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机械原理课程总结

时间:2023-09-22 17:05:16

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篇机械原理课程总结,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。

机械原理课程总结

第1篇

[关键词]机械原理 卓越工程师计划 教学内容与课程体系 CDIO 教学方法改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)01-0132-03

机械原理是机械类和近机类专业十分重要的主干技术基础课程,是理论课程向工程实践课程转换的过渡性环节,具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造能力的作用,在机械类高级工程技术人才培养的基础系列课程中是不可替代的。[1]但是,传统机械原理教学存在目标单一、内容陈旧、方法死板、考核简单片面等不足,与理论力学、机械设计等相关课程间存在教学内容重复或脱节、整体协调性不足等问题[2] [3],导致教师讲课费力,学生听课乏力,教与学的效果不理想,甚至造成对立的师生关系。

学校针对机械设计制造及其自动化专业国家级“卓越工程师教育培养计划”项目的实施需要,进行了基于项目的CDIO教学模式、基于网络资源和创意兴趣的自主学习模式等教学方法改革探索与实践。本文从机械原理的课程体系、教学方法等角度进行全面介绍。

一、面向卓越工程师教育培养计划的教学内容体系构建

处理好机械原理与理论力学、机械设计等专业基础课间分工和衔接,不同于机械制图与建模、刚体运动与力分析、零部件强度计算与校核、材料成型与加工等专一知识和能力的培养[4],机械原理以培养学生面向机械系统的机构设计与分析能力为主,在机构学、机器动力学和常用机构等基本知识学习基础上,更加注重机械系统的设计和综合创新能力培养。[5]处理好机械原理课程内部各章节间内在关系,机械原理教学内容可划分为机械系统、基本原理和常用机构三大模块,构建各教学模块间有机联系,课程体系与教学模块关系如图1所示。

机械系统模块是培养学生系统观念的重要途径,利用完整的机械系统实例把课程知识点串联,贯穿绪论、机器人机构及其设计、机械系统方案设计等章节的教学全过程,形成闭环。

基本原理模块包括结构分析、运动分析、力分析、效率与自锁、机械平衡、机械运转速度波动调节等章节,重点讲授:1.机构结构分析中机构组成、自由度计算、组成原理和型综合等知识点;2.机构运动分析中解析法;3.平面机构力分析中运动副总反力和机构受力分析;4.机械自锁和速度波动调节。而与理论力学等前期基础课联系紧密的运动分析图解法采用实例化教学,在学生自学、练习、讨论基础上,点明速度影像和加速度影像等知识点;实践性较强的机构运动简图、机械平衡以实验教学为主线。

常用机构模块包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系和其他常用机构等章节,重点讲授:1.连杆机构中平面四杆机构设计的图解法和解析法;2.凸轮机构中轮廓曲线设计解析法;3.齿轮机构中渐开线直齿圆柱齿轮啮合定律、啮合传动、变位齿轮和斜齿圆柱齿轮;4.齿轮系的传动比和效率计算。而常见多杆机构、凸轮基本尺寸确定、渐开线特性、其他常用机构等知识点以自学、调研等自主学习方式为主。

二、基于认知规律的“以生为本”教学方法改革与实践

国内众多高校长期开展机械原理精品课程建设,使教学理论、课程体系、教学内容、教学方法与手段等研究工作不断深入,在教材、电子教案、电子教具、教辅参考资料、教学视频和网络平台等教学资源建设方面进展显著,为机械原理课程教学方法改革奠定基础。

(一)基于慧鱼组合模型的机械系统概念强化与贯穿

课程学习前,利用工程训练中心慧鱼创意组合模型,让学生按照已有拼装路线亲手搭建典型的机械系统模型,如各种类型机器人,使课程教学从“积木游戏”场景中开始,逐步了解机械原理所学的连杆、凸轮、齿轮及齿轮系等机构;课程教学结束前,要求学生根据学习内容,自主搭建一个新型的综合型机械系统。学生能够全程深度参与课程教学,实现寓教于乐,激发学生学习兴趣和热情。

以学生自主搭建典型机械系统模型为课程学习对象,贯穿机构结构分析、运动分析和连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、齿轮系等教学全过程。引导学生发现并解决其隐藏的科学问题,包括概念理解、问题分析、问题求解等主要的学习环节,教师承担定义阐述、提出问题、思路引导、方法总结和疑难解答等辅工作,激发学生主观能动性,真正实现学生自主学习、教师辅助指导的教学模式。

(二)基于网络教学资源的自主学习模式实践

随着互联网技术的发展,大学校园内学生上网便捷快速,机械原理课程的网络教学资源十分丰富,如国家精品课程资源网[6]、江苏科技大学课程建设与辅助教学平台[7]、第一视频教程网[8]等,为机械原理课程的自主学习模式探索奠定基础。同时,在学校课程建设与辅助教学平台上开设相应的同步网络教学班级,实现课上课下同步进行。随着基于网络教学资源的自主学习模式推广,学生对机械原理课程的学习主动性和积极性逐步得到加强。

由于网络资源自主学习的时间、地点具有很大程度的自由,且学生对自主学习的效率存在差异,教师需做好前期引导和后期考核工作:每次课结束前,应明确下次课教学内容和对应的网络资源材料;每次课开始时,需通过提问、课堂练习等方法检查学生课后自主学习效果,对共同存在的疑难问题要及时解释,强化理解。基于网络教学资源的自主学习模式,不但调动了学生的主动性和积极性,而且自主学习环节实际上是一次学习阶段,课堂提问与检测环节则是二次学习阶段,课后作业、答疑等环节则是三次学习阶段,三者具有一定的时间差,对课程知识点的理论和吸收具有良好效果,尤其是课程教学。

(三)基于计算机和编程技术的项目式教学模式改革

项目式教学分为科技论文写作与课外大作业两类。在机械原理学科发展方向调研和文献查阅基础上,每位学生选择一个自己感兴趣的方向,如机械发展史、医疗机器人、生物机械、仿生机构、微小机械等,严格按照国家科技论文写作要求和规范撰写报告,包含题目、中英文摘要、中英文关键词、引言、正文、结论和参考文献等部分。

课外大作业是项目式教学的重点,引入计算机技术和Matlab软件进行机械原理课程课外大作业的解析法分析。课外大作业包括运动分析、力分析、连杆机构设计、凸轮轮廓曲线设计、齿轮轮廓曲线设计和速度波动调节这六种类型,要求全体学生自行分成3-4人一组,从六类大作业题目中分别选择三项,共同完成分析建模、编程求解、报告撰写、演示答辩等环节,各团队成员必须有明确的分工与协作,禁止以逸待劳现象。完成后要求提交大作业实践报告、Matlab程序源文件及分析建模的关键草稿纸等材料,实践报告应达到内容完整全面、字迹图标工整清晰、格式符合国家科技论文规范等要求,Matlab程序源文件应达到运行流畅、注释合理充分、格式整齐美观等要求。

项目式教学实施过程中,以学生为主体,教师起引导答疑作用,实现科研基本思路和规范的训练,培养学生运用计算机和编程技术进行学习、研究的能力,为学生后继其他课程的学习、课程设计、毕业设计以至毕业后科研创新打下良好的基础,培养学生进行科学研究或工程设计的良好习惯。

三、课程综合改革实践效果与注意事项

通过机械原理课程教学改革与实践,在掌握课程基本理论、基本知识和基本技能基础上,学生的机构设计、综合、创新等专业能力和系统性工程意识、基本的科研素养得到显著提高,在后续的专业课程、第二课堂(如课外科技制作、机械创新设计大赛等)、毕业设计等学习环节中充分发挥作用,尤其是第二课堂,机械类专业学生兴趣浓厚,积极主动,上手快,创意多,动手实践能力强。

由于机械原理课程教学改革涉及内容体系、课堂教学、课内实验、课外大作业和期末考试以及相应的考核方法,存在面广、点多、工作量大等问题。为保证课程教学与考核方法综合改革实践的效果,应注意以下几个事项:

(一)学生的兴趣与投入。课程学时不断压缩,课堂教学时间越来越短,但教学内容与要求反而提高,而课余活动(尤其是网络普及带来的网络活动)不断丰富,导致学习时间减少。针对现状,必须全面激发学生的学习兴趣,自主投入一定的课外时间用于课外学习,包括项目驱动式课外大作业、课外科技创新与制作等内容。

(二)教师的钻研与投入。目前高校普遍存在“重科研、轻教学”的问题,使职称评审、考核奖励等活动的科研成果要求不断提高,导致教师对教学的专研精神和精力投入不足,需从学校制度上做适当引导,如我校职称评审中的教学绿色通道和重金奖励的教学模范奖,将教学成绩、学生评价作为考核指标。

(三)课外学习资源的建设与应用。课外学习的硬件资源包括场地(如开放教室、实验室、机房等)和慧鱼组合模型、常用工具、常规机床等设备设施;软件资源包括课外大作业的项目和本科生创新计划、机械设计创新大赛等活动。

四、结束语

为从知识、能力和素质三个层次上提高机械原理课程教学质量,进行了课程体系梳理、教学方法改革与实践,构建有机统一的课程教学模块,实践基于慧鱼组合模型、网络教学资源、计算机和编程技术的新型教学方法,有效提高了学生知识水平、专业能力、工程意识和科研素养。

[ 注 释 ]

[1] 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[2] 于晓红,王小群,邱丽芳.机械原理与机械设计课程体系的优化整合[J].中国大学教学,2008(7):34-36.

[3] 赵京,赖德华,门淑贵.以认知学习理论指导机械原理和机械设计课程的教学改革[J].大学教育科学,2004(2):50-52.

[4] 陈文华,陈秀宁.“机械原理”课程改革的实践与探索[J].机械工业高教研究,2001(1):71-74.

[5] 于晓红,韩建友,邱丽芳,等.深化机械原理课程教学改革[J].中国大学教学,2005(4):25-26.

[6] http:// / details?uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac9291e8-0636 / 2014-02-20.

第2篇

【关键词】微课;机械原理;课程改革

现代教学观主张教学应该是在教师指导下,以学生为主体,以实现培养目标和职业技能为导向,师生共同探讨交流的过程。《机械原理》作为一门培养工科学生能力的专业基础课,兼具任务性和逻辑性。通过对学生的调查发现,许多知识点难于理解和记忆。而传统的教学方式重共性不重个性,不能体现“做中学,学中做”的教学理念,因此学生往往是被动接受知识点,这不仅抑制了学生的学习兴趣,而且教师在教学过程中也会感到“身心疲惫”。为了发挥学生主观能动性,培养学生学习兴趣,提高学生学习能力,笔者在教学中引入了微课教学法。

1 微课及其特点

2008年,美国新墨西哥州圣胡安学院高级教学设计师David Penrose首次提出“微课程”这一概念。美国一个教育信息化专业研究机构Educause于2012年11月分享关于微课(Micro- lecture)的介绍。根据Educause报告的定义,微课(Micro-Lecture)指的是单一、严格界定的教学主题的简短的教学音频(视频)。微课常用于面对面教学或混合学习、在线学习等。目前,微课已成为各类学生学习活动的重要组成部分。

微课的主要特点包括:

(1)时间“微”:微课视频时间较短,一般不超过10分钟。

(2)含量“微”:微课主要是为了重点讲解某个学科知识点(一般是重点、难点、疑点),或是反映某个教学策略或教学主题的教与学的活动。并不是所有知识点的罗列。

(3)资源容量“微”:微课的视频格式一般是支持网络在线播放的流媒体格式(如wmv、flv、rm等)。加上与教学主题相匹配的微教案、微课件及微反思等资源一共也就几十兆。

由以上论述可知,微课便于学生进行个别化的学习探究。它具有指向明_,资源多样,短小精悍,易于扩充,可交互性强等特点。

2 微课在机械原理教学中的作用

2.1 有利于调动学生学习《机械原理》的积极性

在农业院校《机械原理》教学过程中,存在有学生群体的特殊性。因此教学过程中经常出现的情况就是学生学得苦,教师教得累。这直接影响了良好的课堂氛围。如果运用“微课”的方式进行教学,学生就会在好奇心的驱使下,积极、主动接受参与性、开放性、娱乐性更强的课堂形式。所以应用微课进行教学的模式,在很大程度上提升了学生的学习积极性。

2.2 有利于学生对《机械原理》知识的全面掌握

由于农业类院校学生的文化水平参差不齐,加之在开始课程的时候,又是以专业课为主。种种原因导致学生不能很好地掌握《机械原理》基本知识。微课可以在网络、多媒体的帮助下,对一些难懂、抽象、复杂的知识点进行整合和总结,然后以短视频的方式播放讲解。这在很大程度上增加了课程的趣味性,极大调动了学生的学习积极性。通过这种教学方式,学生就可轻松、愉快地学习《机械原理》知识。

2.3 有利于提高课堂效率和课堂质量

随着高校课程改革的展开,《机械原理》教学课时越来越少。在此形势下,教师有可能通过降低课程难度以适应学生的学习能力;也会删掉部分晦涩、乏味的知识点,而把更多的时间用在学生容易理解、感兴趣的知识点上。其结果是教学变得相对轻松,但是往往达不到预期的教学效果。由于授课时间的缺乏,导致学生知识点不能得到及时总结;也很难熟练掌握课堂内容。为了达到教学目的,教师还需进行二次授课。而微课恰好可以弥补教师上课时间不足的缺陷。教师没时间在课堂上讲解的内容,学生可以选择课余时间在网上进行自主学习。

3 建设《机械原理》微课平台的方法

3.1 微课教学片段的设计

微课的课程容量较少,每小节课的内容在10分钟左右。在短短10分钟之内要解决《机械原理》课程中某些章节的重点和难点问题,因此微课内容中不应包含浅显、易懂的知识点,更不是所有知识点的简单罗列。这些重点和难点知识之间的联系、内容之间的相互融合可以通过传统多媒体教学方式来实现。譬如可在PPT中插入微课的一些片段等。总之在微课教学片段的设计过程中要保证内容的逻辑性、完整性。

3.2 微课资源建设

微课建设的关键是资源建设。以农科院校《机械原理》课程为例,首先要以教学大纲为依据,结合本专业特点,确定课程重点和难点。其次要确定微课资源建设的方式。微课实现的方式有多种,但无论那种方式都要体现出学生的主动性及课堂上教师和学生之间的互动性。譬如在介绍不同机构应用时,可采用视频的方式。形象、生动的视频有可能引起学生巨大的学习兴趣;对于“四杆机构设计”,可运用“flash”进行讲解。用此方法可以把复杂的运动分解成几个简单的运动,从而使得一些晦涩的问题变得简单明了。为了解学生对本小节重点内容的掌握情况,可在微课附注中添加测试题。学生在做题过程中可以相互探讨,也可和老师交流。在探讨和交流中就掌握了知识。如在机构自由度计算、轮系传动比计算等知识点后面,可进行小测试,以便了解学生的知识掌握情况。最后,使用Camtasia Studio和PPT等多种设备和软件进行教学过程配录制,具体操作过程如下:(1)针对所选定教学主题,搜集教学材料和媒体素材,制作PPT课件;(2)通过中控台,同时打开视频录像和教学PPT,教师戴好扩音器后,调整好话筒音量和位置、PPT界面和录屏界面的位置后,单击“录制桌面”按钮,开始录制。教师一边讲解一边演示,可以配合标记工具或其他多媒体软件或素材,尽量使教学过程生动有趣;(3)对已录制的教学视频进行必要的处理、美化;(4)将《机械原理》课程的微课学习材料放到学校搭建的课程学习平台上。

3.3 微课课堂实践研究。

微课开展不能只停留在形式上,更重要的要注重微课开设后的效果。形式再好的微课如果起不到好的教学效果只能说是人、才、物的浪费。对微课效果的评价方式有以下几种:(1)问卷调查。可向参加微课学习的学生发放问卷,提问一些问题,还可让学生主动提出一些微课建设的好建议,得到反馈后老师可以迅速改进课程内容和形式。(2)网络反馈。随着信息技术的发展,老师和学生的交流越来越多地借助于网络,而非面对面的交流。可以通过网络和相关软件统计一门微课的点击率,从而使老师知道微课的实际效果,以便做进一步改进。

【参考文献】

[1]田文娟.浅析微课在《机械设计》课程改革中的应用[J].经营管理者,2015(10):407.

第3篇

关键词:独立学院;机械原理;教学改革;创新能力

中图分类号:K826.16文献标识码:A

0前言

就目前而言,独立学院的的培养目标大都定位于应用型本科人才的培养,人才的培养模式必须与人才培养的目标相适应。应用型本科人才的培养模式,除了包括理论课程体系和实践教学环节的设置外,更重要的在于课程的优化,从而达到应用型本科人才培养的预设目标。目前,独立学院学生有上课迟到、旷课,除了学生自身的原因,还存在课堂教学不能满足学生发展需要这个主要矛盾。

1教学内容的改革

目前,《机械原理》的教材偏向于对现有的各种工程机构的分析,为了提高学生的设计能力和创新能力,在课时不变的情况下(48学时),必须对教学内容做相应的调整。

独立学院有必要联合编写特色教材。首先对理论力学中重复的内容进行删减。独立学院教师在教学过程中可以根据自己院校的特点在内容的选择上,有所侧重,有所选择。近些年来,随着机械原理教学改革的深入和课程体系的调整,面对独立院校学生的现状,如何使学生在较短的时间内掌握好基本内容,并具有机械设计意识和提出问题、分析问题及解决问题的能力,需要我们去认真思考、勇于探索和敢于尝试。其次,同学们对现实生活中的工程机械非常感兴趣,对理论性很强的知识则学习积极性下降很多,先看实验录像,再通过实验录像来分析原理,最后总结知识要点及其重要性,从而收到良好的教学效果。

2教学方法的改革

2.1教学手段的灵活化

要将计算机技术和网络技术与现代实验技术相结合,灵活应用。我院机械系的学生大一开始学习CAD平面设计软件,大二开始学习solidworks软件。学生有了软件和设计概念的基础,在上《机械原理》课程时,可以将三维软件引入《机械原理》课程教学改革的方法,通过将三维引入课堂教学,把枯燥的机械专业理论转化为直观动态的仿真模拟,让学生获得直观感性认识,提高学习兴趣,也提高了课堂教学质量。

2.2教学场所的多样化

教学场所作为教学手段应用的环境,不必总是拘泥于教室。实验室和学生生产实习的工厂都是良好的现场教学手段,让学生走出课堂、步入工程现场,让理论联系实际。

3创新能力的培养

创新来自观察,来自实践,可以有计划地设置主体(例如机械创新设计大赛、慧鱼大赛),引导学生的课外科技创新活动。我们的目的在于通过这一主体活动,引导更多的学生进行应用型学习。我校新引进了慧鱼的一系列产品,目的在于让学生在拼装各种模型的过程中,不断思索不断创新。

4考核方法的改革

为了更好的落实本专业 “一线工程师” 的人才培养目标, 所以提高学生的动手能力势在必行。在考核方式上,根据我校实际情况, 在40分的平时成绩中, 改变过去以点名和教师对学生的大概印象来评分的模式。即:出勤考核占10分,回答问题和作业占10分,实验占20分。 实验包括操作和撰写实验报告, 操作增加了学生的动手能力, 撰写实验报告对培养学生主动学习能力、 熟悉和深化某一专业知识点大有益处, 同时对于专业知识的学习和综合素质的提高作用明显。

5结语

只有将教学内容、教学方法、考核方法等教学改革应用到《机械原理》中,才能更好地为教学服务,才能显著提高教学质量。

参考文献:

第4篇

关键词: Solidworks 课程设计 工程图

1.概述

课程设计是非常重要的教学实践环节,通过课程设计的锻炼,学生可以综合运用专业课知识。通过课程设计培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识,是启迪学生创新思维、开发学生创新潜能的重要手段,并为以后专业课程设计和毕业设计奠定基础,在教学计划中具有承上启下的作用[1]。

根据学校机械专业的培养方案,可将专业课课程设计分为机械类课程设计和电类课程设计,机械类包括:机械原理课程设计,机械设计课程设计,夹具设计课程设计等;电类的包括:PLC原理与应用课程设计,控制工程基础课程设计等。然而,对于机械类课程设计来讲,主要是对机构的原理设计、结构设计和工艺卡片设计等。然而不管是哪一个机械类的课程设计,都离不开三维模型的建立。本文主要针对机械类课程设计中的三维软件的应用做探讨和研究。

2.目前课程设计中存在的问题

目前几个机械类课程设计都还是在采用传统手工绘图或者二维CAD绘图的方式进行设计[2],老师在前期讲解的时候,也是用一些已经做好的设计的动画和基本原理讲解的方式给学生讲解。具体问题如下:

(1)《机械原理课程设计》基本都是采用手工原理图的形式进行设计,学生从手册或课本中了解每种机构的工作原理,然后根据老师布置的课题要求进行原理设计,通过手工绘图方式,绘出机构原理图。

(2)对于《机械设计课程设计》来讲,我们的题目还是使用传统课题,设计一级或者二级减速器。设计步骤基本跟传统设计步骤一样,学生先观察实际减速器模型的结构,然后进行拆装,详细了解减速器的结构。在了解了减速器结构后,学生再一步步进行轴的设计、齿轮设计、轴肩、箱体等零件的设计。这种设计步骤看似非常合理,但是学生是观察成品减速器,很难理解每个零件在整个产品中的作用。如果能将减速器是如何设计出来的,让学生直接参与设计过程中,学生就会更有兴趣,理解更容易。

(3)《机械设计课程设计》是已知产品的结构,然后进行设计,然而《夹具设计课程设计》只知道功能和设计要求,需要学生将所学《夹具设计》知识进行综合运用,设计一套完整的夹具。传统设计步骤是学生通过实习,参观实际的夹具结构,然后老师给出跟参观相似的课题,学生进行设计。在设计过程中,主要采用手工或者二维CAD软件进行结构设计。

以上几种设计都采用二维设计,学生直观上不便于掌握和理解。而且二维设计的后期修改工作非常繁琐。

3.三维软件Solidworks在课程设计中的应用

(1)三维造型技术的优点

三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是建立在平面和二维设计的基础上,让设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法。三维CAD系统有较好的造型工具,能应用“自顶向下”和“自底向上”等设计方法,实现装配等复杂设计的难度远比用二维图形系统增加得快。

(2)三维软件Solidworks在课程设计中的应用实例

为了适应现代工业4.0人才培养需要,学生应该首先能使用现代化技术手段进行产品设计,然后具备能出一套标准的符合机械设计规范的工程图的能力。学生需要掌握至少一款三维软件的使用,并能熟练使用三维软件进行产品设计和出工程图。然而,将三维软件应用于课程设计中,一方面使学生充分理解所做课题的具体情况,另一方面学生的三维设计过程是对软件使用的锻炼。

2014年在修订机械设计制造及自动化培养方案中,考虑到三维软件在机械专业课中的重要地位,将三维软件课程设置在第三学期,也就是在所有课程设计开设之前就已经开设了三维软件课程。

下面以Solidworks软件在《夹具设计课程设计》中的使用为例,在基本确定定位元件和夹紧机构以后,结构设计步骤如下:

(1)夹具的三维结构设计

夹具由定位元件、夹紧机构和夹具体等一些辅助元件组成。Solidworks在装配体设计中有一种自上而下的设计方法,这种方法可以在设计过程中,一边设计一边建模。只需要画好第一个基础零件,其他零件可以根据需要直接在装配体中建模,可以非常方便地确定设计的零件的位置和大小。本实例就是采用这种自上而下的方式进行装配体的设计。现将拨叉零件钻孔专用夹具体三维结构设计出来,然后设计心轴并将被加工零件拨叉装配进来,依此方法,将需要的零件都一一设计出来,最后成为一个完整的夹具。

老师在讲解完理论知识以后,再以一个实例为例,一边设计一边绘图,这样学生对整个设计步骤就非常清楚,也容易理解。

(2)由三维结构图出工程图

对于机械专业学生来讲,出一套标准的工程图是最基本的要求。很多学生做设计时更重视方案设计,不重视出图。而且课程设计老师进行课程设计指导时,主要对学生的设计方案进行指导。然而,课程设计一方面是对专业课知识的综合运用,设计正确的方案,另一方面是对学生出图能力的加强和锻炼。

三维Solidworks软件具备零件和装配体出工程图的功能,学生可以利用Solidworks软件进行三维结构设计,在结构设计方案最终确定以后,先用Solidworks软件输出工程图,再到CAD中进行修改。

4.总结和展望

课程设计是使学生具备综合运用专业知识能力,学生通过课程设计,了解实际产品的设计过程,达到理论联系实际的效果。

参考文献:

[1]李可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础(第五版).高等教育出版社,2011.

第5篇

关键字:多媒体CAI课件应用

信息技术下如何借助现阶段的多媒体技术,从而是教育教学服务,成为当前教育工作者思考的重点。机械教学作为一门实践性很强的课程,其必须使得学生具备扎实的理论与实践的基础。因此,通过多媒体技术加强教育教学的效果成为当前机械教学改革的重大的尝试。

1多媒体技术对机械教学的优势

1.1可有效的提高学生对课程的兴趣

多媒体技术作为当前信息技术的代表,通过其视觉、听觉等方面的综合冲击,使得原本枯燥的课堂变得更加生动和有趣。如PPT软件,作为幻灯片的制作,从而为教师提供广阔的,可发挥其想象的教学平台。然而在实践当中很多老师只是简单的将其看成是一个板书的地方,让原本枯燥的机械课程变得更加的枯燥。通过PPT软件我们可以加入很多的图片和视频,从而给学生更为亮丽的课堂体验,如在机械教学中的焊接和铸造工艺讲解中,如果单纯的采用口头教学的方式,学生对该课程的印象不深,不利于以后的实践教学环节。而利用多媒体课件为学生播放一段相关的视频,将会收到意想不到的效果,使得课堂跟更加的生动和形象,增强学生对该课程的兴趣,最大限度的调动学生的积极性。

1.2更为直观的呈现机械教学内容

在机械教学当中存在很多的理论性比较强的知识,这些理论知识通常都很抽象,如果简单地采用讲解机械原理的方式,则很难让学生明白。但是通过采用多媒体的方式,可直观的将原理转变为清晰的图像或者是视频,并结合具体的应用让学生更容易理解该原理,从而大大的加强了教育教学的效果。如在讲解平面连杆结构章节的时候,教师则通常准备会让学生作图,但是单纯的作图很难,需要对其原理等进行深入的理解,对此采用多媒体的方式让学生更为直观的查看其原理,从而知道其基本的性质和其死点的位置。同时通过多媒体课件还可以充分认识和了解到双曲柄的变速运动的全过程。

1.3可有效的化解其中的教学的难点和重点

针对机械教学中存在的难点和重点,是机械课程教学的关键。对此,针对这部分的难点和重点,如何更好地实现和加强学生对这些知识点的理解是关键。如在讲解开线齿轮传动方面的知识时,其教学难点是渐开线的性质和形成及渐开线齿廓的啮合具有的特征。传统的方式则通过挂图的方式,同时发挥学生的想象。但是,通过多媒体则可直观的将渐开线的形成过程直观的体现出来。在这个基础之上,教师再给学生详细的讲述渐开线的知识,从而使得该知识点更形象和具体。

1.4可有效的活跃课堂的气氛

多媒体课件可激发学生对机械课程学习的兴趣,并充分的调动学生对学习的积极性和主动性,使得学生能全心全意的将注意力转移到对机械课程的学习当中,并积极的在课堂开动脑筋思考。而这些效果的取得都是采用多媒体技术的结果。通过多媒体课件的声、文、图等的冲击,从而让课堂变得更加的有趣、融洽,并使得原本枯燥的知识在这种氛围中更有利于学生学习。

2CAI课件的制作

要充分的发挥多媒体技术在教育教学上的优势,从而使得学生能够获取更大的收益,还必须要最好对课件的设计和制作。对此,本文对CAI的制作进行了分析和阐述。

2.1选题

设计作为任何的多媒体课件制作的第一件事情,其关键在于做好对其设计主题的设计和制作。而在机械教学当中,我们要明白不是任何的教学内容其都要放到多媒体课件上面。因此,选题成为关键,如果稍微选择不当,则很可能出现宣兵夺主的可能,并在教学中带来反面的效果。在对课件进行设计的时候,其首先要充分的明确其教学的目标和教学的内容,深入的分析这部分的内容其是否有必要做课件,同时与传统的教学相比,可取得的教学效果。而不是为了追求多媒体而采用多媒体。通过对教学的总结,在机械课程当中本文以为以下几种情况适合:第一,抽象的用一般教具表现效果不佳的,如《机械制图》中的“旋转剖”、“斜剖”、“复合剖”、“圆柱相贯”;《机械基础》中的“液压传动”、“平面连杆机构…‘棘轮机构”;《工程力学》中的刚体受力断裂情景等。第二,教学中的重点和难点用传统方法学生难以理解的,如《机械基础》中的“急回特性”和“死点位置”以及各种机构的运动形式等。第三,受时间、场地、空间等约束的,如《数控车床的技术及应用》中数控车床的编辑、空运行、自动、手动、换刀、对刀等面板操作部分等。

2.2设计流程

课件设计的流程主要中其设计的环节。对课件的设计环节主要包括两个阶段:第一根据选题和教学大纲的要求,将教材中的各个难点、重点等分成不同的细小的基础单元;第二,更具其不同的单元的内容,从而确定应该采用什么样的媒体进行呈现、呈现的顺序和时间等,并确定各个单元衔接的地方,从而形成一个交互的网状的课件。而对学生系统的设计,其主要包括教师、教学环境和教学内容等因素组成,因此,我们可以将其看成为一个系统的设计的过程。对课件的设计也必须要紧紧的结合目标、大纲和对象等设计,从而充分发挥其在教学当中的辅助作用。

2.3脚本的编写

脚本作为课件设计的主要的依据,编写的好坏将直接决定课件的应用情况。因此,在对脚本进行编写的时候,其必须要结合自己的教学的思路来进行,并充分考虑教学的目标和独对象,将教学内容划分成若干单元,然后将各单元要表现的内容划分为若干页,各页的内容可由图、文、声、视、动画等组成,最后根据教学设计,选择教学结构,设计各单元之间的链接,从而合成一个完整的课件。

2.4制作平台的选择

对CAI课件制作的软件较多,如我们常见的PowerPoint,Authorware,Flash,Director,Actional,ToolBook、几何画板、方正奥思、宏图等。但是总结起来对平台的选择必须要满足以下的几点原则:第一,必须满足对课件设计的功能要求;第二则是操作要简单;第三则为可节省设计的时间;第四则是其必须要有很强的交互性。

3结语

总之,对多媒体技术作为信息技术的代表,对其应用要充分认识其定位,不要以为的为了多媒体课件而进行设计,要充分将多媒体技术作为杜机械教学的辅助的工具,其不能作为主要的手段,只有这样才能更好的应用多媒体。

参考文献

[1]孙艳红.浅谈多媒体技术在机械专业教学中的应用[J].吉林工程技术师范学院学报,2008,06:10-11.

[2]王利华.运用信息技术推动产学研一体化在机械教学当中的实践[J].中国信息技术教育,2014,02:51.

第6篇

[关键词]实践创新;机械原理;教学方法

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)11-0111-03

机械原理是一门介绍机械中常用机构和一般工作条件下常用参数范围内的通用零部件设计的基本知识、基本理论和基本方法的重要的专业基础课,是机械类及相关工程类专业的必修课程。在机械原理这门课程中,学生要掌握“三大机构”和“三大分析”。“三大分析”即机构结构分析、机构的运动学分析和机构的动力学分析的基本知识;“三大机构”即连杆机构、凸轮机构和齿轮机构的设计与综合。机械原理课程的培养目标是使学生具有创新机构运动方案的设计能力,即针对不同的设计任务,综合运用多学科的相关知识,提出多种机构运动方案,并进行综合评价确定最优方案。因此,它又是一门多学科、实践性很强的学科。[1]

一、机械原理教学中存在的问题

当今世界,科技发展日新月异,技术快速发展,而我们的教材一直是经典教材,课程的内容跟不上科学研究的发展,也跟不上技术的实际应用,甚至存在有些知识点是实际应用中多年弃之不用的技术等问题。结合这几年授课经验,笔者发现,机械原理教学中存在如下几点不足:

第一,缺少实践教学环节,缺少学生创造性思维能力和实际设计能力的培养。

第二,重理论知识系统性而轻工程应用背景的介绍。如连杆机构中转动副(铰链),学生从书本上见到的只是杆是直线和铰链是圆组成的机构运动简图,对于现实生活的机械产品难有较好的感性认识。特别是在大四做毕业设计结构设计的时候,构件与构件之间的实际的铰链的装配关系容易出错。

第三,缺少对机械设计新技术、新发展和新成果介绍,以及机构解析法设计的内容。

第四,与其他课程联系少,往往是就机构分析而机构分析,可通过设立综合性强的课题,将机械原理与工程力学、机械设计结合进行综合性设计,或结合设计比赛进行串接。

第五,在实践环节,每年都做同一个题目“减速器的课程设计”,只是每个学生的数据不同而已,没有体现“以学生为中心”的教育理念,使得该环节程序化,制约了学生的创新能力。

以上问题的存在,使得本来是创新性强、思维发散灵活、创作激情澎湃的机械原理教学,有可能变成理论实际脱节、教学过程枯燥、学习目标盲目、学习激情减退、教学质量下降的灌输式教学。[1]

二、要善于提出问题,引导学生主动思考

在教学过程中,需要将学生的地位至于教学的核心。让学生参与到教学活动里,在进行教学之前可以设置多重问题,让学生在问题的引导下层层深入,自主进行深入学习,提高学习的兴趣和效率。

机构自由度计算是机械原理教学中的重点内容之一,教师要做到深入浅出地讲授构件和运动副产生约束作用,由此自然给出平面机构自由度计算公式。不仅加入了理论知识,还使用一些简短视频和动态图,让学生了解各个运动副之间的关系,便于理解和识别复合铰链、虚约束等特殊情况。增加一些趣味性和实际生活中常见并且熟悉的机构进行分析,或者对看起来复杂的机构进行简化。引领学生在计算自由度的时候建立对机械原理的最初理解以及兴趣。鼓励学生将学到的机构进行应用。建立简化机构和对机构原动件到从动件进行顺序分析的解题思路。提出机构,让学生自由分析和进行计算,再进行讲解。培养学生分析和解决问题的能力。

齿轮机构在各种机器中应用广泛,在讲授这部分知识时,利用在实验室不同类型齿轮机构的模型和视频、联系实际进行理论知识的讲解,可以加强学生知识的理解。首先要建立对一般齿轮类型的认知。了解齿轮传动在实际应用中的重要性,再提取最普通的直齿圆柱齿轮进行分析。可以让学生自己探索分度圆,齿根圆,模数等的意义。通过对齿廓的研究了解渐开线各个参数的意义,了解为什么渐开线是最常用的齿廓,从而了解渐开线的优点。再通过实际啮合状态,提出啮合相关的问题,包括啮合规律、传动比、重合度等疑问。在研究斜齿轮、蜗轮蜗杆传动时,让学生类比齿轮的公式,进行公式的推断,从而了解其与渐开线直齿圆柱齿轮的异同。通过让学生研究对不同齿轮加工方法的异同,了解齿轮的加工过程。按照从实际到理论,从设计到制造的顺序,提出不同阶段的问题,引领学生建立系统的齿轮方面的知识。了解不同阶段不同的公式以及公式的来源。[2]

三、注重实践创新

我校教师带领学生连续参加第四、五、六、七届全国大学生机械创新设计大赛(慧鱼组)。2014年我校学子一举斩获一等奖,不仅取得了我校在此项赛事中的最好成绩,还实现了我校在该赛事一等奖奖项的零的突破,为学校赢得了荣誉。还带领学生参加了江苏省第五届机械创新设计大赛暨第六届全国大学生机械创新设计大赛获省二等奖,不仅要求学生设计出作品,并且要做出实物,进行现场模拟。据悉,全省独立学院获得的最高奖项为二等奖,且只有三项,我校即占其中之一。今年我们争取再接再厉取得好名次。

第七届(2016年)全国大学生机械创新设计大赛的主题为“服务社会――高效、便利、个性化”;内容为“钱币的分类、清点、整理机械装置;不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置;商品载运及助力机械装置”。我们选择关于钱币的分类、清点、整理机械装置的设计。

在当今的社会生活中,人们越发注重绿色出行,因此公交车出行越来越成为人们优先选择的公共交通设备。然而,现如今公交车上钱币分类主要依靠人工或者简易的投币装置,这样的方式成本高并且效率低下。这都预示着新型的多功能投币机械将会被人们广泛使用,其需求量将会越来越大。作品一设计的是新型公交车投币箱。利用简单的滑道及杠杆机构进行纸币及硬币的分离,再以简单的滑道机置对不同面值的硬币进行分类,如图1所示。由两个滑道构成主要结构,上面一个滑道两点固定,主要是给硬币和纸币一个下落的初速度,下面的滑道是一个杠杆结构,硬币的质量完全可以压下杠杆落入硬币箱,人们把硬币从投币口投入,经过一系列物理反应,达到分离的目的。此结构简单,不需要能源输入,只需要小小的改动就能更便利。主要创新点:1.没有科幻元素,处处体现实用化。简单的机械结构容易制造,并且出现故障容易修理。2.无须通电和供能,因此投币机十分安全并且节能、受到的使用限制也会大大缩小。3.设计制造成本低,可批量生产,便于推广。此设计不仅功能齐全、可靠性高,并且机械装置简单,大大降低了公交公司的生产成本,价格的低廉也将会赢得广泛的客户群。由于成本低,可以批量生产,具有广泛的市场性和实用性。

作品二是根据公交车上的投币特点(需要人们一个一个投)设计了该产品,如图2所示。我们根据硬币的直径不同,给它们在轨道上安排了不同的出币口,使得不同面额的硬币进入不同的空间内。由于目前我国新版人民币有三种圆形硬币,其直径依次为:一元硬币25mm、5角硬币22.5mm、1角硬币20.5mm。所以我们将第一个出口处的挡板与轨道的间距设置为21mm(先将一角钱分出),将第二个出口处的间距设置为23mm(再将五角钱分离),最后的出口的间距设置为26mm。这样,不同的硬币就会不同的出口处落出,原理如图3所示。我们在每一个出币口搭建了一个容器,使它的开口直径不超过它所盛装的硬币的直径(装一元的容器直径为40mm,五角的为40mm,一角的为30mm)的两倍;我们又测量出每一种硬币的厚度(一元为1.85mm,五角为1.65mm,一角为1.67mm),然后根据计算,在容器外表面标出刻度(不同的高度对应不同的数量,如:在一元容器外,每隔18.5mm,画一刻度线,标出数字十;在五角容器外,每隔16.5mm,画一刻度线,标出数字十;在一角容器外,每隔16.7mm,画一刻度线,标出数字十)。主要创新点: 1.可进行硬币的分类。2.可计数根据测量硬币堆积的厚度,从而计算出硬币的数量。3.将轨道分段衔接。4.原理简单,结构简单。5.系统还具备升级和扩展的潜能。本作品结构简单,可后续添加其他功能,较好地满足了硬币发展的需求。

作品制作历时四个月,经过多次改造。从刚开始产品设计的构思到最后整个作品的制作完成都充分发挥了学生的创新意识,培养了学生综合设计能力与团队协作能力,提高了学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践能力。[3]

四、总结

通过这次研究课题的实践,不仅让学生学到了许多了专业知识,而且培养了其解决问题的能力。其次,团队管理也是很重要的,一个团队核心就是通过合作去开展工作,这样才能发挥最大的效益。合作就需要良好的管理,对于不同的问题需要设立讨论小组,对问题进行研究,集众人之力去解决问题。最后笔者认为,本次研究关键就是不断反思问题,从反思中取得突破。研究是个连续的过程,在每个阶段发现问题才能确定接下来工作的方向,这样不断进行反思总结,才能取得突破,取得最后的胜利。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 孙亮波.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].机械,2010(12):21-23,33.

[2] 殷勇辉,高志,章兰珠.提高机械原理课程教学质量的思考与实践[J].中国大学教学,2014(6):57-59.

第7篇

机械设计有别于其他学科,它的实践性很强,课程的研究对象是常用机构和通用零部件,需要同学们对其有一定的感性认识,但是随着近几年来高校录取分数的下降,生源素质呈下降趋势,绝大多数的学生具有文化基础薄弱、学习兴趣不高、学习能力不强的特点,在现有的招生制度下各专业文理科都收,造成学生学习基础参差不齐,加上在校生且几乎都是从学校到学校,对各种机械零部件普遍缺乏感性认知的问题,所以在机械设计理论教学前我们先安排同学们进行感性认知实践,以增强学生的感性认识,如通过组织学生参观机械原理和零件陈列室、各类机械设备陈列柜、观看机器工作录像、常用机构的动画FLASH,到工训中心现场实地参观(工训中心有完整的机械类专业金工实习所要求的各类机械加工设备)等认知教学,认识具体的零部件、常用机构和机器,使学生们清楚知道机器的基本组成要素——机械零件,初步了解机器的组成、结构特点、工作过程及工作原理,使理论与实际对应起来,通过认知实践增加学生的感性认识,培养他们对机械设计基础课程学习的兴趣,使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。

2实验教学

在机械设计教学过程中,实验教学与理论教学具有同等重要的地位。通过实验,使学生熟悉掌握一些与本课程有关的实验设备的原理、使用和调试,掌握实验数据采集和处理的过程与方法,培养认真细致、一丝不苟的工作作风,提高观察问题、分析问题、解决问题的能力和创新能力。不断提高实验教学效果,确保实验教学质量是机械设计实验教学改革的重要课题。课题组以“打牢基础、培养能力、增强素质、提高实践和创新能力培养”为基本要求,以机械设计学科知识平台为依据,结合学校实验教学条件,并充分考虑学生在基础、专业要求、兴趣、特长和能力发挥等方面的差异,对机械设计课程的所有实验进行了分类和整理,构建了一套加强基础、提倡创新、重在应用,多层次、多模块、开放性的实验教学新体系。

(1)尽可能利用好现有实验条件,巩固和加强传统实验传统实验在帮助学生理解机械原理或工作特性方面具有重要的的作用,因此在机械设计实验教学改革与发展中依然需保留、巩固并加强这些实验项目和内容,例如我们保留了《带传动性能实验》、《滚动轴承性能实验》、《减速器结构装拆实验》,这些验证性实验会使学生对课堂所学的理论知识有更深刻的认识和理解,为今后研究和创新设计机构奠定良好的基础;保留了《螺栓及螺栓组连接综合实验》,综合实验使学生掌握机械系统的工作原理、承载特性、影响因素分析方法,有利于培养学生的动手能力、数据采集能力、分析与解决问题的综合能力。

(2)加强创新设计性、综合性特色实验建设2011年我校添置了机构运动创新设计方案及仿真实验台和传动机构综合实验台,有了这种机构综合实验台,学生可根据实验指导书要求,自行设计和搭建实验平台,选择适当的构件,进行测试分析,有效地开拓了学生的创新思维,提高了学生综合实践能力。

(3)课程实验实行开放性实验为了增加学生动手能力,课程实验实行开放性实验,即学生在实验课上没有弄懂的内容、没有完成的实验,可以随时补做,直到弄懂为止。本课程的考核方式是做完实验后才能参加理论考试。

(4)课堂教学与实验一体化为了更好地与课程的理论教学相配合,我们拟建设一个“机电一体化教室”。该教室为一个多功能教室。可供学生上课、实验、专周训练用。学生在该教室上课可直接观看到各种实物、模型及仿真运动,同时学生还可以自己做实验来验证自己所学的知识。将单班课安排在多功能教室进行,根据内容需要采取多媒体讲解、模型演示和实验操作相结合的方法,充分利用教学资源,提高教学效果。实验课教学的设计思想是:在内容上必须是传统实验与创新实验的协同,是认知实验、验证实验、综合实验和创新设计实验的集成。实行开放式的,贯穿学生学习全过程的,从课内一般实验到课外的自主式开放实验。在实验的开出形式上将实验项目分两个系列:必修与选修,其选修内容可让学生自由选择,从而鼓励学生个性自由发展,并可不拘一格地鼓励优秀学生脱颖而出。通过一些提高型、选修型实验的开出,极大地激发了学生的学习热情。很多学生经常在业余时间来到实验室学习和钻研,取得了良好的效果。

3课程设计

课程设计是机械设计课程的最后一个具有综合性和实践性的重要教学环节,也是高等工科院校机械类专业学生第一次较全面的设计能力训练。它不仅是学生获得知识的重要途径,而且对培养学生的自学能力、工作态度、实际工作能力、科学研究能力和创新能力具有十分重要的作用,对实现培养学生的知识、能力、素质起着关键的作用。课题组对机械原理课程设计和机械设计课程设计内容和选题进行了全面改革,使之由机构设计为主转变为由机械整体运动方案设计和整机设计为主。课程设计的选题更接近实际更加丰富多样,我们将以往集中时间进行课程设计教学改为部分分散然后集中的教学方法,将课题在机械设计课程教学中期就布置下去。这样,可以使学生随着机械设计课程的进行以课外作业的形式逐步完成除装配图以外的传动计算部分、标准件选择部分,并进行变速箱结构设计的草图绘制,平时老师利用课间、课后、QQ、视频等方式进行辅导,最后集中绘制装配图、进行答辩,这样一种渐进式教学过程,学生的基本设计能力的培养会更扎实,在课程设计中鼓励、引导学生创新设计,旨在帮助学生掌握机械设计的实用技能,为从事相关技术工作打下扎实的基础。

4课外科技活动

将课程建设延伸至第二课堂,培养学生的创新能力以及科研联合攻关的意识。课程组教师不仅注重课堂教学质量,而且注重大学生第二课堂的建设和成效,将课程建设以及课堂教学与大学生课外科研课题相结合(如大学生创新训练计划、大学生学科竞赛),积极承担所教课堂大学生课外科研课题的指导教师工作,旨在激发学生的学习积极性,培养学生的创新能力以及科研联合攻关的意识。从而实现多层次、多渠道培养学生能力和提高教学质量的目的。

结束语

第8篇

关键词:机械原理;双语;教学模式

作者简介:赵世田(1979-),男,山东日照人,盐城工学院机械工程学院,讲师;周海(1965-),男,江苏滨海人,盐城工学院机械工程学院,教授。(江苏 盐城 224051)

基金项目:本文系江苏省高等教育学会教育科学规划项目(项目编号:JS184)、盐城工学院教学研究与改革课题项目的研究成果。

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)31-0055-02

自加入WTO以来,我国的对外交流日益频繁。如何汲取国外的先进高科技知识,成为我国面临的一个重要课题。科技接轨的前提是教育接轨,只有培育出优秀的人才,才能无障碍地进行科技交流与合作。2001年,国家教育部提出了加强本科教学的12项措施,其中为了提高我国高等教育的国际竞争力,适应国际化和全球化的发展趋势,要求各高校开设5%~10%的双语课程。[1]如今国内各高校大力开展中外合作办学,如何卓有成效地培养出高素质的中外合作教育产品,是各个高校急需探索的课题,此外,双语教学也是我国教育改革的热点。[2]

“机械原理”是机械工程类各专业的一门重要的专业基础课,它对机械工程类各专业人才基础能力的培养具有非常重要的意义,也是大学生从公共课迈入专业课学习所接触到的入门课程。针对如何教好这门课,尤其是该课程的双语教学,提高学生对后续专业课学习的兴趣,国内很多高校教师进行了有益的探索。[3-7]

笔者从教材选择、教学模式和存在的问题等三方面对“机械原理”课程的双语教学进行了深入的总结,以期能为国内机械类各课程的双语教学同行提供一些有益的探索。

一、“机械原理”双语教学教材的选择

为了保证教学质量,达到双语教学目的,选择合适的教材是保证教学质量和教学效果的基础,也是教学改革成功的必要基础。国内选择的机械原理方面的双语教材可以分为两种类型。第一种是国内专家学者根据优秀中文版机械原理,翻译成英文,已知的有高等教育出版社出版的《Mechanisms and Machine Theory》(叶仲和等编),武汉理工大学出版的《Mechanisms and Machine Theory》(李璨等编)。第二种是国外优秀原版教材,如,《Kinematics and Dynamics of Machines》(Second Edition,Georgh H.Martin,1982);《Design of Machinery:An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and Machine》(Second Edition, Robert L.Norton, McGraw-Hill,2001),其中Robert L.Norton教授的著作在美国广泛使用,已经译为多种语言并出版,最新版本为第五版,但是国内尚未见到原版教材。

第一种类型教材内容与现阶段中文教材内容大体相一致,学生如果有不明白的地方,可以直接查阅中文机械原理进行参考和理解,许多高校的双语教学与中文教学错开,学生可以去听中文机械原理,然后听双语教学,[5]但是这样极大地增加了学生学习负担。国外原版教材内容体系与国内不同,其内容涵盖较宽,知识体系庞大,如Robert L.Norton教授编写的教材分为两门课来教授,一门课是Kinematics of Mechanisms,主要讲授1~9章机构运动学,另一门课是Dynamics of Machinery,主要讲授10~16章,机械动力学。相比国外的机械原理教材,国内教材内容几十年改革不大。国外教材讲连杆机构内容较多,分析与综合并重;图解法与解析法并重;综合齿轮和轮系为一部分内容等,与国内稍有不同。

笔者讲授的对象是国际合作班,学生将来主要任务是出国留学,国内课程的学习为他们进入国外的专业领域学习奠定坚实的基础;学校已经对他们进行了英语强化训练,他们的英语水平已很高,如果不引进原版教材的学科理念,也就无法做到真正与国际接轨。为了学生能更好地、尽快适应国外教学环境与教学内容,学校选择Robert L.Norton教授的英文原版教材为主,在具体教学内容上会有适当删减和调整,然后以国内教材为辅,进行适当地补充。

二、“机械原理”教学模式

好的教学模式使得教师和学生双方共同协作,既可以提高教学效果,又可以提高学生的学习效果。

1.适当调整教学内容

第9篇

关键词:机械基础课程;创新教育;能力培养;教学探索

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2012)-03-0-02

随着普通高中的扩招,职业学校特别是中等职业学校生源数量下降,学生整体素质滑坡,个体差异也较大:不同年度入学新生成绩总体呈下降趋势,同一年度内入学新生的成绩差距也很明显,即使同一个专业、同一个班级学生的个体差异也很大。因此,在这种情况下要进行教学改革,细分教材,细化教学目标,针对不同层次学生,制定不同的教学目标和要求,采用不同的教学方法。

一、以培养创新能力为主线,改革课程内容和课程体系

教学体系的改革要保证学生创新能力的培养,尤其是建立以培养学生的工程意识和创新设计能力为主的新体系。机电产品的设计一般要经过产品的规划、方案设计、技术设计、施工设计等几个阶段。学生通过机械基础系列课程的学习,不仅要掌握这些阶段所需的基本理论知识,还应掌握其现代设计的基本方法与创新设计的基本思路。因此,需要明确各课程在培养学生工程意识和综合创新设计能力方面的任务。如画法几何及机械制图课程注重培养空间形象和创造性构形的设计能力;工程材料及机械制造基础课程注重培养工程意识和实践动手能力;机械原理和机械设计课程注重培养创新设计的能力等。

各门课程要根据自身在系列课程中的地位和作用,从培养创新能力出发,对教学内容进行重组和优化。如在工程制图教学中穿插形体设计、构件设计等内容;机械原理课程由传统的以机构分析为主转向以培养学生综合能力为主,突出执行系统设计的思想,加强机械运动方案设计的内容,强化机电一体化思路,介绍气、液、电驱动的机构和机电一体化的执行机构,以开阔学生的思路。

二、加强机械系统整体观念,以工程实践为目标,改革实践教学体系

(一)实践教学体系和内容的改革

过去的教学体系重理论,轻实践,加之教育经费投入不足,实验较少,效果较差。经过多年探索,我们更新了实践教学内容,完善了实践教学体系,增加了实验课学时,改善了过去教学的不足之处。比如,为培养学生的工程实践能力,配合机械制图课程零件图和装配图教学,我们开设了“典型机器拆装及分析实验”。通过实验,使学生对某些机构有了感性认识,对公差配合工具使用和装配工作的一般规范有所了解,增强了学生的工程意识,提高了学生学习机械的兴趣,为零件图和装配图的学习打下了良好的基础,使学生顺利地从纯几何构形过度到机械零件构形设计。

(二)课程设计与实践教学新体系

工程意识和创新能力的培养,关键在于将许多学科知识与经验综合应用,强调实践性,重视解决问题。为了提高这一环节的教学效果,我们对原课程的“大作业”和“课程设计”等环节进行了以下改革。

1、增加“几何造型与构形设计”

为了培养学生的空间形象和创造性构形的设计能力,工程制图将教学重点从制图方法转向工程设计思想和创新意识的图形表达,启发学生学会观察生活实际中接触到的常见物体的构形和表达方法,并要求学生设计出具有创意的作品,将几何体的截交线、相贯、组合体构形等上升到实际应用中,真正将工程设计与工程制图结合在一起,培养学生创造性思维和用图形表达设计思想的能力,为后续的产品造型设计奠定基础。

2、增加“零件金工工艺设计”

该设计用一周的时间完成两项内容,一是单工种的工艺设计。将铸造、锻压和切削加工工艺分开进行,以考察学生对某一工种的工艺设计掌握的情况。内容包括材料加工方法的选择,零件的结构工艺性分析,主要工艺过程和工艺参数的确定和计算,工艺图的绘制和工艺卡的编制。二是综合性工艺设计。让学生完成一个零件从毛坯到成品的全部工艺过程设计,来考察学生综合运用工艺知识的能力。内容包括毛坯成形工艺的确定,材料的选择,工序及工艺的确定,机加工方法的确定,工艺参数的计算,工艺图的绘制及工艺文件的编制等。

3、改革机械设计课程大作业

针对原课程侧重于典型零部件分析的机械设计大作业,我们改为以设计为主的简单机械设计训练。如千斤顶的设计,学生通过调查、查阅资料,设计出了多种千斤顶的方案:汽车用千斤顶、圆锥螺旋千斤顶、蜗杆螺旋千斤顶、单一螺旋千斤顶和压力机等。通过千斤顶多方案的设计比较,学生不仅掌握了传动方案的设计方法,开阔了眼界,同时培养了创新设计的能力。

4、将机械原理、机械设计的课程设计整合

将机械原理、机械设计的课程设计整合,通过一个有生产背景的实践课题,以设计对象为主线,使学生通过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程,加深对机械系统的整体认识,加强设计中的工程意识,这样就培养了学生的综合创新设计能力。

三、进行创新性教育,营造培养创新能力的环境

机械创新设计课程改变了以教师为中心的教学方式,让学生积极主动地参与教学的全过程。在导学上下功夫,注重学习方法的指导,教会学生思维方法,突出教学方法的多样性,努力尝试将问题教学法、情景教学法、范例教学法、探索教学法引入课堂;教师向学生讲授创造性思维、创造原理、常用创新技法、机械创新设计方法及创新设计典型实例分析等内容;让学生了解机械领域发展的现状和趋势,找出有创意的机械产品进行分析;激发学生对周围所熟悉的问题或物品进行分析、探索,提出改进的思路,如“不影响别人的叫醒装置的设计”“自行车的改进”等等;对典型的有创意的产品进行拆装实验,分析其创新点,总结创新的思路和方法;完成小论文、研究报告、创新作品。学生对这些问题充满好奇和求知欲,因此会积极地去发现问题、提出问题、解决问题。学生在这种环境中充分发挥自己的想象力,激发创新设计的兴趣和欲望,提高了创新设计的能力。

参考文献:

[1]柳义皎.机械基础教学中学生创新能力的培养[J].中国职业技术教育,2006,(8).

第10篇

        一、教师应从培养合格劳动者的目标出发,选取合适的教学内容进行教学

        按照这一思路,我们可以对教学内容进行适当调整。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型,建立机械运动简图应该是机械设计的基础,因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机械传动和零件设计部分,应减少计算公式推导过程的介绍,增加零件细部结构的设计介绍和一些设计参数选取原则的介绍,并加强对机械运行的介绍,比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。可增加一些本专业最新动态的介绍,多向学生介绍一些机械的新发展、新思路,以开阔学生的眼界。在过去的教学中,通常只重视设计计算,认为只要会计算就达到要求了,而轻视了结构设计以及与工程实际技术问题紧密结合的部分,使教学与实际脱节。如轴承这一节:轴承装置设计这部分内容在教学中往往不作为重点,而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此,可以把这章内容进行重新整合,把轴承装置设计这部分内容作为重点,要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上,再举一些工程实例,如ca614oa车床主轴支撑的例子,通过这个实例,使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合,使学生既学会了轴承的基本知识,又掌握了轴承的应用技术,同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。

        二、提高学习兴趣,增强教学效果

        现在职业学校面临的问题是:学生基础知识差,不少人对学习失去了兴趣。但是我们也应该看到这样一个事实:这些学生思想活跃,求新求奇思想重,对周围世界十分敏感好奇,他们喜欢观察事物,凡是觉得新鲜的就想了解,凡是自己喜欢的就会去做。因此我认为,要想让学生能够主动学习,就要使其对专业感兴趣、对课程感兴趣甚至对任课教师感兴趣,而这些兴趣的培养可以通过教学过程中实施趣味教学来实现。

因为职业学校学生文化基础较差,虽然学校所开设的课程已相对简化,但由于学生理论水平比较薄弱,《工程力学》和《机械制图》学得不够扎实,加上缺乏基本的机械常识,所以在机械基础的学习过程中,想象不出一些零件的结构,受力情况分析不透。因此教学中应首先降低难度,让学生有学习本课程的兴趣。

若照本宣科,不进行教学信息的双向交流,必然会学之无味、学之困难。为唤起并始终保持学生的学习兴趣,创造和谐的学习气氛,可根据学生活跃好动的特点,在教学中采用趣味教学法,创设情境,启迪思维,引导学生积极主动地参与教学。要做到这些,教师必须思路清晰,善于归纳和表达,能够把复杂的内容转化为纲目了然、脉络分明、易于理解和掌握的知识。《机械基础》对于刚刚初中毕业的职校生来说,无疑是有较大难度的课程,容易出现两种极端:程度高一点的学生为了取得好成绩便“死记硬背”;程度低一点的学生,一旦无法战胜困难,就会放弃学习以致产生厌学情绪。针对这些情况,我认为教学中关键要上好第一节课。俗话说“兴趣是最好的老师”,如果能让学生对本门功课产生浓厚的兴趣,可以讲在本课程的教学任务中已完成了40%。这就要求教师具有渊博的知识良好的口才,能引导学生在有趣的谈吐中学到有用的知识,与学生进行有效的交流。

        三、重视理论联系实际,提高教学效果

        《机械基础》是各个工种的专业基础课,与各工种专业课联系紧密。作为机械专业的教师,应当不仅具有机械方面的理论知识,而且对于在生产中使用的各种加工方法,机床及设备的有关知识,也要有一定程度的掌握和了解、也就是说我们应努力成为“双师型”教师。只有这样,才能在教学中熟练地将理论与实践结合,上课时才能得心应手。

        例如在举例讲解时应尽可能使用见过或使用过的设备,如讲解四杆机构,可以结合家用缝纫机的踏板机构。如果有可能的话,理论课教师应主动与实习老师联系,组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学。现场教学前事先布置一些思考题,让学生带着问题一边参观一边讨论。在参观实习中,教师可以对学生提出的问题进行有针对性的讲解,告诉学生这台设备采用了哪些机构、某个零件采用了什么机构,把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来,使学生具体地领会各种机构在机器中的应用。这样,学生上课时就有了一定的感性认识,就不会觉得抽象,就会产生学习兴趣。我们再因势利导,使学生的感性认识上升为理论,教学效果就会大大提高。

第11篇

摘要:如何在机械基础课教学课堂中提高学生学习兴趣,改善教学质量一直是从事本门课程教学工作的难题,本文结合教学经验总结“整部结合”的教学方法,探讨在实践中取得较好的教学效果。

关键词 :机械基础 学习兴趣 教学质量 整部结合

一、机械基础课教学中的困难

1.课程特点方面

机械基础是机电类专业的基础课,实用性强,涉及面广,它的知识涉及物理、数学、公差与配合等多学科知识,其内容零散,系统性较差,概念抽象,原理枯燥,历来的教学课堂都比较沉闷。

2.学生基础方面

技工学校的学生大部分缺乏学习的自信心和求知欲,文化知识基础比较差,学习自觉性差,纪律性差。加之学生缺乏实际工作经验,对机械零件、机械设备缺乏感性认识,在学习中难以理解本课程的知识内容。

3.教学条件方面

大多数学校用于教学的教具和设备相对缺乏,很多学校的教师还仅仅是依靠一本教材、一本练习,加上一张嘴和粉笔就开展本课程的教学活动,这样在某种程度上致使一些学生产生怕学或弃学的情绪。

二、“整部结合”的教学方法

目前,技工院校使用的《机械基础》教材大多数版本都是把各种传动机构从机械中抽离出来单独研究,教师很多时候也是照本宣科。如:在讲授带传动内容时,教材内容在开篇时就是简单讲述带传动机构应用于汽车、家用电器、办公机械以及各种新型机械装备中,至于应用带传动的机器是怎样工作的?带传动在机器中是如何起到传动效果的等等情况都没有详尽提及。如此一来,学生即使把带传动知识内容掌握了,但对于带传动在具体机器的工作情况却没有什么感性认识。究其原因是教师在讲授知识时没有很好地处理好整体与部分的关系(如:电梯与蜗杆传动)。学生因缺乏对机械的感性认识自然不能把知识回归到实际应用中来。

笔者结合多年的教学经验,总结出“整部结合”的教学方法。“整”是指教者将各种与授课内容相关的生活实例,结合生活学识或互联网等多种途径去充实教学素材。“部”即所讲授的教学内容,如:齿轮传动机构、凸轮机构等。“整部结合”注重教学理论与实际应用相结合,通过运用现代信息多媒体工具深入浅出讲授课程内容,旨在激发学生的学习兴趣、改善学生在课堂的专注度,从而提高教学质量。具体的做法是:在讲解机构工作原理前,教师先通过视频或图片等多媒体教学工具展现相关的一个或几个具体实例,在引发学生兴趣的同时调动他们的思维。此时学生的注意力较为集中,对即将讲授的内容接受能力较强,因而非常适合回到课本内容详细讲解理论知识。考虑到学生的注意力集中时间不长的特点,教师在讲授完机构的一个小节或几个知识点内容后,应重新调出具体实例,详细描述该内容在实例中的具体工作情况。在整个机构的理论知识讲授完毕后,教师再把机构的原理在实例中如何运行,如何与其他部件协作发挥作用串联起来,让学生能轻易把机构原理回归到现实生活。即使某些知识点在课堂内不能完全消化,但当学生在实际应用中碰到相关的实例时也能联想起该机构的工作原理。

三、“整部结合”教学方法的实例运用

1.带传动机构实例运用

以生活实例中的建筑用夯土机(图1)为“整”,讲授带传动机构这一“部”。建筑用夯土机结构简单,通过两级带传动使带有偏心块的带轮回转,在离心力的作用下,夯头以较大的冲击力夯实土壤。

整部结合法的具体运用过程是:向学生讲解完建筑用夯土机这一整体的结构与工作原理后,通过多媒体设备播放实例的工作视频,当学生表现出较大的兴趣时就回归带传动机构部分的工作原理等相关知识内容的讲解;授课过程中随时留意学生的专注程度,发现学生注意力开始分散时,就穿插讲授该知识点在夯土机中的工作情况,待学生的兴趣再被提起时再讲授下一个知识点。

2.曲柄摇杆机构实例运用

曲柄摇杆机构是平面连杆机构中的一种基本类型,由一些刚性构件用转动副或移动副相互连接而成,能够实现某些较为复杂的平面运动,其在生产和生活中广泛应用于动力的传递或改变运动形式。由于该机构的三个构件是同时运动的,且相互制约,因而其运动形式较为复杂,学生较难通过想象掌握其运动原理,更无从了解机构在生活实例中的应用情况。

在讲授曲柄摇杆机构这一部件时,教师可以结合生活中常见的颚式破碎机(图2),通过形象而具体的整体运作描述,集中学生的注意力。颚式破碎机由电动机驱动皮带和皮带轮,通过偏心轴使动颚上下运动,当动颚上升时肘板和动颚间夹角变大,从而推动动颚板向定颚板接近,与此同时物料被挤压、搓、碾等运动多重破碎;当动颚下行时,肘板和动颚间夹角变小,动颚板在拉杆、弹簧的作用下离开定颚板,此时已破碎物料从破碎腔下口排出,随着电动机连续转动破碎机动颚做周期性的压碎和排料,实现批量生产。

在讲解曲柄连杆机构这一“部分”前,教师可先播放颚式破碎机这一“整体”的工作视频(图3),让学生对曲柄连杆机构有初步的感性认识。

在播放工作视频时,教师运用“整部结合”法讲解整体与部分之间的联系与原理,以提起学生的学习兴趣。由于实例与生活贴近,工作视频直观,整体与部分的运动情况明了,学生的注意力较为集中,这时就可以把教学的重心转回到曲柄摇杆机构这一知识内容上来,具体讲述曲柄连杆机构的工作原理、如何与其他部件配合,如图4所示。这样的教学方法不但提高了学生对曲柄连杆机构的接受能力,还让学生较容易将曲柄连杆机构这一理性认识回归到实际生活中应用的感性认识,同时消除学生对颚式破碎机的神秘感,解决了实际与理论脱离的问题。

四、小结

第12篇

1.《物流机械与设备》课程特点分析

1.1教学难度较大

一方面,本课程涉及的知识范围广、内容十分丰富。物流机械设备涉及运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送和信息等现代物流活动的各个环节,在本课程课堂教学中主要对包装设备、集装单元化设备、仓储设备、装卸搬运设备、运输设备、流通加工设备、物流信息采集与传输设备的类型、性能参数、工作原理、适用条件及选用和配置等内容进行讲解,知识点多且跨越度较大,是物流管理专业教学大纲中为数不多的与机械专业知识关联性较强的课程。

另一方面,国内目前高校设置有物流管理专业的院系多为管理类、商学院类(参见表1),且大多数物流管理专业为文理兼收,导致物流管理专业学生缺失力学、制图基础、机械原理等前设课程的基础,兼之欠缺对物流机械设备的感性认识,致使学生在课堂教学过程中普遍反映学习有难度,进而难以提高学习兴趣。

1.2校内实训条件有限

基于前述情况,《物流机械与设备》课程教学中结合直观演示法、参观教学法或者实训法等教学方法更有利于学生接受和掌握。然而物流机械设备种类繁多,随着物流机械设备技术朝着自动化、智能化、信息化、集成化、柔性化和标准化方向发展,新装备、新技术层出不穷,设备更新速度很快,一所高校往往无法同时具备各式各样的设备作实训之用,同时建设校内实验室或实训场地,占地面积大、设备购置成本花费不菲,使在校内开展实训条件受限(参见图1)。

1.3校外实习安排困难

安排学生到企业实习,通过实习验证和掌握课程内容,是一种很好的教学方法。目前国内高校物流管理专业的实习基地呈现多元化,涵盖物流企业、生产制造企业、商贸流通企业,符合物流是复合型生产服务业的特点(参见表2)。但反映出一些问题,如单个企业的实习基地提供的有效岗位不足;单个物流企业拥有的物流设备种类有限,导致实习内容与教学内容不衔接,不利于学生系统学习和掌握课程内容;学生到企业实习,对企业正常生产秩序形成一定干扰,导致有的企业不愿意接收学生实习。以上因素导致安排学生到企业实习面临诸多困难。

2.《物流机械与设备》课程教学改革措施

2.1教学内容改变

在《物流设施与设备》课程开始讲授时,应充分考虑物流管理专业学生的专业背景和知识结构基础,适当为学生补充部分识图和机械基础知识,为后面教学做好铺垫。在教学过程中应充分利用物流机械设备的图片和视频,增强学生感性认识和提高学生学习兴趣。同时,应通过就地取材、网络收集、与设备厂商联系等手段逐步建立丰富的教学资源库并及时更新。

2.2适当引入案例教学

案例教学法是一种以案例为基础的教学法,有利于鼓励学生独立思考、举一反三,引导学生变注重知识为注重能力,加强教与学的双向交流。笔者从与企业的科研合作项目中归纳凝练出若干案例,如邮政快递企业邮件处理流水线设计、制药企业成品仓库设备系统设计等,通过案例教学,学生在对企业实际问题的分析与解决过程中,加深对物流机械设备在物流企业生产实践中的具体功能和作用的实践认知,取得良好的教学效果。

2.3引入研究性学习

学生自愿组合,一般4~5人为一组,由教师设置任务场景,学生通过自主分工,独立完成资料收集与分析、关键信息提炼、解决方案设计及整合工作,最后撰写书面报告并形成PPT,最后由教师在课堂上进行讲评并打分,以此作为本课程平时成绩。研究性学习不局限于对学生进行纯粹书本知识传授,而是让学生参加实践活动,在实践中学会学习和强化各种能力,通过分析和解决问题,加强学生对知识的联系和运用,充分调动学生学习积极性。

2.4校内外实训基地建设

在校内实训实验室建设方面,应充分利用现有实验条件,紧密结合教学内容,制定切实可行的实验实训内容。在场地和资金有限的情况下,可考虑引入物流机械设备模拟操作实训软件和仿真教学,在模拟实训和仿真教学中,提高学生对物流机械设备的操作和管理能力。

在校外实训基地建设方面,应充分发挥高校智力资源优势和企业物质资源优势,探索建设“校企合作”办学合适模式,结合企业需求和教学要求,与校外企业联合建设长期稳定的实训基地。