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1、故障现象及处理过程:
4月13日,我台981kHz发射机开机过程中,控制选择开关拨到本地后,交流接触器K1反复吸合,延时继电器JS7也反复吸合,同时有轻微的糊焦味(这一现象被忽视延长事故处理时间)。
根据以往的故障现象,我们判断可能是延时继电器出问题,经检查排除,断开延时继电器输入后,交流接触器K1反复吸合现象仍存在,怀疑交流接触器K1损坏。就在检修人员准备更换该部件时,不经意发现泄放继电器触点有烧黑的痕迹,仔细一看确定是触点粘连导致开机时泄放继电器无法吸合。更换泄放继电器后设备运行正常。
2、设备原理及故障分析:
发射机电源系统电路图如下:
发射机低压开关合上时产生±18伏及+24伏,选择开关拨到本地后,交流接触器K1吸合,三相电源经过三只电阻送至主电源变压器初级,在此同时,延时继电器JS7得电,约3秒后,交流接触器K2吸合,将三只电阻短路,主电源电压输出达到正常值。用作主电源控制的中间继电器JQX-10有三付触点,其中两付并接的常开接点是当满足主电源开通条件时,接通加至交流接触器K1、K2的线包电压,另一付常开接点是用开控制泄放继电器动作的,即主电源接通,断开泄放电阻,主电源断开时,接通泄放电阻。泄放电阻经继电器与整流后的主电源连接,关机时为滤波电容提供泄放通路。主电源供给电路图如下:
泄放继电器触点粘连后,开机时触点无法断开, -140V主电源直接通过泄放电阻入地,导致-140V电压严重下降,主电源采样控制电路保护性关机,关机后-140V电压又恢复正常,发射机又自动开机,从而导致开机过程中K1处于反复吸合状态。
3、故障原因分析:
开机瞬间泄放继电器吸合不力,-140主电源经泄放电阻入地时产生大电流使泄放继电器粘连。原因可能是泄放继电器老化造成,也可能是内部灰尘导致。
关键词:机械设计基础;课程体系;课程教学
《机械设计基础》是新疆交通职业技术学院汽车制造与装配技术专业的一门介于基础课和专业课之间的重要的设计性技术基础课程,通过本课程的学习,可为学生学习后续专业课程提供必要的基础知识;为学生将来从事产品设计、开发提供必要的理论基础;为将来从事工艺、运行、管理工作时,能对所使用机械传动原理有正确的了解,获得对设备正确使用、维护和故障分析的能力;使学生具有运用标准、规范、手册和图册查阅有关技术资料及编写说明书的能力。《机械设计基础》是理论知识和实践知识综合运用的课程,在整个课程体系中从理论性课程过渡到结合工程实际的设计课程,起到桥梁作用。该课程体系目前仍延续过去的模式,新体系尚处于探索之中。为了突出高职高专的教学特点,提高教学质量,本文就该课程在课程体系、教学内容、教学方法和教学手段、实践环节等方面的问题,提出一些探讨意见。
一、《机械设计基础》传统教学模式存在的突出问题
(一)教学方法单一落后
《机械设计基础》是机械原理和机械零件的综合,主要讨论机械设计的常用方法和一般过程。传统教学方法,授课内容多,而实际教学课时安排不足;讲述原理多,结合实际偏少;纵向论述多,横向比较较少;讲述常规原理多,介绍行业最新技术成果不够;课堂讲授多,课堂课外讨论少。实践教学,仍以劳动性操作为主,对学生独立获取知识能力和自主学习、创新思维能力培养不够。教学手段也不尽如人意,课堂教学仍沿袭粉笔板书、挂图和简单的教具,很难取得好的教学效果。
(二)课程没有针对专业要求合理设置
《机械设计基础》课的知识点非常丰富、繁杂,如不精心组织、把握重点,全部灌输给学生,将适得其反。因此,教学前,教师要对所教的内容加以精选与提炼,把握教学重点,丰富教学内容,以激发学生的学习兴趣。例如,在组织齿轮传动教学时,并不是把教材上所有内容都教给学生,而是根据高职学生的特点和各专业不同的要求,选择不同的侧重点进行教学。工程机械运用与维护专业的学生,就业岗位是销售及维修,因而对他们的教学注重的是应用方面,如齿轮传动的原理、分类、特点、失效形式、齿轮参数的测量及齿轮传动的、密封等;而对于机电一体化专业和汽车制造与装配技术专业的学生,就业岗位主要是机械加工操作、机械加工工艺编制及机床设备的维护等工作,因而对他们的教学重点,除了齿轮传动的原理、分类、特点、失效形式、齿轮参数的测量及齿轮传动的、密封外,还要把齿轮的切齿原理作为重点,同时应了解变位齿轮的基本概念。只有针对不同专业组织教学内容,才能有的放矢,取得好的教学效果。
(三)实验教学比重偏低,学生动手能力的培养欠缺
实验及实践教学是帮助高职学生理解课堂理论教学内容的必要手段,也是提高他们动手能力的重要途径。传统的实验课在实验室中进行,由于实验器材陈旧、缺少,不能保证每位学生的动手操作机会,为此,可将实验与生产实践结合起来。在课余时间可至校办工厂和校外实习基地进行有关实践,如参与维修设备、加工简单的零件等。
二、《机械设计基础》课程体系的设计
(一)改革内容
1.改革思路
本课程组以企业需求为基本依据,按照生产一线实际需要,结合高职教育的特点,强调基本知识,注重实际应用,从机械的组成及特性出发,形成工程力学――材料及热处理――公差与配合――常用机构――联接――机械传动――支承零部件――机械系统设计综述这一新课程体系。该体系将以往的理论力学、材料力学、公差与配合、机械原理和机械零件几门单列的技术基础课程有机地融为一体,理论分析以适度够用为限,突出了针对性和实用性。
2.整合教学内容
在教学内容整合上,删除繁琐的公式推导、理论证明,注重如何运用这些公式、定理、方法等来解决实际设计问题。例如将齿轮、轴、滚动轴承等工程实践性很强、并对工程设计与应用能力有很大帮助的章节作为教学重点内容;将与磨损、螺纹连接、弹簧等章节安排作为学生自学的内容,通过答疑的方式对学生进行辅导;将教材中介绍很简略,但与生产第一线联系很紧密的一些工程知识比如轴承的安装、拆卸、、组合设计以及失效形式、齿轮加工、蜗轮蜗杆加工等知识内容进行补充。
3.结合专业培养目标取舍教学内容
由于各专业的培养目标不同,所安排的课程和教学要求也不同。因此《机械设计基础》课应根据工程机械运用与维护专业、机电一体化专业和汽车制造与装配技术专业课的学习要求,对各专业毕业生就业岗位的要求选取适合的教学内容,使学生能把有限的时间和精力花在学习掌握有用的知识上。
4.增加创新设计内容
《机械设计基础》课程需适应现代科技发展的要求,牢牢把握住本学科的发展脉络,及时补充新型机构、传动零件知识,介绍新的设计理论、方法、技术、计算机辅助设计等内容,以拓宽视野,培养创新设计的思路和方法。在课程设计实训中加强对学生在课程中应用计算机CAD/CAM主流软件(如MATLAB、AutocAD、UG和Pr∥Engineer)的工程实训。专周设计实训的课题主要包括从动件、轴、滚动轴承和联接件等的设计计算、三维造型装配、二维工程图和设计说明书等内容,使学生能够综合运用多门专业课程的知识和技能,在计算机辅助下完成,提高了专业素质和工程应用能力。
5.通过设计培养学生的自学能力和独立工作能力
《机械设计基础》教学中常用机构的设计、通用零件的选择和设计是教学中的重要内容。在教学中可以通过设计作业,如“凸轮机构设计”、“齿轮机构设计”及“轴系部件设计”等,使学生对常用机构和通用零件设计获得必要的工程实战训练,培养学生严谨的学习态度。“机械零件课程设计”是《机械设计基础》课程教学的重要环节。课程设计要让学生一方面加深对已学知识的掌握,培养自身综合运用所学知识和技能独立、灵活地分析问题和解决问题的能力,另一方面,课程设计也要让学生掌握使用工具书的方法和使用技术资料的技能,培养自身的设计能力和独立工作能力。此外,课程设计还要有利于学生形成良好读书习惯和自学能力,以满足自身的终身教育的需要。
(二)课程体系设计思路
1.整体教学设计
按照典型减速器设计的流程所必须的知识和能力结构,归纳《机械设计基础》课程学习领域的主要工作任务,选择一级直齿圆柱齿轮减速器设计作为载体,构建主体学习单元(学习情境),按照资讯、决策、计划、实施、检查与评估六步法,工学交替、任务驱动、项目导向,将真实生产过程和产品融入教学全过程,设计学习情境。并根据行业、企业标准建立《机械设计基础》课程教学体系,选定合适的载体,设计教学单元,完成教学设计。
本课程遵循学生职业能力培养的基本规律,以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容,设计了4个学习主情境,分别以减速器机械联结的设计、减速器机械传动的设计、减速器轴系的设计和减速器的与密封为载体。4个学习情境包含17个学习性工作任务,把理论学习和实践训练贯穿其中。
2.单元教学设计
学习情境1:减速器机械联结的设计通过螺纹联结、键联接、销联结的设计计算,让学生熟悉机械零件的受力分析,熟悉杆件拉压变形、剪切变形、挤压变形的强度计算,熟悉螺纹联结、键联接、销联结的选用方法和工作原理,并掌握相应联结的设计与安装方法和工艺要求。
学习情境2:减速器机械传动的设计通过圆柱齿轮的设计计算,让学生熟悉齿轮失效形式、材料选择、热处理方法、各类齿轮受力分析和设计准则,并掌握相应的齿轮的选用方法。通过带传动的设计计算,让学生熟悉带传动的组成、工作原理、特点、类型和应用;V带传动;V带轮的常用材料和结构;带传动的安装、张紧和维护;了解同步齿形带传动简介。
学习情境3:减速器轴系的设计计算通过减速器轴的设计计算,让学生熟悉轴的材料及选择;轴的结构设计;轴强度的粗略计算;按扭转强度计算;按弯扭合成强度计算。通过减速器轴承的设计选择,让学生熟悉轴承功用、类型;滑动轴承类型、结构;轴瓦的结构及材料;液体与非液体摩擦轴承简介;滚动轴承类型、特点、精度及代号;滚动轴承失效形式;滚动轴承组合设计。通过减速器输出端的联轴器的设计选择,让学生熟悉联轴器的功用,类型、结构、特点和选择;离合器主要类型及其结构。
学习情境4:减速器的与密封通过减速器的与密封的设计,了解机械中有关与密封的基本知识。
减速器专用周:通过对减速器整体的设计,让学生掌握整个机械设计过程。教、学、做有机融合,把理论学习和实践训练贯穿其中。
三、教学方法和教学手段的改革
(一)启发引导式
机械设计基础是一门理论性和实践性很强的课程,我们在讲授理论知识的同时非常重视联系工程实际,重结论,重应用。例如在讲述摩擦的自锁概念时,列举大量常见的实例,启发学生去思考,并同时从反面提出问题,请学生回答并解释,以此来培养和提高学生独立思考的能力。
(二)多种教学方法进行组合
采用理论教学、多媒体教学、现场教学、实验教学、课堂讨论、做学合一及综合能力训练等教学手段相结合,常用机构讲解改变过去罗列式的教法,从创新的角度用大量的应用实例让学生对生产和生活中的机械装置有更广泛的了解,开阔眼界,学以致用。
《机械设计基础》课程实验是高职学生职业技能培养的重要环节,学生通过实验,可直接接触到生产一线的技术问题和操作技能问题。因此,该课程实验具有很强的针对性。如通过渐开线直齿圆柱齿轮参数测定实验和减速器的结构分析和装配实验等,使学生学习和掌握具体的测试技术,测量方法,从而接触和熟悉测量工具与设备。
采用课堂讨论方法调动学生的主观能动性,教与学融为一体,使学生成为课堂的主体。例如在讲授轴的设计时,先给出各种轴的结构,由学生从加工、装配、承载上讨论分析轴的特点,给出条件然后组织学生讨论,在教师的引导下,得出正确、合理的结论。使学生真正参与到教学中来,课堂气氛活跃,教学效果明显。
《机械设计基础》是与工程实际联系紧密的课程,在教学过程中应特别注重理论联系实际。例如,在讲解机构时,列举了实际机器(汽车、内燃机等)和日常生活中(客车上的折叠椅、缝纫机的踏板机构等)的应用实例,又特别介绍了与专业有关的金属切削机床(车床、铣床、牛头刨床等)应用实例,因而增强了基础课与专业课之间的联系。
(三)利用现代教学手段,激发学生学习兴趣
将多媒体教学手段引进课堂教学。在遵循教学基本规律和学生认识规律的基础上,恰当地制作CAI课件可以将传统教学手段难以表现的内容、教材中的重点和难点表达清楚。
利用生产现场拍摄的录像,再现范成法加工齿轮的过程及根切现象;利用多媒体动画片展现带传动中的弹性滑动现象、展现四杆机构的演化、展现各种间歇运动机构的原理、展示行星轮系与差动轮系的区别、齿轮的失效机理等等。通过多媒体课件直观而形象的展示出来。
如在齿轮一章授课过程中,学生对渐开线的形成等内容的理解较困难,若利用相关软件,编制并演示渐开线的形成过程,然后对渐开线上各点进行齿形角和受力分析,学生很快就理解了什么是渐开线,为什么通常采用基圆附近的一段渐开线作为齿廓。同样通过两齿廓的啮合、啮合线和啮合角的动态显示、中心距的变化等又能使学生对渐开线齿轮的啮合特性有更深刻的理解,从而大大提高了课堂教学的效率和效果。
四、搞好课程设计,培养学生的综合技能
《机械设计基础》课程设计是综合本课程以及相关课程的理论知识、基本技能,独立完成机械传动装置或简单机械设计任务的一种途径,具有较强的实践性、综合性,是一次提升和整合知识的过程。通过课程设计培养学生分析问题和解决机械设计问题的能力,同时教会学生查阅和使用各种资料和手册,熟悉国家有关标准和规范,掌握常用的设计方法和手段(如计算机绘图和计算机辅助设计等)。在选题上,仍以单级或两级直(斜)齿圆柱齿轮减速器设计为主。在课程后期,组织学生对该传动装置进行拆卸、安装和到减速器生产厂家现场参观,提前下发设计任务书,让学生进行一些前期的计算工作,最后通过编写设计计算说明书和答辩,提高学生对设计的论证能力和可行性分析能力。
课程结构决定课程功能。课程能否体现出它的创新价值,在一定程度上取决于课程结构是否有利于师生创造性的发挥和培养,能否为学生的创新提供宽松适宜的时空条件和环境,使学生积极、主动地创造性地学习和发展。教师应在教学中注重提高学生处理实践中具体问题的能力,形成课程知识与实践的连贯沟通,使学生逐步具备适应社会的能力,尽快成为国家需要的高技能应用型专业人才。
参考文献:
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关键词:心智技能;机械设计;机械设计基础;教学研究
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)01-0196-02
一、概述
高职教育的侧重点在于学生技能的培养,《机械设计基础》又是一门从理论到实践过渡的课程,因此,其教学评价应该以学生的机械设计技能掌握程度为标准。目前,相关研究表明,高职院校的《机械设计基础》教学普遍存在着学生理论知识弱、动手能力差、知识运用能力差等问题,教学没有能够很好地提高学生的技能水平。机械设计技能属于创造性技能。根据教育心理学的相关理论,创造性技能的获得依赖于心智技能的提高,因此必须在教学中重点进行心智技能的培养,培养学生的创造性思维,提高学生的创造能力以及解决实际问题的能力。
二、心智技能的基本理论
技能分为操作技能和心智技能。操作技能是一种动作技能,由特定的动作方式构成,比如在机械设计的活动中测量齿轮的各种参数、拆装机械装置等。而心智技能是一种思维的技能,是调节和控制心智活动的经验,主要由观察、分析、判断和决策的能力构成,比如在机械设计的活动中计算机械参数、设计机械结构等。心智技能能够指导操作技能的应用。因此,对于《机械设计基础》教学而言,不仅要培养学生的操作技能,还更应该注重心智技能的培养。提高心智技能,可以帮助学生学会分析问题与解决问题的方法,在实际工作中有更高的效率。
三、《机械设计基础》教学中存在的问题分析
目前,《机械设计基础》教学大部分仍以讲授法为主,在教学的过程中,以各种机构设计的理论知识为主要内容进行讲解。由于学生普遍缺乏实际机械结构的工程经验,单纯的讲授方式往往使学生感到茫然不知所措,学生对各种设计理论的适用场景和条件不甚了解,不能真正做到学以致用,在独立进行机构设计任务时会有无从下手的感觉。笔者经过课堂观察、与学生交谈及实训指导等方式进行调查之后发现,学生在独立进行机构设计时存在一些共性问题,主要体现在以下几个方面:
1.理论知识没有形成系统。主要有两个方面:一是先修课程的理论知识没有跟《机械设计基础》联系起来。《机械设计基础》的课程学习,要综合运用到《工程材料》、《工程制图》、《工程力学》、《互换性与技术测量》及《机械原理》等课程的知识,由于这些课程学习时是分开单独学习的,学生在独立进行设计计算时,往往无法运用这些知识,比如不能运用力学知识去校核齿轮、轴及轴承等零件的强度;不能运用互换性原理中的公差知识去设计轴孔配合公差;不能运用工程材料的知识选择零件材料等。二是本课程内各章节知识没有形成有机整体。由于各章节基本上是以机器中不同类型的机构来进行划分的,学生在碰到多机构组合的装置时,往往不知道如何进行设计,比如不知道轴承设计的输入参数应该从轴的设计结果中获取。
2.缺乏查阅资料解决问题的能力。查阅资料解决问题是进行机械设计必备的技能之一。在实际教学过程中,由于教材一般不会强调这方面的知识,学生在这方面的能力相对匮乏。比如在查阅机械设计资料时,遇到图表不能根据横纵坐标查到所需的参数,或者遇到表格不知道表头所指代的参数,遇到新的问题不知道从目录中找到参考资料的位置等。
3.缺乏思考、生搬硬套。学生在进行设计计算时,生搬硬套比较多,机械地套用公式,或者完全按照例题参数进行设计,不考虑自己的设计任务与现有方案的差异,缺乏独立的思考。比如在进行带传动设计时,未直接给出转速(需要用其他参数计算得出),有的学生直接将例题中的转速带入计算。甚至有些学生直接照抄别人的设计结果,数据计算和结构设计都相同。
4.对设计参数缺乏宏观把握。对设计参数缺乏宏观把握主要表现在课程设计的过程中。由于学生缺乏工程经验,对所设计的机构没有在大脑中形成一个宏观的概念,对其尺寸和参数也没有感性的认识,因此在设计出现明显不合理,甚至错误时,不能及时发现,直到设计后期,甚至绘图时才发现问题,已经没有足够的时间修改,影响设计成绩。比如在设计减速器时传动比分配不合理,导致制图时发现结构比例不协调等。
5.制图能力弱。制图能力弱同样是主要表现在课程设计的过程中,课程设计的最后都要求学生把自己设计的装置按照国家标准要求的工程制图样式表达出来,在这一过程中出现了很多问题。主要是因为学生对工程制图的标准掌握不够,比如标题栏格式、零件简化画法、螺纹的绘制、壳体相贯线的绘制等经常出现错误。
综合上述问题分析可以看出,学生在创造能力及设计思维上相对较弱,实际上通过平时作业和操作实践,学生基本都能完全掌握单一零件的设计,比如设计带传动、设计齿轮机构、轴的结构设计等,但却在需要整合运用这些知识技能时出现了问题。这实际上就是因为心智技能的匮乏,因此,培养心智技能是提高学生机械设计能力的关键。
四、心智技能培养在《机械设计基础》教学中的应用
1.机械设计心智技能形成分析。根据冯忠良教授的研究,心智技能的形成是阶段性的,其过程分为原型定向、原型操作和原型内化三个阶段。原型定向阶段以理论知识传授为主,让主体掌握技能操作的原理;原型操作阶段通过实践让主体熟练掌握操作技能,为原型内化奠定基础;原型内化阶段在主体大脑中形成内化的思维模式,使主体能够灵活运用操作技能解决实际问题。
根据上述理论,结合《机械设计基础》教学的实际情况,机械设计心智技能的形成阶段如图1所示。
机械设计心智技能的形成分为三个阶段:掌握基本理论、熟悉常用设计和综合设计计算三个阶段。在整个学期的教学过程整体上按照三个阶段进行划分,同时每个章节的教学同样按照三个阶段进行,甚至具体到每次课都尽可能遵循心智技能形成的过程进行,如此不断反复强化,才能提高心智技能。
在整个学期的教学过程中,掌握基本理论、熟悉常用设计和综合设计计算三个阶段的主要教学内容是:(1)讲授常用机构和通用零部件的工作原理、设计、应用等知识;(2)讲授常用机构和通用零部件的设计步骤,通过课内实训,大作业等方式加以巩固;(3)指导学生综合运用所学知识,独立进行机构设计,总结设计中出现的问题,形成经验反馈。
而在具体某个机构或零件设计的教学过程中也应遵循三阶段原则,教师首先讲授机构或零件的工作原理。然后按照设计步骤让学生动手练习,在此过程中不断发现和改正出现的问题,再通过针对性布置大作业及课内实训进行巩固。最后提出一些设计案例,组织学生进行分组讨论,培养独立设计的能力。
2.教学内容及教学模式。在前述理论研究的基础上,《机械设计基础》的教学内容分为理论教学内容、实训教学内容和讨论教学内容。其中,理论教学内容针对机械制造专业学生必须具有通用零部件和常用机构的初步分析能力和设计能力而设置,对教材中的内容进行简化,重点讲授平面连杆机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、滚动轴承、轴、减速器等内容。实训教学内容与理论教学的重点相呼应,包括平面运动简图的测绘、机构的结构及特性分析、渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定、轴系结构设计、机械传动装置的拆除和结构分析、机械创新设计。讨论教学内容则针对常用机构和零件的设计中存在不确定性的部分,例如平面连杆机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、轴等,这些机构或零件的设计往往需要学生在一定范围内去选取参数,经常会让学生不知如何进行,因此进行讨论和总结是有必要的。
五、小结
笔者通过教学实践发现,结合心智技能形成的阶段性理论进行《机械设计基础》课程教学,起到了积极效果,一方面在心智技能培养理论的指导下,教师在教学过程中会注重培养学生的心智技能,另一方面学生的学习兴趣更浓,效果也更好。但由于课时限制、教师经验等因素,教学质量仍有很大的上升空间。在后续教学过程中,仍需要不断地进行尝试和总结,探索更高效的心智技能教学方法,培养出更高素质的高技能人才。
参考文献:
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关键词:机械设计;基础实验教学;思考
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.226
机械制造能力是衡量国家工业水平的重要指标,尤其随着我国机械化进程的不断加快,注重专业人才的培养尤为关键。高职作为培养专业、实用型人才的重要机构,尤其应做好机械设计基础实验教学工作,为社会培养更多优质人才,为促进我国机械化行业的发展以及机械化水平的提高做出有贡献。
1 确定明确实验教学目标
机械设计基础实验教学涵盖知识点多,既包括机械设计、机械原理,又包括机械制图等,对学生更深层次知识的学习以及实践能力的提升造成的影响较为明显,因此,部分高职院校将其作为独立的课程进行教学。然而在实际教学实践中仍存在一些问题,如教学内容与实际需求不匹配,教学内容较为基础,而实际对学生知识层次要求较深;教学中只注重现成知识的讲解,忽略工程背景分析,导致教学效果不够理想,一些学生仍就无法学以致用。
为避免上述不良状况的发生,机械设计基础实验教学中应注重从以下方面加以优化:一方面,明确教学目标。要求在先进教学理念指导下,综合分析学科特点,做好教学目标的科学设计,即,实验教学应以促进学生更好的发展,培养更多专业素养高的实用型人才为目标,除注重学生社会所需相关能力培养外,还应将学生思维能力、创新意识、知识应用能力作为实验教学的重点。另一方面,引导学生学以致用。教学实践中教师应注重从平台、教材、学生、教师等内容出发,突出学生的学习主体以及教师的主导作用,利用可利用教学资源,在考虑社会用人需求的基础上,对实验教学所用教材内容进行优化与更新,尤其注重在知识深度与广度上加以延伸,使学生掌握专业知识的同时视野得以拓宽,为学生创新能力、创新意识的提高,以及工程实践的积累做好铺垫。
2 构建完善实验内容体系
完善实验内容体系不仅有助于学生及时巩固所学,而且有助于学生构建完善的知识架构,促进其灵活应用知识能力的提升。部分高职院校将机械设计基础实验设置为独立课程,一定程度上增加了教学课时,然而仍存在一些不足:例如,一些高职院校的独立设课停留在表面,教学内容对理论课程的依赖性较大,导致实验内容的孤立,尤其一些综合性强的实验项目缺乏,不仅无法锻炼学生的实践能力,而且学生很难掌握科学的实验方法与技巧,一定程度上阻碍实验教学效率的提升。
针对部分高职院校实验教学存在的问题,构建系统、科学的实验内容体系尤为迫切,尤其应从教材的编写入手,满足不同学生学习需求的同时,凸显出教学资源的先进性,通过实验项目的积极创新,促进实验体系内涵的深层次提升。首先,教材内容应划分梯度。根据实际学科特点,将实验内容划分成基础与综合实验模块两大层次,并注重研究性、创新性实验项目的融入,实现学生能力由低到高的稳步提升。其次,注重教学改革成果的应用。做好对教学改革成果的研究与分析,结合实验教学具体内容,对实验教学环节加以改进,如将精度以及平衡原理等理论知识直接融入到实验教学中,加深学生对知识的深层次理解,使其更好的掌握与应用。最后,实验项目应突出新颖特点。教材编写中应注重融入一些优秀的实验项目,确保实验项目的新颖性、代表性,并且注重工程应用背景的介绍。另外,教师应注重对生产实践、科学研究等内容的研究,编写与其相关的实验教学内容。同时,为调动学生的学习积极性,教师应注重与学校协调,允许学生根据实验课内容运用学校资源自主进行实验。
3 优化教学模式与方法
机械设计基础实验教学中良好的教学模式与方法,能够合理的设置实验知识点,并在教学过程中环环相扣,逐步深入,达到事半功倍的教学效果。然而分析发现,部分高职院校机械设计基础实验教学中,对计算机的依赖程度较大,过分强调计算机应用以及设备先进性,即,学生只要利用计算机简单的进行操作便可得到实验结果,缺乏主动思考的积极性。
为此,教学实践中教师应注重机械设计基础实验教学模式与方法的优化,首先,在实验教学中不断的进行教学环节的创新,注重新教学方法的融入。同时,明确实验教学中的不足,将能力培养作为教学的重点,积极改善对策,利用实验教学弥补理论教学的缺陷。其次,实验教学中,从实验内容、实验类型、学生接受与学习能力入手,进行不同层次的划分,尤其结合不同类型的实验采取针对性教学方法,因材施教,激发学生学习的自主性。同时,积极鼓励学生思考,根据实验内容提出新的问题,并加以探究,逐渐提高学生分析问题、解决问题的能力。最后,强调学生学习的主体地位。教师应做好实验教学中的引导工作,注重学习方法、学习理念灌输,使学生充分认识到实验教学的重要性,主动的学习工程实验的相关流程与方法,积极寻找所学理论知识与实验学习的契合点,在提高实验教学质量的同时,促使学生做到用以致用,将学生所学知识实现向能力的转化。
4 结论
机械设计基础实验教学关系着学生实践能力的提升,一定程度上影响学生能否顺利适应工作岗位,因此,高职院校应立足机械设计基础实验教学实际,加强提升实验教学质量与效率的研究。本文通过研究得出以下结论:
(1)一些高职院校较为重视机械设计基础实验教学工作,然而教学实践中仍存在一些不足,教学目标不明确、教学内容不新颖、教学模式不先进等,严重影响学生学习积极性及教学效果。
(2)高职院校应加强认识,立足自身教学资源,从教学目标、教学内容以及教学模式与方法上需求突破,不断提高实验教学水平与质量,为学生实践能力、创造能力的提升,以及更好的满足社会发展要求奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]雷福祥,许晓东,周岭,丁羽,涂鹏飞.机械设计基础实验教学改革探索[J].农业科技与装备,2015(11):89-90.
[关键词]机械设计 实验教学中心 建设思路 运行模式
[中图分类号]G482[文献标识码]A[文章编号]1009-5349(2011)09-0221-02
机械原理与机械设计是每个机械设计专业学生的必修课,作为一门技术基础课,承担着培养学生的设计能力、创新能力和解决问题的能力。机械设计实验教学是一个理论联系实践的重要环节,是培养学生应用理论知识进行工程实践的重要途径,同时也是帮助学生发现问题和解决问题的重要手段。机械设计实验教学同时也承担着启迪学生的创新思维、培养学生的开拓创新能力,对于完成学生的培养计划起着关键作用。在21世纪科学技术飞速发展的今天,加强实践教学环节在高等工科学校课程教学改革中显得尤为重要。机械设计实验教学改革的根本目标就是要满足教学改革对创新型人材培养的要求,所以必须要改变过去教学重理论轻实践状况。因此,本文围绕机械设计课程教学改革的要求,对机械设计实验教学的目的和方法进行了探索与思考,从实验教学体系结构到内容和方法进行了改革和实践建设意见。
一、传统机械设计实验教学的现状
就目前的机械设计实验教学来看,其作用仅仅是让学生能够加深对理论知识的理解,验证理论知识的一种手段。例如为了验证带的弹性滑动及带传动的效率变化情况,传统机械设计实验中开设了带传动实验。传统的实验课程的设置、实施、管理都由老师管理,学生只是被动地参与来完成教师规定的学习内容,没有一点自主学习的空间,这样就完全扼制了学生的主观能动性、创造性的发挥。传统的机械设计实验教学课程的设置突出强调了实验课程服务于理论教学,完全偏离了其培养学生的综合素质和创新思维能力的宗旨。
传统的机械设计实验在设置上完全没有考虑到实验内容之间的内在逻辑关系,实验课之间往往都是孤立的,没有形成一个完整的实验体系。学生在实验课上只能是被动地去操作测试仪器和记录数据,所以整个实验课下来,学生还是没有对机械设计仪器的应用产生一个系统的认识。除此之外,在传统的机械设计实验体系中,每个实验所涉及的知识面都很窄,并且实验手段也比较简单陈旧,缺少综合性和创新设计性的实验,而这些实验对于培养学生综合运用理论知识、现代技术分析和解决工程实践中的实际问题的能力,对充分发挥学生的主观能动性,培养学生综合素质和创新能力有着不可替代的作用和意义。
二、机械设计实验中心建设目标
纵观传统的机械设计实验教学,不论是从体系结构,还是从内容、方法和手段上看都已经不能适应当代教育的要求。所以为了适应现代社会对复合型、创新型机械设计人才的要求,必须对传统机械设计实验教学进行改革。在保证完成机械设计专业人才培养目标的前提下,我们对机械设计中的所有实验进行了分类和整合并建立了机械设计实验中心,并明确规定了以下几条建设目标:
(一)培养学生的基本技能与实践动手能力
虽然现在的机械设计理论课程中会应用一些实物模型来增加学生的感性认识,但是对于机械设计这样一门实践性很强的基础课,理论知识与感性认识是远远不够的。现在的学生进行工程实验的基本技能都不是很扎实,而且普遍缺乏工程实践和实际的动手能力,所以在机械设计实验这个重要的实践环节中,为了给每一个学生都打好基础,必须针对这个问题,加强对学生的基本技能与实际动手能力的培养。
(二)培养学生的创新设计能力
在现代社会,创新能力已逐步成为衡量一个人才的基本要求。培养学生的创新设计能力作为教学改革的核心,已经逐渐演变为机械设计专业教学改革和实验教学中心建设的根本目标。因此不仅要在理论教学课上培养学生的创新意识,更要在实验教学环节培养学生创新设计的实际能力,只有这样才能达到培养创新型人才的核心目标。
(三)培养学生解决问题的能力
机械设计实验作为工程设计中的一个重要环节,不再只是为了验证某个公式或结论,而更多的时候是通过实验来验证某种设计模型的可行性。除此之外,一些新设计出的产品也需要通过实验来测试其各方面性能。可以看出,机械设计实验的应用已不仅仅局限于教学,随着实验方法不断的发展和完善,现代的机械设计人员应不断地学习充实自己,做到应用现代技术来解决工程实际问题的能力。
三、机械设计实验中心项目探索与实践
本着培养学生的动手能力、创新意识以及解决问题的目标,我们对所有机械设计实验进行了分类,并进行了相应调整,确定了新的实验教学模式。
(一)保留传统实验项目
传统的实验课程既然可以应用到今天,说明其对于学生的学习来说具有一定的必要性。因此,我们通过对所有实验进行了分类和整理,保留了部分验证性的实验内容,并对其侧重点进行了调整,将其侧重点由原来的验证理论知识为主转变为展示测试方法的手段,改造成为交叉性的综合实验项目,使学生不仅验证了课程教学中所学的理论知识,而且又了解了不同机械量测试和数据处理的方法,可谓一举两得。
(二)增加设计性、创新性和综合性实验项目
当前学生的动手能力及创新意识都急需提高,因此设计性、创新性和综合性实验必须作为实验中心建设的重点,加大投入力度进行积极建设。增加的设计性、创新性和综合性实验主要有:组合式轴系结构设计实验、机构运动方案创新组合实验、多轴系传动设计搭接与性能实验等。通过这些实验项目的开设,可以从提高学生的设计能力和创新能力的基础上,从整体提高学生认识问题和解决问题的能力。
(三)提供给学生更多的自
实验室在进行教学的同时,可以在空闲时间对学生开放,让学生有自主学习的时间。通过自主学习,学生能够积极主动地开展实验学习和科学探索活动,能够更好地提高自身的创新能力与认识、解决问题的能力,而且也能不断提高实验教学的成效。
四、机械设计实验中心运行模式思考
(一)推进实验室的开放式教学
开放式教学能够方便学生自主安排学习,从而提高学生的积极性与主动性,同时又能够提高实验设备的利用率,能够最大限度地发挥实验室的价值。实验中心会预先设计并提供实验项目菜单给学生选择,学生只要去实验室管理处登记就可以选择要做的实验项目。在实验过程中,从实验方案设计到结果分析,均由学生独立完成。实验室实行开放管理,不仅提高了学生的积极性,同时也点燃了教师进行科研的热情,因此实验中心在服务于教学的同时也作为了科研基地,达到以科研促进教学发展的良性循环。
(二)理论课老师参与实验中心建设及其教学
理论课教师具有扎实的理论基础,对教学内容有深刻的理解和认识,因此理论课任课教师参与实验中心建设与教学,不仅有利于提高实验教学的水平和质量,而且也可以提高理论课任课教师的实践经验,同时也可解决师资力量不足的矛盾,而且也可以避免理论教学与实验教学的脱节等问题。
(三)加大实验成绩在课程总分中的比重
实验教学不仅是传授知识、验证理论和掌握实验技能,更重要的是培养学生的独立工作能力和良好的科学素养,因此必须重视实验教学,加大实验成绩在课程总分中的分量。
(四)实验中心网络建设
为使机械设计实验中心在实践教学中发挥更大的作用,必须进行网络资源建设,并逐步完善和更新。网络资源包括:实验中心简介;实践、实验教学大纲;实验指导书;实验项目;仪器设备简介;学生创新设计;学生创新设计作品等。
五、小结
按照当前社会发展对高素质人才培养的需求,机械设计实验中心建设在明确的目标指引下,综合了传统的基本实验、综合性实验、设计性实验和研究创新型实验等各个层次实验内容的基础上,通过科学设置实验项目和教学安排,将对全面培养学生的实验基本技能、综合分析和解决问题的能力,培养学生的创新意识和实践能力产生积极的作用。
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事物都是发展变化的,传统的机械设计的发展经历了一个比较长的时期,它是由直观的经验设计开始,逐步到直接经验,形成理论指导,最后达到的实践和理论相结合的设计过程。它是由直观设计、经验总结、经验反馈再改进的一个过程,可以充分发挥前人的研究成果和设计理论,利用已有的设计公式、图表、经验公式等并结合自己的思想进行设计。传统的机械设计方法主要体现在细节的设计和分析上,它的基本思路由以下几个部分组成:首先决定设计方案,然后进行实际分析,最后是落实设计方案。它基本上是停留在静态、经验、手工的设计状态,而在设计时的着重点是经验、数据的计算和校核,但是简单实用,因此,传统设计成为所有机械设计的基础。在设计的过程中,传统的机械设计为工业大生产的顺利进行奠定了坚实的基础,这种方法操作简单、目标明确、并且具有比较成熟的理论依据和可执行的工艺,而且一旦设计成功,它的可靠性比较高。但是随着电子技术的发展,计算机理论在传统机械设计中的应用,传统机械设计的一些缺陷也日益突出,严重影响着机械设计在实际中的应用。它的局限性体现在以下方面:首先是设计方案过早确定,而且完全是凭借设计者的直接经验和间接经验来进行,设计创新性不强,得到的方案不是最优方案;第二是零部件的设计很多只作类比设计,与实际工况相差较大;最后采用手工计算、绘图、设计的准确性差、工作周期长、效率低。
二、现代机械设计的发展状况
1.现代机械设计已成为一门新的知识体系
随着计算机技术和信息技术的发展和应用,给机械产品的设计和制造带来了一系列的变革。现代机械设计虽然有了计算机的辅助,但是现代机械设计还是以传统的机械设计为基础的,是在传统机械设计基础上的发展和提高,是对传统机械设计不足的改进与改良。现代机械设计更注重了产品的设计理念的更新,只有创新思维,才能有新的设计方法和技术。在进行机械设计时,不仅要考虑产品自身的性能,还要充分考虑系统和环境的影响。而且在计算机上实现数字化技术能为机械设计提供全新的感觉,可以在计算机上模拟设计产品的特点、性能和进行改进;还可以完成各种试验和测试,极大地方便了设计的检测。使设计成为一门新的知识体系。
2.现代机械设计的特征
现代机械设计并不是一个单纯的机械设计的概念,它是各学科知识的交叉渗透,由于学科理论的交叉整合,使它的基础理论知识更加深化、扩展;它由传统机械设计的静态设计转变为机械系统的动态设计;设计的技术也已有最初的人工的手段发展到由计算机辅助设计(CAD),而设计的产品本身也出现了重大的变化,由传统的机械特性发展到机电一体化、智能化的特点。现代机械设计实现了人—机—环境的和谐统一发展,在进行设计时,现代机械设计必须全面考虑、综合平衡、妥善处理系统的各种问题。可以采用基于功能原理的机械系统设计、人机工程学、产品造型设计和基于环保理念的绿色产品设计等方法。机械学理论和方法及计算机辅助分析的不断发展,对产品的方案设计、运动设计、动力设计和工作能力的设计等关键性的问题能做出很好的处理,一系列新型的设计方法和工艺正在形成。
3.可靠性和优化设计在现代机械设计中的应用
在现代机械设计过程中,用来提高产品市场竞争力的关键性指标是设计产品的可靠性。可靠性设计也称概率设计,它是将常规设计中视为常量的设计参数如实地作为随机变量来看待,把数学中的概率统计理论应用于机械设计中来,按照机械系统应用的定量的可靠程度来设计它们。可靠性设计是综合多种学科的新兴设计方法,它通过研究全寿命周期内质量指标的变化规律,对零部件和整个系统进行可靠性的设计。全寿命周期包括产品的规划、制造、使用、甚至报废、回收等各个环节的技术领域,这一设计理念从根本上颠覆了传统的设计思路。现代机械设计由于采用了计算机辅助设计,提高了设计的质量和效果,与之相配套的出现了产品的优化理论,而优化理论和方法已由最初地凭借人的直觉和逻辑思维的人类智能优化阶段发展到了面向产品的全系统、全过程、全性能的优化设计阶段。这种设计综合了各种设计信息,能清晰地了解设计的意图,实现了极高的设计效率。那如何充分利用这个系统,设计出更符合时代要求的机械产品,提高其国际竞争力是对设计工作者提出的新的挑战。机械产品设计的过程就是一个优化的过程。产品的优化设计涉及的内容非常广泛,它由一个从宏观到微观,从全部到局部,从总体方案到零部件设计的优化过程,具体地说可分为参数优化、结构优化和总体方案优化三个层次。机械设计者只有依据这三个层次,对机械产品进行设计,才能取得较好的设计效果。
关键词:机械设计基础;学习兴趣;互动教学;多媒体教学;课程设计
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2011) 18-0000-02
Methods to Improve Mechanical Design Basis Teaching
Yang Yang
(Pizhou Campus Xuzhou Radio and TV University,Pizhou 221300,China)
Abstract:The mechanical design is based on a very important professional courses,with a strong theoretical,comprehensive and practical.Teachers should be based on the characteristics and requirements of the course,carefully study the materials,we must change the traditional teaching methods,teachers can not rely solely on the teaching,and allow students to participate in the process of teaching and design practice,innovative teaching methods for teaching practice.Use of appropriate teaching methods to stimulate student interest in learning,improve teaching standards.
Keywords:Mechanical Design;Learning interesting;Interactive teaching;Multimedia teaching;Curriculum design
机械设计基础是一门非常重要的专业课,本课程的目的是使学生掌握机械设计的基本理论知识,同时通过生产实习、课程设计等实践环节使学生具备分析和解决机械设计问题的能力,学习机械制造的新工艺、新技术及发展方向,为学生走向工作岗位、从事生产设计实践打下坚实的基础。教师应认真研究教材,积极研究教学理论和教学方法,努力提高教学水平。
一、抓住学生的好奇心,培养学习兴趣
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”当人们对某一事物产生兴趣,就会激感、意志去追求和探索这一事物。教学也是这样,一旦学生对某门学科感兴趣,他们就会深入地、兴致勃勃地学习这门课。因此,机械设计基础课的第一节课――绪论课就显得尤为重要。在绪论课的教学中要告诉学生这门课在今后的学习甚至工作中的作用,以及学好这门课将会提高很大的竞争优势,以激发学生的求知欲。讲课时,采用实物与设计过程方法对照讲的方法,使学生从感性上认识到机械设计课的目的。从而使学生觉得既熟悉又新奇,于是追求新知识的愿望油然而生。
二、加强师生互动教学
机械设计基础教师应在专业课上有着丰富的经验和知识,可以通过灵活多样的教学方法,将机械设计基础课程内容生动地传授给学生。对于每节课程教师都应结合内容和设计实践经验进行认真地备课,将教学内容的重点和难点,通过生活和工作中的实际案例进行分析,这样可以化解学生对抽象概念和复杂设计公式和过程的畏难情绪。教师应对学生学习中存在的难点问题进行互动讨论,以降低课程难度。教师应尽量避免抽象的机械概念和公式,而采用直观的教具和生动的比喻加深理解,化难为易。教师还应通过课程作业与学生进行互动,对在作业中存在的问题,在课堂上进行详细的讲解。在课堂进行辅导,能够加深学生对所学知识的理解,从而成为机械设计基础教学的重要组成部分。教师应指导学生从多个角度分析问题,并且应强调对机械结构实物观察的重要性,鼓励学生多查找参考资料,这样就可以拓展解题思路和专业视野。
教学中还可采用头脑风暴式教学方法,即学生按照教师布置的思考题在课前进行准备。课堂上学生各抒己见,相互批判评价,充分地讨论之后,教师做总结,指出要点。例如在学习曲轴设计的内容时,曲轴与一般的轴不同,它由主轴轴颈、连杆轴颈和连接板组成,结构细长,多曲拐,刚性差,其制造过程很有特点。组织学生参观曲轴加工现场并翻阅技术资料,自己根据零件加工特点,提出设计的方法并相互讨论,在此基础上,教师总结曲轴设计的工艺难点和解决方案。这样以学生主动思考、积极讨论为主,教师提示、答疑为辅,能够充分调动和发挥学生的主观能动性,将被动学习变为主动学习,可以收到很好的教学效果,便于培养学生自学能力,促使学生动脑筋想问题,使其思维能力和表达能力都得到锻炼,提高他们分析和解决问题的能力,有利于培养创造性人才。
三、培养学生发现问题和解决问题的兴趣
在机械设计基础课程的教学中,教师提出与课程重点内容相关的问题,激发学生的思考,开展探究性教学。教师设置思考情境,通过学生的思考分析加深对知识的理解。例如,教师讲解传动机构时,可以让学生思考生活中骑自行车,脚踩自行车的反转踏板时,自行车却不能倒车的原因。再如,让学生思考蜗杆传动在实际生活有那些应用。
四、注重各门课程、学科之间、理论与实践的内在联系
机械设计基础课程的目的是要使学生全面掌握机械设计知识和具备一定的机械设计能力,具有较强的理论性、综合性。要注重本课程与其他课程的关系,机械制造技术与其他学科之间的联系,理论与实践的联系。全面了解和掌握专业知识和技能。
机械制造专业的各门课程是一个有机的整体,密不可分。机械设计基础与“机械制图”、“机械原理与设计”、“数控加工与编程”等其它专业课和基础科有密切的内在联系。例如在介绍机床夹具的内容时,夹紧力可以由机械、液压或气动装置提供,夹具的结构就有变化。教学中,要把机械原理、机械零件、气动和液压传动等课程的知识联系起来,使学生全面掌握要点,提高机械设计水平。
机械设计基础和电机与电气控制技术、PLC、单片机及计算机辅助设计与制造等其他学科也有着密切的联系。例如机械装置采用不同的控制方式,导致机械内部结构有很大差异。普通机械有复杂的机械传动和变速机构,而数控机械采用CNC、伺服电机、滚珠丝杠等部件,机械机构大大简化。在教学中,应引导学生了解并掌握不同学科领域的知识,使他们深刻认识现代机械制造技术的飞速发展,从而不断完善知识结构。
理论与实践更是紧密联系密不可分。机械设计技术的实践性很强,在课堂教学时一定要理论联系生产实际,而在实习时要联系理论知识,这不仅有利于知识的传授和能力的培养,还能带出理论联系实际的良好学风。
五、采用多媒体教学方法、实物直观教学方法
当前,由于信息技术的迅速发展,多媒体技术已经广泛应用于学校的教学中。特别是机械类课程,通过多媒体的教学能够改善教学环境,提高以学生为主体的教学实践,通过直观、形象的教学图片等,增强学生的理解力。机械设计基础课程中的机械机构教学内容,客观上应有动态的演示。例如教学平面连杆机构、凸轮机构时,最佳的教学就是应用多媒体教学课件,把曲柄摇杆机构的急回特性、死点位置,在凸轮机构中从动件的运动规律进行直观、生动的演示。教师应选取具体案例并接近生活进行讲授,如缝纫机、内燃机、摇头风扇、汽车雨刷、饮水机等案例,促进学生对平面连杆机构、凸轮机构应用到机器上的理解。因此,教师应采用多媒体案例教学方法扩大学生的空间想象和抽象思维。
另外也可以利用各种教具、挂图、实物、模型、录像等直观教学手段增强学生的感性认识。例如在介绍零件的制造过程时,可通过观看录像让学生直观了解工厂生产的过程,包括生产技术准备、毛坯制造、零件的各种加工过程等。必要时还可以带学生到工厂参观,进行现场教学。对于工步、走刀、工序等较难掌握且容易混淆的概念,可以组织学生观看车削、铣削的加工录像,有针对性地讲解和区分。讲解数控加工机床时,可利用数控加工仿真软件介绍数控车、铣和加工中心的对刀、设置刀具补偿、工件的定位和装夹、刀具运动轨迹等内容,带领学生深入工厂观看数控机床加工现场,都可收到很好的效果。
六、认真搞好课程设计工作
机械设计基础课程设计是学生对理论知识的综合应用,对绘图、制图、加工方法、刀具应用、材料选择、夹具设计和工艺实施等各方面知识和能力的训练,是学生独立思考、翻阅技术资料、完成设计的一个实践过程。设计的课题应选择有一定难度和代表性的零件,要求学生完成工艺设计、专用夹具设计、编写工艺规程等,学生要深入工厂,研究技术资料、夹具、刀具和量具,独立完成课程设计。有生产条件的学校可以组织生产并验证工艺的可行性。
总之,机械设计基础是一门综合性、实践性都很强的课程。任课教师认真研究教学方法,不断提高知识水平,真正做到理论联系实践,必然能教好这门课,取得理想的效果。
参考文献:
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关键词:机械设计课程;立体化教学;课程改革
0 引言
机械设计课程是机械专业重要的专业基础课,在专业学习中具有极为重要的基础性地位。不仅如此,其对于学生的个人综合素质和专业分析能力的培养,同样具有不可替代的作用。然而,本课程理论性较强的特点,也使得许多学生在学习过程中难以全面系统接受,教学效果受到一定的影响。[1]为此,本文以地方普通高校机械类专业学生为研究对象,对机械设计课程的教学模式改革进行探讨。
1 机械设计课程教学过程中存在的问题
1.1 传统教学方式导致较差的学习效果
在地方普通高校机械类专业机械设计课程教学中,多数教师仍然习惯于传统的教学方式。[2]纯粹的理论讲解无法激起学生学习的积极性,学生会逐渐丧失学习的兴趣,很少主动去学习和研究与课堂教学有关的资料、书籍,更无法独立进行问题的独立分析。
1.2 讲授内容欠缺理论联系实际
目前地方普通高校机械类专业教学中,机械设计课程讲授内容全面系统地介绍了机械设计课程的知识体系。教学中存在理论与实际脱节,无法提高学生对理论知识的理解和应用能力。
1.3 考核方法存在单一倾向
长期以来,地方普通高校机械设计课程考核大都采用平时成绩和期末闭卷笔试成绩相结合的形式,课程成绩评定以期末考试为主,缺乏综合运用所学知识解决实际问题的试题。这样的考核方法难以完全反映学生的学习状况和综合素质。
2 地方普通高校学生特点分析
2.1 接受能力差异大
每个学生的认知结构各有特点,导致学生接受能力必然存在个体差异。[3]同时,近几年地方普通高校机械类专业连续扩招,学生的文化素质欠佳,有些地方高校为了节约办学成本,还将二表生和三表生混合授课,导致学生对机械设计课程授课内容接受差异性较大。
2.2 实践机会相对少
学生群体应该对社会发展具有高度的敏感性,但现实情况是,长期的应试教育闭塞了学生的视野,对事物缺乏足够的分析。[4]特别是地方普通高校学生,在进入大学后,相对于名校学生,更是缺乏广阔的学术视野和宽泛的外部环境,导致对社会缺乏理性认识。
2.3 思维方式偏感性
学生的行为大多是受兴趣所支配。地方普通高校教学中常见的一个现象是,学生对表述能力较好的教师较为感兴趣,但对机械设计课程教学进程中大量存在的模型和公式缺乏兴趣,这也是由于长期应试教育导致的习惯。
3 地方普通高校机械设计课程立体化教学体系构建
3.1 授课方法的立体化取向
第一,适度进行课堂讨论。机械设计课程的现实性要求教师不能只讲述书本上的文字理论,造成理论和实践相脱节的现象。适当安排案例教学可以从一定程度上改善这一问题,使学生通过案例理解基本理论问题。案例教学可以通过对大量现实问题的分析,使学生习惯于用基本理论分析日常生活中遇到的各种问题,通过案例教学向学生传输一种思考方法或分析工具,这会大大激发学生学习的欲望。第二,采用学生乐于接受的方式进行互动。目前,学生在网络上消耗的时间较多,学生管理部门也用多种方法控制学生上网玩游戏、聊天等。在机械设计课程教学中,也要充分运用学生对网络交流与沟通较为接受的这一特点,利用网络通讯工具,如微信、QQ群、飞信、邮箱、网站等方式,加强和学生的课后反馈,最大限度地与学生交流,解答学生疑问及指导学生学习。
3.2 教学内容的立体化取向
对授课内容进行认真的筛选,做到有所侧重。目前机械设计课程内容量很大,教师应对授课内容进行合理选择,调整教学内容的重点,有所侧重。对教学内容进行合理配置,既要保证知识的系统性,又要避免面面俱到,根据课时安排,可以对个别章节作了部分或全部删除的处理。[5]除介绍基本理论,还应补充介绍当前发展的前沿问题,在有限的学时内让学生学到尽可能多的有用知识。
3.3 考核方式的立体化取向
科学的考核方法不仅可以考查学生知识的掌握情况,而且能够有效检验教学目的的实现情况,使教师发现教学中的问题并做出针对性的改进。因此,应对现行考核方式进行适度变革。本文认为,“平时成绩+期末成绩”的考核方法仍然可以采用,不过要加以细化。具体来说,就是加大平时成绩所占的比重(如增加至50%的比重),并且平时成绩应由课堂出勤率、课堂表现、提问等几部分构成,根据学生在课堂中的表现和具体情况如分析、解决问题的能力给予评价。总之,在学生学习成绩考核方面,要改变单一的标准化试卷考核方式,通过多方面加以确定,建立立体化的考核评价体系。
4 结论
本文是基于笔者在地方普通高校机械设计课程教学中的长期实践和系统归纳而写成的。通过以地方普通高校机械类专业学生为研究对象,本文对机械设计课程的教学模式改革进行了探讨,认为地方普通高校机械设计课程教学中,宜采用立体化教学模式,包括授课方法的立体化取向、教学内容的立体化取向、考核方式的立体化取向,通过全方位、多角度的动态化教学手段,全面提高学生接受和运用能力,达到机械设计课程教学目标的要求。
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【关键词】现代设计技术;机械设计;应用
在当前的情况下看来,我国社会经济发展速度已今非昔比了,人们的生活水平也同时在逐渐的提高,人们生活水平的提高依赖于经济的发展程度。各项新生产的事物也会反过来服务于人们,机械一直是我国经济发展的主要动力,在我国经济发展的进程中起到极为重要的作用,因而也是我们重点研究和关注的对象,那么如何才能很好的使现代设计技术很好的应用于机械工程之中,更是我们应该重点探讨的话题。在当前,我国正处于社会转型期,在这个时期我们能不能正确处理好机械设计中的现代化问题关系到我们社会的发展速度,具有了极其重要的实践意义。
1 现代设计理念
1.1 机械创新设计
机械创新设计说起来容易,做起来就难了,这个的具体概念就是靠设计师发挥自己充分的智慧和才智来进行创作的,努力发挥自身的想象力和创造力,利用自身所拥有的理念和观念进行调整和设计,在原来的基础上进行新一代的创新活动,不能抛开一切进行设计,要利用原有的基础和条件,从而才会更容易的进行设计创新,才能不断对技术有所突破,这样生产设计出来的新产品才能符合客户的要求,才能为市场所接受,这样生产出来的产品多会呈现出新颖独到的特色。新的机械设计与原有的进行相对比,总的来说还是存在很大不同的,主要表现在各阶段都存在人性化的特点,人在设计之中起到了一个关键性的作用,在原有机械设计的基础上,重新开始创新,把原来的作为出发点,不断对老机械部件进行创新,在设计产品过程中,要充分发挥自己的发散性思维,这一点很重要。但是有的时候确实也会受到实际情况的影响,这些实际因素可能是经验主义,这样就很容易造成好的设计产品的缺失。
1.2 机械优势设计
机械设计的优势是通过市场经济活动体现出来的,这个设计的方式又与传统观念上所认识的创新设计是不一样的,不能根据个人喜好来判断和设计创新的,是需要依据一些手段和方法的,也不是单纯的追求一种倾向性的特点,要具有大众化的品味。这是因为设计产品总归是要面对市场的,面对那些有需求的客户的,所以,设计的机械产品要能够符合客户的要求,我们在设计创新产品时要学会进行市场的需求性分析,努力了解市场的需求倾向,使之处于主导地位,使产品形成一个相互之间都协调发展的环节,从而不断增强企业在市场发展中的综合竞争力。那些刚投入市场的创新产品或许刚开始会出现很强的市场竞争力,但是时间一长后就会发现其中可能还存在不成熟性。其实所谓的优势设计是能够保证以正确设计创新为目标和前提的,是要充分利用创新意识来面对市场调剂的,所以,我们必须在这其中找到属于自己的市场优势。
2 设计技术
2.1 基于IT技术的设计技术
在现代社会发展中,IT业的发展水平已经很高了,此项技术的发展对其他很多行业来说都具有极高的利用价值,是现代各行业发展必不可少的,计算机技术的发展极大的方便了人们的生活和工作。基于计算机的技术包括了网络技术和智能设计等,还有仿真技术的应用,此项技术是靠计算机的作用,通过不断对相关软件的具体性操作,拟出与实际运用中相协调的系统模型,再通过一定的控制程序对具体的模型进行分析,与运行过程中的机械产物相结合。这些都能有效的模仿真正操作中的程序,当前社会中流行的处理模式都是以这个为基础进行的,但是有的时候由于人的主观能动性的原因,不同的软件在真正的实施过程中,都只是起到一个相对辅助的作用,这过程中人的主导作用是无可代替的,没有人的主动作用,各软件就不会发挥出真正的实力,基于目前的情况,市场上出现了虚拟技术。目前出现的CAD软件系统就是建模的环境系统,这个软件在我们进行设计的建模中,其重要作用不言而喻。
2.2 基于数学知识的设计技术
我们可以把数学方面的知识结合到实际应用中来,可以这样来求解一些难以依常理来解决的问题,从而达到令人满意的结果。通过运用工程数值的方法可以解决一些不好解决的战略性问题,正是由于数学方法的简单和灵活处理,才使我们的机械设计更容易进行创新和设计。因此,优化设计的方法之一就是以计算机为基础进行的,还需要进行一定的数学建模,这些都要符合实际情况的需要,将这些抽象的东西实体化,抽象为约束条件和函数之间的关系问题,以此来建立新的优化设计方案。在这其中,任何符合机械设计的条件都应该满足实际操作的情况,绿色设计就是一个以实际设计的绿色程度来进行评估的,这是其中的目标之一,也是产品形成必须遵守的守则,绿色设计一般又被称之为环境设计,是需要在设计过程中充分考虑环境因素,对周围环境所造成的影响问题。
3 结束语
随着近几年来科学技术水平的不断提高和持续创新,人们逐渐对社会生产和生活水平有了更进一步的要求。机械设计作为我国经济发展中的一大块内容,是我国建设现代化的中坚力量,其发展一直是我们社会中各方面人士所关注的问题,而且是热点问题。要想使我们的机械化产品能够形成更为强大的竞争力,更好更容易的被人们所接受,我们就必须努力结合好科学技术和机械设计之间的关系。
【参考文献】
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