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時(shí)間:2023-02-21 21:34:51
導(dǎo)言:作為寫作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇機(jī)械課程設(shè)計(jì)總結(jié),它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)是工科類中等專業(yè)學(xué)校學(xué)生第一次比較全面地運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí),并借助設(shè)計(jì)資料、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練。機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐教學(xué)課,其目的是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想,讓學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法,能利用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)學(xué)習(xí),最終讓學(xué)生掌握一般機(jī)械傳動(dòng)裝置、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)步驟,同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本技能訓(xùn)練,例如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料(手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)和規(guī)范等),讓學(xué)生了解、掌握常用機(jī)械零件、機(jī)械制圖、機(jī)械傳動(dòng)裝置、簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程和實(shí)施步驟。
機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)的課題很多,而選擇帶式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算為零件課程設(shè)計(jì)的典型題目,其難易程度符合工科類中等專業(yè)學(xué)校教學(xué)大綱的要求。內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)功率及類型的選擇、帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、軸和鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算、軸承的選擇和軸承壽命的計(jì)算以及減速箱的結(jié)構(gòu)和附件的設(shè)計(jì)等。就課題的工作量來(lái)說(shuō),除上述內(nèi)容外,學(xué)生還需完成減速箱的裝配圖和部分零件工作圖。對(duì)于理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)均不足的中專學(xué)生來(lái)說(shuō),要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)圓滿完成以上任務(wù)不是一件容易的事情。
采用什么樣的教學(xué)方法來(lái)指導(dǎo)學(xué)生,以較高的效率完成這一設(shè)計(jì)工作呢?筆者認(rèn)為,采用“分步教學(xué)法”(即一看、二講、三討論、四總結(jié)、五答辯),指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械零件課程設(shè)計(jì),可以較好地達(dá)到預(yù)期目的。
一、看
要進(jìn)行機(jī)械零件設(shè)計(jì),必須認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)對(duì)象。鑒于機(jī)械零件設(shè)計(jì)一般安排在下廠實(shí)習(xí)以前,學(xué)生現(xiàn)有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足,因此必須由指導(dǎo)老師帶學(xué)生到實(shí)習(xí)工廠進(jìn)行一次減速箱的現(xiàn)場(chǎng)拆裝,使學(xué)生對(duì)減速箱的組成、類型、結(jié)構(gòu)、附件和作用以及機(jī)械傳動(dòng)裝置有一個(gè)完整的感性認(rèn)識(shí)。若條件許可,教師最好一并介紹幾種外形各異、采用不同類型傳動(dòng)方式的減速箱,以開(kāi)闊學(xué)生視野。
二、講
指導(dǎo)老師的講授包括平時(shí)的機(jī)械零件理論課程講授和進(jìn)行零件課程設(shè)計(jì)時(shí)的講授兩部分。首先,對(duì)于教材的講授,要有的放矢地提出理論課結(jié)束后將要進(jìn)行的機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)任務(wù)。如帶式運(yùn)輸機(jī),教師要概略地闡述在帶式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中將要遇到哪些問(wèn)題,用哪些知識(shí)去解決,把機(jī)械零件的各章內(nèi)容用一個(gè)實(shí)際問(wèn)題有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。這樣,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)就可以不斷地體會(huì)教材本身的完整性和各章之間的相對(duì)獨(dú)立性,從而帶著帶式運(yùn)輸機(jī)這個(gè)待解決的實(shí)際問(wèn)題積累知識(shí),為機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次,在講授機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)初期,學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的設(shè)計(jì)知識(shí),但接到具體的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)卻往往感到不知從何下手,即對(duì)機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)的程序缺乏全面了解。在這個(gè)階段,教師講授的重點(diǎn)則要結(jié)合課題講清設(shè)計(jì)程序、步驟以及在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)正確對(duì)待的一些問(wèn)題,如查閱已有資料與創(chuàng)新的關(guān)系,正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,零件強(qiáng)度、剛度的計(jì)算與結(jié)構(gòu)和工藝要求的關(guān)系,以及如何處理計(jì)算與圖幅的比例關(guān)系等。在講授傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)時(shí),教師要求學(xué)生按照規(guī)定的傳動(dòng)方案選定電動(dòng)機(jī)的功率、型號(hào),合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)等,具體的運(yùn)算過(guò)程留給學(xué)生自己完成。
三、討論
經(jīng)過(guò)減速機(jī)實(shí)地拆裝和教師的講授,學(xué)生們對(duì)帶式運(yùn)輸機(jī)的整體設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)比較清楚,即可按照“三邊設(shè)計(jì)法”(即邊畫圖、邊計(jì)算、邊修改)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在這一階段,教師工作的重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)到觀察發(fā)現(xiàn)學(xué)生們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤上來(lái),特別是一些共性錯(cuò)誤,進(jìn)行歸納分類,為機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)答辯收集資料。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,教師可組織討論,讓學(xué)生自己提出糾正錯(cuò)誤的辦法。在討論中,教師只作啟發(fā)性的引導(dǎo),經(jīng)過(guò)討論待問(wèn)題已基本清楚時(shí),再由教師作總結(jié)性發(fā)言。這種討論大致要經(jīng)過(guò)兩輪,第一輪要解決傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)和傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算中出現(xiàn)的問(wèn)題,第二輪要解決減速箱的結(jié)構(gòu)、附件及在工作過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
四、總結(jié)
總結(jié),即整理編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理論依據(jù),又是設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程的整理和總結(jié),它是設(shè)計(jì)工作的一個(gè)重要組成部分。毫無(wú)疑問(wèn),學(xué)生自我總結(jié)、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的過(guò)程是獨(dú)立獲取知識(shí)的過(guò)程。通過(guò)總結(jié),學(xué)生回過(guò)頭來(lái)系統(tǒng)地分析整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題,進(jìn)行必要的更正和修改。同時(shí)還可以通過(guò)這一典型的課題設(shè)計(jì),從中悟出一般機(jī)械設(shè)計(jì)所遵循的普通規(guī)律,舉一反三。在這一階段,教師要提出統(tǒng)一要求。
五、答辯
(1. Mechanical Engineering College, Henan Engineering College, Zhengzhou 451191, China.
2. Mechanical Engineering College, Henan Mechanical and Electrical Career College, Zhengzhou 451191, China;)
Abstract: mechanical design foundation course design is an important practice training for the students in engineering and technology institute, its position cannot be ignored. according to the present series problems existing in the course design, some teaching reform thought have been proposed, in order to improve the teaching efficiency.
Keywords:course design, engineering student, teching reform
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-9082(2017)06-0168-01
一、引言
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是非機(jī)械類工科學(xué)生的必修課程,該課程之后往往還伴隨著兩周的課程設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是工科院校學(xué)生較為完整規(guī)范完成機(jī)械設(shè)計(jì)的重要實(shí)踐實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,提升學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,因此對(duì)于非機(jī)械類工科學(xué)生具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)S意義,其地位不容忽視。
然而目前非機(jī)械類工科學(xué)生往往覺(jué)得該課程設(shè)計(jì)并不是自己的專業(yè)方向,得不到應(yīng)有的重視。而且該課程設(shè)計(jì)題目比較老套,往往還是以單級(jí)或兩級(jí)減速器為設(shè)計(jì)對(duì)象,不能根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),靈活變動(dòng)??己藰?biāo)準(zhǔn)以設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙和答辯質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn),不能體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程的創(chuàng)新和協(xié)作能力,因此對(duì)該課程進(jìn)行必要的教學(xué)改革勢(shì)在必行。本文針對(duì)這一系列問(wèn)題,提出了一些教學(xué)改革措施,以期提高機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)對(duì)于提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的作用。
二、改革思路
1.課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容應(yīng)結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)
工科院校專業(yè)分工較細(xì),不同專業(yè)學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)不同。減速器雖然應(yīng)用比較廣泛,但大多數(shù)學(xué)生在專業(yè)體系上可能只是知道其作用,在專業(yè)需求上只涉及到如何選型就可以了,對(duì)于其結(jié)構(gòu)并不清楚,因此非機(jī)械類專業(yè)學(xué)生,他們的機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)并不在減速器上,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容可以不必拘泥于減速器設(shè)計(jì),要結(jié)合學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),側(cè)重于專業(yè)工程機(jī)械的設(shè)計(jì)。比如紡織工程專業(yè)可以改變?yōu)榭椧m機(jī)傳動(dòng)裝置的機(jī)械設(shè)計(jì),采礦工程專業(yè)題目可以改變?yōu)椴傻V機(jī)械提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),材料工程專業(yè)的題目可以改為曲柄壓力機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過(guò)這樣的改變,就把課程設(shè)計(jì)與專業(yè)工程掛鉤,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)興趣,同時(shí)又沒(méi)有脫離機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程體系的要求,一舉兩得。
2.改革設(shè)計(jì)思路,引進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
原本的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容大都有現(xiàn)成的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書指導(dǎo),很多學(xué)生都是照搬指導(dǎo)書中設(shè)計(jì)方法,基本上沒(méi)有什么思考設(shè)計(jì)。因此在課程設(shè)計(jì)內(nèi)容改變以后,教師要先拋開(kāi)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書,鼓勵(lì)學(xué)生自己提前去查資料,翻手冊(cè),總結(jié)歸納整理,從無(wú)到有的學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)。當(dāng)然在學(xué)生設(shè)計(jì)的過(guò)程中,教師要多引導(dǎo)和鼓勵(lì),避免學(xué)生在設(shè)計(jì)中走彎路。
此外在設(shè)計(jì)中,積極引進(jìn)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,成果形式也可以不必拘泥于手工繪圖,可以利用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)CAD/CAM/CAE應(yīng)用技術(shù),淘汰過(guò)去那些半理論半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法,取而代之的是虛擬,動(dòng)態(tài)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法。例如運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)和零件進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并運(yùn)用運(yùn)動(dòng)仿真模塊,對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示,同時(shí)又可以使用CAE分析技術(shù),對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行力學(xué)和結(jié)構(gòu)性能的分析和設(shè)計(jì),這樣結(jié)果即保證準(zhǔn)確,同時(shí)又比較形象生動(dòng),避免過(guò)去很多粗燥無(wú)味的經(jīng)驗(yàn)公式。
3.加強(qiáng)學(xué)生協(xié)作和創(chuàng)新能力
以往的課程設(shè)計(jì)多是一題多人,設(shè)計(jì)形式和內(nèi)容單一,課程設(shè)計(jì)本身工作量相對(duì)較重,但每位同學(xué)又要完成相同的工作量,相互之間沒(méi)有協(xié)作,這樣完成的設(shè)計(jì)質(zhì)量可想而知。因此要加強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作能力,由教師組織,根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)選題的內(nèi)容,靈活安排學(xué)生人數(shù),由學(xué)生上下銜接,分頭完成各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù),這樣學(xué)生在完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí),相互合作,數(shù)據(jù)共享,既能保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量,又鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
此外在設(shè)計(jì)中要加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng),鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)和零件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),對(duì)于提出創(chuàng)新思路和方案的同學(xué),課程設(shè)計(jì)可以適當(dāng)降低難度和簡(jiǎn)化,但要保證課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新內(nèi)容的可行性。
為了保證學(xué)生加強(qiáng)協(xié)作和創(chuàng)新能力培養(yǎng),在最后的成績(jī)考核上,要以學(xué)生為中心,考慮整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程學(xué)生的表現(xiàn),突出協(xié)作和創(chuàng)新在成績(jī)中的分值,來(lái)激發(fā)學(xué)生協(xié)作和創(chuàng)新的積極性。
4.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容可與課堂教學(xué)同步
一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
目前,我國(guó)大多數(shù)高校機(jī)械類學(xué)生通常在第5學(xué)期進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完工程制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程后完成的一門較為綜合的課程設(shè)計(jì),同時(shí),這也是為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后工作后機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)奠定一定基礎(chǔ)。但是長(zhǎng)期一成不變的課程設(shè)計(jì)時(shí)間和題目,以及傳統(tǒng)的教學(xué)模式,早已不能滿足現(xiàn)代信息快速發(fā)展的今天。
1.傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)時(shí)間短。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)通常是在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程結(jié)束以后的3周內(nèi)進(jìn)行,在期末的這3周中學(xué)生考試科目較多,很難集中精力集中時(shí)間做好課程設(shè)計(jì)。由于目前招生人數(shù)的增加,而指導(dǎo)老師的數(shù)量并沒(méi)有增加,這就造成了老師精力不足,最終導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量越來(lái)越低。學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間保證,導(dǎo)致學(xué)生思考問(wèn)題不認(rèn)真、不周全,照搬照抄,計(jì)算繪圖盲目倉(cāng)促,難以達(dá)到課程設(shè)計(jì)所設(shè)置的目的要求。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊張,工作量大,老師不能及時(shí)地鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì),從而限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而對(duì)于學(xué)生單一的、不協(xié)作的課程設(shè)計(jì),時(shí)間緊張,思維狹窄而受限就更難以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新才能。雖然有一些學(xué)生有好的想法,但是沒(méi)有充足的時(shí)間考慮,加上老師對(duì)學(xué)生的監(jiān)管不到位,沒(méi)有老師的認(rèn)真點(diǎn)撥和指導(dǎo)導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力受到限制。
2.課程設(shè)計(jì)題目陳舊、缺乏創(chuàng)新。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)通常選擇一般用途的機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械。通常以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機(jī)械傳動(dòng)裝置作為設(shè)計(jì)課題。因?yàn)闇p速器包括了機(jī)械設(shè)計(jì)課程的大部分零件,具有典型的代表性。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)是鞏固和加強(qiáng)所學(xué)的理論知識(shí),設(shè)計(jì)題目和給定數(shù)據(jù)多年不變,只需要按設(shè)計(jì)任務(wù)中給定的數(shù)據(jù)、方案及規(guī)定的設(shè)計(jì)方法完成一定的工作量即可,這就導(dǎo)致了相互抄襲的后果。學(xué)生缺乏主動(dòng)性、積極性,教師缺乏新思維,師生同受其害。同時(shí),傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)題目與專業(yè)、畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)度不大,使得學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程無(wú)用武之地,缺乏學(xué)習(xí)興趣,設(shè)計(jì)與專業(yè)課程學(xué)習(xí)不同步達(dá)不到學(xué)以致用的目的和充分培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
3.考核方式較為傳統(tǒng)死板,沒(méi)有調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。教師對(duì)課程設(shè)計(jì)的考核方式也過(guò)于簡(jiǎn)單,學(xué)生最后提交的是圖紙說(shuō)明書等紙質(zhì)材料,由于學(xué)生考試的穿插,加上期末老師的年終總結(jié)任務(wù)較多,用于集中指導(dǎo)的時(shí)間少,教師只憑印象批閱說(shuō)明書和圖紙,自行決斷,確定最終得分。整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程前期組織動(dòng)員工作準(zhǔn)備不充分,缺乏師生的交流與互動(dòng),對(duì)學(xué)生的監(jiān)督與管理不嚴(yán),部分學(xué)生的抄襲很難評(píng)判??己巳狈?biāo)準(zhǔn)性和透明度,助長(zhǎng)了懶惰學(xué)生抄襲的不良風(fēng)氣,影響了勤奮好學(xué)學(xué)生的積極性,嚴(yán)重違背了課程設(shè)計(jì)教學(xué)的初衷。
二、改革手段和方法
針對(duì)目前課程設(shè)計(jì)學(xué)生態(tài)度不積極、時(shí)間較短、流于形式等現(xiàn)象,我們就本科生專業(yè)實(shí)習(xí)提出“長(zhǎng)時(shí)間課程設(shè)計(jì)”的概念,即在機(jī)械設(shè)計(jì)課程初進(jìn)行持續(xù)近一個(gè)學(xué)期的時(shí)間,以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練,鍛煉學(xué)生在工作中解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這一概念通過(guò)近幾年的實(shí)施取得了一定的成果,但有些方式仍需繼續(xù)探討。
1.采用“化整為零”法。通過(guò)將課程設(shè)計(jì)融入平時(shí)課程作業(yè)中,學(xué)生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)時(shí),有的放矢,應(yīng)用所學(xué)知識(shí)完成課程設(shè)計(jì)計(jì)算工作;課程設(shè)計(jì)中先進(jìn)設(shè)計(jì)方法和手段的訓(xùn)練,使學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件,掌握三維建模知識(shí),了解虛擬裝配過(guò)程。在平時(shí)上課時(shí)完成課程設(shè)計(jì)的計(jì)算部分,課程設(shè)計(jì)節(jié)省的計(jì)算時(shí)間用于對(duì)學(xué)生的應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件,開(kāi)展先進(jìn)設(shè)計(jì)方法訓(xùn)練及應(yīng)用;增強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué),建議實(shí)驗(yàn)室允許學(xué)生借出減速器模型,在課程設(shè)計(jì)室內(nèi)使用,從而通過(guò)先進(jìn)設(shè)計(jì)方法訓(xùn)練和增強(qiáng)實(shí)踐能力,提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)?!盎麨榱恪狈ㄍ苿?dòng)課程設(shè)計(jì)的改革。根據(jù)教學(xué)大綱的要求,在不減少學(xué)生的設(shè)計(jì)工作量的前提下,采用“化整為零”法來(lái)完成課程設(shè)計(jì)任務(wù),就是在開(kāi)始講述機(jī)械設(shè)計(jì)部分的時(shí)候就把課程設(shè)計(jì)任務(wù)書發(fā)給學(xué)生,將課程設(shè)計(jì)的部分計(jì)算內(nèi)容(如帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì))放在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)時(shí),作為課外作業(yè)布置給學(xué)生,這樣可以發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,同時(shí)老師在日常教學(xué)期間通過(guò)批改課程設(shè)計(jì)作業(yè),及時(shí)地發(fā)現(xiàn)學(xué)生的計(jì)算錯(cuò)誤或不合理的設(shè)計(jì),督促學(xué)生及時(shí)改正。
2.在課程設(shè)計(jì)中引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件,提高學(xué)生的興趣。學(xué)生在機(jī)械制圖課程教學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了Auto-CAD,但是沒(méi)有把它與具體的工程設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。我們根據(jù)學(xué)生的具體情況,在課程設(shè)計(jì)中以不同的方式把計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中,鼓勵(lì)一般的學(xué)生能夠進(jìn)行零件的平面CAD繪圖,對(duì)于基礎(chǔ)好的學(xué)生鼓勵(lì)他們對(duì)零件進(jìn)行三維CAD繪圖或者運(yùn)用UG、Pro/E、SolidWorks軟件繪圖,也可以在電腦上完成裝配圖的繪制。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)并不是孤立的,它不僅是與任課指導(dǎo)教師有關(guān)的教學(xué)活動(dòng),也是在先修的相關(guān)課程基礎(chǔ)上的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此,可在設(shè)計(jì)中聘請(qǐng)制圖、公差、力學(xué)等相關(guān)課程的教師,從各個(gè)不同的角度加強(qiáng)業(yè)務(wù)指導(dǎo),進(jìn)一步提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和素質(zhì)。
3.結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第二課堂,提高學(xué)生創(chuàng)新能力。為避免設(shè)計(jì)的雷同,采用多題目、多數(shù)據(jù),將全班分成若干小組,每組3~5人,經(jīng)小組成員民主選出組長(zhǎng)全面負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作,小組各成員按照自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行合理分工:數(shù)據(jù)計(jì)算與整理、查閱手冊(cè)資料、繪制圖樣、三維造型與裝配等,每人各負(fù)其責(zé),獨(dú)立完成,但要數(shù)據(jù)共享,步調(diào)一致。由于學(xué)生缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn),往往需要對(duì)某些結(jié)構(gòu)不夠合理的地方進(jìn)行多次修改,采用軟件只需修改零件某個(gè)參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改,方便省時(shí),且整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,使學(xué)生能夠更加深入地理解設(shè)計(jì)的內(nèi)涵,并可以直觀地看到自己的設(shè)計(jì)成果,增強(qiáng)學(xué)生的成就感。采取靈活多樣的教學(xué)方法,根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的不同和設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)出現(xiàn)的具體問(wèn)題,針對(duì)年輕人思想活躍的特點(diǎn),鼓勵(lì)學(xué)生在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新,引導(dǎo)學(xué)生獲取知識(shí)與方法。此外,在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)組織學(xué)生相互間互查,以提高其對(duì)技術(shù)文件的審核、鑒定的能力,以及對(duì)工作精益求精的態(tài)度和責(zé)任感。采用第二課堂和課程設(shè)計(jì)想結(jié)合的方式,設(shè)立專項(xiàng)基金,針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生,激勵(lì)其進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)所申請(qǐng)項(xiàng)目的內(nèi)容及課題完成情況進(jìn)行審批,給予一定額度的資金支持并配備專門教師給予指導(dǎo)。對(duì)于特色較為鮮明、成果比較出眾的項(xiàng)目資助其申報(bào)發(fā)明專利、撰寫論文和參與學(xué)術(shù)交流,并優(yōu)先推薦評(píng)選“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”。同時(shí),積極創(chuàng)造條件、出臺(tái)措施,鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的科研項(xiàng)目,給學(xué)生提供廣闊的自由發(fā)展平臺(tái)與空間。
4.結(jié)合科研項(xiàng)目提高教師的積極性。這雖然加大了教學(xué)的難度,要求教師具備扎實(shí)的工程功底,但既滿足理論聯(lián)系實(shí)際的要求,又可達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的,讓學(xué)生體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)中既要參考原有樣機(jī),又要積極思考,有所創(chuàng)新,對(duì)提高學(xué)生的設(shè)計(jì)水平和促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高都非常有益。需要注意的是選題的適當(dāng)和題目的相對(duì)穩(wěn)定,并設(shè)立合適的考核節(jié)點(diǎn),對(duì)課程設(shè)計(jì)的全過(guò)程進(jìn)行約束和監(jiān)督,以利完成課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求。在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程伊始,即下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù),通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)將原教學(xué)內(nèi)容中相互獨(dú)立且略顯繁雜的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái),置學(xué)生于實(shí)際的工作情境之中,使其切身去解讀一個(gè)機(jī)械裝置的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程,并掌握由此所涉及到的原理、知識(shí)以及問(wèn)題解決思路和方法。帶著問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)課程,設(shè)計(jì)中每一步結(jié)果的取得,無(wú)論是數(shù)據(jù)還是結(jié)構(gòu),都與教學(xué)的各章節(jié)密切相關(guān)。在教學(xué)中進(jìn)行實(shí)際工作的演練,是抽象知識(shí)與具體行動(dòng)的有機(jī)融合,能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛力,鍛煉學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)能力,培養(yǎng)全面的設(shè)計(jì)素質(zhì),為課程設(shè)計(jì)的順利完成奠定良好基礎(chǔ)。
三、結(jié)論
經(jīng)過(guò)幾輪的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐,本項(xiàng)目取得如下成果:
1.針對(duì)學(xué)生能力,開(kāi)展分層次教學(xué),讓學(xué)有余力的同學(xué)利用課程設(shè)計(jì)的平臺(tái)鍛煉三維建模能力,二維繪圖能力,并起到輻射帶動(dòng)作用;
2.以“做中學(xué)”的模式讓學(xué)生自主自發(fā)學(xué)習(xí)應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件,一方面提高了他們軟件水平,另一方面,提高了他們的自信心和主動(dòng)性,促使他們掌握了一種有別于死記硬背的新的學(xué)習(xí)方法。
作者:李霞 陳建萍 魏敏 葛云 單位:石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院 新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機(jī)電工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號(hào):H191
近幾年來(lái),隨著高考生源減少和本科院校的擴(kuò)招,低分生源進(jìn)入高職院校已是不爭(zhēng)的事實(shí)。他們文化基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、學(xué)習(xí)能力偏低,抽象的機(jī)械類專業(yè)的學(xué)科知識(shí)讓他們感到很難學(xué)懂,傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能激發(fā)出他們的學(xué)習(xí)興趣。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),是各個(gè)專業(yè)中學(xué)時(shí)最多,任務(wù)最重的一門課程,在人才培養(yǎng)計(jì)劃中起著舉足輕重的作用。它既具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值,也為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。因此,如何上好這門課,使學(xué)生在有限的教學(xué)時(shí)間里,既能掌握課程的基本內(nèi)容,又具備一定的基本技能訓(xùn)練和工程實(shí)踐的能力,成為教師教學(xué)方法研究的重要課題。為了客觀真實(shí)反映教學(xué)現(xiàn)狀,我們?cè)?個(gè)高職院校進(jìn)行了為期6個(gè)月的調(diào)查研究。
一 問(wèn)卷調(diào)查的主要內(nèi)容
我們于2012年3月至2012年9月開(kāi)展調(diào)查,本次調(diào)查問(wèn)卷主要涉及《機(jī)械設(shè)計(jì)》的課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì),考試安排,任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的學(xué)生反饋五個(gè)方面,共40個(gè)問(wèn)題。調(diào)查學(xué)生包括不同職業(yè)院校,不同專業(yè)學(xué)生共計(jì)1200人左右,題型以選擇為主,選作安排學(xué)生對(duì)課程講解的建議和意見(jiàn)。發(fā)放試卷采用任課老師安排作業(yè)的方式,這樣可以避免學(xué)生敷衍了事,反映真實(shí)的教學(xué)現(xiàn)狀。
二 調(diào)查結(jié)果反映的問(wèn)題
調(diào)查共收到有效答卷960份。問(wèn)題集中反映在以下幾個(gè)方面
(一) 學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)目的性不強(qiáng)。課程的教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)沒(méi)有結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)的特點(diǎn),使學(xué)生感覺(jué)這門課程與今后所學(xué)專業(yè)沒(méi)有太大關(guān)系。
(二) 課程設(shè)計(jì)質(zhì)量下降。
(三) 學(xué)生工程意識(shí)薄弱,學(xué)習(xí)方法不適應(yīng)課程要求。
(四) 考試方式陳舊單一,過(guò)程不透明,沒(méi)有新穎性。
三 基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教改方案的實(shí)施
一、教學(xué)內(nèi)容模塊化,增強(qiáng)立體感
高等職業(yè)教育重視技能訓(xùn)練和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)應(yīng)減少原理闡述,把重點(diǎn)放在與生產(chǎn)一線緊密結(jié)合的機(jī)械零件部分,在教學(xué)中將課程內(nèi)容分為必修、選修和自修三種,另外,針對(duì)我校數(shù)控、模具和機(jī)電專業(yè)的特點(diǎn),涉及到的機(jī)械設(shè)備都是高速回轉(zhuǎn)機(jī)械,回轉(zhuǎn)件的平衡和滑動(dòng)軸承中的靜壓軸承在本專業(yè)中有很重要的地位,也作為必修內(nèi)容,將教學(xué)內(nèi)容分成牛頭刨床刨刀驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)分析、縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)分析、圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)分析四個(gè)情景。每個(gè)情景安排學(xué)習(xí)目標(biāo),內(nèi)容,方式方法建議。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容下發(fā)若干任務(wù),每個(gè)任務(wù)中具體化知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)、教學(xué)形式、方法、環(huán)境要求。以牛頭刨床刨刀的教學(xué)情景示例如下表一。
5.材料與工具 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書,教學(xué)模型機(jī)構(gòu)
6.教學(xué)重點(diǎn) 自由度的概念和運(yùn)動(dòng)副對(duì)自由度的限制,機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件,機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。
二、突出課程的工程性和實(shí)踐性,提高創(chuàng)新積極性
應(yīng)用型高職教學(xué)不僅要重視常用機(jī)構(gòu)和通用零件工作原理和設(shè)計(jì)理論,而且要將與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的部分作為教學(xué)重點(diǎn),才能使理論教學(xué)與實(shí)際緊密聯(lián)系起來(lái)。例如,在緒論中研究機(jī)械的組成和功用,以汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)為例子講授,這兩個(gè)例子中,包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、連接件、傳動(dòng)件、軸系件以及彈簧等。這兩個(gè)典型例子的選取,既滿足了教學(xué)要求,便于學(xué)生理解,又突出了課程的實(shí)用性和我校的專業(yè)特色。課程設(shè)計(jì)題目的搜集有多種途徑,例如:結(jié)合教師的科研項(xiàng)目擬定合適的課程設(shè)計(jì)題目;建立學(xué)校與企業(yè)的合作關(guān)系,了解企業(yè)的需求,將企業(yè)一線急需解決的設(shè)計(jì)問(wèn)題引入到課程設(shè)計(jì)中;從往屆畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目中截選出合適的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)部分作為題目;允許并鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和興趣自己擬題;結(jié)合國(guó)家、省和市機(jī)械創(chuàng)新大賽主題尋找一些題目作為課程設(shè)計(jì)題目。在此類題目的課程設(shè)計(jì)中,由于有明確的設(shè)計(jì)目標(biāo),學(xué)生投入精力很大,興致也很高,課程設(shè)計(jì)效果較明顯。
三、使用現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)方法和手段,
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,世界機(jī)械制造業(yè)已進(jìn)入數(shù)字化設(shè)計(jì)、分析與制造的新時(shí)代,先進(jìn)的三維設(shè)計(jì)及其制造方式正在全面展開(kāi)。所以在"機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)"中,將三維數(shù)字化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維制圖是課程改革的一個(gè)重點(diǎn),并對(duì)二維設(shè)計(jì)的機(jī)械課程進(jìn)行整體優(yōu)化?,F(xiàn)在領(lǐng)先的三維設(shè)計(jì)軟件有Pro/E 和UG 等。現(xiàn)階段許多學(xué)生選用傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)軟件AutoCAD 繪制工程圖,對(duì)于缺乏感性知識(shí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定困難,有礙于學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生采用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)手段與現(xiàn)代企業(yè)要求接軌,完成零件與系統(tǒng)的設(shè)計(jì),先建立三維模型,再形成二維投影,符合一般人的思維習(xí)慣,有利于學(xué)生創(chuàng)新形象思維。三維圖形模型可直接調(diào)入有限元軟件,進(jìn)行CAE 分析。這樣可拓寬學(xué)生創(chuàng)造設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),也是軟件發(fā)展多樣化的需要。隨著機(jī)械制造企業(yè)信息化工程的進(jìn)展,廣大工程技術(shù)人員使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和設(shè)計(jì)計(jì)算工作,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中通用基礎(chǔ)信息資源也提出了新的需求。在使用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM 等軟件工具進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中,經(jīng)常涉及各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、常用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、曲線圖表等信息資源的查詢和選用,也涉及常用機(jī)械零部件、標(biāo)準(zhǔn)件校核計(jì)算和設(shè)計(jì)分析等專業(yè)應(yīng)用問(wèn)題,設(shè)計(jì)手冊(cè)的查詢是設(shè)計(jì)時(shí)遇到的一件非常繁瑣的事情。我們推薦使用《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版)》,實(shí)踐表明,學(xué)生應(yīng)用該軟件進(jìn)行傳動(dòng)部件相關(guān)零件計(jì)算和數(shù)據(jù)查詢所花時(shí)間只有以前的一半,不但可以留下更多時(shí)間去進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維造型,而且也通過(guò)傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)實(shí)踐,掌握了有別于手工計(jì)算、人工查詢手冊(cè)的軟件版手冊(cè)用法,為今后更有效地工作,打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、堅(jiān)持并加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)的總結(jié)和答辯,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)
答辯是對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)成果的一種肯定,也是學(xué)生間、師生間相互交流的重要方式;是教師檢查設(shè)計(jì)質(zhì)量高低的有效手段,也是對(duì)暴露出來(lái)的共性問(wèn)題進(jìn)行的一次集中答疑。以往的答辯方式是單個(gè)學(xué)生逐一答辯,由于時(shí)間緊,提出問(wèn)題的覆蓋面小,難以真正反映學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)知識(shí)的掌握程度。采用分小組答辯的方式,學(xué)生之間可以通過(guò)相互的討論,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神,這樣可以獲得一次學(xué)習(xí)提高的機(jī)會(huì),提高答辯效果。同時(shí)要重視課程設(shè)計(jì)總結(jié)。學(xué)生通過(guò)認(rèn)真總結(jié),剖析自己設(shè)計(jì)中的得失、成敗,有助于進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)方法和步驟,找出今后設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。教師也要認(rèn)真對(duì)整體設(shè)計(jì)情況有一個(gè)針對(duì)性的總結(jié),指出設(shè)計(jì)的不足,要肯定成績(jī)并給予鼓勵(lì)。通過(guò)系統(tǒng)總結(jié)和答辯,可使學(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算和設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,進(jìn)一步搞清不甚理解的或未曾考慮到的問(wèn)題,從而取得更大的收獲,圓滿地達(dá)到課程設(shè)計(jì)的目的與要求。
五項(xiàng)目化教學(xué)的考核評(píng)價(jià)方法
基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的考核強(qiáng)調(diào)以人為本的整體性評(píng)價(jià)觀,重視對(duì)學(xué)生能力高低認(rèn)定具體手段和實(shí)用方法。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程特點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo), 結(jié)合職業(yè)崗位能力的需求, 該課程學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)由學(xué)習(xí)過(guò)程態(tài)度考核、學(xué)習(xí)過(guò)程知識(shí)技能考核、綜合能力考核及理論知識(shí)考核四個(gè)部分組成。具體考核評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如下。
準(zhǔn)時(shí)提交作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告且內(nèi)容基本正確和符合要求可得滿分;遲于規(guī)定時(shí)間上交作業(yè)者每次扣1分;不交作業(yè)者每次扣2分;作業(yè)內(nèi)容有明顯抄襲痕跡或完全不符合要求者每次扣1分。
實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)課遵守紀(jì)律。不大聲喧嘩。實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范得滿分。明顯擾亂課堂秩序,影響他人的扣2分,扣完為止。
全部按時(shí)交作業(yè)準(zhǔn)確率80%以上得15分;準(zhǔn)確率(70-80)%得12分;(60-70)%得10分。不交作業(yè)一次扣一分,扣完為止。
客觀題部分,主要用來(lái)考查學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí); 主觀題部分,考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。
四、結(jié)束語(yǔ)
教學(xué)實(shí)踐表明,本次在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)和模塊化教學(xué)模式的改革是成功的。教育模式是能力本位的培養(yǎng)模式,是對(duì)傳統(tǒng)教育模式的顛覆性改革。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:第一,構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生具備在現(xiàn)代工程環(huán)境下賴以生存和成長(zhǎng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、交流溝通能力,對(duì)新產(chǎn)品、新流程、新系統(tǒng)的掌控意識(shí)和能力為核心的教學(xué)目標(biāo)。第二,將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐緊密聯(lián)系在一起,順應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的需求,適應(yīng)日益擴(kuò)大的國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流,以及日益增加的工程全球化競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。第三,營(yíng)造有利于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的環(huán)境,激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力,以滿足社會(huì)對(duì)工程人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和素質(zhì)能力的要求。第四,在理論課堂教學(xué)中強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),提高學(xué)生的工程意識(shí)和工程素養(yǎng)。以適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)工程技術(shù)人才的需求,適應(yīng)高職院校對(duì)高技能高素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求。但是,這種教育模式的實(shí)施,對(duì)教學(xué)環(huán)境,對(duì)教師的素質(zhì)都提出了新的挑戰(zhàn)。我們應(yīng)該共同努力使中國(guó)的工科教育能夠走在世界前列。
參考文獻(xiàn)
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1.概述
課程設(shè)計(jì)是非常重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié),通過(guò)課程設(shè)計(jì)的鍛煉,學(xué)生可以綜合運(yùn)用專業(yè)課知識(shí)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和工程意識(shí),是啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維、開(kāi)發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段,并為以后專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ),在教學(xué)計(jì)劃中具有承上啟下的作用[1]。
根據(jù)學(xué)校機(jī)械專業(yè)的培養(yǎng)方案,可將專業(yè)課課程設(shè)計(jì)分為機(jī)械類課程設(shè)計(jì)和電類課程設(shè)計(jì),機(jī)械類包括:機(jī)械原理課程設(shè)計(jì),機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)等;電類的包括:PLC原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì),控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)等。然而,對(duì)于機(jī)械類課程設(shè)計(jì)來(lái)講,主要是對(duì)機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝卡片設(shè)計(jì)等。然而不管是哪一個(gè)機(jī)械類的課程設(shè)計(jì),都離不開(kāi)三維模型的建立。本文主要針對(duì)機(jī)械類課程設(shè)計(jì)中的三維軟件的應(yīng)用做探討和研究。
2.目前課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
目前幾個(gè)機(jī)械類課程設(shè)計(jì)都還是在采用傳統(tǒng)手工繪圖或者二維CAD繪圖的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)[2],老師在前期講解的時(shí)候,也是用一些已經(jīng)做好的設(shè)計(jì)的動(dòng)畫和基本原理講解的方式給學(xué)生講解。具體問(wèn)題如下:
(1)《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》基本都是采用手工原理圖的形式進(jìn)行設(shè)計(jì),學(xué)生從手冊(cè)或課本中了解每種機(jī)構(gòu)的工作原理,然后根據(jù)老師布置的課題要求進(jìn)行原理設(shè)計(jì),通過(guò)手工繪圖方式,繪出機(jī)構(gòu)原理圖。
(2)對(duì)于《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》來(lái)講,我們的題目還是使用傳統(tǒng)課題,設(shè)計(jì)一級(jí)或者二級(jí)減速器。設(shè)計(jì)步驟基本跟傳統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟一樣,學(xué)生先觀察實(shí)際減速器模型的結(jié)構(gòu),然后進(jìn)行拆裝,詳細(xì)了解減速器的結(jié)構(gòu)。在了解了減速器結(jié)構(gòu)后,學(xué)生再一步步進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)、齒輪設(shè)計(jì)、軸肩、箱體等零件的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)步驟看似非常合理,但是學(xué)生是觀察成品減速器,很難理解每個(gè)零件在整個(gè)產(chǎn)品中的作用。如果能將減速器是如何設(shè)計(jì)出來(lái)的,讓學(xué)生直接參與設(shè)計(jì)過(guò)程中,學(xué)生就會(huì)更有興趣,理解更容易。
(3)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是已知產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),然后進(jìn)行設(shè)計(jì),然而《夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》只知道功能和設(shè)計(jì)要求,需要學(xué)生將所學(xué)《夾具設(shè)計(jì)》知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用,設(shè)計(jì)一套完整的夾具。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟是學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí),參觀實(shí)際的夾具結(jié)構(gòu),然后老師給出跟參觀相似的課題,學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要采用手工或者二維CAD軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
以上幾種設(shè)計(jì)都采用二維設(shè)計(jì),學(xué)生直觀上不便于掌握和理解。而且二維設(shè)計(jì)的后期修改工作非常繁瑣。
3.三維軟件Solidworks在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
(1)三維造型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
三維設(shè)計(jì)是新一代數(shù)字化、虛擬化、智能化設(shè)計(jì)平臺(tái)的基礎(chǔ)。它是建立在平面和二維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,讓設(shè)計(jì)目標(biāo)更立體化、更形象化的一種新興設(shè)計(jì)方法。三維CAD系統(tǒng)有較好的造型工具,能應(yīng)用“自頂向下”和“自底向上”等設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)裝配等復(fù)雜設(shè)計(jì)的難度遠(yuǎn)比用二維圖形系統(tǒng)增加得快。
(2)三維軟件Solidworks在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例
為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)4.0人才培養(yǎng)需要,學(xué)生應(yīng)該首先能使用現(xiàn)代化技術(shù)手段進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),然后具備能出一套標(biāo)準(zhǔn)的符合機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范的工程圖的能力。學(xué)生需要掌握至少一款三維軟件的使用,并能熟練使用三維軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和出工程圖。然而,將三維軟件應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)中,一方面使學(xué)生充分理解所做課題的具體情況,另一方面學(xué)生的三維設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)軟件使用的鍛煉。
2014年在修訂機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化培養(yǎng)方案中,考慮到三維軟件在機(jī)械專業(yè)課中的重要地位,將三維軟件課程設(shè)置在第三學(xué)期,也就是在所有課程設(shè)計(jì)開(kāi)設(shè)之前就已經(jīng)開(kāi)設(shè)了三維軟件課程。
下面以Solidworks軟件在《夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》中的使用為例,在基本確定定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)以后,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟如下:
(1)夾具的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
夾具由定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)和夾具體等一些輔助元件組成。Solidworks在裝配體設(shè)計(jì)中有一種自上而下的設(shè)計(jì)方法,這種方法可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中,一邊設(shè)計(jì)一邊建模。只需要畫好第一個(gè)基礎(chǔ)零件,其他零件可以根據(jù)需要直接在裝配體中建模,可以非常方便地確定設(shè)計(jì)的零件的位置和大小。本實(shí)例就是采用這種自上而下的方式進(jìn)行裝配體的設(shè)計(jì)?,F(xiàn)將撥叉零件鉆孔專用夾具體三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái),然后設(shè)計(jì)心軸并將被加工零件撥叉裝配進(jìn)來(lái),依此方法,將需要的零件都一一設(shè)計(jì)出來(lái),最后成為一個(gè)完整的夾具。
老師在講解完理論知識(shí)以后,再以一個(gè)實(shí)例為例,一邊設(shè)計(jì)一邊繪圖,這樣學(xué)生對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)步驟就非常清楚,也容易理解。
(2)由三維結(jié)構(gòu)圖出工程圖
對(duì)于機(jī)械專業(yè)學(xué)生來(lái)講,出一套標(biāo)準(zhǔn)的工程圖是最基本的要求。很多學(xué)生做設(shè)計(jì)時(shí)更重視方案設(shè)計(jì),不重視出圖。而且課程設(shè)計(jì)老師進(jìn)行課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)時(shí),主要對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行指導(dǎo)。然而,課程設(shè)計(jì)一方面是對(duì)專業(yè)課知識(shí)的綜合運(yùn)用,設(shè)計(jì)正確的方案,另一方面是對(duì)學(xué)生出圖能力的加強(qiáng)和鍛煉。
三維Solidworks軟件具備零件和裝配體出工程圖的功能,學(xué)生可以利用Solidworks軟件進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案最終確定以后,先用Solidworks軟件輸出工程圖,再到CAD中進(jìn)行修改。
4.總結(jié)和展望
課程設(shè)計(jì)是使學(xué)生具備綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力,學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì),了解實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程,達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的效果。
參考文獻(xiàn):
[作者簡(jiǎn)介] 梁永江,柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程講師,工學(xué)碩士,研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)與制造教學(xué)和設(shè)計(jì),廣西 柳州,545006
[中圖分類號(hào)] G42 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1007-7723(2013)03-0079-0002
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》是高職院校機(jī)械專業(yè)設(shè)置的一項(xiàng)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),是學(xué)生首次運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其他先修課程的理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐。通過(guò)課程設(shè)計(jì),學(xué)生可初步掌握簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)方法和步驟,可以了解機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序,熟悉和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法及步驟,學(xué)會(huì)查找和運(yùn)用有關(guān)技術(shù)信息及資料,逐步培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力和增強(qiáng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力。
一、高職高專機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
目前,高職院校機(jī)械類及近機(jī)械類專業(yè)課程設(shè)計(jì)一般采用減速器為設(shè)計(jì)對(duì)象,設(shè)計(jì)題目一般為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)選型、傳動(dòng)方案選擇、v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核、減速器箱體設(shè)計(jì)、螺栓連接選型、鍵連接選型、方式設(shè)計(jì)、附件設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)的工作量為減速器裝配圖一張、齒輪和軸類零件工作圖各一張、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份。以往的教學(xué)方式也一直沿用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法:計(jì)算、查資料、圖板或Autocad繪圖。整個(gè)過(guò)程要求學(xué)生思路清晰,基礎(chǔ)知識(shí)尤其是二維制圖讀圖基本功扎實(shí),但由于高職高專的學(xué)生理論基礎(chǔ)與綜合能力相對(duì)較薄弱,設(shè)計(jì)計(jì)算、分析、繪圖能力相對(duì)較差,很多學(xué)生在繪圖的過(guò)程當(dāng)中對(duì)基本的三視圖關(guān)系解讀困難,在工程制圖時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)中零部件內(nèi)容,裝配關(guān)系不了解,導(dǎo)致信心不足及后面的胡編亂造、抄襲、敷衍了事,達(dá)不到課程設(shè)計(jì)的最終目的。
二、在課程設(shè)計(jì)中使用三維設(shè)計(jì)軟件的可行性和必要性
隨著CAD/CAM 技術(shù)的飛速發(fā)展和日益普及,基于三維模型的設(shè)計(jì)已日益發(fā)展和成熟,高職高專近機(jī)類的專業(yè),在開(kāi)設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程及計(jì)算機(jī)輔助繪圖的同時(shí),也開(kāi)設(shè)了三維軟件如Pro/E、UG、Catia等課程。筆者多年來(lái)從事機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及三維設(shè)計(jì)軟件教學(xué),從多年的教學(xué)反饋來(lái)看,由于基于三維模型的設(shè)計(jì)相對(duì)直觀,解決了令很大一部分學(xué)生讀圖識(shí)圖的困難,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣很高。從教學(xué)的效果來(lái)看,學(xué)生用三維軟件進(jìn)行課程設(shè)計(jì)是完全可行的。但由于課程設(shè)置和學(xué)時(shí)編排困難等原因造成機(jī)械設(shè)計(jì)與三維設(shè)計(jì)軟件課程的教學(xué)始終沒(méi)有有效地結(jié)合起來(lái)。一方面,學(xué)生在做課程設(shè)計(jì)時(shí)普遍感覺(jué)抽象,很多學(xué)生感覺(jué)困難甚至放棄,從而出現(xiàn)設(shè)計(jì)抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重,教學(xué)效果甚微的情況。另一方面,學(xué)生學(xué)完三維軟件后也沒(méi)有有效地加以實(shí)踐。因此,應(yīng)將三維軟件應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)甚至是后期的畢業(yè)設(shè)計(jì),可以在很大程度上提高高職高專學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的積極性,實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的最終目的,也能將三維設(shè)計(jì)軟件有效應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì),培養(yǎng)出能適應(yīng)CAD/CAM 技術(shù)的飛速發(fā)展、適應(yīng)企業(yè)新技術(shù)快速發(fā)展的高技能人才。
三、UG軟件為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)提供的功能
(一)三維實(shí)體建模與修改
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)邊計(jì)算、邊修改、邊畫圖的三邊設(shè)計(jì)過(guò)程,畫圖與計(jì)算修改是互相補(bǔ)充,交叉進(jìn)行的,一些零件的尺寸可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式獲得,但有一些零件的尺寸則需要通過(guò)畫圖、即裝配后根據(jù)結(jié)構(gòu)才能確定。如減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,因?yàn)橄潴w中大部分尺寸的確定都是和其他零件尤其是軸系零件安裝定位的整體設(shè)計(jì)要求相關(guān)聯(lián)的,很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤卻難以發(fā)現(xiàn)的情況,發(fā)現(xiàn)后修改也相當(dāng)困難,有時(shí)甚至需要重新畫圖。
UG軟件的裝配建模是用于產(chǎn)品的模擬裝配,支持“由底向上”和“由頂向下”的裝配方法。即在裝配過(guò)程中可以直接建立和編緝組件,一邊裝配一邊建立組件,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題并進(jìn)行修改,所有修改直接反映到組件部件文件;也可以獨(dú)立創(chuàng)建單個(gè)組件部件,然后添加到裝配體中,一旦對(duì)組件部件進(jìn)行了修改,所有引用該組件的裝配體自動(dòng)更新。這就為機(jī)械設(shè)計(jì)的邊畫圖邊修改的交叉進(jìn)行提供了技術(shù)便利。
(二)裝配與拆裝動(dòng)畫
UG軟件的裝配爆炸圖能將裝配體中的組件沿指定的方向和距離偏離原來(lái)的實(shí)際裝配位置,用來(lái)表達(dá)裝配體中各組件的裝配關(guān)系。此外,UG軟件提供的裝配序列可以使用戶控制一個(gè)裝配體的裝配和拆卸順序,并可以創(chuàng)建動(dòng)畫模擬組件的安裝和拆卸過(guò)程。教師可以在指導(dǎo)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用裝配爆炸圖對(duì)減速器箱體中的零件裝配關(guān)系進(jìn)行很輕松的講解,學(xué)生做完設(shè)計(jì)后也可以對(duì)成果進(jìn)行裝配演示,極大程度改變了傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)中學(xué)生不理解,教師不知如何教的現(xiàn)狀。
(三)出具裝配及零件的二維工程圖
課程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是在裝配圖的繪制上,學(xué)生由于空間與平面的思維轉(zhuǎn)換能力不足,不管是手工繪圖還是Autocad繪圖,常出現(xiàn)讀圖制圖困難的情況。而UG軟件的二維工程圖紙可以由三維模型自動(dòng)生成,且圖紙嚴(yán)格地與三維模型相關(guān),設(shè)計(jì)的三維模型有修改會(huì)及時(shí)反映到二維工程圖中,輔助學(xué)生進(jìn)行三維與二維之間的轉(zhuǎn)換,從而也鞏固和提高了學(xué)生的二維平面圖的讀圖制圖能力。
四、運(yùn)用UG軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的實(shí)施辦法和建議
教師在課程設(shè)計(jì)中所起的作用主要是引導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì),教會(huì)學(xué)生查資料的方法,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力及與其他小組成員協(xié)同合作的能力。減速器的零件設(shè)計(jì)中,很多零件是標(biāo)準(zhǔn)件,教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用設(shè)計(jì)軟件的外掛建立如螺栓螺母齒輪的三維模型,以減輕學(xué)生建立零件的負(fù)擔(dān),從而將更多的精力放在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)最終要以一定的設(shè)計(jì)結(jié)果表現(xiàn)出來(lái),傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生最終上交的設(shè)計(jì)結(jié)果材料包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書、一張減速器裝配圖和若干張零件圖,設(shè)計(jì)成績(jī)的評(píng)定多數(shù)是以只看圖紙的方式,而運(yùn)用UG軟件輔助進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)最大的弊端與多數(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助繪圖一樣,很容易發(fā)生學(xué)生之間互相抄襲的現(xiàn)象。所以,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行分組,每組學(xué)生給定不同的數(shù)據(jù)。此外,設(shè)計(jì)成績(jī)的評(píng)定方式,采用成果匯報(bào)及答辯、平時(shí)設(shè)計(jì)表現(xiàn)相結(jié)合的方式。答辯過(guò)程中師生間的相互交流是教師評(píng)定設(shè)計(jì)質(zhì)量高低最有效的手段。通過(guò)答辯老師能夠發(fā)現(xiàn)總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中所存在的問(wèn)題,同時(shí)也是學(xué)生自我檢驗(yàn)的最有效的方式,通過(guò)答辯鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言組織和表達(dá)能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生宏觀地看待問(wèn)題的能力和總結(jié)能力。
五、結(jié) 語(yǔ)
在CAD/CAM技術(shù)迅猛發(fā)展的形勢(shì)下,高職高專的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方式也要相應(yīng)地進(jìn)行改革與創(chuàng)新,在課程設(shè)計(jì)中運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,進(jìn)一步開(kāi)闊學(xué)生工程設(shè)計(jì)思路,提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)水平與設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力,能夠很大程度地激發(fā)高職高專學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的興趣,全方位提高機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出真正意義上的高技能技術(shù)人才。
[參考文獻(xiàn)]
課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的選題單一、內(nèi)容陳舊,設(shè)計(jì)過(guò)程缺少關(guān)于工藝、成本、環(huán)保、質(zhì)量、使用及維護(hù)等相關(guān)知識(shí)應(yīng)用的鍛煉,無(wú)法提高學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)際應(yīng)用的能力。課程設(shè)計(jì)的圖紙采用手工或CAD二維繪圖的設(shè)計(jì)手段已明顯落后于企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)用型人才的要求。4.教學(xué)方法目前教學(xué)方法存在以下問(wèn)題:授課內(nèi)容多,教學(xué)課時(shí)安排少;講述原理多,結(jié)合實(shí)際偏少;縱向論述多,橫向比較少;講述常規(guī)原理多,介紹行業(yè)最新技術(shù)成果少;課堂講授多,課堂課外討論少。[3]
“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)改革
對(duì)應(yīng)用型機(jī)制本科學(xué)生教學(xué)的主要目標(biāo)是在基本教學(xué)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”主要分為理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)改革也應(yīng)該在基本教學(xué)基礎(chǔ)上在教學(xué)的三個(gè)階段都進(jìn)行學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)。主要改革措施詳述如下:
1.精簡(jiǎn)理論教學(xué)環(huán)節(jié)為了與應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式相適應(yīng),“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)課時(shí)安排上,根據(jù)本課程應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn),適當(dāng)減少理論教學(xué)課時(shí)。因此授課內(nèi)容就要有所側(cè)重、有所刪減。課程講授內(nèi)容遵循“基本、實(shí)用”原則,主要培養(yǎng)學(xué)生機(jī)構(gòu)的分析能力,使學(xué)生掌握機(jī)械的基本設(shè)計(jì)方法。最后使學(xué)生從根本上掌握各種常用機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)行原理以及機(jī)械中常用的一般通用零件的設(shè)計(jì)要領(lǐng)。并注重在教學(xué)過(guò)程中將一些機(jī)械發(fā)展的最新成果和最新技術(shù)介紹給學(xué)生,開(kāi)闊學(xué)生們的眼界,提高學(xué)習(xí)的積極性。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)體系中不可缺少的一部分,主要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析及解決問(wèn)題的能力,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起著非常重要的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容安排上,為了提高學(xué)生綜合認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力,應(yīng)該加強(qiáng)一些綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)。教學(xué)改革后開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要有:機(jī)械零件認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪實(shí)驗(yàn)、漸開(kāi)線齒輪參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)、漸開(kāi)線齒輪范成實(shí)驗(yàn)、帶傳動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新試驗(yàn)、軸系測(cè)繪實(shí)驗(yàn)、減速器拆裝實(shí)驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新組合實(shí)驗(yàn)、平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)、機(jī)械速度波動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)、機(jī)械傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力得到提高。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)。通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方式、方法及實(shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能得到了鍛煉,增加了學(xué)習(xí)的趣味性。
3.提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程最后進(jìn)行的是課程設(shè)計(jì),主要在理論教學(xué)中所學(xué)的機(jī)械零件基本設(shè)計(jì)知識(shí)基礎(chǔ)上,綜合考慮工程實(shí)際,進(jìn)行實(shí)際傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練。基于目前課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,應(yīng)用型機(jī)制本科課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程主要從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行改革:
(1)拓寬課程設(shè)計(jì)題目。目前,各院校課程設(shè)計(jì)的題目都是減速器,每級(jí)學(xué)生都做著重復(fù)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。另外,機(jī)械制圖課程中也選擇減速器進(jìn)行測(cè)繪,因此就使得課程設(shè)計(jì)題目重復(fù)。因此,必須要拓寬課程設(shè)計(jì)選題范圍,增加題目的層次。題目的選擇應(yīng)更靈活,更接近于實(shí)際,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)題目的多樣化。鼓勵(lì)學(xué)生自選題目,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性,更大程度上鍛煉學(xué)生們的設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力。
(2)案例設(shè)計(jì)。結(jié)合工程實(shí)際,給定功能要求,讓學(xué)生擬訂傳動(dòng)方案。讓學(xué)生從功能分析出發(fā),自己擬訂結(jié)構(gòu)及機(jī)械傳動(dòng)方案,進(jìn)行方案比較優(yōu)化,確定參數(shù),完成從定性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定量的設(shè)計(jì)工作,而后進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算、校核及完成相當(dāng)數(shù)量的工作圖設(shè)計(jì)。
(3)引入三維軟件。為鼓勵(lì)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用3D技術(shù),在開(kāi)課之初就明確告訴學(xué)生,課程結(jié)束后要進(jìn)行為期兩周的課程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容是機(jī)械的傳動(dòng)裝置,要求學(xué)生必須采用三維軟件將所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置表達(dá)出來(lái),將課程設(shè)計(jì)提前布置,化整為零,并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用三維技術(shù)。
(4)強(qiáng)化指導(dǎo)過(guò)程。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,教師的指導(dǎo)非常關(guān)鍵。指導(dǎo)教師在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)該具有強(qiáng)烈的責(zé)任心,要對(duì)學(xué)生的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行檢查并及時(shí)糾正錯(cuò)誤,尤其注意設(shè)計(jì)理念及三維圖形繪制的指導(dǎo),使學(xué)生能真正從設(shè)計(jì)過(guò)程中受益。
(5)重視答辯。課程設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是答辯,也是對(duì)兩周課程設(shè)計(jì)工作的考核。即使設(shè)計(jì)題目或者設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不同,每個(gè)學(xué)生都在教師的指導(dǎo)下參考手冊(cè)、教材進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)答辯可以使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)并認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)的不足之處。因此,答辯也是一個(gè)答疑、總結(jié)提高的過(guò)程。
借助“創(chuàng)新大賽”進(jìn)行知識(shí)綜合
課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,使學(xué)生掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟。提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計(jì)能力,如:計(jì)算能力,繪圖能力,使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料(手冊(cè)、圖冊(cè)等)的使用,掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。通過(guò)該課程設(shè)計(jì),可以把學(xué)生所學(xué)的機(jī)械制圖、公差與配合等幾門課程的理論知識(shí)加于鞏固、擴(kuò)展,提高了學(xué)生的綜合能力,為技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。隨著高職教育的不斷擴(kuò)大,高職生的來(lái)源復(fù)雜,學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊。近幾年的課程設(shè)計(jì)效果不理想。課程設(shè)計(jì)對(duì)一部分同學(xué)來(lái)說(shuō)是很枯燥,學(xué)生只是按照設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的各個(gè)步驟機(jī)械地代數(shù)據(jù),并沒(méi)有真正思考問(wèn)題,沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的真正目的。為了讓學(xué)生更好理解課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容,到達(dá)設(shè)計(jì)的目的,需要在教學(xué)方面做一些改革。筆者本著自己這些年來(lái)指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,不斷思考,不斷探索好的教學(xué)方法,從以下幾個(gè)方面來(lái)對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)改革,提高課程設(shè)計(jì)的水平。
1把設(shè)計(jì)和教學(xué)融合在一起
課程設(shè)計(jì)一般都是安排在理論課程講授完之后進(jìn)行,時(shí)間一般是安排在期末兩周時(shí)間。設(shè)計(jì)結(jié)束之后面臨期末考試,大多數(shù)同學(xué)把精力都放在考試課程上,對(duì)設(shè)計(jì)不能盡心盡力,有的同學(xué)是敷衍了事,機(jī)械地參照指導(dǎo)書抄寫說(shuō)明書,里面問(wèn)題很多。有的同學(xué)雖然也發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,但時(shí)間緊張,就懶于修改參數(shù),草草了事。最后一周繪制的裝配圖效果也是不太理想,完全沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的真正目的。如果能把設(shè)計(jì)穿插在理論教學(xué)中,比如講完帶傳動(dòng)就可以布置設(shè)計(jì)任務(wù),把設(shè)計(jì)題目分組給學(xué)生,設(shè)計(jì)要求講解清楚,把電動(dòng)機(jī)的選擇方法給學(xué)生講解清楚,再講解傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算。學(xué)生利用課余時(shí)間就可以著手設(shè)計(jì)內(nèi)容,完成電動(dòng)機(jī)和帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。在課程內(nèi)容齒輪傳動(dòng)講解完之后,學(xué)生可以接著前面的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行齒輪的設(shè)計(jì)。講解完軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容之后,學(xué)生就可以設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)尺寸。每上完一部分與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)后,就讓學(xué)生接著進(jìn)行設(shè)計(jì),讓學(xué)生有足夠的時(shí)間去考慮,設(shè)計(jì)的效果才理想,學(xué)生才得到真正設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。
2設(shè)計(jì)參數(shù)多組化
以往的設(shè)計(jì)參數(shù)雖然也有很多組,但數(shù)據(jù)相差不大,最開(kāi)始學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)都很感興趣,隨著設(shè)計(jì)內(nèi)容的不斷增加,有的同學(xué)覺(jué)得大家做的都差不多,和設(shè)計(jì)指導(dǎo)書也相差不大,漸漸就會(huì)失去興趣,等著別的同學(xué)做完了直接抄寫敷衍了事??梢园言O(shè)計(jì)的參數(shù)變動(dòng)大一些,每組的參數(shù)選擇要求也不一樣,這樣就可以避免學(xué)生互相抄寫。比如在帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)中小帶輪基準(zhǔn)直徑的選擇,一個(gè)組的同學(xué)必須選擇不一樣的數(shù)值,帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)完了之后,讓這組的同學(xué)互相對(duì)比,啟發(fā)他們思考參數(shù)不一樣會(huì)有什么影響,最終引導(dǎo)學(xué)生找出合理化參數(shù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)重在過(guò)程,而不是結(jié)果,通過(guò)不同的參數(shù)比較,讓學(xué)生更直觀理解了設(shè)計(jì)內(nèi)容,鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的興趣,不是簡(jiǎn)單的抄寫,達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。
3注重答辯,啟發(fā)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題
答辯是課程設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié),是檢查學(xué)生實(shí)際掌握知識(shí)的情況和設(shè)計(jì)的成果,評(píng)定設(shè)計(jì)成績(jī)的一個(gè)重要方面。雖然設(shè)計(jì)是提前布置,參數(shù)選擇讓學(xué)生選擇不一樣,但如果不答辯,也難區(qū)分是學(xué)生自己獨(dú)立完成的,還是機(jī)械地抄寫設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。通過(guò)答辯,可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的一些問(wèn)題,引導(dǎo)他們?nèi)ソ鉀Q問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行全面分析和總結(jié),弄清楚設(shè)計(jì)中每一個(gè)數(shù)據(jù)和公式的使用,對(duì)圖紙上零件的結(jié)構(gòu)有著清楚認(rèn)識(shí)。學(xué)生在設(shè)計(jì)中完成的圖紙和說(shuō)明書還不能完全反映出學(xué)生的真實(shí)水平。只有通過(guò)答辯,才能看出學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合能力。比如,有的同學(xué)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的時(shí)候,只是機(jī)械地選擇帶輪直徑,但缺乏整個(gè)系統(tǒng)的考慮,有的同學(xué)的小帶輪半徑比電動(dòng)機(jī)的中心大,學(xué)生還是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,沒(méi)有及時(shí)修改帶輪直徑,繼續(xù)按這樣的參數(shù)進(jìn)行后面的設(shè)計(jì),導(dǎo)致后面很多數(shù)據(jù)都不合理。設(shè)計(jì)完成后,答辯就是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)系統(tǒng)一個(gè)全面的考慮,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題,培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力。
4培養(yǎng)學(xué)生CAD繪圖能力
以往的課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生繪制一張裝配圖和兩張零件圖,大多數(shù)都是手工繪圖。由于設(shè)計(jì)說(shuō)明書錯(cuò)誤多,邊繪圖邊修改說(shuō)明書,有的尺寸是繪圖過(guò)程中才能確定的。反復(fù)修改數(shù)據(jù),部分學(xué)生感到煩,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)太多,基礎(chǔ)差的同學(xué)甚至不知道該修改哪個(gè)數(shù)據(jù)。機(jī)械地參照指導(dǎo)書繪圖,導(dǎo)致設(shè)計(jì)的尺寸和圖紙中的尺寸不吻合,細(xì)節(jié)地方錯(cuò)誤多。如果設(shè)計(jì)任務(wù)及早布置出來(lái),學(xué)生做完一個(gè)零件的設(shè)計(jì)就用CAD繪制出零件圖,并讓老師檢查。比如齒輪的零件圖,只需要修改輪轂的孔徑就可以了。最后集中幾天到機(jī)房完成裝配圖的繪制,這樣既鍛煉了學(xué)生的CAD能力,同時(shí)又能保證是學(xué)生自己設(shè)計(jì)的尺寸,和說(shuō)明書也吻合,達(dá)到設(shè)計(jì)的效果。對(duì)于成績(jī)好的同學(xué),還可以鼓勵(lì)他們利用學(xué)過(guò)的三維軟件繪制零件,并進(jìn)行裝配。在二維和三維之間不斷轉(zhuǎn)化,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并加于修改??傊?,通過(guò)以上幾個(gè)方面的改革,能較大程度改變課程設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題,把課程設(shè)計(jì)穿插在理論教學(xué)中,針對(duì)性強(qiáng),學(xué)生也容易接受。參數(shù)選擇的多樣化,能調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,激發(fā)學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的興趣,提高了設(shè)計(jì)效果。
作者:王桃芬 張彩芳 單位:重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京:高等教育出版社,2009.
隨著我國(guó)高等教育的改革,課程設(shè)計(jì)是工程機(jī)械體系教學(xué)的關(guān)鍵。高校在課程設(shè)計(jì)時(shí)大多數(shù)是局限課本上的題,雖然書本上的題是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的邏輯設(shè)計(jì)的,但是由于學(xué)生本身知識(shí)量的有限和對(duì)專業(yè)的認(rèn)知等因素,出現(xiàn)“一葉障目,不見(jiàn)泰山”的現(xiàn)象,雖然學(xué)習(xí)很認(rèn)真,但是不能將課程與整個(gè)體系聯(lián)系起來(lái),使學(xué)生不知道這些知識(shí)用來(lái)干什么,怎么用。為適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)對(duì)人才的需求,我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善課堂教學(xué)和課程設(shè)計(jì),更好地適應(yīng)世界發(fā)展的潮流。當(dāng)前教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題主要是:教學(xué)結(jié)構(gòu)單一,教學(xué)方法“僵硬”不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生不能發(fā)掘課堂上的知識(shí)點(diǎn)。針對(duì)學(xué)生在教學(xué)中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)不清,不能將整個(gè)課程體系結(jié)合起來(lái)的問(wèn)題。首先應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變教學(xué)模式,將以前的照套課本式的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變?yōu)榕d趣型的教學(xué)方式,在教學(xué)中更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。其次就是在課程設(shè)計(jì)時(shí)主要依據(jù)學(xué)生的實(shí)踐課程來(lái)設(shè)定相應(yīng)的題目,既不脫離教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)也聯(lián)系了實(shí)踐理論,最后在培養(yǎng)目標(biāo)上我們應(yīng)當(dāng)重視復(fù)合型人才的培養(yǎng),在教學(xué)體系中對(duì)于一些關(guān)聯(lián)性課程的知識(shí)點(diǎn)在課堂上應(yīng)當(dāng)做簡(jiǎn)單地闡述,以培養(yǎng)貫通社會(huì)科學(xué),技術(shù)科學(xué)、人文科學(xué)的復(fù)合型人才為目標(biāo)。
一、工程機(jī)械關(guān)聯(lián)性課程體系現(xiàn)狀
工程機(jī)械關(guān)聯(lián)性課程體系的類型主要是以理論為主,其中也有的是理論加實(shí)踐,如表1所示。當(dāng)前大多數(shù)高等院校的工程機(jī)械關(guān)聯(lián)性課程沒(méi)有實(shí)踐訓(xùn)練,只是依附于課本上的理論知識(shí)。對(duì)于有實(shí)踐訓(xùn)練的課程,這些實(shí)踐缺乏創(chuàng)新性,內(nèi)容比較簡(jiǎn)單,甚至與理論知識(shí)缺少內(nèi)在的聯(lián)系。同時(shí)機(jī)械類的課程設(shè)計(jì)主要是以齒輪減速箱為設(shè)計(jì)的對(duì)象,雖然設(shè)計(jì)所涉及的面廣,但是內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性,每年的課程設(shè)計(jì)大多都是相同的,所以設(shè)計(jì)的內(nèi)容老化與社會(huì)實(shí)際聯(lián)系較少,從教學(xué)效果的角度看,當(dāng)前的教學(xué)與設(shè)計(jì)并不能構(gòu)成一個(gè)具有邏輯性的體系。不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才質(zhì)量的需求。
二、關(guān)聯(lián)矩陣法建立關(guān)聯(lián)課程模型
目前,為了更好地使關(guān)聯(lián)性課程與教學(xué)相融合,在此利用關(guān)聯(lián)矩陣法的原理,建立一種簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)體系,使教師能夠更好地確定關(guān)聯(lián)性課程的重要性,在設(shè)定關(guān)聯(lián)性矩陣時(shí)每一門關(guān)聯(lián)性課程對(duì)整體教學(xué)的影響程度是不同的,這種影響程度可以通過(guò)學(xué)生對(duì)興趣來(lái)確定,這樣不同的關(guān)聯(lián)性課程就對(duì)應(yīng)了不同的影響因子,這些影響因子就組成了一個(gè)體系,如果關(guān)聯(lián)性課程體系為,那么對(duì)應(yīng)的影響因子就為,通過(guò)關(guān)聯(lián)性矩陣原理可知,影響因子體系應(yīng)當(dāng)滿足:通過(guò)關(guān)聯(lián)矩陣的逐項(xiàng)比較原理選出較好的方案。
三、工程機(jī)械教學(xué)體系與課程設(shè)計(jì)的建議
工程機(jī)械教學(xué)體系與課程設(shè)計(jì)必須要以現(xiàn)代工程教育的實(shí)際背景為前提,根據(jù)學(xué)科的特點(diǎn)在結(jié)合學(xué)?,F(xiàn)有資源,在傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新,通過(guò)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)實(shí)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行整合。(1)提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性:所有的實(shí)踐要根據(jù)學(xué)生的興趣來(lái)設(shè)定,在實(shí)踐過(guò)程中首先需要學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)踐的理論知識(shí)掌握,在自己動(dòng)手去做去分析,并在做完后提出自己觀點(diǎn)和建議,培養(yǎng)鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力:在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室操作的過(guò)程中,需要教師繼承并更新以往的設(shè)計(jì)題目,通過(guò)學(xué)生們自主提出問(wèn)題來(lái)發(fā)掘新的思路,可以通過(guò)一個(gè)實(shí)踐引出多個(gè)題目,分層次的進(jìn)行。這樣能有效的提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,更好的適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)創(chuàng)新人才的需求。(3)開(kāi)展仿真實(shí)驗(yàn):目前對(duì)于計(jì)算機(jī)的運(yùn)用已經(jīng)無(wú)處不在,它具有進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的運(yùn)算、三維物體的動(dòng)態(tài)模擬等功能,能夠高效的解決實(shí)際運(yùn)算中的繁瑣問(wèn)題,在實(shí)踐教學(xué)前先通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,對(duì)于在計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題提出較好的解決方案,避免在實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題。(4)課程設(shè)計(jì)聯(lián)系工程實(shí)際:為了增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,在選擇課程設(shè)計(jì)的題目時(shí),我們可以從在工廠參觀學(xué)習(xí)的車間中選出一些覆蓋面廣且具有一定創(chuàng)新性的零件作為設(shè)計(jì)的對(duì)象。為了使學(xué)生更好地對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題有叫清晰的認(rèn)識(shí),我們可以邀請(qǐng)工廠里的工程師走進(jìn)教室,對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)提出實(shí)際性的問(wèn)題及觸發(fā)學(xué)生的靈感。
四、總結(jié)
課程設(shè)計(jì)與教學(xué)體系的設(shè)定是高校工程機(jī)械體系教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)中,教學(xué)體系的設(shè)定直接影響人才的培養(yǎng)。因此,以工程機(jī)械教學(xué)體系為前提,加強(qiáng)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)與工程實(shí)際相結(jié)合,探索新的教學(xué)思路,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,確保學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,提高畢業(yè)人才質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]朱高峰.工程教育的幾個(gè)問(wèn)題探討[J].中國(guó)高等教育,2010
申明:本網(wǎng)站內(nèi)容僅用于學(xué)術(shù)交流,如有侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)告知我們,本站將立即刪除有關(guān)內(nèi)容。 摘要:課程設(shè)計(jì)是工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。以動(dòng)力機(jī)械及工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)為例,分析了改進(jìn)前課程設(shè)計(jì)和存在的問(wèn)題,并結(jié)合指導(dǎo)課程的實(shí)踐經(jīng)歷,分析了課程設(shè)計(jì)的改革思路和實(shí)施方法,經(jīng)過(guò)實(shí)踐探索證明了其是行之有效的教改方式。 關(guān)鍵詞:課程設(shè)計(jì);動(dòng)力機(jī)械及工程;實(shí)踐教學(xué)
前言:
在全國(guó)開(kāi)設(shè)動(dòng)力機(jī)械及工程專業(yè)方向的學(xué)校中,很多都安排“內(nèi)燃機(jī)課程設(shè)計(jì)”這一教學(xué)環(huán)節(jié),旨在通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生應(yīng)用、鞏固、豐富、提高所學(xué)內(nèi)燃機(jī)專業(yè)知識(shí),加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解,獲得與專業(yè)有關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和專業(yè)技能以及綜合運(yùn)用理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的方法與能力。因此,課程設(shè)計(jì)是對(duì)前期理論與實(shí)踐教學(xué)效果的檢驗(yàn),也是對(duì)學(xué)生綜合分析能力與獨(dú)立工作能力的培養(yǎng)與檢查過(guò)程。
一、原課程設(shè)計(jì)內(nèi)容安排存在的問(wèn)題
1.存在的問(wèn)題
(1)原課程設(shè)計(jì)內(nèi)容安排中繪圖工作量大,在兩周左右時(shí)間內(nèi)要求每個(gè)學(xué)生在認(rèn)識(shí)、消化和整理原圖的基礎(chǔ)上,完成兩張四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的橫向和縱向圖,這對(duì)于大部分學(xué)生來(lái)說(shuō)是一件很難完成的事情。所以,到最后造成的結(jié)果就是大部分學(xué)生無(wú)法達(dá)到課程設(shè)計(jì)基本要求,即學(xué)生并不能通過(guò)課程設(shè)計(jì)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn),掌握基本尺寸和結(jié)構(gòu)的確定原則以及計(jì)算方法,更談不上在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
(2)課程設(shè)計(jì)答辯是以教師提問(wèn)為主的“問(wèn)、答”方式,不能全面地考核學(xué)生們對(duì)課程設(shè)計(jì)的掌握程度。更重要的是,學(xué)生們對(duì)自己的設(shè)計(jì)過(guò)程及結(jié)果并沒(méi)有系統(tǒng)地總結(jié),對(duì)自己的成功與不足之處沒(méi)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí),使他們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)中沒(méi)有明確的努力方向,這并不是一個(gè)好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
(3)課程設(shè)計(jì)的組織形式單一。課程設(shè)計(jì)的目的之一就是要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。從人才培養(yǎng)的過(guò)程來(lái)看,在一個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)還很不豐富的情況下,團(tuán)隊(duì)合作是迅速提升其分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的最好途徑之一,也是知識(shí)共享、成長(zhǎng)最快的方式。然而,原課程設(shè)計(jì)還只是處于單打獨(dú)斗、一人一題的局面。
二、課程設(shè)計(jì)的改革探索
1.改進(jìn)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容
內(nèi)容安排中減少機(jī)械重復(fù)的畫圖工作量,將四缸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)改成二缸機(jī)設(shè)計(jì),并強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作設(shè)計(jì)理念,安排2人一組,每個(gè)學(xué)生只要求手畫一張縱向圖或橫向圖,另加兩張用繪圖軟件繪制的零件圖,由此一方面補(bǔ)充了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在內(nèi)燃機(jī)輔助設(shè)計(jì)中應(yīng)用的培訓(xùn),也使得學(xué)生有時(shí)間對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面思考,保證了對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程的理解。
2.加強(qiáng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在內(nèi)燃機(jī)輔助設(shè)計(jì)中應(yīng)用的培訓(xùn)
分別以動(dòng)力機(jī)械及工程專業(yè)的兩大主干課程“內(nèi)燃機(jī)原理”和“內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)”為基礎(chǔ),將學(xué)生分為內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程熱力學(xué)計(jì)算和內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算兩大組,加強(qiáng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。要求進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程熱力學(xué)計(jì)算的學(xué)生根據(jù)熱力計(jì)算公式,對(duì)內(nèi)燃機(jī)各熱力參數(shù)、指示參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,并繪制示功圖,它對(duì)內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義。要求進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算的學(xué)生以發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真分析為目標(biāo),掌握發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的思路與方法,并能將思路與方法付諸于程序語(yǔ)言進(jìn)行仿真,通過(guò)仿真結(jié)果進(jìn)一步加深對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)火順序、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和軸承負(fù)荷圖的理解。
3.設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)度安排階段化
第一階段:大約1―2天時(shí)間,進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)總體設(shè)計(jì)和方案選擇,在產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)中要選擇和確定內(nèi)燃機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù),在進(jìn)總第250期 專業(yè)教學(xué)行熱計(jì)算和外特性計(jì)算及主要零部件設(shè)計(jì)前,首先要選擇零部件的類型、布局方式,如:氣缸的布局方式、燃燒室的選擇等。
第二階段:大約2~3天時(shí)間,進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程熱力學(xué)計(jì)算和內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算,學(xué)生依據(jù)分組睛況分別按要求進(jìn)行具體的計(jì)算。
第三階段:大約8―9天時(shí)間,進(jìn)行繪圖工作,每個(gè)學(xué)生手畫一張縱向圖或橫向圖,另加一張用繪圖軟件繪制的零件圖。
第四階段:大約2~3天時(shí)間,整理并編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
4.細(xì)化課程設(shè)計(jì)成績(jī)的評(píng)定方式,鼓勵(lì)創(chuàng)新意識(shí),加強(qiáng)平時(shí)考核監(jiān)督
課程設(shè)計(jì)改革要做到成績(jī)?cè)u(píng)定嚴(yán)肅、認(rèn)真、科學(xué)、公正,只有制定合理的成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)才能取得學(xué)生對(duì)成績(jī)的認(rèn)同感。改進(jìn)后的課程設(shè)計(jì)從一開(kāi)始就明確給出評(píng)定的辦法以及細(xì)則,并嚴(yán)格加以實(shí)施。最后的總成績(jī)是將設(shè)計(jì)說(shuō)明書質(zhì)量、創(chuàng)新意識(shí)、圖紙質(zhì)量、答辯以及平時(shí)成績(jī)進(jìn)行加權(quán)綜合計(jì)算得出。其中說(shuō)明書質(zhì)量包括方案說(shuō)明、設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程,以及學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的理解、認(rèn)識(shí)和收獲等,要求報(bào)告思路清晰、文字通順,書寫規(guī)范,符合技術(shù)要求與撰寫規(guī)范。總成績(jī)別考慮了創(chuàng)新意識(shí)的成績(jī)點(diǎn),只要學(xué)生在教師給的簡(jiǎn)單的原設(shè)計(jì)模板上有所創(chuàng)新的都予以成績(jī)上的鼓勵(lì)。此外,加強(qiáng)平時(shí)成績(jī)的考核,主要參照出勤、提問(wèn)和平時(shí)階段性任務(wù)的抽查情況等方面給出成績(jī)。出勤情況除了教師抽查記錄,還委任幾個(gè)組長(zhǎng)進(jìn)行記錄。四個(gè)設(shè)計(jì)階段完成情況均分別記人平時(shí)成績(jī)。
5.改進(jìn)課程設(shè)計(jì)答辯方式
答辯時(shí)除了采用教師提問(wèn)的“問(wèn)、答”方式外,還要求學(xué)生能指出自己在圖紙方面和報(bào)告方面的問(wèn)題,注意引入學(xué)生自我的認(rèn)識(shí),允許學(xué)生參與對(duì)成績(jī)的評(píng)定?;蛘咭髮W(xué)生指出別人圖紙問(wèn)題,以考查學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的處理能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的程度,側(cè)面也反映該學(xué)生是否親自完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)。此外,答辯時(shí)還現(xiàn)場(chǎng)抽查某些學(xué)生對(duì)繪圖軟件的使用情況。對(duì)于不合要求的學(xué)生,必須要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)重新完成,否則不予通過(guò)。
三、總結(jié)
動(dòng)力機(jī)械及工程專業(yè)改革后的課程設(shè)計(jì)注重了對(duì)知識(shí)運(yùn)用、能力訓(xùn)練和素質(zhì)培養(yǎng)的要求,在課題的深廣度與分量上進(jìn)行了調(diào)整,保證了90%以上的學(xué)生能夠按照設(shè)計(jì)與進(jìn)度完成設(shè)計(jì)工作。本次課程設(shè)計(jì)改革探索反映出來(lái)的正面效果比較明顯,鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新意識(shí),提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,對(duì)該專業(yè)的課程設(shè)計(jì)具有較好的參考價(jià)值和示范作用。
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