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机械原理的课程设计范文1
0 引言
机械原理课程设计是机械类学生进入大学以来第一次真正意义上的课程设计,是利用已学过的知识进行比较全面地、具有实际内容和意义的设计,也是机械原理课程学习的一个必要实践环节[1]。为了适应竞争日益激烈的企业对具有高素质工程人才的需求,有关机械原理课程设计的教学改革如课程设计的方式、内容、组织形式、探索如何培养学生的创新设计、计算机辅助设计以及团队合作的能力等,一直在各高校中进行[2-3]。
目前国内高校对机械原理课程设计的选题一般采用两种做法:一种是选用已有的典型机械(如牛头刨、压床等),进行比较系统的运动分析、力分析等,重点在于加深学生对机械原理课程各章节的理解和掌握;另一种是以培养学生的创新能力为目标,学生自选课设题目以小组为单位进行课程设计,亦或是在机械原理课程设计中引入创新实验等[4-5]。
这些以提高学生创新能力为目标开展的多形式改革,打破了传统设计中的问题和不足,建立起了传统课设中缺乏的工程价值观,能充分调动和发挥学生的主动性,均值得我们学习和借鉴。
1 传统“机械原理课程设计”中存在的弊端
1.1 传统设计题目单一,时间短、任务重
我学院十几年来一直延用同一个课设题目――小型精刨机主切削运动机构设计,每位设计者采用图解法完成机构在两个瞬时位置时的运动分析和力分析,手绘在A1的图纸上,并编制相应的设计说明书。一方面教师指定了课设内容和课设题目,学生只要按照要求按步骤进行即可,造成学生因有完整现成资料参考而缺少方案创新,达不到训练学生收集和运用设计资料的能力,与时展和要求特别是与面向工程实际应用的卓越人才培养有了不小的距离[6]。
另一方面,课程设计安排在课程讲授完,大概十四周之后,由于班级较多,可用教室较少,需要串联进行,其中总会有四个~八个班将被安排在考试周或考试周的前一两周进行,正值各科考试(电工技术、工程材料、材料力学)陆续进行,学生忙着应对考试,加上真正用于课设的时间不足四天,时间短任务重,留给学生思考的时间不多,便会导致学生着急赶进度,一味追求进度而忽视了设计的质量,出现投机取巧的现象。往往学生还没有太明白是怎么一回事,课设就结束了,来不及对方案进行思考和分析,更谈不上锻炼和提高学生的设计能力。
1.2 传统设计手段落后,理论脱离实际
教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会2009年制定了“关于深化机械原理课程实践教学改革的意见”,其中明确指出目前机械原理课程实践教学改革应当重点关注的问题之一是商业软件(如ADAMS、Pro/E等),在实践教学中应用的相关问题。计算机三维虚拟设计技术的应用已经成为社会对工程技术人员一项必不可少的需求条件。而传统的设计方法无论是用图解法还是解析法,设计中都是过于侧重理论,偏重知识的积累,这种模式是中国传统的高等教育的人才培养模式,在历史上曾发挥过重要作用。随着产业结构的转型升级,传统的教学模式暴露出了许多缺点,设计过程与工程实践完全脱节,学生在设计过程中仅是被动地接受知识,无法真正培养工程应用能力,对工程意识建立、工程应用能力培养等都有不利影响,根本谈不上培养学生理论联系实际的思想,也训练不了学生编辑计算机程序来辅助解决问题的基本技能。
1.3 传统设计参数差别不大,缺乏创新能力
传统课设过程中,教师给每个班级分配三个方案,一个小组完成其中一个方案,对于同一小组的各成员,其设计参数仅限于原动件的角位移的区别,其它一概相同。而且一般是几个班同时进行设计,而各不同班级之间的区别也仅在于行程速比系数的差别,虽然各学生设计任务中的结构尺寸有差异,然而差异却不明显。这便使得部分学生有了可乘之机,借助复印手段,学生从设计开始手头就有了往届学生的设计说明书作为参考,他们只需要将其中相应的数据加以简要改动,照着说明书的步骤照猫画虎开始画图,自然说明书中的错误也将被一并带入新的设计,甚至有的学生为了交差,说明书全盘照抄别人的,使得说明书数据与图纸对不上也是时有发生。这样的课程设计对于学生理论知识的巩固起不到多大作用,没有主动参与和思考的热情,体会不到设计的乐趣所在,更不要说对创新能力的培养了。
1.4 传统设计个人意识强烈,缺乏团队协作精神
由于全班同学课程设计的方案和内容相同,每位同学完成从结构设计到运动分析、力分析一项完整的任务,不需要同学间的协作,最多涉及到同学间帮带的关系,大多学生自己埋头做自己的,团队之间相互协作的精神也很难发挥,体现不出团队合作中的荣誉感和责任感。
2 基于创新能力培养的《机械原理课程设计》改革实践
2.1 提前布置课设题目,建立工程意识
目前的课设任务均是课程设计周的第一天布置,学生直到课程设计开始才明白要完成的任务,一些接受能力差一些的学生或者基础理论不扎实的学生很难在第一时间进入设计状态。
为给学生留出较多时间来查阅相关资料,课程设计的任务布置应安排在学生开始上课后的前面阶段,这样一方面使得学生有了更多的时间来收集相关资料,为课程设计的进行积累更多的理论基础;另一方面,学生带着课设任务进行平时课程的学习,使得学习过程有了目标性和针对性;同时可以将学到的理论知识用于指导实践,有助于学生从平日的生活和工程实践入手选题,以产品为导向,使传统课程设计理论实践相脱离的问题得以改善,更加强调学生综合能力的培养,有利于激发学生学习兴趣、建立工程意识。
2.2 引入现代设计方法,提高设计主动性
将现代工程设计方法和手段融入课程设计,更新课程设计的方法,改变传统的手绘制图的落后方式,不仅可以巩固对三维设计软件的掌握程度,为今后的学习和工作奠定基础,同时,使课程设计中遇到的运动学、动力学等复杂问题变得简单、直观和精确,弥补学生力学知识的薄弱和实践经验的不足,增加学生的成就感,可以提高学生创新的积极性,建立传统教育中缺乏的工程价值观,从而激发学生的学习兴趣,转变学习态度,有助于营造独立创新、自由探索的良好环境,提高学生设计的主动性。
2.3 扩大设计题目类型,培养创新能力
从日常生活、工程实际中广泛搜集合适的课程设计题目,扩大题目的数量和类型,提高学生的兴趣,也给学生以充分的想象和发挥的空间,使他们学会独立思考、积极创新。特别是前期学生通过互联网、图书馆,有的还讨教自己的亲朋好友。搜集资料的过程中,不仅增长知识,同时可以培养学生检索文献的能力。
2.4 以小组为单位,激发团队责任感
为更好地体现课程设计的目的,巩固学生的理论知识,更清楚认识设计的概念,同时培养团队合作的精神,以培养学生的综合设计能力,采用研究设计小组形式,发挥每个人的特长,集思广益,互相合作,能够比较全面有效地解决问题,使知识的掌握更加准确和深刻培养学生团队协作能力,增强每个学生的参与意识和设计的积极性。同时也可避免互相抄袭现象,调动后进学生的积极性,使其体会到团队的力量是无穷的,形成协作意识,增强责任感,有利于发展良好性格,为将来工作岗位上的合作奠定基础。
3 课程设计改革的实施内容
3.1 制定课程设计实施规范
机械原理课程设计改革首先要明确的是统一整体操作规范,若每位教师都有各自的实施方式和评价标准,没有形成统一的评价体系,这对所有学生来说是不负责任的,容易造成不良影响,甚至是教学事故。为了规范课程设计,需制订实施规范,主要包括实施方式、实施步骤、考核及评分方式等内容。
3.2 搜集课程设计题目
课程设计题目的制定是课程设计顺利开展的关键。一方面鼓励学生自选课题开展研究,另一方面教师从日常生活、工程实际中广泛搜集合适的课程设计题目供学生挑选。不管哪种方式,教师均需从可实施性方面考虑,从整体上把握课题的难度及工作量;同时从课题的内容上考虑,让学生觉得既有兴趣又不陌生;还要从创新角度考虑题目的新颖性,给学生以充分的想象和发挥的空间,锻炼创新能力。“设计也是一种创新”,在培养学生创新能力的同时,典型机械的分析和设计对于学生来说也是不能缺少的,可以要求学生在现有传统方案基础上进行进一步的设计和优化。
3.3 编制“基于SolidWorks的机械原理课程设计”指导书
为改变传统的手绘制图的落后方式,适应现代工程的需要,我们将三维设计软件SolidWorks引入课程设计,由于学生对该软件比较陌生,教师需编写相对应的基于SolidWorks的课程设计指导书来辅助学生在较短时间内完成相关工作。指导书内容以一种典型传动机构(例如小型精刨机)为例,详细介绍基于SolidWorks对机构进行结构分析及运动仿真的详细步骤,一方面包含参数化机构的创建,另一方面为机构的运动仿真,即通过SolidWorks Motion 和SolidWorks Simulation 模块对方案进行动态仿真分析。
4 结束语
基于创新能力培养的《机械原理课程设计》改革实践,通过以小组协作形式完成课程设计,改变了以个体为单位的传统模式,更有利于调动和发挥学生的主观能动性,培养学生团队协作能力。
课程设计题目从生活实践入手选题,以产品为导向,使传统课程设计理论实践相脱离的问题得以改善,更加强调学生综合能力的培养。
将计算机辅助设计引入课程设计,更新课程设计的方法,不仅巩固对三维设计软件的掌握程度,同时提高学生创新的积极性,建立传统教育中缺乏的工程价值观,可以推广至机械相关专业。
【参考文献】
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机械原理的课程设计范文2
关键词:卓越教育;机械原理;机械设计;精品课程;课程改革
作者简介:张洪双(1976-),男,吉林梅河口人,河海大学机电工程学院,讲师;楼力律(1973-),男,浙江湖州人,河海大学机电工程学院,副教授。(江苏 常州 213022)
基金项目:本文系2013年江苏省高等教育教改研究立项课题(课题编号:2013JSJG121)、面向“卓越计划“的机械设计课程教学改革研究和实践(项目编号:XZX/13A001-25)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)05-0067-03
我国提出的“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。河海大学是首批卓越计划的试点高校,同批的高校包括清华、北航、浙大、南大等重点高校,目前国内各高校在机械原理和设计课程上主要从课程的教学体系、课程内容、教学方法、课程的配套教材、课程的师资队伍建设、教学管理等方面进行努力和尝试,提高学生的创新意识和能力,提高学生的工程实践能力。[1]国外和国内“卓越计划”相近的工程教育模式为CDIO:[2]构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)。该工程教育模式由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学自2000年起,经过四年的探索研究后提出的,是近年来国际工程教育改革的最新成果。
机械原理及机械设计是以高等数学、机械制图、理论力学、普通物理、材料力学和工程材料等先修课程为基础的,并为学习有关机械类专业课程奠定必要基础的一门课程。通过课程的学习,学生需要掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能;初步具有拟定机械系统方案、分析和设计机构的能力;掌握通用机械零、部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律,具有设计通用机械零件和简单的机械装置的能力;具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力等。因此本课程具有从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程,从基础课程过渡到专业课程的承先启后的桥梁作用。机械原理及设计课程理论性较强和实践结合紧密,且各章节相对较独立,内容多,因此在其教学过程中应注重贯彻少而精原则,不强调面面俱到,知识点要突出,适当增加宽广度,注重机械发展的新概念和新方向。
国家提倡的精品课程建设是以一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等为特点的示范性课程。面向卓越工程师的机械原理及设计精品课程建设的目的是针对卓越教育的特点,从教学队伍建设、教学内容和课程体系改革、先进的教学方法和手段、教材建设、理论与实践结合、课程建设全面规划等方面进行努力和发展,使卓越教育的机械原理课程教育教学在各方面符合国家示范性课程的要求。[3]
一、课程建设方法
根据精品课程建设的要求,并结合河海大学(以下简称“我校”)自身的发展和基础条件,从以下几个角度进行了相关工作:
1.面向工程应用的课程设置
机械原理及设计是机械类专业的一门重要的专业基础课,在整个专业培养和课程体系中具有十分突出的地位,是从基础课过渡到专业课、从理论性分析为主过渡到工程实践为主的一门课程。该课程是学生接触工程化的第一个实践环节,因此如何深化工程化的概念对于机械原理的教学十分重要。
随着各高校的扩招,年轻教师的数量越来越多,而且具有博、硕士学位的比例越来越高。目前各校新引入的年轻教师主要是从学校到学校,缺少工程经验;企业导师具有丰富的工程实践经验,但在理论高度和课程教育上又有所欠缺,所以工程化教育的师资队伍建设成为时展的需求。结合国家级“河海大学—宝菱重工卓越工程实践中心”的建设,为增加年轻教师的工程实践经历,在学生进驻企业的同时,各专业指导教师需要全程陪同,参与到企业的实践项目建设中。建立企业内实践的各学习模块,为各模块配备校内教师和企业导师,采用双导师制,企业导师负责实践教育,校内教师负责理论教育,相互学习,既提高了校内教师的实践能力,也为企业带来了较新的理论分析方法。而为了提高课堂教学时课程中工程应用的比例,进一步借鉴了蚌埠学院的相关做法:[4]优先引进同时具有高学历和工程实践背景的师资人才,聘请企业内高级技术人员做校外兼职导师;集合学院乃至校区的力量,积极参与常州市及周边地区的建设,增强校企联合;鼓励专利、产学研结合和技术服务,而不仅仅是理论研究和科技论文。
2.课程实施条件
在课程建设的具体实施过程中,主要从教师队伍建设、教材规划、教学条件保障等方面入手。
(1)主讲教师:从机械原理及设计的教学人员构成来看,任课教师中有1名教授、1名副教授、3名讲师,学历均在硕士以上,年龄从35岁到50岁,结构合理、年富力强,形成了一个教师梯队。课程的主讲教师在本科教育教学、教改研究等方面具有十分丰富的经验。为了提高教育教学效果,全体任课教师定期召开教学例会、集中备课、针对教学过程中出现的问题及时处理和分析,不断总结经验。
(2)教材规划:理论课教学选用了由东南大学出版、吴克坚编著的《机械设计》教材。该书是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果,是面向21世纪课程和普通高等教育“十五”国家级规划教材。该教材以机械系统设计为主线,将机械原理和机械设计内容进行有效的整合。精品课程建设中,教材规划参考天水师范学院的立体化教材建设方法。[5]立体化教材包括主教材、教师参考书、学习指导书、电子教案、CAI课件、网络课程、试题库等。该教材的建设与机械原理和机械设计的课程内容、改革体系相结合,电子教案和课件能够及时反映教学改革的要求,网络课程建设促进教学改革的尝试,逐步提高机械原理及机械设计的教学水平。
(3)教学保障:卓越机械原理及机械设计的教育依托于本科教学平台,能够充分保障课程教学的教学要求。20多年来,学校不断加大投资力度,完善建设,学院的教学设备先进、设施齐全。学院设有本科教学的机械基础省级实验教学示范中心、河海大学常州校区工程训练中心、机械基础省级实验教学示范中心,其中省级实验教学中心在2007年立项建设,2010年顺利通过江苏省验收;专用与通用仪器和设备价值达2000余万元;学院实验室占地4000余平方米,拥有实验设备仪器1200余台套。目前实验室开设的实验课程主要包括:机构运动简图测绘、齿轮参数测量和范成、机构运动参数、螺栓连接、轴系零件组合、减速器拆装和自行车拆装等基础实验,以及机构运动拼接和机构组合实验等多个创新型实验环节。通过基础实验环节,学生能够加深对课程内容的理解和把握;通过创新型实验环节可以进一步提供学生的创新实践能力。除了校内的实验环节,还依托“河海大学—宝菱重工卓越工程实践中心”,对企业内部的设备、设计、工艺和检验等环节进行跟踪学习,让学生深入到车间生产一线,切身体会和了解企业内生产流程,为更好地适应企业环境打下良好的基础。
(4)网络化教学:为了提供一个自主的学习平台,提高教师对学生的教学管理能力,增强学生全方位的素质,完善了网络化教学模式。[6]我校机械原理及机械设计的精品课程网站内容(图1)主要包括课程简介、教学管理、教师队伍介绍、教学资源等。其中教学资源主要包括助学式课件、思考题、练习题、习题答案、课程重点及难点解析等。网站中设有留言信箱,方便同学对于课程的疑问和问题能够及时与老师沟通、联系。
3.课程评价体系
课程评价围绕课程培养目标,不仅要评价学生掌握的知识与技能,而且还要评价学生课堂的表现、出勤率和学习过程。评价时以课程考试为主要的评价方式,并辅助以课堂表现和出勤率等,力求评价方式的多样化。[6]单纯的期末考试不能完全反映学生对课程的掌握程度,目前各高校大多都采用多种方式,如课后作业、报告、实验、小测验、考试等进行考核,表1所示为根据我校卓越教育的特点采用的评分标准和比例。多样化的考核方式使学生必须注重平时的学习积累,不能通过突击的方式完成课程考试,学生有了积极学习的压力和动力,更能均衡地反映学生学习的实际水平和学习效果,符合正态分布。
表1 多样化的考核方法
考核项目
作业 实验 随堂测验 企业实践 期末测试
20% 15% 20% 15% 30%
4.课程改革与创新
机械原理及设计课程具有较强的实践性和可动性的特点。即课程研究的所有问题都来源于生产和生活中实际的机构与机器。因此学习方法要注意课程的特点,在学习过程中尤其应注意理论知识与实践应用的相结合、机构运动简图与具体实物的结合、机构的静态分析与动态分析相结合、形象思维与逻辑思维相结合,将理论分析内容和工程软件的应用相结合。
机械原理及设计的课堂教学、教学方法与手段等方面力求创新改革,探索适合卓越计划学生学习的课程体系和教学方式,培养学生的学习兴趣、创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。
(1)教学内容的创新:针对卓越计划教育中学生的理论学习时间压缩而需要提高实际应用能力的学习特点和需求,在机械原理及机械设计课堂教学中的主要内容为:机械运动方案选型设计、机构运动分析与尺寸综合、机械动力学分析和设计、常用零部件的选择、常用机构选择及设计、机械系统设计等。此外还要重视介绍学科发展的新动态、新方向、新内容,注重激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,让学生了解更多更新的理论、技术与方法。实践教学方面主要包括小项目和专题、实验教学、课程设计、课外创新等。[7]近年来国家以及江苏省组织了大学生创新训练计划、机械创新大赛等,在创新竞赛的过程中提高了学生的创新意识,使学生得到了实践锻炼的机会,开阔了眼界。
(2)教学方法的创新:机械原理及设计教学方法配合教学内容的改革,加强与学生的互动,将以教师为主的‘灌输式’教学向以启发式、问题式、讨论式教学为主的新的教学方法转变,让学生从被动学习转变为主动学习,真正成为教学活动的主体。
鼓励学生应用成熟的工程软件进行相关课程内容的学习中。例如在原理部分章节中涉及到的图形法采用AutoCAD软件来分析和设计,既可以得到比手工绘图精确得多的解,又可以锻炼利用AutoCAD软件绘图的能力。在解析法中可以结合matlab软件教学,既可以直接利用matlab编程的方法,具有丰富的库函数、编程简单、可视化功能强,又可以采用simulink和simMechanics进行机构的运动学和动力学分析。[8]如图2所示,某曲柄摇杆机构中,各杆件长度分别为l1=120mm,l2=40mm,l3=70mm,l4=100mm,在曲柄运动角速度250rad/s,利用simulink分析得到杆件BC和CD的角速度曲线。零件的强度分析是机械设计中的一个重要内容,应用有限元软件可以得到非常直观的应力及位移图形。[9]如图3所示为应用ANSYS 13.0对某齿轮进行强度分析的应力和位移图,其中齿轮模数mn为2mm,齿数z为24,螺旋角β为10°,材料45钢,在轮齿上受到20Mpa的力。对于这类专业软件有时学习起来比较困难,耗时间,可以采用一些其他三维造型软件自带的一些插件进行近似的分析,如Solidworks Simulation等,虽然结果上有一定的差异,但对于受力的整体变形趋势的分析仍然有很大的参考价值。
(3)教学手段的创新:在教学手段上,着重培养学生对机械系统的整体认识,突出课程重点,有效分析课程难点,课堂教学过程能够吸引学生的注意力,注重学生的参与,启发学生的思考和联想,加深学生对课程基础理论的理解。培养学生主动应用课程所学内容,锻炼其独立解决工程实际问题的能力。教学方法得当,充分利用多媒体教学,激发学生学习兴趣,提高教学效果。[10]多媒体课件中除了课程的文字性内容外,还要包括自制的动画课件和机械相关的视频信息,如企业内各种设备、工具和零部件及加工录像等。此外,在机械原理及设计课程中有关结构分析、运动分析、常用零部件选型、强度分析和计算等方面的教学还应该注意多媒体和板书的综合利用。
二、总结归纳
机械原理及设计课程在“卓越计划”教育的课程体系中处于承上启下的地位,因此加强卓越班级机械原理及设计的精品课程建设具有非常重要的意义和作用。在课程建设过程中,从面向工程化、保证课程实施、课程评价体系以及课程改革和创新等方面采取不同的措施和方法,可进一步提高卓越计划的教育教学质量,提高学生的学习兴趣和自主性,提高学生的实践能力和创新能力,使学生能够牢固掌握机械原理及设计中的相关基础知识和内容,为机械类后续课程的学习打下良好基础。
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机械原理的课程设计范文3
针对当前《机械原理》课程设计的教学现状,分析其不足,并基于OBE工程教育理念,对《机械原理》课程设计的教学模式改革进行了探讨并付诸实践。《机械原理》课程设计是机械类各专业学生在学习《机械原理》课程后进行的一个重要的实践性教学环节,其模式的改革为适应新形势下对机械类学生机构选型、机械系统运动方案设计和创新设计能力的培养提供了良好的平台和借鉴,具有重要意义。
关键词:
OBE;工程教育;《机械原理》课程设计
为了推进工程教育改革,促进中国工程教育的国际互认,培养与国际接轨的中国工程师,由专门的职业或行业协会(联合会)、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证,工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求,是一种合格性评价[1,2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念:产出导向(Outcomebasededu-cation,简称OBE)、学生为中心、持续改进,这些理念代表了工程教育改革的方向,是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织,就必须基于OBE理念,深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课,它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科,而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节,是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划,《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括:1)掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题(毕业要求1);2)具有分析和解释数据,得到合理、有效结论的能力(毕业要求2);3)具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力(毕业要求3)。本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求,结合近年实践经验,阐述我校《机械原理》课程设计改革模式,并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。
一、机械传动系统设计能力
《机械原理》内容包括两部分,其一是对现有机构的学习,包括构型分析、运动学和动力学的学习;其二是针对具体任务,利用所学机构学知识,设计传动方案。前者称为分析,后者称为型综合,《机械原理》学习的最终目的,就是要达到型综合的高度,《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。遗憾的是,传统的《机械原理》课程设计,体现不出OBE所要求的设计系统的能力,复杂机械系统更无从谈起,因此,改革势在必行。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化,调动学生设计的积极性而不限制其思维,并且课程设计只提出最终要求而不限制方法,为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务,题目不宜太深太复杂,其原则为:题目具有综合性,以运动方案设计为主;题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容;题目应结合生产实际,是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的;题目的设计结果应包括两到三种基本机构,也允许选用其他常用机构或组合机构;题目要有一定的灵活性和创新性,有利于发挥学生的创造力。在设计题目确定后,需对已选题目提出三种运动方案,并经反复论证,确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出,经独立地分析、比较后确定最佳方案,以发挥其主观性、创造力,使学生受到一次真实的设计训练,进而提升其机械传动系统设计能力。此外,改革后的课程设计,学生们可以自由组合,每个小组自由选择设计题目,小组成员分工协作,共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果,共同讨论、研究,各自发挥自己的长处,不仅培养了创新意识和创新能力,也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。
二、工程基础理论知识应用能力
传统的《机械原理》课程设计中,方案确定之后,其相关运动参数也随之给定,每个学生需要做的就是绘制机构运动简图,利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析,并绘制机构运动线图和作误差分析,最后编写课程设计说明书。从本质上来说,这样的设计仅能算一次作业,效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务,但却调动不了学生的设计兴趣,对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解,谈不上对学生的毕业能力的培养。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化,只提出最终要求而不限制方法,学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短,教师在《机械原理》课程教学中,需提前做出安排,如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务,基于所学的机构学知识,甚至查阅相关文献去设计解决方案,当多个设计方案确定后,需要比较各方案的优缺点,必然会深入了解每个所设计的传动方案,最终方案确定后,需对其进行结构、运动学和动力学分析,因有了方案设计的深刻理解,设计的目的已非常清楚,在相应分析时,对方法的选择和掌握自然水到渠成,加深了对所学理论知识的认识,明确了理论知识的实际应用,从而不至感觉学无所用。
三、分析和解释数据能力
在我国的工程教育认证中,第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定,分析方法固定,无需学生深入了解,只需按部就班完成画图和分析即可,可见,传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。改革后的课程设计,从设计任务到设计方案的确定,均需要学生根据具体情况进行分析,然后根据所学知识,自己设计传动方案,并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后,详细设计传动系统时,需要根据实际任务确定各参数,最后对机构进行分析,并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性,要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验,通过搭接实物并测量参数,再与理论分析数据进行对比,找出误差存在原因,从而得出相应结论。
四、考核方式的改进
评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节,如何合理地对各项能力进行客观评价,对课程的改革及持续改进有非常重要的作用,与课程设计所培养能力相对应,《机械原理》课程设计成绩分为四部分:选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式,结合参考文献查阅或调研情况,对自己团队的设计任务进行说明,根据所定任务设计两到三种机械传动方案,每个方案中必须包含两至三种典型传动机构,并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。平时成绩占总成绩的10%,主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定,这是设计正常进行的基本保证,也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。设计成绩占总成绩的40%,主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力,根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。答辩成绩占总成绩的20%,各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报,主要介绍组员分工及完成情况,组员自评分,搭接视频等,并回答提问,据此评判答辩成绩。通过此类考核方式,对毕业生的能力9(个人与团队)和10(沟通,包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令)也起到初步培养的效果。此外,上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如:教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择,要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识,能够正确引导学生,使他们经过认真思考和分析比较后,可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要,从而有效引导学生积极思考,培养他们的创新能力。
五、结束语
经过近两年的实践,发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计,为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台,并确实取得了较好的效果。然而,OBE工程教学模式是一个系统的工程,无论是在设计内容,还是在设计方法和评估方式上,还有很多需要完善之处,需要进一步的改革和探索,持续改进,以更好地培养学生相应的毕业能力,实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。
作者:曾达幸 李飞 侯雨雷 宜亚丽 郑立娟 张芳芳 单位:燕山大学机械工程学院
参考文献:
[1]中国工程教育专业认证委员会.工程教育认证一点通[M].北京:教育科学出版社,2015.
[2]余天佐,刘少雪.从外部评估转向自我改进—美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究,2014,(6):28-34.
[3]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式———汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2014,(1):27-37.
机械原理的课程设计范文4
[关键词]精度设计 培养方案 教学实践 改革
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A
引言
机械产品往往由于丧失精度而报废,周期性检修的实质就是对其精度的检定和修复,没有足够的几何精度,机械产品就失去了使用价值。因此,从理论上讲,无论何种生产类型、何种功能要求,都应该对零件的几何要素提出精度要求。精度设计用以确定机械各零件几何要素的公差。机械产品的精度设计是联系产品使用性能和生产制造过程的桥梁[1],精度设计给定的公差等级、采用的公差原则对生产设备的选择、工装夹具的设计和制造、检验方法的制定等方面有着决定作用,它直接影响着生产成本的高低,进而影响着产品的市场竞争能力。
《互换性与测量技术基础》是高等院校机械类、仪器仪表类和机电相结合类各专业必需的主干技术基础课程[2],涵盖了几何精度设计与检测两方面的内容。在几年的教学实践中发现以下问题:
(1)学生没有充分意识到几何精度对机械产品使用性能的重要性。在课程设计和毕业设计时,只做完系统设计与参数设计,精度设计基本就没做或者很少做。
(2)学生不具备相应的精度设计能力,不能灵活运用所学的相关知识进行机械产品设计。在课程设计和毕业设计时,精度的确定并没有考虑产品的性能要求和生产成本之间的关系,所做的设计在目前生产条件下无法制造生产,或者造成生产成本的增加。
(3)学生不能正确运用设计标准和规范。比如,在齿轮的设计中,图纸表达不完善,参数表只有结构参数的内容,而没有精度参数的内容,甚至没有参数表;标准件并没有按照国家标准选用规格;已废除的国标仍在使用。
鉴于此,作者对课程教学进行研究,并进行大胆尝试与改革。
一、建设课程群,确立精度设计地位
课程群是为完善同一施教对象的认知结构,而将本专业或跨专业培养方案中若干门在知识、方法、问题等方面有逻辑联系的课程加以整合而成的课程体系[3]。以实现学生综合设计能力、创新能力为培养目标,把“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“互换性与测量技术”4门课程的各教学环节进行优化重组融合,形成机械类专业基础课群。机械产品的设计过程通常可分为三个阶段:系统设计、参数设计和精度设计[4]。如果说系统设计为机械产品的一次设计,那么精度设计就是系统的三次设计。系统设计以整机的功能为目标而进行的机械基本工作原理和总体布局设计,是运动学的设计,主要由机械原理课程承担;参数设计以保证系统的能量转换和工作寿命来确定机构各零件几何要素的公称值,由机械设计课程承担;精度设计以保证机械产品的性能要求同时考虑制造的经济性来确定机械各零件几何要素的允许误差,由互换性与测量技术课程承担。
通过分析,互换性与技术测量课程的教学内容应该以精度设计为主线,以提高精度设计能力为目标,和机械原理课程及机械设计课程共同研究机械产品的设计。
二、设计性能检测实验,增强精度设计意识
在几年的教学实践中发现,学生能够理解机械结构参数对机械性能的重要性,却认识不到几何精度对机械性能的重要影响,甚至错误的认为机械设计就是做系统设计和参数设计,认为精度无关紧要。
为了更好的帮助学生理解几何精度设计在生产实际中的应用,体会几何精度对机械产品性能的重要影响,增强学生综合运用知识能力,强化机械设计、几何精度和机械制造之间的相关性,指导毕业生研制出机械性能检测实验台,使学生通过实验,切身体验几何精度对机械产品性能的影响,增强精度设计意识。
本实验台的整体结构系统图如图1所示:
图1:机械性能检测实验台整体结构系统图
直流电机作为动力通过一个一级传动机构驱动发电机工作,并设计的检测系统(传感器、采集卡、PC机自行开发的测试系统)对其性能指标进行检测,如传动效率、振动、噪声、温度等。传动机构的主要零件是可以拆装的,同时,主要零部件配备有多套(结构参数相同,仅精度不同)。实验时,学生组装不同精度的传动机构,进行整机运行,通过测试性能指标比较来反映整机的运行性能。
通过本实验可以加强学生对几何精度影响产品使用性能的主要认识,增强工程意识,并通过此综合实验培养学生综合运用所学相关知识的能力。
三、进行综合设计,提高精度设计能力
依据机械类专业教学计划,机械原理课程和机械设计课程及互换性与测量技术课程一般都安排有相应的2~3周的课程设计。课程设计一般要求学生在相对集中的时间内运用所学的相关知识完成一个具体的小设计[5]。目前,一般教学安排都是每门课程独立安排相应的课程设计,而这样做的结果对学生造成一种误导,形成“机械设计就是系统设计”,或者“机械设计就是参数设计”,“质量(使用性能)是检验出来的”等错误认识;同时也不能增强学生综合设计能力的培养;另外,也不利于“培养学生的工程实践能力和创新能力”教学目标的实现。以至于做毕业设计甚至在实际工作中,出现图纸表达不清楚、不合理、不符合规范,或者设计出来的产品依据目前的生产条件根本没法生产或者是生产成本过高等问题。
针对以上问题,把机械原理课程设计、机械设计课程设计及互换性与技术测量课程设计进行优化、整合。以培养综合设计能力为目标,进行综合性课课程设计。
(一)课程设计内容优化改革
目前,机械设计课程设计所做的机械产品设计基本上都是只考虑系统设计和参数设计,至于精度设计,基本就没做或者做的很少,有的只是在图纸上参照相关的设计做了些公差标注,至于为什么要选用这些精度项目?为什么要确定如此精度?学生基本就不知道。
曾经针对此问题,提出在互换性与测量技术课程设计调整精度设计的内容,让学生各自找出自己所做的机械设计课程设计,对整个设计进行完善。学生在系统设计和参数设计的基础上进行精度设计,并对前期的错误进行更正,形成完整的机械产品技术资料。
通过此项改革,提升了学生对精度设计在机械产品设计的重要性认识,但是,这样就会由于工作的不连续就耽误了很多时间。首先,对机械设计课程设计、机械原理课程设计、互换性与技术测量课程设计时间进行调整,调整为同时进行;然后,对其设计内容进行整合,取消原来的独立课程设计,实行综合课程设计,涵盖系统设计、参数设计、精度设计等内容。
(二)选题来源于工程实际
目前,机械设计课程设计题目大多是“一级或二级齿轮减速器”的设计,它涵盖了“机械设计”课程中大部分内容,有助于学生加强相关的知识的综合运用能力,但这样就出现题目单一化,不能充分调动学生的创新意识。通过对以往的课程设计答辩情况来看,部分学生曾出现抄袭现象。基于此,课程设计的选题来源于工程实际,解决所在城市厂矿的实际问题。根据任务的大小对学生进行分组,使学生协同完成整个设计任务,而所做设计是否能满足实际需要,可以直接在生产中得到检验,在工程实际中体会精度设计与生产性能及生产成本的关系,增强学生的工程意识。另外,设计要变为产品,图纸是设计工作者和制造工作者之间的沟通语言,这样,图纸的表达必须规范。学生在实际工程中体会图纸表达规范化的重要性,并能运用国标进行规范化设计。
四、改革考核办法,激发学生学习动力
以往,对于课程设计的考核方法是“考勤(10%)+报告(20%)+答辩(70%)”,这种考核办法能够使老师对学生的知识及素质得到全面的考核。但对学生来说有种“课程到此为止”的感觉,学生只知道自己的一个综合分数,并不知道自己掌握的相应知识到何种程度,是否满足工程实际所需?或者对于实际工程,还需要哪此方面的知识?其它同学是个什么样的水平?
一种理想的课程考核模式,应该能够全面、正确、有效地实现检查评价、教育激励、诊断反馈和导向等多种功能[6,7]。因此,在对精度设计进行考核时,采取了以下措施:
1.学生作为评委对学生进行答辩。这时,老师只是作为场外指导,对学生解答不了,而对他们的能力提升有关键作用的知识点做出解释和阐述,同时也从学生的答辩时所提的问题及回答情况对答辩学生和答辩评委的知识和能力掌握程度做出全面判断。
2.指导老师和学生进行互动,并做总结。在答辩进行完毕,指导老师就精度设计和学生进行互动,学生在互动中调动学习的积极性,并能对知识理解的更深刻。然后通过老师的总结,使学生对精度设计的脉络有个更清楚的知识,能够掌握精度设计的要领,并能体会精度设计在机械产品设计中的地位。从而激发学生学习知识的积极性和动力。
五、结束语
精度设计作为机械产品设计的一个重要环节,在理论教学与实践教学中应该加强学生精度设计能力的培养。近年的教学实践,学生精度设计能力有了很大的提高,为以后的毕业设计和工作打下良好的基础。
[参考文献]
[1]王永泉,马秋生,潘艳波.机械产品精度设计与生产成本的关系[J].机械设计与制造,2005(5):147~148.
[2]王伯平.互换性与测量技术基础(第3版)[M].机械工业出版社,2009.
[3]李慧仙.论高校课程群建设[J].江苏高教,2006(6):73~75.
[4]杜文华,郑江.机械基础系列课程教改中机械精度设计的实现[J].华北工学院学报(社科版),2004,20(3):89~91.
[5]刘小康,余洁冰.工科学生课程设计与综合素质培养[J]. 高教探索,2009,(5):133~134.
[6]施军.高校考试制度改革的若干思考[J].江苏高教,2003,(5):57~59.
机械原理的课程设计范文5
关键词:机械基础课程设计;CDIO工程理念;教学改革
CDIO是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典的查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院等高校,共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以实践的、课程之间有机联系的方式学习工程,是“基于项目学习”和“做中学”原则的有机结合[1]。CDIO在培养学生的理论知识及协作能力的同时,还强调专业技能、大系统掌控等一系列能力的培养。目前国内许多高校都在研究CDIO的先进工程理念,并根据各自学校的实际情况,探索工程教育理念的教学改革之路。
一、机械基础课程设计教学存在的问题
《机械基础》是工科类专业的主干课程和重要必修课程,具有基础性、设计性、实践性等特点,是培养学生创造性思维的主要课程。而其《课程设计》是使学生获得工程技术训练必不可少的实践教学环节,在培养学生的理论联系实际,提高机械系统方案设计以及创新构思能力和分析能力等方面起着非常重要的作用。本课程是学生首次接触的专业基础知识,其重要性不言而喻。然而,由于课程设计长期以来一成不变的设计方法和教学模式,给其教学带来很多弊端[2]。首先是设计题目陈旧,设计方法呆板,缺乏创新思维的培养和工程实践能力的训练;其次是设计内容单一,缺乏整机设计理念和系统训练,没有机械系统方案设计的机构选型设计,学生处于一种被动及按部就班状态,自主设计和发挥主观能动性的内容少,无法激发学生的创造力,不利于对学生综合能力的培养;再次是个体意识强烈,缺乏团队协作及沟通交流的能力。这样培养出来的学生将难以适应快速变化的社会需求[3]。因此,课程设计的教学改革势在必行。每年我校都有机类和近机类约十八个班的学生接受机械基础课程设计的训练,搞好机械基础课程设计,不仅是对学生动手能力和创新能力的一次全面训练,而且对后续专业课程的学习、毕业设计乃至今后的工作都有重要影响。
二、机械基础课程设计教学改革措施
(一)设计题目多样化
课程设计的题目应体现以学生为主的教育理念,针对学生的实际情况,改变以往课程设计题目单一的弊端,选择合适的设计题目,因此,在选题上应注意以下几个问题[4]。一是课程设计题目应满足综合性强、难度适中的要求,使学生能够综合运用机械基础课程所学理论知识,系统地完成一个大型机构设计课题;二是题目来源的广泛性,教师不断从文献资料、生产实际和科研工作中累积合适的题目,逐渐扩大课程设计题目的类型和数量,形成一个基本的课程设计题库,表l所示为我校近三年机械基础课程设计选题。三是题目要有一定的创新性,鼓励学生根据自己的兴趣进行选题,兴趣是学习最好的老师。
(二)采用先进工程设计方法和手段
传统课程设计结果常常是学生上交一份图纸和一份设计说明书,学生对设计出来的机器装置或机构是否可行不得而知,因此,影响了学生的设计积极性。在课程设计教学环节中,引入机械专业常用的三维设计软件Pro/E、UG、ADAMS等辅助设计功能和虚拟样机技术。要求学生在计算机上制造出虚拟机械,并对此进行运动和动力学分析,最大限度地减少设计失误。从而实现复杂问题简单化、抽象问题直观化,深化对工程实践类问题的认识,增强学生利用现代化手段进行机械创新设计的能力。为学生设计的潜艇舱盖开启机构三维图,潜艇的舱盖开启机构用于潜艇舱门的打开和关闭。开启角度为0-90°,驱动方式采用电机。舱盖的开启速度较慢,设计中采用了蜗轮蜗杆减速机构。图2为潜器天线升降机构三维图,潜艇在水下航行依靠水声导航,但在近水面航行时需要使用天线与陆上交换信号。天线的升降角度为0-90°,驱动方式采用电机。天线的升降速度较慢,需采用减速机构。潜艇的空间较小,要求所设计的机构尽量紧凑,占据较小的空间位置。设计中学生采用了蜗轮蜗杆减速机构,该机构输出轴与天线转轴间采用花键连接。设计结束后教师对优秀的作品,组织申请专利,并推荐参加各种大学生竞赛,如全国大学生机械产品数字化设计大赛、机械创新设计大赛。
(三)改革课程设计的教学方式
首先是变集中时间式教学为先部分分散,然后集中式教学,与机械基础理论教学环节有机融合起来,这样学生不仅可以有充分的时间发挥创新性设计和学习的主动性及积极性,同时指导教师通过监督和指导,能及时发现不合理的设计,并督促学生改正,这使学生有充分的时间进行思考及设计;其次是变单人一组的设计方式为多人一组的团队方式进行,充分利用学生的团队协作精神,培养学生的团队意识。具体措施如下:(1)在机械基础课程开始时,就介绍课程设计的相关内容和设计要求,布置学生按自愿组合的方式组成设计小组,一般以3-5人为一组;(2)在机械基础课程教学的中期,布置学生进行调查研究,查阅资料,分析讨论现有典型机器和同类机器的研究现状和发展历史,并以研究报告的形式成为机械基础课程设计设计说明书的一部分内容;(3)在机械基础课程教学结束后,组织学生参观讨论,进行方案设计与典型机构的分析,方案设计阶段以小组为单位,在分析机器的结构、传动方式、工作原理以及各部件的功能顺序的基础上,绘制机器运动简图,确定最佳设计方案;机构的分析与综合阶段主要是从设计方案中选取最具代表性的机构,进行机构的尺寸综合、机构运动分析和力分析,制作机构模型。最后是编写设计计算说明书,准备答辩。
三、结束语
通过近两年的课程设计改革探索,我们发现基于CDIO工程理念的机械基础课程设计体系有明显的优势,不仅能够改变学生的学习态度,激发学生的工程设计兴趣,构建工科教育中被忽视的工程价值观,而且能够培养学生的团队合作精神。基于CDIO工程理念的机械基础课程设计更加强调学生综合素质的培养,它改变了以往理论与实践相脱节的问题,学生普遍反映课程设计效果有很大提高,特别是在学生独立分析问题、解决问题的能力方面以及对机构创新设计能力等方面均有所提高。
参考文献
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[2]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报(社会科学版),2008(6):51-53.
[3]王砚军,等.“机械原理与机械设计”课程设计的改革探索[J].中国电力教育,2011(23):95-96.
机械原理的课程设计范文6
关键字:机械基础 课程设计 教学改革
【中图分类号】 G640
随着社会经济的快速发展,教育在不断地改革和完善。然而在职校教学过程中,《机械基础课程设计》是一门实用性较强的学科,可见让学生学好这门课程是非常的重要的,因此,在经济全球化的今天,对其教学进行改革已成为当前重要的教学任务之一。机械基础课程设计是职业院校机械专业的一门基础课程之一,是连接学生理论知识和专业知识的桥梁,也是职业院校机械类专业的学生独立进行的一次工程实践活动,具有很强的实践性和综合性。那么如何做好课程设计,并且通过好的课程设计使学生的设计能力、实践能力、协作能力等综合能力有所提高。笔者结合自身的教学经验认为在机械基础课程设计中,要想使学生学有所成,就必须对其教学进行一定的改革,从而提高学生的工程素质和培养学生各方面的能力,使学生终身受益。
一、机械基础课程设计的内容改革
1.1课程设计的目的。机械基础课程设计是职业院校机械专业的一门基础课程之一,是连接学生理论课和专业课的桥梁,也是职业院校机械类专业的学生独立进行的一次工程实践活动,具有很强的实践性和综合性。其教学的目的是增强学生的实践能力、理解能力、交际能力以及协作能力,从而使学生快速、有效地学习,为以后的学习打下坚实的基础。
1.2课程设计的内容改革。课程设计的理念是培养具有良好职业道德的实践动手能力,适应经济发展地区的生产、建设、管理、服务的技术应用型职校人才。要对课程设计的内容进行改革,其中选题是关键,应以“工作过程的人才培养”为原则,重视学生的实践动手能力和专业水平的培养。在教学过程中教师应该尽可能的选择学生能够懂的、易掌握的题材将其课程设计中,从而使学生能够完全掌握,在此基础上教师还可以更深层次的介绍相关专业知识。在教学过程中,教师不应该用传统的教学观念将机械原理和机械课程设计分开来进行实验,应对机械基础课程设计进行改革,即将机械原理和机械课程设计融合为整个机械基础课程设计,不要分开实施。改革后的课程设计有利于同学们实践能力、协作能力、沟通能力、等综合能力的提升,从而达到教学目的――建设综合型人才。
二、改善教学的方法,重视各种能力的培养
2.1增加结构设计的训练,提高学生感性认识与动手能力的培养。《机械基础课程设计》是一门实用性较强的学科,也是机械内专业学生的第一次全面的设计训练,它的结构比较复杂难懂,然而受职校生生源差这一因素的影响,对其来说学习机械设计基础课程更是如此。分别从以下两方面来解决这一难题:一方面是加强教学过程中结构的设计(如:在讲述联接、齿轮的转动、轴等课程时,都对其上一次结构课)。在课程设计之前,教师可以让学生先做减速器拆装的实验,了解其各部分的作用,最后画一张轴系结构图,并从中学到知识和发现问题。另一方面是充分利用现代教学设施及手段,让学生在上课之前有充分的准备,并且使他们对课程设计中所存在的问题及时得到解决。教师可以利用多媒体设备进行教学,使学生能更进一步的了解箱体、轴、齿轮、皮带等常用零件的作用,并通过多媒体使其对机械中的零件直观的了解,使学生对零件的印象加深。在教学过程中,为了让学生更深入地了解课程设计的内容和步骤,教师可以利用软件中的动漫和交互性能,以此达到课程设计的效果和目的。
2.2重视对学生协作能力的培养。由于《机械基础课程设计》是一门实践性较强的课程,顾名思义学生之间的协作能力起着十分重要的作用。在基础课程设计中,一般以小组为单位进行试验,通过谈论和总结,制定出自己的方案,最后通过各组讨论指出每一组方案的优缺点。可见,小组成员之间的协作能力是决定实验成败的关键因素。在此过程中,不仅可以增强小组成员之间的协作能力,还可以对学生独立设计和思考能力的培养,更可以在竞争中激发学生的学习兴趣和工作热情。在课程设计过程中,应遵循以学生为本的原则,充分发挥教师的主导作用,对学生出现的问题进行指导,从而使学生熟练地掌握设计中的每一步骤。
三、改革考核的方式,提高课程的质量
俗话说:“有因必有果,有始必有终”。在教学中教师只传授知识,而不对其生进行考核是没有任何效果的,这样只是竹篮打水――一场空的表现。传统的机械基础课程设计教学的考核方式比较单一,即教师根据学生所完成的图纸质量和其平时上课的表现情况作为考核指标,这种方式存在一定的不合理性和片面性。为了避免不合理性和片面性的产生,对学生的课程设计的考核方式有了一定的改革,即把考核的指标分为四部分,分别是平时考勤、设计草图和图纸质量、答辩、设计的计算,并通过一定的的比例进行考核评分。通过这样的改革方式,不仅提高了学生在设计过程中的热情度,还激发其在过程中活跃的思维能力和创新能力,也促使其表达能力和心理承受能力的提高。可见,通过对机械基础课程设计中考核方式的改革,不仅能提高教学的质量,还能促进学生表达能力、实践能力、综合素质等综合能力的提高。
四、结语
随着社会经济的不断发展和科技的迅速发展,社会越来越需要机械实用型人才,《机械基础课程设计》是一门实用性较强的学科,因此,加强和完善职校机械基础课程设计教学的改革是职校机械类专业的重要教学任务之一。本文主要对职校机械基础课程设计的教学内容、教学方式以及考核方式的改革进行了分析,从而对全方位提高学生的课程设计水平与教学质量进行论述,最终达到教学目的与改革最终目标――使学生真正成为一个实践能力、表达能力、社交能力、协作能力、工程能力强的综合型人才。
参考文献:
[1] 项筱洁.《机械设计》课程教学改革与探索[J]. 当代职业教育. 2011(06)