機械設計知識點總結范文

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機械設計知識點總結

篇1

關鍵詞:機械設計基礎;“1+N”評價體系;教學改革

中圖分類號:G624.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)36-0039-02

“機械設計基礎”是根據教育部頒發的《高等學校機械設計基礎課程教學基本要求》,并適應當前模塊化教學改革的需要而開設的,目的是為了培養厚基礎、強能力、高素質、寬口徑應用型人才,是機械類專業的一門非常重要的專業基礎課程。“機械設計基礎”課程主要包括工程力學基本知識,常用的平面機構基本概念、工作原理和常用的設計方法,各種機械傳動和軸系零部件的設計計算方法等。“機械設計基礎”課程是從理論性、系統性很強的基礎課向實踐性較強的專業課過渡的一個重要的環節,對學生學習專業課程起著承上啟下的橋梁作用,著重培養學生分析選用和設計常用機構、機械傳動裝置和簡單機械的能力,為學生從事機械的研究開發和設計打下必要的基礎。

一、“機械設計基礎”課程現階段的教學現狀

1.教學內容的繁多、知識點專業性強。“機械設計基礎”課程主要介紹工程力學、機械原理、機械設計的各種機械基本概念、基本知識點,這些機械知識點不僅涉及的內容多,涉及面廣,并且在知識結構體系上,是相互獨立、內容零散、孤立的進行介紹。由于課時所限,只能是對于基本知識點以及簡單的實際運用的介紹,缺乏對于機械系統和機器、機構各部分的內部聯系的整體認識,更不用說工程實例的實際應用,這就導致學生對“機械設計基礎”課程內容掌握不夠充分,不利于培養學生對于機械總體設計以及分析的能力。

2.教學模式單一、學習興趣不高。在先修課程的不足之下,用傳統的教學模式已經不能滿足需求了,現在的“機械設計基礎”課程雖然在課堂上加入了多媒體演示教學,但它的知識結構煩瑣復雜,基礎理論內容較多,多圖表、多公式、多原理,內容單調枯燥,信息量大,學生沒有實際的運用和接觸,只會覺得學的吃力,學到的知識沒有及時思考和總結,難以消化。并且課程中的實驗課程開設較少,讓學生聯系課程中的知識點,自己動手做實驗的內容也不多,學生的學習興趣就會下降。

3.考核方式單一、綜合能力評估不足。在“機械設計基礎”課程考核過程中,學生成績的考核評定通常都是采用期末考試成績(70%)、實驗成績(10%)、平時成績(20%)三個部分組成在一起,作為最終的綜合成績。但由于“機械設計基礎”課程是學生接觸到的第一個專業基礎課程,它所培養的是將機械基本理論、基本知識、基本技能和創新思維綜合的多種能力,注重理論聯系實際,體現應用特色,最終使學生成為具有機械綜合設計及分析能力的人才。那么這種簡單評定標準就無法全面反映學生的綜合能力的水平,也不能激發學生學習的積極性。

4.與工程實踐結合少,實際技能得不到綜合運用。“機械設計基礎”的課程其教學目的是培養學生具有分析常用機構的工作原理,能夠進行簡單的機械結構設計,選擇常用零件并對其進行強度計算的能力。這些能力在“機械設計基礎”的課程設計中也有所運用,但現代企業中實際產品、實際案例結合的較少,學生在學習運用中沒有實際的運用和聯想帶入,在以后走向工作崗位時,就會出現學得多、用得少,學得廣、用得不精的情況。

二、“機械設計基礎”的教學改革

針對人才培養對“機械設計基礎”課程的要求,在教學觀念上,將先進性與實用性有機結合,注重“理論聯系實際”;在教學的內容上,以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導,注重強調理論聯系實際,以機械系統結構為中心,內容上相互聯系,結合機械工程實例,加以實際運用;在教學模式上,以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,聯系實際運用的實驗課程和課程設計,改進教學手段;通過新型“1+N”的考核方式,建立新機制下的“機械設計基礎”課堂教學和實踐教學模式,全面提高“機械設計基礎”課程的教學質量。

1.教學內容改革。面向企業需求的“機械設計基礎”課程教學內容分為兩個部分:(1)知識理論部分。由于“機械設計基礎”課程是從理論性、系統性很強的基礎課向實踐性較強的專業課過渡的一個重要的環節,主要介紹工程力學的基本知識,常用平面機構的基本概念、工作原理和常用的設計方法,各種機械傳動和軸系零部件的設計計算方法;在這些原有的理論基礎上,優化整合理論教學內容,對于基礎的機械系統整體認識,在講解過程中輔助運用現在企業的工程實例進行教學,將理論與實際結合,拓寬學生的知識面和眼界。(2)實踐部分由基本的教學實驗、結合企業案例的培訓、針對機械創新設計類大賽進行設計與制作三部分組成。針對不同類型學生而設,從教學實驗、課程設計開始,鍛煉學生運用所學的知識完成設計方案,再針對企業的實例對機構設計和機械設計進行強化和有針對的練習,培養學生獨立思考、學習的能力,以及培養學生的創新精神和創新能力,為參加機械創新設計類大賽奠定基礎。

2.教學模式建設。現代在教學課堂上,教學過程以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,但是運用多媒體教學的缺點就是信息量大,學生在課前若沒有預習,課堂上就無法消化完。這就需要將教學模式進行改革,提高學生的自主學習能力,使之能夠對知識點進行系統地把握,增強學生的學習興趣。

新型的教學模式的內容分為四個模塊,不僅滿足教學大綱對于教學的基本要求,也能讓學生可以系統的學習“機械設計基礎”課程的知識。模塊一,主要還是以老師的教學為主,在教學課堂上,以學生為中心,輔助利用現代的多媒體教學,多用機械動畫演示,聯系實際運用,讓學生對復雜的機械機構可以直觀的看到動態演示,并進行記憶,這個是對傳統課堂教學的一種改進。模塊二,主要針對“機械設計基礎”課程中基本知識點散亂,學生課堂上難消化,需要提前預習的問題,在教學模式中設計小型課堂教學,針對于課程中的知識點進行提前預習,由學生自發的組織學習,以及準備上課教案、PPT。由一名代表上臺進行講課,將課堂交給學生,結束后,由學生提問,老師點評,進行輔助的補充。模塊三,基于“機械設計基礎”課程中知識結構的復雜性,需要做到及時的復習,在教學模式中設計出隨堂測試。針對教學中的重難點部分,在老師講課結束后,給出復習時間,在一章結束后,出1~2個練習題,在課堂上,用10~15分鐘讓學生當堂解答。這樣既可以鞏固知識點,也可以讓學生有學習的緊迫感,起到及時復習消化知識點的作用。模塊四,實驗課程和課程設計。在后期的課程設計中,課程設計的內容廣泛,而且所涉及問題的答案不是唯一的,可能有多種方案可供選擇和判斷。所以結合課程設計和具有企業特色的案例就可以更深入的掌握和運用所學的知識。

改革教學模式,增加教學手段,通過新型“1+N”的考核方式,綜合培養學生的應用能力,以此探索與研究應用性人才培養相適應的教學方法與手段,整理并總結出具有專業特色的一流教學內容和方法,將課程的理論和實踐在內容上統一規劃。

3.評價體系建設。改革考核方法,實際上就是針對新型的教學模式,在課堂上,以學生為主體,進行多樣的評價、考核。考核的內容:考勤占5%、平時作業占10%。針對“機械設計基礎”課程中,基本知識點散亂,學生課堂上難消化,需要提前預習的問題,在教學模式中設計小型課堂教學,考核占15%,以及在課程中知識結構的復雜性,需要做到及時的復習,在教學模式中設計出隨堂測試。也就是說考核占10%、實驗占10%、課堂主動回答問題加分、期末考試成績占50%。

這種新型的“1+N”考核模式,加大了行程性考核,需要完善各項目的考核辦法,設計各環節的考核標準和相應的考核表格,形成對基本知識的掌握、實踐技能、團隊合作能力等綜合評價體系。以利于突出應用型、創新性人才的培養,與新型教學模式,相互補充,形成一個有機的整體,完成課程的教學改革。

三、結語

由于“機械設計基礎”涉及的知識點內容多,并且在知識結構體系上,是相互獨立、零散的,缺乏對于機械系統的整體認識以及工程實例的實際應用。針對這些問題通過對于“機械設計基礎”課程的教學內容、教學模式、評價體系的改革,得到改善。

在“機械設計基礎”課程教學改革過程中,還有可以繼續補充和深化的內容。例如,課程設計的題目內容可以進行細化的分類,有針對機械機構的設計以及機械零件的設計;結合具有企業特點的案例,例如走訪蕪湖奇瑞的模具廠,設計院等,對于車身結構、懸架進行設計和分析,以及湖北中航對于汽車內部的座椅進行設計和調試等。結合企業的具體案例,在課堂上進行分析講解,豐富教學改革的內容,在今后的教學過程中不斷改進,以期培養學生自主學習的興趣,增加學生對于機械機構的觸感,培養學生對于機械總體設計以及分析能力,最終達到全面提高學生綜合素質的目的,建立以綜合、設計、創新能力培養為中心的教學新體系。

參考文獻:

[1]王繼煥.機械設計基礎[M].武漢:華中科技大學,2011.

[2]陸萍,宋可總,欒瑩,孟劍鋒.機械設計基礎課程教學改革研究與實踐[J].高等理科教育機械,2006,(1).

篇2

1.知識點的傳授和項目相結合。

知識點的傳授與項目相結合,有助于學生實施項目時,不存在知識點學習的困難或應用的障礙。項目中所涉及到的知識點應在課堂上提前介紹,依據學時的安排,調整知識點講授的廣度與深度。

2.項目選取和布置的注意點。

項目的選取范圍應覆蓋課程的重點內容,可以通過一個大項目覆蓋所有重點內容,也可通過幾個小項目涉及幾個重點內容。項目的難易度適中,應使學生覺得項目有點難度但自己通過努力可以完成,這樣的項目是比較好的。項目的選題還需要與實際應用相關,有了應用背景,學生做項目的興趣度也會提升。項目布置時,應明確設計要求、設計任務和設計的關鍵點,這樣學生才會有的放矢,從而順利地完成項目。

3.項目分組的注意點。

小組規模是影響學生參與的一個重要變量,如果小組規模較大,部分學生的分工會出現重復或是任務不足,如果小組規模較小,組內成員的任務過于繁重,有時導致項目不能順利完成。教師應設定小組規模的范圍(一般2~5人一組為宜),讓學生們自由組合。

4.鼓勵實驗測試和實物加工。

機械專業對學生的動手能力要求較高,實驗測試和實物加工是鍛煉學生動手能力的一個重要途徑。常常出現紙上設計的機構,看起來合適,實際做起來是不合適的,因此在學生實施項目過程中,教師應鼓勵學生完成實驗測試和實物加工,從而檢驗機構設計的合理性。

5.項目的考核。

項目的考核是檢驗學生完成項目的一個重要總結,項目的考核應包含設計文檔、口頭報告、實物或實驗展示這三部分。設計文檔鍛煉了學生總結設計過程的文字撰寫能力;口頭報告鍛煉了學生口頭匯報的能力,口頭報告還應包含教師和學生提問環節,檢驗學生的完成情況,鍛煉學生思考的能力;實物或實驗展示直觀地反映學生項目完成的效果,同時增強學生的動手能力。

二、項目驅動教學法在“電子精密機械設計”中的應用實例

下面以“陶瓷放電管全自動打印機”為例介紹如何開展項目驅動教學法。

1.知識點的講解。

由于陶瓷放電管全自動打印機涉及上料機構、打印機構、供墨機構、傳動機構(凸輪機構)、下料機構的設計,因此布置項目之前,教師應大概講解凸輪機構、上料機構、下料機構、控制系統等相關章節,為學生的項目實施掃清未了解知識的障礙。

2.項目選取和布置的注意點。

“陶瓷放電管全自動打印機”項目與實際緊密聯系,難度適中,學生在了解了相關知識點后不會出現看到題目而不知所措的現象。接下來,教師應明確項目的要求。該項目要求學生完成打印機的整機設計,包括上料機構、打印機構、供墨機構、傳動機構(凸輪機構)、下料機構等的設計,使該設備滿足打印質量要求,其中自動上料機構保證放電管的供料率;打印機構實現陶瓷放電管的打印,要求保證打印質量;凸輪傳動機構驅動打印機構,使其完成打印任務;供墨裝置是為印章提供油墨的機構,要保證油墨厚度均勻。教師還應指出項目實施的關鍵點,例如陶瓷放電管對自動上料的特殊要求:一方面該類放電管的形狀和尺寸使放電管在振動排料時出現多種姿態,給自動上料帶來一定難度,因此自動上料機構的設計必須保證放電管的供料率。另一方面,放電管在振動料斗中的振動,會造成放電管之間的碰撞和摩擦,進而影響放電管的外觀甚至質量,進而影響打印質量,因此要優化振動料斗的機構以減少放電管間的碰撞和摩擦。“陶瓷放電管全自動打印機”是一個較為復雜的系統,因此需要向學生說明設計的要求和設計的關鍵點,同時鼓勵學生組隊合作完成,培養他們的團隊精神。

3.實物的加工和實驗測試。

要求依據設計圖紙,加工陶瓷放電管全自動打印機。加工之前可通過多次文檔報告或口頭報告,不斷改進設計,從而使得加工出來的實物是可行的,實物的完成會讓學生有成就感,讓他們對學習《電子精密機械設計》增添興趣。

4.項目的考核。

項目的考核綜合設計文檔、口頭報告、實物或實驗展示這三部分,分別占40%、30%和30%。設計文檔應注意規范性,圖紙是否規范、合理;文字描述是否正確、翔實;圖標是否清晰等等。口頭報告應注意學生表述是否明朗、思路是否清晰,若發現學生的思路有誤,應及時糾正,防止后續工作的中斷。實物或實驗的展示是成果最直接的體現,教師應對完成的實物或實驗測試提問,掌握學生從項目實施過程中遇到的關鍵問題,以及他們解決的思路。

三、結語

篇3

當前,市場經濟競爭的實質,是行業人才的競爭,具體來講是人才創新能力的競爭。而高職院校是社會主義現代化建設中培養實用型人才的基地與搖籃,理應在給學生傳授專業知識的同時,加大對學生創新能力的培養,以有效提高學生的就業能力及職業水平。但是,受到傳統教學模式的影響,高職機械設計專業在教學中片面重視專業知識教學,而忽略了對學生創新能力的培養,不利于人才質量的優化,因此必須大膽改革當前的教學模式,才能培養出更優質的機械設計人才。文章就注重機械設計教學改革以有效培養學生創新能力的策略,進行了詳細的探究。

關鍵詞:

機械設計;教學改革;創新能力;培養策略

0引言

創新是企業發展、社會進步、國家富強的源動力。以就業為導向的高職院校擔負著為社會主義經濟發展培養高素質技能型人才的重任,機械設計專業是高職院校中的重要專業,而當前沿用的傳統教學方法不重視對學生創新能力的培養,不利于學生就業能力的增強。這就需要教師大膽改革傳統教學方法,在教學中加大對學生創新能力的培養力度,從而為學生就業能力的提高奠定基礎。那么,如何改革機械設計教學方式以有效培養學生的創新能力,是教師急需思考的問題。

1改革課堂教學,提高學生的創新能力

機械設計課程是高職教育階段培養學生設計能力的基礎課程,教材內容繁雜、概念很多,對學生來講有很大的學習難度。因此,為了實現讓學生學會、想學、易學的目標,就需要教師大膽改革傳統的課堂教學方式,摒棄以往的以教室為場所、以教師為主體、以灌輸為主要方式的教學模式,積極營造出學生積極思考、勇于提問、敢于回答、活潑輕松的教學環境,讓學生逐漸養成主動思考、積極探索的良好學習習慣。在新的課堂教學模式中,教師不應強調對教材理論知識的死記硬背,而應將教學重點放在培養學生的提取信息、處理信息及應用心理方面,還應重視對學生創造性思維能力的培養,將課堂真正歸還給學生,讓學生有更多機會深度參與到教學活動中,使得機械設計知識可在教師與學生之間雙向流動,從而使得教師的“教”與學生的“學”真正融為一體。在高職機械設計課程教學中,教師應依照教學內容的實際特點,恰當選用現場教學、討論式教學或啟發式教學。比如,在學習機械設計課程中與“帶傳動”有關的內容時,教師就可借助討論式教學法組織課堂活動。在實際教學中,教師可先依據教學目標設計幾個問題供學生以小組為單位進行討論,經過一段時間的認真、充分討論之后,每一個小組會選派一個代表將本組的討論結果分享給大家,教師應及時總結、點評小組的討論學習情況。這種教學模式為所有學生都提供了參與課堂教學的機會,可促使學生充分發揮個人主觀能動性思考與分析教學內容,從而可從全新的視角看待與分析教學知識點,可實現事半功倍的教學效果。教學實踐表明,教師在課堂教學中以提綱為教學主線,將知識點作為教學中心,從提出問題、分析問題、獲得結論的教學流程井然有序,不僅完全遵循學生的學習規律,而且能調動學生學習機械設計課程的興趣,并且有利于學生創新能力的培養。

2改革實踐教學,優化學生的創新能力

高職教育的最終目的,是為社會主義經濟建設培養高素質的實用型人才,而僅僅依靠課堂上的理論知識教學及實驗演示教學,是難以提高學生的實踐操作能力的。因此,機械設計課程教師應大膽改革傳統的教學模式,合理提高實踐教學比重,積極轉變實踐教學方式與方法,為學生創造更多的參與實踐活動的機會,從而不斷增強學生的實踐操作能力,并為學生創新能力的快速提高提供新途徑。

2.1建立模型,機械陳列室

由于學生閱歷尚淺,且鮮有機會接觸機械,因此他們對機械的認識非常有限,在這種情況下,為了幫助學生快速理解機械概念,并使得他們對機械創新有更深入的了解,就需要教師在課堂教學中借助多媒體及模型教具進行演示教學外,還應在實驗室中建立專門的模型、機械陳列室,將典型的、能彰顯出創新意識的機構實物、機構模型、機械等擺放其中,讓學生在拆裝與觀察這些物品的過程中更加清晰地掌握機械的主要結構,并能較為精準地掌握機械的關鍵技術、運動方案及工作原理,然后在此基礎上產生強烈的創造新機械的愿望。

2.2創新實驗教學方法

實驗教學是機械設計教學中培養學生創新能力的有效方式,其教學目的是激發學生創新意識、增強學生的操作能力,從而為學生綜合素質的提升創造條件。傳統的機械設計實驗教學,主要是教師演示試驗,且都屬于驗證性試驗,這種單調、乏味的實驗形式難以激起學生參與實驗教學的興趣,更不能促進學生創新能力的優化。為了真正提高學生操作能力、學以致用能力、創新能力,就需要教師大膽創新傳統的實驗教學方式,把實驗分成創新型、綜合設計型、基本型3種。其中,綜合設計型與基本型實驗是為所有學生設計的,而創新型實驗是為有能力、有需求的學生設計,只有這樣才能滿足多種層次學生的學習需求。

2.3改革課程設計方法

在機械設計課程中,課程設計是教學的最后環節,其教學目的是培養學生用已經掌握的機械設計理論知識解決現實問題的能力及創新能力。而學生創新能力的培養是借助實踐能力與設計能力來展示的。因此,在實際教學中,教師應依據實踐能力及設計能力的培養目標,大膽改革設計題目,除了保留傳統的“減速器”設計題目外,應添加“簡單機械設計”題目,引導學生結合題目到實訓中心或機械廠觀摩小型機械,探索機器的運動原理與結構,把優化設計、CAM/CAD設計應用到課程設計過程中,因為設計題目和工程實際結合較為緊密,再加上先進設計方法的引入,就可為學生預留充足的創作空間,可較為容易地激起學生的設計熱情,有助于學生創新能力的快速培養。

3結語

經過幾年的機械設計教學改革實踐,在培養學生的創新能力方面獲得了一些成就。機械設計課程教師應堅持教學改革,將學生創新能力、創新思維的培養與發展貫徹到教學過程的始終,最終使得學生都能成為扎實掌握專業知識、具有較高創新能力的高素質人才。

[參考文獻]

[1]張曉露,武衛,郭曉峰.基于創新能力培養的“機械設計基礎”教學改革[J].教育教學論壇,2014(10):36-37.

[2]張明容,王麗,李長玉.“機械設計”課程教學模式改革實證研究—基于學生創新能力的培養視角[J].創新與創業教育,2016(3):105-107.

篇4

關鍵詞:機械設計;教學方法;技能;創新

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A

《機械設計基礎》是高職院校機械制造專業、機電一體化專業的專業基礎課程。學習這門課程,要求學生具備《機械制圖》、《工程力學》、《公差配合與尺寸測量》等先期課程的機械基礎知識和力學計算原理。通過機械零件設計的基本知識、基本理論及設計方法等內容的講授,培養學生分析和解決實際機械問題的綜合能力。同時為《機械制造技術》、《數控加工與編程》等后續課程的學習提供必要的機械設計理論基礎和實踐技能。

《機械設計基礎》是理論和實踐相結合的一門課程,具有很強的工程應用價值,重點培養學生的創造性思維和設計能力。目前,高職院校的學生多數都是從高中直接進入大學,沒有實際工作經驗,對機械結構的了解非常有限,在學習過程中,無法將理論知識學習與生活和企業實踐結合起來,因此學生在學習《機械設計基礎》這門課程時困難比較大,教學效果不佳。如何上好這門課,激發學生的主觀能動性和學習熱情,使學生在教學過程中,既能掌握課程的基本理論知識,又能掌握一定的工程實踐技能,是我們高職教師教學方法研究的重要課題。

下面就根據高職人才培養目標的要求,以提高教學質量為目的,結合本人實際教學中的一些經驗,就教學內容的調整、教學方法的改進、課程設計和教學團隊的建設等方面,對《機械設計基礎》這門課程的教學方法進行探討。

1調整教學內容,減少理論難度,增加技能培養

高職院校《機械設計基礎》課程應注意突出工程性和實踐。目前大多數高職教材在內容上追求理論知識的系統性和完整性,注重介紹機構設計理論和設計方法的研究,對現代機械理論的內容介紹較少,缺少實際機械結構的工程應用,而高職學院的學生普遍理論基礎較差,工程意識薄弱,往往在老師講解、分析機構組成和運動原理時感到茫然不知所措。因此,教師在講課過程中,應該根據高職高專的教育培養目標,減少理論教學的難度,突出實踐應用性,注重國家新標準、新技術、新內容的及時補充,適當調整教學內容。將知識進行優化組合,強調基本概念、基本理論和基本方法,減少復雜的公式推導,力求使教學內容通俗易懂,讓學生容易理解和掌握,同時應注意將工程性和實踐性引入教學內容,增加對學生實踐技能的培養,提高學生的學習興趣。如,在講授平面四桿機構時,引入縫紉機腳踏板、小型農用柴油機、雷達、鶴式起重機、機械夾具、手動抽水機等工、農業生產、生活中常見的工程實例,通過分析這些機構的運動簡圖和觀看動畫視頻讓學生充分理解平面四桿機構的組成、類型和運動原理,在掌握理論知識的同時,讓學生直觀的認識四桿機構在工程中的實際應用;而在講授曲柄搖桿機構的急回特性時,引入牛頭刨床這個實例,通過刨床的結構演示和運動分解,讓學生觀察牛頭刨床加工工件時滑枕的工作狀態,知道進刀和退刀時速度快慢不同,掌握急回特性的產生及具體應用。通過這種理論知識與工程實踐相結合的教學方法,不僅能使學生掌握各章節所學的知識,還能逐步培養他們的產品設計能力和創造精神,真正做到學以致用。

2設計教學方法、加強學生主體意識

2.1重視新課導入

新課導入是課堂教學的第一個環節,對教學效果有直接的影響。新課導入的精彩,能提高學生的注意力,激發學習興趣。新課導入的具體方法,應該根據每次課的實際內容進行靈活的設計。有些延續性的知識,在新課導入時應先對上次課的內容進行復習和總結,這樣不僅可以鞏固知識點,也有助于本次課的承接和延續。例如,講授平面機構自由度計算時,就需要先復習上次課的知識:什么是自由度?什么是約束?什么是運動副及運動副的分類方法?構件及運動副中移動副、轉動副、高副的表示方法是怎樣的?這些問題,與本次課的學習有著非常大的聯系,可以提問讓學生回答,對前期知識進行回顧,又順利的引入本次課程的學習。

有些課程,可以用直觀法引入,達到創造學習情景,激發學生興趣的目的。如講授凸輪機構時,開課先讓學生觀看凸輪機構的幾個應用動畫,如,內燃機的配氣機構、自動送料機構等,吸引學生的注意力,讓他們思考機構的運動原理,引出本次教學的主要內容。有些課程,還可以通過比較法引入,加強新、舊知識點的聯系和對比,使知識更容易被理解和掌握。如,學習鏈傳動時,結合前期帶傳動的知識,先總結出鏈傳動相對于帶傳動能保持恒定的傳動比、傳遞的功率較大、能在惡劣環境下工作等優點,然后列舉一個谷物播種機的實例,讓學生理解鏈傳動在生產中的實際應用,順利的引入新課的學習,進行鏈傳動的運動分析和設計計算。新課的導入方法很多,老師在授課中要從提高教學效果出發,深入理解教材內容,結合生活、工、農業生產中的機械運動實例,積累素材,不斷嘗試、設計新穎的課程導入方法,激發學生的求知欲和創新力。

2.2采用任務驅動的教學方法

根據高職教學目標的要求,課堂教學已打破了傳統的“教”與“學”的過程,要求學生積極參與到整個教學過程中。這就需要教師精心設計教學過程,激發學生的學習興趣,引導學生獨立思考,充分發揮他們的主體作用。任務驅動法就是一種很好的教學方法,教師可以根據教學中的的各章節內容,以培養學生自主能力為目標,設計出若干個典型工作任務配合理論教學。工作任務在各章節開課之初就布置給學生, 讓學生分組去完成,充分發揮學生的學習主動性和創造性。學生在任務的驅動下帶著問題學習,變被動學習為主動學習,既明確了學習目的,又使教師的教學內容有了側重點。工作任務可以讓學生在課后分組獨立完成,讓學生自己查閱資料,設計工作流程,畫結構圖、書寫任務書。課堂上老師組織學生匯報,分組討論,修改任務實施方案。學生最終完成的任務實施報告,作為課程考核的一項內容,按一定比例記入總成績。任務驅動法可以讓學生循序漸進的理解教學的知識點,促進學生積極參與教學,培養學生自主學習的能力。在完成工作任務的過程中,學生也會獲得查閱信息、獲得新知識的能力,分析問題、解決問題的能力以及交流與合作的能力。

2.3合理采用多媒體教學

機械設計基礎的教學內容涉及到許多傳動機構的組成、運動原理及工作過程。運用多媒體教學,結合大量的圖片、動畫和視頻展示,可以將許多復雜的機械運動過程演示出來,使學生對抽象的機構有了直觀、清晰的認識,提高了對知識的接受和掌握程度。如在講授鏈傳動時,通過觀看滾子鏈的組合與分解動畫,就能使學生對內鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子的形狀和裝配組合有一個非常直觀的掌握;講授齒輪傳動時,齒輪的分類、漸開線齒廓的形成、齒輪的嚙合過程等知識也都比較抽象、難懂,傳統教學方法需要學生有較強的空間想象能力,而通過動畫演示,每個學生都能對結構和運動進行清楚、直觀的理解。與傳統板書的教學方法相比,多媒體教學課件圖文并茂的形式能夠充分活躍課堂氣氛,調動學生的積極性和學習興趣,提高教學質量。多媒體教學的效果與課件的制作好壞關系密切,因此教師要充分理解教學內容,把握高職機械設計的教學目標,制作高質量的多媒體課件服務于教學。作為一種教學手段,多媒體課件將教學內容分頁展示,不利于學生對知識進行系統的掌握,因此在教學過程中要注意合理使用多媒體教學,將它與傳統的板書有機的結合起來,可以在授課過程中,將本次課的知識點條理清晰的書寫在黑板上,供學生學習掌握,達到良好的教學效果。

3強化課程設計的目標

課程設計是《機械設計基礎》課程重要的實踐教學環節,是學生應用所學知識進行具體的機械設計訓練,通過課程設計能培養學生理論聯系實際的綜合技能。課程設計和單元項目訓練不同,它不是某一部分知識的單獨應用,要求學生在掌握機械設計理論知識后進行綜合的技能訓練,因此教師在課程設計的題目選取上要進行全面考慮,盡可能多的涵蓋學過的理論知識,而且題目的難易程度要確保絕大多數學生能按時、合格的完成。為培養學生自主學習的能力,教師在選題時應該設計多個題目,同一個題目還可以設置不同參數,讓學生分組設計完成。每個學生的學習基礎和理解程度不同,對知識和技能的掌握程度也會有較大差異,通過課程設計,讓全組學生取長補短、互相學習,提高他們學習積極性和溝通協作能力。課程設計的目的就是要讓每個學生都能通過課程設計達到知識和技能的提高。

在設計之前應該組織學生進行機械結構的拆卸、安裝,熟悉各部分結構、功能、和各零件之間的聯接關系,建立具體的機械概念,讓學生明確設計目標,避免紙上談兵。機械設計時一定會涉及到機械結構的計算和參數選擇等問題,因此要指導學生獨立完成相關知識的復習、總結,指導學生查閱相關參考資料和手冊,解決設計中遇到的問題。學生最終設計、繪制完成的圖紙要整潔、清晰,符合機械加工的工藝要求。

4加強教學團隊的建設

加強教學團隊建設、構建合理的教學梯隊是高職院校提升教學質量、增加社會競爭力的重要保證。《機械設計基礎》課程由機械類專業的老師承擔授課,專業教學團隊中各成員的教學優勢和專業特點各不相同,而且每個教師往往承擔本專業兩門以上課程的教學任務,各課程之間有一定的邏輯關系,教師間通過教學資源和教學技能的相互溝通,可以大大提高人才培養的質量。課程建設是高職院校教學改革的重點,課程教學改革和精品課程建設是提高教師教學水平的重要手段,課程團隊建設應以專業建設為背景,密切合作,對課程進行規劃設計,打造特色專業和精品課程,使課程真正發揮它在整個專業中的作用。高職院校應該充分發揮教學團隊在教學工作中的作用和意義,鼓勵教師加強教學研究和交流,改進教學內容和方法,開發各項教學資源,促進教學團隊各成員的主觀能動性,進行教學改革和創新。教學團隊建設要突出發展過程中的傳、幫、帶,大力培養青年教師,加強青年教師科研能力的培養力度。學院應該給教師創造外出培訓和交流的機會,加強教學研討,通過加強科研建設和科研投資,以科研促進教學,提高教師的整體教學水平。

《機械設計基礎》是高職院校機電專業一門重要的專業基礎課程,教師在教學過程中,應該不斷進行教學方法的探討和改進,使學生掌握理論知識和設計要點的同時,培養專業設計能力,真正做到理論知識和生產實踐相結合,提高學生的綜合技能和創新意識。

參考文獻

[1] 劉小蘭. 基于任務驅動的《機械工程基礎》課程改革探索[J]. 科技資訊,2012(02).

[2] 付東軍,潘有成.淺談《機械設計基礎》講授技巧[J].科技致富向導,2011(20).

[3] 趙明俠. 高職《機械設計基礎》課程設計對學生創新能力的培養[J].裝備制造技術,2011(09).

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關鍵詞:工程教育認證;機械設計制造及其自動化;課程改革

引言

高等工程教育在我國經濟社會的飛速發展的潮流下也在快速發展,以滿足國內經濟社會發展的需要。據統計,我國工科專業在校生占在校學生總數的30%,90%以上的本科高校設置了工科專業[1]。但是各高校存在教學水平參差不齊、人才培養質量差距大等問題。

一、工程教育專業認證對機械類課程體系的要求

工程教育專業認證最核心的理念是以學生為中心和以成果為導向,通過持續改進,不斷優化課程體系、教學內容和教學方法。認證標準明確規定了12條畢業要求,多次提到要求畢業生能夠基于人文、環境和法律背景下運用現代工具和專業知識解決復雜工程問題。機械設計制造及其自動化是一個融入信息技術、計算機科學、微電子科學和控制論,運用先進的設計制造技術和理論解決現代工程領域中的復雜技術問題,從而實現產品設計與智能化制造的綜合性很強的專業。重慶理工大學根據自身的專業特點細化了畢業要求,其中在工程知識和問題分析方面,要求能夠應用數學、自然科學理論與方法,以及工程基礎和機械工程專業等相關知識、技能,對機械設計、機械制造、工業自動化領域復雜工程問題的提出解決方案,并能夠進行預測和模擬,在設計或開發過程中體現創新意識。

二、現行課程體系存在的主要問題

本專業的上一版人才培養方案制定過程中,按照“產品設計—產品制造—系統控制”的思路設計課程體系,并組織了課程負責人及相關的任課教師,對培養方案中的課程體系進行梳理,制定本專業基礎核心課程目錄。圍繞核心課程構成幾個課程組,由課程負責人組織各課程組的課程建設。如以“機械設計”為核心的課程組,負責“機械設計”“機械原理”“機械制圖”等課程的建設;以“機械制造”為核心的課程組,負責“機械制造工藝學”“機械裝備設計”“精度設計”等課程建設。以“制造自動化”為核心的課程組,負責“數控加工工藝與編程”“液壓傳動與控制”等課程建設。但是該版人才培養方案在制定過程中沒有完全考慮工程認證標準體系,執行過程中發現課程體系中存在諸多與工程認證標準沖突和需要補充、改進的地方,存在的主要問題表現在以下幾個方面:(1)課程體系不夠完整。原版培養方案中本專業在數學與自然科學類課程模塊缺少化學和工程數值分析課程,在工程基礎類課程缺少流體力學課程。(2)知識點結構邏輯關系不夠清晰。原版培養方案中,“機械制造工藝學”“夾具設計”“數控加工工藝與編程”等課程存在內容重復的情況,知識點結構邏輯關系不夠清晰。(3)課程教學大綱存在結構不合理的情況。比如教學內容基本上按照教材的目錄編寫。教學方式、手段更多的依然是灌輸式的教學,缺少以培養學生能力為目的OBE(以學生成果導向)的授課方式。(4)實驗課程體系不夠嚴密。原版人才培養方案中,實踐課程雖然分了專業基礎實驗、專業實驗等幾個模塊,但能力培養邏輯不夠嚴密,缺乏能力培養的一條主線。(5)考察方式仍然采用以考試為主的方式,平時作業針對學生能力鍛煉的環節太少,大多是針對某個問題進行計算和求解,解決復雜工程問題的訓練不夠。

三、課程體系改革的具體方案和措施

為了在本專業課程體系方面更好地體現出以學生為主體、成果為導向的OBE教育理念,本專業針對上述存在的問題提出以下課程體系改革方法和措施:(1)完善課程體系,實現課程體系對本專業畢業要求的全覆蓋、全支撐。按照工程教育專業認證標準的要求,根據“厚基礎,寬口徑,有特色”的人才培養模式,重視學科基礎課程教學,強化數理和力學課程,為學生打下堅實的工科背景知識。為此,在數學與自然科學類課程中增補化學和工程數值計算課程,在工程基礎類課程中增補流體力學課程。(2)整合課程內容,避免教學內容交叉。對“機械制圖”“機械制造工藝學”“機床夾具設計”“數控加工工藝與編程”“刀具設計”“機械精度設計”等課程內容進行整合,具體思路為(圖1):從第一學期開始,在機械制圖課程中鍛煉學生對軸類和箱體類等零件的識圖和繪圖能力,在機械精度設計課程中重點針對類似零件鍛煉學生對幾何精度標注符號和內容的理解,使學生能夠根據零件的工作條件設計相應的尺寸和幾何公差,以此為基礎,能夠設計零件的加工工序,并設計對應加工工序的夾具,準確標注滿足加工精度要求的尺寸,能夠編制對應工序的數控加工程序,并在計算上進行準確模擬,所編制的數控程序能夠驅動數控機床刀具按照預定的軌跡對零件進行加工。(3)重新撰寫課程教學大綱,注意課程內容對畢業要求的支撐。根據工程認證的要求重新撰寫所有課程的教學大綱,要求在教學大綱中充分體現學生能力培養的思想,教學內容必須圍繞學生知識的學習和能力的培養展開,每門課程需要對應支撐畢業能力要求的3-5點,并形成達成度標準和評價機制,為持續改進方向提供思路。教師課題組統一備課,在授課過程中嚴格按照大綱要求執行。(4)以OBE教育理念導向,改革教學方式和手段。原課程教學大綱中的教學方式和手段主要是教師課堂講授,實施滿堂灌,缺乏OBE教育理念。改革后的課程教學大綱其教學方式和手段除課堂講授外,在課堂教學中增加了課程項目設計環節,培養學生邊學知識邊實踐的能力,并把課程項目設計環節的分數計入該課程考核總分中。(5)改革課程考核及成績評定方式。課程成績評定方面,減少試卷考試所占比例,增加多種考核方式和平時成績所占比例,平時多分組布置鍛煉學生能力的練習作業,課堂上少講授知識點,注重鍛煉運用知識解決實際工程問題的能力,針對作業中遇到的問題課上互動討論,主動引導學生主動完成教學活動,讓學生充分參與其中,充分發揮學生在教學環節中的自主性、能動性和創造性,改變枯燥的單方面授課方式。

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關鍵詞:綱要框圖法 機械設計 基礎 教學方法

《機械設計基礎》是高等學校機械類各專業的一門主干技術課,是一門綜合性的專業技術基礎課。由于它包括的內容廣而散,縱橫關系復雜,幾乎每一章都包括工作原理、類型特點、機構設計或結構設計、參數選擇等內容,涉及機械制圖、理論力學、材料力學、金屬工藝學等多門課程,而章與章之間聯系不緊密。該課程包含的內容廣,主要表現在關系多、門類多、公式多、圖形多和表格多等現象。該門課程與工程實際聯系緊密,要學生發揮自己的主觀能動性,自己選擇參數自己設計,同一個設計題目所選擇的參數不只一個,每個同學設計的結果應該是不同的,因而給教學帶來一定難度。特別是在課程設計中,不僅要繼承前人已有的經驗,還要去創新,這又給教學提出了一個難題。基于以上原因,學生認為難學,教師認為難教。隨著教學改革的深入、課時的壓縮,使得《機械設計基礎》成為了機械類課程的一個教學難點。我們在近幾年的教學和課程設計的指導中, 采用了綱要框圖法教學, 取得了一定成效。

一、綱要框圖的制作

綱要框圖教學法又稱沙塔洛夫教學法,由前蘇聯學者沙塔洛夫發明,1983年況平和同志將該法介紹到我國。綱要框圖法就是把教學內容經過加工整理, 用簡單的文字和符號以框圖圖表的形式直觀地顯示出來。縱的方向, 反映各部分內容的因果關系、轉化關系;橫的方向, 建立起并列關系、條件關系、比較關系等, 形成一個便于學生理解的邏輯關系網。這樣每一個內容用一張框圖直觀地表示出來,包含工作原理、計算公式、參數選擇,以及結構設計等,充分體現“提綱挈領、簡明扼要、信息集中、思維對號”的特色。

在制作綱要框圖圖表過程中,首先根據《機械設計基礎》教學大綱的要求,將每章的教學內容制作成框圖圖表,并裝訂成冊,在各框圖內列出各部分教學內容中的知識要點,用線條和箭頭標出它們之間的關聯;其次,在課堂上,教師可以根據框圖圖表展開教學,在黑板上邊講邊畫,學生可在圖表上記錄相關內容,這里重點提醒教師在編制框圖圖表時,要故意把相關知識點空出,讓學生做筆記添上內容,養成記筆記的習慣;最后復結階段,學生教師可按圖表進行。框圖圖表的設計制作應注重簡捷明了、條理清晰,它不應是教材內容的目錄,而應是機構分析設計、零件設計的流程。框圖圖表設計制作與教師的教學經驗有密切的關系,教師應仔細研究、反復推敲修改。另外,圖表的制作也并非一成不變,教師應該與其他教師交流經驗、反饋信息,并經過多次修改完善框圖。

在框圖法教學的實施過程中,有以下幾種方法進行教學。一是在上課之前把綱要框圖圖表發給學生,學生可根據教師所講內容添加必要的內容,這種方法可以使學生在上課之前就知道這章的重點。二是教師可在黑板上邊講邊畫,學生抄記框圖圖表,讓學生了解研究問題的基本思路,明確教學的目的和任務。三是在每章講完之后,進行總結繪制框圖圖表。這樣學生在對這章內容基本掌握之后,有一個鞏固和加深所學知識的作用,也可嘗試讓學生自己歸納出相應的框圖圖表。

二、框圖法教學的特點

1.具有較強的邏輯性、概括性,提高了備課效率。框圖圖表可以把每一章零散的知識內容經過整理有機地聯系起來,起到提綱挈領的作用。因框圖圖表是經過多次修改提煉出來的,具有條理清晰、邏輯性強的特點,知識通過框圖圖表再現出來,講稿也就基本準備好了。

2.調動了學生課堂學習的主觀能動性。采用綱要框圖教法后,可以做到學生思考與教師的講解思路同步。學生學習時,能準確抓住重點。

3.可以方便學生的學習和復習。

4.可以培養學生科學的學習方法。學生在學習過程中,養成記筆記的習慣,培養善于總結歸納的能力和創新思維的能力。

針對《機械設計基礎》課程內容廣、雜、散且教材中的公式、圖表多的特點,闡述了綱要框圖圖表在《機械設計基礎》教學中制作方法、重要性以及優越性,既方便教師教學, 又有利于學生理解掌握。該方法可以大大地提高教師的教學效率和學生的學習熱情。同時該方法為其他課程的教學提供了一定的參考。

參考文獻:

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一、項目化教學的特征

針對傳統教學模式的弊端,將傳統的教學方法與項目化教學有機地結合,并在各個環節上適當處理,就容易得到較好的教學效果。項目教學是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動,是行為引導型教學方法中的一種。 在整個教學過程中, 既發揮了教師的主導作用,又體現了學生的主體作用,充分地展示“以能力為本”的價值取向。

項目教學具有以下特征:

1. 職業性: 以學生將來從事的職業崗位( 群)的工作任務、 工作進程作為設計項目教學內容的主要依據,以企業對現代職業人的素質、能力、知識要求強化學生職業素質、職業能力的培養。

2. 實踐性:項目教學的內容和方式與企業生產、管理、服務的實際情境相吻合。

3. 科學性:項目教學是在現代職業教育理論指導下的有目標的實踐活動。

4. 互動性:項目教學的全過程以學生為主體、教師為主導,融教、學、做于一體。

二、項目教學法在教學中的應用

在教學過程中,設計項目是否恰當,直接關系到學生對某一階段教學內容的掌握,關系到教學目標的實現和學生知識體系的建構。因此,項目設計應根據專業培養目標和課程特點來選擇,使機構與零部件設計貫穿于《 機械設計基礎》學習過程中。主要選擇工程機械較為典型的機構和通用機械零件,要求學生初步具備分析、選用、設計機械零部件及簡單機械傳動裝置的能力,具備運用標準、規范、手冊查閱有關技術資料的能力,并利用計算機輔助設計繪制零件圖,分析選材原則和熱處理方法,通過教師和學生的共同比較、分析研究,確定方案,并由學生親自動手制作。

例如,筆者在進行齒輪傳動、帶傳動、工程中的連接、軸和軸承等部分的教學時,以項目為主線,把這些相互關聯的內容串聯起來,設計一個題目為《自動送料的帶式運輸機傳動裝置》的項目。該項目是需要結合課程的大部分知識點,融會貫通,采用系統思維來達成的綜合項目,它又可分解成與各部分教學內容相對應的幾個“子項目”。“子項目”是針對某個固定知識點的具體項目,即帶傳動系統設計、聯軸器的選擇與設計、齒輪與輪系的設計、支撐零部件的設計等 。在整個教學過程中,“總項目”是“子項目”的延伸和拓展,是“子項目”的綜合應用,對學生學習機械設計基礎起到一個行為導向作用,兩者緊密聯系、相輔相成。隨著教學內容的展開,教師所講授的子項目內容都是圍繞總項目的要求進行設計,為之服務。最后,在進行總項目設計時,指導學生以小組的形式,利用所學過的子項目知識進行項目擴展和延伸,完成總項目的內容。這樣可以讓學生有一種成就感,增強他們的自信心,提升他們的學習興趣。

三、項目評估與總結

項目評估與總結是實施項目化教學最后的一個十分重要的環節。首先由學生對自己項目組的工作結果進行自我評估和總結,然后再由教師和其他組學生進行檢查和評分。師生共同討論、評判項目工作中出現的問題和應采用的解決方法。整個項目評估和總結是通過由相關專業老師組成的項目學習效果評估組對學生的綜合知識進行評價,以答辯的形式進行。答辯前要求學生認真總結準備,理清設計 思路,補缺補差,答辯時教師要特別注意項目的關鍵問題、項目實施的薄弱環節,

通過答辯,糾正錯誤,彌補項目實施過程中的不足,幫助學生在鞏固知識的同時提高技能。

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關鍵詞:翻轉課堂;機械設計基礎;教學模式;自主學習;微視頻

教學模式和教學方法的探索與革新一直是高職教育所關注的核心問題。如何將學生的興趣與教學內容相結合,如何將教學的重點由“教”向“學”轉變等已經成為教學實踐中必須面對和解決的問題。新一代信息技術的發展為信息化環境中的教育教學改革提供了必要的技術環境。

1 翻轉課堂教學模式的基本理念

翻轉課堂(“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”)教學模式源于美國,近幾年在全球大受歡迎。其基本思路和做法是:借助于現達的網絡信息技術環境,將傳統“課堂教師講授知識,課后學生復習、完成作業”的教學過程徹底翻轉過來。課前,學生先通過觀看教學視頻、查閱資料、與老師、同學在線交流等方式進行知識學習;課中,教師則把主要的時間用于學生交流討論、答疑、指導完成作業或者任務、組織并參與小組活動。教師也能有更多的時間與學生交流。在課后,學生自主規劃學習內容、學習節奏、風格和呈現知識的方式,教師則采用講授法和協作法來滿足學生的需要和促成他們的個性化學習,其目標是為了讓學生通過實踐獲得更真實的學習。

翻轉課堂作為一種新興的教學模式,它是在信息技術的支撐下為學習者構建個性化協作式的自主學習環境,以促進教育模式的改革和創新型人才的培養,促進教育信息化的真正實現。翻轉課堂是一種顛倒知識傳授和知識內化過程的教學理念,信息化教學是教育現代化的重要途徑。

2 翻轉課堂教學模式在“機械設計基礎”課程中的應用研究

1、機械設計基礎課程特點分析

機械設計基礎是高職機械類專業的一門重要技術基礎課程,它的任務是使學生掌握常用機構和通用零件的基本理論和基本知識。課程教授學生機械設計基礎知識,培養相關能力,提高學生的工程素質。由于課程本身知識點多、內容繁雜。傳統教學課堂內主要是教師講解基本理論為主、學生完成少量的課堂任務,課后布置作業為輔。在之前的教學實踐中,存在課堂教學的不可重復性,學生理解比較吃力。

2、高職學生學習特點分析

(1)學習情緒化較強。對感興趣的東西,學習積極性較高,而對于學習內容枯燥的東西,則學習效率較低。學生對實踐性環節的學習興趣,要明顯高于理論課程的學習。

(2)學習自覺性和持久性不高。大部分學生在課堂外沉迷于網絡游戲,靠抄襲和復制來完成課后作業。對于感興趣的課程,也只能在課堂上隨著老師的節奏學習,但這種興趣不能堅持到課后,學習的持久性不高。

(3)擁有較充裕的課外時間。大部分高職學時在校期間是住校,課外時間充裕,在宿舍便于小組討論和協作學習。學生信息素養能力較高,較利于翻轉模式的實施。

3、C械設計基礎課程課堂翻轉教學實踐

將翻轉課堂教學模式結合高職“機械設計基礎”課程特點相結合,建立如表1所示的機械設計基礎課程翻轉教學模型。該模型將翻轉課堂劃分為兩個階段:課前和課中。其中,課前階段包括觀看教學視頻、針對性的課前任務練習,遇到問題解決途徑以及疑難問題的反饋;課中階段包括快速少量測評、解決問題并促進知識內化、復雜任務完成和總結反饋。

2.3.1 課前

在機械設計基礎翻轉課堂上,知識的傳授移到課前,因此,教師需要提前供給學生一定的學習資料。課前,我們精心錄制了三段視頻:帶傳動的應用(3min),帶傳動的類型和特點(5min),帶傳動基本參數的計算(8min)。雖然每一個微課視頻的時間并不長,但這是結合教學目標、教師經驗、學生能力等各方面因素后所完成的具有較強針對性的教學工具。除此之外,還準備了相應的學案、重難點解析、任務示范、教師點評、練習分析以及與教學視頻相關的三維模型包等資源。

學生登錄網絡平臺,結合視頻和各種教學資源,通過反復觀看和練習來完成知識點的學習,通過習題分析和老師的點評來完成知識點的強化。學生在論壇區將疑難問題相互交流,老師時刻關注論壇,能即刻解決的個別問題盡量當場解決,不能即刻解決的問題或者難以理解的內容,要求學生記錄下來,為課堂教學做好準備。

2.3.1 課中

在翻轉課堂的教學模式下,課前經過深度預先學習的學生對帶傳動的原理、類型、應用、特點及參數的計算有了一定的理解和掌握,學生無法理解的問題,也通過了學案及時反饋。在課堂上教師可以有針對性的解決問題,同時提出設計帶傳動的任務,通過任務驅動和小組合作的方式,讓每一位學生都參與到任務中來。在項目的進展中,如果小組內遇到無法解決的問題,可以直接咨詢老師,老師巡視各組的項目進展,對有問題的小組及時給予指導。

(1)集中答疑

在課堂教學中首先重點講解學生在課前預習中遇到的共性問題。比如如何區分平帶和V帶傳動不同工作面的特點,帶傳動的工作應力分析,帶傳動的有效拉力的計算等問題。這些共性問題,教師在課堂上可以結合三維仿真軟件分析講解,解除疑惑。

(2)項目布置

解決學生的難點后,教師分發設計任務書,并提出設計項目:

設計一帶式輸送機傳動系統中的高速級普通V帶傳動。電動機額定功率P=3 kw,轉速n1=960 r/min,帶的傳動比i=2.5,工人雙班制工作,工作機有輕微沖擊,載荷變動小。

在任務開始前,教師對于任務作簡單說明,并加以引導。

(3)分組實施

課前教師已經將不同層次和性格特點學生合理分成六組。小組合作學習法有利于學生高層次思維能力的發展,只有積極的情感體驗和思維交流,才能促進學生全面素質的提高。小組成員根據任務安排,自行分工。教師則在項目實施過程中巡視查看各組學生的情況,隨時了解學生的項目進展,指正容易發生的錯誤,并對大多數學生出現的共性問題進行集中指導。

(4)成果評價

項目完成后,教師要求各小組派代表上臺展示匯報,談談自己及本組同學在項目實施過程中的心得體會,這樣做也培養了學生的語言組織和表達能力。

(5)課后

教師將課堂上收集到的問題進行整理,并將這些在課堂上實時生成的資源及學生完成的任務書整理后打包網絡共享,這些資源可以被長期保存,學生如果遇到問題時可隨時查閱。通過課后的資源整合,可以有效地實現培優補差的教學目的。

3 翻轉課堂實施中的反思

1、學生需要逐步培養自主學習的意識

翻轉課堂的課前學習已經不僅僅是預習,而是要深度學習。課前有些學生主動學習能力比較差,不提前觀看視頻和完成相應課前任務,這部分學生就可能在這種教學模式中迷失。這是實施翻轉課堂教學模式過程中遇到的最大障礙之一。為了促進這種教學模式的順利實施,需要改革課程的考核方式,采取過程考核,加強課堂外的考核,將考核作為促進學生學習的杠桿。

2、教師的專業水平要求極高。

對于課程內容、學生特點、課程特點等要全面透徹的掌握,不論是在課前、課中或課后,都要求教師為這一堂課付出的時間更長,需要的知識更豐富。

3、教學資源制作要精細

用于翻轉課堂的微課視頻制作要精煉,微課視頻的長度一般在幾分鐘到十幾分鐘之間,且教學目的要明確,知識點針對性要強。創建視頻時要充分考慮學生特點,要適合高職學生的學習方法和習慣。除此之外,通過網絡的視頻要具有暫停和回放等功能,能滿足學生能反復觀看和選擇性觀看的要求,教師也可利用網絡共享優質精品課視頻。

4、學校的信息化環境要跟上

要順利完成翻轉課堂教學模式,需要每位學生擁有一臺電腦,并且校園網絡建設比較健全,網絡交流比較方便,這些是能從事翻轉課堂教學的硬件環境要求。

目前,我國大部分大、中型城市的高職院校具有比較完善的信息化學習環境,并且網絡上具有豐富的優質教育視頻資源,為翻轉課堂在高職學生中應用提供了良好的條件。機械設計基礎課程中采用翻轉課堂教學模式,實現教學視頻化、資源數字化、交流網絡化、考核過程化;通過任務驅動和過程考核,激發了學生的自主學習興趣。經過教學實踐,取得了不錯的效果,達到了提高教學質量的目的。

參考文獻

[1]石彩華 翻轉課堂教學模式在高職機械CAD課程中的實踐應用研究 中教育技術 2015

[2]金陵 翻轉課堂翻轉了什么[J] 中國信息技術教育 2012

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關鍵詞:高等機構設計 課程 教學方法 學習興趣

中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(a)-0198-01

高等機構設計是機械設計及理論學科的主要專業課之一,它是在機械原理課程的基礎上,繼續深入研究機構結構、機構運動分析和機構綜合的課程。在傳統工程教育體制下,教學模式多以課堂講授為主,缺乏結合實際的案例式教學、綜合性教學,這種狀況造成了高等教育難以滿足機構設計發展的需求,學生對該課程感覺枯燥乏味甚至失去興趣。因此必須針對機構設計的特點,優化其教學內容,將教學手段、教學方法和實際應用等有機地融為一體,能夠幫助教師改善課堂的教學效果和激發學生的學習興趣,也有利于開闊學生的設計思路和創新能力。

1 高等機構設計的特點及其主要內容

高等機構設計具有以下特點。

(1)高等機構設計是一門非常重要的、實踐性和創新性很強的專業課程,特別強調計算機編程、機械優化設計、高等數學、機械原理及機械動力學等的綜合運用。

(2)在研究內容方面,從平面機構的分析與綜合擴展到了空間機構的分析與綜合,從簡單的高副機構擴展到了瞬心線高副機構和共軛曲線高副機構。

(3)研究方法也轉變為以計算機為工具,以高等數學中的坐標轉換與矩陣運算為主的解析法。

(4)專業面較寬,通用性較強,需要學生有較寬的知識面和適合各類產業機械所需的設計方法和技巧。

高等機構設計所涉及的學科門類多,涵蓋的內容廣泛,主要教學內容包括[1]:機構的分析與綜合;機構的型式綜合;運動規律設計;凸輪機構設計;齒輪機構設計;機器人機構;組合機構與機構的變異。

2 優化課程教學體系和內容

要在有限的教學學時(通常為40學時)內完成如此多的內容,如果不采取有效的措施,就難以取得好的教學效果。

2.1 構建高等機構設計課程教學體系

由多教研室、系部建立高等機構設計課程群,主要課程包括:(1)數學課程,如《高等數學》、《微分幾何學》;(2)先進設計方法的課程,如《機械優化設計》;(3)基礎課程,如《機械原理》,《齒輪嚙合原理》;(4)計算機語言課程,如C語言,C++語言及Matlab等課程。

2.2 整合教學內容

針對教學的參考教材,教學內容應進行適當的調整和整合。首先注重機構設計基本理論、原理和方法的講授,使學生擁有較厚實的基礎知識,同時,以課本的基本知識點為基礎進行適當的拓展。例如,重點講解平面連桿機構的分析與綜合,然后以此為基礎涉及空間連桿機構的分析和綜合,這樣由易到難的次序可以減少學生聽課過程中的枯燥感,逐步建立對該課的興趣,從而達到良好的教學效果。

2.3 突出理論與實際應用相結合的特色

高等機構設計課程的內容較寬,涉及許多其它學科的知識,如高等數學、微分幾何學、機械優化設計、機械原理、計算機科學等。在掌握機構設計的基本理論和方法的同時,應突出理論與實際應用的緊密結合,每一中設計理論和方法均應有實際的應用實例佐證。如平面連桿機構綜合的類型講解時,針對每一類綜合給出若干實際工程應用的實例,寓教于實際生產應用,這樣可以使得學生的思維清晰,不斷提高興趣。

2.4 保持教學內容的最新

高等機構設計課堂教學必須緊跟機構設計的最新趨勢,始終保持機構設計教學內容的先進性。授課教師緊密關注高等機構設計方法的近況,并把它們融入教學過程中,使學生能夠掌握機構設計的最新知識[2]。

3 教學方法和手段

3.1 多媒體教學與課堂教授相結合

采用多媒體教學,可以擴充課堂教學的信息量,增強感性認識,加深對相關知識的印象和記憶[3];同時,在一些關鍵的知識點上,教師應詳盡地在黑板上推導出整個過程,以促進學生對該知識點的理解,增強學習興趣,提高教學效果。例如,在課堂講授平面連桿機構的概述時,適當增加車間裝配線(位置綜合)的視頻,電動打字機(函數綜合)、電影膠片放映機(軌跡綜合)等的視頻。

3.2 授課模式與啟發教學相結合

在課程教學過程中,采取“授課”與“啟發”相結合的課程教學組織方式[4]。除了傳統教學方法外,對應用、設計方法等則采取“啟發”的教學方法,授課老師在課堂上提出問題并加以適當引導,啟發學生自己去努力思考。同時,可組織學生分組討論和爭論,老師最后進行歸納總結。這種教學方法能夠活躍學生的創新思維,能夠充分挖掘學生的創新能力。另外,教師在授課時,需要將不同知識點之間的背景、聯系及因果關系分別介紹,這樣也有助于學生的理解,增加教學效果。

3.3 理論知識與實際應用相結合

組織學生到相關企業、車間參觀并努力發現機器設備上的相關機構部件,提高高等機構設計在機械裝備的感性認識。我們依托河南省重點開放實驗室及機床實驗室等,為課程實踐教學提供了良好的環境。實驗室擁有各類數控式和機械式的車床、銑床、刨床、磨床等,加工中心,機器人,三坐標測量機,數控成形磨齒機、齒輪測量機等設備,使學生在在學習理論知識的同時與實際機械機構完全對應,培養學生的動手能力和創新能力。

3.4 專題講座,擴寬相關知識面

高等機構設計課程的重點理論與設計方法不能在有限學時內深入講解,可以在課余時間舉行專題講座,如組合機構設計及其新進展、凸輪機構的分度功能設計、機械優化設計在機構設計中的作用等專題講座,使學生對某個知識點有比較全面的了解,從而提高學生的學習興趣,滿足了學生不同層次的要求。

高等機構設計的教學目的就是使學生能夠掌握常用機構的設計方法,把學到的理論知識和具體的設計實例結合起來,能夠對設計實例進行分析,并編程計算得到設計結果。因此,理論知識與實際應用相結合是該課程講授的最終目標。高等機構設計的課程教學應優化完善教學內容,融合傳統的和先進的教學手段和方法使課堂教學效果得到提高,增強實際應用環節的教學比重,引導并開闊學生的設計思路,不斷提高學生的機構創新能力。

參考文獻

[1] 傅則紹,盧子馨.機構設計(修訂版)[M].北京:石油大學出版社,1998.

[2] 任小中,曹鐵珍,韓建海.論課堂教學方法的革新[J].成功(教育版),2009(1):15-16.

篇10

關鍵詞:工程教育;課程體系;項目教學法

作者簡介:尹曉偉(1976-),女,吉林公主嶺人,沈陽工程學院機械學院,副教授;張陳(1963-),男,遼寧沈陽人,沈陽工程學院機械學院院長,教授。(遼寧 沈陽 110136)

基金項目:本文系2012年度遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目“基于CDIO理念的機械類卓越工程師人才培養模式改革與創新研究”(項目編號:2012-151)的研究成果。

中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0134-03

應用型本科院校是實施應用型本科教育,培養應用型本科人才的高等學校,它是在經濟社會發展和高等教育大眾化的必然產物,它不同于研究性大學、職業技師院校的大學類型,肩負著推進中國高等教育大眾化,培養“數以千計的高級專門人才”的歷史重任。應用型本科院校面向現場、面向實際、重在培養具有高深知識、實踐能力和職業道德的應用型人才,他們將從事科技含量高、綜合性強的技術工作和經營管理工作,解決工程或生產中的實際問題,并逐漸成長為工業工程現場或企業一線的骨干力量。[1]

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)

和運作(Operate),它以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。從2000年起,麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助,經過四年的探索研究,創立了CDIO工程教育理念,并成立以CDIO命名的國際合作組織。[2,3]2006年初,汕頭大學工學院成為中國第一個CDIO國際合作組織成員。2008年12月以來,在教育部高教司理工處倡議和課題組的框架下組成了由39所院校參加的CDIO工程教育試點工作組,分機械、土木、電氣和化工四大類試點實施CDIO工程教育模式。幾年來,第一批、第二批試點高校在推進CDIO工程教育改革方面取得了良好的進展和成效。

我國許多高校吸收歐美先進的CDIO工程教育理念,結合一般工科院校應用型本科人才培養的特點,開展以“CDIO為特色”的工程教育模式的研究與實踐,實現實用型人才培養的整體目標。國內外的經驗都表明CDIO的理念和方法是先進可行的,適合工科教育教學過程各個環節的改革。CDIO工程教育模式的研究與實踐在我國才剛剛起步,還有許多問題需要解決。因此,開展基于CDIO的工程教育人才培養模式改革,并結合學校、專業的實際情況進行創新,不但有利于豐富CDIO的理論研究,更有利于提高工程教育人才培養質量,滿足經濟發展對工程人才的需求。同時,對其他工科院校的工程教育改革也具有非常重要的借鑒與推廣意義。

沈陽工程學院(以下簡稱“我院”)作為一所新建應用型本科院校,一直在培養應用型高級人才的道路上不斷學習和探索,試圖找出一條適合我院發展的道路。幾年來,筆者不斷地學習,不斷地總結和改進,取得了一定的成績,但是落后的教學模式和課程體系從根本上制約了我院教育改革的深入。2011年機械系成立“CDIO”研究室,正式將CDIO工程教育模式引入我院,通過學習研討,重新思考了工程教育改革的模式與路徑,參照汕頭大學和一些試點高校的改革方案,對我院機械專業人才培養的課程體系做了改革和實踐,取得了可喜的成果。[4]

一、創建以項目為依托的課程體系

按照CDIO的培養模式,機械設計制造及其自動化專業結合自身專業特色,提出了以一級、二級、三級設計項目為依托的課程體系。通過以項目為紐帶的設計,將學生的理論知識學習和實踐能力訓練系統融合,將扎實的專業知識學習和工程實踐能力培養系統結合起來,將知識學習和實踐能力培養、團隊合作精神等有機地結合起來。圖1是基于CDIO模式的機械設計制造及自動化專業課程計劃魚骨圖。[5]

整個培養方案和課程體系,圍繞機械產品設計與制造展開,組織學生參與數個特定機械設計與制造項目課程安排,如減速箱測繪、縫紉機拆裝、機械裝備設計、齒輪制造、產品創新設計、模具設計與制造和機械產品設計與制造綜合項目等。將CDIO項目按規模和范圍劃分為三個層次:一級項目為包含機械專業主干課程和能力要求的項目,通過幾門主干課程的系統融合,是學生掌握專業知識的總體思路,加強學生對專業主旨的把握;二級為包含一組相關課程(課程群)、能力要求的項目,課程門數不限,關鍵是通過課程群使學生對某一專門知識有充分的理解和掌握,包括理論上的理解和實際的操作;三級為單門課程內為增強學生對某門課程的理解和能力的掌握而設的項目,在課程教學環節中增加項目設計,使學生對該門課程達到真正掌握并能夠將知識應用與實踐。

在機械設計制造及其自動化專業設計了四個一級設計項目,六個二級設計項目,每門課程一個或幾個三級設計項目為導向的一體化課程體系。

二、項目的構思和設計

1.一級項目的構思和設計

一級項目是專業知識的匯總,貫穿專業主干課程全部知識,從產品構思、設計、制造到使用、維修、保養、報廢的系統知識,使學生有機會把所有知識有機地聯系起來,讓學生在獲取知識的同時,更要掌握知識的運用。“專業導論”課程作為大學課程中的第一個一級項目,以減速器為例介紹機械產品全生命周期,從產品的市場調查、需求分析、方案設計、機構設計,到產品試制和測試、調試等。以減速器為例,分析產品在全生命周期過程中設計到的相關知識,進而向學生介紹為使學生獲得這些知識而開設的相關課程,及專業課程體系的設置,并進一步向學生介紹專業培養目標、培養要求以及專業的招生、就業和師資隊伍建設。具體內容見圖2所示。通過專業導論課程,是學生在進行本科課程學習之前,就能夠對本專業的知識獲取與課程設置緊密聯系起來,使學生對大學四年的學習有個整體的規劃和認識,為學生設計一個學習愿景,提高學生的學習興趣。

一級項目“機械產品設計與制造綜合項目”采用循序漸進、層層深入的方式,從一級減速器設計、二級減速器設計、工程承力結構設計、鉆床設計、C6140車床機械、電氣的設計、總裝、調試和故障診斷、模具設計與制造、設計和數控機床改造、數控機床設計等,從簡入繁,將所學的專業知識逐漸應用到更復雜的一級項目設計中,從而將大學四年所學的知識做了最有效的連接,實現了從基于知識的教學向基于項目的教學轉變。

2.二級項目的構思和設計

二級項目是基于課程群的綜合性設計項目,它把原來零散的知識點有機地結合起來,使學生認識到有機的、關聯的知識群而不是孤立的知識點,加深學生的學習興趣,加深學生對知識的理解和運用。比如,材料力學課程,四大變形的講解原來只限于理論講解和解題思路,沒有與實際相關的實例和范例,導致學生在學完力學課程后不知道如何使用力學知識。進行二級項目設計后,筆者將力學課程與后續的機械原理、機械設計專業基礎課程聯系起來,用后續課程中的應用范例,如減速器系統中的高速軸的變形分析來講解力學中的彎曲變形,做到理論知識和實際應用結合。如圖3、4、5所示分別為產品創新設計課程群、模具設計制造課程群、減速器設計課程群。其中產品創新設計課程群將大學生創新大賽產品設計與3D工程制圖、力學、機械原理和機械設計等課程聯系起來,建立理論聯系實踐和具有創新特色的課程群改革方案。

3.項目驅動法應用于三級項目

“項目驅動法”是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動,包括知識講授、實踐教學、演示、評價等完整的過程,其目的是在課堂教學中把講授理論知識與實踐教學有機地結合起來,實現知識、技能之間的聯結,發展完整的職業能力。[6]

三級項目以單門課程為基礎,如專業必修課“模具設計與制造”在教學過程中采用項目驅動法,在為學生提供模具基礎知識基礎上,根據該門課程教學需要設立了一門貫穿課程的實踐項目,項目設計內容豐富、完整、全面,從設計、工藝到制造,給同學提供了充分的實踐鍛煉的平臺,要求學生在課程教學過程中,完成一副典型零件沖壓模具的設計,難度適度,旨在加深和強化學生對課程內容的理解,掌握模具基本設計方法,改變過去單純的理論課程講授,學生缺少動手環節,知識掌握不夠系統和靈活的現象。

又如“機械制造裝備設計”課程也采用了項目驅動法,用主軸箱設計項目來驅動教學過程,使學生在知識和能力上都有了提高,教學效果顯著。

三、結論

應用型本科院校重在培養知識面較寬、基礎較扎實、應用能力強、綜合素質好的高級技術人才,這樣才能在高教生態中找到發展空間。結合應用型本科院校的辦學特點和我院“工程教育,職業取向”的教學理念,充分發揮CDIO工程教育的優勢,認真研究具有特色的CDIO教學方法和人才培養標準,能夠盡快提高我院學生的整體水平和工程應用能力。改革課程體系,強調理論知識和實踐結合,提高學生的知識、能力和素質,對培養工程教育人才具有重要的意義。

參考文獻:

[1]楊興林.應用型人才及其培養模式的研究[J].黑龍江高教研究,

2007,(6):50-51.

[2]陳冬松,孫陽春.CDIO工程教育模式下的工科院校人才培養途徑[J].現代教育管理,2011,11(12).

[3]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3):1-6.

[4]尹曉偉.謝剛.張陳.基于模具課程的項目教學法的研究與應用[J].沈陽工程學院學報,2012,8(1):100-102.