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基础工程课程设计总结范文1
1课程设计前的调查与辅导
在开始化工原理课程设计之前,充分了解学生对前修课程如物理化学、化工热力学、化工原理等课程理论知识的掌握程度,了解学生查阅文献获取物性参数和相关公式的能力,了解学生是否具有一定的工程、经济观念,了解学生对计算机CAD绘图能力的掌握情况。上述内容均是在化工原理课程设计过程中学生应具备的知识与能力,通过课前调查,掌握学生的基础,进行适当的辅导与指导,使学生在开始课程设计之前提前进入状况,让学生建立信心,激发学生积极主动的完成将要开始的课程设计。
2课程设计教学过程
课程设计的任务(或题目)是教学的核心,也是能否培养和锻炼学生工程实践能力的关键。在教学过程中,为了全面的地锻炼学生的查阅文献、设计计算、实际分析和CAD绘图能力,课程设计的选题在符合教学大纲要求的前提下结合工业实际,设计结果有较好的参比性。
2.1任务布置
在分配任务时根据学生的理论知识基础和储备进行合理的搭配与分组,做到每组成员具有较均衡的知识能力。设计题目做到每人一题,尽量避免抄袭现象发生,如进行精馏塔设计时,所有学生都有自己的产量、馏出液组成、釜液组成、原料状况与组成、回流比等;组内成员具有个别不同的数据,根据计算结果可以对比不同条件对设计结果的影响,如回流比的不同、原料状况不同、馏出液组成不同、釜液组成不同等。如此一来,组内成员在进行设计计算时,都能积极参与到整个过程中来,每个人计算设计结果都是对比分析与工程评价的一部分,能够较好的提高学生的参与性、积极性,同时激发学生主动思考和创造。另外在课程设计开始之前,指导教师应仔细地讲解设计内容所对应的工艺流程,并将整个设计计算过程进行具体的说明,就设计计算过程中容易出错的位置进行重点指出。
2.2答疑与引导
在进行课程设计的过程中,方案设计是设计计算的重点,如在进行换热器设计时,如何选择合理的工艺流程和换热器的类型,需要根据加热介质和冷却介质的状况、换热器在整个工艺流程中的地位等因素来综合考虑,如进行精馏塔设计时,是选用板式精馏塔还是选用填料精馏塔,都需要根据物料的物性参数和实际工艺条件来共同决定。设计过程中应及时引导学生改进方案,组织学生讨论分析,通过对比综合选用较合适的设计方案。在课程设计的进行过程中,要及时了解与掌握学生设计的进度与状况。由于学生的知识基础和能力的差异,在获取基础数据、物性数据、方案设计、公式选用等方面都会有或多或少的困难,对学生遇到的问题可以通过以下三种方式进行解决:(1)对于个别同学遇到的个别问题,教学过程中采取一对一的答疑方式进行,就学生的问题进行个别解答和指导。如在换热器的设计过程中,就管程和壳程走何种流体,主要从介质的安排能够达到提高传热效率和节省材料的方面来考虑,易产生污垢、腐蚀性强、高温高压的介质走管程,粘度较大的介质走壳程;(2)对于大部分学生在课程设计过程中遇到的共性问题,采取集中详细讲解的方式进行,并对该设计过程进行中所涉及的知识点在实际工程中的影响进行引导与分析。如板式精馏塔的设计计算中,对于塔板数的计算,可以通过图解法和逐板计算法来进行,根据查阅文献获得的基础数据做出物系的平衡曲线或计算出物系的平均相对挥发度,再根据原料、馏出液、釜液的浓度和选择的适宜回流比获得精馏段、提馏段的操作线方程,由原料状况获得进料线方程,根据上述内容可以选择图解法或逐板法来进行计算;(3)对于设计过程中学生遇到的不了解设备形状和结构等方面造成的困难,指导教师通过实物、多媒体图片及动画的方式向学生展示说明,让学生充分了解设计中所选用设备的结构和特点。
2.3课程考核
化工原理课程设计的主要目的是进一步加强学生对理论知识的理解与掌握,同时培养学生综合运用专业知识的能力和处理实际工程问题的能力。因此,在课程的考核方面也主要从这些方面着手,课程考核主要通过如下三个方面来综合评定学生完成课程设计的成绩:(1)遵守课程设计纪律的情况,对基础数据的获取方式或途径,重点考察学生对前修理论课程的掌握情况;(2)考察学生在设计计算过程中,针对实际问题是否能够结合理论知识、实际经验和工程经济方面进行全面分析与预判;(3)分组合作过程中考察学生团队合作意识,课程设计总结与答辩过程中考察学生的语言组织及表达能力。
3总结与展望
基础工程课程设计总结范文2
关键词:《过程设备设计》;课程设计;教学改革
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)49-0045-02
一、引言
《过程设备设计》课程是过程装备与控制工程专业的一门专业必修课。“过程设备设计”课程设计是与该课程配套的一个重要的实践性教学环节。通过在教师指导下进行设计训练,培养学生熟悉设计方案的分析论证、结构设计、设计规范以及机械制图等方法,为今后的工作奠定良好的基础。为此,怎样搞好课程设计教学,巩固学生所学的基础知识,培养学生理论联系实际、全面分析问题、解决问题的能力,是我们应该深入讨论和研究的重要议题。
二、课程设计前的准备工作
1.做好选题工作:课程设计指导中重要的环节之一是选题,指导教师在确定课题时应明确培养的目标。题目要能综合应用专业课知识,通过对生产流程中上游工艺要求的分析,来论证过程设备的总体设计方案、确定设备整体结构的型式、并进行主要零部件的结构和强度设计计算,查阅相关规范和标准并编写相应的设计说明书等,掌握过程设备的设计内容、步骤和方法等的一般设计规律,为下一年度的毕业设计打下基础;其次,题目的深度和工作量应当适中,既要保证学生能尽可能多地用到所学的理论知识,又要顾及到学生目前的设计水平和进度,以确保学生能按质、按量、按时地完成所给的设计任务。
2.及早布置设计任务:虽然是在理论课程授课之后进行课程设计,但是有关课程设计的要求完全可以在理论课授课过程中穿插讲授,并同时下发课程设计任务书和指导书,进而改变以前先课堂教学,再布置设计任务,让学生在两周内集中设计的教学秩序。以往教学秩序导致学生最终不能按时完成,或虽按时完成,却不能保证设计质量。为确保学生在规定时间内能保质保量地完成设计任务,应该及早让学生清楚设计的任务。
三、设计过程严把质量关
1.课程设计资料管理:以往采用电子文档形式提交计算书和图纸,虽方便了教师对学生的设计管理和文档保存。但往届学生的设计资料文档一旦流入下届学生手中,就会变成进行课程设计的模板。一部分学生将模板的设计计算书和图纸中的相关数据直接修改成自己的设计数据,根本不关心设备结构设计方法、所用计算公式的含义、相关规范的选用和化工制图的规范表达等设计的基本程序。故课程设计资料不能电子化,成为桎梏学生思想的枷锁。设计之初就应该明确计算书必须手算完成,图纸只能采用手绘,而不允许采用专业软件。
2.强调学生的主体地位:我们分组设计不同的题目,每5人分成一个小组,并指定小组长。每组的过程设备的尺寸和材料各不相同,但总体方案是可以相互借鉴的。小组成员可在一块查找与设计有关的书籍、资料,碰到问题互相讨论、学习,先在小组里解决掉一部分设计疑问。剩余小组中不能解决的问题,小组总结出来,教师再予以指导,加强了指导的针对性。
3.发挥教师的引导作用:设计全过程教师只是发挥引导作用,应以学生自主设计为中心。引导学生清楚设计步骤,提高独立分析、解决问题的能力;教师不能只止步于让学生“学会”,而是应引导学生“会学”;遇到疑难问题时,教师应通过典型案例分析,形象地引导学生对基本理论知识的理解,启发学生的思路,培养学生的工程意识。改变以往教师全盘托出、学生依葫芦画瓢的传统方法。
4.重视课程设计总结与提高:课程设计后期,组织学生开一个课程设计总结交流会,让每个小组说出自己在课程设计中遇到的问题及解决的方法、收获与体会,设计中需进一步完善之处,各组之间相互探讨,教师作适当的点评。通过交流,使学生对设计内容的理解更加深刻,对工程设计的方法更加清晰。
四、设计时间合理安排
原课程设计安排在理论课结束后的两周进行,此时其他专业课程也即将结课,学生既要进行高强度的课程设计,又要分心复习其他课程的考试。急于完成设计任务,没有足够的思考时间,甚至出现抄袭现象等。考虑到同其他课程在时间上的协调,我们将这门课程设计安排到第六学期所有课程考试结束后的两周时间。
五、完善课程设计考核方法
以前主要是根据学生在设计期间的表现,计算书和图纸的完成情况,答辩时对重要知识点等的掌握程度,最终给出学生的成绩。这种考核方式存在一定的弊病,一方面,个别同学抄袭、甚至拷贝同组的计算书和图纸,并经重新整理后,版面比原创者编写的更规整;另一方面,只有两周时间的课程设计,某位学生是积极设计还是应付差事,教师难以精确把握。会得出一些不公正的结果,使学生的学习积极性受到挫伤。故我们在考核中采用了以下评定方式。
1.学生自评、互评和教师讲评相结合:学生完成设计任务后,先自我检查设计计算书和图纸,总结归纳存在的错误和不理解的问题,形成“自评”;之后随机分配合作同学,给对方的设计进行审查,最后给出评阅意见,形成“互评”。根据上述自评和互评情况,指导教师有针对性地再次检查学生的设计,找出设计中没有掌握的知识点,与学生进行讨论,形成“讲评”。自评、互评对学生而言是一种行之有效的“自我引导”和“相互引导”方式,极大地提高了学生学习主动性和独立思考能力。教师讲评总结设计中存在的共性问题,并充分了解了当前学生掌握知识的水平,为公正的评定设计成绩提供参考依据。
2.将自评、互评作为成绩评定依据:评定最终成绩时,除依据平时表现、计算书、图纸和答辩情况外,还应将自评、互评情况也作为评分的一部分依据。指导教师给出自评、互评的评分规则,学生根据所给的评分规则进行自评、互评,得出具体的评分结果;教师根据评分结果给参加互评的同学加分或减分。自评时抄袭他人不知其所以然,互评时根据评分人查出问题的多少,给自评同学减分,给评分同学加分;反之,评分人无能力查错,则给评分同学减分。
六、结语
《过程设备设计》课程设计教学改革的目的在于激发学生主动的学习态度,培养学生工程设计的实际能力。要想搞好课程设计,必须充分发挥指导教师的引导性和学生的主动性,做好设计前期安排、设计中期的质量进度控制和设计后期的考核管理工作。只有这样才能保证课程设计质量,达到最终训练的目的。
参考文献:
[1]李佳,涂桥安,华洁.《过程设备设计》课程设计教学实践与探索[J].科教文汇,2002,(6):36-37.
[2]潘艳秋,匡国柱,喻建良,等.化工过程与设备课程设计的实践[J].化工高等教育,2004,(2):101-102,110.
[3]毕明树,喻建良,李志义.“过程装备与控制工程”专业的知识结构分析和课程体系设计[J].化工高等教育,2001,(4):22-25.
基础工程课程设计总结范文3
摘 要 本文在调研分析高校机械专业课程的基础上,分析总结机械类专业课程的实验与课程设计教学环节中存在的问题,从教学体系、内容、方法和手段等方面,对机械类专业课程的实验与课程设计教学进行了综合改革探索,表明这些教学改革措施对提高机械类学生的工程思维和工程能力效果显著。
关键词 综合教学改革 课程实验 课程设计 应用型本科人才
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.08.025
On Mechanical Course Experiment and Course
Design Comprehensive Reform
ZHANG Lingli, ZHAO Jian, WANG Wenjin, ZHANG Jing
(School of Control and Mechanical Engineering, Tianjin Chengjian University, Tianjin 300384)
Abstract: On the basis of surveying and analyzing mechanical courses in university. It is analyzed and summarized in the paper against to the existing problems of experimental and course design for mechanical courses in the teaching link. The comprehensive reform exploration has been carried on the teaching of mechanical course experimental and course design in the aspect of teaching system, methods, ways and means. It is illustrated that those teaching reform methods have remarkable effects in aspect of improving engineering thought and ability for mechanical undergraduates.
Keywords: comprehensive teaching reform; course experimental; course design; practical undergraduate
根据机械类本科人才培养要求及社会发展需要,学生在校期间应得到系统化工程实践能力和创新能力的培养,具体表现在识图及工程语义的表达及其包括机械产品的加工、制造、装配和调试等实践能力。因此,对机械类本科生在校期间应注重这两方面的培养。机械类本科生所学主干课程的实践教学包括实验和课程设计两部分,它们是培养学生工程实践能力和创新能力的重要环节。
目前,本科院校开设的机械基础实验所涉及的教学课程较多,但各门课程的实验各自独立开设,互不联系,没有从专业培养的目标和课程综合学习的角度出发,形成机械基础综合实验教学体系。实验室能开设的实验多为常规验证性的,内容较为陈旧,实验手段较落后,设计性和创新性的综合实验很少;实验仅仅作为理论课的辅助教学,学生也不重视,实验的成绩并不能反映出学生真实的实验能力和水平;在实验教学方式上,学生只能按照教师事先搭接好的实验平台和设计好的实验步骤进行操作,读取实验数据及进行数据处理,这种实验教学方法严重制约了学生实际动手能力和创新能力的培养。①
在课程设计教学实践中,很多院校在选择设计题目时一直选用传统、单一的二级减速器,虽然减速器的设计包含了齿轮、轴和轴承等典型轴系零件的设计,学生所学到的知识也能得到较全面的综合应用,但是中国制造业的不断发展,又对机械类专业设计者提出了新要求,在这种形势下,以往的教学模式暴露出了诸多问题,具体表现为:设计题目相对单一,设计参数数量不足,导致部分同学的设计结果雷同,存在抄袭现象;②学生盲目模仿,甚至照搬照抄;在结构设计中,存在不能综合考虑零件的强度、刚度、工艺、装配、和密封等问题。③这些都致使学生的设计能力及创新能力得不到应有的锻炼。
针对上述问题,结合机械专业特点,本文主要从机械类本科生所学主干课程的实验教学和课程设计入手,提出一套面向机械类学生综合创新能力培养的教学改革方案。
1 改革实验教学,建立全新的基础实验教学体系
遵循模仿、掌握、熟练和创新的认识规律,必要的基础实验应该保留,设计性、创新性、综合性实验的比例适当增加,通过综合性实验项目和开放性课外创新实践教学活动,培养学生在机械设计方面的创新能力和密切配合的团队精神。
(1)整合实验内容,建立科学完整的实验体系。突破实验原有的课程界限,把一部分实验内容采用单元形式进行教学,每一单元设计一组实验,再把另一部分实验内容组合在一起,设置成为机械基础综合实验单元,形成分层次的实验教学。各实验单元既互相独立又相互联系。机械基础综合实验教学内容分三个层次:基础实验、综合设计性实验、创新性实验,通过综合设计性实验项目和科技创新活动,既提高了学生对机械产品的创新思维能力,又培养了相互协作的团队精神。
(2)改革实验教学方法,引入案例式实验教学手段。在实验教学中引入案例式教学手段,教师应根据教学目标,用典型的教学案例将机、电知识结合在一起,调动学生参与讨论、分析及实践的积极性,进一步提高学生认识、分析和解决工程实际问题以及理论联系实际的能力,形成培养创新思维意识、自主学习方法、沟通能力和合作精神能力的一种教学方法。
(3)创设开放性实验,培养学生创新意识。在规定范围内允许学生自选实验题目,由学生自行设计实验,整个实验过程在教师的指导下独立完成,无固定实验模式,这种教学模式既能让学生认识到机械方案设计的重要性,又强化了学生独立设计的意识和动手能力。同时,增加成果展示和学生互评环节,促进创新经验交流和创新意识的激发。
(4)探索设计性、综合性和创新性实验的教学模式。尝试在设计性、综合性和创新性实验过程采用自主形式,即允许学生自选实验题目。例如,机电系统创意组合搭接实验,这个实验完全由学生自己设计传动方案,整个装配、调整、测试、数据采集及分析过程也由学生独立完成。这样就极大地调动了学生动手的兴趣,这种实验教学模式排除了由教师统一定传动方案、实验步骤,禁锢学生创新思维的现象。
(5)开放实验室,开展课外实践性教学活动。将实验室作为学生的课外科技创新活动基地,教师引导学生自由组建项目小组,由学生自行寻找课题或根据竞赛主题确定题目,进行方案设计论证,通过小组分析、研究和讨论确定项目内容,最终根据设计思想和创意理念,在教师指导下形成设计作品,作品可参加校级或市级机械创新大赛,在实践过程中促进学生间交流,拓宽知识面,开阔眼界。同时,可以将学生暴露出的问题进行总结并引入到实验教学中,使实验教学和课外科技创新活动形成良性循环。
2 改革课程设计教学,培养学生的工程应用能力
课程设计环节实践性和实用性强,结合机械类专业特色,培养学生“学以致用”成为应用型创新人才,为后续面向卓越工程师培养的课程教学体制改革进行有益的初步探索。
(1)改革课程设计内容,引入“能力导向”原则。能力导向原则是以能力为中心设计课程体系,以能力为目标改进教学方法,以能力为标准考评教学效果。④⑤面向机械类学生,我们以学生为中心,以能力导向为原则,构建了完善的课程设计教学体系,目标是培养学生基本设计能力和创新性设计能力,专业设计能力和相关专业设计能力。根据学校自身特色和社会需要拟定课程设计题目,打破传统设计两级齿轮减速器局限,在部分有能力的同学中开设创新性设计内容,选定以工程实际为背景的设计题目,把构思、方案设计、功能设计、结构设计、优化设计与CAD相结合,并进行系统训练,形成一个面向工程实践的教学体系。
(2)把学生的课外创新设计作品,纳入到课程设计教学环节。在部分有能力的同学中开展课外创新性设计活动,设计过程尝试采用项目式实践模式,教师提出项目的目标,不规定题目,不指定方法,不提供参考资料;由学生自行探索,允许几个人组成小组,共同完成项目,成果可以作为课程设计的教学环节进行考核。这种教学模式既培养了团队合作的能力,又培养了学生的创新能力,极大地挖掘了学生的潜力。
(3)将CAD(计算机辅助设计)运用到课程设计中,提高绘图效率。把现代设计手段引入到课程设计中,如利用机械专业常用设计软件AutoCAD、PRO/E、UG、SolidWorks等,鼓励学生使用计算机辅助设计软件构建三维模型,实现运动和装配仿真等,最后可将零件的三维实体模型转换为二维工程图,并进一步完成尺寸和公差的标注,这样,既激发了学生的学习热情,又将学生从繁杂的绘图中解放出来,提高绘图效率,同时,学生对整个设计过程及结果具有更加直观和形象的了解,使学生将注意力集中在设计方法上,有更多时间去思考产品的整体设计、细节设计及创新设计,真正体验到机械设计的乐趣。
3 开辟第二课堂,调动学生的学习兴趣
利用实验和课程设计这两个实践教学环节组织学生进行课外科技创新活动,通过课外实践性教学活动,锻炼学生从方案确定、到结构设计、再到工艺实现等工程实践能力,培养学生的创新设计能力、综合设计能力、动手能力、工程实践能力和团队协作精神,调动学生学习兴趣,挖掘学生自身潜力,施展学生创造才能。一方面,实验教学、课程设计等可以为课外实践性教学活动打下良好的实践基础;另一方面,课外实践性教学活动又使实验教学、课程设计得到了延伸。例如我校机械专业的同学,6人自由组成一设计小组,进行机械创新设计,学生们从设计方案的确定、参数的选择,零件的设计、校核及绘图再到零件的加工等都是在教师的指导下独立完成,其中一组同学设计的产品“思维空间”平面机构创意组合演示教具,参加全国第六届机械创新大赛和天津市第五届机械创新大赛,分别获二等奖和一等奖荣誉。通过我校的教学实践改革证明,学生主动学习、沟通能力、理论联系实际和创新思维意识有了很大的提高。
4 结语
本文立足机械类本科生所学主干课程的课程实验和课程设计,通过具体实践教学和学生第二课堂,就教学体系、教学内容、教学方法和教学手段等方面进行全面改革,提出了以学生为中心,教师为主导,注重动手能力的培养,发挥学生的想象力,使学生在获取知识(自学)、共享知识(团队工作)、应用知识(解决问题)、总结知识(创新)和传播知识(沟通)过程中得到能力提升的改革思路,教学改革已初见成效。实践证明,这种改革更能充分地调动学生的学习和创新的积极性,提高学生实际动手能力、协作能力及创新能力,教学效果显著,为把学生培养成应用型本科人才打下了良好的基础。
参考文献
[1] 刘贺平,罗阿妮,杨恩霞,庞永刚.“机械设计”课程设计融入课堂教学的方法研究[J].中国电力教育,2013.
[2] 涂德浴,陈富强,许爱瑾,路曼.机械基础主干课程体系建设及教改实践[J].安徽工业大学学报社会科学版,2012.
[3] 马先英,蔡卫国,谢忠东,武立波.面向应用型创新人才培养的《机械设计》课程教学改革[J].教育教学论坛,2015.
基础工程课程设计总结范文4
关键词:课程设计;计算机实验教材;教材建设
中图分类号:G642 文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2007)14-0083-03
1引言
高等学校的实践教学一般包括课程实验、综合性设计、课外科技活动、社会实践、毕业设计等。课程实践(含课程实验和综合性设计)是大学教育中最重要也是最基础的实践环节,直接影响后继课程的学习以及后继实践的开展质量。课程设计是属于第一个层次的综合性设计实践教学。
根据国家教育部教学指导委员会[1]以及浙江省计算机教学指导委员会 [2]的调查,目前“计算机科学与技术”专业的开设数居全国专业点数之首,其中有很大部分为最近十年内开设的。这一方面反映了高等教育对国家信息化建设浪潮的积极响应,另一方面也反映了许多学校专业建设的经验不足。一些专业师资队伍薄弱,一些学生在校期间没有得到足够的、比较综合或系统的训练。根据浙江省计算机教学指导委员会的调查,浙江省高校计算机专业实践环节的学分差距较大,一般在16~30学分之间;一般学校安排的课程设计为5门左右,多的学校有7门,少的只有2门。因此,目前各高校对课程设计环节的理解与实施的力度存在差距,其效果也有很大的差别;一些学校课程设计的工作量与深度不够。
课程设计是提高学生实践能力与综合素质的重要与可行的手段。课程设计的内容建设与实施对教师的业务水平有较高的要求;一些师资队伍和学生基础相对薄弱的高校,实施高质量的课程设计确实存在较大的难度。因此,加强课程设计内容的研究与相应教材建设是十分必要的。教材是教学经验和成果的凝固。通过总结课程设计实施经验比较丰富的教师的成果,形成教材,必将有助于推动高质量课程设计在各高校中的开展,为提高计算机专业人才培养整体质量作出贡献。
2计算机实验教材出版状况
鉴于学生实践能力的培养引起了越来越广泛的重视,国内各大出版社纷纷开始重视实验教材的建设。目前实验教材基本上分以下两类:(1)课程基本实验教材,以课程基本实验为主,包含一部分设计实验,这是目前实验教材的主体;(2)课程设计实验教材,以综合性、设计型实验为主。
近年来,虽然出版的实验教材数量有所上升,但整体比重还是比较低。例如,作者对国内某大出版社公布的计算机类教材清单进行了统计分析:在570本左右的教材中,实验教材共73本,占总数的12.8%;而这些实验教材基本上以大学计算机基础和程序设计类课程(包括数据库程序设计)的实验教材为主,其中大学计算机基础课程实验教材占实验教材总数的34%,程序设计类课程实验教材占实验教材总数的44%,其他所有课程的实验教材只占22%。从各类别教材中实验教材的比例上看,在大学计算机基础课程教材中实验教材占30%,在程序设计类教材中实验教材占31%,而其他类课程实验教材的比例仅占4.2%。可见,目前已出版的实验教材主要集中在大学计算机基础、程序设计这类计算机基础课程上,专业课程实验教材非常少,而综合性设计(课程设计)的实验教材更是非常缺乏。
从我们已经了解到的已出版的一些课程设计系列教材的情况看:
(1) 不同出版社计算机专业课程设计系列教材的侧重点和风格不同,各有特色。但整体上来说,这些系列教材基本上都比较注重市场应用性广的技术,专业覆盖面和系统性都还不够。已出版的课程设计教材主要也集中在程序设计、实用技术等方面。
(2) 不少教材的实验案例偏重课程知识与相关技术的巩固、掌握以及应用,而对系统分析与设计能力以及工程化方法方面的训练份量还不够。
因此,建设专业覆盖面广、体现综合性设计和工程化方法的课程设计实验教材是非常有必要的。
3计算机课程设计教材建设要点
课程设计是计算机及相关专业的主要实践性教学环节之一。好的课程设计应该围绕着一门或几门主要专业基础课或专业课,以培养学生系统设计与分析能力为目标,通过团队式合作、研究式分析、工程化设计完成较大型的系统或软件的设计题目。课程设计不应仅仅围绕着巩固、提高和融合所学的专业课程知识,更重要的是应该注重培养学生多方面的能力,如综合设计能力、动手能力、文献检索能力、团队合作、工程化能力、研究性学习能力、创新能力等。
因此,课程设计教材的建设应该紧紧围绕着以上目标进行,突出以下特点:
(1) 系统性。课程设计适用于计算机专业绝大多数专业基础与专业课程;学生系统分析与设计能力、工程实践能力的培养是长期、系统的过程。为了加强学生实践能力,课程设计教材最好能形成系统性,涉及专业主要课程,以给学生不同角度、不同层次、持续的实践训练。
(2) 典型性。课程设计中的案例应该围绕相关课程的主要知识与技术,具有典型的代表意义,这样有利于学生更深入地巩固与掌握相关课程的主要知识。
(3) 工程性。目前,计算机软硬系统的设计与开发基本上都需要应用工程化方法、进行团队式合作。因此,课程设计作为实践能力训练的重要阶段,也应该体现和突出工程化方法和团队合作意识。
(4) 探索性。课程设计不同于一般课程实验的主要表现点之一是:希望学生能围绕课程设计目标,通过查找与分析有关参考资料,进行探究式的学习,激发创造的意识和能力。所以,在案例分析与练习方面,不应该只是“手把手”地教,更应该留有进一步发挥与想象的余地。
(5) 可仿性。课程设计一般通过案例分析引导学生进行进一步的课题设计,因此这些案例本身应该具有可再现性,即学生通过教材的案例分析可以自己设计实现相应案例;另外,学生也可以在案例基础上进一步扩展和创新。
(6) 层次性。近几年来,越来越多、不同层次的学校在计算机专业中开始实施课程设计。由于不同学校学生层次的差异比较大,建议在课程设计的题目上有一定的训练梯度,尽量能使不同水平的学生都能从中受益,既有详尽的指导,也有适当的提示。
4浙江大学计算机专业课程设计实验教材
浙江大学计算机学院在专业课程中实施课程设计已有10多年的历史,积累了丰富的经验和资料。目前,学院80%以上的专业骨干课程要求学生必须完成相应的综合实验,其中大多数是以团队合作方式完成。
为全面总结专业课程设计的建设经验,推广建设成果,该学院特别组织相关课程的骨干任课教师编写了一部以课程设计内容为主的“高等院校计算机专业课程综合实验系列规划教材”,并将于2007年下半年由浙江大学出版社陆续出版。
基础工程课程设计总结范文5
关键词:单片机课程设计;软件仿真;硬件电路联调
在开发单片机嵌入式系统时,使用最多的软件就是Keilc51软件,此软件是由Keil公司研发出来的,软件以uVision2为开发平台,具有的功能包括项目管理、编码、程序生成器等。Keilc51的优点在于:其界面的友好性较高、操作便捷,支持对汇编语言、C语言及混合语言的编程、编译和调试工作,可以在很大程度上缩短设计周期,在对程序进行修改时也是很方便的。与此同时,Keilc51还能够加载Proteus软件的VSM仿真器,加载之后就可以和Proteus软件进行联机调试。
一、课程设计流程
1.编写相关指导文件
在对课程设计着手之前,需要对课程设计的流程进行文档编写,为扎实掌握单片机技术打下基础。相关指导文件包括:单片机项目开发的相关教程和例程材料,Keilc51和Proteus软件的教程和例程材料,单片机课程设计完成程度的标准,课程设计大纲等。
2.选择题目
在制作课程计划时,需要根据每个章节内容的不同和课程进展程度对学生的实际学习情况进行考量,通过对学生掌握情况的判断再对课程设计进行拟题。课程设计的题目包括针对各章内容的,也包括针对综合应用的:关于MSC-51与A/D转换方面的课程设计题目,关于MCS-51串口方面的课程设计题目,关于定时器与中断方面的课程设计题目,关于I/O接口方面的课程设计题目,关于MCS-51的综合使用方面的题目等。除此之外,还要列出详细的元件表,供学生选择和参考,并对课程设计题目的实现提出相应的具体要求。
3.使用仿真软件和实现电路功能
在课程设计实现中,教师可指导学生分组进行,根据学生所选题目对学生如何在软件和硬件等方面进行设计给予指导,以完成设计的初步内容。在对学生进行指导时,可按照以下步骤进行:
(1)绘制程序流程图,可以使用Visio或Word进行绘制。学生在绘制程序流程图时,不但要依据所选题目的设计要求,还要结合教师的指导内容进行绘制,为接下来的程序设计做铺垫。
(2)设计硬件电路,可以使用Proteus软件进行设计。在这一步骤中,首先要对Proteus软件进行学习,在掌握基本应用原理和方法的基础上,再依据设计要求设计电路。在学习Proteus软件的基础上,由教师组织学生先进行软件的实际操作学习,需要学生掌握的内容有:建立工程文件、选取和使用元件、连接电路和进行调试运行等。
(3)编写程序和编译调试,根据上一步骤得到的硬件电路使用汇编语言编写源程序,再在Keilc51软件中进行编译和调试。教师要指导学生,让他们依据课程设计要求把编写好的汇编代码导入到Keilc51软件中,进行编译调试。
(4)联合调试,对Proteus软件和Keilc51软件进行联合调试。将在Proteus中画好的原理图在ISIS上打开,在Proteus软件里的DEBUG菜单中选择use remote debug monitor选项,并对联机仿真参数进行设置。将在第三步中编译好的Keilc51工程文件打开,并设置相关参数:在Keilc51的project菜单中点击进入option for target“工程名”,在DEBUG选项的右上方下拉菜单中选择Proteus VSM Monitor-51 Driver,并设置联机仿真参数。
4.面包机设计和电路功能的实现
在这一阶段,教师要先组织学生对集成芯片的用途和管脚功能进行学习,之后再在面包板上建电路,电路连接无误后,使用编程器将程序烧写到单片机的CPU上,最终使电路功能得以实现。
5.实行课程设计考核答辩制
教师采用答辩制的形式对学生的课程设计进行考核,在答辩中真正判断出学生对课程设计的体悟到底有多深。
二、成果总结
本课程设计将软件和硬件的使用集合了起来,完成了对单片机的开发设计,在实践过程中取得了良好的结果,让学生对软件电路、硬件电路以及软硬件联调设计和面包板设计都有了更加深入的了解。
1.理论与实践结合
在教学中,不仅要将学生的实际情况与学习内容结合起来,还要单片机学习中各个章节的内容和实际动手操作结合起来。在本课程设计中,拟定了MSC-51与A/D转换、MCS-51串口、定时器与中断、I/O接口、MCS-51的综合使用等方面的数十个设计题目,并对课程设计提出了具体要求。
2.让学生告别“眼高手低”
仿真联调的结果虽然不能完全代表在实际情况中的结果,但是在很大程度上已经实现了电路设计的功能在虚拟情景中的实现,为判断抉择提供依据。根据仿真联调的结果,我们可以在硬件操作中实际运行,通过这种方式,可以对仿真结果的正确性和准确程度进行校正。在学生进行实践之前,要让学生对集成芯片的芯片用途和管脚功能有所了解,之后在面包板上建电路,然后将程序通过编程器烧写到单片机的CPU上,这样就可以完成对电路功能的实现了。在课程设计的一系列环节中,学生既可以学习到各环节所需工具的相关知识,又可以提高学生的动手能力,增强学生的学习积极性。
3.对能力的培养
在实践课程设计的过程中,通过绘制流程图、画电路图和编程等,可以锻炼学生有步骤地实现目标的能力;通过要求学生对程序进行标注,可以有效锻炼和提高学生的编程能力,增强他们独立思考的能力。
先进和完善的软件能够使硬件的运行达到更好的效果。在单片机课程设计中引入软件,可以使学生在了解和掌握单片机的设计流程的基础上,熟悉联调的技巧与方法。与一般的单片机仿真软件不同,在课程设计中所使用的仿真软件除了能仿真单片机CPU的实际情形,还能仿真单片机周边电力和未参加工作的电路情况。此仿真实验能够很好地将实验和工程衔接起来,仿真结果的无误将为电路的实际实现提供重要依据。同时这样的课程实训也是工程师的最基本实践内容,这也为学生今后的学习和工作奠定了基础。
参考文献:
[1]乔建华.李临生.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].电气电子教学学报,2009,2(6):24-25.
[2]陈淑芳.基于51单片机的教学实验系统的设计与开发[D]青岛:中国海洋大学,2011.
[3]吴慧芳,陆茵.“单片机原理及应用”课程设计引入Proteus软件的实践[J].中国电力教育,2010,5(9):123-124.
基础工程课程设计总结范文6
[关键词] 课程设计;三维模型设计;UG软件
[作者简介] 梁永江,柳州职业技术学院机电工程讲师,工学硕士,研究方向:机械设计与制造教学和设计,广西 柳州,545006
[中图分类号] G42 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2013)03-0079-0002
《机械设计基础课程设计》是高职院校机械专业设置的一项实训环节,是学生首次运用机械设计基础及其他先修课程的理论知识解决工程实际问题的实践。通过课程设计,学生可初步掌握简单机械装置的设计方法和步骤,可以了解机械设计的一般程序,熟悉和掌握机械设计的基本方法及步骤,学会查找和运用有关技术信息及资料,逐步培养创造性思维能力和增强独立、全面、科学的工程设计能力。
一、高职高专机械设计课程设计的现状
目前,高职院校机械类及近机械类专业课程设计一般采用减速器为设计对象,设计题目一般为单级直齿圆柱齿轮减速器。设计内容包括电动机选型、传动方案选择、v带传动设计、传动零件设计、强度校核、减速器箱体设计、螺栓连接选型、键连接选型、方式设计、附件设计等。设计的工作量为减速器装配图一张、齿轮和轴类零件工作图各一张、设计计算说明书一份。以往的教学方式也一直沿用传统的机械设计方法:计算、查资料、图板或Autocad绘图。整个过程要求学生思路清晰,基础知识尤其是二维制图读图基本功扎实,但由于高职高专的学生理论基础与综合能力相对较薄弱,设计计算、分析、绘图能力相对较差,很多学生在绘图的过程当中对基本的三视图关系解读困难,在工程制图时对设计中零部件内容,装配关系不了解,导致信心不足及后面的胡编乱造、抄袭、敷衍了事,达不到课程设计的最终目的。
二、在课程设计中使用三维设计软件的可行性和必要性
随着CAD/CAM 技术的飞速发展和日益普及,基于三维模型的设计已日益发展和成熟,高职高专近机类的专业,在开设机械设计课程及计算机辅助绘图的同时,也开设了三维软件如Pro/E、UG、Catia等课程。笔者多年来从事机械设计基础及三维设计软件教学,从多年的教学反馈来看,由于基于三维模型的设计相对直观,解决了令很大一部分学生读图识图的困难,学生学习的兴趣很高。从教学的效果来看,学生用三维软件进行课程设计是完全可行的。但由于课程设置和学时编排困难等原因造成机械设计与三维设计软件课程的教学始终没有有效地结合起来。一方面,学生在做课程设计时普遍感觉抽象,很多学生感觉困难甚至放弃,从而出现设计抄袭现象严重,教学效果甚微的情况。另一方面,学生学完三维软件后也没有有效地加以实践。因此,应将三维软件应用于机械设计的课程设计甚至是后期的毕业设计,可以在很大程度上提高高职高专学生对课程设计的积极性,实现课程设计的最终目的,也能将三维设计软件有效应用于机械设计,培养出能适应CAD/CAM 技术的飞速发展、适应企业新技术快速发展的高技能人才。
三、UG软件为机械设计基础课程设计提供的功能
(一)三维实体建模与修改
机械设计基础课程设计强调边计算、边修改、边画图的三边设计过程,画图与计算修改是互相补充,交叉进行的,一些零件的尺寸可以通过经验公式获得,但有一些零件的尺寸则需要通过画图、即装配后根据结构才能确定。如减速器箱体的结构设计中,因为箱体中大部分尺寸的确定都是和其他零件尤其是轴系零件安装定位的整体设计要求相关联的,很容易出现严重的设计错误却难以发现的情况,发现后修改也相当困难,有时甚至需要重新画图。
UG软件的装配建模是用于产品的模拟装配,支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。即在装配过程中可以直接建立和编缉组件,一边装配一边建立组件,可以及时发现设计中的问题并进行修改,所有修改直接反映到组件部件文件;也可以独立创建单个组件部件,然后添加到装配体中,一旦对组件部件进行了修改,所有引用该组件的装配体自动更新。这就为机械设计的边画图边修改的交叉进行提供了技术便利。
(二)装配与拆装动画
UG软件的装配爆炸图能将装配体中的组件沿指定的方向和距离偏离原来的实际装配位置,用来表达装配体中各组件的装配关系。此外,UG软件提供的装配序列可以使用户控制一个装配体的装配和拆卸顺序,并可以创建动画模拟组件的安装和拆卸过程。教师可以在指导设计过程当中应用装配爆炸图对减速器箱体中的零件装配关系进行很轻松的讲解,学生做完设计后也可以对成果进行装配演示,极大程度改变了传统的二维设计中学生不理解,教师不知如何教的现状。
(三)出具装配及零件的二维工程图
课程设计的难点是在装配图的绘制上,学生由于空间与平面的思维转换能力不足,不管是手工绘图还是Autocad绘图,常出现读图制图困难的情况。而UG软件的二维工程图纸可以由三维模型自动生成,且图纸严格地与三维模型相关,设计的三维模型有修改会及时反映到二维工程图中,辅助学生进行三维与二维之间的转换,从而也巩固和提高了学生的二维平面图的读图制图能力。
四、运用UG软件进行机械设计基础课程设计的实施办法和建议
教师在课程设计中所起的作用主要是引导,引导学生综合利用所学知识进行设计,教会学生查资料的方法,培养学生独立解决问题的能力及与其他小组成员协同合作的能力。减速器的零件设计中,很多零件是标准件,教师可以引导学生运用设计软件的外挂建立如螺栓螺母齿轮的三维模型,以减轻学生建立零件的负担,从而将更多的精力放在结构设计上。
机械设计基础课程设计最终要以一定的设计结果表现出来,传统的机械设计课程设计要求学生最终上交的设计结果材料包括设计说明书、一张减速器装配图和若干张零件图,设计成绩的评定多数是以只看图纸的方式,而运用UG软件辅助进行的课程设计最大的弊端与多数应用计算机辅助绘图一样,很容易发生学生之间互相抄袭的现象。所以,在设计时应适当进行分组,每组学生给定不同的数据。此外,设计成绩的评定方式,采用成果汇报及答辩、平时设计表现相结合的方式。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段。通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生宏观地看待问题的能力和总结能力。
五、结 语
在CAD/CAM技术迅猛发展的形势下,高职高专的机械设计教学方式也要相应地进行改革与创新,在课程设计中运用现代设计方法,进一步开阔学生工程设计思路,提高学生工程设计水平与设计创新能力,能够很大程度地激发高职高专学生学习机械设计的兴趣,全方位提高机械设计课程设计的教学质量,培养出真正意义上的高技能技术人才。
[参考文献]
[1] 段成燕,刘喜平,等.基于应用型本科人才培养模式下机械设计基础课程设计教学的探讨[J].价值工程,2010,(29).