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機械設計基礎知識理論范文1
機械設計具有自身的程序,圖1為設計的基本程序。圖1機械設計的基本程序目前,機械設計教學中主要存在以下問題。
1.1教學內容過于防范
目前,機械設計這門課程包含的內容較多,有機械原理和機械設計。機械設計包括材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內容,所涉及的知識層面較廣,教學內容較散,且與其他課程有著很多重復,如機械設計學科中有一項螺紋連接的相關教學內容??梢?,教學范圍與機械設計這門學科的學習原則不相符合。又如,減速器的類型、樣式和設計參數要求,和機械制圖中的減速器設計相關知識存在較高重復率,不僅在學科的學習層次上造成混亂,還浪費了學生的學習精力。
1.2與時俱進能力不強
機械設計這門學科的實用性較強,同時其教學內容隨著科技的不斷發展而不斷變化。所以,傳統的教學內容如果不進行更新,很難滿足現代社會的需求?,F代機械設計教學應當滿足工程性和技術性需求,同時也應當具備系統性。因此,現代機械設計學科緊隨時代的變化而改變,將傳統的設計技術進行時代元素的融入。如今,很多相關院校對機械設計教學中的設備結構、設備強度和運動學等技術的教學比較注重,教學力度也較大,使能源問題、環境問題的教學很少涉及。尤其是安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經濟因素,導致機械設計教學無法滿足現代人們的生產需求。
1.3教學方式落后
很多相關院校對機械設計的教學仍然采用講學通用的原則,對于教學中的重點知識,讓學生采取理論知識記憶的灌輸性傳統學習方法,而對這門學科的實際應用教學涉及較少,僅僅加深了學生的相關知識或原理的理解。同時,缺乏案例式教學、現場教學以及討論啟發式教學,在學生的學習過程中沒有充足的時間進行自主探索,嚴重阻礙學生對知識的理解與掌握,同時一定程度上阻礙了學生運用所學知識解決實際工程問題能力的發展。因此,應當對機械設計教學體系進行創新。
2創新機械設計教學體系措施
2.1調整教學內容
機械設計的學科教學內容應從實際出發,注重教學的整體性、實踐性以及創新性。如今,很多學生對于機械設計的基礎知識掌握不明確。所以,機械設計教學中應當遵循適度夠用的理論知識學習原則,可采取重點學習、部分理解等方式。首先,教學內容要清晰精簡,要精簡機械設計這門課程的教學內容,避免學生在相關知識的學習中產生知識重復。同時,在學生的實際應用教學中,如實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業論文以及課外科技活動等注重實踐運用的教學環節,不但要適度融入相關基礎知識,還要增加其課程。其次,要注重知識的整合。在機械設計的實際教學中,將其中關聯性與聯系性較大的知識急性整合學習。最后,在機械設計的教學過程中應當注重知識點的增設。不僅要注重知識的重點性,還要考慮知識的完整性,可以增設以電、液為動力的機構組合,結合實際的典型機械等新內容,使學生全面認識現代機械,以適當前生產實際需要,方便計算機輔助設計的應用和推廣。
2.2加強學生能力培養
機械設計是一門極具實踐性的課程,過程中應當注重學生設計技能和創新能力的培養,以培養學生技術應用能力為主要教學目的,同時注重學生工程意識、工程實踐能力、創新意識以及社會實踐能力的培養。實際教學過程中,教師應當徹底摒棄傳統的灌輸式教學模式,在講解相關理論知識或原理時,注重培養學生總結結論的能力。同時,在相關知識或原理的講解時,融入其在實踐中的應用,堅持產、學、研相結合,體現機械設計教學的基礎性、系統性、實踐性以及現代性。
2.3創新教學方法
目前,相關院校的招生多是面向全國,導致各種學生的機械設計學習基礎不一。因此,要不斷創新如今的機械設計教學。教學過程中,應當加強直觀教學,在學生學習相關理論知識或原理的同時,讓學生接觸各類種機械、機構、零件、部件、圖紙,提高學生相關知識或原理的實踐性。同時,教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現代教學技術,借助計算機和互聯網,利用虛擬現實技術和仿真軟件系統,開展機械設計的現代化、立體式教學。此外,教師在機械設計的實際教學中,應當盡量減少相關知識或原理的理論推導,運用例證講清思路,加深學生對相關理論知識或原理理解,提高課堂教學效率。
2.4增加教學實踐
機械設計是一門較注重實踐運用的學科,教學時教師不能僅僅注重學生的知識學習,要更加重視學生的知識運用,如繪制機構運動簡圖。圖2為機構簡圖的繪制步驟。以四桿機構為例,結合日常見到的篩東西、磨豆腐等,布置設計任務。在四桿機構的講解過程中,不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性,能轉化為什么樣的運動形式,現實生活中有哪些物品用到了這些機構,不斷啟發引導學生思考設計任務。一個機器少不了動力,因此課程中增加電動機的選用環節。學生設定自己運動機構的各種參數后,按部就班選用電動機,由此掌握效率等概念,并對整體的機器建立一個大概的認識。電動機選好后,考慮減速的問題。這時,可以引進齒輪機構(包括蝸輪蝸桿)、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用,對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的內容可忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。此外,學習過程中要加入查手冊選材料環節,把時間用到應用實踐上。
3結語
目前,我國機械設計教學體系仍然存在教學內容過于龐雜、無法適應時代的快速發展以及教學方式過于陳舊和落后等問題。因此,在機械設計實際教學過程中,應當調整教學內容,加強學生能力培養,同時不斷創新教學方法,以期為國家培養更多機械設計創新性人才。
作者:李愛軍 徐紅芹 王紅梅 單位:山東理工大學機械學院
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機械設計基礎知識理論范文2
[關鍵詞] 高職教育;機械設計;改革
【中圖分類號】 TH122 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1007-4244(2014)01-114-1
高職教育是我國教學體系中至關重要的一環,為我國經濟發展和社會進步輸送了眾多的高素質人才。在教學過程中,高職院校重視培養學生的綜合素質。正因為如此,在設置相關的教學內容時應該與社會實際相結合,重視對學生的職業能力的培養。對于機械設計課程來說,其是機械類專業的重要基礎性課程,提升機械設計基礎教學有著非?,F實的意義。本文就對新時期下的高職機械設計基礎教學改革進行了探討,并提出一些參考性建議。
一、機械設計基礎課程教學改革的必要性分析
機械設計基礎中有機械原理和機械設計兩門課程,是學習其他機械專業課的重要基礎性課程,是引導學生向專業課程發展的重要過渡課程,是每一個高職院校學生必須學習的專業基礎課程。機械設計基礎課程是為了培養學生的設計能力和創新等能力。正因為如此,在實際教學過程中,高職院校更加重視在提升學生理論知識的基礎上積極拓寬學生的知識面,提升學生思維能力,進而讓學生可以更好地認識到機械設計的內涵,進而提升自己的綜合素質。然而,由于我國高職教育并不完善,并沒有形成十分成熟的教學體系,使得在對課程安排及教學方式上都有很多的問題,有時候根本沒有考慮到高職院校的特點。在這種情況下,高職學生的綜合素質并不能得到非常有效的提升。因此,對高職院校機械設計基礎課程進行改革是非常有必要的。
二、機械設計基礎課程教學改革的策略分析
基于我國高職教育對我國發展的重要性,考慮到我國高職教育中并沒有形成有效的機械設計基礎教學體系,對機械設計基礎課程進行有效的改革具有十分現實的意義?,F提出以下幾點建議,希望有所幫助:
(一)加強實驗教學,有效提升學生的動手能力。高職教育應該始終明確自己的定位,致力于培養高素質的應用型人才。而通過有效的實驗能夠有效培養學生的動手能力。對于機械設計基礎課程來說,學生在實驗過程中能夠有效了解工程實驗的基本原理,能夠更好地認識到不同的機械量的不同測量方法。此外,學生還能夠更好地掌握實驗數據的采集和處理操作方法,也可以更為直接地了解不同的儀器的原理和使用方法,從而為自己以后的學習和工作打下良好的基礎。
(二)重視培養學生的創新精神。在開展機械設計基礎課程時,應該注意培養學生的創新能力。將教學內容進行必要的優化,建立一種以分析為手段,以綜合設計為目的的教學模式。這樣一來,學生就可以更好地掌握機械基礎知識并能夠熟練掌握。從另一方面來講,機械設計基礎教學內容非常多,且十分枯燥,教師不可能將所有的知識都教授給學生。而通過啟發學生,培養其創新能力才能夠讓學生自己主動思考,將所學知識融會貫通、舉一反三,從而提升自己的學習能力和應用能力。
(三)利用先進的多媒體技術,改善教學質量。在傳統的教學中,僅僅用蒼白的語言表達教材中的重難點知識是很難讓學生真正領悟和掌握的。在現代,隨著多媒體技術在教育教學中的普遍應用,教師可以利用機械設計CAI軟件在計算機和多媒體上展現課本中一些較為繁雜的知識內容,給學生一種全新的感覺。計算機模擬機構運動的整個過程,將靜轉化為動,由復雜轉化為簡單,由平面轉化為立體,由單調轉化為多彩的畫面,由原來的死板單一的講解轉化為生動有趣的三維動畫演示,這些教學內容表達形式的轉變不僅集中了學生的注意力,激發了潛在的學習興趣,明顯地提高了教學質量和學生的接受能力,還增強了學生的空間想象能力和邏輯思維能力。機械設計有個明顯的特點就是在設計的過程中計算繁瑣。如果學生用大腦來運行這些計算,在特定的時間內難以完成特定的任務,效率低,然而,計算機的專用教學軟件就很好的解決了這個問題。學生可以根據教師的要求,結合課本知識,自主建模,理論用于實踐,實踐檢驗理論,既節省了時間,又提高了效率,何樂而不為呢。
三、結論
總而言之,在新時期下對機械設計基礎課程進行有效的改革是非常有必要的,其不僅僅是教學內容的簡單改變,而應該是完善教學的每一個環節。要與時俱進,保證教學內容的實用性和發展性,重視拓展學生的知識面,充分利用一切有效的手段去提升教學水平,從而讓教學活動變得更有效,讓機械類專業學生可以更好地掌握所學機械設計基礎知識,培養實踐能力和創新能力,為自己接下來的學習及未來的發展打下堅實的基礎。
參考文獻:
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機械設計基礎知識理論范文3
關鍵詞:《機械設計》;設計為主線;課程體系
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)25-0218-02
一、前言
《機械設計》[1]是工科院校機械類本科生一門重要的專業基礎課,具有重要的地位。我?!稒C械設計》的教學主要包括三部分內容:理論教學、實驗教學和課程設計。實驗教學是穿插在理論教學中進行的,但課程設計通常是在該課的理論教學結束之后獨立進行的。多年來的教學結果是理論課教學中只是偏重于基礎知識點的講授,學生設計能力沒得到足夠的培養和訓練,甚至少數同學在理論課的學習中就逐漸失去了學習興趣。到進行課程設計時,由于設計內容牽扯的知識面比較多,學生實際設計能力訓練不足,所以開始設計時,學生沒有清晰合理的設計思路,感覺毫無頭緒,難以下手;等到進入設計狀態后,又由于受到課程設計學時的限制,以及學生期末多科考試的原因,學生是疲于應付,沒有達到預期的教學目的。因此,基于我?!耙栽O計為主線,面向能力培養”的工程技術人才培養模式[2],我們提出了以設計為主線的《機械設計》課程教學體系,讓理論教學和實踐教學相互結合,突出體現以設計為主,按“項目”教學[3]和“情境教學”教學[4]方式,加強對學生工程實踐能力的訓練。
二、教學體系的建立
將原來在理論教學結束后的課程設計作為課程教學的主軸線。課程一開始講清楚課程的主要內容后,就布置設計任務,將本課程作為一個大的“項目”來處理,并把這個“項目”分解為若干個“子項目”,貫穿于課程的始終,真正體現以設計為主線;按照“項目”的需要重新編排理論教學順序,每部分理論教學圍繞當前“子項目”來進行講授,建立新的理論教學體系,體現理論為實踐服務;課程的實驗教學圍繞“項目”的需要和理論教學進行,建立新的實驗教學體系。詳細內容如圖1所示。
三、教學體系的實踐
1.教學方法方面。為了更好地培養學生分析和解決問題的能力,教師主要采取啟發式、討論式、研究式的方法,鼓勵學生積極思考,自主解決問題。在教學過程中,教師重點抓好其中的關鍵環節,在教學過程中能夠使學生加深對知識的理解,提高實踐能力,同時培養學生刻苦鉆研的學習精神和嚴謹的治學作風。
2.教學軟環境方面。為了實踐培養學生的工程能力、造就高級應用型人才的培養目標,本課程在教學實踐中構造工程項目的運作環境,按照企業設計開發團隊運作來組織設計教學。學生組成設計小組,小組內分工合作,隨著“項目”的展開來學習課程。在團隊學習的過程中,培養學生的自主學習能力、人際溝通與交流能力、組織協調能力、工程管理等能力。
3.教學評價方面。建立按照以設計為主線、基于教學的新的課程評價體系。課程設計的考核主要以平時的階段性檢查為主,結合最終的答辯進行評價。理論教學部分的考核將期末的考試試卷成績和平時“項目”的開展表現按比例計入最終成績。實驗部分單獨考核,不僅考核和“項目”開展的必做實驗,也根據實際情況考核開放性實驗的成績,充分調動了學生的學習積極性。
四、結語
以設計為主線、以“項目”為基礎組織教學的方法,先提出設計問題,使學生帶著問題學習,延長了學生的思考準備時間,更好地提高學生學習的主動性、創造性。以往以教材內容組織教學的方式,主要是以知識積累學習為目的,采用以設計為主線的項目組織教學,可以使學生對機械設計問題有明確的解決思路,實踐學以致用,并通過長時間的、反復的實踐到理論,理論到實踐的領悟默會,把知識和經驗內化為能力,實現從知識的學習向能力培養的轉化。
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機械設計基礎知識理論范文4
根據山西師范大學的“3.5+0.5”的培養模式和食品科學與工程專業的培養目標,教師在掌握機械基礎教學大綱的前提下,明確教學目的、任務和要求,結合學生認知特點和生產實際,精選教材。教材選用魏兵主編的“十一五”國家級規劃教材《機械基礎》。該課程教學計劃安排51課時,課時少,內容廣,必須對教材內容進行優化。合理選擇教學內容,以“必需、夠用”為原則。精講基礎知識和基本設計方法,強化公式應用,弱化公式推導。工程力學主要講解理論力學和材料力學的基本概念、機械零件基本變形形式和強度計算,熟悉構件的受力分析和計算方法;互換性與技術測量重點講授極限與配合,緊密聯系實際;工程材料主要講解工程材料的種類、牌號、性能和應用,以金屬材料和塑料為主,結合食品行業的發展,增加食品行業當前采用的新材料、新技術和新工藝;機械設計部分包括常用機構、連接、機械傳動、軸系,這部分內容和后續課程及生產實際聯系密切,工程應用多,屬于課程的核心內容,機械傳動中的帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動突出基礎知識和設計方法,強化設計方法和公式應用;機械加工基礎以毛坯的制造工藝和切削加工方法為主要內容;液壓與氣壓傳動重點是液壓傳動的原理、組成和特點,常用液壓元件的功用及常用的液壓回路。介于課程學時少,結合課程的特點,部分教學內容采用自學加輔導或講座的方式,引導學生多途徑學習。
2多種教學方法結合
機械基礎課程實踐性強,傳統的理論教學采用“填鴨式”的教學方法,教學過程中教師和學生之間缺乏互動,學生被動接受知識,學生感到枯燥乏味,不利于學生的學習。采用多種教學方法,激發學生學習積極性,變被動學習為主動學習。對于工程力學基礎、工程材料基礎知識、基本概念等采用講授式教學法。教學過程中教師要注意和學生的良好互動,避免注入式教學。機械設計中的常用機構、機械傳動、軸系難度大和實際聯系密切,采用討論式教學。理論知識講解前,選擇和生產實際常見的議題,在學生充分討論后,教師再講解,調動學生學習的積極性,避免了“教師教、學生被動學”的單一教學模式,達到事半功倍的效果。采用典型案例教學法,如以齒輪軸為典型案例,通過材料的選擇、結構設計、強度校核、公差與配合的選擇、機械加工工藝制定等環節,可以把工程力學、工程材料、互換性與技術測量、機械設計、機械加工的相關知識聯系在一起,架起了課程的橋梁,知識結構相互銜接,課程體系更加完善。
3采用多種教學手段提高教學效率
機械基礎課程的研究內容比較抽象,相當一部分學生在學習時因缺乏空間想象力和工程設計而產生厭學情緒[4]。課程學時少,內容多,采用現代教育技術方法,通過運用多種媒體,提高課堂效率,有效提高教學效果。講解平面連桿機構、機械傳動、金屬切削機床、輪系、液壓系統原理時,由于學生沒有實際生產經歷,缺乏相應的想象能力,采用動畫技術,生動形象,讓零部件運動起來,使抽象理論直觀化;講解連接、軸系、切削加工方法、液壓元件時,采用實物、幻燈片、圖片展示教學內容,生動形象,增加學生感性認識,拉近書本知識和生產實際的距離,加深學生對理論知識的理解,更好地突出教學重點和難點。
4增加綜合設計實驗教學內容
課程的實驗課時為4學時,傳統的實驗為認知實驗,實驗設備是機械基礎陳列柜和模型,以演示講解為主,時間多集中安排在課程中期。改革后,開放實驗室,學生自主實驗,不占實驗課時,時間安排每個模塊的理論課講授之前,學生遞交實驗報告。通過認知實驗使學生建立機械零配件的結構、機械加工、液壓傳動系統的感性認識,對機械基礎知識有一個初步了解。增加綜合設計實驗內容[5]。①軸系結構設計實驗。軸系結構是回轉機械的重要組成部分,軸系結構的性能決定機械的性能和壽命。軸系結構設計實踐性強,涉及內容多,靈活性大,是課程的重點和難點。通過拆卸、結構分析、裝配、調整、結構設計的全過程,學生掌握軸系設計的步驟和方法,培養學生的創新能力和工程實踐能力。②機械傳動方案的創新組合設計、分析實驗。傳動方案的設計是創新設計的主要內容,學生根據教師的要求,選擇傳動類型、自行設計傳動方案,根據設計方案自行組裝,以培養學生的綜合設計能力和動手能力。通過開設綜合設計實驗,在創新實驗的環節中,學生通過方案構思和改進、實驗操作和觀察,達到培養創新意識、創新設計能力[6]。
5增加具有食品工程教育特色的實踐教學環節
增加工程訓練,訓練時間安排在理論課開課后第6周。工程的本質是一種社會實踐,在科學的基礎上增加工程訓練的內容。學生知識面窄、面向工程實際不足,沒有足夠的工程訓練,現代工程設計思想、方法和綜合應用多方面的知識解決工程實際問題的能力不足。工程訓練中,學生學習金屬加工工藝知識,自己動手操作各種設備,使用多種量器具,增強動手能力,激發創新欲望,培養創新能力。增加課程設計,時間安排在理論課結束后進行。課程設計是實踐教學的重要環節,培養學生運用所學的知識分析和解決問題及獨立思考的能力。課程設計時間1周,工作量大、時間緊。采用接近工程實際的題目:一級減速器設計或小型食品加工機械等。每個學生的任務書各不相同,設計方案和設計思路完全由學生組織設計,充分發揮以學生為主的教學理念。學生基本具備機械傳動系統的設計計算、材料的選擇、會查閱資料,能夠正確使用國家標準,繪制工程圖的能力。通過課程設計鞏固所學知識,掌握機械方面的設計方法和步驟,培養學生工程意識、分析問題和解決問題的綜合能力。
6考核方式
改革課程考核方式,實行教學全過程多次考核和考查,提高平時成績在總成績中的比例[7]。理論考核采用閉卷考試,成績占課程成績的70%;實驗考核成績占課程成績的30%。細化實驗考核內容,從實驗準備、實驗過程、實驗效果、實驗報告多方面考核,注重實驗過程和創新能力的考核;工程訓練、課程設計單獨考核。
7結論
機械設計基礎知識理論范文5
1、機械設計制造及其自動化是研究各種工業機械裝備及機電產品從設計、制造、運行控制到生產過程的企業管理的綜合技術學科。以機械設計與制造為基礎,融入計算機科學、信息技術、自動控制技術的交叉學科,主要任務是運用先進設計制造技術的理論與方法,解決現代工程領域中的復雜技術問題,以實現產品智能化的設計與制造。
2、本專業培養具備機械設計制造基礎知識與應用能力, 具有機電新產品開發。
3、與管理企業所需的知識結構及潛能,也具有適應科研、教育、經貿及行政管理等部門工作或繼續深造的素質和能力,能在機械工程及其自動化領域內從事設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才。
4、部分高校按以下專業方向培養: 機械制造及自動化 制造自動化與測控技術 微電子制造裝備及自動化 機電 模具 數控 機電控制 機械電子 機械制造 汽車工程 設計制造 數控技術 職教師資 機電一體化 機械自動化 機械電子工程 機械工藝技術 先進制造技術 機電傳動與控制 機械設計與制造 流體傳動及控制 模具設計與制造 數字化設計制造。
(來源:文章屋網 )
機械設計基礎知識理論范文6
關鍵詞:CDIO理念;應用型人才;機械設計
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)02-0170-02
CDIO工程教育模式是2000年10月以來,由美國麻省理工學院和瑞典皇家理工學院等四所大學組成的工程教育改革研究團隊提出,CDIO(Conceivingnesis―Designing―Implementing―Operation)即構思―設計―實現―運行的工程教育理念和以能力培養為目標的CDIO一體化理念。CDIO程教育模式以產品從研發到運行的整個周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習。目前國內,汕頭大學康全禮等人提出了CDIO課程計劃,鼓勵多學科綜合、創造性和創業精神培養,讓學生通過自評、互評改變對學習和生活的態度并逐步形成相應的工作技能;浙江工業大學李紅霞等人基于CDIO工程教育大綱提出了理論力學教學改革,強調了基礎教育應與工程教育相結合,培養工科大學生自主創新、溝通、協調及團隊合作能力,充分調動了學生學習的積極性與主動性,培養學生分析問題、解決問題的能力,取得了良好效果。CDIO工程教育理念中國化的實踐將成為培養創新應用型人才的有效途徑[1]。西安工業大學北方信息工程學院人才培養目標是培養具有創新精神和實踐能力、特色鮮明、能夠適應市場競爭的本科應用型高級專門人才。結合學院人才培養目標,基于CDIO工程教育理念,就機制專業的主要專業基礎課機械設計課程,通過研究課程與學生的特點,探討行之有效的教學方法,不斷提高教學質量,培養學生分析、解決工程問題的能力與勇于創新的精神。
一、機械設計課程的特點
機械設計是機械設計制造及其自動化專業的一門重要專業基礎課之一,它的地位與重要性不言而喻。該課程具有綜合性、理論性與實踐性很強的特點。機械設計課程本身所包含的內容比較多,綜合性強,體現在要具備先修多門課程:材料力學、理論力學、機械制圖、機械原理等,全面學習前期相關的基礎知識,才能順利過渡到該課程;其理論性很強,相關原理的學習及重要公式的推導對大多數學生來說有一定難度,課程所涉及的知識面范圍較廣,各章節之間看似無必然的聯系等等;實踐性體現在通過該課程的系統學習之后,要求學生具有設計通用零、部件和簡單機器的能力,通過為期兩周的課程程設計進一步強化與檢驗所學的理論知識,最終為后續專業課的學習及專業產品和機器的設計打下堅實的基礎。
二、機械設計教學現狀與問題
北信學院作為獨立學院,大多數專業在師資與實驗配備方面都依賴其母體學校,教學大綱、教材的選取等沿用母體學校的,大綱的要求過高與北信學生特點存在著不適應的地方,影響學生學習的積極性;在實際的教學過程中,教學環節中缺乏實踐內容,課程的安排往往忽略各課程的銜接關系,課程與實踐教學環節的教學條件有待于改善,具體主要有如下方面:
1.課程之間缺乏系統的銜接,教學大綱要求過高。先修課程的學習情況會直接影響機械設計的學習效果,由于好多課程一味壓縮課時,上課內容只能刪減,課程的開設、內容的安排缺乏系統地考慮,使得前后課程關系、銜接上出現脫節現象。學生在學習后一門課的時候,往往出現前面有些知識點不清楚;有時前后課程有重復的內容,易造成時間的浪費。教學大綱是實施教育思想與教學計劃的基本保證,由于所用的教學大綱大多沿用母體學校教學大綱,要求相對較高,而我院學生整體基礎相對薄弱,過高的要求起不到實質性作用,很難提高學生的學習興趣,只能成為擺設;大綱版本相對比較舊,教材在不斷更新,新的知識點在不斷增加,舊大綱體現出跟不上發展的需要。
2.教學環節中實踐內容的不足。學院實驗室還在規劃與建設中,缺少課程必備的教學器材,給教學帶來很大的挑戰,當給學生講通用零部件的結構、組成時,只能用PPT圖片或畫簡圖的形式講解,由于沒有必備的零部件模型,學生沒有親自動手去拆裝過,理解起來就相對困難。例如,學生在做課程設計時,對減速器的設計就顯得很抽象、困難,沒有動手裝拆過減速器,只見過圖片,有些地方的結構無法設計出來,有的同學即便畫出圖來,也講不出設計的原理,更談不上創新。
3.課程與工程實踐培訓未很好對接。學院在加強學生工程實踐能力培訓上做了許多工作,不僅要求教師要參加工程實踐培訓,作為職稱評審、教師考核依據,學生必須參加一定時間工程實踐,以獲得必需的學分。但一些技術含量高的高新企業、研究所很難接收學生真正參與它們單位實踐,大多數學生往往參加的是與專業不太一致的簡單重復勞動,對課程的學習作用不大;生產實習時間有限,往往是參觀學習,又排在機械設計課程結束后,對該課程學習與課程設計無任何影響。
由于各方面的原因,加上獨立學院學生的基礎知識整體薄弱、自覺性相對較差,對于機械設計這門綜合性、理論性相對較強的課來說,顯得相對困難,在學習方面的積極性不高、興趣不濃厚,最終導致理論知識不扎實,實際動手操作能力難提高。
三、機械設計教學的探討與建議
目前各個學校、學科都在強調實踐環節、工程教育背景,但硬件設施不足與投入的力度不夠,工作是做了,口號是喊了,仍然沒有實質性的效果。實踐的基礎是理論知識的完備,必須在抓好理論教學的基礎上,加強教師、學生的工程實踐能力培訓。由于機械設計本身的特點,充分利用我院有限的教學資源,基于工程CDIO教育理念,教學過程中注重學生工程實踐能力與創新精神培養,對機械設計理論教學與實踐教學環節,提出如下改革的思路與建議:
1.修訂教學大綱,靈活調整教學內容。以課程群的形式,充分考慮各課程之間相互關系與銜接情況,對原來的教學大綱進行系統修訂。結合學生的情況與學院培養目標,對相關課程的章節內容、學生的要求及考核評價形式做了詳細明確的說明,對某些原理、公式要求以“會用”為尺度,對其證明與推導過程不過分追求,重點突出學生靈活應用知識分析、解決問題的能力培養。目前教材琳瑯滿目,必須根據大綱要求與學生的特點來挑選適合學生的優秀教材,使教材成為教師授課與學生課后學習的主要參考書之一。
2.加強教師、學生工程背景培訓。由于目前我們的專職教師隊伍以青年教師為主,缺乏工程實踐經驗,因此加強工程實踐培訓顯得尤為重要。青年教師利用工作之余進行與專業相同或相近的工程背景培訓,積累自己在工程實際中接觸的問題來充實理論教學環節,通過實際案例分析,將課堂理論與實踐有機結合,使課堂氣氛更加活躍,充分調動學生學習的積極性與主動性。積極開展與學校周邊企業的合作培訓,給學生提供方便、多樣化的工程培訓機會,學生可根據自己的專業及興趣選擇,也可以自行聯系合適的單位進行工程培訓,將所學的理論運用于工程實踐中,再通過實踐使得對某些原理與理論理解更加深刻。
3.充分發揮多媒體教學的優勢。學院實驗室在規劃與籌建中,隨著逐步分期分批建設,為機械設計課程購置必備的零部件模型與實驗設備儀器,將為教學順利開展與提高學生的實際動手能力提供有力保障。教與學的互動是實現有效教學的關鍵。目前,充分利用多媒體進行引導與互動,在講到傳動裝置與軸系零部件時裝時,播放相關視頻、動畫取得良好的效果。
4.發揮好課程設計的作用。機械設計課程設計作為實踐課程,要求學生在老師的指導下在兩周的時間里獨立完成,工作量相對較大。機械原理中學的連桿機構和凸輪機構學生無法應用,致使機械原理與機械設計課程內容脫節,這兩門課程的課程設計分別為機器方案設計和減速器設計,致使兩個課程設計脫節。如何起到預期效果,值得不斷地研究、探索。為了避免傳統的題目減速器在網上資料應有盡有,學生抄襲不利于培養學生創新能力的培養,把題目設計成包含有減速器的傳動裝置設計,在結構與裝置的選擇上,使得設計更加靈活,給學生一定的設計空間,鼓勵他們大膽創新,充分利用機械原理中所學的機構,使課程之間自然銜接起來。實施過程中采用以組為單位,共同討論設計方案,在總體方案一致的條件下,每個同學的部分設計參數有所不同,來加強學生團隊合作精神與創新能力的培養。
今后可將課程設計題目與工程實踐相結合,教師可通過工程拓寬題目內容,改變傳統設計題目比較單一的現狀;學生可根據自己的參加實踐的情況提出感興趣的設計題目,鼓勵大膽創新,從而真正實現理論與實踐的結合,使學生走出學校之前得到充分鍛煉。
基于CDIO工程一體化理念,通過對機械設計課程教學中存在的問題與課程本身特點,并結合北信學院人才培養目標的要求,進行初步研究和探討,對教學大綱的修訂、工程實踐培訓、課程設計等提出了一些建議,旨在通過改革,提高教育教學質量,培養學生分析、解決工程問題的能力與勇于創新的精神,為后續專業課的學習、畢業設計及今后從事相關工作打下堅實的基礎。
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