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[摘要]機械原理與設計是機械專業的一門主干專業基礎課。在現今以學生為中心的教學倡導下,在此課程中設置討論環節,既可以將所學知識靈活應用,又可以增強學生技術工作的適應能力和開發創造能力。
機械原理與設計科目是機械類各專業中研究機械相關和直接問題的一門主干專業根本課程。它在培養高級機械專業技術人才的大局中,具有加強學生對機械技術事務的適應能力和開發創造能力的作用,為學生學習后繼課程和新的科學技術打下一定的基礎[1]。自提出以學生為中心的教育,討論課越來越被關注。作為一種教學方式,討論課要為教學服務需要有一定的內容和過程。評價一次課堂討論的優劣,需要從所要討論的內容和過程以及取得的效果來考察,需要有詳細的教學設計、考核評價標準等。
1討論課教學設計
首先需要明確教學目標。通過討論課可以促使學生掌握常見機構和機械動力學的基本理論、基本常識和基本技能,逐漸開始具備查閱文獻、閱讀相關技術資料和調查研究的能力,提高學生綜合運用本課程知識,能夠針對生產一線有關產品設計、制造等復雜機械工程問題進行分析,確定設計目標,初步提出解決方案,并引導學生積極思考、主動學習,鍛煉和提高學生的交流、溝通和表達能力以及團隊合作能力,培養學生的責任感和職業道德。其次確定討論課涉及的內容。結合當前機械技術發展的最新趨勢,分組調研,集體討論,針對生產、生活實際中各種簡單機械進行運動方案的分析和設計,例如:折疊傘,餐桌椅的折合裝置,汽車上的雨刮器和轉向機構、車門啟閉機構、風扇搖頭裝置,鐘表中的齒輪系等等[2],也可結合教師的科研項目和大學生創新設計選題。
2討論課評分方法
討論課成績課程占總成績的10%。采用先評定小組(討論題)成績,再評定個人成績的分步評價法。小組(討論題)成績評價:基本概念掌握情況及問題的歸納總結情況,占討論課成績的20%;提出的工程問題解決方案及其可實施性,以及有無考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素情況,占討論課成績的60%[4];查閱文獻的數量及相關度,占討論課成績的20%。每一位學生的討論課個人成績評價:以小組評價成績作為該組同學的基礎分,由組長組織全體組員按照“基礎分+個人貢獻分”計分法,依據個人貢獻度、采用小組成員互評的方法對每位同學的個人成績進行評價,原則上小組成員間的最大分差不小于15%~25%,最小分差不小于3~5分。未提交討論課報告等成果的小組,其成員的討論課成績按零分計。以助老助殘爬樓梯輪椅的設計為例,學生通過查閱文獻意識到為攀爬輪椅需要既保證能爬樓更要求在平坦的道路下運行。而普通輪椅只可以在平整土地上行走,走樓梯等有臺階的地方相對而言困難。在研究其使用背景的基礎上從平地行駛、越障、轉向幾個工況考慮其原理。平地行駛:采用四輪同步驅動,四個輪子上都有單獨的電機,可以實現平穩、高效的行駛。電機和輪子之間用套簡連接,套簡和電機之間用圓柱銷連電機與輪子之間是通過螺栓、螺釘和L形支架連接。越障:當遇到障礙時,負責平地行駛的四個輪子停止工作,負責越障的電機啟動。負責轉向和上升的電機單獨工作,互不影響,也不影響輪子的行駛。轉向:單個輪子的轉向由電機和帶傳動實現,由于電機具有一定重量,為了使重心集中并提高穩定性,盡量讓電機靠近中心座椅的位置,所以負貴轉向的電機和負責抬起輪腿的電機距離較遠,遠距離傳遞運動和動力要用帶輪實現,所以實現轉向的電機和帶輪的前輪相連,后輪和機架部分相連。通過小組討論,學生們自主設計了幾個方案,在幾個方案基礎上決策出最優方案。改方案設計跟普通輪椅不同的地方是應用四個小輪行星輪,搭配兩個電動機,解決了輪椅爬樓梯和平地行走都可以使用電動的問題。而且,輪椅的前端還安裝了帶有方向的轉向盤。因此,在無其他人幫助的情況下,也可以完成平地行走跟爬樓梯的自由運作。
3結語
討論課以學習者間的互相啟發、競相學習為主,可以施展學習者的主動,培養知難而進的精神,有利于培養學生的獨立思考能力、人際交往能力,以及靈活運用知識分析問題和解決問題的能力,更加有利于教學者準確使用討論,提高講授內容的掌握效果。
【參考文獻】
[1]孫延修.數學文化在高職數學教學中的應用[J].電子制作,2013(16):112.
[2]高江紅,馬銀忠.提高機械原理教學質量的幾點思考[J].價值工程,2016(30):135-136,137.
[3]李建軍,宋建爭.化學反應工程教學改革探索與實踐[J].化學教育,2015(12):51-53.
[4]吳勇峰,胡慧,徐英花.以工程教育專業認證為導向的電氣工程專業的教學設計[J].當代教育實踐與教學研究,2016(3):81-82.
作者:賈文華 高江紅 單位:南京工程學院機械工程學院