时间:2022-10-05 00:36:02
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篇机械设计基础课件,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。
机械设计基础课程是工科院校的重要技术基础课,本文通过对各教学环节教学资源的整合与优化,丰富教学内容,改善教学实践环节,实现课堂开放、实验室开放,引导大学生参加机械设计创新大赛,并借助网络平台实现资源共享。
关键词:
机械设计基础;资源优化与共享;机械创新设计;网络平台
机械设计基础课程包括机械原理、机械设计、实验及课程设计,机械设计基础是工科院校中机械类、近机类专业的重要技术基础课,在本科教学工作中占据相当重要的地位。通过学习这些课程,培养学生的“工程综合”和“工程应用实践”能力[1,2]。近年来,随着普通高校的扩招,学生的个性差异较大,许多高校本科生为多批次录取,虽为本科,但学生的学习水平参差不齐。在社会培养应用型人才的方针指导下,以学生为本,进一步推进教学改革,把教学资源进行整合优化,借助多媒体网络平台的实用性和时效性等特点实现资源共享。
1.课程教学资源的优化与共享
机械原理、机械设计为技术基础课程,属于本科生的必修课程,该课程与工程应用联系紧密,具有公式多、图表多、图形多等特点,由于学生学习能力差异的存在,过去单一的教学方法已无法满足培养需求[3],因此,机械基础课程教学方式应由过去以教师和教材为中心向以教师为主导、学生为主体,课堂为主导、学生自主学习为中心,教材为主导、课程资源为中心转变。新时期的大学生应在教师的指导下,充分利用课程资源实现自主、自助学习。为此,课程组充分利用网络资源及兄弟院校的优良经验,从教学方法、教材建设、课件设计等方面进行资源的优化整合。随着多媒体技术的深入发展,教学方法要改革,要综合分析运用。传统教学中教师与学生心与心的碰撞与情感交流,是任何媒体不及的;借助多媒体,可以节省时间,信息量大,利用动画功能,形象、直观地反映机构的运动关系,较静态图片易于理解,使不便于描述的难点有所突破。为此,课程组进行大量调研,借助课程研讨会与兄弟院校交流经验,合理制定教学大纲,编写教学要求,制作多媒体课件,为适应不同专业、不同层次学生的要求,同时考虑不同教师的教学特点,教学课件以求大同存小异为原则。同时,在课件的制作过程中,让不同层次的学生参与,使学生在学习中便于理解和掌握,制作满足不同层次和不同教学需要的教学课件,提高资源共享率。多媒体技术的运用可以刺激学生的感官,动画部分可以激发学生的好奇心,进一步调动学生学习的积极性,尤其突出的是连杆机构和凸轮机构和轮系等。如果整个授课过程全部采用多媒体课件,时间长了,学生容易产生视觉疲劳,产生教学形式过于单一的感觉,可采取例题用黑板讲述,或讲课过程中增加实例讨论,实践证明多种教学方法的综合应用会产生良好的效果。总之,在课堂教学过程中,教师将多媒体课件与板书有机的结合运用,将增进师生间的情感交流和良好互动,使得学习气氛和谐,达到比较理想的教学效果。大学生的学习不仅仅局限于课堂学习,尤其是每年有许多学生要参加研究生入学考试,机械基础课程作为专业技术基础课是所考科目之一,学生需要课下学习和巩固所学知识。为此,课程组编写了相应的教材,有《机械原理》、《机械设计》和《机械设计基础》,教材中增加了实践环节的内容,即在每章后附加实践环节练习,此练习通过学生动手、动脑熟悉和应用所学知识的一个过程练习,比如在学完“链传动”一章之后,设计的一个实践环节为:“观察一辆变速自行车的滚子链传动,分析有几种传动比,松紧边的位置,链接头形式,并观察张紧轮的位置,如何调整链条的松紧程度。”这个环节可以由老师带着做,也可以由学生课下自己做。同时,为方便学生自学,课程组专门为学生制作多媒体课件,该课件模拟教师课堂教学流程,深入浅出地详细讲解,例题量大且题型多,并附加基础知识测试,重点、难点明确,放置于我校网络平台上“机械原理”、“机械设计”精品课中,学生可以借助网络平台的辅助学习功用实现自主、自助学习。“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,通过教学资源的优化与共享,学生方便灵活地广泛涉猎知识,提高能力,激发学习兴趣,为应用型人才的培养打下良好的理论基础,以便更好地服务社会。
2.改革工程实践教学体系,实现资源的优化与共享
实践教学是高等学校实现培养人才目标的重要环节,知识来源于实践,能力来自于实践,各种实践教学环节对培养学生的实践能力和创新能力尤其重要。我国的某些理工科重点高等院校如清华大学、华中科技大学、武汉大学、武汉理工大学,针对“重实践”提出的教学理念、教学方式和方法及教学内容的改革已经全面展开。因此,应针对我校特点对实践教学资源进行优化整合,实现共享,为应用型人才的培养打下良好的基础。
2.1对实验资源整合优化,加快实验室建设。
我校是由几所学校合并而成的,许多实验资源重复,如机构动态演示台就有多套、同类减速器若干台、动平衡机多台、齿轮范成仪多台等,并且多而杂的教学模型占据大量的实验室空间,为此,对实验室进行整合,淘汰落后和多余的模型和仪器,改进现有设备,对“机器与机构陈列柜”研发配置声控装置,并与机构的测绘实验实现互补,使实验内容更翔实、有趣。为丰富实验内容,加强实践训练,购置一些新型的实践教学设备,更新实验教学内容,完善实践教学体系,开设出能够培养工程意识和综合能力的实验。购置了QM-ZXI型组合式轴系结构设计与分析实验箱,通过此套设备学生可以自主设计拆装轴系。通过购进HK2B-Ⅱ型机构组合创新实验台,开设了“机构系统创新综合实验”,利用此平台,学生可以进行创新设计,再到实验平台上搭接组装,然后对机构进行分析改进,加深对所学理论知识的理解和运用。实验课程增强了自选性、综合性、设计性实验,增强了学生的想象力、创造力,充分调动了学生学习的积极性和创造性,提高了学生独立开展科学研究工作的素质。实验室向全校师生开放,鼓励学生学而优则创,在教师的指导下由学生自主研发设计的“高压电线除冰装置”获得2010年河北省首届大学生机械创新设计大赛河北省一等奖,“火灾逃生地震避险多用桌”、“救援千金顶”获得2010年河北省首届大学生机械创新设计大赛河北省三等奖,“社区太阳能路灯电池板清洁装置”获得2012年河北省大学生机械设计创新大赛三等奖;“自行车一体化链式充气筒”获得2012年河北省大学生机械设计创新大赛二等奖。
2.2建立网络实践教学系统。
多媒体技术的发展,为网络实践教学提供了便利条件。利用计算机技术、三维造型技术,虚拟现实技术、仿真技术等创建虚拟实验室,进一步丰富精品课网络实践教学的内容。如“杆机构动态分析”可以改变构件尺寸观察运动轨迹变化,“轴系装配工艺”可以清楚说明零件间的相互位置关系、零件装配工艺等,“轴系结构改错”指出尺寸的合理性及如何修正错误结构。将大量的实例分门别类,不但在不增加教学设备的情况下加大了实践教学比重,而且实现了学习环境的灵活性,激发了学生的学习兴趣。
2.3完善课程设计实践教学内容。
课程设计是非常重要的实践环节,能够培养学生的工程意识。以往课程设计安排在课程教学结束后进行,现在将课程设计任务安排在相应课程的教学过程中,将任务书下发给每一位学生,教师以课程设计为主线组织教学,让学生在学习的同时利用课外时间收集资料和考虑各种复杂问题,充分发挥学生的主观能动性进行创新思维。学生在学习的过程中设计方案,利用实验室资源,不断完善自己的设计方案,通过课程设计主线,使学生感受到本课程各部分内容的有机联系。同时,将学生合理的设计方案补充到实践教学中,使课堂教学不再停留在课本上。根据我校的实践教学特点,结合国内外高校应用型人才培养战略,编写《机械原理课程设计》、《机械设计课程设计》、《机械设计基础课程设计》教材,并将有关内容置于网络平台上,方便学生自主学习,也为毕业设计提供有益的帮助,深受学生的好评。
3.结语
通过对机械设计基础课程资源优化与共享的研究,提高教学信息资源收藏质量,对现有资源进行整合和深加工,丰富教学内容,完成网络平台建设,多手段、多方法地调动学生的学习积极性和创造性,最终达到实现教学信息资源的共建、共知与共享的目的。今后将不断地总结经验,对教学内容进行补充和完善,为人才的培养提供更优质的资源,进行交流与共享。
作者:张君彩 陈青果 单位:河北科技大学机械工程学院
参考文献:
[1]于雷.面向应用型人才培养的机械类实践教学体系的构建[J].制造业自动化,2010,32(3):90-92.
[2]高慧琴.机械原理[M].北京:国防工业出版社,2009.
[3]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2006.
[4]毛平淮.互换性与测量技术基础[M].北京:机械工业出版社,2011.
关键词:《机械设计基础》课程;教学内容;教学模式;课程特色
《机械设计基础》课程是高等院校机械类或近机械类各专业的一门重要的专业基础课,具有很强的理论性和实践性,是专门培养学生具有一定机械设计能力的课程。《机械设计基础》课程于2010年被学院确立为精品课建设项目,2012年12月通过验收。经过两年多的建设,在优化教学内容、改进教学方法与手段、改革实践教学环节、创建“立体化”、“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。在学院成功改设为沈阳工学院这个新形势下,对《机械设计基础》课程教学有以下几方面的设想:
1. 修订教学目标
基本知识目标基本相同,在能力目标上达到:
(1)具有绘制机构运动简图的能力、具有分析常用机构运动特性和应用常用机构的能力、具有合理确定机械系统(执行系统和传动系统)方案的能力;
(2)具有合理选用和设计常用机械零部件及简单机械传动装置的能力;
(3) 具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
在素质结构目标上达到:
(1)培养学生具有发现问题、分析问题和解决工程实际问题的能力;
(2)培养学生具有创新设计思维的能力;
(3)培养学生职业素质和岗位技能。
2. 构建新的课程体系
今年,在新的教改形式下,学院各专业在基础教育阶段实行大学科前提下的统一授课的教学模式。在这样的背景下,专业基础课也应转变教学理念,建设适应性强、易于实施创新的专业基础课程群,从根本上改变课程教学被动适应的局面,开创充满活力和新意、基础宽厚、专业适应性强的课程教学新局面。
机械与运载学院各专业基础课程有:工程制图与计算机绘图、互换性与技术测量、工程力学、机械设计基础。此专业基础课群也采用统一授课的教学模式,这样依托一定的项目训练将相关课程按其应用重新规划和重组,使相关知识有机结合,互为补充,互相照应,既避免了内容重复,又强化了彼此关联,更重要的是它们以相互关联的形式出现,有利于实施项目教学或案例教学,提高学生综合应用能力、实际思考能力和创新设计能力。建立专业基础课群也利于教学组织和管理,真正做到教、考分离。
专业基础课群在相同学时的理论教学中,注重基本原理和基本方法,在实践环节设置中,通过不同的项目及时间的长短来体现各专业人才培养目标。对专升本和考研的同学可以另行开班。
3. 教学内容体现应用与创新
根据本门课程的教学目标,将本科的各专业教学计划基本整合为96学时,其中包含6学时的课内实验。理论教学侧重常用机构和通用零部件的选择及常用机构和通用零件设计。在教学内容中穿插一些由工作经验编制而成的案例,以工程案例、实验和课程设计为主线,重点突出应用,如平面四杆机构类型中,每种类型都有应用并以选择题的形式进行能力测试;在常用间歇机构中,以牛头刨床、电影放映机等讲解应用;在轮系功用中,以汽车变速器和汽车后桥差速器为例讲解轮系的变速变向功用和运动合成与分解功用,并能融合职业岗位培训内容,讲解一些设备维修和维护的知识。配合新的课程体系,依托项目的机械设计基础课程建设安排了多个项目:颚式破碎机各构件尺寸设计、内燃机配气机构凸轮的设计、牛头刨床中摆动导杆机构及棘轮机构的设计、牵引机中单级圆柱齿轮设计、万能分度头的蜗杆传动设计、汽车变速器各档传动比的计算、分路传动中各齿轮传动比的计算、离心机普通V带传动系统设计、粘胶自动筛滤机连接螺栓及键的设计、二级圆柱齿轮减速器输出轴及轴承设计。
4. 改进教学方法与手段
(1)运用多媒体教学课件、动画演示等手段进行直观高效、生动形象的教学,将抽象的内容形象化,提高学生学习的主动性和积极性,充分调动学生潜在的创造性思维能力。
(2)侧重讲解一些特殊的设计方法来体现创新内容,例如:在平面机构的结构分析中,讲解拆分杆组法、在同类型机构的演化中,讲解转换机架法、在凸轮机构轮廓曲线设计和周转轮系传动比计算中,讲解反转法。在创新内容中还应注意引导学生的发散思维,即一个原理或一种方法举出不同的应用实例,使学生的思维更活跃,并采用对比的方法说明不同原理或不同方法之间的区别,以便正确选用。
(3)采用对比方法讲解概念、原理及设计方法的不同点,达到理解后记忆。
(4)以工程案例、实验和课程设计为主线,运用启发式、讨论式、提问式等教学方法,讲练结合。
(5)加强综合性设计实践环节的开发,组织学生构建机械运动方案创新设计案例展示、典型机械零部件结构表达展示以及评选优秀课程设计作品竞赛等活动,以培养学生的工程综合应用能力和创新能力。
(6)教学内容的改革相应的考试方法也随之进行了改革,其中平时成绩占50%,期末考试占50%,平时成绩中期中考试占20%,采用开卷或口试方式,提高学生的应用能力。
5.改革实践教学环节
在实验教学环节上,加大实验项目的开发,构建必修、选修和开放性实验教学体系。机械设计基础课程目前可以开出必修实验项目5项,10学时:(1)齿轮几何参数测量实验;(2)齿轮范成原理实验;(3)机构运动简图的测绘与分析;(4)减速器拆装实验;(5)轴系零件组合设计。开出选修实验项目1项:机构运动方案创新设计。各专业结合本专业的特点合理制定实验学时和项目。通过这些设计型、创新型实验的开发,可激发学生学习本门课程的兴趣,培养设计能力和实际动手能力以及创新思维能力。
在课程设计的实践环节上,增设一周的机械原理部分课程设计,设计题目有插床机械、压床机械和牛头刨床。机械设计部分的课程设计题目仍为二级圆柱齿轮减速器设计,但类型设定为直齿和斜齿,工作条件分为三种,工作机的各参数数据有三十余种,能够做到同一时间做课程设计的学生一人一题。还可以让少数学习好的学生自愿选择圆锥齿轮减速器和蜗轮蜗杆减速器题目进行设计[1][2]。
6. 创建“立体化”、“系列化”教材
(1)根据机械专业基础课群新的课程体系需要编写以项目为依托的《机械设计基础》主教材。教材注重联系工程实际和新技术的应用,在“以应用为目的,以必须够用为度“的原则基础上,各专业统一使用。
(2)配套教材
按照教材建设的需要,编写各项目的设计说明书、编写《机械设计基础》实验指导书等配套教材。
(3)多媒体课件
按照新课程体系的需要,重新修订《机械设计基础》教材配套的多媒体课件。
学生获得知识的丰厚程度和工作能力是教学改革是否成功的标准。为适应新形势下的需要,通过对教学目标、课程体系、教学内容、教学方法与手段、实践教学环节等方面的改革,必将取得较好的效果,为《机械设计基础》精品课建设做出应尽的贡献。■
参考文献
[摘要]机械设计基础课程是河南城建学院材料化学本科生专业开设的一门工程基础课程,该课程学习的目的在于培养学生掌握机械设计的基本知识、理论和方法。对于培养学生的抽象思维、工程认知能力和创新素养具有重要作用。根据课程特点和学生原有知识体系,并结合在教学过程中的经验和体会,初步探讨了该课程在材料化学专业的教学内容、教学方法和课程设计方面的改革与实践。
[关键词]材料化学;机械设计基础;教学方法;教学内容
1机械设计基础课程特点以及教学过程中遇到的问题
1.1机械设计基础课程特点。机械设计基础课程是以一般尺寸通用零件的设计为核心的基础设计性课程,是一门理论性、实践性很强的技术基础课程。与材料化学专业其他课程相比,该课程具有明显不同的特点。该课程知识面广,具有“关系多”、“要求多”、“门类多”、“公式(符号)多”和“图表多”等特点[1]。“关系多”指该课程与多门先修课程关系密切。在课程的学习中需要用到高等数学、机械制图、材料成型基础、理论力学等多个先修课程的内容来解决通用化的机械零部件的设计问题。然而,由于专业培养目标的特殊性,该课程的部分先修课程,如高等数学、理论力学等,同该课程安排在同一学期进行讲授学习,这就造成课程和知识体系之间不能很好的衔接。“要求多”需要学生在设计过程中从零件的强度、刚度、寿命、工艺、经济性和安全性等诸多方面统筹考虑。“门类多”则是指不同的零部件具有不同的特点,其设计方法也不尽相同。此外,“公式多”是指计算多,有解析式、半解析式、经验的、半经验的及定义式,不同公式具有不同的应用范围。“符号多”、“图表多”则要求学生在学习过程中充分认识符号物理意义以及图表的正确识别和应用。由于材料化学专业学生在以往的知识构架中没有相关的概念,学生学习基本符号、公式和相关设计计算的难度较大。此外,针对于抽象的机械构型和物理运动方式,构思并分析其结构和运动过程也相对较为复杂,因此该课程的学习具有较大的难度[2]。1.2教学过程中遇到的问题。以往的机械设计课程教学过程中,老师多以讲授和讨论的方式进行教学,忽略了材料化学专业的知识体系与其他专业知识架构之间的差异和学生的个体差异。学生的基本读图能力、零件的精度要求、理论力学中的材料应力、应变、刚度、强度等多方面基础均较为薄弱。采用板书、多媒体课件和简单的实物教具等途径很难直观地将抽象的物理概念、机械构型和运动过程展现给学生,进而很难在课堂上引发学生共鸣,导致教学效果较差。比如在齿轮传动章节,直齿轮的啮合传动相对简单,传动过程较为容易理解;但是斜齿轮和锥齿轮的传动过程则相对复杂,理解起来较为困难。在这一部分的课程学习过程中能够明显感觉到学生学习状态的差异。相对于文字或公式较多的多媒体课件,包含flash动画、视频影像的课件内容则能够激发学生学习兴趣,在一定程度上增加学生对于复杂运动过程的理解。对于零部件的设计计算、强度校核等问题,学生学习仍然较为吃力。比如V带传动设计、螺纹连接设计和强度校核等内容,不仅要求学生从多个角度分析设计问题,同时计算过程复杂,一般需要用到多个公式并查询数个参数图表。这就导致学生在零件的设计计算和强度校核的教学过程中往往不知所云,丧失学习兴趣,难以达到人才培养大纲既定的教学目标。重新组织教学内容,设计合理的教学方法和教学过程对于提升学生的学习兴趣和学习效果显得至关重要。
2教学内容的再组织和教学方法的探索
2.1教学内容的再组织。材料化学专业机械设计课程的教学目的在于培养材料化学专业学生工程知识能力的和创新素养,其专业目标在于培养应用型的技术型人才。因此,在课程教学过程中没有必要进行复杂的理论推导过程,只需要让学生明白如何使用公式以及公式的适用范围和情况即可。比如,在滑动轴承章节中涉及到的“流体动力理论基本方程”和“油膜承载机理”的推导过程。这一推导计算过程中涉及到流体力学、微积分等知识,超出学生的已有知识范围。因此在教学过程中该内容可以酌情略去,保留液体动压油膜形成的必要条件。即只需要让学生明白液体动力轴承正常工作的必要条件。学生学完后能够运用这一基本原理进行相对应的工况分析。经过教学内容的重新组织,不仅能够让学生感受到学有所用,学以致用,还能够增强学生学习的信心、获得感和成就感。基于以上分析和考虑,在满足人才培养目标的基础上,将教材中内容进行适当缩减显得十分必要[3]。在综合考量学生学习能力和课时安排的基础上,摒弃以往的“填鸭式”教学。以学生的接受能力为出发点,在保证知识体系完备的情况下,进行教学内容的再组织。轻理论分析,重应用实践,力求讲授内容少而精,深入浅出,对于提升教学效果具有重要作用。2.2教学方法探索。目前,多数机械设计课程的讲授仍然采用传统的教学方式,即以教师为教学活动的主体。这一教学方法存在诸多缺点。比如,“满堂灌”式教学过程缺乏互动,学生被动接受知识,学生在课堂中的参与度较低,课堂氛围较差。不仅如此,教师也很难把握学生的学习情况,也就不能适时调整教学内容和教学进度。如果这些问题得不到解决,机械设计课程很难取得良好的教学效果。确保学生在教学过程中的主体地位、采用线上线下混合教学模式以及安排合理的课程设计对于提升教学效果具有重要作用。(1)强调学生主体,增加课堂互动。学生始终是教学的对象和主体,学生的有效参与是课堂良好教学效果的保证。如何增加学生的课堂参与度,将学生置于课堂的主体地位值得教师在教学过程中不断探索和调整。随着教学改革的深入,诸如案例教学法、问题教学法等教学方法不断涌现,结合课程特点和章节内容特点,尝试适用的教学方法能够增加师生互动,提升学习效果[4-5]。比如在学习滚动轴承的组合设计一节时,教师先对一个典型的轴系固定形式进行讲授,抛砖引玉,然后组织学生分组讨论,并分析给出其他组合设计中轴系时如何实现固定的,最后则由学生完成其他组合设计内容的讲解[6]。这一过程不仅能够活跃课堂气氛,增加师生互动,防止学生在课堂上“置身事外”。同时以学生为主体地位的课堂,显著增加了学生在课堂的参与度,提高学生在课堂上的学习效率。(2)线上线下混合教学模式的应用。针对于课程内容多,课时安排少的基本情况,采用线上线下混合教学模式,充分调动学生在课外时间的学习积极性。借助河南城建学院“学在城建”网络教育平台,教师课外在教学平台上传学习资料,供学生课外时间学习。部分简单知识通过这一线上平台后,作为学生预习或自学的内容。课后,通过平台上传相关习题测验,进行教学效果把控。此外,教师在平台教师端口还可以掌握学生在课下的学习行为,而且能够对学生课下学习情况进行综合评判。将这一评判结果与课程的平时成绩进行挂钩,进而带动学生课下参与的积极性。此外,还可以依据平台反馈结果适时调整后续课堂的教学内容。(3)重视课程设计。课程设计作为机械设计基础课程教学重要的一个环节,其目的在于培养学生运用基础知识进行综合设计的能力[7]。基于专业培养目标适当调整课程设计内容,并将其与其他专业课程进行关联,不仅有助于机械设计课程的融会贯通,也有利于学生加深对其他专业课程的理解。此外,新颖的设计题目能够避免学生从网络上直接下载课程设计结果。比如,电极材料涂布机减速器的设计,这一课程设计完成的先决条件在于学生了充分解电极材料涂布机的基本工作原理和电极材料涂布的工艺参数,在此基础上进行相关设计参数的收集。通过参与这一课程设计,不仅能够加深其对新能源材料相关内容知识的掌握程度,又能够满足机械设计课程的综合能力培养,进而达到既定的教学目标。
3结论
综合分析了机械设计课程的特点和材料化学专业学生的基本情况,并在此基础上探讨了提升教学效果的方式和方法。基于专业培养目标,提出进行教学内容再组织,精简理论推导,重视实践应用。通过改进教学设计、调整教学方法、线上线下混合教学模式、重视课程设计等途径加强了学生在课堂上的主体地位,活跃了课堂氛围,进而提升了教学效果。
摘要:本文从技工院校机械制造与自动化专业的培养目标出发,提出了机械基础课程教学以创新能力为主线的构想,即从创新教学内容、创新教学方法、创新教学手段、充分利用教学资源、创新实践教学等方面对机械基础课程进行改革。
关键词 :机械制造 机械基础课程 技工院校
一、创新教学内容
技工院校机械制造与自动化专业的培养目标是培养能够从事机械产品制造以及机械设备维护等方面的高技能人才。为了提高学生的创新能力,有必要将原机械基础课程中的内容进行重新编排,按照基础设计、零件设计、系统设计和创新设计四大模块重新编排,并且将培养学生创新能力贯穿于四大模块中。通过对机械制造与自动化基础课程中的机械制图和CAD制图等课程的学习,提高学生空间思维能力和形象表达能力;通过对基础课程中的机械原理和机械设计等课程构成的零件设计模块的学习,提高学生机械零件的设计能力;通过对基础课程中的工程图学和机械装备设计等课程组成的系统设计模式学习,提高学生机械设备设计能力;通过对基础课程中的机械设备拆装、创新设计等内容教学,提高学生的创新能力。
二、创新教学方法
1.实行理实一体化教学方法
在授课时,教师先对即将讲授的知识以及工程实际情况进行简单介绍,引入新课;然后提出问题,激发学生的兴趣。学生带着问题观摩实物,形成初步的感性认识。比如在组织学生学习齿轮传动知识时,老师首先把减速器拆解,让学生对实物的内部结构有一定的感性认识,同时讲授传动原理等知识,然后结合实例让学生明确知识在生活中应用的意义,最后引入实践环节,让学生在实践中强化对所学知识的理解与应用。教学实践证明,采用理实一体化教学方法,能够很好地提高教学效果。
2.采用多种教学方法,提高学生创新能力
教师在教学过程中,可以运用类比教学法,把具有关联性的知识放在一起进行类比,使学生能够正确区分,以加深知识的了解。比如在学习直齿圆柱齿轮传动知识时,老师可以把圆锥齿轮的相关内容与所学知识放在一起,让学生通过类比掌握知识。此外,教师可以利用头脑风暴法、项目教学法等多种教学方法进行教学,最大限度地调动学生学习积极性,有针对性地对不同基础的学生进行教学,以提高每位学生分析问题和解决问题的能力。
三、创新教学手段以及教学资源
在机械基础课程教学中,教师应该充分利用课件、视频、动画、挂图、教具等教学手段丰富教学课堂,使复杂的机械零件结构通过直观的形式表现出来,从而突破教学难点,提高教学质量。可以建设创新设计实验室,将实验课程引入专业教学中,让学生在实验室组织活动,提高创新能力。还可以在创新实验室内,准备一些试题库、项目材料以及能够辅助创新设计的模型、教具等教学资源,学生可以在创新设计实验室内组织创新设计大赛,从而提高设计能力、动手操作能力和创新能力。
四、创新实践教学
机械基础课程中实践环节的教学,可以将原来主要讲授机械设计基础的教学内容整合成机械创新设计教学内容,改变以前老师布置任务,学生被动模仿操作的情况。根据学生的实际情况,教师把学生分成两个小组,把设计能力较弱的学生编排在一组,把设计能力强的学生编排在一组。设计能力较弱的一组完成的教学任务有:课程设计中所规定的理论基础内容;轴、端盖等零件的加工制造;典型零件工艺设计,并且完成工艺设计卡片;零件加工、装配和调试。设计能力较强的一组完成实际产品的改进,比如重力小车的设计改进,电气化门窗的设计改进等内容,让学生在实践中发现问题并解决问题,提高创新设计能力。
在顶岗实习教学环节,教师把培养和提高学生创新能力,培养和提高学生解决问题的能力作为主线,通过企业师傅和学校实习老师共同指导的学生顶岗实习教学,使学生在校外实习的过程中了解企业的生产过程,加深对专业理论知识的理解,提高动手能力和创新实践能力。
五、小结
实践证明,以创新能力为主线,创新教学内容、创新教学方法、创新教学手段,充分利用教学资源创新实践教学,进行机械基础课程改革,对提高学生创新能力是一条可行之路。
参考文献:
[1]刘利国.机械基础课程群系统教学法研究[J].广西教育,2011(11).
[关键词]机械设计基础 教学方法 改进措施
中图分类号:X734.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)01-0189-01
机械设计基础课程是机械工程相关专业一门重要的主干技术基础课,主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法[1]。该课程既有一定的基础理论,又有很强的实践性,是高等数学、机械制图、金属材料和工程力学等先修课程理论知识的综合运用,又为相关专业的学生学习专业机械设备提供必要的理论基础。
一、明确教学目标
根据机械设计基础课程的特点,要求学生掌握常用机构的结构、特性等基本知识,并具有选用和分析基本结构的能力;掌握通用零部件的工作原理、特点、应用场合和设计计算方法,并具有选用和分析简单机械和传动装置的能力。根据该课程的特点,在备课过程中,要认真研究教学大纲,明确教学目的、要求和教材内容的结构特点、重点、难点,再根据学生的现状、特点以及对知识的接受程度来精心备课。在教学过程中紧扣教学基本要求,更加注重教学内容的更新,紧跟学科发展形势和新世纪人才培养的需求。比如在讲解机械中的常用机构和通用零件时,结合机械工程相关专业的特点,增加一些本专业的最新动态的技术发展介绍,多向学生介绍一些机械的新发展新思路,以开阔学生视野。
二、调整教学内容
针对机械工程专业学生的教学内容及课程体系应强调理论知识的应用,其课程体系应突出实际能力与素质的培养。因此,教学内容要强调基本知识、基本原理,并注重其在实际生产过程中的应用,要淡化课程体系的学科化倾向而向工程化的方向发展,即一方面增加本课程在相关专业中的适用性,另一方面加强培养学生对机械整体系统设计能力和工程实践能力。
在具体的教学内容实施上,结合机构学和机械设计方法的发展做了适度的调整。过去在机构设计方法部分的教学主要以讲图解法为主,解析法几乎不讲或一带而过;现有的教材中也没有介绍计算机辅助机构设计和运动分析。改革后的教学内容在强调基本知识、基本原理的同时,注重实际应用,引入反映机械设计理论和方法的新概念、新理论、新方法,介绍各种新型机构和新的机械设计方法,力求在压缩课内学时的前提下,拓宽知识面,增加信息量,提高教学效果。在机械设计基础课程中,无论是机械原理,还是机械零件设计,都是以机构运动简图为研究模型的,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、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。
三、改进教学方法
机械学科的不断发展,要求机械设计基础课程随之进行教学内容、教学方法和教学手段的改革,才能与时俱进,这样才能激发学生的学习主动性和积极性,满足现代学生的学习需求,解决教学内容与教学时数的矛盾。因此要合理选择教学方式方法与手段,注意抓好讲课这一核心环节。在讲课过程中做到精讲多练,增加课堂练习比例,讲课的内容、要求和学生的实际情况相结合。激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效果。
(一)使用案例教学
机械设计基础是与工程实际联系紧密的课程。针对该课程的特点,在课堂教学上,结合不同的讲授内容采用不同的讲授方法:如采用培养学生分析实际问题解决实际问题能力的最有效方法之一的案例教学,使学生更直观地了解课堂设计流程,给学生更切实的学习目标,更好地评估学习效果。例如,讲授机构这一部分内容时,结合实例提出连杆机构杆长与运动特性(机构形式、死点、急回特性)的关系;然后介绍机构的创新与应用;再给学生出一些小型的具有新颖性、趣味性、实用性的设计题目,由学生提出设计方案并在课堂上进行讨论,以引导学生积极思考,激发学生的创造性。再比如可以选用一些生产过程中磨损过的齿轮和使用过的减速器,让学生分析失效原因,提出避免失效的方法,同时提出材料选择、设计及使用过程中的注意事项。通过案例学习能有针对性地巩固相应知识点,培养学生综合运用各种理论知识分析问题和解决问题的能力。使他们每走出一步,每完成一道题,都能提高成就感,充分调动学生的学习积极性。教学中尽量组织学生到生产现场或学校实训基地进行现场教学,使学生具体地领会各种机构在机器中的实际应用情况,提高教学质量。
(二)充分利用现代化教学手段
由于学生缺少实际的生产经历,对有些章节的学习很难通过想象加以理解。所以,在机械设计基础课程的教学中,充分利用直观实物、模型演示并充分应用现代化教育技术手段的多媒体动画课件教学等手段来增强教学效果。例如,利用带传动的模型,直观演示带传动的运动特性及打滑的现象。通过教学录像、三维动画的演示,不仅可以提高学生的学习兴趣和理解程度,而且也省去了教师许多的讲解和板书时间,学生很容易理解和掌握。例如,利用轴系零部件工作的动态模拟和三维动画演示,直观、形象地展示了轴上零件的安装、固定、拆卸的过程,同时也使学生掌握了轴系零件结构设计的一些注意事项。另外,结合相关专业的特点特别介绍与专业有关的设备的应用实例。如某些典型应用设备的机构工作原理和运动方法的动画演示,既可显示机构设计的原理及其设计过程,又可以清晰地显示机构运动中的各个瞬间状态,还可以逼真地模拟机构在实际工作中的运动情况,这样可以把书上死的机构变活了,更加生动形象,大大加强学生的感性认识,使学生对所研究的对象产生较大的学习兴趣,加深对所学知识的理解和消化。
(三)重视实验教学,提高学生的应用技能
课程实验是学生技能培养的重要环节,其实验课题是以机械工程技术为背景的。学生通过实验,可直接接触到实际生产中的技术问题。例如通过机构运动简图的测绘实验和减速器的结构分析和拆装实验等,使学生学习和掌握具体的测绘技术。同时补充一些新型的机构和典型机械的模型和实物,开阔学生眼界,激发其学习热情。通过这些实验过程,学生如同亲临现场,既巩固和加深了理论知识,又使理论知识与实践能力培养有机结合起来,同时使学生觉得学有所用,激发学生的学习兴趣。
总之,课堂教学是一个多因素、多层次的系统。要提高课堂教学质量,要有明确的、切合实际的教学目标;要精选教学内容,突出教学重点和教学难点;采用丰富有效的教学方式、方法和技巧,调动学生学习积极性,培养学习兴趣。另外还要加强学生的实践训练和指导,提高学生综合应用知识的能力,确保课堂教学质量的提高[2,3]。
四、结语
本文针对机械工程相关专业的特点,在机械设计基础课程教学中,就如何培养相关专业学生的技能,从明确教学目标、调整教学内容、改革教学方法提高教学质量等方面提出了一些改革措施,并进行了实践。为适应科技的发展和机器的不断现代化,在教学过程中紧扣教学基本要求,注重提高学生处理实践中具体问题的能力,更加注重教学内容的更新,紧跟学科发展形势和人才培养的需求,以培养适应社会需求的应用型、创新型的人才。通过对机械设计基础课程教学进行的一些改进,明确了学生的学习目标,激发了学生的学习积极性,教学效果得到了明显改善。以上是笔者教学的经验和体会,要达到更佳的教学质量和教学效果,尚有待于在教学实践中不断探索、总结。
参考文献
关键词:机械设计基础 教学改革 教学方法
《机械设计基础》是机电工程专业基础学科之一,是研究机械的工作状态、工作原理、机械构成原理、机械零件功用和机械零件结构及工作可靠度的工程技术科学。该学科所涉及的知识与技能不但为从事与机械工程相关工作的技术人员所必备,而且对人们的生活和工作中的创新实践活动有极大的帮助。下面笔者从自身的教学实践出发,谈一谈该课程的教学改革的一些做法。
一、加强课程内容的整合
随着科学技术的不断发展,教材的滞后性越来越呈现出来,因此必须对课程内容进行整合。要删除陈旧的章节、增加必要的新知识等手段,精心设计课程体系。强调机械设计基础与生产一线实际应用的紧密联系,突出中职教育的特点,重新编排课程内容的顺序、详略,重新确定重点,构建了课程新体系:机械设计理论基础――联接――机械传动――通用零部件――机械系统综合设计。课程新体系有利于学生先了解机械整体的基本知识和要求,把握零件和整体的关系,再从联接入手,到各种机械传动、常用机构,以机械传动为课题重点,把握各种机械传动的特点,为培养学生机械安装和调试能力打下基础。机械系统综合设计,对机械设计一些共性问题进行综合阐述,为后继的课程设计做好准备。优化重组课程内容。同时,在教学中适当补充一些与生产一线联系紧密的实例,如轴承的安装、定位、配合、紧固、调整、和密封。对于部分实践性很强的内容,如带传动中传动装置的安装、调试,包括带轮的安装、调整,带的安装、松紧程度的检验及调整,带的张紧等,可以利用多媒体教学手段,有条件的话改为现场实践教学,把原本抽象的内容变得直观易懂。如对机械设计部分,把齿轮传动的设计计算应用、轴的设计、滚动轴承的选择及组合设计、螺纹联接的强度计算及螺栓组联接的受力分析、机械零件的疲劳强度设计等内容列为重点,利用有限的学时详细讲授。
二、综合运用多种教学方法
本课程学习活动的设计应以生产和生活中的常用器具和机械为载体,课程内容的教学要求必须以学生自主学习为主,老师的讲授与辅导为辅。为保证学习活动的顺利开展,我们教师事先对教学内容必须要有充分的准备,对整个教学过程要有一个全面完整的精心教学设计,为学生布置学习任务,提供必要的学习资料,教师必须要求学生进行先期预习,在课堂上采取集中讲授、问题研讨等多种形式解决相关问题,在实习环节采取分组方式,分派各组的工作任务,实行有效的分工与合作。共同完成学习任务。
在教学方式上,广泛采用角色扮演教学、情境教学、案例教学等方法,从理论的传授过渡到方法的学习。通过本课程的学习使学生掌握机械设计基础的基本思维方式及机械设计基础的实践技能,在每一次课上都有相应的案例,与生产实际结合紧密,鼓励学生积极参与案例分析。同时密切结合中职学生的特点,突出学生主体,寓教于乐,通过与课程内容紧密配合的课堂活动(角色扮演、讨论、案例分析等),丰富教学内容,调动学生学习的兴趣,激发他们的学习热情和互动交流意识,使学生真正成为学习的主人。
三、突出实践性教学环节
《机械设计基础》是一门实践性很强的课程,过去的教学体系重理论、轻实践,加之教育经费投入的不足,教学模具不完全、实验设备少。近几年来,我校购置了大批教学模具和实验设备,扩建了实验室,完善了实验性教学体系。由于学生很难在现有车间的封闭机器中见到各类机构及其传动系统,因此,建立了机构陈列室。机构陈列室主要展出机器中常见的各类机构的形式和用途,演示机构的基本原理,采取开放式管理,学生碰到书本中难以理解的机构可以随时进机构陈列室观看模型,收到了较好的效果。开设的实验课除传统的齿轮传动效率测试、带传动及链传动等实验外,还考虑根据现有实验条件逐步增加设计性、创新性的机构综合实验。根据教学进度,组织学生到生产现场教学参观、实习,增加学生对所学内容的感性认识,充分发挥“工程环境”的教学优势,为课程综合设计打下良好基础。
四、利用多媒体课件
伴随着计算机技术尤其多媒体技术的迅速发展,应用多媒体进行教学的教学模式成为教学改革的热点和发展趋势,它以图文并茂、声像结合、动静相宜的表现形式,使学生获得直观、生动、具体的教学效果。机械设计基础课程是一门理论联系实际的课程,学生普遍对该课程所研究的各种机器、机构和零件缺乏感性认识,而且课程内容也较为繁杂,为了使缺乏相关实践经验的学生能够较好地理解课程的内容,过去几十年一直采用挂图、模型乃至实物辅助教学。为适应教学改革的需要,研制了多媒体课件,从而将课堂教学引入全新的境界,进一步提高了课堂教学的质量。在课件的制作过程中,根据认知规律和课程特点设计和组织课件内容。根据教学内容充分利用多媒体优势创设生动活泼的教学情景,多角度地调动学生的积极性。如在课件中,数十幅三维动画有效地帮助学生在头脑中建立起机构和运动的联系,掌握机构的工作原理;合理的色彩搭配、丰富多彩的文字动画和幻灯片风格各异的页面切换,配以适当的音效,有助于突出课堂教学内容的重点,抓住学生的注意力;在教学内容上增加了许多相关的背景知识和实际应用知识的影片资料,这些内容花费时间很少,但却能够使学生开阔视野,增长见识,增强学生的实践意识,弥补了书本知识的不足。课件采用了超媒体的设计方法,除了能准确无误地实现灵活的跳转外,还能方便地导入大量的视频资料,特别是插图、表格、平面图像、三维动画和录像片段。这对于形象化教学和提高教学效率都起到了非常重要的作用。
五、采取科学的评价手段
在呈现评价结果时,应注重体现综合评价和要素评价两方面。对学生的评价可区分课程考核评价(60%)和实际操作技能考核评价(40%)两份成绩,其中课程考核评价分为考试成绩和平时成绩两个部分(40%、20%)。课程考核评价中的考试成绩按照理论教学中知识的预期成果要求用笔试与答辩方式进行考核,其成绩占总成绩的40%。平时成绩的考核评价通过课堂教学中的各种不同教学活动方式下的表现记录进行综合评定,其成绩占总成绩的20%。实际操作技能考核评价是通过对学生实践成果反映出的能力水平与职业态度进行考核,其成绩占总成绩的40%。
参考文献:
[1]张绍甫,张莹,李铁成.机械工程基础(第二版).高等教育出版社,2009.
关键词:机械设计基础;多媒体;教学法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0244-03
《机械设计基础》是一门重要的专业技术基础课,是工科院校本科生机械类和近机类专业必修的课程。这门课程理论性、实践性很强,所以在教学中常用到实物和模型作为辅助教学工具。由于教学模型大小不一,过大的模型,上课携带不方便,过小的模型,学生看不清楚。教师只靠一支笔、一张嘴和少量的辅助教具进行教学,常感到心有余而力不足。目前,大部分教师采用多媒体教学以求更好的教学效果。多媒体教学不仅能增加课堂教学的直观性、趣味性、多样性,而且可以培养学生想象、观察、创造、审美的能力,对优化课堂教学起到了促进作用。
一、多媒体教学的优势
1.多媒体的直观性有利于加深学生对知识的理解。在教学中,有许多抽象理论难以用语言和文字来表达,大部分学生往往感到难于理解、难于记忆。为了解决这个问题,就应当组织一些学生感兴趣的材料,通过多媒体技术,利用动画模拟它们的复杂变化过程,或将微细结构局部放大等,在直观和抽象之间架起一座桥梁。在《机械设计基础》课程中运用多媒体技术进行课堂教学,能将静态图形动态化,变无声为有声,能够演示或跟踪机械的运动过程,有利于加深学生对知识的理解。
2.多媒体的多样性有利于知识的获取。研究发现,人们获得知识的80%是通过视觉从外部得来的,但仅仅有图像并不够,还应有语言和文字的说明以及其他的感观刺激因素,才能将内涵抽象出来以便于记忆。利用多媒体技术进行课堂教学可以将教学内容从不同的侧面,以图文声并茂的形式展示出来,使教学活动更加形象、生动、富有趣味,便于学生加深对教材的理解和认识,增强对所学知识的记忆和运用。
3.多媒体的生动性有利于激发学生的学习兴趣。多媒体教学图、文、声并茂,有声有色,动静结合,使学习成为一种娱乐活动,可以激励学生的想象力和提高学习的兴趣。
4.多媒体的真实性有利于培养学生的思维能力。一位优秀的教师,通过形象生动的讲解,引导学生进入情景,在头脑中产生画面,只有少数感性知识丰富的学生才能领悟,而多媒体技术可以非常容易的做到这点。例如在机械设计基础课堂教学中,可以把凸轮机构运动规律动态模拟化,把工作原理和运动过程呈现在学生眼前,通过学习让学生自己总结问题,找出其间的相互关系,培养学生的想象力、观察力和思维能力,使学生的能力得到进一步的发展。
二、多媒体课件的开发
多媒体课堂教学软件的指导思想是力求实现课堂教学的高质量、高效率。笔者根据多年的教学经验,已自行开发出适用于课堂教学的多媒体课件,总结起来有以下几点体会。
1.对教学内容的设计要合理。教学内容既要完整、准确,又要便于学生理解。必须明确各章节的主要内容以及各部分内容所涉及的知识点。各章节内容要注重前后的逻辑性,有主有次,要重点突出,不要被细节所累。例如齿轮传动这一章内容较多,可归纳为概述、失效形式、受力分析、设计准则、强度计算几大部分。概述中的内容以动态链接的方式,连接到新的幻灯片,并用动画模拟齿轮的运动。齿轮失效形式要展现失效产生的原因,可采取的措施,以及真实的失效图片。受力分析中要表达齿轮受力的大小和方向,用动画表达法向力分解的过程。对抽象的问题,难于理解的内容以动画表达出来,学生更易理解,这样制作的课件教学效果更好。
2.重视脚本的编写。编辑脚本是制作课件的直接基础。要认真分析本课程的重点和难点,认真思考如何利用CAI技术有效地组织教学。对制作过程进行全面、细致的划分,具体到每一屏的显示内容、画面设计、表现形式以及按钮的操作控制等都要一一罗列清楚。通过实践,认为编写脚本时应注意以下问题。①内容精练、准确,尽量用简洁的语言、公式、图形来表达知识点,避免长篇大论的内容呈现和叙述,更不能机械地演示书本内容。②文字图形化,以突出教学的视觉效果。如螺纹的形成过程、键联接的装拆、减速器的装拆过程等。必要时还可用图形变化代替文字叙述,例如讲述阿基米德蜗杆传动的特点时,可以通过螺旋传动的变形来说明蜗杆蜗轮齿面间的相对运动类似于螺旋传动,因而可直接应用螺旋传动的某些结论来分析传动效率、自锁条件等。这样既可缩短学时,又使讲课生动形象,加深学生对内容的理解。③图面布局要合理、美观,嵌套内容,可另开窗口显示,使层次清晰,重点突出。④图形、文字、符号要规范。
3.制作、收集大量的教学素材。合适的教学素材能使课件的表现力更加丰富,有利于最大限度地调动学生的学习积极性。教学素材可以包括知识点素材、图片素材、动画素材、视频素材、虚拟模型素材、标准数据与表格素材等。素材的获得可通过自行制作、购买以及网络下载等多种方式收集。
4.开发的课件要能够编辑。课件要便于自主编辑,这是研制课件的一项基本要求,只有满足这一要求才能发挥不同教师讲课的特点。难于想象一个只能以固定方式播放的软件可以成为教师上课的教案。要实现课件便于教师编辑,一要实现可编辑,二要达到所需的编辑环境是大多数教师熟悉的。从目前的现状来看,以Microsoft PowerPoint为平台开发课件是一个理想的选择。在Microsoft PowerPoint环境中可以方便地引入文字、图片、Macromedia Flash的动画、3Dmax的三维动画、各类视频、虚拟模型等。
该课程为学生后续专业技能的学习打下理论基础,并且也能使学生在今后从事专业工作时,用它去分析和解决实际技术问题奠定基础。所以门课是理论性较强的基础知识向实践性较强的专业知识过渡的桥梁课程。但是该课程中涉及众多的概念、数学关系式和烦琐计算校核,对基础薄弱的职校学生而言,难以激发足够的学习兴趣,因此,探讨机械设计基础教学现状的解决方法就显得十分必要:
现状一、学生素质下降,现有教学手段较难实现教学目标
每年的5、6月份是职业类学校招生大战最火爆的时间区间,随着各校争夺生源而来的是学生生源质量普遍下降,具体表现在:一、学习积极性不高,该掌握的基础知识没有掌握。二、学习没有明确的目标,对职业人生没有规划。三、对就业和职业缺乏正确的认识。包括在一些家长眼中对就业存在误区:职业学校只是将学生圈在学校里,毕业时能拿个毕业证就可以,将来只是进工厂做生产一线操作工,学与不学理论知识对今后职业生涯没有影响,学好学坏无所谓。四,没有良好的学习习惯,缺乏严谨求实的学风,对知识和技能的重要性认识不够。五、学生在学习机械设计基础相关学科的基础知识的掌握不扎实,对学科的综合利用能力不强。机械设计基础是一门综合性较强的专业基础课程,它综合运用了工程力学、机械制图、金属工艺学、公差配合与技术测量等课程内容,而且要求学生还要有一定的计算分析能力。学生普遍把机械设计基础视为最难学的课程之一。
解决方法:
(1)培养学生的学习兴趣,明确学习目标
兴趣是最好的老师。进入职业学校学习的学生大多基础理论知识较为薄弱,,而《机械设计基础》公式多,概念多,计算复杂,内容抽象,学习难度大,学生不太爱学,因此培养学生学习的兴趣显得尤其重要。为了使学生对《机械设计基础》产生兴趣,首先要上好第一堂课绪论,在这里要讲述该学科的产生、发展、应用;讲清该课程、学习规律,使学生知道应该怎样学,学了在哪里用;讲目前学科发展动态,新鲜的发明创造,从而产生强烈的求知欲望和兴趣。比如可以讲讲中央台的节目我爱发明等。通过这些讲解既能激发学生的学习欲望,又可以使他们明白该课程在生产和职业生涯中所起的作用,学习就有了目标和主动性。
(2)利用教材处理知识点,以点扩面
教材知识点多,很多知识点又牵扯到其他的课程,学生不易贯通掌握。如齿轮机构这部分内容里涉及到渐开线的一些性质,通过渐开线的性质为点我们可以展开讲解齿轮啮合的一些特点,再从齿轮啮合特点出发可以比较链传动和带传动的一些特点和应用。这就要求我们在备课时通过参阅参考书、组织教材,根据教学目标及重难点并结合学生实际,改变知识的呈现方式,把单个知识点扩大,帮助学生将知识点组成一个联系紧密的网络。
现状二、课程理论性较强,理论和技能知识不能有效渗透
在机械设计基础课程中,虽各章节对各个机构的应用、特点讲解较为突出,但从整本书来看,概念多、公式多、符号多、名词多、图表多,尤其是计算推导和校核计算对于职业学校学生来说比较复杂和难以理解,在教学中容易出现理论教学抽象,学习乏味现象。为数步多的实验课停留在理论验证层面,形式上是实验课,实际上还是停留在理论阶段,缺乏和实际应用的真实项目作为支撑,学生的学习热情难于激发。由于理论教学和实践教学未能充分衔接,学生学习的兴趣难以持续,从而理论学不好,技能提高空间也很有限。
解决方法:
(1)利用多种教学方法
现在普遍采用的教学模式是板书加幻灯机。为了增强实践性教学环节。我们可以开发质量更高的多媒体课件,图,文,声一体,内容充实形象,教学手段也可以灵活选择。比如铰链四杆机构曲柄存在的条件,我们可以用硬纸板让学生动手制作简单的四杆机构,通过实践让学生自己思考得出结论。为了提高实践教学质量,也可把课堂放在校内实习工厂、实习实训车间等处。
(2)利用网络平台
现代社会是一个网络社会,网络上有巨量的信息和资源。通过多媒体网络教学平台,促进互动式教学实施,提高学生自主学习能力,例如可以布置一些课外任务,让学生通过网络来协助解决问题,这样可以激发学生的思维能力与想象力,提高教学质量。
(3)使教学内容联系生活实际
把要讲的理论内容变为适合学生探讨的实际问题。比如学习棘轮机构的应用时,可以向骑自行车的同学提问,为什么踏板向前踩车会前进,向后踩只能听见咔吧声,自行车却不会倒退。讲完后让学生自由组合讨论,引导学生进行主动思考,激发了学生的学习兴趣,锻炼了学生的实践能力,达到传统教学难以比拟的效果。
(4)学习作品化
在学习了主要内容后,可以设计一些大作业,把作业做为一个作品纳入考核成绩。
关键词:多媒体技术;“机械设计”;教学;线上线下
“机械设计”是高校机电工程专业的核心课程,具有较强的理论性和实践性,是机械制造人才培养的基础课程之一。随着新工科教育理念的不断渗透,尤其是一流专业建设的实施,传统的课程教学模式虽然能够满足大多数学生对机械制造知识的熟悉和理解,但是忽视了学生工程能力和通识知识的培养,导致学生在整个课程学习中处于被动状态。因此基于“金课”建设标准要求,高校要发挥多媒体技术的优势,构建线上+线下的“机械设计”教学模式。
1多媒体技术在“机械设计”教学中应用价值分析
“机械设计”主要分为机械原理和机械零件设计。纵观机械设计课程知识结构不难看出,该课程具有较强的理论性与实践性。虽然经过多年探索,“机械设计”课程教学模式改革取得了巨大成功,尤其是2020年肺炎疫情后,催生了高校线上教学模式的发展,“机械设计”在线教学平台日益完善。但是就目前学生的学习成效分析,高校“机械设计”课程教学工作仍然存在诸多薄弱环节,例如教学方法单一、教学手段落后、忽视学生学习主动性,以及课程考核方式单一等问题。针对“机械设计”课程教学存在的问题,急需将多媒体技术融入课程教学,一是,能够丰富课堂教学内容,为学生提供立体式的教学模式。长期以来由于“机械设计”课程包含大量的理论知识,导致学生在课堂学习的过程中感到枯燥、难懂。而利用多媒体技术则可以将枯燥的理论知识以动画的方式展现出来,以此增强学生对理论知识的理解能力。二是,能够创新教学手段,增强师生互动性。通过构建多媒体教学平台为师生互动提供高效的沟通平台,为构建差异化教学模式奠定基础。三是,有助于拓展课程教学评价模式,突出对学生多元化的评价考核。
2多媒体技术在“机械设计”教学中的应用方案设计
为了更加准确地分析多媒体技术在“机械设计”教学中的应用,本文以“齿轮机构”为例进行分析,以适应多媒体技术教学要求,构建线上+线下教学模式。主要从以下方面进行改革优化。
2.1提升教师信息化素养,优化网络环境
将多媒体技术应用到“齿轮机构”教学中关键就是要构建与线上教学模式相适应的网络环境。例如2020年为适应肺炎疫情开展的“在线教学”平台,要求高校要具有稳定的网络系统和较强的师资队伍。对于高校而言,校园网络基本达到最优化水平,但是师资队伍的信息化素养还存在较大的提升空间。因此高校要加强对教师队伍的建设:一是,要开展大数据技术培训,增强教师制作电子课件的能力,尤其是增强教师合理运用网络素材的能力。二是,要增强教师的职业道德素质教育,树立工匠精神。教师为了适应多媒体教学工作,必须要深入企业了解机械设计行业的发展趋势,以此为教学工作注入新元素[1]。
2.2教学内容的优化设计
教学内容是多媒体教学的基础,在“齿轮机构”章节中,要结合在线教学的要求,对教学内容进行优化设计,具体就是要遵循“框架清晰、精简凝练、突出重点”的原则,选取贴近学生生活的案例作为切入点,搭建能够激发学生课堂参与性的内容体系。例如在具体的教学过程中,教师要做好对学生的判断工作,将企业中最常用的齿轮机构结构设备引入多媒体教学,以此增强学生对该知识点的熟悉度。
2.3创新教学方式,关注学生注意力
在运用多媒体技术教学时,教师要主动转变教学理念,围绕学生的学习主体性搭建教学平台:一是,教师创新教学方式,实施多元化的教学方式。在课堂教学中需要针对不同的教学内容选择相应的教学手段。例如在讲解知识结构复杂、空间感突出的知识点时需要借助多媒体技术工具,而讲解基础性知识时教师要采取常规的“黑板+粉笔”的模式,以此加深学生对基础知识的认知能力;二是,在运用多媒体技术时要结合学生的学情,避免过度使用多媒体技术而降低课堂教学效率。
2.4注重课件设计,做好学情反馈整改
利用多媒体技术教学的最终目的就是提升课堂教学质量。因此在教学过程中必须要利用多媒体技术加强对整个教学过程的监控,及时发现问题,及时解决问题。在教学前教师要根据往年教学经验不断对教学课件进行优化,突出教学资源共享性。例如在电子课件制作的过程中要深入企业,了解该知识在企业岗位中的具体应用,以此提高课堂教学的有效性。另外还要利用多媒体教学模式做好学情反馈总结。
3“齿轮机构”多媒体技术教学的实施步骤
3.1课前线上自学,完成知识传递阶段
在课堂教学前,为了提高课堂教学效率,教师需要利用多媒体技术构建线上教学平台,推送关于本节课知识点的微视频。具体课前设计措施为:一是,教师要结合本节课的教学重点设置微视频,通过微视频的方式将本节课的难点提前推送给学生,由学生完成预习。同时在预习视频的结尾处要预留思考问题,像如何设计满足实际应用的齿轮机构等。学生通过对问题的反思可以促使学生对教师的微视频等内容进行重新梳理与总结,以此激发学生带着问题进入课堂,从心理层面降低了学生逃课等不良行为的发展;二是,要通过线上教学平台为学生提供相互交流的平台。学生在课前预习的过程中会遇到不懂的问题,为了增强学生的探索欲望,教师可以鼓励学生之间相互探讨,而教师则要利用多媒体技术及时对学生所提交的问题进行解答,以此提高教学的实效性[2]。
3.2课中观看教学视频辅以师生互动
在上课的过程中,教师要发挥多媒体技术的优势,利用多媒体技术为学生提供虚拟的环境:一是,教师在教学的过程中要合理利用多媒体设备,构建情境教学模式。由于“齿轮机构”章节要求学生必须要掌握扎实的理论基础,尤其是要具有空间想象思维能力,而传统的教学模式难以为学生提供立体式的示范教学,所以在教学中通过对多媒体技术的运用为学生提供情境化的学习空间。比如在学习齿轮机构时,很多学生对齿轮机构的布局存在空间局限障碍,教师可以利用虚拟技术构建虚拟场景,以此将齿轮的结构以三维立体图画的方式展现出来,让学生了解其内部立体构造;二是,要采取模块化教学。对于机械制造专业而言,实施模块化教学是提高教学质量的关键,因此在教学中,教师要利用多媒体平台为学生布置任务清单,根据实际齿轮机构的具体应用,设计尖顶式、滚子式直动从动件的齿轮机构。为了突出教学的针对性,在教学中要结合不同学情的特点为学生创建不同的任务项目,以此实现对学生完成项目过程的动态监测;三是,实施小组合作学习方式,增强师生互动,活跃课堂氛围。
3.3课后随堂测试与讨论
教师在完成上课任务之后,利用多媒体教学平台为学生布置作业:一是,合理布置课堂测试,巩固学生的课堂学习成效。课堂测试是提升学生学习成效的重要手段,为了增强学生对专业知识的掌握程度,教师要在教学平台中设置课堂测试题库,学生按照自己的复习计划选择完成课堂测试的时间,教师及时对学生完成课堂测试的成绩进行总结,分析学生存在的问题,并且在线指导学生,以此提升学生的学习水平;二是设置多元化的作业。长期以来高校齿轮结构设计作业的布置主要是以理论知识作业为主,难以增强学生的实践能力。因此教师要利用多媒体平台为学生布置设计任务,学生通过合作的方式完成任务,以有效提升学生的综合职业素养。
4多媒体技术教学的实施成效
多媒体技术在“齿轮结构”教学中的应用有效地提高了教学实效性,具体表现为:一是,教学的自学能力大大提高。在“齿轮机构”中运用多媒体技术为学生自学提供了良好的平台,有效地调动了学生的学习积极性;二是,打破了时空限制,实现了教学的便捷化。通过构建在线教学模式,学生可以随时随地的登录系统观看回放,以此加深对相关知识的理解。但是过度应用多媒体教学模式会制约学生发散性思维的培养、不利于学生工程创新意识,因此需要教师合理运用多媒体教学平台,以此提升学生的综合能力。
[参考文献]
[1]杨迪,隋艳.多元素信息化在线教学在“机械设计”课程中的应用[J].牡丹江大学学报,2020(9):95-97.
关键词:机械教学;课程设计;探索;实践
机械设计基础课是高职机械类专业一门重要的主干课程,它在整个专业知识的教学中起着非常重要的桥梁作用,它是由学习专业基础课向学习专业课的过渡性课程,同时也是从事机械产品设计的必备基础。而机械课程设计作为该课程的重要教学环节,是学生掌握机械基础知识和提高机械设计能力的综合训练。学生在课程设计中运用先修的机械制图,公差,机械设计基础等课程的知识,对前期学习的知识起到巩固,深化,融会贯通的作用,树立正确的设计思想。通过在课程设计的实际动手实践,进一步培养学生在实际工程中的分析和解决问题的能力,让学生掌握常用的机械零件和机械传动装置以及简单机械传动的设计方法和一般步骤。并在这个过程中提高学生的工程计算能力,绘图识图及查找资料等能力,掌握经验估算等机械设计的基本方法。机电类,数控类专业多以齿轮减速器为设计对象,设计的主要内容主要是以下几个方面:传动装置的方案设计;选择电动机,确定计算功率的大小;进行齿轮主要参数的设计计算,校核轴,选择键、轴承、联轴器等零部件,并校核其强度,选择齿轮,轴承的和密封方式;最后绘制减速器装配图及绘制零件图;编写设计说明书。具体需要完成的任务是:绘制减速器装配图A0一张,绘制零件工作图两张(齿轮、轴或箱体);编写减速器的设计计算说明书一份。在课程设计前期,由教师组织学生通过阅读任务书,明确设计内容及设计题目,并由学生分组讨论该减速器所包含的机构及具体传动路线。若没有事先给定传动图,由学生自己先根据以往课本知识给出几种较合理的传动方案,并对多个方案进行比较,选出最优方案进行设计。学生在完成所有设计步骤后,教师依据学生在设计过程中的表现,图纸工整度,说明书的正确性以及答辩情况等对课程设计进行评定,给出最后的设计成绩。通过多年的课程设计发现学生在这一活动中有了不小的收获,同时调动了学生主观能动性,把课堂学习的知识和实际结合起来。但在这一实践过程中存在着一些问题。
1课程设计中存在的问题
1.1理论与实际相脱节。在课堂上介绍时,书本上是把相关的知识划分开来,例如齿轮,轴承,联轴器,离合器,公差等,而实际学生要把这些知识统和在一起,则对学生来说往往难度较大。同时,学生掌握的是一些理论知识,对工程实际没有概念,这就使得很多学生实际只是照着书本设计过程照猫画虎。最后的结果往往是纯理论推导计算,没有认可工程上的可行性。对结构进行设计时,往往只考虑了功能性,没考虑实际的工艺性问题。这使得有很多的设计结构在理论上可行,而实际根本没有办法加工,或加工难度过大导致成本飙升,在实际工程当中这一设计根本不可能被采用。还有在公差选择,精度设计方面,由于实际工程经验缺乏,所以对工厂设备情况,加工手段及加工能力缺少必要的认知,从而无法合理的确定零件的尺寸精度和表面粗糙度。由此可见,理论与实际的脱节是影响课程设计教学结果的重要问题。1.2学生的专业基础较差。机械设计是一门结合前期学习的制图,机械制造工艺基础,公差等课程的综合应用课程。由于这几门课程是在前两学期学习的,而且有一部分学生学习这部分内容时完全是为了应付考试,所以时间一长,一些知识就遗忘了。主要表现在两个方面,一个是轴的设计中关于材料力学的相关知识。另一方面就是工程制图,不能正确的画出图样,不能严格的遵守工程制图的国家标准,甚至最基本的图线表示错误。还有大多数学生在形位公差的标注上错误率极高,被测要素是中心要素还是轮廓要素,分别该如何标注搞不清楚。最后标注出的结果和实际公差要求完全不一致。1.3不查差资料,盲目模仿照搬。学生在课程设计过程中,不认真研究所给资料和图纸,不考虑实际情况完全照搬参考资料。例如某些系数的选择,参考资料上选择是多少就选择是多少,不思考为什么这么选择,设计的情况和参考资料上的情况是否一致。更有甚者,整个设计结束竟然连机械设计手册都没有翻阅过,完全抄袭别的同学的。这说明学生没有灵活掌握相关知识,并且没有调动起学生的主动性。1.4投入不够,不加重视。学校方面,对课程设计在整个专业知识的重要性认识不足。它是使学生把所学知识从书本向实际过渡的一次重要实践,是训练学生综合运用已学知识的重要环节。很多学生完成了相关设计以后认为课程设计才真正使他们第一次了解了所学的几门课程到底是作什么用的,如何去用。对于这样重要的实践环节学校投入不足,相关测量工具不足,机械设计手册数量过少,从而使得很多学生查询一部手册,一组中只有少数几个学生查询,其他学生不能动手查询就直接抄袭别人查询的答案。
2提高课程设计效果的措施
2.1合理选题。设计题目的选择是否得当,直接影响课程设计的效果。所以选题时应做到以下两点:(1)题目要有综合性和完整性,难易适中。过于复杂的题目使得大多数学生没有办法做出来从而影响最终设计结果。一般选择一级直齿圆柱齿轮减速器即可。保证中等程度的学生能够独立完场(2)设计题目中所给数据有所区别,使学生各组设计结果有所区别,从而避免大面积抄袭现象的发生。2.2加强实践教学。让学生充分认识到课程设计的重要性。它的意义不简单的在于设计作业的完成而是对后续课程学习的影响,甚至对于以后工作也有着深远的影响。由于实际工程经验对课程设计十分重要,所以应在机械设计基础课程的学习中,穿插一些工厂实习。在实习过程中,不能只是带着学生进行走马观花式的参观实习,而是最好能利用相关设备的检修期间,让学生对机器的内部结构进行实际了解,直观感受。利用现代化的多媒体教学,让学生感性的了解各种加工方法及各种机械结构实际的工作情况。使他们在头脑中把课堂上所学的知识和实际能联系起来。另外,对于教授机械设计基础的理论教师和从事课程设计的指导教师来说,也应熟悉工艺状况,了解设备的基本情况,经常进入一线实习,增加新工艺,新技术应用等方面的知识,力争成为双师型教师。指导教师自身的丰富的工程实际对于提高课程设计的效果有着十分重要的意义。2.3做好实践前的准备工作。由于学生对前期课程知识薄弱,学过的内容容易遗忘的问题。在课程设计前两天在课堂上回顾一下以前的知识,尤其是公差的选择问题,有针对性的进行复习。当学生前期设计计算完成后,开始画图前进行机械制图相关知识的补习,尤其是往届学生容易出问题的部分进行重点说明。然后让学生再去画图,这样学生所画的图样质量有明显的提升,避免了一些图样上普遍出现的错误。2.4做好合理组织工作。合理组织对于整个课程设计的顺利进行及取得良好效果起着至关重要的作用。首先,学生要进行合理分组,每个组中要做到有优秀的,一般的,和学习比较差的学生,这样在设计过程中学习稍差的学生可以有优秀学生带动共同完成设计工作。如果较差的学生分为一组,组内大家都不会做,最后的结果就是抄袭一下别组的,起不到学习的效果。其次,指导教师要做好实习前的准备工作。制定好设计进度计划,对辅导课进行详细备课,做好辅导答疑工作。定期检查学生的进度是否完成,做好阶段性的检查和评估总之,课程设计在整个机械设计基础课程中是一个非常重要的实践环节。这一环节让学生对机械知识有了全面认识,同时也提高了专业综合能力,受到了学生的欢迎。对于教师来说也是一个相互交流提高的机会,并在课程设计中应发现传统教学中的问题,调整课程设计题目及方法手段,使其紧密结合生产实际。对学生加大创造性引导,提高课程设计的教学效果。
作者:柏莉 单位:白银矿冶职业技术学院
参考文献:
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关键词:工程力学 机械设计基础 单缸内燃机 课程改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2011)30-0332-02
一、机械工程基础课程的现状及问题
“机械工程基础”课程是我院针对一年级学生设置的专业核心课程,包括工程力学与机械设计基础两部分,教学总数78学时。
该课程的总体目标是使学生获得常用机械的工作原理、使用手册和有关规范、设计机械传动装置和简单机械等等方面的能力。为今后在产品设计、产品加工、检验和设备维护等岗位群所需要的职业资格打下良好的基础。同时也需要通过本课程的学习获得必要的方法能力及社会能力,使学生具有职业发展和迁移的能力,即具有持续发展和终身学习的能力。
机械工程基础是根据高技能人才培养发展的需要和课程改革的要求应运而生,它在教学计划中起着承先启后的作用,是学生由偏重理论学习向结合工程实践学习的过渡和转折点;对建立学生工程意识、培养学生分析问题解决问题的能力、养成学生严谨的工作作风起到了潜移默化的作用。应该说它不仅具有较强的理论性,同时具有较强的实践性和应用性。
然而现在的机械工程基础课程还是以理论为主,理论与实践没有紧密联系,甚至有些脱节;而且在课时大幅减少的情况下,机械工程基础又分割成了工程力学与机械设计基础两部分,这两部分也没有紧密关联。作为教学效果,学生总是反应没有学会,如果严格要求,一般的班级不及格率要超过40%。这样的效果是很成问题的。
二、模块化的项目作为解决方案
其实,工程力学与机械设计基础两部分之间有一个人所共知的联系,那就是工程力学可以为具体零件的设计服务,机构传动也为力学提供了最鲜活的例证。但是目前的课程中也没有太多体现。一直采用的是以课堂理论教学为主的教学模式,实践教学环节的薄弱导致了学生在实际操作中存在许多不足之处。究其原因,主要是由于传统的教学模式存在着先天不足。单调的教学手段降低了学生主动学习的兴趣,统一的教学内容和教学要求忽视了学生个体之间的差异。在以往教学改革实践中,强调理论联系实际,但只是在开始时将课程内容刻意地分为理论教学和实践教学两个部分,或者只是通过减少理论教学时间和增加实践教学时间,然后在实施过程中又机械地加以叠加。因此,这种改革只是一种形式上的改革,只有从突破传统模式上着手,才能从根本上改变这种状况。
首先,在课程的总体顺序上进行调整,传统的机械工程基础是先讲工程力学(又包括静力学和材料力学),后讲机械设计基础。其实材料力学在本课程中主要是为机械零件的设计来服务。现在可将两部分融合起来学习。具体的做法是机械设计分成单元模块与工程力学交替学习,而且是将机械设计部分放在前,工程力学在后的顺序进行。
其次,在课程的内容上突出对学生职业能力的训练,理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行,同时又充分考虑了高等职业教育对理论知识学习的需要,并融合了相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。项目设计以单缸内燃机的拆装和性能分析、车床主轴箱的拆装和性能分析、齿轮减速器的拆装和设计为线索来进行。教学过程中,要通过校企合作,校内实训基地建设等多种途径,采取工学结合的形式,充分开发学习资源,给学生提供丰富的实践机会。教学效果评价采取过程评价与结果评价相结合的方式,通过理论与实践相结合,重点评价学生的职业能力 。
学习性工作载体以减速器、单缸内燃机、车床主轴箱(自行车、电动车、小型缝纫机、修鞋机、牛头刨可作为替代项目)等典型机械来完成。比如单缸内燃机项目涵盖了多种机构,是培养学生知识、技能、职业态度较好的工作平台,有助于开阔学生的视野、开发思维、运用相关的专业知识解决问题。再比如一个车床主轴箱就涵盖了以上几门学科的内容:从轮系――主轴,这中间涉及齿轮、轴等零件的尺寸确定,涉及齿轮、轴等零件的材料和热处理方式的选择,涉及齿轮、轴等零件的结构图,涉及齿轮、轴等零件的加工工艺,涉及轴上零件装拆、轴承选择,涉及轮系传动比、末轮转速计算等。通过对各学科知识间的综合,将原本孤立的知识重新整合起来,形成系统,有利于进一步提高学生分析问题和解决实际问题的能力。
这些项目能覆盖课程大部分学习内容,通过工作任务的实施,引导学生的学习过程,设置典型工作任务的学习情境,学生在实施学习情境的过程中,能结合课程教授的知识,形成和加强运用力学知识及简单机械设计的能力。我们又提供了一些具有一定趣味性和实用性的机器(如踏板车和切割机等),作为兴趣小组在课余或假期时间完成的工作任务载体。
综上所述,可以形成如下的学习安排:
这样安排的好处是学生学到任何一部分,都有相应的伸手可及的实例。
课堂的组织与实施作为力学与机械设计部分可以区别进行。作为机械设计部分,以内燃机为例,首先分析内燃机的结构及组成,拆装旧机,了解更多的机构及零件,内燃机中连杆机构的简图绘制及自由度分析,观察其运动特点、分析连杆机构的动力特性。
新的教学模式实行后,“教室”的概念必将淡化,也将没有理论课和实训周的区别。新的教学模式中,项目课程是以将来工作任务和内容为参照点设置课程名称,根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求,确定课程内容和要求,训练学生应获得的知识、技能与态度。这样无论从课程名称还是教学内容都将与市场联系得更加密切。
三、教学组织与实施
我们建立了“多样式课堂”,学习过程紧贴操作员和管理员的职业岗位培养目标;“多样式课堂”,包括多媒体教室,力学实验室、多功能机械拆装实训室,一体化教室、企业的生产现场、校内各个实训基地,按照不同的教学内容,设计以教师为主导、学生为主体的引导式、参与式、互动式、开放式、自学式等多样化的教学过程;采用案例教学、直观教学、现场教学等多种教学方法;采用板书、实物模型、示教板、投影仪、电子教案、电教片、多媒体课件等灵活多样的教学手段,实现传统的教学手段与现代教育技术手段的并用,使教学内容不再抽象难懂,在教学中要积极改进教学方法,按照学生学习的规律和特点,从学生实际出发,以学生为主体,充分调动学生学习的主动性、积极性。
注重各种软件的开发和利用,如“教学视频”、“在线答疑”、班级 QQ群等,让学生置身于网络学习平台中,积极自主地完成该课程的学习,为提高学生知识和技能提供了有效途径。置身实践性教学环境,在实地感悟―实践―掌握所学知识,课程计划逐步按照实现教、学、做结合,理论与实践一体化,实训、实习等教学环节的合理设计。
总而言之,新的课程教学体系以机械认识―机械设计―机械研究―机械创新为主线,把创新大赛中反映出的创新能力所需的理论知识、专业技能反馈到教学、实验、实践等各个环节中,从源头挖掘大学生创新的潜能,着重培养学生的工程实践能力、团队协作能力和综合创新能力。
参考文献:
[1]张水香.基于创新教育的《机械设计基础》课程改革初探[J].中小企业管理与科技,2009,(1):157.
论文关键词:高职;机械设计基础;教学方法
《机械设计基础》课程是工科专业一门重要的专业基础课,是对学生进行设计能力、创造能力、工程意识训练的主要课程,对学生学习专业课程起着承上启下的桥梁作用。该课程具有较强的理论性与实用性,旨在培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,为后继专业课程教学和学生日后从事设计工作打下坚实基础。但是该课程涉及理论力学、材料力学、金属工艺学、机械原理、机械零件、液压气压传动等多方面内容,知识面宽,理论性强,而学生对这些知识和理论却很生疏。因此,在教学中学生缺乏学习兴趣,教学难以取得较好的效果。为此,笔者着重对《机械设计基础》课程的教学方法进行了探讨和研究。
帮助学生建立总体的知识框架
在几年的《机械设计基础》教学实践中,笔者深有感触,该课程由于理论性过强,实践性缺乏,学生缺乏相应的感性认识,难以建立一个整体的知识框架,难以将各章节的知识点有机地结合起来,给教学带来了很大的困难。鉴于此,教师在讲解本课程每一章节前,首先应让学生对要讲到的知识结构体系有一个系统的总体认识,强调每一章节之间的联系及其应用,以及本课程在教学内容方面应着重讲哪些基本知识、基本理论和方法;其次,应在实践能力方面对学生提出设计构思和设计技能的总体要求等,使学生从整体上把握好本课程的特点,帮助学生对本课程有一个总体的认识,从而建立一个总体的知识框架。
利用现代教学手段提高学生的学习积极性
在教学实践中,教师应充分利用实物、模型及挂图,通过在课堂中演示,增加学生的感性认识。学生在课堂上集中注意力的时间是比较短的,长时间地集中注意力,会引起他们的思维疲劳甚至厌烦。如果能利用现代多媒体教学手段,给学生一种具有新意的刺激,可以使学生的大脑皮层从原来的抑制状态转化为兴奋状态,从而提高学生的学习积极性。如讲到带轮时,播放带轮传动动画,可使学生有实际生活感,讲到轴系零件时,可适时地给学生在大屏幕上展示轴、键和轴上零件(比如一个带轮)配合的动画。利用现代教学手段的强大表现力吸引学生的注意力,必然会激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。
处理好教师与学生的角色
学生是信息加工的主体,是知识的主动建构者;教师是学生的帮助者、促进者和指导者。对高职教学而言,学是矛盾的主要方面,教是矛盾的次要方面。因此,教师应注意在“学”字上多做文章。
《机械设计基础》课程具有实践性强的特点,在传统灌输式课堂模式下,其内容的广泛性与学时的有限性之间的矛盾影响了学生的知识掌握和分析设计能力的培养,远远不能适应素质教育的要求。该课程有些内容是对现实的抽象概括,有些则是现实相关内容的直接描述。在教学中,教师对直接描述实践的内容可采取现场教学、模型演示、光盘观摩、动画模拟、课后作业、操作性实验等多种形式,提出问题让学生自己探究解决。在学生解决问题的过程中,教师予以启发和引导,这样就在不知不觉中完成了师生间的互动。在活动中,可将学生分成几个小组,让各小组成员共同完成某项任务,并进行小组团体考核,从而加强学生的团体协作能力、相互学习能力和探究能力的培养。 转贴于 注重学生对教师教学的反馈
教师教学的目的是让学生获得知识和能力。对教师教学效果的评价,学生最有发言权。学生是教学活动的主体,教师要关注学生的教学评价。
《机械设计基础》课程教学存在一定的难度。由于其理论性和抽象性比较强,一部分学生可能在学习过程中存在这样或那样的问题,为了使自己的教学有的放矢,教师必须注重学生的反馈信息。教师应加强与学生沟通,采取多种形式了解学生。针对学生学习中存在的问题,不断改进自己的教学方法,使自己的教学适应学生,适应课程,进而更好地达到教学目的。
充分利用多种教学手段
随着教学改革的深入和课程体系的调整,《机械设计基础》课程的知识不断更新,学时逐渐缩短。但随着科学技术的进步和机械学科的发展,本课程需要向学生讲授的内容越来越多。要想在有限的教学课时内完成规定的教学内容,同时取得比较好的教学效果,教师必须精选教学内容,做到实用、够用。讲授时应突出重点和难点,结合本课程特点,重点讲清原理、设计方法、结构与应用。
要充分利用有利于改善教学效果的多种教学手段。在教学实践中,充分利用实物、模型,增强学生的感性认识;通过多媒体课件教学使学生对各种机构的工作原理及在各种机械中的实际应用有深入的了解,提高学生的工程意识,激发学生的学习兴趣。可以引入CAI教学课件展示各类机构的运动过程,呈现不易观察的零件内部结构与动态特征,演示实际加工机床的运动与加工过程等,使学生的视觉活动和听觉活动有机结合,变枯燥的结构内容为形象生动的内容,增强学生的感性认识,启发和引导学生积极思维,增强教学效果。使用挂图、投影仪等则可省去部分在黑板上画图的时间。
总之,采用行之有效的多种教学手段,不但可以改变传统的教学方式,使课堂教学变得生动活泼,提高学生的学习兴趣与热情,同时可节省大量的讲授时间,使教师在同样的时间内给学生传授更多的相关知识和信息,使教学效果与质量都得到提高。在教学实践中,要认识到各种教学手段都有其自身的特点,在课程教学中应充分发挥各种教学手段的长处,使其相互补充,以取得良好的教学效果。
加强实践教学活动
《机械设计基础》课程是一门实践性很强的专业基础课,加强学生的实践教学,可以使学生的认识得到升华,从知识型到思考型再上升为创新型。应多让学生进入实验室开阔视野,通过实验和实践,使原来抽象的理论鲜活起来,从而激发学生的学习兴趣和创造力。另外,开设新的实训组合有利于使学生掌握机械工程领域常用的实战手段和方法,培养他们的分析与综合能力及运用现代技术手段解决工程实际问题的能力。