課程網(wǎng)頁上,水平線的使用可以使頁面內(nèi)容更有層次感。在Dreamweaver可視化的窗口中使用命令“插入/HTML/水平線”可以直接添加水平線,但是這樣直接插入的水平線有時不能達到想要的效果,如直接插的水平線與上面的內(nèi)容間距太大,本文用表格水平線來實現(xiàn)理想的展示效果。
在要加入水平線的地方插入一行一列的表格,表格的邊框等都設(shè)為零,具體代碼如下:
4 結(jié)束語
本文基于機械工程控制基礎(chǔ)課程的內(nèi)容,利用Macromedia Dreamweaver8.0,Adobe Photoshop8.0,Macromedia Flash8.0三種軟件的制作特點和技巧,建設(shè)機械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程,獲得充實美觀的課程網(wǎng)絡(luò)頁面,但也存在不少煩瑣之處,將在今后網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)中不斷完善。
參考文獻
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然而,隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,對人才培養(yǎng)提出了更高的要求,不僅要讓學生打好扎實的基礎(chǔ)知識,更要重視能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。加之課程教學學時的普遍減少與教學內(nèi)容增多的矛盾日益尖銳,使機械基礎(chǔ)課程的教學改革與課程建設(shè)又面臨新的挑戰(zhàn)。如何使課程教學適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)的要求,如何進一步提高課程教學質(zhì)量,對此,根據(jù)我們的改革實踐,談?wù)勛约簩C械基礎(chǔ)課程教學改革與課程建設(shè)的思路。
一、新時期高等工程教育教學改革的方向與機械基礎(chǔ)課程的教學改革目標
高等工程教育作為培養(yǎng)工程技術(shù)高級專門人才的搖籃,培養(yǎng)既有寬厚基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,又有國際化視野和外語能力,特別是具有工程實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)專門人才,是當前教學改革的方向。
機械制造業(yè)是國家的支柱產(chǎn)業(yè),機械制造裝備和機電產(chǎn)品的高技術(shù)化又代表了國家的綜合實力,培養(yǎng)機械類高素質(zhì)的創(chuàng)新人才就顯得尤為緊迫,所以機械基礎(chǔ)課程的教學改革至關(guān)重要。當前機械基礎(chǔ)課程教學現(xiàn)狀與國家經(jīng)濟的發(fā)展,特別是與知識經(jīng)濟時代的要求仍存在著不相適應(yīng),這集中表現(xiàn)在:較窄的基礎(chǔ)知識及專業(yè)教育人才培養(yǎng)模式與社會經(jīng)濟的發(fā)展不相適應(yīng);長期形成的重理論輕實踐的課程體系與現(xiàn)代工業(yè)高技術(shù)化對人才的綜合素質(zhì)要求不相適應(yīng):相對封閉、陳舊的教學內(nèi)容與學科技術(shù)的發(fā)展不相適應(yīng);以傳授知識為中心的繼承教育與知識經(jīng)濟時代要求的具有創(chuàng)新精神的教育不相適應(yīng)。
要改變這些“不適應(yīng)”,就必須從世界經(jīng)濟的發(fā)展和國家經(jīng)濟建設(shè)以及信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展對人才培養(yǎng)需求來審視課程的教學體系、教學內(nèi)容和教學方法。因此,機械基礎(chǔ)課程的教學改革目標應(yīng)該是:根據(jù)新時期機械類創(chuàng)新性人才應(yīng)具備的知識、能力及素質(zhì)的要求,深化機械基礎(chǔ)課程的課程體系、教學內(nèi)容和教學方法的改革,進一步推動系列課程的教材、教學與實驗條件和教師隊伍建設(shè),構(gòu)建系列課程教學新體系與教學平臺,使系列課程教學適應(yīng)新時期高等教育與教學發(fā)展的需要,促進高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
二、新時期課程教學理念與機械基礎(chǔ)課程的教學改革
新時期高等工程教育目標就是要培養(yǎng)適應(yīng)國際化的復(fù)合型高素質(zhì)創(chuàng)新性工程技術(shù)人才。機械基礎(chǔ)課程教學改革必須圍繞這一人才的培養(yǎng)目標,以轉(zhuǎn)變教育觀念為先導(dǎo),深化課程體系、教學內(nèi)容及教學方法改革。
第一,要轉(zhuǎn)變以知識傳授為中心的傳統(tǒng)教學觀念,樹立知識、能力和素質(zhì)三位一體,強化實踐訓(xùn)練和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學新理念,深化機械基礎(chǔ)系列課程教學體系改革。
首先是課程體系的改革。建立由理論教學體系、實驗教學體系和設(shè)計訓(xùn)練體系三部分構(gòu)成的系列課程教學新體系。理論教學體系由基礎(chǔ)教學、提高教學、創(chuàng)新教學和雙語教學等多層次、多模塊教學組成,其中基礎(chǔ)教學模塊為各課程“教學基本要求”和“教學大綱”所要求的基本內(nèi)容,提高教學模塊為機械動力學、機械系統(tǒng)設(shè)計、機器人等不同專題內(nèi)容,創(chuàng)新教學模塊是以機械創(chuàng)新設(shè)計原理及方法為內(nèi)容的教學,雙語教學模塊采用國外優(yōu)秀英文教材組織的課程教學。實驗教學體系是由基礎(chǔ)實驗系列、提高實驗系列和創(chuàng)新設(shè)計實驗系列構(gòu)成,形成必修、選修及開放式的實驗教學體系,并實行獨立設(shè)課,從而體現(xiàn)加強對學生用實驗方法研究機械的實踐動手能力以及工程素質(zhì)培養(yǎng)。設(shè)計訓(xùn)練體系主要從平時作業(yè)、大作業(yè)、課程設(shè)計和第二課堂的機械創(chuàng)新設(shè)計競賽活動等教學環(huán)節(jié)入手,構(gòu)建側(cè)重由課程基本技能訓(xùn)練和機械CAD、機械系統(tǒng)綜合設(shè)計與應(yīng)用、機械創(chuàng)新設(shè)計能力等多方位的設(shè)計訓(xùn)練體系,促進學生能力培養(yǎng)和個性發(fā)展。
其次是課程教學的安排。要將提高內(nèi)容教學安排在課程設(shè)計中進行,而將創(chuàng)新內(nèi)容教學與創(chuàng)新設(shè)計競賽活動相結(jié)合,以提高實際教學效果,同時不增加理論教學學時。
再次是教學學時安排。要在保持課程教學總學時不增加的情況下,適當減少教師理論講授學時,而逐步加大實驗教學的學時比例,強化學生在實踐動手過程中自主學習知識,同時有利于緩解教學學時少與教學內(nèi)容多的矛盾。
第二,要轉(zhuǎn)變過去基礎(chǔ)課程教學只強調(diào)教學內(nèi)容的基礎(chǔ)性的傳統(tǒng)觀念,以既重視教學內(nèi)容的基礎(chǔ)性和經(jīng)典性,又注重教學內(nèi)容的先進性和時代感的教學理念,推進課程教學內(nèi)容的改革。在課程教學內(nèi)容的更新上,既要確保課程“基本內(nèi)容”教學,讓學生首先要打好扎實的基礎(chǔ)理論知識,又要讓學生了解當前學科的最新發(fā)展和最新成果,拓寬知識領(lǐng)域,開闊視野,活躍思維,增強創(chuàng)新意識。同時還要加強教學內(nèi)容的工程實踐性,培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力。因此機械基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容的更新要適應(yīng)現(xiàn)代機電產(chǎn)品設(shè)計、制造及其自動化技術(shù)發(fā)展的需要,要正確處理課程教學內(nèi)容的經(jīng)典性與現(xiàn)代性、基礎(chǔ)性與先進性之間的關(guān)系??赏ㄟ^各課程教學內(nèi)容整合、協(xié)調(diào)和優(yōu)化,進一步明確各課程教學內(nèi)容的分工與定位,處理好內(nèi)容的互補關(guān)系;通過教材內(nèi)容、例題、習題以及實踐性展示內(nèi)容的更新,適當引入和擴展反映當代機械學科發(fā)展的新材料、新工藝、新理論、新方法、新技術(shù)和新產(chǎn)品等內(nèi)容,體現(xiàn)教學內(nèi)容的時代感;通過典型實物案例展示教學和設(shè)計訓(xùn)練環(huán)節(jié)的內(nèi)容設(shè)計,突出教學內(nèi)容的工程實踐性、系統(tǒng)性及創(chuàng)新啟迪性,促進學生的工程素質(zhì)與實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng),體現(xiàn)課程教學內(nèi)容之間的聯(lián)系貫通和機、電、液等多學科內(nèi)容的融合,讓學生感受到科技綜合化發(fā)展趨勢的要求。
第三,要轉(zhuǎn)變當前以教師為中心的課程教學方式。堅持“以學生為中心,教師為主導(dǎo)”,推進課程教學方法改革,變學生在教學過程中被動接受為主動學習。這就要求將當前以教師課堂教學為中心向以課堂教學為主導(dǎo)、學生課外自主學習為中心的教學模式轉(zhuǎn)變,改變當前學生被動學習的局面。要求將當前僅就一本教材內(nèi)容的課程教學模式,向以教材內(nèi)容學習為主導(dǎo)、學生利用各種課程教學資源學習為中心的教學模式轉(zhuǎn)變,改變“一本教材包打天下”的教學局面。讓學生在掌握本門課程的“三基內(nèi)容”的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學生更多了解學科的新發(fā)展和新知識,加強對原著的學習,解決學生的知識量過少、知識面過窄的被動狀況,培養(yǎng)學生認知、理解和
歸納能力,提高學生學習的質(zhì)量和效率。
三、新時期大學教學的特點與機械基礎(chǔ)課程教學資源的建設(shè)
在當今信息化與網(wǎng)絡(luò)化的知識經(jīng)濟時代,學生主要是在教師的指導(dǎo)下,學會利用學校提供的各種教學資源和學習條件以及現(xiàn)代教育手段進行自主學習,發(fā)展個性,實現(xiàn)因材施教,這已成為當今大學教學的特點。因此,為學生創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的教學資源和學習環(huán)境是非常重要的。機械基礎(chǔ)課程教學應(yīng)根據(jù)這一教學特點,著力加強課程教學資源建設(shè)。
第一,要采用優(yōu)質(zhì)教學資源組織課程教學。一流的人才培養(yǎng)和一流的教學質(zhì)量,必須要有流的師資、一流的教學內(nèi)容、一流的教材、一流的教學條件和先進的教學方法來支撐。首先要選用優(yōu)質(zhì)教學資源組織教學,開展教學研究;其次要加大精品課程建設(shè),大力建設(shè)和豐富優(yōu)質(zhì)課程教學資源。這是當前教師教學的核心工作。我校已有多年的機械基礎(chǔ)課程教學沉淀和豐富的教材建設(shè)經(jīng)驗積累,有歷經(jīng)數(shù)十年教學考驗和錘煉的精品教材。我們基于這一教學優(yōu)勢,以精品教材建設(shè)為龍頭,充分運用現(xiàn)代信息化、網(wǎng)絡(luò)化的教育技術(shù)手段,改造傳統(tǒng)的教學內(nèi)容、教學方法與手段,配套新的課程教學體系和各教學環(huán)節(jié),建設(shè)了系列輔助紙質(zhì)教材、電子教材及網(wǎng)絡(luò)教學資源等,為機械基礎(chǔ)課程教學提供了豐富的優(yōu)質(zhì)教學資源。
第二,要加大實驗教學資源的建設(shè)。當前機械基礎(chǔ)課程實驗教學資源嚴重不足是實驗教學改革的瓶頸,特別是缺少真正能讓學生動手實踐和激發(fā)學生自主研究和創(chuàng)新的綜合型、研究型和設(shè)計型等新實驗平臺。因此,實驗教學資源的建設(shè)是當前機械基礎(chǔ)課程實驗教學建設(shè)的重要任務(wù)和目標。為此,我們以提高學生科學實驗素質(zhì)、實驗設(shè)計能力以及動手實踐能力為核心,幫助學生將知識融會貫通,對學生進行全面的知識與技能訓(xùn)練,著力研發(fā)機械認知測繪及反求設(shè)計系列實驗、機械綜合性能測試系列實驗和機械創(chuàng)新設(shè)計與制作系列創(chuàng)新實驗,加強科研成果向教學新實驗轉(zhuǎn)化,為實驗教學提供優(yōu)質(zhì)的實驗教學資源。
第三,要實施教學資源的開放式管理。將課程教學的各種教學資源如教學模型、實物、教具、實驗、課外學習參考資料以及網(wǎng)絡(luò)教學資源等,通過資源整合,面向?qū)W生開放。創(chuàng)造一個能讓學生隨到隨用并可用多種學習手段和途徑進行多層次學習的開放式教學環(huán)境,最大限度地滿足學生個性發(fā)展對教學資源與條件的需求。為此,我校基于數(shù)十年來課程建設(shè)積累的豐富教學資源,依托國家教學基地建設(shè),通過資源集中、整合和充實,創(chuàng)建了機械基礎(chǔ)系列課程學習室、網(wǎng)絡(luò)教學環(huán)境、機械創(chuàng)新設(shè)計教學與實驗中心等開放式教學環(huán)境,并由研究生負責實行開放管理,效果顯著,同時也大大提高了教學資源利用率。
四、新時期對教師的要求與機械基礎(chǔ)課程教師隊伍的建設(shè)
篇5
關(guān)鍵詞 Pro/E 機械設(shè)計基礎(chǔ) 生態(tài)課堂
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.08.039
Study on Ecological Classroom Teaching Basic Mechanical
Design Construction Based on Pro/E
LI Guoqin, SHI Yan, ZHANG Pengcheng
(Hebei Engineering and Technical College, Cangzhou, Hebei 061001)
Abstract In the basis of mechanical design in Higher Vocational College Classroom, aiming at the existing problem of the traditional teaching, examine the classroom teaching from the perspective of ecology, the construction of ecological classroom is proposed based on Pro/E software, and points out the concrete method of constructing basic mechanical design of ecological classroom.
Key words Pro/E; basis of mechanical designing; ecological classroom
0 概述
機械設(shè)計基礎(chǔ)是工科院校歷史悠久的傳統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)課程,但大多數(shù)學校教育教學觀念較落后,部分教師實踐經(jīng)歷較少,新的教育教學理念缺乏,與企業(yè)行業(yè)標準脫軌,知識技能得不到更新,與當今機電行業(yè)的飛速發(fā)展產(chǎn)生了嚴重脫節(jié);教學方法以講授為主,形式單一,導(dǎo)致學生的學習興趣低,動手能力差,覺得這門課太難學了,甚至有部分學生到課程的后半部分失去學習的信心,進入得過且過的狀態(tài)。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學具體現(xiàn)狀如下:
現(xiàn)在大部分學校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的課堂教學以老師的講授為主,學生主要作被動的傾聽者,老師與學生在課堂上的地位不平等,課堂的舞臺基本都被老師占用;課堂教學的輔助手段陳舊、不靈活,比如在講解各類機械零件、部件、運動機構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)特點及工作原理時,老師主要借助實物教學模型或掛圖,加上現(xiàn)在高職高專的學生基礎(chǔ)差,實踐少,三維想象力差,識圖能力低,老師需要花費大量時間和精力,講解零件圖、裝配圖和原理圖,并且很多圖并不能完整地表達機械部件、機構(gòu)的所有結(jié)構(gòu),給學生的看圖、理解帶來很大困難。學生一旦跟不上,就失去信心,懈怠下來,教學效果可想而知;實物教學模型存在很多不足,一是上課老師攜帶來、放回去麻煩,二是一些機構(gòu)內(nèi)部的很難看到或觀察不清楚,給分析機構(gòu)運動特性帶來困難,三是做不到現(xiàn)場方便的拆裝,因拆裝需要時間長,課堂時間不足用,學生沒法看零件結(jié)構(gòu)、機構(gòu)連接、組件的裝配組合,老師只是作運動演示和運動分析,學生觀看,聽個一知半解,打擊了學生對課程的學習興趣,另外在拆裝的過程中難免損壞零件,零件損壞后影響裝配合使用;四是大多數(shù)學校很難配齊機械設(shè)計基礎(chǔ)所涉及到的所有實物模型,模型不可能做到及時更新,因成本太大,所有的實物模型需要管理、存放,也得需要成本,損壞的模型影響使用,過時的模型沒有了使用價值,造成資源浪費。
從目前的課堂教學現(xiàn)狀來看,很難培養(yǎng)出具有實踐能力和開拓創(chuàng)新能力的技術(shù)實用型人才,面對社會需求的變化和教育改革的不斷深化,必須從課堂教學的改革入手,構(gòu)建一個和諧的“生態(tài)課堂”,以適應(yīng)不斷發(fā)展變化的企業(yè),使學生自身建設(shè)提高到一個新的水平。
1 構(gòu)建“生態(tài)課堂”的理念
在自然生態(tài)系統(tǒng)中,影響生物的分布、形態(tài)和生理等因素叫生態(tài)因素。課堂教學的“生態(tài)因素”是指影響課堂教學中“教師的教”和“學生的學”的一切事物的總和,它包含了物質(zhì)因素、制度因素、文化因素和心理因素,作為教師需要思考的是如何將這些“生態(tài)因素”綜合、聯(lián)系、平衡成為生態(tài)課堂。①生態(tài)課堂應(yīng)該是生活化的課堂,高度尊重學生,減少對學生學習的時空占領(lǐng),老師是指導(dǎo)者、啟發(fā)者,學生是主要的表演者,老師一定要轉(zhuǎn)變自己的行為和教育觀念,時刻記著與學生地位平等,想方設(shè)法創(chuàng)設(shè)情境,鼓勵學生主動參與課堂討論,有想法勇于提出,遇到問題主動思考、積極發(fā)問,勇于探索,提倡培養(yǎng)學生大膽質(zhì)疑的精神,注重培養(yǎng)學生協(xié)同合作的能力,使老師和學生在一個平等、和諧、不斷求索的生態(tài)課堂氛圍中積極快樂地學習。創(chuàng)設(shè)好的課堂情境,營造生態(tài)課堂氛圍,需要有更新快捷,跟上企業(yè)不斷發(fā)展變化的輔助教學手段為支撐,筆者提出用Pro/E軟件制作非常容易改變的教學模型庫,代替不易更新的實物教學模型,為構(gòu)建機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的生態(tài)課堂提供了一個很好的平臺。
2以Pro/E為支撐構(gòu)建機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的生態(tài)課堂
在構(gòu)建機械設(shè)計基礎(chǔ)生態(tài)課堂教學中,我校選擇Pro/E教學軟件做支撐。因此軟件操作容易、使用方便,造型、工程出圖以及3D裝配等方面基于特征的參數(shù)化設(shè)計、單一數(shù)據(jù)庫下的全相關(guān)性,可動態(tài)修改性強。筆者在教學中感到Pro/E非常適用于構(gòu)建機械設(shè)計基礎(chǔ)生態(tài)課堂。
2.1 基于Pro/E構(gòu)建機械設(shè)計基礎(chǔ)生態(tài)課堂的教學模式
現(xiàn)在大部分學校機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的課堂教學,在教學過程中依舊是一種單向傳輸結(jié)構(gòu),其表現(xiàn)形式就是記憶水平的教學。學生對教師的傳授只是簡單的模仿,完全處于被動、受教的地位,缺乏主觀能動性和創(chuàng)造性。②以Pro/E為支撐的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學,可以從課程學習一開始就讓學生進入到一個生活化的“生態(tài)課堂”。在課堂上,老師采用啟發(fā)、引導(dǎo)式的教學模式,老師以問題為原點推動教學,學生在興趣的牽引下,關(guān)注教學的重點、難點;老師采用與學生互動、研討式教學模式,老師與學生、學生與學生一起探究問題,老師引導(dǎo)學生積極思考,創(chuàng)造性地運用知識去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。同時學生會給教師的教學提供新思路,老師獲得新啟迪,使課堂教學向更好的方向發(fā)展。
在機械設(shè)計基礎(chǔ)的生態(tài)課堂教學中,讓學生自己使用Pro/E軟件對課本上各種機構(gòu)所對應(yīng)的三維實體模型進行建模、裝配、運動仿真和性能分析,從感性上理解三維實體的結(jié)構(gòu)與相對位置,有效地培養(yǎng)學生思維、想象、創(chuàng)造、構(gòu)形的能力,同時讓學生真正理解、掌握各個零件的結(jié)構(gòu)、參數(shù)對裝配有何影響?對機構(gòu)的運動、各個構(gòu)件的受力有何影響?當同學仿真機構(gòu)出現(xiàn)不合理的情況時,考慮與機構(gòu)的那個參數(shù)有關(guān),還是什么地方結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理?同學自己思考、自己找原因,從而鍛煉學生積極思考、分析問題、解決問題的能力。生態(tài)課堂的教學模式改變了機械設(shè)計基礎(chǔ)課堂教學理論化、程序化的模式,激發(fā)學生學習興趣,調(diào)動起學生積極性,發(fā)揮學生主動性,使學生真正成為課堂舞臺上的扮演者。
比如學習鉸鏈四桿機構(gòu)。老師只介紹明白什么是鉸鏈四桿機構(gòu)?鉸鏈四桿機構(gòu)的類型有哪些?曲柄存在的條件,鉸鏈四桿機構(gòu)運動類型與機架和桿長的關(guān)系,然后將學生分成三組,每小組分別自己設(shè)計一個曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu),利用Pro/E在計算機上制作各個構(gòu)件模型,然后進行裝配,仿真分析機構(gòu)的運動,驗證自己設(shè)計的機構(gòu)是否合理?假如不合理,分析原因,找解決問題的辦法,通過小組合作方式,最終設(shè)計出滿意的機構(gòu),這樣學生會對機構(gòu)理解掌握得很透,學生在這平等和諧的生態(tài)課堂中體驗到了學習的樂趣!
在這樣平等合作、互動學習過程中,專業(yè)知識掌握深刻,能迅速提高學生的空間想象能力,機械設(shè)計基礎(chǔ)課程課堂教學的改革取得重大突破。更重要的是,這門學生公認很難學的機械設(shè)計基礎(chǔ)實現(xiàn)了從傳統(tǒng)教學模式到“生態(tài)課堂”的教學模式根本轉(zhuǎn)變。
2.2 基于Pro/E構(gòu)建機械設(shè)計基礎(chǔ)生態(tài)的課堂教學手段
在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的生態(tài)課堂教學中,讓學生做課堂的主動扮演者,學生主動使用Pro/E軟件親自動手制作各種零件模型,真正掌握零件的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。比如齒輪類型較多,傳動形式多樣,嚙合原理抽象較難理解,大部分現(xiàn)有的學校不可能提供所有的齒輪模型,因此這塊內(nèi)容學生學起來十分枯燥,很難真正理解,只是簡單地套用公式。而以Pro/E為支撐,通過學生親手制作各種的齒輪模型,并能方便地改變同類型齒輪的各個參數(shù),感性認識到各個參數(shù)對齒輪模型影響,齒輪結(jié)構(gòu)搞明白了,很有成就感,可以繼續(xù)使用軟件進行各種齒輪間的傳動仿真,就這樣激發(fā)起學生強烈的學習欲望,很快進入主動的學習狀態(tài),學習變成了一件輕松快樂的事。對于凸輪機構(gòu),從動件的運動規(guī)律和凸輪輪廓的畫法是學生的難點,使用Pro/E軟件程序功能,根據(jù)從動件運動規(guī)律方程,創(chuàng)建參數(shù)關(guān)系,生產(chǎn)凸輪的輪廓曲線,建立凸輪三維模型,這一制作過程讓學生真正明白了從動件的運動規(guī)律與凸輪輪廓之間的聯(lián)系,凸輪機構(gòu)的傳動才能真正學懂。
在生態(tài)課堂教學中,教學手段的改變,使學生從單純受教者的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習者,自覺地、積極地、主動地參與到課堂活動中來,讓死氣沉沉、枯燥無味的課堂變成了生機勃勃的“生態(tài)課堂”。
3 小結(jié)
Pro/E軟件在構(gòu)建機械設(shè)計基礎(chǔ)課程生態(tài)課堂教學中,起了重要的支撐作用。經(jīng)過實踐應(yīng)用,此軟件輔助的生態(tài)課堂教學,又激發(fā)了學生對機械設(shè)計基礎(chǔ)的學習興趣,不僅讓學生真正理解和掌握課程內(nèi)容,還使學生學會思考,提高了學生分析問題、解決實際問題的能力,激發(fā)了學生學習課程的積極性、主動性和創(chuàng)造性,徹底轉(zhuǎn)變了教學理念,優(yōu)化了課堂教學環(huán)境,提高了教學效果,提升了學生的生命質(zhì)量。
校級基金資助項目:項目編號xs1203
注釋
篇6
在繼承中謀求創(chuàng)新,在創(chuàng)新中獲得發(fā)展。這是課程改革建設(shè)的共同特點與規(guī)律。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機輔助設(shè)計技術(shù)(CAD技術(shù))也已成為現(xiàn)代模具設(shè)計的重要組成模塊。在內(nèi)容上,傳統(tǒng)的模具設(shè)計完成了與全新的計算機輔助設(shè)計的融合;在教學方式和手段上,先進的計算機多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給予模具設(shè)計教學全新的方式。高等院校也敏銳地覺察到了機械CAD技術(shù)對模具設(shè)計課程教學改革的重要作用,并進行了積極探索。桂林電子科技大學信息科技學院機電工程系材料成型與控制工程教研室在研究現(xiàn)代模具設(shè)計及其發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,對模具設(shè)計課程的內(nèi)涵和外延、課程定位、教學體系、教學內(nèi)容、教學手段、考試方式、教學質(zhì)量評價體系等方面,進行了創(chuàng)新研究與大膽的改革實踐,構(gòu)建了基于機械CAD軟件平臺的模具設(shè)計課程教學模式,使課程有利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),且具有廣泛性、交叉性和時代特征性。
一、教學環(huán)境的創(chuàng)建
根據(jù)實際條件和教學要求,創(chuàng)建先進的機械CAD模具設(shè)計教學環(huán)境是本項教學改革的前提。
根據(jù)現(xiàn)代模具行業(yè)的發(fā)展及區(qū)域特點,合理選用機械CAD軟件。機械CAD軟件應(yīng)用廣泛,種類繁多。常見的機械CAD軟件如Pro/Engineer、UG、Catia、Solidworks等,都具有強大的三維建模能力及模具設(shè)計功能模塊。這種基于參數(shù)化設(shè)計的三維數(shù)字模型有助于改變傳統(tǒng)的實物模型教學模式,不僅節(jié)省了購置實物模型的成本,而且大大提高了教學效率。直觀、方便是利用這一平臺教學的最大優(yōu)勢。高等院校在教學過程中應(yīng)根據(jù)本地區(qū)企業(yè)的實際情況和學校預(yù)算對軟件進行合理選用。
構(gòu)建校園多媒體環(huán)境下的CAD三維模型庫(模具標準零件庫)作為材料成型與控制工程專業(yè)的重要網(wǎng)絡(luò)資源。為專業(yè)教學及課外練習提供大量的教學模型,以增加學生的感性認識,最終達到培養(yǎng)專業(yè)能力的目的。傳統(tǒng)的實物教學模型制作成本高,易損壞,不易攜帶和存放,且不能修改,很難滿足現(xiàn)代模具設(shè)計教學需要。而選擇合適的機械CAD軟件,結(jié)合計算機多媒體技術(shù)創(chuàng)建學校的網(wǎng)絡(luò)模具標準件(CAD三維模型)庫,可以有效解決上述問題。隨著高等院校硬件條件的發(fā)展,多媒體教室、機房、校園網(wǎng)已經(jīng)具備了支撐CAD三維模型庫的實際能力。師生可以隨時利用校內(nèi)任意一臺連網(wǎng)計算機下載相應(yīng)的CAD三維數(shù)字模型,從而優(yōu)化教育資源,提高教學效率,最大限度激發(fā)學生的學習興趣,并為后續(xù)專業(yè)課程的開展奠定堅實的資源基礎(chǔ)。
二、教學思路革新
(一)加強機械CAD軟件教學
隨著現(xiàn)代模具制造技術(shù)迅猛的發(fā)展,特別是在國家科技部倡導(dǎo)制造業(yè)信息化以來,大部分模具制造企業(yè)都已引入三維CAD/CAM軟件。二維圖形在機械加工生產(chǎn)中的地位已經(jīng)大大下降。模具制造業(yè)已經(jīng)不需要圖紙來交流,用二維圖樣去解決三維空間問題的作用已經(jīng)不是必要途徑。即使需要二維圖形,也不需要再用手工繪制,可直接從三維CAD軟件中直接繪制。為此,三維機械CAD軟件教學應(yīng)設(shè)置為模具專業(yè)課程學習的前期必備基礎(chǔ)課程。
(二)培養(yǎng)現(xiàn)代設(shè)計的理念
利用機械CAD軟件設(shè)計三維產(chǎn)品及模具模型,通過局域網(wǎng)分組組建模具CAD三維零件庫、標準件庫,并進行虛擬預(yù)裝配。讓學生在體驗協(xié)同設(shè)計、并行設(shè)計、異地設(shè)計等先進設(shè)計思想的過程中逐步理解現(xiàn)代工程設(shè)計的特點,樹立整體協(xié)同設(shè)計意識,培養(yǎng)學生的現(xiàn)代模具設(shè)計理念。
(三)從整體出發(fā)優(yōu)化專業(yè)課程教學
機械CAD軟件不僅涉及到模具專業(yè)課程一個領(lǐng)域,還涉及到機械設(shè)計、機械制造、傳熱學及金屬材料學等諸多學科。機械CAD軟件的學習有助于設(shè)計意識的培養(yǎng)。在進行機械CAD軟件課程學習的過程中,應(yīng)從現(xiàn)代模具設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)的全局統(tǒng)籌考慮。重在講解原理,要增加造型分析、特征分析、結(jié)構(gòu)分析、參數(shù)化設(shè)計等內(nèi)容,重點培養(yǎng)學生現(xiàn)代模具設(shè)計與制造的全局觀念。即構(gòu)思模具工程設(shè)計時,將其分解為多個零件,搞清各零件之間的聯(lián)系及其功能,最后在機械CAD軟件中建立零件的三維模型。在建立模具零件三維模型的過程中,讓同學們討論其結(jié)構(gòu)和功能,將模具零件的結(jié)構(gòu)和工程實際加工結(jié)合起來,拓寬他們的思路,豐富他們的視野,培養(yǎng)他們的現(xiàn)代模具設(shè)計意識。學生也可根據(jù)機械CAD軟件課程實踐活動所掌握的技能,大膽構(gòu)思、想象并設(shè)計創(chuàng)新模具零件結(jié)構(gòu)。因為用計算機進行工程設(shè)計省去了大量的手工繪圖工作,學生可馬上著到自己的設(shè)計成果,這無疑將大大激發(fā)學生對模具專業(yè)課程的學習興趣和創(chuàng)新意識。這不僅加深了他們對模具實物結(jié)構(gòu)的了解,提高構(gòu)圖能力。關(guān)鍵是培養(yǎng)了學生利用現(xiàn)代化工具進行工程設(shè)計的思維方式,加強學生創(chuàng)新能力的提升。
三、課程評價體系的革新
模具設(shè)計是一門實踐性很強的專業(yè)技術(shù)課程。既有理論、結(jié)構(gòu)原理講授又有繪圖實踐。因此,單純的理論考試不能全面衡量學生的學習情況,應(yīng)該在注重學習過程控制的基礎(chǔ)上,采用合理的考核方式,綜合客觀地評價學生的學習質(zhì)量。
全面評價促使學生的工程素質(zhì)全面發(fā)展。機械CAD技術(shù)引入模具設(shè)計教學之后,應(yīng)降低理論考試部分考核的分值比例,增加機械CAD軟件模具零件圖繪制、虛擬裝配和平時作業(yè)的考核。
實踐性考查中,應(yīng)注重學生實踐能力的培養(yǎng)。采用開放式考查,培養(yǎng)學生的CAD軟件技能及創(chuàng)新能力,在考核中允許學生利用機械CAD軟件平臺,在教師允許的范圍內(nèi)針對某一課題進行創(chuàng)造性發(fā)揮。在得到相應(yīng)的指導(dǎo)和完成課題后考查其創(chuàng)新指數(shù),予以合理評價。
分層次考查不搞一卷制評價,在CAD三維模型庫的支撐下,有重點地合理分配考核項目,培養(yǎng)學生的強項,補足學生的短處,充分激發(fā)學生的學習興趣。
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關(guān)鍵詞: 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 網(wǎng)上教學 應(yīng)用型人才
一、研究的背景
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是高等職業(yè)院校機械類和近機類各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,本課程的主要研究內(nèi)容涉及機械系統(tǒng)中常用機構(gòu)和通用零部件設(shè)計的基本概念、基本理論和基本設(shè)計計算方法,以及與此相關(guān)的標準、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的運用,它的教學直接影響學生對專業(yè)的興趣,對培養(yǎng)學生正確認識機械、設(shè)計機械、生產(chǎn)機械和使用機械具有非常重要的指導(dǎo)作用,對培養(yǎng)當今社會急需的大量應(yīng)用型人才尤為重要。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前高職院校的機械設(shè)計基礎(chǔ)課教學存在以下問題。
1.絕大部分還是以傳統(tǒng)教學模式為主,即使部分借助了多媒體教學,但是教學課件不夠完善,存在不夠直觀、不夠形象、與學生實際脫節(jié)等問題。
2.教學資源不夠豐富,查找資料困難。
3.不能及時解決學生學習過程中遇到的問題。
4.學生不能隨時檢查自己的學習效果。
5.由于學生多、設(shè)備少,大部分學生在課程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)中不能充分聯(lián)系實際,致使設(shè)計不夠靈活。
二、研究的目標和依據(jù)
主要研究目標是:開發(fā)機械設(shè)計基礎(chǔ)課網(wǎng)上教學系統(tǒng)資源,以期達到培養(yǎng)學生的學習興趣、提高學生的學習能力、擴展學生的學習知識面,特別是提高高等職業(yè)院校學生聯(lián)系實際、應(yīng)用知識解決實際問題的能力的目的,使高職院校能培養(yǎng)出更多更好的社會急需的高技能應(yīng)用型人才。
主要研究依據(jù)有:
1.總結(jié)回顧多年教學經(jīng)驗,形成課題資源基本資料。
2.根據(jù)當今實際教學體驗和對學生的問卷調(diào)查,改進、豐富課題資源。
3.到企業(yè)對畢業(yè)生進行跟蹤調(diào)查,使課題資源更貼近生產(chǎn)實際。
三、研究方法
1.經(jīng)驗總結(jié)法:依據(jù)教育實踐所提供的事實,按照科學研究的程序,分析概括教育現(xiàn)象,從而揭示內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律,把感性認識轉(zhuǎn)化為理性認識。
2.資料法:通過系統(tǒng)學習、收集、鑒別、整理資料,并通過對資料的研究形成對事實的科學認識。
3.問卷調(diào)查法:采用無記名的方式問卷調(diào)查,進行個案研究,對收集到的信息進行分析、綜合、比較、歸納,從而為人們提供規(guī)律性的東西。
4.跟蹤調(diào)查法:對部分畢業(yè)生進行全面、系統(tǒng)、深入具體的追蹤調(diào)查研究,形成設(shè)計步驟和方法。
四、研究內(nèi)容及步驟
1.開發(fā)機械設(shè)計基礎(chǔ)CAI課件和編寫電子教材。兩項工作交叉進行,相互補充。電子教材編寫是在參閱多部高職高專教材,吸取其各自優(yōu)點的基礎(chǔ)上,聯(lián)系實際,結(jié)合多年的教學經(jīng)驗,重視學生動手能力的培養(yǎng),添加多個實例編寫而成,而課件制作又以電子教材為基礎(chǔ),緊扣教材大綱要求,添加易于學生接受的動畫和現(xiàn)場視頻實例,利用計算機技術(shù)開發(fā)而成,它使課堂更加形象、生動,也能進一步增強學生的學習興趣。
2.開發(fā)機械設(shè)計基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括:機械制圖標準;公差與配合標準;形狀與位置公差標準;表面粗糙度標準;常用工程材料;零件結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝性;連接與緊固;帶傳動和鏈傳動;減速器和變速器;齒輪傳動;軸承;聯(lián)軸器、離合器和制動器;軸;常用電動機;常用低壓電器;液壓傳動;氣壓傳動與控制等。其中搜集了機械設(shè)計所需的各種資料數(shù)據(jù),師生進入網(wǎng)站就可以非常方便地查閱,同時也可以拓寬學生的知識面。
3.編寫電子教案。電子教案編寫根據(jù)教材和大綱要求,區(qū)分重難點,精選課程內(nèi)容,合理安排學時等設(shè)計而成,具有鮮明的實踐指導(dǎo)意義。
4.選擇、制作大量機構(gòu)運動動畫。機構(gòu)運動動畫包括各種連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動機構(gòu)、齒輪系傳動和螺旋傳動等。這些動畫形象直觀地展示了機構(gòu)的運動情況,使學生學起來感到輕松有趣,提高了學生學習的主動性和積極性,也豐富了學習內(nèi)容。
5.試題庫建設(shè)。試題重在用于檢測學生對課程基本理論和方法的掌握程度及應(yīng)用知識解決實際問題的能力,對當今高職高專學生應(yīng)用能力檢測具有一定的準確性。
6.虛擬實驗室建設(shè)。虛擬實驗室建設(shè)了五個項目:一是零件展覽室建設(shè),包括螺紋連接與螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滑動軸承、滾動軸承、聯(lián)軸器、離合器、彈簧等零件;二是常用機構(gòu)運動模擬動畫建設(shè),有泵、沖床、發(fā)動機、內(nèi)燃機、顎式破碎機、縫紉機、機械手、牛頭刨、拋光機、曲柄滑塊機構(gòu)等;三是幾種機構(gòu)組合搭接建設(shè),包括搖塊機構(gòu)、導(dǎo)桿機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)等;四是齒輪加工模擬建設(shè),包括模擬插直齒、插斜齒、滾直齒、滾斜齒、仿形法加工直齒、斜齒等;五是減速器拆裝模擬建設(shè),包括直齒、人字齒、蝸桿、錐齒、兩級減速器拆裝模擬等。
7.虛擬設(shè)計室建設(shè)。虛擬設(shè)計室建設(shè)項目包括螺紋連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滾動軸承設(shè)計等。
8.工程案例建設(shè)。工程案例包括挖掘機、飛機起落架、內(nèi)燃機、起重機等50個工程案例。將這些案例視頻用于課堂教學,使學生在課堂上就能看到大量實際生產(chǎn)案例,產(chǎn)生很多對日常生產(chǎn)和生活的聯(lián)想,增強觀察問題、思考問題的能力,提高學習興趣。
9.機械設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)上教學平臺建設(shè)。包括開發(fā)機械設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)上答疑系統(tǒng)和網(wǎng)上考試系統(tǒng)。網(wǎng)上答疑系統(tǒng)使學生很方便地與老師進行在線交流,及時解決學生學習過程中遇到的困難,加強老師與學生的互動;根據(jù)課程學習要求,網(wǎng)上考試系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)了五套網(wǎng)上測試題,試題形式全為單選題,學生可方便、快速地進行自測,及時檢查學習效果,改進學習方法,提高學習成績。
五、研究的意義
筆者針對教學現(xiàn)狀,結(jié)合多年的教學經(jīng)驗,利用現(xiàn)代計算機技術(shù),借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗開發(fā)設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ)網(wǎng)上教學系統(tǒng),該系統(tǒng)教學課件形象、生動、貼近實際,可使課堂氣氛活躍,提高學生的學習興趣;教學資源豐富,使用方便,可調(diào)動學生學習的積極性和主動性,提高學習效率;能實現(xiàn)網(wǎng)上答疑和自測,增強學生的學習效果。總之,該系統(tǒng)設(shè)計適應(yīng)學生學習的心理需求和生產(chǎn)實際,對目前的高職高專機械設(shè)計基礎(chǔ)課教學具有強有力的推動作用,也將對培養(yǎng)國家急需的應(yīng)用型人才作出重要貢獻。
參考文獻:
[1]邱宣懷等主編.機械設(shè)計.高等教育出版社,1994.
[2]葛中民主編.機械設(shè)計基礎(chǔ).中央廣播電視大學出版社,1991.
[3]機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社,2004.
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關(guān)鍵詞:《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程;教學內(nèi)容;教學模式;課程特色
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是高等院校機械類或近機械類各專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有很強的理論性和實踐性,是專門培養(yǎng)學生具有一定機械設(shè)計能力的課程?!稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》課程于2010年被學院確立為精品課建設(shè)項目,2012年12月通過驗收。經(jīng)過兩年多的建設(shè),在優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學方法與手段、改革實踐教學環(huán)節(jié)、創(chuàng)建“立體化”、“系列化”教材等方面形成了一定的特色也取得了一定的效果。在學院成功改設(shè)為沈陽工學院這個新形勢下,對《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學有以下幾方面的設(shè)想:
1. 修訂教學目標
基本知識目標基本相同,在能力目標上達到:
(1)具有繪制機構(gòu)運動簡圖的能力、具有分析常用機構(gòu)運動特性和應(yīng)用常用機構(gòu)的能力、具有合理確定機械系統(tǒng)(執(zhí)行系統(tǒng)和傳動系統(tǒng))方案的能力;
(2)具有合理選用和設(shè)計常用機械零部件及簡單機械傳動裝置的能力;
(3) 具有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力。
在素質(zhì)結(jié)構(gòu)目標上達到:
(1)培養(yǎng)學生具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決工程實際問題的能力;
(2)培養(yǎng)學生具有創(chuàng)新設(shè)計思維的能力;
(3)培養(yǎng)學生職業(yè)素質(zhì)和崗位技能。
2. 構(gòu)建新的課程體系
今年,在新的教改形式下,學院各專業(yè)在基礎(chǔ)教育階段實行大學科前提下的統(tǒng)一授課的教學模式。在這樣的背景下,專業(yè)基礎(chǔ)課也應(yīng)轉(zhuǎn)變教學理念,建設(shè)適應(yīng)性強、易于實施創(chuàng)新的專業(yè)基礎(chǔ)課程群,從根本上改變課程教學被動適應(yīng)的局面,開創(chuàng)充滿活力和新意、基礎(chǔ)寬厚、專業(yè)適應(yīng)性強的課程教學新局面。
機械與運載學院各專業(yè)基礎(chǔ)課程有:工程制圖與計算機繪圖、互換性與技術(shù)測量、工程力學、機械設(shè)計基礎(chǔ)。此專業(yè)基礎(chǔ)課群也采用統(tǒng)一授課的教學模式,這樣依托一定的項目訓(xùn)練將相關(guān)課程按其應(yīng)用重新規(guī)劃和重組,使相關(guān)知識有機結(jié)合,互為補充,互相照應(yīng),既避免了內(nèi)容重復(fù),又強化了彼此關(guān)聯(lián),更重要的是它們以相互關(guān)聯(lián)的形式出現(xiàn),有利于實施項目教學或案例教學,提高學生綜合應(yīng)用能力、實際思考能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。建立專業(yè)基礎(chǔ)課群也利于教學組織和管理,真正做到教、考分離。
專業(yè)基礎(chǔ)課群在相同學時的理論教學中,注重基本原理和基本方法,在實踐環(huán)節(jié)設(shè)置中,通過不同的項目及時間的長短來體現(xiàn)各專業(yè)人才培養(yǎng)目標。對專升本和考研的同學可以另行開班。
3. 教學內(nèi)容體現(xiàn)應(yīng)用與創(chuàng)新
根據(jù)本門課程的教學目標,將本科的各專業(yè)教學計劃基本整合為96學時,其中包含6學時的課內(nèi)實驗。理論教學側(cè)重常用機構(gòu)和通用零部件的選擇及常用機構(gòu)和通用零件設(shè)計。在教學內(nèi)容中穿插一些由工作經(jīng)驗編制而成的案例,以工程案例、實驗和課程設(shè)計為主線,重點突出應(yīng)用,如平面四桿機構(gòu)類型中,每種類型都有應(yīng)用并以選擇題的形式進行能力測試;在常用間歇機構(gòu)中,以牛頭刨床、電影放映機等講解應(yīng)用;在輪系功用中,以汽車變速器和汽車后橋差速器為例講解輪系的變速變向功用和運動合成與分解功用,并能融合職業(yè)崗位培訓(xùn)內(nèi)容,講解一些設(shè)備維修和維護的知識。配合新的課程體系,依托項目的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程建設(shè)安排了多個項目:顎式破碎機各構(gòu)件尺寸設(shè)計、內(nèi)燃機配氣機構(gòu)凸輪的設(shè)計、牛頭刨床中擺動導(dǎo)桿機構(gòu)及棘輪機構(gòu)的設(shè)計、牽引機中單級圓柱齒輪設(shè)計、萬能分度頭的蝸桿傳動設(shè)計、汽車變速器各檔傳動比的計算、分路傳動中各齒輪傳動比的計算、離心機普通V帶傳動系統(tǒng)設(shè)計、粘膠自動篩濾機連接螺栓及鍵的設(shè)計、二級圓柱齒輪減速器輸出軸及軸承設(shè)計。
4. 改進教學方法與手段
(1)運用多媒體教學課件、動畫演示等手段進行直觀高效、生動形象的教學,將抽象的內(nèi)容形象化,提高學生學習的主動性和積極性,充分調(diào)動學生潛在的創(chuàng)造性思維能力。
(2)側(cè)重講解一些特殊的設(shè)計方法來體現(xiàn)創(chuàng)新內(nèi)容,例如:在平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析中,講解拆分桿組法、在同類型機構(gòu)的演化中,講解轉(zhuǎn)換機架法、在凸輪機構(gòu)輪廓曲線設(shè)計和周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算中,講解反轉(zhuǎn)法。在創(chuàng)新內(nèi)容中還應(yīng)注意引導(dǎo)學生的發(fā)散思維,即一個原理或一種方法舉出不同的應(yīng)用實例,使學生的思維更活躍,并采用對比的方法說明不同原理或不同方法之間的區(qū)別,以便正確選用。
(3)采用對比方法講解概念、原理及設(shè)計方法的不同點,達到理解后記憶。
(4)以工程案例、實驗和課程設(shè)計為主線,運用啟發(fā)式、討論式、提問式等教學方法,講練結(jié)合。
(5)加強綜合性設(shè)計實踐環(huán)節(jié)的開發(fā),組織學生構(gòu)建機械運動方案創(chuàng)新設(shè)計案例展示、典型機械零部件結(jié)構(gòu)表達展示以及評選優(yōu)秀課程設(shè)計作品競賽等活動,以培養(yǎng)學生的工程綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
(6)教學內(nèi)容的改革相應(yīng)的考試方法也隨之進行了改革,其中平時成績占50%,期末考試占50%,平時成績中期中考試占20%,采用開卷或口試方式,提高學生的應(yīng)用能力。
5.改革實踐教學環(huán)節(jié)
在實驗教學環(huán)節(jié)上,加大實驗項目的開發(fā),構(gòu)建必修、選修和開放性實驗教學體系。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程目前可以開出必修實驗項目5項,10學時:(1)齒輪幾何參數(shù)測量實驗;(2)齒輪范成原理實驗;(3)機構(gòu)運動簡圖的測繪與分析;(4)減速器拆裝實驗;(5)軸系零件組合設(shè)計。開出選修實驗項目1項:機構(gòu)運動方案創(chuàng)新設(shè)計。各專業(yè)結(jié)合本專業(yè)的特點合理制定實驗學時和項目。通過這些設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗的開發(fā),可激發(fā)學生學習本門課程的興趣,培養(yǎng)設(shè)計能力和實際動手能力以及創(chuàng)新思維能力。
在課程設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)上,增設(shè)一周的機械原理部分課程設(shè)計,設(shè)計題目有插床機械、壓床機械和牛頭刨床。機械設(shè)計部分的課程設(shè)計題目仍為二級圓柱齒輪減速器設(shè)計,但類型設(shè)定為直齒和斜齒,工作條件分為三種,工作機的各參數(shù)數(shù)據(jù)有三十余種,能夠做到同一時間做課程設(shè)計的學生一人一題。還可以讓少數(shù)學習好的學生自愿選擇圓錐齒輪減速器和蝸輪蝸桿減速器題目進行設(shè)計[1][2]。
6. 創(chuàng)建“立體化”、“系列化”教材
(1)根據(jù)機械專業(yè)基礎(chǔ)課群新的課程體系需要編寫以項目為依托的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》主教材。教材注重聯(lián)系工程實際和新技術(shù)的應(yīng)用,在“以應(yīng)用為目的,以必須夠用為度“的原則基礎(chǔ)上,各專業(yè)統(tǒng)一使用。
(2)配套教材
按照教材建設(shè)的需要,編寫各項目的設(shè)計說明書、編寫《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實驗指導(dǎo)書等配套教材。
(3)多媒體課件
按照新課程體系的需要,重新修訂《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材配套的多媒體課件。
學生獲得知識的豐厚程度和工作能力是教學改革是否成功的標準。為適應(yīng)新形勢下的需要,通過對教學目標、課程體系、教學內(nèi)容、教學方法與手段、實踐教學環(huán)節(jié)等方面的改革,必將取得較好的效果,為《機械設(shè)計基礎(chǔ)》精品課建設(shè)做出應(yīng)盡的貢獻?!?/p>
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 理論教學 教學改革
【基金項目】湖南省吉首大學教學改革研究項目(2015SYJG005)。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)11-0233-02
前言
理論課程是專業(yè)學習的基礎(chǔ),機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)理論課程由于專業(yè)性強以及知識面涉及范圍廣,導(dǎo)致學生不易理解,教學效果差。而且,當前的教學過程中,教學方式依然落后,處于老師講,學生聽的“填鴨式”教育,更增加了學生對該專業(yè)理論課程學習的難度。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,傳統(tǒng)的教學方式已不能適應(yīng)教學需要,應(yīng)對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)理論課程的教學進行改革,以培養(yǎng)出具有理論基礎(chǔ)知識扎實,實踐操作能力強和富有創(chuàng)新能力的機械類專業(yè)人才。
一、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)理論教學的現(xiàn)狀
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的理論課程主要有:高等數(shù)學、大學物理、理論力學、材料力學、電子電工學、數(shù)控技術(shù)、機械制圖、機械原理、機械設(shè)計、機械制造和液壓與氣動等課程。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)具有理論課程多并與其他學科相互交叉、課程內(nèi)容概念性強且大多與生產(chǎn)實際相聯(lián)系等特點,這些特點使得該專業(yè)理論課程的學習具有很大的困難。對于理論性強的課程,如理論力學,老師教學單一,教學會比較枯燥。對于與生產(chǎn)實踐相聯(lián)系的課程,如機械制造技術(shù)基礎(chǔ),這門課程需熟練操作不同機床力以及切削過程中測量力、溫度和粗糙度等數(shù)據(jù)的相關(guān)實驗設(shè)備,由于實踐教學的原因?qū)W生常常缺乏對機器設(shè)備的感官認識與實踐動手能力進而影響對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程理論知識的理解。隨著科技的進步,機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)越來越多的與其他學科相互交叉,不僅增加新知識也增加了學習難度,而傳統(tǒng)的教學方式只會在學生的思維上強調(diào)各學科之間的獨立,學科上的統(tǒng)一完整。如此一來,學生的思維無法得到有效的開發(fā)導(dǎo)致對新知識的學習能力差以及不能綜合的運作各種知識的能力。此外,在傳統(tǒng)的教學方式中,機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的基礎(chǔ)課程較為偏向理論教學,對理論教學的重視度較高,而實踐教學的環(huán)節(jié)相對較弱。我國實行的應(yīng)試教育有太多的條條框框,也束縛了學生的思維發(fā)展,阻礙了學生視野的擴展,降低了他們對知識的理解與運用能力。
三、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)理論教學的改革
(一)教學內(nèi)容與方式的改革
機械設(shè)計制造及其自動化是一門與大量新技科相互交叉的學科,涉及范圍廣且內(nèi)容不斷更新[1]。為了學生在本科四年中能夠更好地掌握專業(yè)知識,培養(yǎng)其實踐能力和創(chuàng)新能力,應(yīng)對理論教學內(nèi)容進行適當?shù)恼{(diào)整,如對于機械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課程,在保證課程課時不變的情況下去掉一些陳舊繁瑣的內(nèi)容,并引入一些新技術(shù)和新知識,比如,對于傳統(tǒng)的以及面臨淘汰的制造技術(shù)可做簡單教授即可,而對于3D打印技術(shù)這類新型制造技術(shù)可增加教授時間以擴展學生的專業(yè)視野。
在對傳統(tǒng)的教學方式進行改革的時候,要去除一些條條框框的束縛,很多學生都認為目前的理論教學課程太多、太亂、太復(fù)雜,這就需要教師在授課的過程中把握住真正的重點,對重點進行講解,對無關(guān)緊要的內(nèi)容一語帶過,使學生能夠?qū)W習到真正有用的知識。另外,教師要注意教學的氛圍,將學生的積極性調(diào)動起來,讓學生自主思考。而對于授課,教師應(yīng)當在新的一堂課開始之前,與上一堂課教授的內(nèi)容做好銜接,不要讓學生還沒有記起上堂課學習的內(nèi)容就繼續(xù)開始講新的內(nèi)容,教師可以使用提問的方式讓學生快速回憶起上堂課的內(nèi)容。如此,才能更好地調(diào)動學生的學習積極性,滿足學生的求知欲。
(二)理論與實踐的結(jié)合
教師在授課的過程中,要將理論教學與實踐教學完美的結(jié)合在一起,學生單一地學習理論知識或者只進行實踐而脫離了理論基礎(chǔ),這都是不行的[2]。在理論課堂上,教師要注重對學生的思維進行引導(dǎo),將課堂的學習氣氛和學習興趣帶動起來。在對教材中的內(nèi)容進行講解時,可舉例生活中的事例或者使用一些與內(nèi)容相關(guān)的模型、多媒體等進行教學,將靜態(tài)轉(zhuǎn)變成動態(tài),將抽象轉(zhuǎn)變成具體,這樣一來,學生就可以更好地理解理論知識,同時緩解枯燥的理論講解進而活躍教學氣氛帶動學生的學習積極性。在實踐課堂上,對實踐過程的每一個步驟用理論知識進行一一講解,使學生很好的將理論聯(lián)系實際,更好的理解理論知識。如此,以理論教學為基礎(chǔ)進行實踐教學培養(yǎng)學生的動手能力,反過來通過實踐教學促進對理論教學中知識的理解,培養(yǎng)學生的實踐動手能力與創(chuàng)新能力。
(三)開發(fā)學生獨立性
當學生在學習的過程中遇到了問題,教師不應(yīng)當直接告訴學生應(yīng)該如何解決這個問題,而是要引導(dǎo)學生的思維往一個方面進行發(fā)展,使學生挖掘自己的潛力對問題進行解決,這樣對學生自主、獨立的思維開發(fā)有非常大的好處[3]。比如在教授機械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課程時,給學生一件毛坯,讓學生按照老師的要求在機床上將毛坯按照一定的工藝加工成成品,這過程中可以培養(yǎng)學生獨立分析問題,解決問題的能力,提高學生的學習主動性。同時,教師在教學的過程中要做好角色的轉(zhuǎn)換工作,將灌輸知識改變?yōu)橐龑?dǎo)學生自主學習知識,從講臺上走向?qū)W生中間,與學生一起討論、一起進步。
(四)理論課程教學體系的改革
機械設(shè)計制造專業(yè)本科教育培養(yǎng)的主要是從事機械設(shè)計、機械制造、生產(chǎn)管理、機械產(chǎn)品售后服務(wù)以及銷售的應(yīng)用型技術(shù)人才,因此人才的培養(yǎng)要符合市場的需求[4]。為了實現(xiàn)培養(yǎng)的人才能滿足市場這一需求,有必要對機械設(shè)計制造及其自動化理論課程體系進行相應(yīng)的改革,通過改革使學生實現(xiàn)不同的就業(yè)方向。在此,將理論課程分成公共基礎(chǔ)課,專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)選修課和公共選修課四大類,其中教學過程中學生所學的公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和公共選修課一致,而不同的專業(yè)選修課確定不同的就業(yè)方向。公共基礎(chǔ)課包括、英語、體育等課程,主要培養(yǎng)學生的德、智、體、美綜合能力。專業(yè)基礎(chǔ)課包括數(shù)學,理論力學、材料力學、機械制圖、機械原理、機械設(shè)計和機械制造等課程,主要培養(yǎng)學生專業(yè)理論知識。公共選修課則可根據(jù)個人興趣愛好進行。專業(yè)選修課可分為三個方向。機電方向,主要開設(shè)的專業(yè)選修課程有:機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、機電傳動控制和可編程控制原理及應(yīng)用;現(xiàn)代制造技術(shù)方向,主要開設(shè)的專業(yè)選修課有:先進制造技術(shù)、現(xiàn)代制造工藝學和計算機輔助分析與制造。車輛方向,主要開設(shè)的專業(yè)選修課有:車輛電傳動與控制技術(shù)、內(nèi)燃機構(gòu)造原理和車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算。
(五)充分運用現(xiàn)代教育手段
當前的教育特點決定了課堂教學只不過是整個教學整體的一小部分,這就對教師有了新的要求,在最少的時間內(nèi)教給學生更多的知識,并且可以被學生吸收。機械類專業(yè)的課程都是實踐性非常強的,枯燥的語言教學并不能很好地使學生接受和理解,因此,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),制作與開發(fā)一些多媒體教材和CAI課件,并將這些對媒體、視頻和CAI課件等一些先進的教育手段引入到課程中,使學生能夠享受到優(yōu)質(zhì)的教學資源,提高教學效率[5]。如在教授機械設(shè)計課程時,講解課程中連桿機構(gòu)的運動時,學生只能通過想象不易理解,通過flas來演示機構(gòu)的運動后,老師講課輕松,學生容易理解,提高了學生學習的興趣與效率。
四、結(jié)語
教育改革的道路是光明的,但也是曲折的,在社會不斷發(fā)展的今天,我們在繼承一些好的傳統(tǒng)教學模式的時候,也要摒棄那些不好的教學方式,以此來適應(yīng)當前教育的改革之路。在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的理論教學改革中,應(yīng)適應(yīng)21世紀人才培養(yǎng)的要求,通過課程教學體系、教學方式和教學內(nèi)容的不斷改革來不斷提高教師的教學水平,探索出一條適合培養(yǎng)具有實踐能力與創(chuàng)新能力的應(yīng)用型高級人才的新途徑。
參考文獻:
[1]蔣強,米林,馮文杰、楊翔宇.地方高等院校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)建設(shè)探討[J]. 教育教學論壇2011,(18):164-165.
[2]楊俊茹,張悅刊.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程理論教學與實踐教學的結(jié)合探索[J].高教論壇,2010,(4):86-88.
[3]王生澤, 吳良等.機械工程及自動化專業(yè)的工程實踐教育體系改革[J]. 實驗室研究與探索, 2005,21(2):77- 79.
篇10
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計課程;設(shè)計教學;質(zhì)量
0引言
機械設(shè)計是機械類專業(yè)的一門主干課程,該課程在學生綜合能力培養(yǎng)中起著重要作用。為此,許多學校都在機械設(shè)計教學中下足了功夫,但是整體來看,我國機械設(shè)計教學中始終存在內(nèi)容單一、創(chuàng)新性差等問題,這不得不引起我們的重視。
1機械設(shè)計課程設(shè)計教學存在的問題
1.1內(nèi)容陳舊
長期以來,機械設(shè)計課程設(shè)計的題目都以減速器設(shè)計為主,課程設(shè)計題目可謂是千年不變。多年不變的題目,只能導(dǎo)致抄襲現(xiàn)象越來越嚴重。一些學校為了避免學生抄襲雖然會在減速器設(shè)計中更改一些數(shù)據(jù),但是許多學生在減速器設(shè)計中,都是直接從網(wǎng)上下載設(shè)計說明書,對數(shù)據(jù)尤其是圖紙標注數(shù)據(jù)稍加修改,就不再理會其他東西。這種機械式的模仿設(shè)計,必然會影響學生的學習主動性和思考積極性,這對學生長遠發(fā)展極其不利。
1.2學時少,教學壓力大
近年來,隨著新型機械、技術(shù)工藝的興起,一些新的課程也逐漸進入到機械類課程體系中來,機械設(shè)計課程設(shè)計教學課時也隨之被壓縮。而另一方面,機械設(shè)計課程設(shè)計教學內(nèi)容卻沒有任何變化,教師要在更少的科室內(nèi)完成教學任務(wù),學生在較少的課時內(nèi)仍要學到同樣多的東西,這對他們來說是一個不小的挑戰(zhàn),機械設(shè)計課程設(shè)計教學質(zhì)量也可能會因此而大打折扣。
1.3教學手法單一
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容不僅包括常用機械機構(gòu)、通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和機械設(shè)計理論和計算方法等內(nèi)容,還涉及高等數(shù)學、工程制圖、工程力學、金屬材料及加工等方面的知識。整體來說,機械設(shè)計課程設(shè)計教學內(nèi)容具有概念多、公式多、圖表多、內(nèi)容枯燥等特點,這給教師的教學能力和教學技巧都提出了較高的要求。但是,許多教師在教學中都存在照本宣科的思想,除了必要的教輔工具,他們很少會借助其他工具、資料來教學。有的教師因為教學經(jīng)驗不足,難以設(shè)計一些全局問題來引導(dǎo)學生進行問題討論和研究,導(dǎo)致機械設(shè)計課程設(shè)計教學目標難以實現(xiàn)。
2提高機械設(shè)計課程設(shè)計教學質(zhì)量的策略
2.1全面進行課程設(shè)計
系統(tǒng)論告訴我們,所有的課程及課程教學都是一個系統(tǒng)的工程,機械設(shè)計課程設(shè)計教學也不例外,并且,機械設(shè)計課程設(shè)計教學對課程教學設(shè)計的系統(tǒng)性要求更高。因此,在機械設(shè)計課程設(shè)計教學中,學校要遵循系統(tǒng)論原則,做好課程整體設(shè)計,明確機械設(shè)計課程設(shè)計教學目標,細分機械設(shè)計課程設(shè)計教學能力目標、認知目標。然后,將理論教學與課程設(shè)計教學結(jié)合起來,做好課程全面、系統(tǒng)的設(shè)計,立足于課程設(shè)計任務(wù)之上提升設(shè)計教學的高度,要求學生不僅要根據(jù)設(shè)計題目分析參考材料,深入進行設(shè)計研究,還要進行設(shè)計比較和創(chuàng)新,設(shè)計出多種可行性方案并從中篩選出最優(yōu)方案。如在平面連桿機構(gòu)類型和應(yīng)用教學中,教師可以舍棄教材所用的演化法,借助多種演變途徑將各種平面連桿機構(gòu)演變出來,并本著創(chuàng)造性設(shè)計理念,分組合利用多媒體課件或者模型演示平面連桿機構(gòu),對兩連架桿的類型進行歸納總結(jié)。這樣不僅消除了學生的理解障礙,還能提高教學質(zhì)量。
2.2合理安排課時,科學選擇教學內(nèi)容
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程知識點繁多,內(nèi)容瑣碎,機械設(shè)計課程設(shè)計教學目標的實現(xiàn),要以一定的課時、科學完善的教學內(nèi)容為基礎(chǔ)。因此,在機械設(shè)計課程體系建設(shè)中,學校既要多開設(shè)一些自然工程課程,還要建立健全機械設(shè)計課程設(shè)計教學管理機制、保障機制、監(jiān)督考核機制,明確機械設(shè)計課程設(shè)計教學目標和教學任務(wù),保障機械設(shè)計課程設(shè)計課時,為機械設(shè)計課程設(shè)計教學打好基礎(chǔ)。與此同時,做好課程內(nèi)容選擇和組織工作,設(shè)計理念和思維遷移到生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域,啟發(fā)人們的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性活動。比如,將機械設(shè)計課程設(shè)計理念向服裝造型設(shè)計領(lǐng)域滲透,采用衣片組合方式、變異法進行機械設(shè)計。在高校機械設(shè)計課程設(shè)計基礎(chǔ)教學中,教師還要科學進行課程設(shè)計教學時間管理,如提前下發(fā)課程設(shè)計要求,將課程設(shè)計過程和機械設(shè)計課程同步進行,以確保課堂教學有序進行。在學生完成課堂課程設(shè)計的條件下,教師還要鼓勵學生根據(jù)自已的需要選擇課程設(shè)計題目,選取機械設(shè)計大賽中的工程對象為設(shè)計題目,引導(dǎo)學生積極參與社會實踐和自主學習,爭取使學生在開放性的設(shè)計中鍛煉和提高自身的創(chuàng)新設(shè)計能力。
2.3創(chuàng)新教學手法,提高教學質(zhì)量
新穎有趣的教學手法,是提高教學質(zhì)量的關(guān)鍵。這就要求機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)教師應(yīng)積極參加工程設(shè)計、研究工程課題,努力學習機械設(shè)計課程設(shè)計教學手法和技巧,不斷豐富自己的工程設(shè)計知識,提高自己的教學能力,以滿足機械設(shè)計課程設(shè)計教學需求。在機械設(shè)計課程設(shè)計教學中,教師既要注意機械設(shè)計細節(jié)知識和知識的連貫性,做好教學設(shè)計,巧妙導(dǎo)入新知識。還要引入多種教學方法,并使多種方法相互滲透,如教師可將傳統(tǒng)的講授法與目標教學法、探討互動式教學法與多媒體教學法、情境教學法結(jié)合起來,針對不同內(nèi)容采用不同方式進行教學,使學生愉快地投入到學習中去。如講述與數(shù)據(jù)推理、運算有關(guān)的知識時,教師要利用板書來演示整個推理的過程。而在講述與齒輪受力分析有關(guān)的知識時,教師可以將分析討論法與多媒體教學法結(jié)合起來,先講述齒輪受力和運動情況,再用多媒體演示相關(guān)內(nèi)容,讓學生對所講的知識有一個全面、感性的認識。在此基礎(chǔ)上,教師還可以借助課程設(shè)計總結(jié)和討論,讓學生提出自己不懂或感覺含糊的問題,然后借助生生討論、師生交流等幫學生釋疑解惑,以使學生有更大的收獲。
3結(jié)語