时间:2023-09-14 17:43:23
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械原理知识点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、多媒体技术在中职机械教学中的应用价值分析
机械是中职学校中的一类热门专业,旨在培养学生的机械结构设计与维修水平,进而为企业发展提供重要的人才支撑。纵观当前机械制造业的发展趋势,行业水平在不断提高,规模也在不断扩大,对机械类人才的需求量在不断增加,因此,加强对机械类人才的培养很关键。中职机械专业课程中涉及的概念、原理与专业术语较多,给学生学习带来一定的难度。此外,传统的中职机械教学模式选择不当,课堂教学以教师为中心,忽视了学生的主体地位,与机械专业课程的实践性特点相偏离,进而导致机械教学效果不理想。为改善当前中职机械教学的现状,应将多媒体技术应用到机械教学中,充分考虑学生的喜好与兴趣,借助多媒体平台实现对机械零部件的构造、原理与运行状态等进行直观、具体的展现与模拟,这是提高机械课程教学效果的重要方式。多媒体能制作PPT,能将机械课程学习的知识点与基本架构进行明确的展示,同时,还可添加相关的图片、音频与视频文件等,以达到辅助教学的效果,能让学生通过观察图片、视频动画等将难度大的知识点简单化,便于学生对机械原理、基本构造等加以理解。此外,还能凭借动画手段来模拟整个机械设计、制造与修理的具体操作手法,能让学生更为直观地学习到相关知识点,产生学习与模仿的兴趣,利于提高机械教学质量。
二、中职机械教学现状分析
中职教育是技能型人才培养与输出的重要渠道之一,以培养职业性、专业性人才为目标,为机械制造业提供相应的人才资源。从当前中职机械教学的现状来看,课堂教学方法以灌输式为主,一些机械结构、运行原理图等的展示,也以教材为主,且以教师讲授为主,学生的实践与课堂参与机会较少,久而久之,学生会对机械教学失去兴趣,进而影响机械教学质量。此外,中职院校资金紧张,相关的教学器材、设备数量较少,无法满足教学需求,也是影响教学质量的一个重要因素。从中职机械教学的基本情况来看,学生的主体性未能得到凸显,机械类实践操作较少,仅仅凭借理论知识点灌输是无法得到理想教学效果的。
三、多媒体技术在中职机械教学中的应用
1.结合机械教学内容,精心选择课题
开展中职机械教学,将多媒体技术应用其中,必须做到科学、规范,不是所有的选题都适合运用多媒体技术进行教学。在实施机械教学时,应结合机械教学课程的特点与难易程度,精心选择课题,一般都是语言难以表述、过于抽象、难以理解的知识点等,才会利用多媒体技术的图片与视频动画效果来进行知识点的呈现,能将多媒体技术的优势发挥到极致,既能提高教学质量,还能凸显多媒体技术的应用价值。若一些知识点没必要运用多媒体技术,则无需使用多媒体设备,否则会浪费时间,且教学实效性也不强。例如,在学习中职机械专业课程关于“渐开线齿轮转动”的知识点时,该项知识点理解起来有点难度,在渐开线性质、形成情况等方面,仅仅依靠教师的语言表述是无法实现的。若依靠简单挂图的方式来进行讲授,会让学生的思维较为模糊,一头雾水。此时,可利用多媒体课件对渐开线性质、形成过程、齿轮转动情况等进行直观、生动的展示,借助Flas对渐开线齿轮转动的过程进行模拟,特别是渐开线压力角、受力状态等内容,只有这样才能让学生深度了解与掌握渐开线的概念、性质与形成过程等知识。
2.融入情境化元素,以增强教学吸引力
中职学生正处于青春期,其心智与思维等尚未发育完全,对一些新鲜、热门物件等都充满好奇。开展机械教学时,应结合中职生的基本特点,利用多媒体技术来创设一定的趣味情境,将机械相关知识点融入到情境之中,学生在情境中体会与学习机械专业知识点,这样知识点接受起来更容易,且知识点接受速度更快,还能对学生产生吸引力,利于机械教学水平的提高。需注意的是,在情境设置时,应具备职业特色与职场特色,模拟机械制造业的真实场景,让学生参与其中,开展机械零部件重组、故障修理等操作,为未来学生步入职场环境进行预热。例如,在学习中职机械专业课程关于“组合体的三视图”时,为让学生直观地了解三维状态下组合体,正确地画出三视图,教师应设置职场环境,制造部需要根据设计图样来确定螺母与螺丝的规格,以“螺丝与螺母”为任务,让学生扮演设计者的角色,先画出该组合体的三视图,教师充当设计图样验收与审计人员的角色。在画三视图时,部分学生的抽象思维较差,仅仅能观察到二维状态的画面,无法获取三维立体状态的画面。此时,可应用多媒体动画技术来实现三维空间展示,能让学生直观、具体地观察到三维状态画面,进而画出正确的三视图。
3.选择电子案例,开展职业素质培训
中职机械教学的实施,在应用多媒体技术的同时,还应渗透一定的案例教学法,将案例教学与多媒体技术相结合,形成电子案例,借助电子案例来实施教学,能激发学生的学习兴趣,产生机械知识点探究与学习的动力。此外,电子案例都是职场案例,职业性强,在展示电子案例时,能让学生对职场环境、工作内容、职责等有一个初步的认知。例如,在学习中职机械专业课程关于零部件组装的知识点时,教师可借助电子平台对零部件安装的视频进行展示,此时,学生会意识到自身能力与职场要求的差距,让学生产生学习的动力。
四、小结
就目前中职机械教学现状来看,教学效果不理想、教学质量不高是突出问题。针对此类问题,中职院校应给予高度重视,加强设施建设,增加在教学设施上的预算,或者当地政府部门给予一定的经济支持,以减轻中职院校的经济负担。多媒体技术在中职机械教学中的应用,符合中职学生的兴趣与爱好,能调动学生参与课堂学习与实践的兴趣,可营造健康愉快的课堂环境,与此同时,还可将小组合作、案例教学、项目教学法等渗透其中,强调对学生职业素质的培养,符合中职教育的宗旨与目标。
参考文献:
[1]周春芹.论多媒体展示在中职机械教学中的应用[J].才智,2016(19).
[2]聂君.浅谈多媒体技术在中职机械专业课程教学中的应用[J].时代教育,2015(24).
[3]陈恒贵.多媒体技术在中职机械教学中的实践应用[J].科学中国人,2015(24).
【关键词】机械专业;自动控制原理;教学改革
自动控制原理是机械类专业一门重要的专业方向基础课程,是控制类课程的核心,该课程与机械工程实际密切相关,课程教学中必须与机械类专业其他课程联系起来,要让学生对该课程引起足够重视,使该课程成为机械类专业后续课程的重要基础。为了掌握塔里木大学机械类专业学生在学习自动控制原理课程中的各种问题,也为了获得学生对该课程的意见和建议,帮助教师选取更实用的教学内容、采用合适的教学方法等,提高该课程的教学质量,帮助机械类专业学生学好这门重要的控制类基础课程。为此,对塔里木大学机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类本科专业学生进行了自动控制原理课程的问卷调查,通过问卷调查发现学生在该课程中的各种问题,教师以此为重要依据,来进行课程教学改革,努力提高课程教学效果。
一、问卷调查的实施
(一)问卷调查内容的拟定。
结合机械类专业自动控制原理课程实际,设定如下的调查题目:大家认为学习自动控制原理课程的重要性如何?大家在学习自动控制原理课程时,遇到的最大问题是什么?大家认为自动控制原理课程中最难理解的是哪些知识点?大家的自动控制原理作业是如何完成的?大家在学习自动控制原理课程时,最感兴趣的是哪些内容?大家希望在自动控制原理教学中教师采用哪种教学方法?大家学完自动控制原理课程后最大的感受是什么?大家自己是采用哪些学习方法来学习自动控制原理课程的?请大家列出学习自动控制原理的收获?请大家列出对自动控制原理课程的意见和建议?以上这些调查题目,针对不同内容,有的给出了选项供学生选择,有的是让学生自行根据实际填写,通过问卷调查,充分挖掘学生在自动控制原理课程学习中的各种问题。
(二)问卷调查的发放和回收。
通过对机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类专业已经学过自动控制原理课程的班级发放问卷调查,问卷采用不记名的形式,由学生自行根据自己实际情况如实填写。三个机械类专业各发放30份调查问卷,一共90份调查问卷,教师督促学生全部交回调查问卷。
(三)问卷调查的分析。
1.课程重要性认识方面。
大部分学生都明白自动控制原理课程的重要性,都懂得该课程是机械类专业控制类课程的基础,都能从心底里引起足够重视,只有很少一部分学生感觉该课程理论性太强,感觉好像在学数学,对于数学基础薄弱的这些学生来说,对该课程重视不够,甚至对该课程有抵触情绪,总的来说,大多数学生能重视这门课程,有学好该课程的强烈愿望。
2.课程学习中遇到的最大问题。
大部分学生表示,该课程学习中遇到的最大问题是课程对数学知识要求很高,学生在学习该课程时,必须先要翻阅数学课本,重新温习微分方程、函数、向量、拉普拉斯变换、拉普拉斯反变换、傅里叶变换、复数、矩阵等数学知识,所以数学基础薄弱的学生在学习该课程中,往往由于数学的问题,导致该课程上课时听不懂,跟不上老师的节奏,久而久之,就放弃了该课程。还要相当一部分学生反映,在该课程学习中遇到的问题还有结合图形分析,该课程的教学中,很多知识要通过图形讲解,分析问题也要涉及到画图,很多学生厌烦画图,所以学生感觉图形分析也是本课程的难点之一。
3.课程最难的知识点。
大部分学生表示,自动控制原理课程中根轨迹分析是课程最难的地方,因为根轨迹分析法比较抽象,概念不好理解,首先要画出根轨迹图才能进行分析,画根轨迹图必须要熟悉大量的绘制根轨迹的规则,学生对这些绘制法则比较模糊,理解不透彻,导致很难画出准确的根轨迹图,会影响对系统的分析。还有一些学生认为该课程另外一个比较难的知识点是系统的设计与校正,设计的步骤学生好理解,关键是系统设计中用到校正,学生不易理解校正的具体应用。
4.课程最感兴趣的内容。
学生普遍对该课程中自动控制的应用最感兴趣,学生普遍关注的是自动控制系统如何运行的,如何发挥出自身优势,如何能减轻人的劳动力。学生对自动控制的应用充满无限遐想,心里想着,生活中哪些方面可以想办法引入自动控制,以提高效率,减轻人的劳动。
5.期望采用的教学方法。
考虑到自动控制原理的图形多、公式多、分析方法多等特点,学生们普遍表示,该课程的教学中不能教师在课堂上满堂灌地讲概念、推导公式、介绍各种系统分析方法等,必须要采取新颖的教学方法,才能提高学生的学习兴趣,学生普遍表示,教学中要多举实例,每章结束后要及时总结,希望教师把每章的知识点能进行梳理,可以采用微课的形式对每章知识点进行视频表述,方便学生业余时间观看学习,在该课程的实验中,要改变单一的传统实验模式,可以在实验中引入仿真,这些新颖的教学方法,可以为学生营造轻松的学习环境,提高学生的学习积极性。
6.课程学习方法。
大部分学生表示,学习该课程主要靠课堂上听老师讲解,大部分学生课后只是完成教师布置的作业,作业完成以后就不再看书,对该课程的学习投入不够。将近一半的学生能进行课前的简单预习,极个别学生课前根本不预习。课程作业基本都是按照教师讲的解题方法或者参阅教材上的例题,按部就班完成任务,很少深入思考,极个别学生作业不会做,也不认真思考解决,为了完成任务而抄同学作业。
7.学完课程的收获。
学生普遍表示,学完自动控制原理课程,懂得了自动控制的概念、组成、类型、应用、要求等,明白了自动控制的重要性,特别是对于机械类专业的学生,非常有必要学好自动控制原理课程,因为很多的机械设备在工作中离不开自动控制,所以必须了解自动控制的最基本内容。学完该课程,了解了自动控制系统的分析方法和设计步骤,也学会了基本的判断自动控制系统能否稳定的方法等。学生在脑海里能把机械工程实际和自动控制联系起来,树立了机械工程背景。
8.对课程的意见和建议。
大部分学生建议该课程教学中,教师不能只讲课本理论知识,要多介绍自动控制在机械工程中的具体应用,要把该课程与机械工程实际结合起来,要多讲解自动控制案例,在课程教学中要利用好板书和多媒体,两者要良好结合,在课程实验中增加最新的仿真软件,来学会用计算机辅助系统的分析和设计,在教学中,教师要多把自动控制系统的前言知识和科研成果与课程内容联系起来,扩展视野。
二、自动控制原理课程教学改革的实践
针对在问卷调查中分析总结的问题,结合教师从事自动控制原理课程的经验,对机械类专业自动控制原理进行教学改革,以此提高该课程的教学质量,帮助学生学好该课程,为学生后续的专业课学习打下好的基础。
(一)课堂教学采用案例讲解和微课教学模式。
在该课程教学中,教师多查找机械工程实例,把课程知识与案例联系起来,为学生的学习树立机械工程背景,引起学生对课程的重视和学习热情。针对学生对每章知识点把握不准,在课堂教学中引入微课辅助,把每章重要的知识点制作成微课,学生对微课很感兴趣,除了在课堂上每章结束给学生通过微课总结,学生也可以利用课余时间观看微课视频,方便学生随时学习。在课堂教学内容方面,要针对学生学习该课程中遇到的困难,对难的内容要反复讲解,教学中要及时给学生补充复习数学知识,在学习方法上,要给学生正确引导,要让学生每次必提前预习,特别是涉及到数学知识时,要求学生课前必须先预习回顾数学知识,做到课堂听课时心中有数,能跟上教师的讲解节奏。要重视课程的作业,及时布置典型作业题,及时批阅,及时讲解作业题中发现的问题,使作业成为检验学生所学的重要依据。
(二)实验教学中增加系统仿真。
要改变传统的实验台接线验证实验原理的简单实验模式,在自动控制实验中增加计算机仿真,给学生提供新颖的实验模式,提高学生实验兴趣,让学生学会用计算机仿真来进行系统仿真分析和设计。
三、结语
通过在机械类三个专业学生中进行自动控制原理课程问卷调查,能更好地发现学生在该课程学习中遇到的问题,及时听取学生对课程的意见和建议,以此来进行课程的教学改革,一切为了学生,不断提高教学质量,帮助学生学好该课程,为学生后续的机械专业课学习打下好的基础。
【参考文献】
[1]买买提热依木•阿布力孜.民族班“自动控制理论”课程问卷调查及教学改革[J].电气电子教学学报,2012,2:23~24
关键词:机械制图 教材编写 零件图 中职学生
近年来,在国家的大力扶持下,中等职业教育正快速地向前发展,中等职业学校的教材改革已纳入到人才培养模式的改革创新之中。机械制图教材也正在试图打破标准过时、内容陈旧、贪大求全的编写模式,进而探索教材编写的创新之路。笔者结合自己多年的教学实践,谈谈几点看法,希望和同行共同探讨。
一、教材的编写要立足于课程的服务对象
中等职业学校机械制图课程的任务应该是:掌握绘制机械图形的规则(即国家标准);培养学生的空间想象能力、分析能力和表达能力;培养学生识读和绘制零件图的能力。教材编写要紧紧围绕这些任务进行。
教材内容的安排要打破传统陈旧编排模式,以三视图作为入门知识,以徒手绘图作为知识引导,充分满足中职学生对机械制图的幻想和希望,激发他们的学习兴趣。将学生领进机械制图知识的大门后,再以国家标准规范其作图,加强学生对机械制图的认识。
二、教材的编写要以识读零件图为中心
教育部《关于全面推进素质教育、深化中等职业教育教学改革的意见》中提出,中等职业教育培养目标是“在第一线工作的高素质劳动者和中、初级专门人才”。作为在第一线工作的操作人员,识读零件图是其必备的基本技能,教材的编写必须要以零件图为核心安排教学内容。
规范的零件图应包含四项基本内容:一组图形、全部尺寸、技术要求以及标题栏。这四项基本内容涵盖了机械制图的大部分知识点。
1.一组图形确定了教材的基本内容
对机械加工的操作者来说,零件图的这四项基本内容没有轻重之分,它们都是制造和检验工件的重要依据。但对于正在求知的学生来说,若要能看懂零件图,则必须要从绘制图形开始学习。
零件图中的一组图形是指能够完整、清晰地表达零件各部分内外结构形状的图形。若要完成这样的图形,教材的编写必须在《机械制图》《技术制图》国家标准的基础上,按照投影作图原理、视图、剖视图、断面图、常见工艺结构画法以及标准件常用件的规定画法等等的递进秩序,编排必要、够用的内容。其中投影作图原理既是入门知识也是后面各种绘图方法的基础,它的引入直接关系到初学者对本课程的关注度及持久学习的热情,要加大它在教材中的篇幅。
2.尺寸标注要出现教材的重要知识点
尺寸是零件加工的直接依据,是零件图中指令性最强的部分。全部尺寸确定了零件各个部分之间的形状、大小和位置。尺寸标注是机械制图中的难点内容,它的编排要由浅入深地出现在知识点的递进处,并逐步被后面的知识所利用,以达到贯穿整篇教材、使学生能随时识读的目的。通常在五个知识点处安排尺寸标注:在投影作图原理之后编排尺寸标注初步知识;在平面图形画法和基本几何体画法之后安排简单图形的尺寸标注;在组合体部分开始介绍国家标准中有关尺寸标注的规定;到了零件图部分再按照国家标准中的规定标注法去规范零件图中的尺寸标注。
3.技术要求要作为独立课题出现在教材中
技术要求是零件质量的保证。影响零件质量的因素有尺寸公差、表面结构、几何公差、热处理方式等等。国家标准对这些因素都有专门规定,有的用符号表示、有的使用数字范围表示。教材中对每个因素都要设置独立的课题,强调这些技术指标符号的画法、含义和标注,以便使学生对此足够重视。
4.标题栏是零件各种信息的落脚点
标题栏是零件图中必不可少的内容,它记录了零件的名称、材料、比例、制图时间,以及制图单位和相关责任人等信息,以表格图线形式出现。它可放置在教材中图线的画法部分作介绍,最后在零件图中再作强调。
三、教材的编写要学以致用
中等职业教育的指导思想是“以就业为目标”“学以致用”。教材的编写要贯彻这一宗旨,以识读零件图为主线,合理有序地安排课程的知识点。基础部分强调投影作图,打下看懂零件图的良好基础;应用部分强化零件图的概念,每个知识点都以机械图样为引入,使学生明白自己要学的是什么、用在何处。
总之,教材是为学生服务的,教材的编写要渗透“培养”的理念,机械制图教材的编写要围绕零件图进行。
参考文献:
关键词 机械制造技术基础;实践能力;课程改革
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)20-0142-02
1 前言
机械制造技术基础是目前我国机械类专业本科期间普遍开设的主要专业课程。课程主要包括机械加工工艺、金属切削原理与刀具、金属切削机床、机床夹具、机械零件加工质量分析与控制等几个主要部分[1],旨在加强学生对机械加工工艺、机床、夹具以及刀具等机械加工中的常识性知识的理解,使学生具备一定的分析和解决机械加工中实际问题的能力,并且初步具备解决加工现场工艺问题的能力,为以后实际工程问题的解决奠定基础。机械制造技术基础课程在整个机械设计和制造及生产过程中都占据着重要地位,该课程实践性强,涉及知识面广,因此,机械类学生必须具备一定的实践能力。
2 当前教学模式
目前的机械制造技术基础课程的授课模式仍然是以传统的课堂讲授为主。对于抽象知识,通常使用图示和多媒体教学的方式辅助学生理解。在本科教学方式还不成熟的时期,灌输式教学是必然的选择,亦是无奈的选择。灌输式的教学方式可以最快地使学生熟悉大量的知识点,了解繁复的制造技术。但是现在若仍采用灌输式教学,则难以继续满足该门课程的教学需求,更难以培养出能做到学以致用的机械类人才[2-3]。
首先,灌输式教学无法使学生直观地理解课程中大量的抽象概念;
其次,该种教学模式难以激发学生的学习热情;
最后,一味地由教师在课堂上讲述而脱离了生产实际,将会使得学生在参加工作后无所适从,不能真正理解自己的工作内容[4]。
3 关于机械制造技术基础课程改革的讨论
机械工程是一门理论与实践并重的学科,教学必须要以实践为出发点和落脚点。在教学过程中应当从实践出发,引导学生参与课程,而最终的目的是要培养出具有解决实际问题能力的优秀机械人才[5]。显然,当前的填鸭式教学模式难以充分实现这一目标。因此,下面结合对该门课程的教学经验,探讨关于机械制造技术基础课程改革的一些观点。
机械制造技术基础课程是对原来的“机械制造工艺学”“金属切削机床”“金属切削原理与刀具”和“机床夹具设计原理”4门课程的教学内容进行重新集成、整合和更新,导致目前课程学时相对少、内容多,理论与实践分离,使学生难以真正地理解课程内容。由于课程的特殊性,机械制造技术基础是无法脱离实践而进行教学的,然而现在普遍的教学方式都是由教师在课堂上讲授课程,缺少实践环节。
应用型的本科教育既不是培养传统的技术工人,也不是培养主攻理论的科研人员,而是致力于培养一种介于二者之间的人才,既具备理论基础,又具备解决实际问题能力的工程技术人才。因此,机械制造技术基础课程不能脱离实践,而应该同实践紧密结合。
在授课形式上,应当有充分的课时引导学生利用学校资源参与实践。仅以金属切削为例,对于刀面、切削刃等较为直观、容易掌握的知识点,通过图示或多媒体的教学方式就可以使学生得到充分理解;但是对于诸如不同的切削用量对加工表面质量究竟会造成何种影响等更为感性和抽象的知识点,没有亲自的实践和现场观摩是难以得到深刻理解的。
4 关于机械制造技术基础课程改革方案的实施
由前述讨论可知,机械制造技术基础课程需要安排一定量的实践课时,以实现理论与实际相结合的教学效果。实践课程至少要占到总课时的1/3以上,有条件的学校甚至可以考虑将比例扩大至1/2左右。以下是结合教学经验提出的机械制造技术基础各个部分实践课时具体内容的实施方案。
金属切削与磨削加工 在实践课时中让学生亲自体验各种成型方法的工作方式,加深对各种成型方法的理解;让学生直观地感受不同的切削和磨削用量对表面质量的影响,以及不同的刀具材料和几何参数对加工表面质量的影响;如果教学条件不足,可以由教师选择较优和较劣的方案分别进行加工以节省成本和时间。
机械加工工艺规程的制订 工艺规程的制订是一项需要长时间积累的工作,然而当前的教学中关于工艺学的部分更注重理论授课而缺乏实践操作。在理论课程讲授完之后,可以让学生在课下完成某个工件的工艺规程的制订,并在实践课时中让学生按照自己所编写的工艺规程进行加工,通过实际操作切实感受到不同水平的工艺规程对加工效率和加工质量的影响,加深对工艺规程的理解,了解工艺规程的制订在机械加工中占据何种地位,工艺规程的优劣对机械加工将会产生何种影响。同样,如果客观条件无法满足每个学生都实际参与加工,可以由教师选择较优和较劣方案分别进行加工。
机床夹具 机床夹具种类繁多,仅靠图示难以表述清楚,而类似三爪卡盘等较大夹具难以拆卸,不方便在课堂上展示,具体的工作原理仅靠课堂讲述也难以表达清楚。在实践课时中,可以让学生亲自体验各种机床夹具的夹紧定位方式,更能加深对六点定位原理的理解,使学生可以切实地理解到每一个定位点是如何限制工件的自由度的,而过定位、欠定位和不完全定位在工件的定位中又是如何产生不同的影响的。也能使学生直观地观察到各种典型的定位方式,理解它们各自的优缺点。
关于其他知识点的实践课时安排 在机械制造技术基础课程中,有一些理论性较强或是需要大量的实验数据支持的知识点,如机械加工质量的影响因素及控制,机器装配方法的选择及确定。这些知识点或者是研究性较强,不适宜在本科教育阶段深入讨论;或者是需要大量的实践经验,而这种经验在本科阶段也难以获得。因此,这些知识点并不适宜于安排过多的实践课时,但是安排一定的实践课时仍然是必要的。
掌握一定的理论性较强的知识,可以激发学生的科研兴趣。机械工程作为一门建立在实践基础上的学科,科研需要大量的实验数据作为支撑,在本科教学中有意识地引导培养学生的科研能力,可以帮助学生发掘自己的兴趣,为以后的择业或深造做好准备。
掌握一定的经验性知识,可以使学生在日后的工作中具备一定的管理生产的能力,而参与生产管理是机械类本科教育的目的之一。因此,在教学过程中应当有意识地使学生了解并参与到整个生产过程中去,为日后的工作打下坚实的基础。所以在教学过程中对于这些知识点仍然需要安排一定的实践课时。
关于先进制造技术单元的实践课时安排 当下在本科教育中对于先进制造技术涉猎甚少,这样是不利于培养出优秀的、现代化的机械工程师的。对于本科生的教育,要能做到立足基础、放眼未来,对于前沿的、先进的技术不能忽略,而是要由教师引导学生去关注了解。充分利用学校实验室的便利条件,让学生了解到最前沿的制造技术,既可以为国家培养更高级的机械人才做准备,也可以激发起学生的学习和科研热情。
关于机械制造技术基础考试方式改革的设想 在教学中经常见过所谓“高分低能”的学生,该类学生在理论考试中可以获得优秀的成绩,但是在实际解决问题中的表现并不尽如人意。在本科生教育中,关于理论知识的考查固然重要,但是对于实际操作能力的考查也不能轻易舍弃。因此,在机械制造技术基础的考试中可以采用理论与实际操作按不同比例参与最终分数的评定方式,具体比例可以依照各学校不同的课程安排和实际情况适当调节。
5 总结与展望
机械工程作为工程学的一大分支,需要建立在坚实的实践基础之上。而当今我国机械类的本科教育过于偏重理论而忽略实践,是一种本末倒置的做法。机械类的课程应当走出教室,回归到实践当中去。这种想法不止局限于机械制造技术基础这门课程,同样适用于整个机械大类乃至于整个工科类的课程。对于目前的教育模式,应在理论教学中适时、适量地穿插一些实践学时。因此,通过该教学改革方法的实施,可为社会培养出合格的、能够学以致用的机械类人才。
参考文献
[1]朱立达,巩亚东,史家顺.基于数字化建模与仿真的“机械制造技术基础”课程改革与应用[J].中国新通信,2015(7):108-109.
[2]中国机械工程学科教程研究组.中国机械工程学科教程[M].北京:清华大学出版社,2012.
[3]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)[M].北京:人民出版社,2010.
关键词:机械专业课;教学有效性;策略
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)20-384-01
机械专业课有很强的综合性、实践性和技术性。其涉及的知识面非常广,理论概念抽象复杂。在理论教学过程中,经常会产生这样一些问题:教师在讲一些基本的概念,学生要么东张西望、心不在焉,要么睡倒一片;而在讲一些结构原理的时候,有的学生打起精神想听却又听不懂,跟不上课堂的节奏。要解决机械专业课教学过程中的这些问题,其核心就是要提高教学的有效性,让学生学得明白,教师教得愉悦。下面笔者从三个方面来探讨提高机械专业课教学有效性的策略。
一、教学目标的制定要科学
教学目标是指教学活动实施的方向和预期达成的结果,是一切教学活动的出发点和最终归宿。教学目标的制定是否科学合理直接影响教学的有效性。
1、以专业培养目标为依据 每种专业都有专业培养目标,专业设置下的课程要体现课程在专业培养中的地位和功能,尤其要注意同一门课程在不同专业课程结构中地位和功能截然不同。如,机电类专业和自动化专业中都开设《机械制图》这门课,机电类专业学生需要能识读和绘制中等复杂程度机械零件图和装配图,而对自动化专业的学生的要求则没有那么高。
2、以学生的学习基础和学习能力为前提 不同学校的学生学习基础和学习能力不同。对于职业学校的学生来说,他们大多学习基础较差,学习能力较弱。在制定教学目标时,应该充分考虑学生的这些学习特点,遵循学生的认知规律,由浅入深,层层递进。
3、以可操作性原则为指导 在传统的教学目标制定时,喜欢用“了解、理解、掌握、应用”等字眼来描述教学目标。这些词语的可操作性显然不强,对于教学效果的评价也比较困难。所以科学制定教学目标就是要使教学目标呈现尽可能显性化、行为化和可操作化。比如在描述教学目标时, 可以将“了解”改为“说出、辨认、背诵”等,将“理解”改为“解释、推断、区分、归纳”等,将“掌握”改为“撰写、检验、推导”等,将“应用”改为“加工、安装、检测、调试”等字眼。
二、教学内容的组织要合理
对于专业课教学,最重要的莫过于教学内容的组织。也即是要解决“教什么”、“怎么教”的问题。
1、教学内容的选择 “教什么”也就是指教学内容的选择。对于机械专业课而言,每堂课的内容都很多,包含的各种知识点也众多。如何从这众多的知识点中选择最有价值的内容传授给学生是教学内容组织的重要环节。一般来说,教学内容的选择应该具有先进性。教学内容要及时反映行业发展的新材料、新工艺、新技术、新方法以及职业岗位中的新要求和新标准,对教材进行适时灵活处理和优化。
2、教学内容的呈现 “怎么教”是指教学内容的呈现方式。选对了教学内容而没选准教学内容的呈现方式,极有可能导致教学过程的无效。所以教学内容的呈现必须具有规律性。比如将教学内容编排成一个一个的项目,通过解决项目中遇到的一个个问题来将知识、技能和职业规范有机融合,这种呈现方式学生易于接受。通过对项目的完成,还可以增强学生的学习积极性和成就感。再比如教学内容可以以问题的形式加以呈现,通过问题激发学生的学习欲望,以问题引导学生独立思考,以问题构建知识脉络和逻辑架构,从而改变传统的“填鸭式”教学。教学内容的呈现往往能够促进学生积极学习、主动思考。
三、教学方法的选择要有效
教学方法丰富而多样,在选择教学方法时要考虑学生的易接受性,要考虑如何调动学生的积极性和主动学习性。教学方法是否得当直接影响教学的有效性。在课堂教学中,应该避免仅使用某种单一教学方法,而应根据所教内容的不同选用不同的教学方法,多种教学方法并用。下面探讨机械专业课教学时可以借鉴的教学方法。
1、利用多媒体辅助教学 机械专业课教学中,经常会涉及机械结构和工作原理教学。由于机械结构和机械原理都比较复杂,采用讲授法教学学生很难理解,而且也很费时。如果借助多媒体,制作一些动画,能够更加直观地引导学生理解一些复杂的结构和原理。比如像汽车发动机工作原理就比较复杂抽象,学生很难理解发动机是如何工作的,这时如果借助多媒体,给学生放上一段发动机工作原理的视频,形象而又直观,想必会事半功倍。
2、善用实物演示教学法 对于机械零部件的教学,如果能用实物或者模型进行直观教学,学生接受起来会容易得多。比如讲齿轮的各种参数,如果能借助一个真的齿轮零件来讲解,学生的积极性以及教学的有效性会大大提高。再比如对车刀各种角度的理解,如果仅仅是照本宣科,绝大多数的学生都可能是一头雾水。但是如果可以借助车刀的实物来说明其各种角度,学生的学习效率会提高很多。
3、巧用讨论教学法 在教学过程中,穿插使用讨论教学法,能极大地提高学生的主观能动性、学习积极性和学习效果。课程中的某些知识点,用传统的讲授法虽然可以实现,但是整个课堂缺乏生机和活力,学生的自主学习积极性不高,有时候还可能导致教学无效。比如在机械专业课中会开设一些软件应用课程,如果教师对着软件一讲到底,学生未必能够接受。倒不如放开手,让学生自己去摸索,去讨论。遇到问题,通过学生的相互讨论来解决问题。这种讨论教学法能够让学生对于问题中涉及的知识点掌握得更加牢固。
综上所述,在机械专业课教学过程中,若能做到科学地确定教学目标,合理地组织教学内容,有效地选择教学方法,则教学效果必然会大大提高。
参考文献:
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关键词:行星轮系 内摆线轨迹 滑移齿轮 旋转舞台 教具
中图分类号:TH132.4 文献标识码:A 文章编号:1003-9082 (2017) 04-0119-01
引言
在实际机械中,为了获得大传动比或变速、变向,往往需要用若干对齿轮组成轮系来实现。根据轮系运转时各齿轮的几何轴线位置相对于机架是否固定,轮系被分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系[1]。这些轮系不但在机械设备中有广泛的应用,也是《机械原理》类课程的重点内容。但是长久以来,在课堂上讲解这些传动机构原理时,教师往往仅凭借一张张机构简图向学生作介绍,抽象而不直观,不便于学生理解。虽然很多高校都针对课程内容购买了相应的教具,但是总的来说形式单一、缺乏趣味性,难以激发学生的学习兴趣。因此,设计并制作了一种以旋转舞台为表现形式的新式轮系教具。
一、“旋转舞台”教具的结构原理
旋转舞台教具的基本原理是当一个动圆内切于一个定圆,动圆沿定圆内做纯滚动时,动圆上任意一点的轨迹曲线称为内摆线[2~4]。例如,当定圆直径与动圆直径之比为3:1时,两圆切点的轨迹曲线如图1所示。
一对标准内啮合齿轮就可以看作是小齿轮在大齿轮上做纯滚动,此时小齿轮分度圆上的点就可以走出内摆线轨迹如图2(a)所示,而且选取小齿轮上不同点,能够得到千变万化的运动轨迹。例如:如果选定的点在分度圆以外,则该点走出的轨迹称作长幅内摆线,如图2(b)所示;如果选定的点在分度圆以内,则该点走出的轨迹称作短幅内摆线,如图2(c)所示。
根据行星轮系的上述特点,结合旋转舞台的表现效果,设计由三个行星轮与大齿轮内啮合的形式,如图3所示,并且大齿轮直径是小齿轮直径的3倍。
在三个行星轮上按照分度圆上、分度圆外和分度圆内三个不同区域的点(A、B、C)安装跳舞的小人模型,行星轮转动时,小人纷纷按照各自的\动轨迹“翩翩起舞”,并在彩灯的映衬下,犹如一座华美的旋转舞台,如图4所示。
舞台旋转的动力由人转动手轮提供。为了使舞台呈现不同的转速,在舞台下部还设计了滑移齿轮、蜗轮蜗杆等传动机构调节舞台的转速,如图5所示。转动手轮,为舞台提供动力。将手轮沿轴向平移即推动滑移齿轮使不同传动比的齿轮啮合,从而向舞台传递不同的转速。
二、结束语
这套教具可用于行星轮系、内摆线轨迹、滑移齿轮变速机构、蜗轮蜗杆传动等多个知识点的教学演示,而且装拆和调整方便,使学生可以更加直观的观察和理解齿轮传动的原理和特点,感受齿轮传动形式的灵活性和多样性,并辅以旋转舞台这样生动有趣的表现形式,有助于激发学生的学习兴趣和创新意识。
参考文献
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关键词 机械制造;课程体系;教学内容
中图分类号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)04-0049-03
Construction and Arrangement of Curriculum System for Me-chanical Manufacturing Major//YANG Haifeng
Abstract Construction of curriculum system is related to the culti-vation of high-quality graduates. Based on the experience of the other schools, this paper analyzed the present situation of our curri-culum system and teaching content and presented the scheme for con-
structing curriculum system of the mechanical manufacturing major.
Key words mechanical manufacturing; curriculum system; teaching content
1 前言
课程体系和教学内容代表的不仅仅是学生知识的全面与否,更是代表了一个学校在该专业上的发展方向和水平,进而决定了一个学校该专业在今后一段时间内的国内和国际地位。不管是本科院校还是专科院校,机械制造及其自动化专业的目标都是培养具有合理机械制造专业知识结构、具有基本的机械制造研究开发能力、熟练掌握机械制造生产工艺、熟悉机械制造设备与管理的大学毕业生,满足企业生产一线对大学生的基本要求,因此,机械制造及其自动化专业的课堂教学应该以企业的需求为前提,合理构建课程体系,配置教学内容。
在知识大爆炸的时代背景下,新知识、新技术的发展速度远远超出人们的想象,产业升级、科技进步等都对本科生培养提出越来越高的要求。随着我国从制造大国向制造强国的转变,随着我国智能制造2025的提出,可以看出这不会仅是国家政策的变化,而是市场对于我国制造行业升级、换代的需求,从而引发企业制造技术的升级,最终要求高等学校必须培养新世纪、复合型的人才,从而满足市场的需求。这就要求高等学校必须调整落后的课程体系、教学内容,紧跟社会发展需求,这样才能培养出对社会有用的制造专业技术人才[1]。
2 国内高校课程体系建设现状
就机械制造及自动化专业来说,培养应用型人才对课堂知识结构的需求以及学校对于学生的培养目标定位决定了课程体系的构建;同时应兼顾基础知识、宽的知识面、多的方向选择性、强的应用背景,这都决定了本科生从基础理论到实践技能方面教学课程的选择和教学内容的配置。国内各名牌高校的课程体系建设情况如下[2]。
对于清华大学2013―2014学年度本科教学课程而言,在课程体系设置方面主要由4大类专业课程构成:传统机械制造类课程、先进制造技术类课程、制造自动化类课程、管理及信息化类课程。其中,传统机械制造类课程包括机械制造工艺学、互换性与技术测量、制造装备设计、材料加工原理、机械制造专业的基本知识;先进制造技术类课程包括激光加工概论、精密与特种加工、微纳制造导论;制造自动化类课程包括机器人学,以讲解数控技术、自动化控制、机器人原理与应用为主;管理及信息化类课程包括制造过程信息管理系统。可见,清华大学从传统机械制造专业的基本知识到先进制造、自动化、信息化课程的设置,基本上满足了现在制造技术发展及企业对本科生知识体系的要求。
对于华中科技大学2014年本科教学课程设置来说,在课程体系设置方面主要由4大类专业课程构成:传统机械制造类课程、先进制造技术类课程、制造自踊类课程、特殊行业制造类课程。其中,传统机械制造类课程同清华大学一样包括4门基础课程;先进制造技术类课程包括精密与特种加工、先进制造技术;制造自动化类课程包括数控技术、计算机辅助制造;特殊行业制造类课程讲解特定行业的制造工艺和装备,如柔性电子制造技术基础。
另外,通过对浙江大学(2014版)、上海交通大学(2015版)和中南大学(2012版)机械制造方向本科生培养计划的调研,各大高校都把课程分成4~5个板块。所有院校都开设传统机械制造类课程,包括机械制造工艺学或机械制造基础、互换性与技术测量、制造装备设计、材料加工原理等机械制造专业的基本知识。对于先进制造技术类课程、制造自动化类课程、管理及信息化类课程、特殊行业制造类课程,各高校根据其特长和优势以及学生主要的就业方向,开展设相关课程,但基本上涵盖了先进制造、制造自动化等方向。
做强制造业的基础和关键在人才。我国结合国情建立中国版“工业4.0”战略计划――“中国制造2025”[2]。为配合国家层面的发展战略,迎接制造全球化竞争的挑战,培养符合工业4.0需求的机械制造行业人才,是“中国制造2025”顺利推进的重要保障,也是摆在高等院校面前的急迫任务[3]。
3 中国矿业大学课程体系构建方法
课程体系现状 目前,中国矿业大学执行的是2012版教学大纲,在该大纲中,机械制造及其自动化的专业课主要包括专业主干课和专业选修课两大类。其中,专业主干课有3门,为机械制造工程学、几何精度设计与检测、工程材料及成型技术;专业选修课有4门,为精密与特种加工、先进制造技术、数控技术、机电装备绿色设计与制造。如果按照国内知名高校的课程设置原则,主干课中还少一门制造装备设计。先进制造技术类课程包括精密与特种加工、先进制造技术,应该说体现了目前企业和高新制造技术的发展需求;而制造自动化类课程只有一门数控技术,管理及信息化类课程和特殊行业制造类课程缺失。
从上述本专业课程设置和国内名校的课程设置原则相比较可以发现,专业主干课基本同各名牌高校保持一致,在后续的w现特色和制造技术发展需求方面还有非常大的不同;随着“中国制造2025”的提出和推进,相关课程设置上还需进一步研究和探讨。另外,对于教学内容的重复性问题,以2016版大纲为例,机械制造工程学、制造装备及自动化和数控技术三门课的重复性非常突出,其中关于制造设备方面,机械制造工程学和制造装备及自动化都有相关章节,而对于数控编程技术在制造装备和自动化与数控技术两门课程中又都有涉及,相当于3门课主要讲了两个大方面的内容。2016版大纲压缩了课时量,重复性问题亟待解决。对于内容更新问题,新技术新方法日新月异,制造技术也朝着精密化、微型化和智能化的方向发展,同时随着“中国制造2025”的提出和推进,教学内容的更新显得尤为重要。
课程体系构建思路 中国矿业大学在进行课程系统构建过程中的思路如图1所示。
1)对比分析、查找问题。结合中国矿业大学2012版教学大纲和2016版教学大纲,进行机械制造专业课程先后顺序的整理,根据每门课程任课教师的教学内容,确定现行机械制造专业模块化知识点;对比各名牌高校机械制造专业课程体系设置和“中国制造2025”的发展需求,提炼出目前机械制造行业对模块化知识点的覆盖程度,最终发现本校制造专业模块化知识点的不足之处。
2)确定适合中国矿业大学的模块化知识点。中国矿业大学是行业背景高校,肩负着服务行业的重任,因此,对于模块化知识点具有特殊的需求;另外,根据学校对机械制造专业的定位和专业内任课教师的科研情况确定适合本校的模块化知识点体系。
3)进行中国矿业大学机械制造专业课程体系构建和教学内容改革。在第二步的基础之上,构建课程体系,包括对模块化知识点的覆盖程度、优秀教材的选取、开课的次序,最后进行教学内容的优化,主要包括模块化知识点的设置和增补必要的新技术、新方法。
4 结论
机械制造专业课程体系构建及教学内容优化配置要根据学校的实际情况、行业特色,并结合制造行业技术发展方向。高校专业的设置和创办,既要满足社会的需求,又要符合学校自身的基础和条件,遵循不同专业发展的特点和内在规律。机械制造及其自动化是一个传统的工科专业,旨在培养高素质人才,如果不能科学地把握专业办学定位,明确培养目标,制订合理的培养方案,将可能导致培养模式落后,缺乏专业特色,教育和市场需求联系不够紧密,无法适应不断更新的现代制造技术的发展需求等问题。因此,笔者结合“中国制造2025”,提出中国矿业大学机械制造专业课程体系构建总体思路。
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由于该课程设计的内容非常多,而非机械类专业学生的机械基础较为薄弱,在讲授本课的同时有可能补充一些相关的知识点,以便帮助学生的理解,这便使原本紧张的课时安排变得更加紧张。在这种情况下,授课内容需要适当,分清主次,注重一些实用内容的讲解,而对一些比较虚的公式以及一些概念可以进行简单讲解,对于重点难点内容如力学部分可以多安排一些课时,而对于相对容易的内容,如材料与焊接部分,可以采用课堂讲解并引导学生自学的方式进行授课,从而进行合理授课。
2授课方法的改革与创新
2.1传统教学与多媒体教学结合提高效果
传统的教学方法以黑板板书为主,教师可以通过手语、眼神等肢体语言吸引学生注意力,并向学生传达知识[4]。这种授课方法较为人性化,教师可以在黑板按步骤有条理地向学生演示,条理清晰,步骤分明,易于学生在接受知识的同时积极思考,从而发挥学生的主观能动性。多媒体教学手段灵活,不仅可以以书面文字的形式表达,还可以用图片以及视频的形式向学生展示,加以教师的讲解可以达到以视觉和听觉双重途径传送知识的效果。但是传统的教学和多媒体教学也都有各自的缺点,传统教学方法单调呆板,效率低,有时候会显得枯燥乏味,学生往往容易被老师牵着鼻子走,掌控不好课堂气氛,容易形成“填鸭式”满堂灌的教育模式,而降低了学生的学习兴趣。多媒体教学则容易造成信息量大,学生承受不了,理论公式演示步骤快,学生不能完全理解,教师的肢体语言不够丰富,学生和老师之间的交流少,不够人性化。化工机械基础这门课本身既有大量的公式推导等理论内容,又有机械传动和容器设备的实际工程内容,因而可以将传统教学和多媒体教学结合,发挥这两种教学方法各自的特长。如在讲授到构件受力分析以及及变形形式时,可以通过多媒体展示图形的形状以及受力情况,在讲授容器设备和机械传动时,可以运用实物图片向学生展示,将传统讲课的二维图形变为动态的三维图形,全方位地展示设备和零部件的结构;运用视频播放让学生理解设备的运作以及工作原理。对于重要的公式推导则可以通过黑板板书,放慢教学步骤,让学生有充分的思考和记笔记的时间。
2.2以实例或项目为题加强学生理解
根据化工机械基础的授课目的和主要任务,在授课过程中可以通过工程中一些实例的讲解,来提高学生的兴趣,并将知识融会贯通,提高学生综合利用知识解决问题的能力。此外,对于做过有关该课程项目的教师,可以安排出一定的时间,结合具体项目讲解课程中有关知识点,从项目的任务、设计思路、所解决的相关问题、设计过程中所要注意的问题以及项目的实施情况等,根据自己的实际经验有计划分步逐渐地介绍,从而提高学生的兴趣和加强学生对知识的掌握和运用。
3考察方法的改革与创新
3.1平时考察与考试相辅相成
由于化工机械基础的内容较多,前后内容相互独立而又紧密联系,一旦学生对前边力学知识的掌握不够,必然会影响到后边容器设计计算,而材料和焊接不熟悉,则会导致学生在材料选择和容器设计方面出现困难,因此,为打好基础必须加大对学生的平时考察,让学生踏踏实实地掌握知识,避免吃不透掌握不准的现象发生。平时考察的方法可以由课堂上或课堂下的练习题以及知识点的分组讨论等与平时有关该的课程任务组成,同时将该部分的考察作为期末总成绩的30%计入,让学生在有压力的情况下,发挥主观能动性进行学习。
3.2考试多样化侧重有所不同
对于化工机械基础这样一门知识点非常多的课程,很难用一张卷子将大部分知识点考察到,因而需要对考试形式加以改变。可以将考试分为期中期末考试两次,期中考试着重对前边所学知识的考察,而期末考试着重考察课程的后半部分知识点,做到期中、期末考试侧重点各有不同,从而考察整个课程的知识点,促进学生学习和掌握;同时根据考察内容的不同,可以将考试形式分为开、闭卷相结合的方式,使考试多样化,避免了学生考前突击死记硬背,考后立即遗忘的现象出现,而且还可以增加试卷命题的自由度,大胆地出现过去考试试卷中不敢出现的需要应用复杂公式,计算所需的重要知识点也可以出现在考卷中,扩展考查范围;将过去对有限的知识点考查,转化到知识和能力并重的全面素质考查上来,而且考试结果也将变得更加真实可信,最后达到对学生课程掌握考查的目的。
4结语
【关键词】项目驱动法;机械原理;项目设计;项目评价
一、前言
“机械原理”是一门概念多、公式多,内容复杂庞大,对先修课程要求高,理论性、实践性强的课程。在当前“机械原理”课程教学中,还是以知识传授为主,这种以教师为主导的方式在某种程度上制约了学生的学习主动性及其创新潜能的发挥,同时以知识传授为主导的教学方法的另一个弊端是学生提出问题、分析问题和解决问题的能力没有得到有效地锻炼与提高。在“机械原理课程设计”和后续的“毕业设计”中,学生在具体项目中碰到问题时往往就不知所措,无法独立分析问题并解决问题。因此,在“机械原理”课程教学中培养学生分析问题、解决问题的能力,提高学生自觉参与教学的积极性、主动性,是该课程教学急待解决的问题。
“项目驱动法” 教学是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。师生通过共同实施一个完整的“项目”工作来进行教学活动,学生在教师的主持下以小组合作的形式自行组织完成项目学习过程,成为一个人人参与的创造实践活动。项目的实施过程,成为学生分析问题和解决问题的能力充分锻炼与提高的过程。“项目驱动法”正好是一种能契合“机械原理”课程教学要求的方法。
二、“项目驱动法”在“机械原理”课程教学中的实施
(一)“机械原理”课程的项目设计
在 “项目驱动法 ”教学模式中,教学项目的设计是关键,直接影响到教学效果。因此教师应该紧扣教学内容,根据学生的特点,核心知识,并联系实际应用,制定可行的具有实际意义的综合性项目。教学项目既要涵盖基本的教学知识点,能服务于教学,体现教学目标,又能激发学生的学习兴趣,达到预期的教学效果。根据机械原理的教学内容将其分解成四大项课题,每一大项课题中包含若干子课题。在完成上述四项课题所需的知识点和实验实训的内容后,最后完成第五项综合性课题,具体如表1所示。
(二)“机械原理”课程项目教学法的实施方式
“项目”导向,“任务”驱动是机械原理课程教学的主要教学模式,课堂上围绕“项目”通过多种教学手段、方法(采取案例教学、现场教学、课堂讨论、多媒体教学)最大化课堂教学效果,并通过实验实训等实践性环节帮助各项任务的顺利完成,在课外,“项目”也激发学生必须查阅大量的资料,学生的自主学习能力得到了提高。
(三)机械原理课程项目教学法的项目评价
针对项目的完成情况,设计结果考核评价表。其中考核的内容主要包括:完成项目(或任务)的态度(10%)、项目的质量(40%)、分析能力(5%)、选择能力(5%)、资料查阅汇总分析能力(5%)、知识应用能力(5%)、对问题的判断能力(5%)、回答问题的质量(5%)、应变能力(2%)、语言表达能力(3%)、辩解技巧(3%)、自学能力(5%)、与人合作(2%)、遵守纪律(5%)等。每考核条目的得分等级按优 (90~100 分)、良(80~89 分)、中(70 ~79分)、及格(60~69 分)、不及格(59 分以下)五个等级处理,评定时,先确定每条目的等级,再用该条目的等级分数乘以权重得出该条目的实得分,最后将所有条目的实得分进行求和即得该项目的总成绩。课程的总成绩由各项目的成绩求和后再计算平均值。
总之,项目教学效果的考核评价不同于传统课程的考核评价,传统课程的考核只能考核学生对知识点的理解与部分应用,对学生能力形成、素质渗透等内容不能很好考核评价;项目教学的考核评价特点是将能力、素质、知识的考核评价融合于项目(或任务)的完成过程之中;传统课程的效果受教师控制程度大,而项目化教学的效果由学生自己控制。
(四)机械原理课程项目驱动教学法的保障措施
1.编写规范的教学大纲。由于项目驱动教学法颠覆了以理论教学、知识传授为重的传统串联式教学模式,因此现行的教学大纲已不适合项目驱动法教学的需要,必须根据机械专业培养方案及培养目标,编写符合项目驱动教学法的教学大纲,经专业指导委员会研究批准后执行。
2.编写包含有项目驱动内容的教材。现有的教材有适合理论教学的,也有适合实践教学的,但是很难找到适合项目教学的,因此需要重新编写讲义或者教材。由于项目教学法是以各个项目为模块来组织实施教学的,在教学形式上也包含了课堂讲授、实验、实训等,因而在内容的取舍、编排上都要周密考虑、系统安排。编写的基本原则:理论知识以够用为度,重点突出基本设计能力、创新能力的培养,坚持科学性、严整性、系统性原则。
3.建设规范的专业实验、实训室。根据项目驱动教学法的内容和特点,配备足够的实验、实训室,结合学院承担的重点学科、高地建设,不断建设、完善实验、实训基地,主要完成下列实验:(1)基础实验:如齿轮参数测定、范成法加工齿轮(验证性实验);机构简图绘制(提高运用知识实验)等基础实验。(2)综合性、创新性实验:如选用“组合式可调平面连杆机构模型”,通过组装、修改和演示设计结果的实物模型 ,进行机构的创意设计。(3)机构、机器设计实训:配备计算机及机构设计的相关软件,为项目驱动教学的顺利进行提供良好的硬件条件。(4)机构、机器陈列:为学生展示丰富的机器机构模型和实物。
4.配备精良的教师队伍。在项目驱动教学实施过程中,教师既要讲授理论知识,又要指导学生实验、实训项目,因此对教师提出了更高的要求,教师不仅需要深厚全面的理论功底,同时要有扎实的实践经验和丰富的教学经验。
三、结语
项目教学由于其授课方式不同于传统的课堂教学,学生自主学习的空间大一些,客观上容易诱发学生的松懈,影响项目教学的效果。由于项目驱动教学法与现行的本科教育系列规范不尽一致,不应以理论考试作为评定学生成绩好坏的主要手段,而应通过对学生项目的过程考评来决定学生的最终成绩,那么评定标准是否科学,教学过程监控是否严格等因素都会影响学生的最后成绩,不断优化成绩评定标准及驾驭项目驱动教学控制的能力,还有很长的路要走。项目教学法要求是“新鲜”的,需要对项目的大小、难易程度和课程的相符程度进行综合考虑后选择,而且必须与时俱进,在教学中还要不断的更新项目选题,这对开展项目教学的教师来讲提出了前所未有的挑战。从目前来看 项目驱动教学法是一种比较适合应用型本科的教学方法 将项目驱动教学法应用在机械类专业中尚不多见,许多细节仍有待于作进一步的研究和挖掘。使用项目驱动法主要是使学生得到新知识和新技能,使其在完成具体项目的过程中发展自己的综合能力。
参考文献:
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作者简介:
姚敏娟:(1970-),女,上海电机学院机械学院,讲师,硕士,研究方向机械设计及理论。
辛绍杰:(1963-),男,上海电机学院机械学院,教授,博士,研究方向机械设计及理论。
关键词:机械类专业 中职生 教学模式
机械类专业是一项理论性和实践性都很强的专业,当中所包括的概念性较强。中职学生普遍存在的一个特点就是:文化基础较弱,综合素质较低,理解能力相对薄弱,逻辑思维能力以及立体空间感不强,因此在学习这门课的时候,很多学生信心表现出明显的不足,学习兴趣很难激发,很多的教师在教学的时候也显得心有余而力不足。随着科学技术的不断发展,计算机多媒体技术被广泛地应用于教学当中,这也为中职机械教学模式的研究提供了新的契机。多媒体教学可以使教师改变传统的教学模式,通过制作视频、动画等手段,变枯涩难懂的文字为具体的活动图像,使教学的内容更加形象具体,也给机械专业课教学增加了新的活力,有力地促进了教学效果的提高。
一、多媒体技术应用于机械专业教学应该注意的问题
当前多媒体技术虽然被广泛地应用于教学中,但是每个学科有每个学科的特点,机械专业学科有机械专业学科的特点,笔者认为相关的教师要将多媒体技术应用于机械专业的教学中必须注意以下一些问题。
1.教学应该从学生的实际情况出发
多媒体技术应用于机械专业的教学中最大的优点就是可以借助相关的图片、图形,直观的展示相关的教学重点,让学生容易理解。但是相对于传统的教学手段而言,多媒体手段的应用使得教师在上课的时候输入的信息量大大增加,很多知识点一带而过,很多基础相对差的学生可能对一些知识点无法把握透彻。因此,教师在进行教学的时候,一定要根据学生的具体的特点,借助于一些其他的教学方法,帮助学生更好地掌握相关的知识点,引导学生学会将不同的知识点相互的联系起来,把握住知识点的核心。
2.教师的教学应该以学生为主体
多媒体技术只是一种教学的辅助手段,但是课堂教学的主要目标还是要使学生掌握相关的重点知识。因此,在教学当中,老师一定不能忽视学生的主体地位,只是一味地将知识点灌输给学生。在教学中,应该要以学生为中心,充分发挥教师在课堂上的主导地位。
二、多媒体技术应用于中职机械专业教学的积极意义
1.能够有效保持活跃的课堂气氛
相比于传统的教学方式而言,多媒体教学形式较为新颖,能将枯燥的文字转成有趣的图像动画,使学生的注意力能够集中,思维得到开拓,学生能够直接的了解到学习的目标与重点,有针对性地进行学习。如在讲授数控系统的组成时,虽然教材有对相关的概念进行详细的阐述,但是阐述的方式却缺乏新意,深奥难懂,很多学生很难理解,但是如果借助于多媒体技术,将相关的设备图展示出来,然后再结合这些机械图,学生对数控设备各个部分功能的理解就容易多了。
2.能够帮助学生理解学习的重点、难点
学生在学习机械专业的课程内容时,常常摸不清哪些是重点哪些是难点,另外,加上在机械专业课程中有许多概念和原理是比较抽象的,仅靠图形和想象对初学者来说是不易理解和掌握的,利用多媒体课件能够有效地帮助学生化抽象为具体。如在讲授渐开线齿轮传动时,对渐开线的形成、渐开线的性质、渐开线齿 廓的啮合特性的讲解就是教学中的一个难点,如果教师运用传统的方式进行讲解,学生往往是一知半解,如果借助于多媒体技术,把各种离合器、联轴器的组成、安装利用动画形式进行演示,再配以实物图片,教学效果将事半功倍。
3.能够直观地表达教学的内容
计算机动画制作技术,可将一些难以想象和无法用语言表达的机械运动过程和工作原理制成多媒体课件,使得教学的思路非常清晰。例如:在进行平面连杆机构的教学时,在传统教学中我们通常是用自制的铰链四连杆机构在课堂上边演示、边作图、边讲解,虽然这种方法也能直观地表达出铰链四连杆机构的运动,但讲到其基本性质、急回特性、极限位置、死点位置及机构的演化时就很难解释清楚,因为教师所演示的图片无法表现出机构的动态
特征。
三、结语
关键词:机械识图与EDA技术 任务驱动 “理论+实践+应用”融合
机械识图与EDA技术课程改革以适用、够用、管用为主线,以任务驱动为引领,将机械识图、电气识图、Protel DXP 2004 绘图软件通过精选、融合和贯通,有机地整合成为一门专业技术基础课。在教学内容的安排和课堂教学实践中,始终要充满“工程”氛围,将“理论+实践+应用”融合一体,提高学生解决电类专业所涉及的专业基础能力,以满足创新型社会对技能人才的知识、能力和素质结构方面的要求。
一、课程内容设计要求
机械识图与EDA技术课程是在充分调研基础上,根据机械与电气识图、电工EDA两门课程重构教学内容,按自动化、机电一体化等专业所需的识读机械图样与电气图样方面的岗位职业能力要求,开设的重要专业技术基础课。课程内容设计时要基于工作过程,将电类的职业标准融入到课程标准、课程内容的设计和实施中,教学内容要对接生产过程所需要的关键技能,以任务驱动法或项目导向为引领,充分结合岗位职业能力需求特点。
该课程是获得“中级维修电工”证书或“中级电子产品装接工”职业资格证必考的内容,是提高学生专业能力、方法能力、社会能力的专业技术基础课程。
二、调研课程工作任务
机械识图与EDA技术课程的改革思路是从行业与企业调研(相关网络、现场参观、专家咨询、座谈等方式)入手,了解社会对技能人才岗位职业能力的需求,设置该课程的教学任务,然后将任务反馈给企业,提出具体的课程教学大纲,确定对接岗位职业能力的课程内容体系。
针对课程的工作任务,设计了普通钳工、控制线路原理、机械识图、电子技术、电动机维修、机床控制线路、常用仪表、PLC控制、企业供电、CAD与Protel软件应用等17项工作任务调查问卷,要求调研企业简要填写每项工作任务的行动领域及初级、中级、高级、技师电工的需求量。并且请部分企业技术人员、人事管理部门、部分专业教师对所确定的课程内容体系进行分析论证,进一步明确课程的工作任务。
三、确定课程的内容体系
通过调研分析,该课程的工作任务是掌握国家机械图样和电气图样的基本标准,正确识读简单、常用的机电零件图形,能用Protel软件绘制电气电子元件库,创建机床电气控制元件与原理图。因此删除两门课程的重复部分,对截交线和相贯线只需要了解钢管斜切和弯曲视力,删除了复杂层次原理图和PCB线路设计,增加了实用节能灯、数字万用表原理图、机床控制线路图绘制,线路原理图分析只对能力较强的学生提出了一定的要求,这些知识可以为学生学习后续课程和就业打下坚实的基础。
1.开发工学结合任务驱动式校本教材
《机械识图与EDA技术》是一本工学结合导向、以任务为驱动编写的校本教材。教材针对中职学校对电类专业人才的培养定位,本着“以理论够用为度,实际应用操作为主”的编写原则,以识读和绘制原理图为主线构建教材的框架,突出设计软件应用的实操能力,兼顾中级维修电工、电子产品装接工等职业能力方面的需要。
2.设置任务驱动引领型知识体系
机械识图与EDA技术课程按工作任务过程进行调整和融合,重新设置11个工作任务,即制图的基本规定(含电气识图)、三视图的形成、认识基本几何体、看画轴测图(含行程开关壳体)、识读组合体(含变压器、按钮等三视图)、识读机械图样(含电动机的零件图或装配图)、认识电气符号及电气图、识读接线位置图(机加工车间电力平面图)、用Protel DXP 2004绘制基本电路原理图(数字万用表原理图)、绘制机床电气控制线路图(CA6140控制线路图)、电动机拆装(三相异步电动机)等。每一个任务都注重实操应用能力和职业能力的要求,确定相应的子任务。对每一任务采用驱动法,对学生完成任务情况进行评价,而且每一任务按能力递进方式安排能力目标,循序渐进。
例如,设置“三视图形成”任务的目的、相关知识点和技能点时,目的是掌握三视图的形成过程及投影规律,能绘制简单物体的三视图;相关知识点包括三视图的概念、形成过程、投影规律及视图中的线、线框的含义;关键技能点是能绘制简单物体的三视图。
四、实行教学做一体化教学模式
教、学、做一体化基于中等职业教育以就业为导向和以能力培养为本位的指导思想,结合课程特点,培养学生的实践能力,将教与学、学与做有机地结合,将传授知识与提高能力统一起来,增强实践性教学,以提高教学的实效性。在教授“机床控制线路原理图绘制”时,以电动机正反转示教板、操作为导向,通过演示电动机正转、反转二种状态,让学生了解布线方式、组合开头、接触器等电气元件,以创建常用电气元件库为任务,以学生画元件、添加元件库、绘原理图、分析讨论原理图为主要学习内容,完成工作任务。
五、课程教学效果评价
评价体系的设置直接影响到教学质量和学生的积极性。课堂教学的评价结合学生任务完成情况、日常行为与实训操作规范、期末成绩等方面综合起来考核,培养学生自觉遵守国家标准和操作规范的良好习惯,提高学生的学习兴趣。因此,将每个工作任务完成质量、工作态度、操作规程、安全文明生产、创新能力等方面进行量化。工作任务的总成绩取每个任务成绩的平均数,让学生养成注重与岗位工作过程对接的实训教学过程的习惯,提高学生综合技能水平,同时教师对每一工作任务学习效果和学生能力态度给出指导性意见。
课程考核综合成绩=过程性考核成绩(40%)+工作任务成绩(40%)+期末考试成绩(20%)。
六、小结
以工学结合为切入点,以典型工作任务为导向,在教学中完成电机拆装、电气符号与基本电气图、照明线路图、机床控制线路图等任务的设计,以培养学生的专业能力、方法能力、社会能力,提高学生的技术技能水平。
参考文献:
[1]林涛.模块一体化在《电工EDA》课程教学中应用[J].中国职业技术教育,2012(32).
[2]潘红艳.网络环境下“三段式”梯度教学模式研究[J].职业教育研究,2012(5).
[3]王希波.机械与电气识图[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
[4]蒋向东.Protel DXP 2004电路板设计实例与操作[M].北京:航空工业出版社,2011.
关键词:知识点 隐形知识点 完整性 弥补 补漏 铺垫 呈现
在教学过程中不难发现,由于教材篇幅的限制,或由于教材本身的缺陷,一些应该讲授的基础知识点,却被忽略了。造成知识体系的不完整,如不加以疏通,会直接影响学生对新课程的理解。而一些知识点本应在后来的课程中展开讲授,但却未能及时深化,致使学生对该知识点还是不能很好地理解。这种情况都会直接影响学生对课程的整体理解,影响教学效果。
教师应通过各种手段,把这种“隐形知识点”适时展开。这要求老师对学生的已有知识以及对教材的深浅准确把握,通晓教材体系,熟悉教材内容,熟知教材的重点难点。笔者在《金属材料与热处理》教材中发现多处这样需要额外向学生补充的知识,下面仅以教材中的两处与同行共同探讨。
一、关于热处理内应力
在讲授中国劳动社会保障出版社出版的王戟主编的《金属材料及热处理》第五章钢的热处理章节时,笔者发现教学内容中经常用到“热处理应力”的概念,尤其淬火和回火章节中的频率更高,而教材之前并未对该概念作交待或讲解,而直接拿它来解释新的教学内容。就好像用未知数去解未知数一样,学生对此一头雾水,影响了新课的教学效果。为弥补此缺陷,笔者对此进行专门的整理归类,利用已有知识点迅速“搭桥”,让学生在最短时间内对热处理的应力先有一个大概了解。
首先,提问学生,教材中有“热处理应力”,谁知道什么是“热处理应力”?结果会发现学生好像懂又好像不懂,或者说看起来是懂了结果不懂。这正和编教材的人想法一致,以为学生应该懂了,其实不然。然后又提问,热处理应力不懂,但“应力”懂不懂?回答是“懂的”。这时应顺便回顾一下应力的概念特点,本教材在第一章曾简单给出了应力的概念(试样单位截面上的拉力)。
再提问,“内力”和“内应力”懂不懂?大部分同学是懂的,在《工程力学》这门课学习过。接着问,你们所了解的内应力是如何产生的?引导学生了解到通常情况下是受到机械外力引起的。话锋一转:物体在加热情况下会发生变形,对不对?对的。为什么会变形?不懂。这时教师要告诉他们,也是因为内应力,不光是机械外力作用可以产生内应力,加热也可以产生内应力。如发生在钢的热处理过程中,即刚才所问的“热处理应力”。学生“噢”,似乎懂了。这时要趁势将热应力、组织应力等概念说个大概,至此,学生会对“热处理应力”有七分的掌握,再进新课就问题不大了。
二、关于热处理冷却后的组织
同样的问题又出现在《金属材料及热处理》第五章,本章为热处理知识,分五节来讲解,介绍热处理基本原理和常用热处理工艺。作为技校机械类专业的专业基础教材,该章的缺陷是理论基础知识与配套的习题册中实践练习存在脱钩现象,理论知识点缺少与应用的有机衔接,致使学生无法完成配套习题。如钢的热处理后的组织,只在热处理原理部分(第五章第二节钢在冷却时的转变)有所涉及——在等温转变图中介绍到,而在热处理工艺(第五章第三节至第六节)中未能明确加以讲解,也缺少与实践的联系。但习题册却出现如下的练习题:指出下列工件正火的主要作用及正火后的组织,第一,20CrMnTi制造的传动齿轮;第二,T12钢制造的铣刀。这题令学生无从下手。笔者在讲课时有意识地注意了这部分知识与实践的衔接,在讲解热处理工艺各节时补充对应知识,如第五章第三节讲解退火与正火工艺时分别补充亚共析钢、共析钢、过共析钢退火与正火后的组织,并列举实例进行说明。在进行了类似的知识铺垫以后,学生有了较完整的理论与实践,增强了解决实际问题的能力,并有可能做到举一反三。
三、讲解隐形知识点的方法
把隐形知识点找出来并适时讲解给学生,处理起来不外乎两种方法。
1.临时抱佛脚
被动地现炒现卖,演变成讲新课的同时又要讲老课,或者干脆成为在进新课前插入另一堂新课。容易出现的问题有:原有的教学计划因此打乱,没有足够的课时可用来补充知识。
2.未雨绸缪