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[摘要]文章探索了“机械设计”基础课程的教学改革实践,结合教学经验和体会,通过将人文精神渗透到日常教学中,紧密结合
工程实际,建设丰富的直观教学资源,精心设计实验,从而培养出既有扎实的理论基础,又有较强动手能力的复合型人才。
[关键词]机械设计课程改革创新设计人文精神
[作者简介]陈静(1976-),女,湖北黄梅人,九江职业技术学院机械工程系,讲师,研究方向为数控加工技术;李雪英(1964-),
女,江苏兴化人,九江职业技术学院机械工程系,副教授,研究方向为数控加工技术。(江西九江332007)
[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)15-0131-01
“机械设计”基础课程是机械类各专业中研究机械共性问题
的主干课程,属于专业基础课。其任务是使学生掌握通用零部
件的工作原理和设计准则,熟悉常用机构的结构特点和工作原
理,并初步具有分析和设计机械零部件的能力。但在过去的教
学中,我们忽视了学生倾向于形象思维的认知特点,而偏重于理
论,教学效果很不理想。在教学改革中,我们以培养学生创新设
计能力和工程实际应用能力为主要目标,在讲课、实验和课程设
计各个环节充分尊重学生的学习主体地位,利用各种教学手段
使学生实现知识的正迁移,从而最终培养出既有扎实的理论基
础,又有较强动手能力的复合型人才。
经过几年来的探索与实践,总结出如下经验和体会:
一、将人文精神渗透到日常教学中,以提高学生的职业素养
在教学实践中,那些具有明确的学习动机、丰富的情感、浓
厚的学习兴趣和顽强的学习意志的学生,思维活跃、求知欲旺
盛、创新意识强。因此,作为教师,如何营造一种和谐民主的课
堂氛围,将积极向上的人文精神传递给学生,培养学生尊重科
学、勇于探索的職业素养,就成为我们至关重要的教学任务。教
师在授课的同时,注意引导学生学习“机械设计”学科中所蕴涵
的丰富的人文知识和人文精神。比如,在绪论教学中,向学生充
分展示我国古代机械的灿烂文化和当代不断推陈出新的科技成
就,激发学生献身于造福人类和社会事业的热情。
二、紧密联系工程实际,以调动学生的求知兴趣
由于传统的“学科中心”课程教学体系在知识的编排上,不
能有针对性地解决学生将来工作中所碰到的各种具体问题,因
而学生缺乏明确的学习目标,学习的兴趣和积极性不高。在“机
械设计”课程改革中,按照“能力中心”教学体系,对传统的教学
内容及结构进行重新整合,突出一定职业岗位(群)所需要的专
业基础知识,注重培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
整合后的课程体系分为常用机构、机械传动、轴系零部件三个模
块。在内容的编排上,我们克服了学科化倾向,广泛联系工程实
际。例如,在讲述铰链四杆机构时,充分列举其在缝纫机踏板机
构、火车车轮联动装置和飞机起落架机构等中的应用;在说明如
何选择不同类型的齿轮传动时,则强调首先应满足实际工作中
对两传动轴的空间相对位置关系的要求,再根据轮齿的主要失
效形式,选择相应的齿轮设计准则,进而确定齿轮的各种参数。
三、建设丰富的直观教学资源,以解决教学难点
长期以来,“机械设计”课程的教学沿用传统思路,教师习惯
于“粉笔+黑板”的教学模式,教学方法也基本上采用灌输式,造
成学生听不懂也不愿意听的局面。我们在课程改革中,尽可能
地运用直观教学手段,以提高教学效率,解决教学难点。为此,
我们加强了挂图、实物、模型及多媒体课件的课程建设,以帮助
学生更加直观地理解和掌握新知识。比如,在讲解常用机构的
工作原理和实际应用时,安排一到两次现场教学,让学生到机械
设计实验室,亲身观察和体验平面四杆机构、凸轮机构和间歇运
动机构的结构和工作过程。除了实物、模型外,我们也积极采用
现代化的多媒体教学手段,用动画将抽象难懂的内容形象地表
达出来,以解决教学难点。
四、精心设计实验,以激发学生的创新能力
“机械设计”课程实验课在课程教学中起着十分重要的作
用,为此我们围绕各知识点精心设计实验,引导学生通过动手操
作和观察来体验所学内容在生产实践中的应用,并鼓励学生大
胆提出自己的设计创意,激发学生的创新精神。根据课程的要
求,我们安排了
8个实验项目:机构运动简图测绘、凸轮轮廓检
测、机构运动参数测定、带传动实验、齿轮范成原理、齿轮参数测
定、轴系零部件组装测绘和减速器拆装实验。以机构运动简图
测绘实验为例,以往只是让学生对照实物画出简图,再计算自由
度,以检验机构运动简图的正确性。这样的实验过程只是让学
生熟悉常用机构及运动副的表示方法,加深对自由度计算方法
的印象,却不能发挥学生的创造力和想象力。因此,我们在实验
教学中,增加了设计新机构的环节。即为学生提供一些常用的
不同种类的构件和运动副,让学生自己组装成各种各样的机构,
探索其运动的可能性,然后绘制机构运动简图,最后通过计算自
由度,检验运动链是否成为具有确定运动的机构。改革后的实
验教学激发了学生的创新意识,培养了学生的创新能力。
五、探索新的考试方法,以加强学生的素质教育
传统的考试模式重结果、轻过程,重分数、轻能力,很难适应
当前素质教育的要求。为此,我们在考试方式与成绩评定上进 行了有益的探索。(1)针对以往考试内容以记忆性为主,很难体
现学生应用知识能力的问题,加大通过综合应用知识来探索和
分析实际问题这一类型题目的比例。比如,给出工作任务,要求
学生设计一平面四杆机构,以实现机构所期望的运动,并对该结
构的运动传递性能和传力性能的好与坏进行分析。(2)在考核方
式上,我们改革了过去单一闭卷考试的方法,分别采用了开卷笔
试、大作业、读书报告、实验操作等多种方式相结合的考试方法,
使考试真正成为促进学生进一步深入学习的重要教学环节,使
学生的能力得到了提高,眼界得到了拓宽。
六、促进各课程间的联系,以提高学生的实践能力
在“机械设计”课程的教学改革中,我们也注意促进各课程
间的相互衔接和联系。比如,在进行带轮的结构设计时,需要用
到“机械制图”中零件图的画法,我们就注意引导学生回顾视图
的选择、尺寸标注的方法以及技术要求的提法等知识点;在确定
不同应用条件下齿轮的材料时,我们结合“金属材料与工艺”中
有关材料和热处理方法的知识点,要求学生对不同材料进行比
较和选择。
另外,我们在教学实践中发现,有一些学生能拿出很好的设
计创意,但由于不能将其变为现实,学生就很难通过真实地加工
和装配对设计予以修改、完善,并且将自己的创造向更高层次发
展。于是我们有一个大胆的设想,通过联合学校的现代制造中
心,充分利用数控车床、数控铣床和加工中心等资源,由学生自
己动手将自己的设计构思变成可以动起来的实验模型。通过这
样的教学活动,不仅让学生将与“加工工
“机械设计”“數控编程”
艺”等课程综合起来,而且使学生的创意付诸于实践,更好地激
发了他们创新的热情。
通过“机械设计”课程以上的探索性教学,学生初步树立起
了工程设计的理念,培养了主动学习和独立工作的能力。当然,
“机械设计”课程改革是一项长期而又艰巨的任务,不可能一
蹴而就,需要教师和学生共同努力,从而为社会培养出创新型
人才。
[参考文献]
[1]陈立德.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2]肖金平.机械设计基础[M].南昌:江西高校出版社,2004.
[3]徐广民.高职工程力学课程改革的研究与实践[J].职教论坛,2004(5).
工程实际,建设丰富的直观教学资源,精心设计实验,从而培养出既有扎实的理论基础,又有较强动手能力的复合型人才。
[关键词]机械设计课程改革创新设计人文精神
[作者简介]陈静(1976-),女,湖北黄梅人,九江职业技术学院机械工程系,讲师,研究方向为数控加工技术;李雪英(1964-),
女,江苏兴化人,九江职业技术学院机械工程系,副教授,研究方向为数控加工技术。(江西九江332007)
[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)15-0131-01
“机械设计”基础课程是机械类各专业中研究机械共性问题
的主干课程,属于专业基础课。其任务是使学生掌握通用零部
件的工作原理和设计准则,熟悉常用机构的结构特点和工作原
理,并初步具有分析和设计机械零部件的能力。但在过去的教
学中,我们忽视了学生倾向于形象思维的认知特点,而偏重于理
论,教学效果很不理想。在教学改革中,我们以培养学生创新设
计能力和工程实际应用能力为主要目标,在讲课、实验和课程设
计各个环节充分尊重学生的学习主体地位,利用各种教学手段
使学生实现知识的正迁移,从而最终培养出既有扎实的理论基
础,又有较强动手能力的复合型人才。
经过几年来的探索与实践,总结出如下经验和体会:
一、将人文精神渗透到日常教学中,以提高学生的职业素养
在教学实践中,那些具有明确的学习动机、丰富的情感、浓
厚的学习兴趣和顽强的学习意志的学生,思维活跃、求知欲旺
盛、创新意识强。因此,作为教师,如何营造一种和谐民主的课
堂氛围,将积极向上的人文精神传递给学生,培养学生尊重科
学、勇于探索的職业素养,就成为我们至关重要的教学任务。教
师在授课的同时,注意引导学生学习“机械设计”学科中所蕴涵
的丰富的人文知识和人文精神。比如,在绪论教学中,向学生充
分展示我国古代机械的灿烂文化和当代不断推陈出新的科技成
就,激发学生献身于造福人类和社会事业的热情。
二、紧密联系工程实际,以调动学生的求知兴趣
由于传统的“学科中心”课程教学体系在知识的编排上,不
能有针对性地解决学生将来工作中所碰到的各种具体问题,因
而学生缺乏明确的学习目标,学习的兴趣和积极性不高。在“机
械设计”课程改革中,按照“能力中心”教学体系,对传统的教学
内容及结构进行重新整合,突出一定职业岗位(群)所需要的专
业基础知识,注重培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
整合后的课程体系分为常用机构、机械传动、轴系零部件三个模
块。在内容的编排上,我们克服了学科化倾向,广泛联系工程实
际。例如,在讲述铰链四杆机构时,充分列举其在缝纫机踏板机
构、火车车轮联动装置和飞机起落架机构等中的应用;在说明如
何选择不同类型的齿轮传动时,则强调首先应满足实际工作中
对两传动轴的空间相对位置关系的要求,再根据轮齿的主要失
效形式,选择相应的齿轮设计准则,进而确定齿轮的各种参数。
三、建设丰富的直观教学资源,以解决教学难点
长期以来,“机械设计”课程的教学沿用传统思路,教师习惯
于“粉笔+黑板”的教学模式,教学方法也基本上采用灌输式,造
成学生听不懂也不愿意听的局面。我们在课程改革中,尽可能
地运用直观教学手段,以提高教学效率,解决教学难点。为此,
我们加强了挂图、实物、模型及多媒体课件的课程建设,以帮助
学生更加直观地理解和掌握新知识。比如,在讲解常用机构的
工作原理和实际应用时,安排一到两次现场教学,让学生到机械
设计实验室,亲身观察和体验平面四杆机构、凸轮机构和间歇运
动机构的结构和工作过程。除了实物、模型外,我们也积极采用
现代化的多媒体教学手段,用动画将抽象难懂的内容形象地表
达出来,以解决教学难点。
四、精心设计实验,以激发学生的创新能力
“机械设计”课程实验课在课程教学中起着十分重要的作
用,为此我们围绕各知识点精心设计实验,引导学生通过动手操
作和观察来体验所学内容在生产实践中的应用,并鼓励学生大
胆提出自己的设计创意,激发学生的创新精神。根据课程的要
求,我们安排了
8个实验项目:机构运动简图测绘、凸轮轮廓检
测、机构运动参数测定、带传动实验、齿轮范成原理、齿轮参数测
定、轴系零部件组装测绘和减速器拆装实验。以机构运动简图
测绘实验为例,以往只是让学生对照实物画出简图,再计算自由
度,以检验机构运动简图的正确性。这样的实验过程只是让学
生熟悉常用机构及运动副的表示方法,加深对自由度计算方法
的印象,却不能发挥学生的创造力和想象力。因此,我们在实验
教学中,增加了设计新机构的环节。即为学生提供一些常用的
不同种类的构件和运动副,让学生自己组装成各种各样的机构,
探索其运动的可能性,然后绘制机构运动简图,最后通过计算自
由度,检验运动链是否成为具有确定运动的机构。改革后的实
验教学激发了学生的创新意识,培养了学生的创新能力。
五、探索新的考试方法,以加强学生的素质教育
传统的考试模式重结果、轻过程,重分数、轻能力,很难适应
当前素质教育的要求。为此,我们在考试方式与成绩评定上进 行了有益的探索。(1)针对以往考试内容以记忆性为主,很难体
现学生应用知识能力的问题,加大通过综合应用知识来探索和
分析实际问题这一类型题目的比例。比如,给出工作任务,要求
学生设计一平面四杆机构,以实现机构所期望的运动,并对该结
构的运动传递性能和传力性能的好与坏进行分析。(2)在考核方
式上,我们改革了过去单一闭卷考试的方法,分别采用了开卷笔
试、大作业、读书报告、实验操作等多种方式相结合的考试方法,
使考试真正成为促进学生进一步深入学习的重要教学环节,使
学生的能力得到了提高,眼界得到了拓宽。
六、促进各课程间的联系,以提高学生的实践能力
在“机械设计”课程的教学改革中,我们也注意促进各课程
间的相互衔接和联系。比如,在进行带轮的结构设计时,需要用
到“机械制图”中零件图的画法,我们就注意引导学生回顾视图
的选择、尺寸标注的方法以及技术要求的提法等知识点;在确定
不同应用条件下齿轮的材料时,我们结合“金属材料与工艺”中
有关材料和热处理方法的知识点,要求学生对不同材料进行比
较和选择。
另外,我们在教学实践中发现,有一些学生能拿出很好的设
计创意,但由于不能将其变为现实,学生就很难通过真实地加工
和装配对设计予以修改、完善,并且将自己的创造向更高层次发
展。于是我们有一个大胆的设想,通过联合学校的现代制造中
心,充分利用数控车床、数控铣床和加工中心等资源,由学生自
己动手将自己的设计构思变成可以动起来的实验模型。通过这
样的教学活动,不仅让学生将与“加工工
“机械设计”“數控编程”
艺”等课程综合起来,而且使学生的创意付诸于实践,更好地激
发了他们创新的热情。
通过“机械设计”课程以上的探索性教学,学生初步树立起
了工程设计的理念,培养了主动学习和独立工作的能力。当然,
“机械设计”课程改革是一项长期而又艰巨的任务,不可能一
蹴而就,需要教师和学生共同努力,从而为社会培养出创新型
人才。
[参考文献]
[1]陈立德.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2]肖金平.机械设计基础[M].南昌:江西高校出版社,2004.
[3]徐广民.高职工程力学课程改革的研究与实践[J].职教论坛,2004(5).