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《機械設計基礎課程設計》是機械設計基礎課程實踐環節的一個必不可少的環節,旨在通過學生自主設計,培養工程類人才的分析能力、實踐能力、動手能力、應變能力、語言表達能力和團隊合作精神。針對現在課程設計中存在的一些問題,提出幾點改進的建議,以期學生能從課程設計環節取得更大的收獲,培養出更適應社會發展的工程應用人才。
關鍵詞:
機械設計基礎;實踐環節;工程應用
《機械設計基礎課程設計》作為《機械設計基礎》課程的延續,機械設計基礎課程的一個重要實踐教學環節,是工科院校機械類學生第一次獨立自主設計,主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。也是一次對理論與實踐相結合的新教學模式的探索。隨著社會和企業對人才需求的變化,要求機械類工程應用人才具有扎實的理論知識基礎、良好的動手操作能力、獨立思考能力,具有發現、分析和創新性的解決實際工程問題的能力。這也對我國大中專院校的教學質量提出了新的要求和目標。與此同時,機械設計基礎課程設計作為一個重要的實踐環節也凸顯出了更大的意義。本文圍繞培養與企業需求相符合的工程應用型人才這一目標,從機械設計基礎課程設計的教學內容、教學方法和考核制度等方面進行改進和實踐。
1“機械設計基礎課程設計”現階段存在的問題
1.1題目單一,束縛學生創新力
機械設計基礎課程設計設計題目多為以減速器為主體的傳動機械裝置。主要包括對傳動參數計算、齒輪傳動設計、帶傳動設計、軸的設計、軸承和鍵等常用零部件的選用。該裝置比較全面地反映了機械設計基礎課程教學內容,成為各大高校常用的典型課程設計題目。采用“教師隨機輔導,學生自主作業”的教學模式,主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。題目單一帶來的后果就是網上參考資料泛濫,或者往屆學生設計資料外流等各種原因造成的學生抄襲情況嚴重的現象。導致與學校開設這門課程的目的有所偏離,更重要的是這種現象嚴重束縛了學生的創新力。
1.2設計任務大,時間緊
機械設計課程設計實踐周期大多為三周,通常在理論課程后進行,根據學生專業基礎知識差異,可分為單級齒輪減速器和二級齒輪減速器。課程設計設計大量的參數計算,需要學生在掌握理論知識的基礎上能夠熟練使用設計手冊,而且在設計過程中還需要全面考慮強度、剛度、密封、以及加工工藝等方面的問題,學生在缺乏實際設計經驗的情況下很難順利完成設計計算。同時在整個設計過程中還融合了工程力學和幾何公差與測量方面的知識。這些課程開始時間與課程設計間隔過長,很多學生無法快速學會將這些知識運用到課程設計當中。初次之外,繪圖工作量較大,一般要求學生手工繪制一張A1的裝配圖和兩張A3的零件圖,書寫一本課程設計說明書。種種原因都導致學生時間緊迫,無法在有限的時間里面完成優秀的設計。
1.3管理方式存在差異
理論教學主要在課堂進行,有教師主導,嚴格按照教學計劃進度教學。而課程設計一般指定一個固定教室,以班級為單位。在課程設計期間,要求學生按照教學時間集中在教室進行學習,在此期間,教室隨機進教師對學生進行輔導和考勤。這種管理模式對學生的自律性要求極高,事實證明,大部分學生并不能嚴格按照要求時間節點完成設計任務,導致整個設計過程延后,設計質量下滑。
1.4學生態度不端正
課程設計考核以答辯形式為主,很多學生認為不管過程如何,都不會出現不及格的情況。這種心理使得大部分學生態度不端正,缺乏對該課程的重視。導致的后果就是最終的設計成果質量較差,甚至為學生抄襲提供的正當的借口。這與機械設計基礎課程設計開設的目的是相背離的。
1.5缺乏團隊合作精神
機械設計基礎課程題目大多為減速器傳動裝置,要求學生獨立完成。為了保證每位學生數據不會重復,一般可根據結構和數據不同劃分,這樣也可以減少抄襲現象。然而,機械設計基礎課程設計時間長,工作量大;涉及的理論知識相對寬泛,且學生又都缺乏實踐經驗。這樣問題都會影響設計進度和質量。一般課程設計都會安排教師進行指導,為培養學生獨立思考和分析問題的能力,教師一般都其監督和引導作用。一旦遇到疑難問題,而指導教師又不能及時出現并予以解答,學生只能束手無策。作者通過對學生觀察,發現大部分學生在設計過程中獨自為營,遇到問題只會埋頭思考,反復琢磨卻無處求解,對很多設計過程要么不求甚解,要么抄襲其他人。最終在這個環節的收獲也是寥寥無幾。
1.6考核標準存在差異
機械設計基礎課程設計的最后成績主要由課堂考勤、進度檢查、數據計算準確與否、作圖質量和答辯等幾部分組成,分為優、良、中、及格和不及格五個檔次。與筆試形式的考核不同,這種考核方式沒有一個明確的評分標準。由于每位指導老師評估成績時的側重點不一樣,導致考核時上述各部分所占的比重也不盡相同。為此而產生的影響就是經常有學生對自己獲得的成績與預期有所偏差。這種現象也極大地打擊了部分學生的積極性,對該課程環節在全校的印象產生消極作用,不利于對下一屆學生課程的開設和管理。
2提高“機械設計基礎課程設計”水平的方法
2.1從題目改革入手,培養學生創新力
國外高校注重實踐創新能力的培養,建立創新激勵機制和多渠道、多層次開展實踐創新活動。培養學生創新能力是世界上許多科技強國高等教育改革的目標。日本把科學技術中創造力作為一個重要的發展戰略。德國將學生開拓創新能力作為新世紀教育的重要部分之一。我國的高等教育也提出深化教育改革,加強素質教育,開展提升創新的教育。提高學生的實踐能力,培養求異思維;注重個性發展,是培養他們的創新精神和創新能力的必要途徑。傳統的機械設計基礎課程目的是鞏固所學理論知識,重在引導學生將課堂所學融入到設計當中。因此,減速器設計基本滿足這一要求,這也是課程設計題目常年不變的原因所在。題目和數據不變導致的后果就是學生思維受限,缺少對新事物的好奇心以及解決問題的新方法的探索。最終完成的作品大都中規中矩,缺少創新點。21世紀的人才培養模式是:“低重心、寬口徑、重實踐、強能力”。為此我們必須更新教育思想和觀念,加強機械設計課程設計的改革和建設,著重培養學生的協同創新能力。為達到這樣一個目標,我們可率先從課程設計題目改革開始。減速器傳動裝置所包含的設計內容確實能全面的概括機械設計基礎這門課的是知識點,不需要刻意回避對改題目的選用,但參與課程設計的學生專業各有不同,包括機械設計制造及其自動化、車輛工程、工業工程和材料專業的學生。我們可以從學生的專業不同入手,結合各專業的學習重點對題目適當調整,例如車輛工程專業主要培養的是與汽車工程有關的設計人才,學生對汽車的認識和興趣也相對較大。為此我們刻意將減速器設計改為變速器的設計,這樣既能與學生所學專業聯系起來,也能考核學生對機械設計基礎課程理論知識掌握情況,以此類推,對材料專業可在考核機械傳動零件的設計同時側重考核對減速器的材料選擇和結構優化。這些細微的改動既符合課程設計開始的目的,又能結合學生專業的特點。除此之外,教師還可以自主擬題,或者將一些適合學生的大學生創新比賽的題目引入課程設計當中去,讓學生又更多的選擇空間。同時,這些新題目參考資料較少,更能激發一部分學生對未知的挑戰,激勵學生發散思維,提出更多有創新的想法,最終設計出具有創新力的優秀作品。
2.2合理安排設計時間,保證設計質量
課程設計題目通常都是幾個學生做一個題目,只在數據上有所不同。課程設計的開設一般都在機械設計基礎課程之后,理論與實踐環節相對獨立,而對于在設計過程中需要運用的其他相關課程的知識,也與課程設計開設的時間相距較大。這些客觀原因都給學生的設計帶來不便,除去設計所花費的時間,學生還要花費大量的時間來回顧以前學習的課程知識。這樣造成的后果就是時間不夠,最終只能敷衍了事。解決這個問題的關鍵在于如何安排時間。首先,傳統課程設計的任務下達時間較晚,學生準備不充足,容易手忙腳,這是由理論教學和實踐環節脫節而導致的。為此可將課程設計任務融入理論教學當中,分階段的穿插在教學過程中,使學生能夠明確設計要求,帶著設計任務進課堂。既有利于學生掌握課程內容,又能培養學生理論聯系實際的能力。同時,學生還可以利用課余時間研究課程設計任務,及時請教老師。這樣既能縮短設計時間,也能減輕教師的指導任務。逐步培養學生發現問題并解決問題的能力。其次,就作者觀察,大部分學生在接到設計任務開始,或是埋頭思考,或是無所適從,缺乏交流和溝通。而現代企業對人才的需求上更多的是要求協同合作,在實際生產中,任何一個機械設備也不可能單靠一個人設計完成,也不可能單靠一個人的設計方法完善所有功能,必須融合團隊所有人員的思想。因此,必須在學生階段培養學生協同合作的能力。最后,課程設計任務中要求學生手工繪制裝配圖和零件圖,工作量較大。而且與現代企業的設計模式存在差異,為避免學生與企業脫軌,可適當引入計算機輔助軟件,培養學生的繪圖能力。
2.3改革考核制度,啟發學生創新思維
傳統的課程設計考核方式主要是答辯形式,一方面考核學生對設計任務完成的情況,一方面考核學生的語言表達能力。由于指導教師不同,每個人心中的考核標準存在一定差異,導致最終學生的成績也各有不同。解決方法之一是統一考核標準,在組織答辯之前,所有的指導教師可以集中討論,對評分標準有一個統一認識;其二是根據學生選題難度劃分不同評分標準,如:選擇常規題目和自選題目的學生在創新性上存在差異,可將創新能力作為評分標準;個別學生在繪圖過程中使用的計算機輔助工具,可將對軟件的操作作為評分標準;或者由學生組織團對設計并參與相關賽事,可將團隊合作作為評分標準。這些新型的評分標準可極大地激勵學生靈活應用計算機工具,創新性的分析和解決工程實際問題。最終培養出適應企業模式的綜合性機械類應用人才。
3結論
本文結合了我國經濟發展和現代企業的對人才的需求,對機械設計基礎課程設計這一實踐課程存在的題目單一、設計任務大、時間緊、理論是實踐脫節、學生態度不夠端正、缺少團隊合作精神、考核標準存在差異等方面的問題提出相關的解決方法,為提高機械設計基礎課程設計水平提供一定借鑒。
參考文獻
[1]李慧芳.非機械類專業機械設計基礎課程教學的改革與實踐[J].中國教育技術裝備,2011,(21)
[2]楊楊.提高機械設計基礎教學效果的方法[J].計算機光盤軟件與應用,2011,(07).
[3]楊可楨,程光蘊.機械設計基礎(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2013,(06).
[4]黃建蓉.優化教學手段提高機械基礎課教學質量[J].中國教育技術裝備,2010,(17).
[5]謝勇.如何提高機械基礎課程的課堂教學效果[J].教學實踐,2017,(01).
[6]韓夢潔,張德祥.美國高等教育制度的傳承、變革與啟示[J].中國高教研究,2014,(1):39-44.
[7]李建中.美國大學的創新教育及啟示[J].創新與創業教育,2012,3(4):103-106.
[8]王盛水.從美國高等教育的特點看創新型人才培養[J].高校教育管理,2012,6(2):65-71.
[9]吳越,李曉斌.高等教育強國發展的三維模式:日本的探索[J].中國高教研究,2013,(5):57-61.
關鍵詞:機械設計基礎;課程設計;減速器
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0142-02
《機械設計基礎》是近機類專業必修的一門技術基礎課程,它主要介紹常用機構和通用機械零部件設計的基本知識、基本理論及設計方法等內容,為學生學習后續的專業課程奠定一定的基礎,具有較強的理論性和實踐性。《機械設計基礎》課程設計是《機械設計基礎》課程重要的實踐性教學環節,一般安排在課程結束之后,大約占用兩周時間,是學生在大學里第一次較為全面的工程設計與實踐訓練。課程設計的主要目的是讓學生綜合運用本課程的理論知識和生產實際知識,起到深化拓展有關機械設計方面知識的作用,為后續專業課程的學習、順利完成畢業設計任務、提高就業率等打下一定的基礎。
一、課程設計質量的提高辦法
《機械設計基礎》課程設計通常選擇一般用途的機械傳動裝置或者簡單機械作為設計內容。目前采用較廣的是將以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機械傳動裝置作為設計課題。因為減速器能夠較全面地反映本課程所學的內容,主要包括電機、帶傳動、齒輪傳動、軸、軸承、聯軸器、螺栓、鍵、銷、、密封、減速器附件及箱體等,偏重零件方面的設計。課程設計的工作量為減速器總裝配圖(0#圖紙)1張,齒輪和軸類零件工作圖(3#圖紙)各一張,設計計算說明書一份(16k紙25頁左右)。內容較多而且設計過程比較復雜,需要把設計出的參數變為具體的結構,要求學生在兩周內完成確實有一定的難度。那么,如何幫助學生順利完成課程設計,如何提高課程設計的質量呢?本文結合多年的教學經驗進行簡單介紹。
1.要求學生重視課程設計。學生往往認為課程設計是一門考查課,比開卷考試還容易應付,無非就是把課程的內容按照一定的順序抄寫一遍,因而敷衍了事,把更多的精力都用在了復習其他課程上,對課程設計缺乏積極性和主動性。部分學生還以查閱資料為幌子逃課、遲到、早退等,甚至同學之間相互抄襲,瞎編亂造,忽略了知識體系的系統性和完整性,結果當然是課程設計質量不令人滿意,故而必須要求學生從思想上重視課程設計。
2.要求教師嚴格管理課程設計過程。教師對課程設計的管理不夠嚴格,不關心學生的出勤率以及遲到早退現象,或者把考勤任務直接交給班干部,而班干部又礙于班級同學的情面,不向指導老師如實匯報出勤率,這就給部分同學提供了鉆空子的機會。課程設計占用兩周時間,教師應該嚴格卡住時間點,比如:第1周,完成執行機構運動簡圖的繪制,完成減速器箱體、以及附件的設計,完成總裝圖的手繪圖,并及時進行檢查,及時改正存在的錯誤,防止學生走彎路;第2周,繪制零件圖,完成設計計算說明書,要求學生按時完成給定的任務,提高他們的獨立工作能力,加深對理論知識的理解掌握,防止個別同學平時不努力做,專搞最后突擊、抄襲。兩周的課程設計結束,要組織學生進行答辯,對于那些回答問題模糊不清,說話支支吾吾、語無倫次,圖紙上漏洞百出的同學要嚴厲批評,要求其認真整改,問題嚴重的同學要重新進行課程設計。
3.要求學生自己動手拆裝減速器。減速器在現代機械中應用非常廣泛,但是大部分學生從來都沒有接觸過,對其詳細結構當然也缺乏感性認識。只有通過實物裝拆,才能使學生對減速器的結構有更加直觀的認識,才能進一步分析減速器中力和運動的傳遞途徑。裝拆的重點是軸系零部件的結構及裝配關系,使學生能夠在設計中結合實際,選擇合適的結構和尺寸,條件允許的話,還可以組織學生去減速器生產廠家參觀或者觀看陳列室。此外,對于箱體的設計也非常重要,箱體結構復雜,其各個尺寸,如箱體壁厚、箱座凸緣厚、箱體深度、軸承端蓋外徑、凸臺高度、外箱壁至軸承座端面的距離等,單憑想象或查資料很難設計,有了實物才容易理解,方便學生繪制總裝圖和零件圖。
4.要求學生重視傳動方案的選擇。傳動裝置用于將原動機的運動和動力傳給工作機構,并協調二者的轉速和轉矩,以滿足工作機對運動和動力的要求。傳動方案的擬定主要包括傳動裝置的選擇、總傳動比的確定、各級傳動比的分配、傳動裝置的運動和動力參數的計算等。傳動方案擬定是機器總體設計的主要組成部分,方案設計的優劣對機器的工作性能、工作可靠性、外廓尺寸等均有一定程度的影響,因此確定一個較優的傳動方案至關重要,需要對各種方案進行仔細分析比較,還要考慮工作環境、載荷平穩性、生產條件等多個方面。當采用幾種傳動形式組成的多級傳動時,需要考慮各級傳動機構的布置順序,各級機構所適應的速度范圍等,還需要考慮各種傳動形式的優點和缺點,如:帶傳動工作平穩,具有緩沖吸振、過載保護等優點,適宜放在高速級,但是它的承載能力較低,結構尺寸比較大;鏈傳動因多邊形效應而存在運動不均勻、有一定的沖擊振動,適宜放在低速級;斜齒輪傳動的平穩性比直齒輪好,承載能力也較強,適宜放在高速級,但是在傳動中會有附加軸向力產生;錐齒輪加工比較困難,一般放在高速級,并限制其傳動比大小,以減小其直徑和模數;蝸桿傳動的傳動比大,傳動平穩,但是效率低,適宜放在高速級,以減小傳遞的轉矩,獲得較小的結構尺寸從而提高效率。
5.重點檢查圖紙中存在的問題。課程設計的兩周結束后,要求學生把設計結果以圖紙和說明書的方式上交,并在答辯時正確完整地回答老師提出的問題。這樣一來,學生就需要完全清楚整個設計過程,并在圖紙上正確表達出來,在說明書中提供有關參數的合理選擇。關于畫圖部分,用到了機械制圖課程中所學的知識,如主視圖、俯視圖、左視圖,“長對正、高平齊、寬相等”,尺寸標注、公差配合、表面粗糙度等內容,學生必須嚴格按照制圖的有關標準去執行。此外還應注意一些容易出錯兒的細節問題,如兩個齒輪嚙合處、螺紋聯接處、滾動軸承處、油標及油塞的位置、軸承端蓋上螺釘的位置、三個視圖的投影關系等。還需提醒學生注意,總裝圖中的尺寸標注主要包括特性尺寸、配合尺寸、安裝尺寸和外形尺寸,其他的尺寸都標在零件圖上;軸承與孔的配合,只標軸的配合性質;齒輪與孔的配合,標軸和孔的配合性質;零件序號的編寫、明細表、標題欄的填寫一定要遵守國標規定;圖中的數字、字母、漢字、符號等也要按照要求書寫。
6.重視答辯與成績評定。答辯是課程設計的最后一個環節,是對學生工作成果的一次全面檢查,通過提問題的方式引發學生思考,幫助他們提高對機械設計過程的理解和認識水平,因此務必組織學生進行答辯。在答辯過程中,可以發現學生設計中存在的問題,要求學生進行改正,提高設計質量。成績評定要采用以答辯為主,參照平時表現(包括出勤情況、學習態度、鉆研精神、遵守紀律情況等),設計計算說明書及圖紙質量綜合評定的方法。
《機械設計基礎》課程設計是教學實踐環節中很重要的一環,是啟迪學生的創新思維、開拓學生創新潛能的重要手段,只有這些工作都做好了,才能保證課程設計的教學效果。
參考文獻:
[1]朱龍英.機械設計基礎[M].北京:機械工業出版社,2009,1.
關鍵詞:機械設計基礎;“1+N”評價體系;教學改革
中圖分類號:G624.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)36-0039-02
“機械設計基礎”是根據教育部頒發的《高等學校機械設計基礎課程教學基本要求》,并適應當前模塊化教學改革的需要而開設的,目的是為了培養厚基礎、強能力、高素質、寬口徑應用型人才,是機械類專業的一門非常重要的專業基礎課程。“機械設計基礎”課程主要包括工程力學基本知識,常用的平面機構基本概念、工作原理和常用的設計方法,各種機械傳動和軸系零部件的設計計算方法等。“機械設計基礎”課程是從理論性、系統性很強的基礎課向實踐性較強的專業課過渡的一個重要的環節,對學生學習專業課程起著承上啟下的橋梁作用,著重培養學生分析選用和設計常用機構、機械傳動裝置和簡單機械的能力,為學生從事機械的研究開發和設計打下必要的基礎。
一、“機械設計基礎”課程現階段的教學現狀
1.教學內容的繁多、知識點專業性強。“機械設計基礎”課程主要介紹工程力學、機械原理、機械設計的各種機械基本概念、基本知識點,這些機械知識點不僅涉及的內容多,涉及面廣,并且在知識結構體系上,是相互獨立、內容零散、孤立的進行介紹。由于課時所限,只能是對于基本知識點以及簡單的實際運用的介紹,缺乏對于機械系統和機器、機構各部分的內部聯系的整體認識,更不用說工程實例的實際應用,這就導致學生對“機械設計基礎”課程內容掌握不夠充分,不利于培養學生對于機械總體設計以及分析的能力。
2.教學模式單一、學習興趣不高。在先修課程的不足之下,用傳統的教學模式已經不能滿足需求了,現在的“機械設計基礎”課程雖然在課堂上加入了多媒體演示教學,但它的知識結構煩瑣復雜,基礎理論內容較多,多圖表、多公式、多原理,內容單調枯燥,信息量大,學生沒有實際的運用和接觸,只會覺得學的吃力,學到的知識沒有及時思考和總結,難以消化。并且課程中的實驗課程開設較少,讓學生聯系課程中的知識點,自己動手做實驗的內容也不多,學生的學習興趣就會下降。
3.考核方式單一、綜合能力評估不足。在“機械設計基礎”課程考核過程中,學生成績的考核評定通常都是采用期末考試成績(70%)、實驗成績(10%)、平時成績(20%)三個部分組成在一起,作為最終的綜合成績。但由于“機械設計基礎”課程是學生接觸到的第一個專業基礎課程,它所培養的是將機械基本理論、基本知識、基本技能和創新思維綜合的多種能力,注重理論聯系實際,體現應用特色,最終使學生成為具有機械綜合設計及分析能力的人才。那么這種簡單評定標準就無法全面反映學生的綜合能力的水平,也不能激發學生學習的積極性。
4.與工程實踐結合少,實際技能得不到綜合運用。“機械設計基礎”的課程其教學目的是培養學生具有分析常用機構的工作原理,能夠進行簡單的機械結構設計,選擇常用零件并對其進行強度計算的能力。這些能力在“機械設計基礎”的課程設計中也有所運用,但現代企業中實際產品、實際案例結合的較少,學生在學習運用中沒有實際的運用和聯想帶入,在以后走向工作崗位時,就會出現學得多、用得少,學得廣、用得不精的情況。
二、“機械設計基礎”的教學改革
針對人才培養對“機械設計基礎”課程的要求,在教學觀念上,將先進性與實用性有機結合,注重“理論聯系實際”;在教學的內容上,以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導,注重強調理論聯系實際,以機械系統結構為中心,內容上相互聯系,結合機械工程實例,加以實際運用;在教學模式上,以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,聯系實際運用的實驗課程和課程設計,改進教學手段;通過新型“1+N”的考核方式,建立新機制下的“機械設計基礎”課堂教學和實踐教學模式,全面提高“機械設計基礎”課程的教學質量。
1.教學內容改革。面向企業需求的“機械設計基礎”課程教學內容分為兩個部分:(1)知識理論部分。由于“機械設計基礎”課程是從理論性、系統性很強的基礎課向實踐性較強的專業課過渡的一個重要的環節,主要介紹工程力學的基本知識,常用平面機構的基本概念、工作原理和常用的設計方法,各種機械傳動和軸系零部件的設計計算方法;在這些原有的理論基礎上,優化整合理論教學內容,對于基礎的機械系統整體認識,在講解過程中輔助運用現在企業的工程實例進行教學,將理論與實際結合,拓寬學生的知識面和眼界。(2)實踐部分由基本的教學實驗、結合企業案例的培訓、針對機械創新設計類大賽進行設計與制作三部分組成。針對不同類型學生而設,從教學實驗、課程設計開始,鍛煉學生運用所學的知識完成設計方案,再針對企業的實例對機構設計和機械設計進行強化和有針對的練習,培養學生獨立思考、學習的能力,以及培養學生的創新精神和創新能力,為參加機械創新設計類大賽奠定基礎。
2.教學模式建設。現代在教學課堂上,教學過程以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,但是運用多媒體教學的缺點就是信息量大,學生在課前若沒有預習,課堂上就無法消化完。這就需要將教學模式進行改革,提高學生的自主學習能力,使之能夠對知識點進行系統地把握,增強學生的學習興趣。
新型的教學模式的內容分為四個模塊,不僅滿足教學大綱對于教學的基本要求,也能讓學生可以系統的學習“機械設計基礎”課程的知識。模塊一,主要還是以老師的教學為主,在教學課堂上,以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,多用機械動畫演示,聯系實際運用,讓學生對復雜的機械機構可以直觀的看到動態演示,并進行記憶,這個是對傳統課堂教學的一種改進。模塊二,主要針對“機械設計基礎”課程中基本知識點散亂,學生課堂上難消化,需要提前預習的問題,在教學模式中設計小型課堂教學,針對于課程中的知識點進行提前預習,由學生自發的組織學習,以及準備上課教案、PPT。由一名代表上臺進行講課,將課堂交給學生,結束后,由學生提問,老師點評,進行輔助的補充。模塊三,基于“機械設計基礎”課程中知識結構的復雜性,需要做到及時的復習,在教學模式中設計出隨堂測試。針對教學中的重難點部分,在老師講課結束后,給出復習時間,在一章結束后,出1~2個練習題,在課堂上,用10~15分鐘讓學生當堂解答。這樣既可以鞏固知識點,也可以讓學生有學習的緊迫感,起到及時復習消化知識點的作用。模塊四,實驗課程和課程設計。在后期的課程設計中,課程設計的內容廣泛,而且所涉及問題的答案不是唯一的,可能有多種方案可供選擇和判斷。所以結合課程設計和具有企業特色的案例就可以更深入的掌握和運用所學的知識。
改革教學模式,增加教學手段,通過新型“1+N”的考核方式,綜合培養學生的應用能力,以此探索與研究應用性人才培養相適應的教學方法與手段,整理并總結出具有專業特色的一流教學內容和方法,將課程的理論和實踐在內容上統一規劃。
3.評價體系建設。改革考核方法,實際上就是針對新型的教學模式,在課堂上,以學生為主體,進行多樣的評價、考核。考核的內容:考勤占5%、平時作業占10%。針對“機械設計基礎”課程中,基本知識點散亂,學生課堂上難消化,需要提前預習的問題,在教學模式中設計小型課堂教學,考核占15%,以及在課程中知識結構的復雜性,需要做到及時的復習,在教學模式中設計出隨堂測試。也就是說考核占10%、實驗占10%、課堂主動回答問題加分、期末考試成績占50%。
這種新型的“1+N”考核模式,加大了行程性考核,需要完善各項目的考核辦法,設計各環節的考核標準和相應的考核表格,形成對基本知識的掌握、實踐技能、團隊合作能力等綜合評價體系。以利于突出應用型、創新性人才的培養,與新型教學模式,相互補充,形成一個有機的整體,完成課程的教學改革。
三、結語
由于“機械設計基礎”涉及的知識點內容多,并且在知識結構體系上,是相互獨立、零散的,缺乏對于機械系統的整體認識以及工程實例的實際應用。針對這些問題通過對于“機械設計基礎”課程的教學內容、教學模式、評價體系的改革,得到改善。
在“機械設計基礎”課程教學改革過程中,還有可以繼續補充和深化的內容。例如,課程設計的題目內容可以進行細化的分類,有針對機械機構的設計以及機械零件的設計;結合具有企業特點的案例,例如走訪蕪湖奇瑞的模具廠,設計院等,對于車身結構、懸架進行設計和分析,以及湖北中航對于汽車內部的座椅進行設計和調試等。結合企業的具體案例,在課堂上進行分析講解,豐富教學改革的內容,在今后的教學過程中不斷改進,以期培養學生自主學習的興趣,增加學生對于機械機構的觸感,培養學生對于機械總體設計以及分析能力,最終達到全面提高學生綜合素質的目的,建立以綜合、設計、創新能力培養為中心的教學新體系。
參考文獻:
[1]王繼煥.機械設計基礎[M].武漢:華中科技大學,2011.
[2]陸萍,宋可總,欒瑩,孟劍鋒.機械設計基礎課程教學改革研究與實踐[J].高等理科教育機械,2006,(1).
1機械設計基礎課程設計的現狀
從教學過程和教學效果分析,機械設計基礎課程設計還存在以下一些問題和不足:
(1)部分學生對課程的重要性及意義認識不足,存在應付“差事”的錯誤態度,缺乏積極性,而且對設計中出現的問題,不能積極主動思考解決方法,反而敷衍了事,導致問題越積越多,設計無法進行。
(2)實驗課時少,學生實踐動手能力缺乏鍛煉所需的時間上的安排和支持。實踐教學條件和內容不完善,學生缺乏參與感,學習興趣不高。受學科發展和實驗室建設經費制約,學校機械類的實驗室一直缺乏,這也造成了學生實踐條件比較匱乏。實踐教學內容也表現單一,實踐方面沒有包含學生應掌握的基本內容。這導致了學生在聽理論講解的時候,只能憑借抽象概念去理解,尤其對于學生來說理解起來就顯得特別困難,學生學了一段時間后就對課程失去興趣。
(3)學生自身基礎較差,對先修課程的綜合應用能力也較差,前后知識孤立,無法活學活用,進行創新設計,特別是機械制圖課程,由于間隔時間較長,許多學生在看圖、讀圖、繪圖等方面都存在一定困難,繪制的圖紙不規范、質量不高。
2機械設計基礎課程教學模式
2.1轉變課程教育理念
為適應應用型本科創新人才培養的需要,我們在本課程的教學過程中進行了如下指導思想上的轉變:首先,轉變教學觀念,樹立以學生為中心的思想,正確認識學生為主體,教師為主導的內涵,充分調動學生的學習主動性、積極性。其次,在課堂教學中,堅持理論聯系實際的學風,把基礎理論與生產實際、設計實踐緊密結合,根據應用性技術人才培養的實際需要,對基本理論以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導,不斷將新技術、新成果引入課堂,開闊學生設計視野。
2.2做好課程內容設計
人們常常以為機械設計基礎課程只是涉及一些機械常識,其實機械設計基礎課程主要是讓學生學會設計,掌握創造性設計思維和設計方法。現在設計的理念已經滲透到各行各業的領域,學會了機械設計,必然可以舉一反三,將設計理念和思維遷移到各個生產和生活領域,啟發人的創造性思維和創造性活動。比如,服裝造型設計,也采用衣片組合方式或各種變異法進行。各種產品設計的設計理念和方法是相通的。聯系起來,就可以調動學生的學習興趣,提高學習效果。
2.3課程設計題目多樣化
在編寫課程設計教材時,可設計多種典型設計題目,明確設計任務及設計步驟,明確設計思路;此外,還可以只給出設計功能要求,讓學生根據自己的興趣選題并擬定結構設計方案在老師的指導下完成設計任務。在學生設計過程中,強化學生設計的思維的鍛煉,如何一步步合理安排好自己的設計以達到機械結構設計的要求;要求學生經常自我總結。
2.4優化課程教學方法
針對常用機構類型多、運動特點復雜和通用零部件類型多、結構復雜,我們常常將教學安排在“機構、機械零件陳列室”中進行,使學生能面對面觀察實物與結構,直接體會有關機構的組成及其運動特點、有關零部件的組成及結構特點,并可進行實際操作,使學生與教師、學生與學習對象之間進行交互式的教學方式,使得學生的學習變得直觀、易懂、高效。此外,應開發課程CAI多媒體課件,制作了課程教學圖片庫、常用機構和通用零部件的三維動畫插播片、錄像片和課程測試題庫等。
2.5加強理論與實踐結合
由于其本身是一門與實踐結合非常緊密的課程,所以教學上也要求采用理論教學和工程實踐相結合的授課方式,在課堂講授中要淡化繁瑣的、過深的、不必要的理論推導和證明,本課程的教學目的就是使學生能夠運用機械設計理論中最基礎的知識和實際經驗來分析工程中問題,并且還要比較熟練地運用這些公式、定理、方法等來解決現實中的具體設計問題。因此,在教學內容上的重點是要真正教會學生完全掌握分析問題和解決問題的思路和方法,不強調公式定理的死記硬背,而是注重如何針對具體問題,找到并運用這些公式、定理、方法等來完成一個實際模型的設計以及零部件選用、分析。通過以上的措施,使教學更符合培養目標的要求,也相應取得了更好的教學效果、學生通過本門課程的學習,盡可能地讓掌握較多的有關機械設計實踐方面的知識。
關鍵詞: 機械設計基礎 課程特點 教學方法 教學內容 考核方式
機械設計基礎課程是高等學校工科非機類專業學生一門很重要的基礎課,其中材料專業、電器專業、工業工程和工業設計,甚至管理類的某些專業等均會學習應用該課程的相關知識。這些專業的學生不具備機械專業相關的基礎知識,進行該課程的教學對于老師和學生都是不小的挑戰。目前對于該課程教學方式已經進行多方面的研究[1-5],對相關課程的教學具有一定的指導意義。筆者根據多年從事機械設計基礎課程教學的體會,分析該課程的特點,然后了解相關專業學生的特長,從以下幾個方面對該課程的教學方式進行探討。
1.機械設計基礎課程的特點
機械設計基礎課程包括機械原理和機械設計兩門課基礎知識的綜合,內容多,知識面廣,主要研究機械中的常用機構的運動副、自由度計算、一些專用術語、通用零部件的工作原理、結構特點及基本的設計理論和計算方法等。
2.相關專業學生的特點
機械設計基礎課程主要是針對非機類專業學生的一門很重要的基礎課,這些專業的學生不需要對機械設計的相關理論和方法深入學習只需掌握構件之間的連接、各種傳動的結構及工作原理等知識。比如對管理類的學生,偏重文科知識的學習,對于首次接觸機械通用零件和常用機構,常常會比較迷茫和不知所措。專業老師也很頭疼,認為很簡單的專業知識,花很長時間講解,學生理解還是很困難。但是機械設計基礎課程涉及的內容在生活中隨處可見,比如一些常用的健身器材四桿機構腳踏器等,無論什么專業的學生在工作和學習中均避免不了會碰到。針對這些情況,根據多年機械設計基礎課程教學的體會,在教學方法、教學內容及考核方式上進行改進,因材施教,從而達到比較好的教學效果。
3.教學方法的改進
(1)激發學生的興趣
機械設計基礎課程的內容對于工業工程和工業設計及管理類的某些專業的學生而言比較枯燥,如何激發學生的興趣呢?首先借助多媒體技術展示一些生活中常見的一些機構比如拖把擠干器、手壓抽水機、飛機起落架、畫板支撐機構和雨傘等每個人都會接觸的常用機構。同時結合機械設計基礎的專業術語講解,學生就相對容易接受和掌握,而且印象深刻。在教學過程中把近幾年湖北省學生機械創新大賽的作品展示給學生,同時講解各種機構設計的巧妙之處,機械設計并不枯燥,也是很有趣的,從而調動學生學習課程的積極性。
(2)加強實驗教學
理論講解對于學生來講過于抽象,常常如墮五里霧中。結合學生情況,多組織學生到機械實驗室參觀各種常用機構和通用零件,對一些常用零件分別命名,使學生走近零件和常用機構,并且認識它們,結合處于東風公司專業廠所在的城市,尋找一些汽車零部件及各種不同失效形式的零件,讓學生有一個感性認識,結合理論知識從專業的角度對失效方式進行總結和講解,使學生感覺學有所用。針對一些常用機構,引導學生多動手,讓一些機構動起來,然后先讓學生尋找原動件,以及運動傳遞路線和執行構件,分析構件與構件的連接方式。結合課本內容老師演示一步一步講解,這樣學生就會學得有意思。
4.教學內容的改革
針對不同的專業學生,提煉關鍵內容,有重點地授課。比如對于工業設計專業的學生,畢業后主要從事工業產品創新設計及相關的服務模式和商業模式設計、平面廣告設計等領域的開發、研究、策劃。對于機械設計基礎課程,學生只需掌握各構件之間的連接、一些常用傳動機構及相關工作原理等知識,因此重點不在各構件的受力分析、具體設計和詳細的理論計算,而是知道生活中有這些機構和通用零件,以及這些機構的工作原理,在具體地進行工業產品創新設計時,在不影響產品的主要功能下,對產品進行有創意的外觀設計。
5.考核方式的改革
對于機械類專業的學生,機械原理和機械設計主要是以閉卷考試的方式進行考核,使學生對理論知識有一個深刻的掌握和理解。但是,對于非械機類專業的學生機械設計基礎課程的考核方式要有所改變。先要明確學生學這門課的目的是熟悉和了解一些常用機構和通用零件的工作原理,具備最基本的機械設計基礎知識。因此在考核方式上可進行如下方面的改革。
(1)課堂考核
當學習一些認為學生需要的知識點時,可課前告訴學生這部分要課堂考核,講解后出一至二個題目讓學生做,交上后,再講一次,以加深學生對知識點的理解。舉個簡單的例子,公交車門開閉機械傳動部分,先放動畫,講解工作原理,指出原動件,以及傳動路線和執行構件和構件間的連接方式,讓學生畫出機構示意圖,并且計算機構自由度,然后交上來,最后把正確的機構簡圖一步一步畫出來進行詳細講解。根據學生所交資料的情況給相應的成績。
(2)課堂討論和講解
當講解到某一個與生活密切相關的零件或者機構,就讓學生自由發言并相互討論。比如火車上常用的拖把擠干器,把照片和工作過程放過以后,問學生坐火車注意到了沒有,有沒有其他形式的拖把擠干器,同時鼓勵學生在生活中要多觀察和思考。同時讓每一個同學準備自己感興趣的知識點給五分鐘時間到講臺上講解。這樣學生由被動到主動學習課本知識,并且鍛煉學生面對多人的敢于表現自己的能力,最后根據學生的表現情況給出成績。
(3)制作模型
讓學生根據觀察分析生活中的常用機構,制作實物模型,這讓學生興趣很高。特別是工業設計專業的學生,盡情發揮專業特長,制作出各種各樣形狀和不同顏色的作品,而且具備機械常用機構的功能。這比一些機械專業的學生做的還要精致和漂亮。而且不同專業,不同的思維方式,常常誘發學生不同的創新思維。根據作品情況給一個成績。
(4)開卷考試
利用最后一節課,出幾道題,開卷考試并結課。結合幾部分考核,給一個綜合成績。
6.結語
通過對機械設計基礎課程特點及學生的專業特點進行分析,從教學方法、教學內容和考核方式上進行改革。在具體的教學實施過程中,激發學生的興趣,發揮學生的特長,提高學生的能力。因此,教育工作者要不斷探索出更多適合學生的教學方法,切實提高該課程教學質量,培養學生的工程意識,使所培養的學生更貼近、滿足社會的需求。
參考文獻:
[1]趙海賢,孫占剛.工業設計專業《機械基礎》課程改革與實踐[J].承德石油高等專科學校學報,2014,16(1):39-42.
[2]閆存富,孔令云,張崇杰.機械設計基礎課程設計教學研究[J].中國電力教育:2014,297:125-126.
[3]張珂.機械設計基礎課程數字化設計能力培養的教學改革思考和探討[C].第二屆心理學、國際會議管理和社會科學國際會議,2014,31:35.