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机械工程专业课程设计范文1
【关键词】机械设计 课程设计 减速器
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)04-0193-02
1.前言
物流工程专业在进行机械设计课程设计时该专业学生与机械专业学生的要求应该有很大不同。首先,机械专业在进行机械设计课程设计时,先修课程较多,包括机械制图、工程力学、材料与热处理、机械加工工艺、公差与测量、电工电子技术等;而物流工程专业的先修课程较少,仅有机械制图、工程力学和电工电子技术等。其次,机械专业先修课程大都是多学时,学习比较深入;而物流工程专业先修课程大都是少学时,学生对相关知识有所了解但并不深入。第三,机械专业机械设计课程设计的时间一般安排2周甚至3周,在设计期间停止其它所有课程专心进行课程设计;而物流工程专业课程设计时间相对较少,20学时左右,在这么短的时间内要完成与机械专业同样的设计内容是有很大困难的。因此,根据学生的学习情况和现有的知识水平有必要对机械设计课程设计进行教学改革。
2.教学改革的目标
教学改革的目的是让学生了解机械设计的过程,包括总体方案设计、普通V带传动设计、齿轮传动设计、轴的设计与校核、轴承选择与校核、键连接设计、联轴器的选择等。同时,还要让学生学会草图绘制、总装图绘制、零件图绘制等。
3.教学要求
与机械专业相比物流工程专业对机械设计课程设计要求略低。例如,机械专业一般要求设计二级减速器,而物流工程专业一般要求设计一级减速器;机械专业一般要求齿轮啮合为斜齿圆柱齿轮,而物流工程专业一般要求齿轮啮合为直齿圆柱齿轮;机械专业一般要求减速器为整套图纸,而物流工程专业一般要求部分图纸即可。
4.教学改革内容
4.1课程设计题目与任务的设计
课程设计题目和任务要明确两点,一方面,指明机械设计课程设计为一级圆柱齿轮减速器;另一方面,指明完成设计的资料文件有哪些。
课程设计题目。设计一个用于带式运输机上的一级圆柱齿轮减速器。运输机连续工作,单项运转,载荷变化不大,空载启动。减速器小批量生产,使用期限10年,两班制。原始数据如表1所示。
表1 带式运输机原始数据
课程设计任务:(1)编制课程设计计算说明书1份;(2)绘制装配图和零件图共5张。其中绘制减速器装配图1张;绘制零件图4张,分别为减速器箱座、减速器输出轴、输出轴上齿轮、输出轴输出端端盖。
4.2传动方案设计
动力最终来源电动机,电动机把动力传递到带式运输机中间经过怎样的过程。经过比较电动机把动力传动到带传动,再从带传动传递到一级减速器,从一级减速器传递到带式运输机,这个方案较为合理。把带传动安排到电动机和减速器之间起到较好的缓冲和减震作用,保护电动机。
4.3计算内容的设计
4.3.1电动机选择
首先,计算带式运输机的功率Pw。传动方案确定之后,带式运输机的功率Pw按照公式Pw=FV/1000进行计算。其次,计算总机械效率η总。电动机传递到带式运输机经过V带传动,机械效率为η带;齿轮传动,机械效率为η齿轮,齿轮传动两个传动轴两端各有一个轴承,机械效率为η轴承;带式运输机滚筒机械效率为η滚筒;减速器与带式运输机之间通过联轴器联结,联轴器机械效率为η联轴器。总机械效率η总为η总=η带η齿轮η联轴器η滚筒η2轴承。
最后,确定所需电动机功率Pd。所需电动机功率Pd为Pd=Pw/η总,根据Pd查机械零件设计手册,电动机的功率应大于等于所需电动机功率Pd。对于转速为3000r/min的电动机,因为转速较高传动比大,减速的装置尺寸大成本增加,一般不选择转速太高电动机。对于转速为750r/min的电动机,因为尺寸大价格高,一般也不选择转速太小电动机。最常使用的是1500r/min和1000r/min的电动机。综上所述,根据所需电动机功率和转速选择需要的电动机。
4.3.2传动比分配
根据前一个步骤电动机选定之后,电动机满载转速可查表得n满。带式运输机即工作机的转速通过公式n=60×l000v/(лD)来求得。则总传动比i总为i总=n满/n。电动机与带式运输机减速装置有V带传动和齿轮传动,则i总=i带・i齿轮。总传动比分配时注意三点,首先,V带传动和齿轮传动装置不发生干涉现象;其次,V带传动和齿轮传动装置尺寸尽可能小;第三,i带和i齿轮传动比不大于4。
4.3.3动力运动参数计算
在选定电动机和传动比分配之后,可以计算出减速器两个传动轴三个重要的动力运动参数转速n、功率P和转矩T。
4.3.4带转动设计计算
课程设计主要从事一级减速器设计,带传动设计主要计算几个重要参数。
确定计算功率Pc。根据设计题目要求,查设计手册,可得带传动工作情况系数KA。计算功率Pc为Pc=KA・Po
选择V带型号、确定带轮基准直径dd1、dd2。根据计算功率Pc和电动机转速n满查普通V带的型号选择图表,选择相应V带。再根据图表显示确定小带轮的直径dd1,同时大于所选V带的最小直径且在标准系列直径里面的数值选取。大带轮直径dd2通过公式dd2=i带dd1来计算。
验算带速v。带速不能超过25m/s,通过公式v=■来进行验算。
确定中心距a和带的基准长度Ld。通过公式■■来初选a0,再根据公式初算带长度Ld0,公式为■。根据计算结果查普通V带长度尺寸系列得基准长度尺寸Ld。选择基准长度Ld后,计算实际中心距a,公式■。
验算小带轮包角?琢1。根据带传动的传动要求,小带轮包角应大于等于120°,小带轮包角公式为 。
确定带的根数Z。查单根V带的基本额定功率得P0,查单根V带的基本额定功率的增量得P0;根据小带轮包角α1,查得包角系数Kα;根据V带的基准长度Ld,查普通V带的基准长度尺寸系列与长度系数,得长度系数KL。把结果带入公式得确定V带的根数,公式■。
确定初拉力F0。根据公式F0=■确定初拉力F0,作用于带轮轴上的载荷FQ,公式■。
4.3.5齿轮的设计计算
(1)齿轮材料和热处理的选择。齿轮选用45号钢,小齿轮采用调质处理,大齿轮正火处理,大小齿轮硬度不同。通过相关公式可得到齿面接触疲劳强度[σH]和弯曲疲劳强度[σF]。
(2)按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸。齿轮传动采用闭式齿轮传动,小齿轮齿数可在20-40之间选取。减速器采用单级齿轮传动,齿轮相对于两支承对称布置,两轮均为软齿面,查表可得齿宽系数ψd。
(3)按齿面接触疲劳强度设计。根据齿轮工作情况,查载荷系数表格,可得载荷系数K。按齿面接触疲劳强度设计,小齿轮直径■,再通过公式m=d1/z1确定齿轮模数m。
(4)校核弯曲疲劳强度。查齿轮的复合齿形系数,带入公式对弯曲疲劳强度进行校核。弯曲疲劳强度公式为■。
(5)齿轮的结构设计。齿轮的基本参数如齿轮直径、齿顶圆、齿根圆、中心距、齿宽等都可以计算出来,但齿轮轮毂尺寸、轮缘厚度、轮缘内径、腹板厚度、腹板中心孔直径等需要与轴配合设计。
4.3.6从动齿轮轴的设计计算
(1)轴的材料和热处理的选择。轴采用45#钢调质,由机械设计手册中的图表查得抗拉强度σb、屈服强度σs、许用弯曲应力[σ-1]等参数。
(2)轴几何尺寸的设计计算。按照扭转强度初步设计轴的最小直径按照公式■进行设计,考虑轴上键槽,选取直径稍大些。根据轴上零件的定位、装拆方便的需要,同时考虑到强度的原则,从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核计算。根据齿轮啮合原理,可以算出齿轮的圆周力Ft和径向力Fr。由径向力可以算出两个轴承的支反力FA和FB,再通过画图确定两个轴承之间的距离L。根据已知条件可以计算出最大弯矩Mmax为Mmax=FA・L/2,再通过公式■计算弯曲应力,若计算弯曲应力小于等于[σ-1]为合格。
4.3.7轴承、键和联轴器的选择
考虑轴受力主要是径向力,故可选用深沟球轴承。轴承的选择与轴、箱座和箱盖配合设计。
从动轴伸出端键的设计与校核。根据从动轴外伸端的直径,再根据GB/T1095-2003设计键的尺寸。键挤压应力按照公式■,若■键的强度合格。同理,从动轴与齿轮联接处进行校核。
联轴器的选择。由于减速器载荷平稳,速度不高,无特殊要求,考虑拆装方便及经济问题,选用弹性套柱销联轴器,采用Y型轴孔,A型键轴孔。
4.4设计图纸的安排
课程设计需要同学们了解减速器的结构设计,所以必须进行减速器图纸设计,同时考虑到同学们的设计时间较少,故选择具有代表性的五张图纸,装配图、箱座、从动轴齿轮、从动轴和从动轴输出端轴承端盖。
5.教学改革的实施及结果
通过物流专业同学们的设计实践,同学们较好地完成机械设计课程设计教学任务。既了解机械设计的一般过程,又了解减速器的基本结构,取得了较好的教学设计效果。
参考文献:
[1]荣辉,付铁,杨梦晨,等.机械设计基础[M].北京:北京理工大学出版社,2013
[2]陆玉,冯立艳,李建功,等.机械设计课程设计[M].北京:机械工业出版社,2015
机械工程专业课程设计范文2
关键词:机械工程;本科;毕业设计
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)05-0262-01
1 引言
毕业设计是高等学校应届毕业生在毕业前接受课题任务,在教师指导下独立进行科学研究或工程实践,获得基本训练并取得成果的过程,它是评估学业成绩的一个重要方式,也是提高学生综合素质与创新能力的关键一环。作者结合广东工业大学的实际,从科学选题、落实开题环节、保证毕业设计论文质量等关键环节提出了改进毕业设计
工作的措施。
2 科学选题
选题是毕业设计工作的龙头,选题质量是影响毕业设计质量的重要因素,精心挑选毕业设计题目,是搞好毕业设计的第一步。但是选题目前存在着一些问题:有的选题缺乏综合性、新颖性,深广度不够;有的选题对学生显得难度较高,工作量过大;有的选题虽然有较高的研究价值,但学生由于怕难或者因就业等原因而不愿选;另外,系与系之间和各系内部之间的设计题目在难度和分量上也存在一定差异。
针对以上问题,可以从三个方面综合考虑选题。
(1)毕业设计选题要尽可能联系工程应用、生产实际和科学研究。这样有利于调动学生的积极性,由于是真做实干,他们就会主动去了解、熟悉有关科研情况,分析解决问题的方法和途径,使能力得到提高。因此,我们在为2003 级机械制造及自动化专业的学生选题时,选择了“旋转超声主轴振动系统研制”,“三座标工业机械手的设计”,“防伪矿泉水瓶盖的设计”,“自动门PLC控制系统设计”,“适合于电感的微点焊系统研制”等新颖又结合科研实际的课题,尽量反映当代科技发展水平,让学生能了解、把握国内外在该研究领域的最新成果和发展动态,结果学生更加乐于参与到科研课题的研究中。
(2) 要考虑完成课题的客观条件。学校毕业设计经费、教学试验条件都有限,不是任何来自科研实际的课题都可用做毕业设计,必须根据客观条件来选择设计题目,这些条件主要包括:可查资料库源,试验设施和足够的经费等,因此我们在选题时,一般选用能为学生提供可用的仪器设备,试验场地等条件的科研课题,例如“微细特种加工中心”试验样机在我们教研室已经搭建好,“线切割机床、电火花机床、超声抛光装置”等设备可以为学生做毕业设计时提供可以直接操作,锻炼自己的动手能力的机会。
(3) 要有适当的难度和深度。举例说我们选择“旋转超声主轴振动系统研制”课题时,考虑到该课题涉及了声学,机械振动学,电力电子学,数电,模电等多个领域,涉及的知识面较广,设计工作量较大,有一定的深度,学生可以通过综合应用所学的基础理论和专业知识,在规定的时间内得到充分的锻炼,但是考虑到本课题有一定的难度,为了保证学生在有限的毕业设计工作时间内,经过努力能完成任务或做出阶段性结果,我们安排了两个同学参加,在掌握总体设计思路的基础上,分别进行硬件结构设计、驱动电路等不同部分的,有侧重点地进行研究,经过分工合作,完成了整个课题的设计任务,效果良好。
3 落实开题环节
为提高毕业论文设计教学质量和探索出适用于毕业论文设计全环节教学质量监控的方法,可借鉴研究生创新能力培养方法,在本科毕业论文设计教学中新增开题环节,以强化学生包括查阅文献资料广泛获取信息,提出问题、拟定实验研究方案和设计方案,科学实验与测试,数据整理与分析,撰写实验论文,书面表达和口头表述等能力在内的基本创新能力。
(1)开题环节的必要性。开题的意义在于完善论文设计方案,使论文设计方案更加系统化,收集信息,听取各方意见,明确思路以坚定论文设计者的信心。一般说来,将思考的东西正式地讲出来和写出来,会比原来所思考的更有升华的意味,因为从“思”到“说”和“写”,其间加入了逻辑的创造过程。通过撰写开题报告,要求学生讲清题目的来龙去脉,从而使学生明确毕业设计课题的目的和要求,对题目有更深刻理解与认识,会使原来的论文设计思路更加完善和系统,对自己的工作做到“胸有成竹”,减少盲目性,避免出现不知从何处入手的尴尬局面。
(2)开题环节的组织。在开题会之前,每个学生按规范
书写了开题报告。学生持经指导老师签字同意的选题报告书、任务书及其它相关资料上台汇报选题的目标和意义、拟采取的技术路线和方法、工作基础、预期成果和工作计划等内容10分钟。评审小组根据学生自述和选题报告书及其它文本内容,对学生论文设计是否达到专业培养目标要求和完成论文设计的可行性进行考核,并对论文设计广度、深度、贴切度、重点和难点等提出具体的修改意见。
4 保证毕业设计答辩的质量
答辩是毕业设计(论文)工作的最后一个环节,是全面检查和评估毕业设计(论文)质量的重要手段。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计(论文)。学院可根据本院及所属各系的具体情况成立若干答辩分委会,分委会下辖若干个答辩小组。分委会主任和答辩小组组长均由副高职称以上教师担任。答辩前应认真审查学生的答辩资格,毕业设计(论文)应由除指导教师外的答辩小组1名以上教师认真评阅,写出评阅意见与评分,评分不及格者不得参加答辩。凡毕业设计(论文)拟评“优秀”的学生,都必须参加各系答辩分委会组织的集中答辩。对毕业设计平时不认真、小组答辩成绩较差的学生,由相关分委会组织复答辩后视情况决定是否给予通过。答辩时间应控制在学生汇报15-20分钟,教师提问20分钟为宜。毕业设计成绩评定必须坚持标准,严格要求。“优秀”的比例应严格控制在本专业参加答辩总人数的20%以内,优良比例应严格控制在60%以内。对毕业设计(论文)的质量,除了本身的学术水平、应用价值
外,还应考察学生解决实际问题的能力、对知识的综合应用能力、在工作中查阅处理信息和应用各种工具的能力、撰定科研报告和表达交流的能力以及在工作中的团队协作能力等。答辩委员会要办事公正,治学严谨,严把质量关,对毕业设计(论文)达不到教学要求的,决不姑息。
5 结论
搞好毕业设计(论文)工作,重要的是要做到“五个到位”,即认识到位、经费投入到位、指导教师到位、学生到位和管理工作到位。另外,科学选题,严把选题关是做好毕业设计(论文)的前提;认真做好毕业设计开题工作是毕业设计工作顺利进行的保证,消除学生毕业前的各种干扰,专心做好毕业设计,是本阶段学生思想政治工作的重点;严格的答辩将有利于学生树立良好的学风,促进学生认真做好毕业设计(论文)。
机械工程专业课程设计范文3
关键词:VB 程序设计 教学 实践
一、引言
高级语言程序设计是高等院校工科大学机械类专业的一门重要课程,通过该课程的学习,学生能够初步了解和运用计算机高级语言进行程序设计的基本理论、基本知识和基本技能。Visual Basic(VB)语言是一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言,可用于开发Windows环境下的各类应用程序。它简单易学、效率高,且功能强大可以与Windows专业开发工具SDK相媲美。因此基于VB语言的“Visual Basic程序设计”属于计算机基础教育课程的三个层次“文化、技术、应用”中的第二层次,目前是许多工科大学机械类专业必修的计算机技术基础课程。该课程主要讲授程序设计语言的基本知识和程序设计的方法与技术,其内容以程序设计语言的语法知识和程序设计的基本方法为主,同时包括程序设计方法学、数据结构与算法基础等方面的内容。该课程是一门实践性很强的课程,通过该课程的学习,使学生掌握面向对象程序设计的思想和方法,培养学生逻辑思维和逻辑推理的能力以及应用VB解决实际工程问题的初步能力,为今后进一步学习计算机程序设计打下基础。
但是根据对课堂教学效果的调查得知多数学生学习效果不理想,学生们认为VB语言枯燥、难以理解,学生缺乏相应的知识背景,导致学生对这门课有恐惧心理,缺乏兴趣。很多学生知其然而不知其所以然,只局限于简单的“会”,而不能使用VB进行编程,更遑论应用所学的VB知识编程解决机械问题。因此改进教学方法、培养学生程序设计的编程能力和实际应用能力,已成为VB教学的一个重要任务。那么如何使学生们喜爱并学好这门课,作者在教学实施方面做了如下思考。
二、整合课本内容,培养学生对编程的学习兴趣
教学中以VB面向对象的程序设计方法和事件驱动的编程机制作为主线贯穿于讲授过程中,打破原有的以课本知识的逻辑结构为顺序组织课堂教学的模式,先从简单的贴近机械应用的实例入手,让学生领悟到《VB程序设计》在今后专业岗位上的作用。通过让学生观看、模仿并实际进行编译,在实际操作中理解文件的建立、读、写、逻辑判断和循环等编程语句的实现,激发他们对编写程序的积极性。学生学习的积极性调动起来后,在以后的学习中应用现在发达的互联网工具和学生交流,在网上论坛上设立留言板和讨论板,实现学生与老师的互动。通过网上答疑、相关信息和组织同学们的讨论等,极大地激发学生的学习兴趣,改变以往满堂灌输的填鸭式教学为学生自主提问、自主设计程序和自主解决学习中的问题。
三、课堂教学将因“材”施教与因“需”施教相结合,培养学生的实际编程能力
教学实践中,不仅要培养学生程序设计的技能,还要培养学生系统分析和系统开发的技能。因“材”施教中的材指的是选择既有利于教师组织教学过程,又有助于学生学习的合适教材,课堂教学中以教材为纲。教材应包括如下具体的教学内容:VB集成环境、面向对象基本概念、程序设计基础、常用算法分析、常用控件及界面设计、文件、图形操作、数据库应用、多媒体应用等。“需”是紧扣教学大纲所确定的培养目标,以能够采用VB编程解决机械设计及使用中遇到的实际问题为尺度,将相关课程的知识点加以整合,按照三实即“实际、实用、实践”的原则重新组织教学内容。程序设计是实践极强的工作,学生只是听、看、读是很难掌握的,只有通过动手实践编写调试大量的程序,才能使学生从中理解程序设计的思想方法、积累程序调试的经验,体会成功的喜悦。在上机实验环节,将验证型实验、设计型实验和综合型实验相结合。
四、结合机械工程设计实际进行实例教学
机械工程实践中有许多问题需要用到计算机编程,如机械中各零件的三视图、机械设计中各部件承受力的计算以及机电系统中各种控制软件的实现等。这些大都可以使用VB编程实现,这样就为在教学中适当打破教材原有以知识的逻辑结构体系为顺序组织课堂教学的方式,改为从应用实例入手,通过让学生在实际操作去体味解决实际问题的快乐。初步掌握在Visual Basic环境下利用事件驱动的编程机制和新颖易用的可视化设计工具,学会使用Windows内部的广泛应用程序接口(API)函数,以及如何使用动态链接库(DLL)、对象的链接与嵌入(OLE)、开放式数据连接(ODBC)等技术,实现高效、快速地开发Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。例如,通过分析一个轴承的实际受力情况,要求学生使用VB的设计页面、输入和输出等各项功能。在实施过程中,教师讲解所提问题的背景并讲解一些相关的机械设计的知识,介绍VB对象及对象的方法和事件的有关概念,然后教师与学生一起讨论,设计界面,讲解如何在当前打开的窗体内添加命令按钮、文本框和标签等,如何设置好各对象的属性,以及分别在命令按钮的单击事件过程中添加相应代码,并介绍一些快捷操作,如按功能键F5运行程序等。学生在实际编程实践中既复习了机械专业课教学中学过的相关知识,又领悟了VB编程中的基本概念,同时掌握了使用计算机编程解决实际问题的流程。在这个操作完成后,教师通过设问让学生在此归纳思考VB程序开发中的一些概念,如对象与事件分别对应实例中的那个部分,创建VB应用程序的步骤。通过将具体的机械设计实例融合进编程实践中,促使学生们进一步思考如何使用更多的VB开发工具解决更复杂的工程机械设计问题。
五、重视学生规范编程习惯的培养
学生对编程语言设计中变量、类型、运算符和表达式这些基本概念和语言规则的掌握需要一个过程,对算法和数据结构的知识需要不断积累。在这个学习过程中,教师要注意培养学生程序编写规范化。通过在课堂教学中尽量使用标准编码,对学生进行潜移默化的引导,这样在学生进行程序设计过程中可以避免一些不必要的错误,如使用显式编码、严格执行变量先定义后使用、避免使用缺省属性以及明确指出是在引用对象还是在引用对象属性等。另外加强程序书写规范的教育,如要求学生在书写程序中书写格式应该结构层次分明,并且养成程序里面添加必要注释行的习惯。
六、考核内容以评价学生的具体实践能力为中心
VB课程是一门实践性很强的编程基础课,对学生的考核很难采用传统的理论教学考试模式,评价学生学习成绩应采用理论考试与上机操作相结合的方式。理论考试采用闭卷形式,主要考查学生牢固掌握基础知识和基本概念,题目形式多样。上机考试考查学生阅读程序、编写程序、调试程序的综合能力。另外再加上该课程的平时成绩,就可以对学生使用VB解决机械中实际问题的综合能力进行评价。
七、结束语
总之,VB作为一门重要的编程语言,在工科大学机械类专业的计算机基础教学中占据重要位置,教学方法在教学实践中起着举足轻重的作用。教师在教学实施中采用将机械专业知识与计算机程序设计教学相结合的方法,以学生为主体,教师为主导,采用符合机械专业学生特点的教学方法,充分调动学生学习的主动性。同时,考核中以实践为引导,努力培养学生自主学习的兴趣,培养学生的创造性思维,提高学生使用VB解决实际问题的能力,从而使得VB课程的教学质量得到不断的提高。
参考文献:
[1]张萍,陆根书,程文文.教学情景对大学生学习方式的影响[J].教学研究.2006.4.
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[3]郑阿奇.Visual Basic实用教程[M].北京: 电子工业出版社.2005.1.
机械工程专业课程设计范文4
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服装设计与工程专业的学生在入学之前,大部分学生基本没有学习过相关的色彩基础知识,在传统的教学中,通常是在没有绘画基础的情况下,直接让学生进行客观物象的写生练习,于是造成学生对色彩基础知识的陌生,对色彩搭配缺乏正确的感受,想画好,却心有余而力不足,不会理解画面的整体感,喜欢钻入细节,与就业相关度不大,对本门课程失去信心。倘若在教学中,如果利用一些行之有效的快速提高色彩修养的方法,往往能使学生们的色彩学习达到事半功倍的效果。
笔者将色彩写生教学传统模式进行选择性的改革,教师可以围绕“如何教”与“如何学”为课堂设计的重点,将相关的色彩教学内容重新组合和更新。强化理论和实践的结合,实现理论,实践,鉴赏、创意一体化,课堂中运用启发式,参与式,协作式进行教学,为本课程与就业接轨奠定思想的基础,为专业欣赏提高审美修养。以下是将本课程分为四个阶段的循序渐进训练的方法的具体阐述。
第一阶段,培养基本的素描关系的训练
传统的色彩基础教学中已经习惯了“填鸭式”的教学,无论学生们对整体画面是否有层次的观点,只要一上课便开始写生,学生们多少会有不知所措之感。造成画面常常显脏,无立体感,色彩搭配生硬,整幅画缺乏层次感。于是先从素描关系着手训练,是第一位需要解决的问题。所以,虽然是色彩基础的训练,可还是需要先从单色素描开始,这样,学生上色时才能根据画面的整体明暗度进行上色,进行冷暖的对比,进行合理地提炼训练,对后期的色彩写生画面起到层次丰富奠定基础。
第二阶段,培养高品质的审美修养
传统的色彩写生中,往往强调写生物象的色彩冷暖关系对比,使得物象的基础色变得模糊,或者是明度关系不明确。要想将没有美术基础的学生,快速提高审美修养,最好的办法就是临摹。先临摹一些简单的单个物体,色彩较鲜明,层次关系好的作品。教师可以选择一些范画,还有写生的步骤。学生可以选择大画面中的局部进行临摹,体会画面的层次把握。
第三阶段,培养简单物体写生的兴趣
改革后建议选择与专业相关的物体写生,比如不同质感衬布的写生,毛绒玩具写生等等。主动寻找与专业相关的内容,这样物象的立体表达会成为学生学习的动力;学生会更深一层的了解到什么是画面的层次感,为后面的创作奠定审美基础。
第四阶段,提高学生与本专业结合的应用能力
教师可以选择一些著名的色彩大师的作品进行鉴赏讲解,可以是写实的静物,人物,抽象派的,立体派的,印象派的油画欣赏,强调画面的色彩搭配技巧,还有画面的整体层次的审美。临摹或创作抽象色彩。这一阶段,教师教会学生如何学习色彩,并选择性的掌握和运用技巧。
本阶段加强学生的创新意识和创造能力,是真正提高学生色彩能力的阶段,也是考核学生掌握色彩的能力阶段。是本文改革的重点和难点内容。
我们教学目标是学生将学会色彩知识再生的能力。是一种现代设计知识与技能的传递。在这一过程中,学生可以充分合理地发挥想象的能力,把被动转化为主动,训练学生将主观的组织处理而成为结构严谨,给人以丰富联想的视觉效果,可以发挥想象,绘制各种图像,还要练习与专业相关的花型设计,从而加强与本专业的结合度。
考查这一阶段的学习,我们不必要求形体的具象准确,不要求色彩的写实性,鼓励学生将生活中的不相干的事物组合起来,进行画面合理的设计;鼓励学生尝试不同的技法进行绘制,将个性充分表现在作品中。教师可以从以下三个方面评价:
1) 色彩的呼应。即选择一种色彩为关键色,分别用到从中心到的几个部位,形成画面的主次色彩搭配。同时,也能使色彩之间相互联系,形成一个多样统一的整体,色彩上取得彼此呼应的关系,才能取得视觉上的联系和唤起视觉的运动。
2)节奏和连续。色彩的有规律布置,容易引导视觉上的运动,或称色彩的韵律感。色彩韵律感不一定用于大面积,也可用于位置接近的图形上。可以显得更有内聚力。
3)加强对比。提到色彩对比,不要以为只有色相上的对比,实际上采用明度的对比、纯度的对比、清色与浊色对比、彩色与非彩色对比,都能加强色彩的魅力。
古人认为高明的艺术创作能够“以色传神,以色夺人,以色抒情,以色写意”。色彩能引人入目,色彩本身不存在美丑,各种色都有固有的美。服装设计与工程专业在完成本门课程任务时,能够做到欣赏各种风格的绘画作品,并且对抽象的色彩有了切身的体会,对未来的服装面料花型的设计及配色都有了基本的审美意识。
本文目的在于抛砖引玉,面对日新月异的服装市场,学习服装专业的实践性教学应强调创新精神,实践教学把师生的设计思路引向企业和市场,并放眼于国际教学体系,实现专业教学的整体目标,从而促进学生设计思想的提升,培养学生综合的创新能力,使学生在走出校门之前就适应社会。
参考文献:
[1]姚晓东,色彩传递[M]江西美术出版社,2003
[2]黄元庆.服装色彩[M].北京: 中国纺织出版社,2000
机械工程专业课程设计范文5
机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师,使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识,受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后,除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外,作为现代机械工程师,还应具备以下能力:(1)能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题;(2)具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力;(3)具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力;(4)能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性,具备协调与合作能力;(5)具备终生学习的能力。
二、机械工程系列核心课程教学培养现状
机械工程系列核心课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程,以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强,与相关课程关联关系强,在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。以《机电传动控制》为例,该课程的理论性、实践性和综合性强,涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面,关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程,和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程,甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学,在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中,机械工程系列核心课程均存在内容量大,知识面广,教学以理论为主,实验为辅的现状。理论教学方面,由于原理图多,文字叙述较抽象,学生又无实物接触,难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓,不仅影响了学生的实际应用能力,也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节,多采用验证型实践教学,且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性,更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节,即考试,现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握,比较理论化,并不注重与工程实际的联系,往往出现教师为考而教,学生为考而考、考后即忘的现象,无助于对工程技术人才的培养。机械工程领域知识的复杂性和交叉性,使得实际工程问题通常是隐性的,学生毕业进入企业后,无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案,企业必须投入相关资源进行二次培养,企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此,工科院校机械设计制造及其自动化专业,针对机械工程系列核心课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革,培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要,是适应社会发展需求的需要。
三、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列
核心课程教学改革研究与实践我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标,贯彻以工程项目构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)全过程为载体的CDIO高等工程教育理念,打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式,以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容(含实践教学)安排、教学方法以及师资和教材建设的核心,系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目(一级项目),其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程(含实验),这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”,极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时,工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,构建真实的工作场景,以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题;解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下,学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺,以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状,使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进;解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题,真正避免现有教学制度下,老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。针对教学体系改革,建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系,优化课程结构,改革教学内容。如教学过程中,以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线,给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数,要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究,又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容,注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时,将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合,扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”“、80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式,使学生易学,老师易教。在《机电传动控制》课程教学改革过程,共有三条主线:其一,课程自身教学系统主线;其二,工程设计项目与实验教学主线;其三,对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开,最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中,在授课教师的带领下,进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多,工作量大,单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场,极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习,课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导,学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作,完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项,目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨,课后主动学习时间大增,在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色,而不是以往的“填鸭式”教学;学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力,达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革,强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验,培养动手操作和创造能力,注重该课程与相关课程的关联设计,注重该环节理论与实践的联系;对于考试环节,不以最后一考来定输赢,而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合,笔试与口试结合,注重工程设计的实际应用方面的考评。
四、总结
机械工程专业课程设计范文6
关键词:人才培养;教学改革;机械工程;专业建设
作者简介:古莹奎(1976-),男,河南南阳人,江西理工大学机电工程学院副院长,工程实训中心主任,教授;何学文(1971-),男,江西赣州人,江西理工大学机电工程学院副院长,教授。(江西赣州341000)
基金项目:本文系江西省高等院校教学研究省级教改立项课题(课题编号:JXJG-10-6-1)、江西省教育科学“十一五”规划课题(课题编号:09YB428)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)08-0038-02
机械工程及自动化专业是机械工程人才的孵化器,主要培养从事机械工程领域的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理、经营销售等装备制造业领域的高等工程科技人才。[1]针对当前机械类大学生普遍存在的实践应用能力差、科技创新意识薄弱、知识结构单一等缺陷,机械工程及自动化专业应该运用全新的教学理念指导教学改革,明确建设思路与方案,优化专业结构,加大建设力度。[2]本文结合江西理工大学机械工程及自动化专业的建设探讨本专业的结构优化与人才培养模式。
一、当前专业建设和人才培养存在的问题
当前,机械工程及自动化专业在建设方面存在一些问题,严重影响了机械类创新人才的培养和学科专业的进一步发展。主要表现在以下几个方面:
(1)学生知识面狭窄,课程内容落后于时代,缺乏反映学科发展前沿的有关新学科、新技术和新思维的知识。不能激发学生思考新问题、探讨新知识的创新欲望。
(2)教学方法呆板,过于重视考试和成绩。缺乏启发式、研究式的学习氛围。高校必须高度重视培养学生的创新精神和创新能力。
(3)重理论、轻实践,重计算推理、轻实验论证,理论脱离实际,不利于培养学生发现问题和解决问题的能力。[3]缺少一种面向未来的精神,过于守成,缺乏创新。
(4)较浅的人文底蕴,大学教育习惯于按专业招生,分专业培养。在培养过程中过于强调专业,忽略了学生在人文、社会和科学方面的教育,不利于学生的多样化和个性化发展,无法适应社会的快速发展。
(5)渐趋职业化。在强调理论联系实际的同时,局部培养过于职业化。在学生培养过程中,应重视学生科学思维、科学方法、科学精神的培养,不仅要让学生学会学习、学会工作,还要使学生学会探索、学会创造,避免将本科生培养成单一的技术工人。
(6)学分与学知识的矛盾。目前学校各专业普遍实施学分制,并且按照宽口径、厚基础的思想进行学分分配,尽管专业教学计划的制定是本着较优的比例进行必修课和选修课的设置,但学生往往在选课过程中由于缺乏系统的指导,抑或是仅仅为了拿学分而盲目选课,造成很多主干专业课没有选而学分已经达到要求的状况出现,不利于学生专业素质的培养。
(7)具有工程背景的教师比例较低。由于教师缺乏工程实践经历,难以引导学生进行理论联系实际能力和创新能力的培养。
二、专业建设与优化的途径
鉴于以上种种不利因素的存在,江西理工大学机械工程及自动化专业在建设过程中不断转变教育观念,进行结构优化,改革教学方法,主要采取以下措施。
1.明确专业建设的思路
作为省级重点学科、省级品牌专业和国家特色专业,江西理工大学机械工程及自动化专业在近期得到了长足发展。
明确提出其建设思路为立足江西,面向市场,面向矿山、冶金行业,把积极加强发展和培养“口径宽、基础厚、能力强、高素质”的机械设计与制造领域的应用型和复合型本科生作为主要培养目标,完善特色培养模式的教学计划和教学大纲;加强师资队伍建设,推动和深化教学改革,改革教学内容、课程体系、教学方法及手段,强调理论和实践的紧密结合,积极探索高级应用型人才的培养规律;进一步加强校企合作,加强校外实习基地的建设,大力加强实验实训基地的建设和专业教材建设;推进科技服务水平和科研水平。
2.继承与拓展已有教学科研成果
在继承传统矿山机械、冶金机械和设备管理专业已有教学和科研成果的前提下,紧跟当前矿山机械、冶金机械和工程机械的最新发展趋势,将本专业向更广更深层次拓展。使本专业成为涵盖矿山机械、冶金机械和工程机械新产品研发、自动控制、设备工况监测与故障诊断、机电液气一体化工程以及矿冶设备可靠性、维修性、安全性的极具行业特色的新型专业。
3.以服务地方、行业经济为导向,制定复合型创新人才培养方案
作为江西省具有矿山、有色、冶金行业背景的机械专业,江西理工大学机械工程及自动化专业理应承担起为地方和行业经济发展服务的重任,找准人才培养与地方需求的最佳结合点,与地方形成互利共赢、互动发展的良好局面,为地方和行业经济发展输送更多的复合型创新机械类工程技术人才。根据地方和行业(矿业工程、有色冶金、钢铁冶金)对机械类人才的需求,确立“以能力培养为主线,宽口径、厚基础、强能力、高素质、重特色”的人才培养模式,使学生在结合矿业工程和有色、冶金工程的生产过程中,学习专业机械设计与制造的技术基础理论和专业知识。
4.以有色、冶金行业的典型工艺和设备优化专业课程体系
创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质。通过校企联合创建人才培养模式,按照用人单位的“零适应期”要求,共同对专业课程体系进行规划,形成能够满足不同用人要求的专业课程体系,增设专业必修课模块,使每个特色专业方向设有3~5门的特色专业课程。把课程建设作为重点,制定课程建设规划、教学改革方案,全面应用现代教育技术。以精品课程、优质课程、特色课程和双语课程建设为主线,加大投入力度,全面推进课程建设。
5.转变教育观念,大力培养创新型教师
建设开放型、多元化师资队伍,以专业特色和行业背景为要求,制定本专业师资队伍建设规划和青年教师培养计划;同时,采用灵活的用人机制,聘用校外的专家、高级技术人员乃至学术团队作为企方教师,共同参与特色专业的教学工作。
6.建立渐进式、长效性的实践与就业保障体系
积极开展以有色冶金机械、矿业工程机械、钢铁冶金机械为背景的实践教学改革与研究,进一步加强校企合作和校外实习与就业基地建设,并共同规划实践教学的目标、任务以及实施办法,以实习促就业,以就业带动新的实习基地建设,实现专业培养目标与企业用人需求接轨。完善实践教学体系,使实践教学围绕特色专业课程,从专业技术基础课程的实验、实习贯穿到专业课程的实训、课程设计、毕业设计等环节。加强毕业设计环节的管理。实施毕业设计与科研课题和现场课题相结合的方式,使毕业设计面向生产一线,面向工程实际。在校企双方教师共同参与指导下,实现毕业设计现场化、工程化,进一步增强学生的工程实践背景。
7.建立和完善专业反馈机制和自行考核评估机制
经常校正专业建设的正确性。建立反馈机制,定期对生源、就业、社会影响进行评估和调查,及时了解市场、社会动态、时代需求,做到及时进行教学计划和课程体系改革,保证教学和学生培养质量。将校内教学督导制、助教制由校内延伸到企方,由校企双方共同对专业理论教学和实践教学环节进行监督,使专业教学质量的监督与评估更具有实效性。通过对专业教学、科研网络平台的建设,加强学校与合作企业的联系和沟通,使校、企在教学资源、科研资源等方面具有实时性、共享性和开放性。
8.改革教学内容和教学手段
着力改革课堂教学手段,加强教师与学生间的互动,要营造民主、宽松的学术氛围,激发学生独立思考;对学生的评价要以促进和激励学生创新能力的发展为主导。合理使用多媒体,加强多媒体教学手段的研究,提高多媒体课件的制作质量,使传统教学手段与多媒体教学形成互补,出台课前、课中与课后保证教学质量的有关规定。进一步重视教育资源的开发利用。对本专业各门课程的教学内容进行优化组合,避免重复讲授,提高授课和学习效果,并对实验条件和实验内容、实验手段进行系统的改造,通过优化组合、改造、整合和更新实验,使之成为综合性、设计性、开发性和开放性的实验;为本专业学生在实验、课程设计、毕业设计中进行专业技能、实际动手能力、计算机应用能力和创新能力的培养创造条件。加强网络化教学、科研信息平台的建设。设置自学型课程、讨论型课程、工程设计型课程、创业训练课程等,使课堂教学形式由单一的传授知识向互动交流、研究型、开发型教学形式转变。
9.加强教学管理
全面贯彻实施学校教学质量建设体系、专业建设实施方案、学科建设规划、课程建设实施方案、实验教学改革实施方案;进一步加强教学督导制、助教制,形成本学科的教学特色。把发挥教师主导作用与发挥学生主体作用结合起来,促进学生主动参与教学过程,充分调动其学习的积极性和主动性,全面提高课堂教学效果。
10.加强学生思想与学业的引导
为学生配备学业导师和思想导师,对学生的思想问题进行疏通,学业问题进行引导。在学生选课、科技创作、课外活动等方面进行充分的引导,避免出现学分与知识的矛盾。鼓励学生主动开阔视野,加强人文、社会和科学方面的教育。加强校园文化建设,精心设计、着力构建适合大学生成才的校园文化环境和学术氛围。
三、结束语
机械工程及自动化专业在建设过程中,始终坚持以培养矿业工程、有色冶金、钢铁冶金机械类高级技术人才为目标,以加强教学能力建设为重点,以改革人才培养模式为核心,将本专业建设成为办学理念先进、教学条件优越、理论与实践结合紧密,在有色、冶金行业及江西地区起到引领辐射作用的示范性机械类专业。目前,江西理工大学机械工程及自动化专业已包含工程机械、机械电子、机械制造及其自动化、模具设计与制造和冶金机械五个本科专业方向,在机械设计及理论、机械电子工程、机械制造及其自动化、车辆工程四个硕士点招收研究生,已建设成为江西省“十一五”重点学科,江西省品牌专业,并获批为国家第三批高等学校特色专业和江西省“十二五”重点学科。
参考文献:
[1]古莹奎,刘娟娟,黄开启.机械工程专业实践教学模式探索与实践[J].当代教育论坛,2009,(2).