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機械設計基礎教案范文1
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.12.189
[中圖分類號]G434 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194(2015)12-0-01
1 機械設計基礎教學的新形勢
1.1 生源質量的下降
近年來,高職生源質量下降,部分高職院校的平均成績在200分以下,從教學實踐中發現學生學習主動極差,社會能力和方法能力也在逐年下降。按照傳統的教學模式,采用已有的教學方法,教師施教困難,學生接受困難,因此基于生源特點的教學方案勢在必行。
1.2 信息化水平提高
隨著信息化水平的提高,大數據時代初步形成,學生的認知方式也充滿“微特征”,出現了“碎片化學習”。在教學中要采用信息技術手段和計算機輔助設計,融合現代教育理論,重構教學內容。微課程、翻轉課堂重新定義課堂教學,為現代教學提出了新目標,指明了新方向,提供了新方法,拓展了新思路。
2 基于生源特點的信息化教學實施方案
2.1 更新教學理念
課堂教學已采用CAI多媒體課件,但只是將書本中的教學內容重現,沒有重構教學內容,也沒有提升教學效果,教師依然是課堂的主角,而作為課堂主體的學生處于被動地位。通過微課程和翻轉課堂,教師由施教者變為指導者,由課堂的主角變成課堂導演。學生在課堂中分組協作,自主學習,積極探討,有效鍛煉其職業方法能力和社會能力。
高職學生的實操能力遠高于理論學習能力,要強化實踐教學。部分高職院校的實驗設備不足,實踐教學課時不多,且缺乏連續性和創新性,影響教學質量的提高。要采用理實一體化教學,用理論指導實踐,用實踐驗證理論。
2.2 優化教學計劃
目前高職院校的機械設計基礎教學基本分為“兩段式”:60~80學時的理論教學,銜接集中的1~2教學周的課程設計實踐教學,部分院校穿插6~10學時的驗證性試驗。從學時比例分析,實踐教學學時僅占10%(課程設計學時不包括在內),遠不能達到高職理實一體化教學的要求。要將課程總學時調整為64學時,包含32學時的理論學時,28學時的實踐學時,4學時的機動學時。
2.3 革新教學內容
對專業崗位群的典型工作任務進行分析,該課程的主要內容選取把握4點原則:(1)以實際應用選取知識點;(2)圍繞實際項目選取知識點;(3)以產品設計選取知識點;(4)以創新能力培養及軟件的應用選取知識點。
解構和重構課程的學科體系,首先將課程劃分為機械設計概論、運動機構、傳動件、聯接件、軸系零件5個模塊;其次以對象、現象、機構、零部件為載體,設計30個學習情境,將知識點的學習融入到學習情境中;最后采用任務驅動將每一個教學情境具體化,設置不同的教學情景,例如將課程設計的設計計算內容劃分為5次大作業。從具體到抽象,從現象到本質,從局部到總體,從簡單到復雜,有序安排符合學生成長規律的教學內容和項目。
2.4 創新教學方法
為更好實現理實一體化教學,應采用多元化的現代教育技術方法與手段。(1)采用模塊劃分,以任務驅動為載體的項目教學法;(2)采用CATIA和ADAMS(運動學和動力學仿真軟件)的計算機輔助設計教學法;(3)采用微課程和翻轉課堂。
在教學中充分應用信息化教學手段,形成課件、動畫視頻、微課程視頻、實物模型、計算機輔助仿真、教學掛圖及機械陳列室參觀等多種手段科學組合的立體教學模式,使教學形象、生動、高效,激發學生興趣,加深對所學內容的理解,提高教學的信息量和整體質量。
2.5 開發教學資源庫
為更好的輔助教學,要根據生源特點和信息化教學條件開發教學資源庫,采用基于工作過程的課程開發模式,建設和開發教學資源庫,主要包括:(1)開發教學大綱、課程標準、教學計劃、教學實施方案等教學文件;(2)采用Adobe Captivate 開發交互式課件,包括視頻、測驗等;(3)將課程設計的設計計算內容開發為5次大作業;(4)編寫包括ADAMS、DIY、機械創新設計等在內的實驗指導書1冊,包含14實驗項目;(5)開發理實一體化的項目任務書16個;(6)開發典型機構的教學掛圖10幅;(7)制作微課程視頻44個。
2.6 拓展評價方式
采用多元化的學生考核評價方式,主要分為3種考核方式:(1)考試考核:考核成績采用實驗成績30%+項目任務書考核成績30%+理論成績40%。(2)技能競賽:參加全國大學生機械創新設計大賽或全國信息技術應用水平大賽中的“高端設備安裝與制造―CAD-CAE-CAM”,獲獎后可替代本課程學分。(3)免試考核:學生正常參加上課,通過申請免試課題,相關的創新性設計和課題研究通過答辯,即可替代修的本課程學分。
機械設計基礎教案范文2
關鍵詞:機械設計基礎;“1+N”評價體系;教學改革
中圖分類號:G624.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)36-0039-02
“機械設計基礎”是根據教育部頒發的《高等學校機械設計基礎課程教學基本要求》,并適應當前模塊化教學改革的需要而開設的,目的是為了培養厚基礎、強能力、高素質、寬口徑應用型人才,是機械類專業的一門非常重要的專業基礎課程。“機械設計基礎”課程主要包括工程力學基本知識,常用的平面機構基本概念、工作原理和常用的設計方法,各種機械傳動和軸系零部件的設計計算方法等?!皺C械設計基礎”課程是從理論性、系統性很強的基礎課向實踐性較強的專業課過渡的一個重要的環節,對學生學習專業課程起著承上啟下的橋梁作用,著重培養學生分析選用和設計常用機構、機械傳動裝置和簡單機械的能力,為學生從事機械的研究開發和設計打下必要的基礎。
一、“機械設計基礎”課程現階段的教學現狀
1.教學內容的繁多、知識點專業性強?!皺C械設計基礎”課程主要介紹工程力學、機械原理、機械設計的各種機械基本概念、基本知識點,這些機械知識點不僅涉及的內容多,涉及面廣,并且在知識結構體系上,是相互獨立、內容零散、孤立的進行介紹。由于課時所限,只能是對于基本知識點以及簡單的實際運用的介紹,缺乏對于機械系統和機器、機構各部分的內部聯系的整體認識,更不用說工程實例的實際應用,這就導致學生對“機械設計基礎”課程內容掌握不夠充分,不利于培養學生對于機械總體設計以及分析的能力。
2.教學模式單一、學習興趣不高。在先修課程的不足之下,用傳統的教學模式已經不能滿足需求了,現在的“機械設計基礎”課程雖然在課堂上加入了多媒體演示教學,但它的知識結構煩瑣復雜,基礎理論內容較多,多圖表、多公式、多原理,內容單調枯燥,信息量大,學生沒有實際的運用和接觸,只會覺得學的吃力,學到的知識沒有及時思考和總結,難以消化。并且課程中的實驗課程開設較少,讓學生聯系課程中的知識點,自己動手做實驗的內容也不多,學生的學習興趣就會下降。
3.考核方式單一、綜合能力評估不足。在“機械設計基礎”課程考核過程中,學生成績的考核評定通常都是采用期末考試成績(70%)、實驗成績(10%)、平時成績(20%)三個部分組成在一起,作為最終的綜合成績。但由于“機械設計基礎”課程是學生接觸到的第一個專業基礎課程,它所培養的是將機械基本理論、基本知識、基本技能和創新思維綜合的多種能力,注重理論聯系實際,體現應用特色,最終使學生成為具有機械綜合設計及分析能力的人才。那么這種簡單評定標準就無法全面反映學生的綜合能力的水平,也不能激發學生學習的積極性。
4.與工程實踐結合少,實際技能得不到綜合運用?!皺C械設計基礎”的課程其教學目的是培養學生具有分析常用機構的工作原理,能夠進行簡單的機械結構設計,選擇常用零件并對其進行強度計算的能力。這些能力在“機械設計基礎”的課程設計中也有所運用,但現代企業中實際產品、實際案例結合的較少,學生在學習運用中沒有實際的運用和聯想帶入,在以后走向工作崗位時,就會出現學得多、用得少,學得廣、用得不精的情況。
二、“機械設計基礎”的教學改革
針對人才培養對“機械設計基礎”課程的要求,在教學觀念上,將先進性與實用性有機結合,注重“理論聯系實際”;在教學的內容上,以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導,注重強調理論聯系實際,以機械系統結構為中心,內容上相互聯系,結合機械工程實例,加以實際運用;在教學模式上,以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,聯系實際運用的實驗課程和課程設計,改進教學手段;通過新型“1+N”的考核方式,建立新機制下的“機械設計基礎”課堂教學和實踐教學模式,全面提高“機械設計基礎”課程的教學質量。
1.教學內容改革。面向企業需求的“機械設計基礎”課程教學內容分為兩個部分:(1)知識理論部分。由于“機械設計基礎”課程是從理論性、系統性很強的基礎課向實踐性較強的專業課過渡的一個重要的環節,主要介紹工程力學的基本知識,常用平面機構的基本概念、工作原理和常用的設計方法,各種機械傳動和軸系零部件的設計計算方法;在這些原有的理論基礎上,優化整合理論教學內容,對于基礎的機械系統整體認識,在講解過程中輔助運用現在企業的工程實例進行教學,將理論與實際結合,拓寬學生的知識面和眼界。(2)實踐部分由基本的教學實驗、結合企業案例的培訓、針對機械創新設計類大賽進行設計與制作三部分組成。針對不同類型學生而設,從教學實驗、課程設計開始,鍛煉學生運用所學的知識完成設計方案,再針對企業的實例對機構設計和機械設計進行強化和有針對的練習,培養學生獨立思考、學習的能力,以及培養學生的創新精神和創新能力,為參加機械創新設計類大賽奠定基礎。
2.教學模式建設?,F代在教學課堂上,教學過程以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,但是運用多媒體教學的缺點就是信息量大,學生在課前若沒有預習,課堂上就無法消化完。這就需要將教學模式進行改革,提高學生的自主學習能力,使之能夠對知識點進行系統地把握,增強學生的學習興趣。
新型的教學模式的內容分為四個模塊,不僅滿足教學大綱對于教學的基本要求,也能讓學生可以系統的學習“機械設計基礎”課程的知識。模塊一,主要還是以老師的教學為主,在教學課堂上,以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,多用機械動畫演示,聯系實際運用,讓學生對復雜的機械機構可以直觀的看到動態演示,并進行記憶,這個是對傳統課堂教學的一種改進。模塊二,主要針對“機械設計基礎”課程中基本知識點散亂,學生課堂上難消化,需要提前預習的問題,在教學模式中設計小型課堂教學,針對于課程中的知識點進行提前預習,由學生自發的組織學習,以及準備上課教案、PPT。由一名代表上臺進行講課,將課堂交給學生,結束后,由學生提問,老師點評,進行輔助的補充。模塊三,基于“機械設計基礎”課程中知識結構的復雜性,需要做到及時的復習,在教學模式中設計出隨堂測試。針對教學中的重難點部分,在老師講課結束后,給出復習時間,在一章結束后,出1~2個練習題,在課堂上,用10~15分鐘讓學生當堂解答。這樣既可以鞏固知識點,也可以讓學生有學習的緊迫感,起到及時復習消化知識點的作用。模塊四,實驗課程和課程設計。在后期的課程設計中,課程設計的內容廣泛,而且所涉及問題的答案不是唯一的,可能有多種方案可供選擇和判斷。所以結合課程設計和具有企業特色的案例就可以更深入的掌握和運用所學的知識。
改革教學模式,增加教學手段,通過新型“1+N”的考核方式,綜合培養學生的應用能力,以此探索與研究應用性人才培養相適應的教學方法與手段,整理并總結出具有專業特色的一流教學內容和方法,將課程的理論和實踐在內容上統一規劃。
3.評價體系建設。改革考核方法,實際上就是針對新型的教學模式,在課堂上,以學生為主體,進行多樣的評價、考核。考核的內容:考勤占5%、平時作業占10%。針對“機械設計基礎”課程中,基本知識點散亂,學生課堂上難消化,需要提前預習的問題,在教學模式中設計小型課堂教學,考核占15%,以及在課程中知識結構的復雜性,需要做到及時的復習,在教學模式中設計出隨堂測試。也就是說考核占10%、實驗占10%、課堂主動回答問題加分、期末考試成績占50%。
這種新型的“1+N”考核模式,加大了行程性考核,需要完善各項目的考核辦法,設計各環節的考核標準和相應的考核表格,形成對基本知識的掌握、實踐技能、團隊合作能力等綜合評價體系。以利于突出應用型、創新性人才的培養,與新型教學模式,相互補充,形成一個有機的整體,完成課程的教學改革。
三、結語
由于“機械設計基礎”涉及的知識點內容多,并且在知識結構體系上,是相互獨立、零散的,缺乏對于機械系統的整體認識以及工程實例的實際應用。針對這些問題通過對于“機械設計基礎”課程的教學內容、教學模式、評價體系的改革,得到改善。
在“機械設計基礎”課程教學改革過程中,還有可以繼續補充和深化的內容。例如,課程設計的題目內容可以進行細化的分類,有針對機械機構的設計以及機械零件的設計;結合具有企業特點的案例,例如走訪蕪湖奇瑞的模具廠,設計院等,對于車身結構、懸架進行設計和分析,以及湖北中航對于汽車內部的座椅進行設計和調試等。結合企業的具體案例,在課堂上進行分析講解,豐富教學改革的內容,在今后的教學過程中不斷改進,以期培養學生自主學習的興趣,增加學生對于機械機構的觸感,培養學生對于機械總體設計以及分析能力,最終達到全面提高學生綜合素質的目的,建立以綜合、設計、創新能力培養為中心的教學新體系。
參考文獻:
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機械設計基礎教案范文3
關鍵詞:機械設計課程群組優化改革
21世紀科學技術的發展突飛猛進,對專業技術人員綜合素質水平的要求越來越高。為更好地適應經濟快速發展對專業技術的需求,在高等教育領域,我國已普遍掀起了與學科專業結構調整相適應的課程體系改革。教學中不僅應該加強人文教育、理想信念教育,也應該更加注重學生的學習能力、職業技能實踐能力和創新能力的培養。因此,不斷將新的科學教育研究成果吸收到專業建設中來,立足院校辦學特色,對高等工科院校機械類專業建設進行了有益的探索。
機械類(對口)專業
機械設計課程群組的構成及現狀
教學型本科院校中承辦的高職類生源的本科教育以“高級應用型技術人才”為培養目標,緊密地依靠市場需求設置專業,面向生產、管理和服務的第一線,突出實踐能力的職業本色。在傳統的機械類專業課程設置中,機械設計課程群組由金屬工藝學、畫法幾何與機械制圖、機械原理、機械設計、公差與配合等課程組成,各部分內容追求學科體系的完整性,相互獨立,不可避免地出現了內容交叉、知識點銜接不緊密等問題。鑒于課程知識需求,教師對知識點滯后部分的處理,大多采取蜻蜓點水式的介紹,致使高職類生源學生感覺內容繁冗、思路不連貫、理解不透徹,學習效果較差。在機械類專業主干學科機械原理、機械設計課程教學過程中,普遍存在著“重局部、輕綜合,重理論、輕實踐”的現象。機械設計課程作為機械零件結構設計和強度、剛度設計的綜合學科,緊密地與機械制圖、公差與配合等課程相聯系。由于課程傳統框架的制約和授課學時的限制,課程的改革只能是局部的,往往造成機械設計實訓環節內容單一,涉及諸多交叉課程綜合知識的運用問題暴露無遺,尤其突出的是與精度設計內容有關的知識運用,學生只是一味地照抄照搬,缺乏獨立思考、綜合分析問題和解決問題的能力,在機械設計課程設計作品中幾乎看不到機器整體協調性較強的精度設計思想和工程設計創新意識,達不到設計目的,更沒有余力充分利用計算機軟、硬件來提高設計能力和效率,使機械設計教學處于進退兩難的境地。
在強調個性發揮、提高職業技能的人才目標發展趨勢下,在課時不斷壓縮的現實條件下,要保證良好的教學效果,選擇先進的教學方法和手段,對傳統課程體系和教學內容進行整合,不斷探索、研究新的教學改革思想與對策已勢在必行。
課程群組優化改革的探討
(一)課程改革優化的原則
本課程群組的改革,適應國家的教育政策,符合我院教學型大學的定位與發展規劃,適應機械設計制造及其自動化(對口)專業面向環渤海及京津唐地區工業經濟快速發展的需求,滿足本專業培養目標要求。
本專業機械設計課程群組優化側重《機械設計》及《公差與配合》課程整合研究,使理論與實踐相互滲透,突破人為的基礎課、技術基礎課和專業課設置模式,更加強調知識點的內在銜接與聯系,在保證教學大綱實施的可行性與科學性的同時,達到促進學生知識、能力、素質協調發展的目的,真正培養出本科層次的專業對口的應用型人才。
以學生為主體,注重教學法研究,激發學生創新意識與競爭意識,不斷豐富教學改革成果,提高學生解決實際問題的能力。
(二)課程群組優化思想
機械設計課程群組優化,即以機械設計制造及其自動化(對口)專業指導性教學計劃中有關機械設計的核心內容為線索,以機器中典型零部件為載體,從零部件功能要求出發,著重研究《機械設計》及《公差與配合》課程的教學大綱,打破課程內容界線,重新精煉課程群組交叉內容,、確定各章節的教學時數與順序,采用著名的“綱要信號網絡法”,把典型零部件的運動設計、結構設計、強度設計、剛度設計及精度設計作為綱要,具體設計方法為信號,將《機械設計》課程的圖表、系數、符號、公式及《公差與配合》課程的幾何量(尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等參數)公差與檢測內容按圖索驥,建立機械設計信息圖庫,充分發揮多媒體聲像并茂的立體演示環境,及時與學生進行信息交流,在保證教學內容連貫的同時,加強了教學重點,彰顯了機械設計知識的綜合性與整體性。在我院,該課程體系的教學以“一級直齒圓柱齒輪減速器”的設計為例,在編寫電子教案的基礎上,進一步優化了該課程群組的實驗環節,采用了三坐標測量機等先進實驗教學設備和手段,增加了開放式、設計式實驗學時,精選課程群組綜合習題作為訓練,使“作業”成為減速器設計的一個環節,作業內容深入且前后連貫、呼應。通過教學改革,課堂上完成機器設計中技術設計階段的全部學習任務。在進入《機械設計》課程設計中,即可進入現場調研環節,搜集資料,確定小型機器設計題目及技改項目,又可結合人機工程、綠色環保設計等理念,采用優化設計方法,運用AutoCAD及Pro/E等繪圖軟件進行復雜機器設計和創新設計,使傳統設計方法不是創新設計的瓶頸而成為階梯,為該專業《數控技術》、《制造技術基礎》等后續課程的工程實踐環節及畢業設計打下堅實基礎,充實學生的職業技術能力。
(三)實現優化改革的方法與手段
教學是在教師指導下學生主動掌握知識、技能,發展思維的實踐活動。教學方法是教法與學法的統一。但實際工作中,教學改革更多地注重教法研究和應用,在學生如何學習,如何引導學生學習方面探討較少,甚至存在沒有必要對大學生進行學習方法教育的傾向。前蘇聯教育家贊柯夫說:“教學法一旦觸及學生的情緒和意志領域,觸及學生的精神需要,這種方法就能發揮高度有效的作用?!庇纱丝梢姡虒W法同樣是教改成敗的關鍵。在我院機械類(對口)專業機械設計課程群組教學中,針對高職生源理論基礎薄弱,學習主動性、積極性較差的實際情況,教師采用了啟發、引導式教學方法,精心設計,更多地給學生提供機械設計知識的“綱要信號網絡”,充分運用多媒體設備和優秀的課件,向學生提供聲像并茂的活躍課堂,增大信息量和專業技術前沿知識,激發學生的學習興趣和渴求知識的熱情。同時,采取將學生帶到實習基地現場講解、學生親自動手進行拆裝實驗、結合實驗加以理論指導等方式,引導、幫助學生主動迎合市場經濟對職業技能的高標準要求。
課程改革實踐效果
課程群組優化以培養學生具有“應用型高級人才”的職業技能為目標,牢牢地把握了工程設計的主線,通過此次整合、優化,徹底打破了兩課程間的界線,使機械設計內容體系銜接得更加緊湊、順暢。學生開始接觸專業就了解了科學、嚴謹的設計思想。教師在授課過程中充實了與精度有關的加工方法、加工工藝等“一體化”的內容,在設計過程中,學生基于對精度設計作用的較高認識,對每一個精度指標的理解與選擇,必然會達到“學有所用”的要求。在學生掌握了堅實的設計知識基礎上,教師可采用更加先進的設計方法和手段,幫助學生全面提高動手能力。本課程群組的優化改革在我院03機制(對口)本科專業教學實踐中,取得了明顯的教學效果。教改前,在機械設計任務方面,各設計小組設計題目大方向基本是相同,一般只是設計參數不同;課程優化改革后,有關機械設計的技術設計知識使學生在課堂教學中就接受了全面的訓練,因此,各設計小組的設計任務結合了學生的興趣點和學生的專業特長,實現了更加靈活、多樣的個性化設計方案。有的設計題目結合現場實例,充分運用了計算機技術和軟件技術的優勢,彰顯了現代優化設計方法與理論在機械設計中的重要作用。
參考文獻:
機械設計基礎教案范文4
關鍵詞 Pro/E三維設計;機械制圖;機械設計
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)03-0099-03
Mechanical Foundation Course Teaching Reform and Practice based on Pro/E 3D Technology//He Qiumei, Sun Lijun
Abstract In view of the contradiction between current enterprise’s demand for qualified personnel and high quality innovative talents shortage, pro/E 3D design project curriculum was developed based on the systematization of working process. Network teaching platform was created with distinctive characteristic. Combined with the actual situation of students in higher vocational colleges and the immanent connection between each course, pro/E technology was integrated into the mechanical drawing, mechanical design basis course on the training of students’ engineering ability and occupation quality of occupation. Experience proves that teaching resources quality and teaching effect are improved obviously. Students’ engineering practice ability and innovative ability are strengthened through research training, skills competition and innovation works.
Key words Pro/E 3D design; mechanical drawing; mechanical design basis
國家大力推動自主創新、實現從“制造大國”到“創造大國”轉變的新時代,體現了科技進步和產業升級的要求。為適應新時代3D技術大眾化的要求,大力推動3D技術應用與創新型專業人才培養,提出在高職院校樹立起新的教育質量觀念,引入三維CAD等現代科技發展的新成果,對機械基礎類課程進行融入3D技術的教學改革,對學生創新素質與實踐能力的培養進行認真系統的研究和創造性實踐,取得一定的成效。
1 開發與建設Pro/E軟件課程
從企業對人才的需求出發,尊重學生個性化發展和自主學習的需要,按照當今先進職教理念,對Pro/E三維設計課程進行教學改革,將其建設成為高職院校中具有一定影響力的精品課程。
1.1 基于工作過程系統化、項目化開發課程
參照三維數字建模師相關職業資格標準,突出崗位職業能力的培養,以機械行業中典型機械產品設計生產過程中的工作任務及其工作過程為基點進行課程內容的重組,體現課程的職業性;通過分析職業崗位所需的知識、能力和素質需求,設計綜合性學習項目,采用合適的教學載體,將課程內容任務化、項目化,強調整體的連貫性和系統性。并不斷根據時代的變化探索制定最適合學生學習的、形式多樣的教學方法和手段,讓學生在做中學、學中做,通過機械產品設計過程的思考培養學生的創新思維能力。
1.2 充分利用網絡教學平臺
依托網絡教學平臺,把網絡課程作為實施傳授知識、培養能力、提高素質等人才培養的重要載體和手段。Pro/E三維設計網絡課程建成之后,應根據需要不斷更新和完善,形成豐富多樣的教學資源和開動式的交流互動答疑系統,包括課程標準、教學課件、電子教案、動畫、圖片、視頻、習題庫、試題庫等。特別突出職業考證與技能競賽、學生作品的展示,使學生形成基于網絡的開放式主動學習的方法。
1.3 課程融入職業資格標準,開展技能考證
課程融入三維數字建模師相關國家職業資格標準,開展職業技能考證的培訓和鑒定工作。該項目由中國圖學學會和國際幾何與圖學學會在全國系統內聯合組織展開,并按《CAD技能等級考評大綱》進行考核。實踐證明,通過考證培訓,增強了學生的職業技能,促進就業。
2 利用Pro/E三維設計技術提升機械基礎類課程質量
結合學生的實際情況以及各課程之間的內在聯系,從培養學生的工程職業能力和工程職業素質出發,將Pro/E三維設計技術引入機械基礎類課程教學中,取得較好的效果。按照優質課程的要求進行建設,緊扣當前學習環境網絡化、學習資源數字化、學習方式多樣化的特點,提升課程建設水平和精品課程輻射示范作用。
2.1 引入Pro/E三維設計技術到機械制圖課程中
一方面,利用Pro/E軟件制作大量的教學模型供機械制圖課程教學使用,如零件模型、裝配體、工程圖、分解動畫、裝配動畫、運動仿真視頻等,便于學生的認識和理解,而且使用方便,教學效果顯著增強;另一方面,在Pro/E軟件教學過程中,教師應該有意識強化學生對零件圖和裝配圖的表達方法、尺寸標注以及公差與配合、表面粗糙度等基本知識,引導學生在使用Pro/E軟件進行三維建模的同時生成二維工程圖,強化學生的空間想象能力和形象思維能力,提高識圖能力和工程制圖能力。
2.2 引入Pro/E三維分析技術到機械設計基礎課程中
首先,利用功能強大的Pro/E軟件建立教學資源庫,運用于機械設計基礎課程教學。同時也用于完善該課程的網絡教學平臺中的虛擬裝配平臺、運動仿真平臺、機械設計動畫教學系統等,為學生提供豐富的立體的學習環境、虛擬實訓,進行個性化學習,提高學習效率。
其次,Pro/E軟件是實現機械產品設計任務的工具,因此應注重Pro/E軟件操作能力與機械設計知識相結合。通過項目教學,讓學生掌握Pro/E的裝配設計和運動仿真技術,并引導學生將這些技術應用于機械設計的機構綜合、機械零件及整機的分析計算、設計審查與評價、設計信息處理等。設置綜合性項目,讓學生綜合運用多門課程的知識進行實踐。學生在進行機械結構設計時,利用Pro/E的虛擬裝配與分解,加深對組件的結構和特征的認識,檢查裝配體中是否存在干涉現象,學會解決干涉問題。通過利用Pro/E的運動仿真功能,學生能更直觀地了解自己的設計是否符合要求,并能盡早發現設計中的不合理之處,及早修改設計方案,從而防止后期修改時消耗更多的資源和時間。這就為學生掌握傳動機構的設計提供了有力的實驗環境。
將Pro/E應用到機械設計基礎課程中,首先是具有較大的新穎性,改變了原有相對較為陳舊的分析技術和分析方法,實現了教學創新;其次是改變了原來學生用圖解法或解析法進行機械原理課程設計的傳統做法,實現機械的計算機化輔助設計和分析。
3 促學生出成果,重在創新作品與參加技能競賽
Pro/E三維設計課程與機械基礎課程之間的關系緊密,在教學中應相互滲透、相互促進,并進一步向專業化發展,以適應社會經濟產業的發展和國家大賽的要求。
3.1 注重培養學生的工程實踐能力,豐富學生作品
注重培養學生的職業技能和創新思維能力,鼓勵學生組團參加工程實踐活動,進行面向生產制造等工程應用目的的作品設計,如專用精壓機的設計、紙杯機的設計等,并利用Pro/E技術進行仿真與展示。還可以以頂崗實習的方式或兼職參與企業的設計項目。
3.2 高度重視技能競賽,以賽促教、以賽促訓、以賽促用、以賽促新
全國三維數字化創新設計大賽和“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽已成為我國圖學界中規模大、規格高、水平強、影響廣的賽事。對于大賽,各職業院校應廣泛動員、積極參與、扎實準備、精心組織,把大賽作為對日常培訓、教學工作和實踐水平的檢閱,把培訓和應用作為大賽的前期準備和根本目標,工作重點落在人才培訓、教學改革、課程建設和實踐應用上。宣傳貫徹技術標準,以“三維數字化”與“創新設計”為特色,重點體現現代三維設計制造方法與實際應用流程,以創意、創新、創造為核心,突出三維技術對創新實踐的支持和推進,引導參賽選手面向實際應用需求,積極開展實用創新,解決實際的市場需求或產品研發中的重要或關鍵技術問題。
3.3 把大賽納入教學體系,做好宣傳工作,辦好競賽培訓班,形成長效機制
在全省和全國職業技能大賽的影響下,把3D大賽納入教學體系,從院系政策、指導教師、強化培訓、參賽組織、后備選手、教學經驗等多方面,形成保證質量的長效機制。針對競賽開辦強化訓練班,以優化參賽團隊的結構層次,提升整體技術水平和創新水平。充分利用網絡教學平臺,開設專門的競賽模塊,為參賽團隊、選手搭建更為便捷的交流、分享平臺。組織優秀作品展、大賽經驗交流研討會、學生社團活動等系列活動,讓更多人群積極加入進來。進一步通過互聯網,全方位、立體化加大競賽的宣傳力度,讓大賽優秀作品和團隊引起學校和社會更加廣泛的關注和認可,營造良好的氛圍,由此帶動的平臺作用突顯。
4 注重師資隊伍建設,編寫與出版配套教材
優良的教學團隊是教學改革成功的重要保障,可以通過派教師下企業鍛煉、到國外學習西方發達國家的職業教育理念、進修、培訓、提升學歷、技能競賽等途徑,加強教學團隊的實力。通過加強校企合作,讓教師到企業參與技術開發,同時讓企業參與教學,實現互利共贏。
通過建立有效的團隊合作機制,促進教學內容、方法的改革,加強教學研討和經驗交流,建設一支人員結構合理的教學團隊,提高教師的教學水平,使得團隊思想開放和具有創新開拓精神,具有較高職業教育理論和實踐水平。同時,注重教學經驗的積累與分享,與企業生產第一線的研發人員和實際工作經驗豐富的能工巧匠共同開發配套的教材,按照基于工作過程系統化教學模式開發,根據項目實施情況對校本教材作進一步修正,同時根據技術的不斷革新,調整教學內容,保證教學內容的前沿性。
5 結束語
當前創新型人才緊缺的狀況,促使教育工作者思考和嘗試Pro/E三維設計課程開發,注重培養學生的工程實踐能力,開展職業資格考證,鼓勵學生參與企業項目設計,創新作品,勤出成果,參與技能競賽。實踐證明,效果良好。廣東水利電力職業技術學院學生近3年在省級和國家級“高教杯”產品信息建模大賽中榮獲一、二等獎,全國3D創新設計大賽二、三等獎。
Pro/E三維設計課程與機械基礎課程之間的關系緊密,在教學中相互滲透、相互促進,并進一步向專業化發展。構建Pro/E軟件課程與機械基礎課程相結合的課程核心框架,拓寬專業基礎。以“質量工程”系列精品建設為著力點,建設相關聯的1門省部級精品課程,每年為全系5個專業700余名學生提供系列優質課程,精品課程的示范和輻射帶動作用持續提升。
參考文獻
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機械設計基礎教案范文5
《機械設計基礎》是高職院校機械設計制造類專業必修的一門技術平臺課。主要是為了培養學生的工程計算能力和利用相關的標準及手冊進行簡單機械零部件的設計能力。高職《機械設計基礎》課程的教學一直以來都是沿用學科體系的教學模式,內容上重視理論體系的完整性,方法上注重理論知識的講授,實踐操作也僅限于作業。而高等職業教育是以就業為導向的教育,以培養學生職業崗位或行業技術需要的綜合職業能力為主要目標,課程則是以能力為本位的。隨著高等職業教育改革的不斷深入與發展,課程的改革及綜合化等問題也就應運而生,必然會要求職業教育課程體系的設置跳出學科體系的藩籬。我院機電工程系在科學分析辦學定位,明確專業群發展方向的前提下,通過對機械設計制造專業群職業崗位的整體調研與分析,采用了基于工程與需求的課程體系開發方法,將《理論力學》、《材料力學》、《機械原理》與《機械零件》等課程內容就行了整合、銜接與滲透,打破了傳統的課程理論體系,構建了一門新的課程———《機械結構設計與裝配》。
1課程的整體設計思路
本課程以典型機械零部件的設計為載體,按照工作過程的順序,即以工作過程為參照,夠用適度為原則,對相關的知識內容進行重新序化,將涉及事實、概念以及理解、原理方面的陳述性知識與涉及經驗以及策略方面的過程性知識整合、理論知識與實踐知識整合、專業能力培養與職業素質培養整合、工作過程與學生認知心理過程整合,重構了體現機械零部件設計(分析、計算及圖形繪制)的工作過程性知識與技能體系的學習領域,實現了理論與實踐的一體化和“教、學、做”的一體化。
1.1課程的設計理念
采用基于需求系統化的理念進行課程的開發與設計,要求學生通過學習所獲得的能力應該與工作崗位所需要的一致。為了實現人才培養目標(培養高技能創新型人才)與企業需求的零距離對接,課程組以職業能力培養為重點,以機械零部件中最為典型、設計知識面也最為廣泛的減速器的設計為工作任務、以設計過程為基點進行課程內容的重組,科學設計各教學單元,讓學生在真實的設計工作中掌握利用相關標準、手冊對典型及常用機械零部件進行分析及工程計算的知識和技能,并引導學生通過對典型及常用零部件的設計過程進行思考,從而實現對學生的創新思維能力的培養。本課程的教學單元設置主要依據就業崗位的具體工作項目,并融入相關專業理論和工作對象、工具、工作方法、工作規范等工作過程要素。借助于系部專業調研數據,提出實現課程教學目標最基本的課程實訓設備及環境配置方案,在此基礎上設計課程實施方案,力爭使各教學單元的教學設計能在大多數高職院校實施。
1.2課程開發的流程及思路
首先對機械設計制造專業群所包含的機械設計與制造專業進行調研,得到相關行業領域人才需求信息以及相關工作任務,對工作任務進行分析得到課程結構,在此基礎上制定相關課程標準,從而進行項目的教學設計。
1.2.1課程開發突出崗位職業能力培養
我院機電工程系的機械設計與制造專業(以下簡稱機制專業)主要是面向機床設備制造業、機械加工業、刀具制造業、汽車行業,培養適應社會主義現代化建設需要,適應電子信息行業和四川及廣元地區的機械制造企業的生產、管理和服務第一線需要,德、智、體、美全面發展,掌握機械制造工藝及設備應用所需的基礎理論及專業技能,有創新意識,具備較強的職業發展和職業綜合能力的“懂工藝、能設計、會操作、知檢驗”高技能人才,培養其具備一定的創新能力。主要就業崗位為機械加工工藝編制員、機械加工工藝裝備設計員、機械加工設備操作員、機械加工質量檢驗與質量管理員。從專業培養目標定位中可以看出,這一專業的所有就業崗位都要求工作人員熟練掌握常用及典型零部件的相關知識,同時具備相應的工程計算及零部件的設計能力。本課程對應的核心職業能力是能夠利用相關的手冊及標準進行典型零部件的工程計算及設計。
1.2.2基于職業典型工作任務構建課程
根據高等職業技術教育的總體要求和專業人才培養的具體要求,緊緊圍繞學生能力培養與素質提高,把企業提供的減速器等典型零部件作為主要教學載體,融入企業崗位工作流程、文件資料、職業紀律要求,按照基于檢驗工作過程的“資訊、計劃、實施、檢查評價”四步法在實訓室中組織教學,學生通過“學中做、做中學”獲得零部件中相應機構、標準件等的相關知識及參數選擇及計算方法,結合學生現有設計手段,靈活巧妙地組織教學,充分體現課程職業性、實踐性和開放性的要求。
2課程內容的設計
課程圍繞核心就業崗位的典型工作任務,將工作對象(典型機械零部件)、工具(相關標準、手冊)、方法(工程計算、零部件設計)、工作要求(遵循工作規范與技術標準)等要素融入課程學習與工作的全過程,實現教學做一體化。課程針對“機械結構設計與裝配”這一典型工作任務,以源于企業、經過教學改造的典型零部件為載體,依據認知規律,借鑒機械機構設計與裝配的基本過程,形成教學及實踐模塊。課程選擇典型零件、常用件及標準件組裝而成的減速器為載體,體現專業學習領域內容的普遍性及針對性。具體的教學內容設置如表1所示。
3課程教學方法設計
通過對企業典型零部件為項目載體的課程設計教學,使教師從教學傳授者轉為教學活動組織者,從一個單純的教學演示角色轉變為一個復合型的教學導演角色。在教學改革中,將重點放在教案與教學方法的設計上,教師將更多精力放在教學活動的組織上,重點強化學生設計思維的啟發,鼓勵學生的個性與獨創。由單純的教師講學生聽,變成教師組織策劃、學生自主學習、師生共同講評,以項目學習法的形式把學生融入有意義的任務完成過程中,讓學生積極、自主地進行知識與能力的構建。本課程采用“資訊—計劃—實施—檢查評價”四步法使學生形成普適性的工作思路和方法,教師則采取相應的教學方法。
3.1任務引導教學法
多用于“資訊”。明確:要做什么,明確工作任務、工作要求,提供學習情境所需要的工具條件,提供信息資訊途徑及方法指導。
3.2過程導向教學法
多用于“計劃”。明確:怎么做,主要討論工作方案與步驟。學生按工作小組進行準備并派出代表發言,就不同觀點展開討論,最后教師進行歸納總結,允許存在不同的觀點,留待以后繼續討論,例如對零件表達方案的討論,在學生學完整門課程后再討論。
3.3教、學、做一體教學法
多用于“實施”。教師在教中做,學生在學中做,邊做邊教,邊做邊學。
3.4案例解析教學法
多用于“檢查評估”。分析點評學生工作成果,如傳動方案的設計,原動機的選擇,機構參數的計算與確定,軸的結構設計與計算等。
3.5實驗室教學法
實驗室就是培養學生實踐的試驗場,在實驗室教師要指導學生進行綜合性、創新性實驗,教師和實驗室教師應為學生提供有效的實驗操作儀器和場地。例如,在“減速器的拆裝與軸系結構分析”實驗中,教師可以與學生一起動手合作,經過拆卸、軸系結構的分析及裝配,完成減速器的拆裝與軸系結構的測試與分析。結合實際零部件的拆裝案例進行《機械結構設計與裝配》現場教學,讓學生進行實際操練,提高其職業素質。
3.6實踐教學法
機械設計基礎教案范文6
關鍵詞: 《互換性與技術測量》 教學大綱 教學方式 考核方式
《互換性與技術測量》這門課是高等院校機械類及其相關學科各專業必修的一門重要的專業技術基礎課[1]。這門課主要包括公差與配合及公差與配合的檢測兩大部分,目的是培養學生進行機械產品精度設計和技術檢測能力,兩者相輔相成,缺一不可[2]。由于這門課國家標準多,名詞概念多,內容抽象,實踐性強,知識之間的邏輯性不強,學起來枯燥無味,大部分同學學習興趣不高,必須通過實驗加強理論知識的學習[3][4]。尤其我校現在的辦學方針是培養應用型人才,所以我們根據社會需求和學校的人才培養目標,必須及時地改進互換性與技術測量的實驗教學。
1.實驗教學改革的必要性
高等教育主要包括理論教育和實踐教育,其中實驗教育是實踐教育中的一個重要部分,與理論知識的學習是相輔相成的,也是高等教育中的一個重要環節。實驗課上好,有利于提高學生的綜合素質,啟發學生的創新思維,提高學生的動手能力,培養學生的協作精神。在以前的實驗課中我們的弊端主要有三點:一是實驗大多是驗證性實驗,這樣同學們做實驗時熱情不高,對學生的創新性培養不夠。二是上課方式不好,考核不嚴謹,導致學生不好好做實驗。以前都是教師提前備好課,做好教案。課前準備好實驗設備。上課時首先由授課老師按照教案的內容把本次實驗的內容、實驗的設備、實驗的原理、實驗數據的處理等一一告訴學生,然后學生只要按照老師說的去做即可,最后寫好實驗報告,老師根據實驗報告情況打分。在這種教學模式下學生大多不用動腦,得出的結果差不多,所以在分組實驗后,部分學生偷懶,最后抄襲同組同學的數據。三是新的人才培養方案對課時量大減,互換性與技術測量原來總學時是56個學時,期中實驗是24個學時,可現在總學時被減到40個學時,實驗只有8個學時,在新的課時量里如何教好這門課值得深思。必須實行教學改革,充分調動學生學習的積極性,提高課堂效率。
2.修改實驗大綱
以前的實驗大綱全部是驗證性實驗,不能充分調動學生的上課積極性。所以我們對實驗大綱進行重新修訂,首先根據人才培養方案的要求把實驗由原來的24個學時改為8個學時。如何讓學生在這個有限的學時內掌握機械上常用的測量器具的使用方法,實驗內容設計非常重要。綜合性實驗是指在學生具有一定基本操作技能的基礎上運用某一課程或多種課程的綜合知識,對學生實踐技能和實驗方法進行綜合訓練。綜合性實驗的目的在于通過實驗內容、方法,掌握綜合的知識,培養綜合考慮問題的思維方式,運用綜合的方法、手段分析問題、解決問題,實現能力和素質的綜合培養[5]。所以我們增設了“典型零件的測繪”這個綜合性實驗,在這個實驗里學生可以練習使用機械上常用的線性測量工具,可以練習使用機械上常用的幾何誤差測量工具的使用,也可以使用一些光學測量器具測量。這樣可以更充分地培養學生的應用能力和創新精神,提高學生對實驗課的興趣。
3.開放實驗室,給學生提供更多的實踐機會
由于新的人才培養方案實驗課學時大減,在這種情況下如何保證學生的實踐操作的時間值得深思。因此院領導與相關老師商量之后決定開放實驗室,為大家的學習提供方便。這樣感興趣的學生就可以在業余時間去實驗室測量,尤其是參加學科競賽、課程設計、畢業設計的學生,他們可以隨時來實驗室測量。開放實驗室調動了學生的學習積極性和創造性[6]。
4.改變教學方式和考核方式
以前實驗課教學方式是老師在上課之前把實驗課需要用到的實驗器具全部提前準備好,放在桌子上。上課時學生先簽到,然后由老師把實驗目的、實驗內容、實驗方法、數據處理先講解一遍,然后大家根據老師的講解分組做實驗,最后寫好實驗報告上交。最后老師根據學生的簽到和實驗報告給學生打分。在這一過程中經常會出現一些學生不認真做實驗,最后抄襲同學的實驗報告。新的教學方式改為第一步,學生上課之前必須預習且寫預習報告,預習報告占實驗成績的20%;第二部,上課時先簽到,簽到占實驗成績10%;第三部,然后我們抽學生講解實驗目的、實驗原理、實驗方法、數據處理,其他學生可以訂正其中的錯誤,可以補充說明,最后由老師把大家說得不明確的地方再補充完整。這一環節中表現積極的學生可以加分;第四步,分組做實驗,實驗器材老師不再事先準備好,而是由各小組自己選擇。在這一步中老師會讓各個小組成員根據各自在實驗中的貢獻給自己和本組成員打分,實現多勞多得。這一步占實驗成績的50%;第五步,大家做完實驗寫實驗報告,這一步占實驗成績的20%。通過這五步方法可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的應用能力和創新能力,為日后走上工作崗位獨立工作打下良好的基礎。
在應用型人才培養模式下,在我校機械設計制造與自動化專業的教學實踐中,通過對《互換性與技術測量》實驗教學大綱的修改,實驗室的開放,實驗教學方式和考核方式的改進,激發學生的學習熱情,調動學生學習的積極性和主動性,為培養機械創新性人才打下堅實的基礎。上課時學生積極主動地做實驗,一個實驗內容不同的組往往有不同的測量方法,實驗教學改進效果明顯。
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