機械原理課程評價范文
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導語:如何才能寫好一篇機械原理課程評價,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)30-0207-03
一、簡介
機械原理是以高等數學、機械制圖、理論力學及普通物理等先修課程為基礎,并為學習機械設計和有關機械類專業課程奠定必要基礎的一門課程。通過課程的學習,學生需要掌握機構學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能,并初步具有擬定機械系統方案、分析和設計機構的能力。機械原理課程理論性較強,且各章節相對較獨立,內容多,因此在其教學過程中應注重貫徹少而精的原則,不強調面面俱到,知識點要淺些,寬廣度需適應成人教育的特點。成人教育具有和普通高等教育不一樣的特點,主要體現在個體差異大,知識結構參差不齊,整體水平不高;一般年齡偏大,工作和家庭負擔重,工作忙碌,學習時間難保證;原有的知識結構不適應目前所從事的工作,需要提高自身的專業素質;隨著年齡的增長,成人的理解力增強,記憶力較差,但是成人學員大多為一線工作人員,實踐經驗豐富,對與現場聯系較密切的教學內容及實踐興趣極高。近年來入學的成人學生的年齡有不斷減小的趨勢,其記憶力方面較強,但在實踐經驗方面略有欠缺。國家提倡的精品課程建設是以一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等為特點的示范性課程。成人機械原理精品課程建設的目的是針對成人教育的特點,從教學隊伍建設、教學內容和課程體系改革、先進的教學方法和手段、教材建設、理論與實踐結合、課程建設全面規劃等方面進行努力和發展,使成人的機械原理課程教育教學在各方面符合國家示范性課程的要求。
二、課程建設方法
根據精品課程建設的要求,并結合我校自身的發展和基礎條件,從以下幾個角度進行了相關工作:
1.面向工程應用的課程設置。機械原理是機械類專業的一門重要的專業基礎課,在整個專業培養和課程體系中具有十分突出的地位,是從基礎課過渡到專業課、從理論性分析為主過渡到工程實踐為主的一門中間課程。該課程是學生接觸工程化的第一個實踐環節,因此如何深化工程化的概念對于機械原理的教學十分重要。隨著各高校的擴招,年輕教師越來越多,而且具有博碩士學位的比例越來越高。但目前的年輕教師主要是從學校到學校,缺少工程經驗,工程化的師資隊伍建設成為時展的需求。結合國家級“河海大學-寶菱重工卓越工程實踐中心”的建設,為增加年輕教師的學習經歷,在學生進駐企業的同時,各指導教師全程陪同,參與企業的項目建設。建立各學習模塊,為各模塊配備校內導師和企業教師,企業導師負責實踐教育,校內導師負責理論教育,相互學習,既提高了校內導師的實踐能力,也為企業帶去了較高的理論分析水平。而為了提高課堂教學時課程的工程應用比例,還借鑒了蚌埠學院的相關做法,如:(1)優先引進同時具有高學歷和工程實踐背景的師資人才,聘請企業內高級技術人員做校外兼職導師;(2)集合學院乃至校區的力量,積極參與常州市及周邊地區的建設,增強校企聯合;(3)鼓勵專利、產學研結合和技術服務,而不僅僅是理論研究和科技論文。
2.課程實施條件。在課程的具體實施過程中,主要從教師隊伍建設、教材規劃、教學條件保障等方面進行:(1)主講教師。從機械原理的教學人員構成來看,任課教師中有1名教授、1名副教授、3名講師,學歷均在碩士以上。年齡從35歲到50歲,結構合理,形成了一個教師梯隊。課程的主講教師在成人以及本科教育教學、教改研究等方面具有十分豐富的經驗。全體任課教師定期召開教學例會、集中備課、針對教學過程中出現的問題及時處理和分析。(2)教材規劃。理論課教學選用了由清華大學出版、申永勝編著的普通高等教育“十五”國家級規劃教材《機械原理教程》。該教材配有習題集可有效提供成人學生自主學習和研究性學習的資料。精品課程建設中,教材規劃參考天水師范學院的立體化教材建設方法。立體化教材包括主教材、教師參考書、學習指導書、電子教案、CAI課件、網絡課程、試題庫等。該教材的建設與整個機械原理課程內容、體系的改革相結合,電子教案和課件能夠及時反映教學改革的要求,網絡課程建設促進教學改革的嘗試,逐步提高機械原理的教學水平。(3)教學保障。成人的機械原理教育依托于本科教學環節,能夠使課程教學的教學條件得到充分保障。學院經過二十多年的建設,教學設備先進,教學設施齊全。學院設有本科教學的機械基礎省級實驗教學示范中心、機電工程學院實驗中心和河海大學常州校區工程訓練中心,機械基礎省級實驗教學示范中心2007年立項建設,2010年順利通過江蘇省驗收;專用與通用儀器和設備價值達2000余萬元;學院實驗室占地4000余平方米,擁有實驗設備儀器1200余臺套。目前實驗室開設的實驗課程主要包括:機構運動簡圖測繪;齒輪參數測量和范成實驗;機構運動拼接實驗;機構運動參數實驗。目前實驗課程主要對本科生開設,對于成人教育正逐步開展進行。(4)網絡化教學。針對成人學生的上課時間較難保證、課時緊等問題,要鼓勵學生能夠充分利用課余時間,因此建設好機械原理課程的網絡資源是十分重要的。我校機械原理的精品課程網站內容主要包括課程簡介、教學管理、教師隊伍介紹、教學資源等。其中教學資源主要包括助學式課件、思考題、練習題、習題答案、課程重點及難點解析等。網站中還有留言信箱,方便同學對于課程的疑問和問題能夠及時和老師溝通和聯系。
3.課程評價體系。課程評價圍繞課程培養目標,不僅要評價學生掌握的知識與技能,而且還要評價學生課堂的表現、出勤率和學習過程。評價時以課程考試為主要的評價方式,并輔助以課堂表現和出勤率等,力求評價方式的多樣化[5]。單純的期末考試不能完全反映出一個學生對課程的掌握程度,目前各高校大多都采用多種方式如課后作業、報告、實驗、小測驗、考試等進行考核,表1所示為根據我校成人教育的特點采用的評分標準和比例。多樣化的考核方式,使學生必須注重平時的學習積累,不能通過突擊的方式完成課程考試,學生有了積極學習的壓力和動力,更能均衡反映學生學習的實際水平和學習效果,符合正態分布。
4.課程改革與創新。機械原理課程具有較強的實踐性和可動性的特點。即課程研究的所有問題都來源于生產和生活中實際的機構和機器,并且研究對象都是具有確定運動的機構。因此學習方法也要與之相適應,在學習過程中,尤其應注意理論知識與實踐應用相結合、機構運動簡圖與具體實物相結合、機構的靜態分析與動態分析相結合、形象思維與邏輯思維相結合。機械原理的課堂教學、教學方法與手段等方面力求創新改革,探索適合成人學生學習的課程體系和教學方式,培養學生的學習興趣、創新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。(1)教學內容的創新。針對成人教育中學生的理論學習時間少而又急需提高應用能力的學習特點和需求,機械原理課堂教學的主要內容為:機械運動方案選型設計、機構運動分析與尺寸綜合、機械動力學分析和設計。此外還要重視介紹學科發展的新動態、新方向、新內容,注重激勵學生的學習欲望,調動學生的積極性,讓學生了解更多更新的理論、技術與方法。實踐教學方面主要包括小項目和專題、實驗教學、課程設計、課外創新等。如近年來國家以及省級組織的大學生創新訓練計劃,在創新競賽的過程中提高了學生的創新意識,學生得到了實踐鍛煉的機會、開闊了眼界。(2)教學方法的創新。機械原理教學方法配合教學內容的改革,加強與學生的互動,要將以教師為主的“灌輸式”教學向以啟發式、問題式、討論式教學為主的新的教學方法轉變,讓學生從被動學習轉變為主動學習,真正成為教學活動的主體。鼓勵學生應用成熟的工程軟件進行相關課程的學習。例如在很多章節中涉及到圖形法可以采用AutoCAD軟件來分析和設計,可以得到比手工繪圖精確得多的解,又可以鍛煉利用AutoCAD軟件繪圖的能力。如圖2所示為圖解法分析凸輪機構的相關參數。在解析法中可以結合matlab軟件教學,既可以直接利用matlab編程的方法,具有豐富的庫函數、編程簡單、可視化功能強,又可以采用simulink和simMechanics進行機構的運動學和動力學分析。如圖3所示,某曲柄搖桿機構中,各桿件長度分別為l1=120mm,l2=40mm,l3=70mm,l4=100mm,曲柄運動角速度250rad/s,利用simulink分析得到桿件BC和CD的角速度圖形。(3)教學手段的創新。在教學手段上,著重培養學生對機械系統的整體認識,課程重點突出,難點得到有效分析,課堂教學過程吸引學生的注意力,注重學生的參與,啟迪學生的思考、聯想。加強學生對所學基礎理論的理解。培養學生應用所學過的知識,鍛煉其獨立解決工程實際問題的能力。教學方法得當,充分利用多媒體教學,努力激發學生學習興趣和提高教學效果。多媒體課件中除了課程的文字性內容外,主要包括自制的動畫課件和機械相關的視頻信息,如企業內各種設備、工具和零部件及加工錄像等。此外,在機械原理課程中有關結構分析、運動分析、力學分析等方面的教學還應該注意多媒體和板書的綜合利用。
三、總結歸納
機械原理課程在機械類成人教育的課程體系中處于承上啟下的地位,因此加強成人機械原理的精品課程建設具有非常重要的意義和作用。在課程建設過程中,從面向工程化、保證課程實施、課程評價體系以及課程改革和創新等方面采取不同的措施和方法,可提高成人的教育教學質量,提高學生的學習興趣和自主性,提高學生的實踐能力和創新能力,使學生能夠牢固掌握機械原理中的相關基礎知識和內容,為機械類的后續課程的學習打下良好的基礎。
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關鍵詞: 機械原理 教學改革 探討
《機械原理》課程作為機械類專業的一門核心技術基礎課,其主要任務是使學生掌握機構學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能,并初步具有擬定機械運動方案、分析和設計機構的能力。在培養具有寬基礎、強能力、高素質的高級工程技術人才的全局中,其具有增強學生對機械技術工作的適應能力和創新能力的作用。基于本課程的性質特點,筆者根據多年來的教學實踐和教學經驗,對如何教好《機械原理》課作了一些探索,深刻地認識到進行課程體系改革與相關教學改革,進一步探討教學內容、教學方法和教學手段的改革是非常必要的。
1.課程體系和內容的改革
本著國家提出的“高等工程教育應回歸工程”這一非常重要的發展理念,《機械原理》課程教學的主要目標是培養學生解決工程實際問題的能力。而最近幾年由于教學改革的深入和課程體系的調整,學生學習的專業課門數量增加,單門課時量壓縮,這就需要教師在授課前針對不同專業對課程體系進行調整,把握“必須適用為度”的原則,內容優化,連貫、適度,保證基本基礎知識,緊密結合專業實例,強調實用性和應用性,強化學生的基礎能力、創新意識與能力的培養。首先從機械的整體出發,從宏觀上使學生了解機械整體的基本知識和要求,把握機構的結構、運動、受力的分析思想和方法。再以各種機械傳動齒輪傳動、連桿傳動機構、凸輪傳動機構、棘輪槽輪傳動機構為課題重點,把握各種機械傳動的特點,為培養學生機械安裝和調試能力打下良好基礎。最后介紹機械設計綜述部分,強化整機設計的內容,對機械設計的一些共性問題進行綜合闡述。這樣就形成了機械的組成及特性―機械傳動―機械設計綜述這樣的新課程體系,從而形成了機械原理到機械設計兩門課程的合理過渡。
2.教學方法的改革
教學方法直接影響教學質量和效果,改進教學方法是確保教學改革成果轉化為學生知識和能力的重要途徑。教學方法應根據課程體系中各部分內容的教學特點進行相應的改變,筆者在教學實踐中作了如下的一些嘗試:
2.1啟發式教學法
啟發式教學仍然是激發學生積極思維的首要方法,它可以使學生加深對基本知識的理解與掌握,并在求解過程中進一步思考,以至進一步提出科學的設想。教師在講課過程中一定要設疑、質疑,要特別注意在新舊知識的銜接轉換處提出新問題,提出的問題最好能引起幾種回答,以此激發學生積極思考,使學生做出正確的回答和判斷。例如在講到齒輪嚙合傳動這一節內容時,首先提出什么是公法線,并繪出草圖?在學生正確地回答了所提出問題后,接著再提問什么是內公切線?并且引導學生分析兩齒輪嚙合傳動時,兩齒廓接觸點的軌跡恰好在內公切線上,使學生很快地掌握教師要推出的新概念:嚙合線、力的作用線及四線(公法線、內公切線、嚙合線、力的作用線)為一線的道理,從而培養學生分析問題、解決問題的能力。
2.2現場教學法
機械原理是與工程實際聯系緊密的課程,在教學過程中要特別注重理論聯系實際。例如,在講解機構時,可以列舉實際機器(汽車、內燃機、牛頭刨床等)中的應用實例,從而增強基礎課與專業課之間的聯系。同時組織學生到生產現場或學院實訓基地進行現場教學,事先布置一些思考題,讓學生帶著問題一邊參觀一邊討論,把課堂理論知識和實踐知識有機地結合起來,使學生具體地領會各種機構在機器中的應用。每組織一次現場教學,授課教師都要對教學目的、要求、內容、組織形式等作周密考慮、精心安排,以收到預期的效果。
2.3討論式教學法
討論式教學法是課堂教學實踐的一個重要環節和一種重要形式,也是進行現場實踐的結合方式,教師通過討論創新,可拓寬學生的知識面,促進學生個性的發展,培養學生的創新能力。筆者在每堂課的進行過程中都設定若干個問題來和學生進行交流與討論,有時對學生所提出的問題還會以征求答案的方式在課堂上提出來,往往學生會以很高的熱情來給出自己的解答和看法,無形中激發了學生的學習興趣,增強了學生聽課的專注性和積極性。
3.教學手段的改革
傳統的教學手段,通常會使課堂教學比較單調、乏味,特別是機械原理課程的教學,由于不少學生缺乏實踐活動,對機械的感性認識不足,僅僅依靠教師課堂講授,很難達到良好的教學效果。在教學實踐中要注意教學手段的改革:
3.1采用多媒體教學
在學院現有設備的基礎上,采用先進的教學手段,使用制作精良、內容豐富的多媒體課件來輔助教學,可以幫助學生更快更好地理解和記憶學習內容。
3.2運用網絡教學和輔導
根據教學的實際情況,強調實踐性,精減基礎課的教學課時,運用計算機網絡輔助教學,把一些相關內容及訓練習題、課件上傳到校園網,讓學生課外閱讀、學習,培養學生的自學能力。
4.抓好課外學習環節
隨著科學技術的進步和機械學科的發展,學生需要掌握的內容越來越多,而隨著教學改革的深入和課程體系的調整,機械原理課程的教學學時卻越來越少。為了取得比較好的教學效果,教師不但要抓好機械原理課程的課堂教學環節,而且要重視學生的課外學習環節,把培養學生實踐能力和提高創新能力這一目標貫穿于整個教學過程當中。
4.1課外作業的改革
做作業對于學生掌握課堂所學的知識,加深對課程內容的理解都具有十分重要的作用。機械原理課程的習題演練是學習中的一個重要環節。教師可適當選擇和實際生活密切相關或反映當前科學技術與工程實踐新成果的設計作業題作為機械原理課程的作業。另外,可適當安排一些中外文獻的課外閱讀,如閱讀機械發展史、國外機械原理教材等,課外閱讀可激發學生學習興趣,開闊學生視野。
4.2開放實驗室
開放實驗室,歡迎學生自己利用課余時間進入實驗室做實驗和科研,不但能培養學生創新思維能力,而且能提高學生實際動手能力和解決工程實際問題的能力。開放實驗室能使實驗場所和設備得到充分利用,既能解決學生多、教師少和設備有限等矛盾,又有利于互幫互學,加深學生對理論知識與實驗內容的理解。
鼓勵學生將機械原理設計性的作業題、繪制出運動簡圖,并在綜合性實驗臺上進行運動和動力分析。在實際操作中,學生能清楚地看到理論與實際的具體結合,具有更強的實踐性。通過大量的實際操作,學生能夠提高動手能力和解決實際問題的能力。
4.3開展大學生科技創新活動
由教師命題或學生自行選題,啟發學生發現自己身邊或生產中存在的機械方面的問題,提出創新題目,積極參加大學生科技創新活動。通過對學生進行創新構思和設計方法培訓,學生從發現問題、分析問題、解決問題到模型制作都能得到全程訓練。同時,在學生進入機械原理等專業基礎課后,就吸收感興趣的學生成為教師研究課題的成員,在教師的指導下從事科研工作。通過科研活動,學生既能提高實踐能力,又能加深對基礎知識的理解。
5.考核評價指標的改革
教學必須尊重學生的差異,隨著教學的內容、形式的多樣性,教育評價主體、評價指標也應當多元化。多一把衡量的尺子,就會多出一批好學生,必須改變一張考卷定終身的考核方法,要根據學生的個性差異,設計多元評價體系。
在成績評定方法上要采取綜合組合評價方法,即把由期末一張試卷定成績的做法分解為五方面綜合評定:(1)聽課態度(包括出勤、組織紀律、課堂問答、課堂討論及論述講解)成績;(2)平時(作業及大作業)成績;(3)實驗成績;(4)期末測評(綜合能力)成績;(5)平時的發明創新能力。期末總成績將上述五方面的成績按不同比例加以綜合給定。
實踐證明,通過考核方法的改革,及時掌握了每一個學生學習信息,從而及時調整教學進度,加強輔導,取得了非常滿意的教學效果。同時,強調“功夫在平時”,而在較大程度上減少了“臨時抱佛腳”現象。
6.結語
在實施教學的過程中,教師要加強學生的崗位能力培養,使學生具有較強的實踐技能,適應市場需求,具有較強的競爭能力。為適應社會發展的需要和人才發展的多樣性要求,進一步優化專業課程體系是專業建設的重要任務,教師要在實踐中進行堅持不懈的長期探索,深化改革。
參考文獻:
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關鍵詞:機械設計基礎;教學改革;思考與探索
在高職教育的課程體系中,《機械設計基礎》是機械類專業必修的一門技術基礎課,是學生們首次從單純的數學、力學、材料等理論知識的學習轉向結合工程實際的綜合學習的重要課程。
在新形勢新要求下,如何做好《機械設計基礎》的教改和教學工作,作者有以下幾點思考和看法。
一、采用何種策略實施教學,分析授課對象的特點是關鍵
本課程的開設對象是機械類專業高職二年級的學生。學生年齡比較小,形象思維能力較強,邏輯思維能力較弱,普遍缺乏空間想象能力;通過一年制圖的學習,他們初步具備了機械識圖能力,但對于工程機構缺乏感性認識;學生們比較喜愛動手操作,對有直觀感受的教學更感興趣。
二、實施教學改革實踐,找到傳統教學方法的問題是前提
經過分析,傳統教學方法的問題主要有三點:
在教學模式上,大多是教師講學生聽的應試模式,基本以解題為學習目的,學生應用所學知識分析、解決實際問題的能力較差。
教學手段也不盡如人意,課程本應注重理論與實踐教學并重,然而沿襲著黑板粉筆講機構的方式,很難取得好的教學效果。
新課改理念提出,職業教育應該以綜合職業能力發展為培養目標,課程教學應以"適度夠用"為原則,突出學生職業能力的培養。
三、大膽嘗試教學改革,建立完整的課程教學系統是保障
如何做好《機械設計基礎》的教學工作,作者覺得建立起完整的課程教學系統非常有必要,可從如下四個方面作嘗試:
1.優化教學模式,促進有效教學
(1)教學內容模塊化
為配合教學模式的改革,在教學內容上嘗試以模塊進行編排,根據機械制造類企業的工作實際,將必須的理論知識和相關技能恰當安排到各個模塊中,從而確立了符合教學要求的九個典型學習模塊。
(2)任務驅動教學法
采用任務驅動的教學方法來具體實施模塊化的教學內容,將教學內容設計隱含在預先建構的單個任務中,引導學生完成任務的同時領會學習的核心內容。
(3)教學手段現代化
教學內容中抽象的原理較多,教師難以用語言描述清楚,如螺旋傳動原理、齒輪嚙合原理、蝸桿傳動原理等,教學中應借助二維、三維動畫,視頻影像,零件實物進行輔助教學。
(4)教學場所情景化
理想的教學模式強調"做學合一",然而無論如何改革,只有黑板的課堂卻是難以做到"做學合一"的。教學過程中發現,即使依賴于多媒體教學,也并不能解決所有的問題,對于一個機構,學生僅是看到和可以摸到,前后的效果是兩樣的,如果專業課的教學場所可以提供教學必須的設備或虛擬實驗環境,那么"做學合一"的教學才能更為有效。
(5)作業形式多元化
傳統的作業大多以習題為主,學生中相互抄襲的情況比較嚴重,可采用靈活多樣的作業形式,激發學生主動學習,促使其獨立完成,如搜集資料、自制教具、自編考卷(要求附答案)等。
讓學生自編考卷要求做好答案,經過嘗試是個不錯的做法,學生根據要求自出考卷,然后交換作答,整個過程執行下來,對于幫助學生理清知識點,成效很明顯。
2.引導學習方法,激發學習興趣
(1)學案引導學習
圍繞教學目標,編制配套學案,從整體上體現教學內容的內在聯系,以問題推進學生主動學習,幫助學生理清知識脈絡。
另外,學案的使用還解決了多媒體授課過程中學生來不及記筆記的問題。一套完整的學案就是一個很好的學習過程的呈現,無論是對于復習還是以后查閱,都很有用。
(2)小組合作交流
教學過程中適時采用"小組教學"的組織形式,讓學生在完成任務的過程中進行角色分工,從而帶動學習熱情,培養團隊合作精神。
"小組教學"還有助于開展交流與評比,激發學習競爭性。
可以說,這個組織形式很好,但實施下來發現,這種組織形式對于任務的內容、時間、場地提出了更高的要求。
3.健全評價方式,全面評價學生
合理的評價方式能夠起到調控教學活動的作用。強調形成性評價與終結性評價的有機結合,全方位的評價學生。這里所說的兩種評價可與成績評定方式中平時成績與期末成績相對接,但需強調兩點,一是形成性評價的內容應全面包含學生自主學習的表現,如學習行為規范、任務完成情況、自主作業情況等,根據實際情況加權評定,因而必須打破原有的平時成績評定方式,而是以某任務的成績作為記載要素,某任務的成績則應依據學生整個過程的表現加以評定,如表所示;二是終結性評價應體現科學性,可建立試題庫,完善考核方式。
4.拓寬學生視野,多種渠道教學
可以在條件許可的情況下,組織學生實地參觀。如果企業工程師、專業負責人能定期就本專業新技術、新知識面對學生做些講座,那么對學生、對任課教師都是一個很好的學習機會。
四、課改愿景
當各項條件均成熟以后,《機械設計基礎》這門課程應該可以這樣來教學。
開發出完整的項目教學設計,并編制好與之相配的學案,完備配套的教學設施后,排課方式稍作改變(將4課時調整為一個半天),教學實施就可以放到一體化教室中進行,學生根據教師預設的進程自主學習,教師擔當指導者,將是《機械設計基礎》課程教學新的嘗試。
預期可以達到以下四個方面的目標:
1.學生在連續安排的4課時內完成預設任務,通過任務的實施,掌握相關知識與技能。
2.通過若干個任務的學習,逐漸完成從照著做、學著做到獨立做的過程,掌握學習、工作的方法能力。
3.在完成任務的過程中,培養團隊合作精神,形成良好的職業素質,養成良好的職業習慣。
4.師生、學生之間的信息交流有助于發現新知識、新方法,激發學習積極性。
五、結束語
教學改革是一個邊教邊改、邊改邊教的前進過程。如何使"教、學、做"一體化,使之產生良好的教學效果將是教育研究的永恒課題。
參考文獻
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應用能力的形成不是教師講授的結果,而是學生參與項目訓練的結果,這一理念貫穿課程改革的全過程。《工程機械發動機構造與維修》課程立足于培養工程實踐能力,重點講解工程機械在使用過程中涉及與發動機有關的常見故障,培養學生勤于思考、善于分析和解決問題的能力。課程的組織要打破以傳授為主,先理論后實踐的教學模式,轉變為以實際案例教學,并采用任務驅動的理實一體化教學模式。
(1)教學內容的選取
工程機械運用與維修專業的高職畢業生以后從事的工作崗位大多是設備的安裝、調試、維修及相關工作,因此教學內容一定是這些工作崗位上遇到的典型問題。根據柴油發動機的發展趨勢和在工程機械上的應用現狀,按照工程機械修理工的職業標準,遵循“夠用、適用、應用”的原則,圍繞工程機械發動機構造和工作原理的知識點,選取有代表性的經典案例。選取的案例不是以發動機的結構和工作原理為出發點,而是以實際應用中遇到的問題為出發點。比如“發動機燒機油”,從這個案例出發,整合相關知識節點,使之成為一個完整的知識系統,具體包括:表現現象、產生原因、養護方法、發生部件、故障判斷等。再將各知識節點細化,如發生部件這個知識節點中,融入活塞連桿組等相關知識,最終形成一個完成的知識框架。通過深入到工程機械行業調研,本課程共收集到15個典型案例,對每個案例的知識和能力進行重新整合,形成一個全新的知識框架,使教學內容更貼近學生的就業崗位,符合崗位能力的要求。
(2)教學過程的組織
課程的組織一定要符合學生的認知結構和思維邏輯。先有感性認識才有理論認識,先有故障任務才有工作原理的講解和討論。為了激發學生思考的積極性,讓學生充分參與到案例項目中來,課程采用了任務驅動的理實一體化教學模式。任務驅動教學法改變以傳授知識為主的傳統教學理念,轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念,使學生處于積極的學習狀態,每一位學生都能根據自己對當前問題的理解和經驗提出方案、解決問題。理實一體化教學法即理論實踐一體化教學法。它強調充分發揮教師的主導作用,通過設定教學任務和教學目標,讓師生雙方邊教、邊學、邊做,全程構建素質和技能培養框架,在整個教學環節中,理論和實踐交替進行,直觀和抽象交錯出現,突出學生動手能力和專業技能的培養,充分調動和激發學生學習興趣的一種教學方法。課程的組織過程如表1所示。通過對上面知識系統的組織與實施,教師可以掌控學生的每個學習步驟,讓學生積極有效的參與到項目中,激發了學生的興趣,提高了解決問題的能力,并且經過項目訓練,學生對該案例的知識系統理解效果良好。
(3)教學考核與評價
考核與評價是課程改革的一項重要內容,直接影響到改革的效果,是檢驗課程改革成敗的關鍵。傳統的考核與評價通常是將理論成績與平時成績折算為學生的總成績,通常為百分制。經過改革后的評價體系取消了百分制,采用四級制,從優到差分為A、B、C、D四個等級,評分原則在保留理論成績和平時成績的基礎上,加入了職業素養、團隊協作、故障診斷和實踐技能等,考核與評價不僅反映學生的學習能力,還要體現學生的綜合素質,是對一個職業人的全方面評價。
二、課程改革成效
課程經過三年的改革實踐,運行效果明顯。它的實施不僅提高了學生的綜合能力,而且使整個專業建設得到了促進和發展。
(1)提升學生素質
通過教學改革,學生的學習能力從被動接受逐漸轉變為主動思考,其后續學習能力不斷增強。知識的系統性使學生對發動機故障診斷的能力大幅提高,可以對常見故障提出快速的診斷和解決方案,同時培養了學生相互協作、愛崗敬業的作風。
(2)促進課程改革
課程改革帶動了本專業教學改革的進一步深化與實施,為其他課程改革積累了豐富的經驗。
(3)促進專業發展
課程改革對教師的理論、實踐和組織能力提出了更高的要求,教師在執行課程改革的過程中,需不斷的查閱資料,到企業實踐,與專家溝通,提高了師資隊伍的整體素質,真正的做到了向“雙師型”教師的轉變。
(4)得到企業認可
篇5
關鍵詞:機械原理;創新能力;應用型院校
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0071-02
機械原理研究機械中機構的結構和運動,以及機械的結構、受力、質量和運動的學科,是介于基礎課程與專業課程之間的技術基礎課程。相對專業課而言,機械原理的教與學具有理論性強、較為抽象、難以掌握等特點。對應用型院校的機械專業而言,學生的理論基礎相對要求較低,而更突出應用能力、實踐能力和創新能力的培養。與此同時,機械原理課程的理論學時相對減少。為適應新的變化,筆者認為采用課內教學與實踐教學兩手抓的方式,將課堂教學與課外實踐相結合,吸引學生學習本門課程的興趣,培養學生的動手實踐能力和啟發創新思維,下面介紹一下教學中的方法與思考。
一、多種方式促進學生對機械原理的學習興趣
興趣是學習的動力。受社會經濟發展的的影響,多數學生在學習上變得越來越現實,他們希望能學以致用。針對這種學習心理,教師可以結合工廠中的機械,逐步解析一些典型的機械如車床、鉆床、刨床等的工作原理和結構,讓學生體會到機械原理課程的基礎實用性。同時也可以結合學生關注度較高的國內外熱點問題,如國防安全、航天和海洋權益等,講解反映學術前沿的、切實有用的新技術、新裝備,并引入機械原理的相關知識,提高學生的興趣。從觀察身邊機械做起,吸引學生的學習興趣。現在大部分機械類專業的同學在開始學習機械原理的時候,對機械的整體認識是模糊的,他們對機械的執行動作、功能也許感興趣,但對機械的內部結構卻比較模糊。為培養學生的興趣,可以在課堂內外開展一些和生活實際關聯比較強的機械實物拆裝和討論,小的如常用的繪圖圓規,窗戶的開啟機構、健身器材等都可啟發學生去仔細觀察,觀察執行動作和具體執行機構等。稍微復雜的如電腦光驅和軟驅的運動機構等,都可以鼓勵學生根據機構的執行動作預先分析可以采用有哪些基本機構來實現預訂動作。同時可以結合實驗室已有的設備,如金工車間的機床,電腦光驅結構、寢室中的窗戶開啟機構等,讓學生感受到機械應用的廣泛性和親切感。汽車是一種貼近生活、機構種類豐富且極具吸引力的機械,有條件的院校則可以開展汽車拆裝的實驗參觀。小到汽車的車門把手、座椅調節機構,大到汽車發動機的結構,汽車方向盤的助力機構,汽車變速箱等。此外還可通過播放小電影等形式,讓學生認識各種用途的機械。通過實物參觀、播放小電影等多種形式,讓同學們認識到機械的用途,逐步培養學生對機械的認識和興趣。
為培養學生的興趣,這對教師要求相對較高。一方面要求教師具有飽滿的熱情,充分利用課堂內外的時間與學生互動交流,及時把握學生的心理動態,掌握學生對本門課程的學習興趣點,聆聽學生對本門課程教學的建議。教師需根據不同的學生訴求靈活變化機械原理的教學方法和方式。另一方面要求教師具有扎實的理論基礎、豐富的工程實踐經驗和創新意識,可將自己的科研課題中和機械原理相關的內容引入課堂,并采取的教學方法和教學風格,滿足不同層次學生的教學需求。
二、以任務方式增強學生的主動學習能力
在講授機械原理的第一堂課,機械的概念和發展歷史是首先需要介紹的內容。這雖然不是課程的核心內容,但卻起到一個引子的作用,增加學生對機械的認識和了解,并培養學生的興趣,這里可以布置課外的作業,如讓學生編寫機械發展歷史小論文,可以是通用的機械,也可以是某個特定的機器機構。或者讓學生列舉若干自己能想到的機械,并對其功能作用進行描述。通過相關資料的查找、收集、整理和思考,使學生對機器、機構及其發展等有了一個整體的認識。這對后繼教學將起到一個啟發的作用。
在連桿機構設計中,可以通過實驗裝置,讓學生搭建連桿機構,實現如鶴式起重機吊裝工件的水平運動軌跡、風扇的搖頭、爐門開啟動作等。讓學生結合解析法講解其設計過程;針對凸輪機構教學,可以設計讓從動件直線運動的方式,讓學生設計凸輪機構,并與曲柄滑塊等連桿機構設計對照,找出兩種機構的特點與區別。也可在三大機構教學過程中,引人若干應用性強的題目,如可伸縮電視支架、自行車里程表、無碳小車機構等有實物機構可借鑒但又有變化的題目。讓學生自愿組隊,自愿選擇題目并協同完成,定期完成題目設計,并在專業考核中占一定比例。通過任務的方式,帶有一定強制性的課外作業,讓學生帶著問題學習,提高學習的主動性和自覺性。當學生取得了一定成功和進步,又將促進學生學習的積極性和興趣。對應用型院校的學生而言,能認識機構運動簡圖、能通過運動簡圖的形式表達機構的相對運動、并能進行簡單實物的機構運動簡圖的測繪是一項基本功。而機構運動簡圖的繪制在機械原理的課程教學中所占課時一般也比較少,雖然開展了機構測繪實驗,但學生掌握程度仍然不夠。為加強學生對常用運動副符號、常用機構的運動簡圖的符號的熟悉和運動簡圖的測繪,這里提出增加實物機構運動簡圖的繪制作業。在給學生布置實物測繪的時候,主要讓學生立足于生活,提醒學生注意觀察生活中的機械。簡單的機構如圓規,大的機構如汽車,都可以讓學生自由發揮,一般不設置機械的具體范圍。讓學生自行尋找自身周圍的各種機器機構通過自主尋找生活中的各種機器、機構,一方面可以培養學生的觀察能力、動手能力和實際測繪能力,另一方面也能培養學生對機械的興趣。一般而言,希望學生能獨立完成機構運動簡圖的繪制,對復雜的機構,則可讓學生組成一個小團隊,通過相互探討來完成。這主要在講完機構運動簡圖的繪制后,是讓學生在課外進行的。簡圖測繪過程可以延長到整個學期,讓學生有充分時間去尋找實物和繪制機構運動簡圖。引導學生參與科研。教師將自己相關的科研課題分解為可以操作的小課題,以任務方式分配給部分動手能力強、創新思維強且上進的學生、引導學生參加,鼓勵學生相互探討、創新設計方案。可以讓學生在用中學,或者在學中用,逐漸培養學生的創新和思辨能力。
三、抓好課程設計與機械原理的結構競賽,突出創新能力的培養
機械原理課程設計是一個機構設計訓練的重要教學實踐環節。筆者提出,在老師的引導下,結合貫穿整個學期的小論文撰寫、生活中身邊機構運動簡圖的繪制作業,以及機構設計任務的布置,讓學生在滿足基本的結構設計任務的條件下,鼓勵學生在老師指導下參與各種競賽,如浙江省挑戰杯、全國機械設計大賽,并以此為契機展開校內的機械原理結構競賽選拔賽,讓結構設計競賽與課堂教學結合,并將優秀作品積累展示,作為下一屆學生的優秀作品案例,逐漸培養學生的創新意識和創新能力。
四、建立注重平時積累的考試模式及評價體系
考試是衡量學生學習和掌握機械原理課程好壞的必不可少的手段。結合應用型院校學生的特點,筆者提出了把握基礎、突出創新的多元化考試模式和評價體系。應用型院校學生在機械原理學習上有對理論不感興趣而對實物機構興趣濃厚等特點。因此,除了在教學上加以改進和引導外,在成績評定的內容、比例和方式上也將做相應的調整。期末考卷考試仍然是一種主要的考試方式,但占總成績比重需下調,而大幅度提高平時獨立作業所占比例,如將學期中需完成的幾個課題占總成績的比例提高,也提高平時獨立作業和課堂討論作業的成績,對個別創新性強的學生可適當加分。現在,期末考試卷面成績占總成績的比例下降到50%,而大幅度提高學生的實驗成績、獨立課程設計成績等所占比例。根據幾年來的不斷改革調整,總體發現學生的主動學習能力、創新能力均得到一定程度的提高。
五、結束語
機械原理的教學中,除了強調老師的“教”,還需引導學生的“學”,在某種程度上,學生學習的主動性更為重要。本文通過上述幾種方法來激發學生的學習興趣、培養學生學習主動性,提高學生的創新能力。經過近幾年的實踐,《機械原理》課程教學取得了較為明顯的效果。我院現已形成定期的設計大賽預賽,選拔,組隊參加全國機械設計大賽、國家慧魚機構設計大賽及浙江大學、浙江省挑戰杯的競賽多組,獲得了獎項多項。
同時,要完成上述工作,教師需付出更多的課堂外教學準備和較強的科研素質。雖然過程比較辛苦,但在培養學生創新能力的同時,教師也在不斷吸收新的知識,得到新的啟發,對教師本身也是一個不斷促進和自我提升的一個過程。
參考文獻:
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篇6
1教學理念的與時俱進
把握工程教育要面向工程實際的基本原則。對于機械制造裝備設計過程,不僅僅關注結構與功能原理的實現,也要從經濟性、安全性、環境保護與節能減排等方面將其視為一個系統的工程技術項目來加以考慮,全方位引導學生培養運用所學知識解決實際工程問題的能力,正確認識工程對于客觀世界和社會的影響。教師對于學生的要求更多地集中在培養學生的學習主動性、對問題的深入探究和鉆研精神以及追求創新的態度和意識。這就對教師本身在知識結構、教育教學技能、教學與管理藝術等方面提出了更高的要求,要不斷更新自身教育理念,與時俱進。
2教學內容的改革與優化
課程教學內容要面向機械設計制造及自動化專業工程教育認證目標,以培養行業認可的復合型工程人才為導向,突出學校與學科專業特色,緊隨生產與社會的發展,與相關產業與領域的需求相結合。以此為原則,保留原有教學內容中的經典核心部分,刪減或剔除與專業認證目標不相符合的內容。針對湖南科技大學機械設計制造及自動化專業面向礦山機械、工程機械及數控機床產品設計制造的專業培養特色,教學內容中適當增加礦山機械裝備與工程機械裝備的設計方法與過程,對于金屬切削機床的設計著重講解數控機床的主傳動系設計、進給傳動系設計與典型部件設計,減少普通機床設計相關內容。機床控制系統設計重點介紹數字控制技術原理與設計過程,其它控制方式酌情刪減或剔除。同時教師在授課過程中應結合自身研究方向,增補介紹反映本專業前沿發展現狀和趨勢的有關新材料、新工藝、新技術和新裝備的內容,使教學內容做到融經典、基礎、實用、前沿于一體。適當淡化教學內容中的深奧理論知識,增強應用與實踐,增加實驗與實踐教育環節時長,以激發學生的學習興趣。可以更多地與企業生產實際相結合,與企業溝通聯系,創造機會讓學生深入企業生產一線,直觀接觸與動手實踐,深入理解機械制造裝備的設計原理與方法。強調對重點和難點的把握,精心組織,講深講透,如金屬切削機床的工作原理、幾何表面成形原理和機床主傳動系設計過程、夾具定位方案的設計與分析等。對于物流系統設計和機械加工生產線的總體設計,則可以采取學術講座的形式加以介紹。
3教學方法的突破與創新
面向工程教育專業認證需求,教師要實現教學方法與手段的不斷突破與創新,以提高教學質量。教學方法要針對工程實際,可以更多地采用案例分析、綜合設計、小組學習、項目訓練等方式,培養學生主動學習和團隊合作能力,提高工程意識和設計技能。教師也要深入研究當前國內外工程教育的發展形勢,將國際上最新的科學思想和科學成果傳遞給學生。在教學過程中教師要有效利用多媒體教學資源,使知識直觀化、形象化,激發學生學習興趣,調動主觀學習積極性。如為使學生對于裝備制造業有清晰的認知,激發學生對于機械制造裝備設計課程學習的熱情,在緒論中詳細介紹制造業與裝備制造業的內涵,多方搜集資料,以詳實的圖片、文字、視頻和數據資料深入透析裝備制造業的地位與作用、我國裝備制造業迄今所取得的成就以及面臨的機遇與挑戰,鼓勵學生為我國裝備制造業的發展與進步貢獻自己的力量。為訓練學生的獨立分析與思考能力,教師也在課堂上提出問題或布置課后作業,啟發學生去思考并分組討論,教師再進行歸納總結和點評,讓學生能夠主動參與學習。在機械制造裝備設計課程教學中可根據教學難點與重點,有針對性地開展專題討論與專題作業。討論與作業的形式也需多樣化,以便于活躍學生思維,增強創新意識。
4考核評價機制的多元化
為檢驗課程教學效果,考核評價必不可少。在常用的平時考勤、課堂作業與期末考試成績的考核評價機制基礎上進行多元化拓展,以助于提高學生的學習積極性,培養創新態度和意識。針對機械制造裝備設計課程教學特點,采取“日常課堂教學考核+創新實踐考核+期末閉卷考試”模式。日常課堂教學考核從考勤、課堂討論、課堂作業等方面進行綜合評定,重點考查學生的學習態度、學習紀律性與主觀能動性等;創新實踐考核結合實驗教學進行,考察學生的創新思維和創新能力、實踐動手能力等;期末閉卷考試適當增加主觀題和應用型試題比重。通過考核評價機制的多元化拓展,全面準確地反映學生學習效果。
二結語
篇7
關鍵詞: 機械專業 課程教學 教學做一體化
引言
職業技術教育的宗旨是培養具有基本專業理論知識和熟練操作技能的,適應生產、管理、服務第一線的技能型人才。但傳統教學模式理論教學與實訓教學嚴重脫節,不但給學生的學習造成了很大困難,而且造成了重復教學和資源浪費,更影響了教學質量的提高和對應用型、技能型人才的培養。
1.教學做一體化教學特點
一體化教學是將理論教學與實踐教學相結合,將理論與實踐更好地銜接,打破傳統的教學模式,依據職業技術教育培養目標的要求突出能力本位的特點,以學生為中心、以教學大綱和培養目標為中心和以實驗室、實訓車間為中心。一體化教學的最終目的是培養出素質優良、技術過硬、單項技能拔尖的技術型人才,由此可見,一體化教學的特點是教師一體化,即專業理論教師與實訓指導教師構成一體。教材一體化,即理論課教材與實訓教材構成一體。教室一體化,即理論教室與實訓車間構成一體。這種教學模式能較好地解決理論教學與實訓教學的脫節問題,減少理論課之間及理論課與實訓課之間知識的重復,增強教學的直觀性,充分體現了學生的主體參與作用,必將有助于教學質量的提高和高素質人才的培養。
2.教學做一體化教學的實施
中職教育要保持其自身的特色,必須強化專業方向,充分考慮與地方經濟的緊密結合。與此同時,為妥善解決學生擇業范圍廣與針對性強這一矛盾,設立專門化方向,完成有針對性的就業前培訓。根據各校實際情況并結合企業對本專業的人才需求,我校機械機電專業開設《機械制圖》、《機械基礎》、《機械制造工藝基礎》、《電工基礎》、《電子線路》、《金屬材料》和《液壓與氣壓》等學科。理論知識以“必需、夠用”為度,專業技能則根據職業崗位群有針對性地設置專門化教學模塊,建立一個寬廣、針對性和實用性都很強的知識平臺。對各個教學模塊之間相互重復與交叉的知識,應進行優化組合,加以綜合化改造,強調知識間的相互聯系和銜接,取消重復的教學內容。理論教學與實踐教學相互滲透,理論知識與實踐技能考核相互結合,采用教學做一體化教學,整個課程設置強調針對性和應用性。具體措施如:在《機械制圖》課程教學中,在原機械制圖內容的基礎上,增加計算機輔助繪圖(AutoCAD)內容,融入公差與配合部分,使學生將制圖、尺寸標注和公差標注融為一體;《機械基礎》包含工程力學、機械原理和機械零件、金屬材料與熱處理、互換性與技術測量,培養機械工程方面的初步知識和能力;《機械制造工藝基礎》,包含金屬切削機床、切削原理與刀具、機械制造工藝和機床夾具等內容,將加工工藝和工藝裝備知識有機地組合在一起,培養機械制造工藝與設備初步知識和基本能力;《電工基礎》和《電子線路》包含電工與電子技術、電器控制PLC等內容,《液壓與氣壓》包含液壓與氣壓傳動等內容,將《電工基礎》與《液壓與氣壓》整合教學,使機械中常用的電、液、氣控制有機地組合在一起,培養機械控制方面初步知識和能力。
3.教學做一體化教學的管理
為了使教學做一體化教學模式順利開展,必須對實施的各個環節加以管理,包括:教學文件、教學基地和人員等的管理,以及校內外實踐教學管理的規章制度、管理手段和評價體系等。必須建立以職業能力為核心的課程體系,教學做一體化教學所需要的課程已經基本脫離傳統的學科課程體系。在合理打破學科體系的同時,更重要的是如何聯系企業實際,如何將企業生產工藝轉化為學校課程,目前這在全國范圍內還是一個難以突破的瓶頸。學校要因地制宜編寫適應本校需求的一體化校本教材。必須建立適合課程的完善的教學評價,考核評價必須緊扣培養目標,重點放在對學生核心職業能力和崗位職業技能考核評價上。采用形成性評價、終結性評價和綜合評價相結合的考核方法。廣泛推行過程考核和項目任務綜合考核,盡可能運用多種評價手段,如技能競賽、技能鑒定、模擬測試、項目制作、專題報告、口頭與書面交流、直接觀察、工作質量、工作速度、專業知識、學習態度、文明生產、社會行為、安全生產等方面綜合評定學生成績和能力,減少純理論性試卷考試。
結語
采用教學做一體化教學有助于改變目前學生普遍厭學的現象,對提高學生的學習興趣和職業技能課的教學質量都大有幫助,能大大提高職業技能的考證率,拓寬學生的就業面,促進學校的建設和發展。學院管理者應充分認識到在職業技能課教學中使用一體化教學的益處,從而高度重視一體化教室的建設和管理。
參考文獻:
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篇8
關鍵詞:工程教育認證;機械設計基礎;輪機工程;工程案例;項目化教學
0前言
《機械設計基礎》課程是我國高等院校機械類和近機械類工科專業開設的基礎必修課程之一,也是浙江海洋大學輪機工程專業開設的一門重要專業基礎課,本課程注重多學科基礎理論和實踐知識的綜合運用[1][2]。近年來,國家對輪機工程專業人才培養提出了更高的要求[3]。而傳統的“機械設計基礎”課程的教學方式存在機械式灌輸,課堂氣氛沉悶,學生活躍性低,教學效果差等問題[4]。導致原有的教學模式已經無法滿足現在國家和社會對輪機工程畢業生的需求。為了適應全球化的時代需要,培養工程技術人才的高等工程教育的學制與質量必須進行多方互認,即開展工程教育認證[5]。工程教育認證作為國際上公認的工程教育質量保證制度,是實現我國高等工程教育和工程師資格與國際互認的關鍵基礎[6]。本文則基于工程教育認證的基本理念,通過修訂教學大綱,增配教學資源,改進理論與實踐教學方法,完善考核方式,建立閉環教學反饋系統等措施,完成了對《機械設計基礎》課程的教學改革探索。可為相近的工程類專業工程教育認證提供一定的經驗,促進我國高級應用型工程人才的培養。
1工程教育認證背景下《機械設計基礎》課程教學要求和目標
《機械設計基礎課程》是連接輪機工程基礎課和專業課之間的橋梁,涵蓋多學科理論、知識點散而雜、理論性強,要求理論與實踐的綜合運用。工程教育認證對本課程的理論和實驗教學都提出了新的更高的要求[7]。理論教學應一改傳統的滿堂灌、機械式教學,運用靈活、新穎的方式,理論教學的內容包括:一是“機構的組成和機械設計概論”等機構和機械設計的共性基礎知識;二是連桿、凸輪、輪系等“常用機構”的工作原理、應用和運動設計方法;三是帶傳動、鏈傳動、齒輪和蝸桿傳動等“機械傳動”的工作原理、標準規范和設計計算方法;四是軸承、軸、聯軸器、離合器和制動器等“軸系零部件”的工作原理、組合設計和選用計算方法;五是常用機械靜聯接和彈性聯接的工作原理、標準規范和計算方法[8]。實驗教學應改變以往單一性驗證實驗的機械套路,在實驗的安排上,將原本的單一知識點驗證性實驗改為三級階梯式實驗教學。分別為要求學生掌握實驗基本方法的第一級基礎實驗;強化學生動手操作能力和解決工程實際問題,融入項目化教學并要求理論與實踐結合的第二級核心實驗;要求學生獨立設計并完成的第三級突破創新型實驗,通過三級實驗教學的遞進式培養,逐步實現機械設計基礎實驗由理論知識點到工程運用實踐的過渡[9]。該課程的教學目標是讓學生掌握對機械結構原理的認知,培養學生良好的操作動手能力、靈活的創新思維以及分析、解決實際工程問題的能力。為培養出能夠從事輪機系統的設計、制造、監修與監造、設備維護和管理等工作的綜合性應用型工程技術人才打下良好的專業基礎[10]。
2《機械設計基礎》課程存在的問題
2.1大綱制定不合理
原本的教學大綱對課堂理論教學和實驗、實踐教學的課程量規劃不合理。理論教學時長占比過大,達到了90%,導致實驗和實踐教學的學時被大量擠壓。《機械設計基礎》這門課程的目標是讓學生在熟練地掌握常用機構和零件知識的同時,具備良好的實踐操作能力和解決實際工程問題的能力。實驗和實踐環節的課時過少,直接導致無法有效的鍛煉學生的實踐操作能力。原有的考核方式為學期末筆試占總成績的60%,平時分占總成績的40%(20%的課堂出勤、20%的實驗報告組成),存在無法準確評價學生的實際成績,不能通過考核反向刺激學生主動學習以達到教學目標等問題[11]。多數學生通過期末短時間的突擊便可以達到較高的最終考試成績,成績的水分過高,不能準確地對學生的實際成績進行評價。而課堂教學的平時成績僅將課堂出勤率作為評定標準,無法驅動學生主動學習,實驗成績占比過少,則無法改善學生對實驗課的輕視現狀。
2.2理論教學枯燥無味
目前教室理論知識教學仍然采用黑板板書加多媒體課件的教學方式[12]。這種傳統的教學方式,有其優點,但缺點更甚。首先,這種教學方式對老師的教學水平要求極高,大多數老師都無法將課堂氣氛調動起來,只是按部就班地機械式灌輸,導致學生大都提不起學習興趣。其次,多媒體課件內容沒有及時更新,且重要的機構和零件的內容沒有做到圖文并茂,通俗易懂。
2.3實驗教學與理論知識脫節
實驗教學一向都是教學效果較不理想的環節。一方面,通常實驗教學和課堂教學分別是由兩個老師負責,實驗課老師往往應付了事,對學生的實驗學習效果要求不高,且二者之間沒有做到無縫對接。另一方面,實驗教學依舊采用傳統的單一性驗證實驗,還未形成系統規范的實驗教學體系,實驗對學生能力的鍛煉與實際工程需求不符[13]。這就導致實驗環節和理論教學脫節,無法有效訓練學生的創新思維和動手能力,學生不能在實踐中主動學習理論,做到理論和實踐相結合。大多數學生隨大流做完實驗,卻并不知道做的實驗是在證明什么或有什么實質性意義。
2.4教學資源匱乏
教學資源緊缺不光是浙江海洋大學面臨的問題,也是眾多高校面臨的共同窘境。《機械設計基礎》教材章節中,包含眾多的典型機構和重要零件。這需要學生有較強的立體空間思維能力和想象力,而能夠輕松理解這些機構和零件的立體形狀和運動狀態的學生少之又少。課堂教學缺少可用的立體教學素材,比如典型的機構和零件三維模型。學生無法形成一個直觀的感受,理解不了書本的內容,也自然喪失了學習興趣。實驗教學中儀器設備資源的短缺問題更加明顯。實驗儀器和設備一方面數量嚴重不足,另一方面儀器和設備老舊,部分零件丟失。導致實驗課時,一部分學生在做,一部分學生在旁邊看,另一部分學生則完全脫離了實驗課堂。
2.5師資力量不足
學校缺少可以同時擔任理論和實踐教學的雙向老師,理論課老師缺乏實踐經驗,而實驗課老師理論知識又儲備不足。導致理論教學與實踐教學之間沒有相互銜接、相互促進,理論無法指導實踐,實踐也不能反作用于理論。
3《機械設計基礎》課程教改探索
3.1教學大綱的修訂
第一,針對學時占比不合理的問題,對大綱中的課堂理論教學時長和實驗教學時長進行了調整。實驗教學學時由原來的10%增加到25%,其中包括5%的校外企業參觀實踐時長。第二,根據輪機工程專業人才培養目標和行業要求,對《機械設計基礎》課程的五大部分內容以及各章節的教學時長進行適當的增加和刪減。突出課程的重點內容,讓學生掌握得更牢靠,縮減不必要的課程內容,以減小學生不必要的學習壓力,提高整體的學習效率。最后,考慮到原有的考核方式無法準確地體現學生的實際成績,對考核方式進行了修改和完善。其中,期末閉卷筆試占40%,課堂成績(課堂出勤與問答情況15%,工程案例報告15%)占30%,實驗、實踐成績(實驗成績占25%,校外參觀實踐占5%)占30%。
3.2理論與實踐教學方式改革
針對課本和多媒體課件內容陳舊,與當今實際工程問題和科技前沿相距較遠的問題。在課堂教學中引入當前行業相關的前沿科技成果,以多媒體課件展現給學生,拓展學生的專業視野,將課本知識與前沿科技接軌。同時及時更新多媒體課件,在重要的機構和零件的章節,加入直觀的實物、動畫視頻和三維模型,幫助學生理解機構的工作原理和運動狀態。《機械設計基礎》課程知識點具有范圍廣、數量多、內容雜、原理難的特點,相鄰章節的內容相差很大,學生很難將前后章節的知識點聯系到一起。而在課堂理論教學中融入工程案例,則可以較為有效改善這個問題[14]。例如汽車的自動變速箱,由行星齒輪機構、軸系等組成[15]。它將齒輪、軸系的傳動、摩擦與等知識點綜合于一體,學生在學習案例的過程中,自然將各部分的知識點融合到一起,以變速箱為載體加強對知識點的理解。對每一個工程案例都設置相應的學習任務,并要求學生撰寫案例報告。融入工程案例既可以讓學生見識到實際工程中基礎零部件的應用,又能拓寬學生視野,提高學生的實際應用與工程創新能力。建立三級階梯式實驗教學。第一級是基礎,鍛煉學生基本的實驗操作,要求學生掌握實驗原理一般性方法。第二級是核心,要求學生能拓展書本的理論,獨立完成實驗操作,鍛煉學生的實踐操作能力,做到實踐與理論結合,理論指導實踐,在實踐中學習理論。為了達到第二級的教學目的,在這一級中融入項目化教學,以學生為主體,從計劃、實施到總結都由學生獨立完成,老師作為項目的引導者和指導者[16]。例如:設立內燃機的拆裝和性能分析項目,將項目分為齒輪機構、凸輪機構、曲柄滑塊機構三個部分,并在每個部分設置幾點相應的工作學習任務。因為一個項目涵蓋的課程內容不夠全面,可在全班設立不同的項目,將學生分組完成不同的項目,最后在課堂上一起交流匯報。第三級是突破,要求同學能夠自己獨立地設計并完成實驗,強化學生的創新設計能力。三級階梯式實驗教學從基礎到核心到突破,層層遞進,以達到鍛煉學生實踐動手和解決實際工程問題的能力。
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1 模塊設計及教學內容設定1.1 食品機械、工程設計模塊模塊構成:食品機械、工程設計是現代食品科學技術的重要組成部分,食品工程類課程包括食品機械設備、機械基礎、工程制圖、食品工廠設計、食品工程原理等課程,承擔著培養學生工程技術應用能力的任務。傳統實驗教學強調單課程的作用,每門課程分別劃分功能,容易造成不同課程教師之間缺乏交流溝通,不能很好地把握教育教學的全局觀。為強化食品專業學生食品工程技術應用能力,改變以往課程零散的格局,將食品工程類課程作為一個課程群,制定新的教學計劃,對教學內容進行重新配置和優化,賦予課程群三大子模塊功能。1.1.1工程基礎理論子模塊:食品機械基礎+食品工程原理,引導學生學習并掌握食品機械識圖、繪圖、傳動系統等基本知識,掌握食品加工單元操作傳質傳熱及物料變化原理。1.1.2工程知識應用子模塊:食品工程原理課程設計+食品機械與設備+食品工程機械實驗技術,使學生掌握食品加工單元操作的設計、食品機械工作原理及單機應用技術。1.1.3工程能力拓展子模塊:食品工程與機械技術+食品工廠設計,培養學生食品工程工藝創新能力及食品工廠項目設計能力。課程設置中,將機械基礎、食品工程原理、食品機械與設備的實驗課進行整合,設置必修全實驗課程食品工程與機械應用技術,包括實驗和教學實習,著重培養學生的知識應用能力和動手能力,而食品工程原理28學時安排為課程設計,主要培養學生食品加工單元操作設計能力。模塊式教學通過對知識和體系的重新組合,有利于教學資源的合理配置和充分利用。1.2 畜產品加工模塊畜產品加工模塊根據實驗教學內容和對學生能力的培養,分為基礎驗證性實驗子模塊、綜合性與設計性實驗子模塊、創新研究性實驗子模塊。1.2.1 基礎驗證性實驗子模塊。重在學習肉類加工的基礎知識,使學生掌握基本的實驗方法和技能,培養學生觀察和分析能力。在此部分設置以下幾個實驗:原料肉的品質評定(顏色、嫩度、保水性、風味等)、香腸制品中亞硝酸鹽的測定、原料肉中ATP含量的測定等。乳的方面重點訓練內容包括乳及乳制品的酸度、密度、雜質度、冰點、脂肪、蛋白子、非脂乳固體、乳酸菌數奶粉溶解度、干酪和煉乳的感官評定等項目的檢驗。1.2.2 綜合性與設計性實驗子模塊。主要學習產品配方的設計及質量控制技術,培養學生的綜合實驗能力和初步的實驗設計能力。在此部分我們設置:西式灌腸產品配方設計、醬鹵肉制品品質控制方法研究;液態乳制品生產線的操作和控制,乳制品生產設備的清洗與消毒程序、乳制品加工廠設計與布局、乳制品設備的調試和維修。1.2.3 創新研究性實驗子模塊。重在培養學生的自學能力、研究能力、創新能力和合作精神。主要對象為大三、大四的學生,開設各種創新研究性實驗課題,這部分以開放性實驗的形式開設。學生可以根據自己的愛好和需要來選題,這部分實驗內容不確定,教師根據市場、行業及領域的發展趨勢及需求確定具體的實驗項目,目前已經開展的實驗項目有:可食性包裝膜在醬鹵肉制品中的應用,氣調包裝低溫肉制品保質期的監測;乳制品新品種的開發:在原有基本乳制品的基礎上,使學生根據市場需要和發展,自主開發新產品包括調味奶的開發,復合型酸奶的開發,乳飲料的開發。由教師引導學生,根據乳制品科學研究熱點設立科研課題,開展研究,同時作為學生畢業論文的題材。1.3 食品檢驗模塊食品檢驗模塊的建設根據食品科學與工程、食品質量安全、食品營養與檢驗教育專業的培養目標,而設定了三個子模塊,分別為原料檢驗子模塊、半成品檢驗子模塊、成品檢驗子模塊,檢測對象為農產品、乳制品、肉制品、蛋制品、調味品、酒類、罐頭食品、飲料測、茶葉,每個部分設定了具體的檢測項目。1.3.1 原料檢驗子模塊。主要包括生產原料的理化指標檢驗和感官檢驗,理化指標檢驗包括原料密度、折射率、旋光度等物理常數測定,水分、灰分、酸度、脂類、碳水化合物、蛋白質、維生素等一般成分分析,食品添加劑、食品中礦物質、食品中功能性成分及食品中有毒有害物質的檢測。感官檢驗包括對原料的狀態、色澤、質地、口感、氣味、軟硬等感官指標進行評價和檢驗。1.3.2 半成品檢驗子模塊。主要檢驗半成品中一般成分指標、微生物指標及食品中有毒有害物質等。1.3.3 成品檢驗子模塊。毒理學檢驗包括急性毒性實驗、30d喂養等動物實驗后動物血液白細胞、血小板計數,血常規、尿常規、各種血生化指標檢驗。微生物檢驗包括食品細菌總數,大腸菌群,各種致病菌檢測。免疫活性檢驗包括器官免疫調節功能、細胞免疫調節功能、體液免疫調節功能、單核-巨噬細胞功能、NK細胞活性檢測。食品成分檢驗包括一般成分分析、微量元素分析、農藥殘留分析、獸藥殘留分析、霉菌毒素分析、食品添加劑分析和其他有害物質的分析等。
2 食品科學與工程模塊式實驗教學硬件建設2.1 食品機械、工程設計模塊硬件建設擬新建食品工程設計計算機房,購買設計軟件,水處理設備、飲料灌裝實驗、封罐機、超微粉碎、真空濃縮、擠壓膨化、均質機等設備。2.2 畜產品加工模塊硬件建設2.2.1 肉品工藝實訓生產線。該平臺主要針對肉類產品工藝的控制,以及各種低溫肉制品品質及保質期的檢測,如低溫火腿腸、發酵香腸、氣調包裝的醬鹵肉制品等。擬購置評價肉類產品滋味的指紋圖譜設備、蛋白質結構分析設備、超低溫冰箱、無菌操作臺、高效液相色譜、高效氣象色譜,同時對生產線設備加裝數顯裝置,實現參數實時可讀、狀態實時可測。2.2.2 乳品工藝實訓生產線。目前我校已有液態乳生產線一條,在此基礎上進一步加以補充和完善,增加原料乳驗收的乳成分分析儀,冰點測定儀,電位滴定儀,均質器,振蕩器、牛乳分離機等設備。2.3 食品檢驗模塊硬件建設擬新建食品檢驗實驗室一個,主要用于進行成品微量成分分析,包括重金屬元素,農藥、獸藥殘留等,擬購進原子吸收儀、全自動血細胞分析儀、全自動生化分析儀、質譜聯儀等設備。
3 小結通過模塊化建設,食品科學與工程專業實驗教學形成食品科學與工程實驗教學中心體制與“三位一體兩結合”管理模式,建立一個獨特的實驗教學體系,優化課程體系和教學內容,建立食品機械、工程設計模塊、畜產品加工模塊、食品檢驗模塊三個模塊,使三個模塊功能得以完善,為培養學生實踐能力提供實驗實訓平臺。
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“機械制造技術”是機械設計與制造專業的一門專業基礎課程,其中涉及了機械加工所必需的多方面專業知識,并且將傳統機械制造技術和現代機械制造技術與實際應用有機融合在一起,對學生的綜合能力與實踐能力要求較高。它主要包括四個方面的內容:一是機床夾具的原理與使用;二是刀具和切削參數的選用;三是零件的加工工藝的制定;四是零件的加工質量以及加工精度的分析。在課程教學中主要是以機械制造工藝為主線,以優質、高產、低成本為宗旨來形成課程結構體系,從而實現對學生機械制造方面綜合素質的培養。現在,從我國大多數高校的課程教學活動中可以看出,教師在教學中主要是從普通高等教育的學科知識中選擇適宜的內容,然后根據知識內在的性質和邏輯結構關系并結合學生的實際情況進行簡化、壓縮,組成學科或課程科目,并輔一定的技術課程和實踐訓練,從而形成了以學科知識為導向的課程模式。這種教學模式只是單純地追求理論知識的系統性和完整性,對于理論知識的實踐性和實用性卻沒有給予充分的關注。但是,通過長期的教學實踐可以看出,在這門課的教學中學生普遍會覺得非常枯燥,對課程內容難以理解,理論與實際的聯系存在很大困難,在遇到問題的時候不能有效運用所學的理論知識來對其進行解決,再加上學生的學習興趣低下,思維不活躍,分析問題和解決問題的能力不能得到有效提高。高等教育的人才培養目標是高技能、實用型人才,是以市場需求為目標,以就業為導向的就業教育,因此在人才培養中就必須要使學生具有直接能夠從事某一崗位工作的能力,在這種情況下,就要求高校必須要對教學進行改革,使教學更加具有實用性和針對性。
2傳統“機械制造技術”課程教學中存在的問題及改革的必要性分析
2.1課程考核評價體系難以使學生的創新能力得到有效提高
在之前的“機械制造技術”課程教學中,教師在考核評價體系中非常強調其選拔和甄別的功能,這種評價體系從某種程度上來說會極大地限制學生的創新能力發展和個性發展。在這種模式下,教師的教學改進實踐和教學質量也難以得到有效的完善和提高。由此可見,建立合理的考核評價體系指標在衡量教學改革是不是成功方面具有非常重要的作用。“機械制造技術”的課程考核指標必須要將出發點建立在本專業的實踐教學特點上,只有這樣才能夠充分體現實踐能力教學和素質教學的目標和重要性。事實上,考核并不是教學目的,而僅僅是一種教學手段,借助于這種手段以促進學生的全面發展和教師教學的改進。但是傳統的教學主要以理論筆試為主,考核的形式也非常的單一,難以對學生的綜合素質給予較為全面、正確的反映。在今后的教學中,“機械制造技術”必須要將現代制造業的發展需要作為重要的教學參考依據,并結合其職業技術特點,來對學生的實踐動手能力進行培養,在考核評價體系中不僅要涉及理論筆試,同時還要涉及實踐方面,從而充分發揮學生的主觀能動性和積極性,并在此基礎上促進學生創新開拓思維能力的培養和提高。
2.2課程內容和教學方法難以在學生分析和解決問題能力的培養上發揮作用
“機械制造技術”所涉及的都是機械應用方面的內容,近年來,隨著社會經濟的發展和工業的進步,機械制造方面的技術也在不斷地更新和發展。但是在傳統教學中,“機械制造技術”課程內容仍然采用很多陳舊、繁雜的內容,過于注重書本知識的現狀,并且在教學中也主要采用教師講述,學生被動接受的理論教學方法。除此之外,在課程設計方面,“機械制造技術”的課程還是保持著傳統機械制造工藝的設計方式,很少會設計實踐環節的相關工藝檢驗。從整體上來說,現階段“機械制造技術”的課程內容難以與現代社會及科技發展相匹配,難以引起學生的學習興趣和學習欲望,缺乏與教學經驗的總結,不利于教學方法的改革和完善,在教學過程中存在嚴重的理論脫離實踐等問題,在這種教學模式下,要想實現對學生分析問題、解決問題能力的培養幾乎是不可能的。“機械制造技術”教學要想更好地適應現代制造技術的發展趨勢,就必須要對其課程內容進行更新,對教學方法進行改進。首先,從內容上來說,教師要更加注重知識結構基礎的構建,精選一些必備的基礎知識和技能,并遴選出一些比較重要的重點和難點知識進行課堂講授。其次,從教學方法上來說,在教學中教師要注意采用產品成型方法為體系,對工藝原理、工藝方法與產品質量的關系進行綜合分析,同時可以安排必要的課堂討論或者自學等活動,從而對學生的工藝知識的自學能力和解決實際問題的能力進行培養的提高。
2.3課程功能難以實現對學生學習能力的培養和提高
高等院校的學習中要求學生有更強的自我學習能力,但是從“機械制造技術”課程的傳統教學中可以看出,教師在課程講授的過程中,仍然采用教師講、學生聽的方式,并且教師的講授力求面面俱到,這樣就會使學生在學習中始終處于被動接受的狀態,慢慢地就會失去思考、質疑等能力,不利于學生未來的發展。再加上,隨著科學技術的發展,制造技術日新月異,然而由于“機械制造技術”課程內容比較多,并且課時也有限,因此就導致課程教學中信息量過大,給學生造成了很大的壓力,教師也不斷地加強對知識的篩選和壓縮,但是卻并沒有獲得較好的教學效果。在今后的教學中,“機械制造技術”課程要想提高教學效果,就必須更加重視對學生知識的遷移和學習主動性的培養和激發,使學生在獲得知識與技能的同時提高自學能力和綜合能力。與此同時,在教學中還要使學生形成觸類旁通、舉一反三的良好思維。例如,教師在講解外圓車刀的結構、角度及其相關參數之后,可讓學生通過自學掌握其他刀具的特征。
3項目教學法在“機械制造技術”教學中的具體實施
3.1項目教學法的內涵及其作用
項目教學法始終堅持以學生為本的教學理念,更加注重根據學生有關的學習內容所具有的特點進行教學項目的設計,在教學中則主要體現為以民主和任務驅動作為教學思想和指導思想,從任務的收集到設計以及最后解決方案的實施過程全部由學生負責,以解決實際生產和生活中的一些技術項目。在這個過程中,學生通過獨立完成項目,實現對教學內容和教學重點以及難點的掌握,學習效率更高,知識掌握更牢靠和靈活,這對于促進教學水平的提高具有重要意義。另外,項目教學法的實施與學生的學習內容有著緊密的聯系,學生通過這種方式能夠在掌握所學知識的同時,還能將其用于指導實際的學習,有利于加強學生對于知識的延伸理解。
3.2項目選取
在項目教學法中,最為關鍵、同時也是最為重要的一個環節就是項目的選取。工程項目貫徹于整個教學過程中,因此要盡可能選擇優秀、實用的項目,這樣可以有效提高學生的參與積極性和主動性,并幫助學生在真實的問題情境下,對所學知識進行理解、掌握、鞏固、加深和遷移,從而實現教學效果的提高。選取項目要以教學內容為依據,從現實對象中進行選擇,項目一方面要包含課程教學中的內容,另一方面還要能夠吸引學生的學習興趣。在“機械制造技術”的教學中,可將教學內容分為工藝模塊、技能訓練模塊、裝配模塊等三種類型。在選擇的時候可由教師和學生共同完成,項目內容要滿足兩個條件,一個是便于教師的管理和引導,二是學生最終能夠實現。與此同時,還必須要注意加強理論知識與實際生產之間的聯系,這就要求教師要在項目活動中引導學生積極觀察自己生活中的一些機械素材,從而實現理論與實踐的有機結合和過渡。
3.3項目分析
一般來說,“機械制造技術”是在第三學年的第一學期開設的,這個時期學生只進行過一些機械基礎方面的學習,還沒有接觸加工工藝,因此比較陌生。教師可對項目進行適當的分析,使學生對項目的目標有充分的了解,并明確項目完成必須要具備的知識,從而激發學生的求知欲。同時,教師還可以為學生提供必要的參考資料,避免接受能力較差的學生在面臨項目的時候不知道該做什么。
3.4項目實施
教師要為學生的學習創造一個工業實際背景,這樣可以幫助學生對知識有更好的理解。例如在裝配項目中,教師可以對機械的裝配工藝進行必要的講解,但是要讓學生通過自學掌握其裝配方法、工藝技術以及裝配圖的繪制方法等。此后,教師可以對學生進行分組,一般每組3人,學生可以根據自己的特長和興趣愛好自由組合,通過項目分析,學生對一些機械制造技術有很好的掌握,為今后的學習打下堅實的基礎。當學生在完成項目過程中遇到困難的時候,教師可以針對不同的學生給予必要的指導。指導中不能直接給出具體的答案,指導的原則是要具有啟發性和提示性,讓學生通過自己的尋找和探索來獲得知識,促進自身技能的提高和思維方式的完善,培養自己的創新能力。
3.5效果評價
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