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關(guān)鍵詞:機(jī)械原理;創(chuàng)新能力;應(yīng)用型院校
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)36-0071-02
機(jī)械原理研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動,以及機(jī)械的結(jié)構(gòu)、受力、質(zhì)量和運(yùn)動的學(xué)科,是介于基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間的技術(shù)基礎(chǔ)課程。相對專業(yè)課而言,機(jī)械原理的教與學(xué)具有理論性強(qiáng)、較為抽象、難以掌握等特點。對應(yīng)用型院校的機(jī)械專業(yè)而言,學(xué)生的理論基礎(chǔ)相對要求較低,而更突出應(yīng)用能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。與此同時,機(jī)械原理課程的理論學(xué)時相對減少。為適應(yīng)新的變化,筆者認(rèn)為采用課內(nèi)教學(xué)與實踐教學(xué)兩手抓的方式,將課堂教學(xué)與課外實踐相結(jié)合,吸引學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力和啟發(fā)創(chuàng)新思維,下面介紹一下教學(xué)中的方法與思考。
一、多種方式促進(jìn)學(xué)生對機(jī)械原理的學(xué)習(xí)興趣
興趣是學(xué)習(xí)的動力。受社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的的影響,多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)上變得越來越現(xiàn)實,他們希望能學(xué)以致用。針對這種學(xué)習(xí)心理,教師可以結(jié)合工廠中的機(jī)械,逐步解析一些典型的機(jī)械如車床、鉆床、刨床等的工作原理和結(jié)構(gòu),讓學(xué)生體會到機(jī)械原理課程的基礎(chǔ)實用性。同時也可以結(jié)合學(xué)生關(guān)注度較高的國內(nèi)外熱點問題,如國防安全、航天和海洋權(quán)益等,講解反映學(xué)術(shù)前沿的、切實有用的新技術(shù)、新裝備,并引入機(jī)械原理的相關(guān)知識,提高學(xué)生的興趣。從觀察身邊機(jī)械做起,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。現(xiàn)在大部分機(jī)械類專業(yè)的同學(xué)在開始學(xué)習(xí)機(jī)械原理的時候,對機(jī)械的整體認(rèn)識是模糊的,他們對機(jī)械的執(zhí)行動作、功能也許感興趣,但對機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻比較模糊。為培養(yǎng)學(xué)生的興趣,可以在課堂內(nèi)外開展一些和生活實際關(guān)聯(lián)比較強(qiáng)的機(jī)械實物拆裝和討論,小的如常用的繪圖圓規(guī),窗戶的開啟機(jī)構(gòu)、健身器材等都可啟發(fā)學(xué)生去仔細(xì)觀察,觀察執(zhí)行動作和具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。稍微復(fù)雜的如電腦光驅(qū)和軟驅(qū)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)等,都可以鼓勵學(xué)生根據(jù)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行動作預(yù)先分析可以采用有哪些基本機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)預(yù)訂動作。同時可以結(jié)合實驗室已有的設(shè)備,如金工車間的機(jī)床,電腦光驅(qū)結(jié)構(gòu)、寢室中的窗戶開啟機(jī)構(gòu)等,讓學(xué)生感受到機(jī)械應(yīng)用的廣泛性和親切感。汽車是一種貼近生活、機(jī)構(gòu)種類豐富且極具吸引力的機(jī)械,有條件的院校則可以開展汽車拆裝的實驗參觀。小到汽車的車門把手、座椅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),大到汽車發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu),汽車方向盤的助力機(jī)構(gòu),汽車變速箱等。此外還可通過播放小電影等形式,讓學(xué)生認(rèn)識各種用途的機(jī)械。通過實物參觀、播放小電影等多種形式,讓同學(xué)們認(rèn)識到機(jī)械的用途,逐步培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械的認(rèn)識和興趣。
為培養(yǎng)學(xué)生的興趣,這對教師要求相對較高。一方面要求教師具有飽滿的熱情,充分利用課堂內(nèi)外的時間與學(xué)生互動交流,及時把握學(xué)生的心理動態(tài),掌握學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣點,聆聽學(xué)生對本門課程教學(xué)的建議。教師需根據(jù)不同的學(xué)生訴求靈活變化機(jī)械原理的教學(xué)方法和方式。另一方面要求教師具有扎實的理論基礎(chǔ)、豐富的工程實踐經(jīng)驗和創(chuàng)新意識,可將自己的科研課題中和機(jī)械原理相關(guān)的內(nèi)容引入課堂,并采取的教學(xué)方法和教學(xué)風(fēng)格,滿足不同層次學(xué)生的教學(xué)需求。
二、以任務(wù)方式增強(qiáng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力
在講授機(jī)械原理的第一堂課,機(jī)械的概念和發(fā)展歷史是首先需要介紹的內(nèi)容。這雖然不是課程的核心內(nèi)容,但卻起到一個引子的作用,增加學(xué)生對機(jī)械的認(rèn)識和了解,并培養(yǎng)學(xué)生的興趣,這里可以布置課外的作業(yè),如讓學(xué)生編寫機(jī)械發(fā)展歷史小論文,可以是通用的機(jī)械,也可以是某個特定的機(jī)器機(jī)構(gòu)。或者讓學(xué)生列舉若干自己能想到的機(jī)械,并對其功能作用進(jìn)行描述。通過相關(guān)資料的查找、收集、整理和思考,使學(xué)生對機(jī)器、機(jī)構(gòu)及其發(fā)展等有了一個整體的認(rèn)識。這對后繼教學(xué)將起到一個啟發(fā)的作用。
在連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計中,可以通過實驗裝置,讓學(xué)生搭建連桿機(jī)構(gòu),實現(xiàn)如鶴式起重機(jī)吊裝工件的水平運(yùn)動軌跡、風(fēng)扇的搖頭、爐門開啟動作等。讓學(xué)生結(jié)合解析法講解其設(shè)計過程;針對凸輪機(jī)構(gòu)教學(xué),可以設(shè)計讓從動件直線運(yùn)動的方式,讓學(xué)生設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu),并與曲柄滑塊等連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計對照,找出兩種機(jī)構(gòu)的特點與區(qū)別。也可在三大機(jī)構(gòu)教學(xué)過程中,引人若干應(yīng)用性強(qiáng)的題目,如可伸縮電視支架、自行車?yán)锍瘫?、無碳小車機(jī)構(gòu)等有實物機(jī)構(gòu)可借鑒但又有變化的題目。讓學(xué)生自愿組隊,自愿選擇題目并協(xié)同完成,定期完成題目設(shè)計,并在專業(yè)考核中占一定比例。通過任務(wù)的方式,帶有一定強(qiáng)制性的課外作業(yè),讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。當(dāng)學(xué)生取得了一定成功和進(jìn)步,又將促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣。對應(yīng)用型院校的學(xué)生而言,能認(rèn)識機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、能通過運(yùn)動簡圖的形式表達(dá)機(jī)構(gòu)的相對運(yùn)動、并能進(jìn)行簡單實物的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的測繪是一項基本功。而機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制在機(jī)械原理的課程教學(xué)中所占課時一般也比較少,雖然開展了機(jī)構(gòu)測繪實驗,但學(xué)生掌握程度仍然不夠。為加強(qiáng)學(xué)生對常用運(yùn)動副符號、常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖的符號的熟悉和運(yùn)動簡圖的測繪,這里提出增加實物機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制作業(yè)。在給學(xué)生布置實物測繪的時候,主要讓學(xué)生立足于生活,提醒學(xué)生注意觀察生活中的機(jī)械。簡單的機(jī)構(gòu)如圓規(guī),大的機(jī)構(gòu)如汽車,都可以讓學(xué)生自由發(fā)揮,一般不設(shè)置機(jī)械的具體范圍。讓學(xué)生自行尋找自身周圍的各種機(jī)器機(jī)構(gòu)通過自主尋找生活中的各種機(jī)器、機(jī)構(gòu),一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力和實際測繪能力,另一方面也能培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械的興趣。一般而言,希望學(xué)生能獨立完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制,對復(fù)雜的機(jī)構(gòu),則可讓學(xué)生組成一個小團(tuán)隊,通過相互探討來完成。這主要在講完機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制后,是讓學(xué)生在課外進(jìn)行的。簡圖測繪過程可以延長到整個學(xué)期,讓學(xué)生有充分時間去尋找實物和繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。引導(dǎo)學(xué)生參與科研。教師將自己相關(guān)的科研課題分解為可以操作的小課題,以任務(wù)方式分配給部分動手能力強(qiáng)、創(chuàng)新思維強(qiáng)且上進(jìn)的學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生參加,鼓勵學(xué)生相互探討、創(chuàng)新設(shè)計方案??梢宰寣W(xué)生在用中學(xué),或者在學(xué)中用,逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和思辨能力。
三、抓好課程設(shè)計與機(jī)械原理的結(jié)構(gòu)競賽,突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
機(jī)械原理課程設(shè)計是一個機(jī)構(gòu)設(shè)計訓(xùn)練的重要教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。筆者提出,在老師的引導(dǎo)下,結(jié)合貫穿整個學(xué)期的小論文撰寫、生活中身邊機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制作業(yè),以及機(jī)構(gòu)設(shè)計任務(wù)的布置,讓學(xué)生在滿足基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)的條件下,鼓勵學(xué)生在老師指導(dǎo)下參與各種競賽,如浙江省挑戰(zhàn)杯、全國機(jī)械設(shè)計大賽,并以此為契機(jī)展開校內(nèi)的機(jī)械原理結(jié)構(gòu)競賽選拔賽,讓結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽與課堂教學(xué)結(jié)合,并將優(yōu)秀作品積累展示,作為下一屆學(xué)生的優(yōu)秀作品案例,逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
四、建立注重平時積累的考試模式及評價體系
考試是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械原理課程好壞的必不可少的手段。結(jié)合應(yīng)用型院校學(xué)生的特點,筆者提出了把握基礎(chǔ)、突出創(chuàng)新的多元化考試模式和評價體系。應(yīng)用型院校學(xué)生在機(jī)械原理學(xué)習(xí)上有對理論不感興趣而對實物機(jī)構(gòu)興趣濃厚等特點。因此,除了在教學(xué)上加以改進(jìn)和引導(dǎo)外,在成績評定的內(nèi)容、比例和方式上也將做相應(yīng)的調(diào)整。期末考卷考試仍然是一種主要的考試方式,但占總成績比重需下調(diào),而大幅度提高平時獨立作業(yè)所占比例,如將學(xué)期中需完成的幾個課題占總成績的比例提高,也提高平時獨立作業(yè)和課堂討論作業(yè)的成績,對個別創(chuàng)新性強(qiáng)的學(xué)生可適當(dāng)加分?,F(xiàn)在,期末考試卷面成績占總成績的比例下降到50%,而大幅度提高學(xué)生的實驗成績、獨立課程設(shè)計成績等所占比例。根據(jù)幾年來的不斷改革調(diào)整,總體發(fā)現(xiàn)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力均得到一定程度的提高。
五、結(jié)束語
機(jī)械原理的教學(xué)中,除了強(qiáng)調(diào)老師的“教”,還需引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”,在某種程度上,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性更為重要。本文通過上述幾種方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。經(jīng)過近幾年的實踐,《機(jī)械原理》課程教學(xué)取得了較為明顯的效果。我院現(xiàn)已形成定期的設(shè)計大賽預(yù)賽,選拔,組隊參加全國機(jī)械設(shè)計大賽、國家慧魚機(jī)構(gòu)設(shè)計大賽及浙江大學(xué)、浙江省挑戰(zhàn)杯的競賽多組,獲得了獎項多項。
同時,要完成上述工作,教師需付出更多的課堂外教學(xué)準(zhǔn)備和較強(qiáng)的科研素質(zhì)。雖然過程比較辛苦,但在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的同時,教師也在不斷吸收新的知識,得到新的啟發(fā),對教師本身也是一個不斷促進(jìn)和自我提升的一個過程。
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關(guān)鍵詞:糧油加工工藝;機(jī)械原理;教學(xué)方法;建議
中圖分類號:G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A doi:10.16693/ki.1671-9646(X).2016.04.029
糧油加工離不開糧油機(jī)械,不同的糧油原料具有不同的理化性質(zhì)及加工特性,因此在加工過程中所使用的設(shè)備不同,所采用的機(jī)械原理也不同。要掌握加工工藝,必需先要掌握加工機(jī)械原理和作用,才能理解工藝流程設(shè)計和組合原理[1]。教學(xué)過程中,由于缺少實物模型,加之課程小型化,理論教學(xué)課時少;同時,有些糧油機(jī)械組成復(fù)雜,從平面圖中很難理解工藝中使用的機(jī)械工作原理,增加了教師授課的難度和學(xué)生對機(jī)械設(shè)備及原理的理解。
1“糧油加工工藝”課程中機(jī)械設(shè)備教學(xué)中存在的一些問題
1.1內(nèi)容抽象,難于掌握
學(xué)習(xí)糧油加工的主要工藝過程,必須要掌握典型加工設(shè)備的工作原理、主要工作部件與操作維護(hù),使學(xué)生能夠理解設(shè)備在工藝中的作用,實際操作能力以及在操作中的分析問題、解決問題的能力,為將來學(xué)生從事糧油生產(chǎn)、銷售、品質(zhì)控制、設(shè)備維修等工作打下基礎(chǔ)[2]。教材中所列的機(jī)械設(shè)備圖是平面圖,雖然從一個側(cè)面能夠說明機(jī)械的某些作用和特性,但學(xué)生從未見過機(jī)械實物,更未操作過,加之食品科學(xué)與工程、農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏等專業(yè)的學(xué)生,在專業(yè)基礎(chǔ)課程中只是學(xué)習(xí)了一些簡單的機(jī)械制圖知識。因而,無論是對機(jī)械原理還是設(shè)備工作構(gòu)件的理解都很難,這直接影響到學(xué)生對加工工藝的理解、掌握。以去石機(jī)為例,并肩石與稻谷或小麥、油料等物料如何在篩面上運(yùn)動,最后從不同方向分離,未見實物和實際操作是很難理解的;再如,稻谷在壟谷機(jī)中的脫殼過程,小麥在磨輥間如何破碎、剝刮等,以及油料如何通過擠壓取油或油料浸提、減壓脫溶脫氣等過程,沒有見過設(shè)備,單靠想象是很難掌握的。在制粉的粉路方面,要求學(xué)生掌握高方平篩的基本結(jié)構(gòu)和工作原理、高方篩的運(yùn)動方式以及動力系統(tǒng),由于沒用學(xué)習(xí)過機(jī)械原理、工程力學(xué)等前修課程,學(xué)生對運(yùn)動機(jī)構(gòu)的動平衡、靜平衡、剛度、強(qiáng)度等概念理解將非常困難。
1.2模式單一,枯燥無味
傳統(tǒng)的糧油機(jī)械教學(xué)是以課堂教學(xué)為主,這種教學(xué)模式還是依靠教師一本書、一支粉筆、一張掛圖進(jìn)行教學(xué),但是掛圖通常是一些機(jī)械平面圖,缺乏立體感、直觀感,這樣的教學(xué)方式必然很枯燥,很難激起學(xué)生的興趣[3]。例如,在講解振動篩時,為了給學(xué)生講清糧谷顆粒在篩面上的移動路線,以及顆粒過篩時的最佳狀態(tài),教師只能對照課本或掛圖講授振動篩連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程,因此往往在課堂上要“手舞足蹈”,邊比劃,邊講解。這樣的結(jié)果是教師雖然很賣力,花費了大量寶貴的課堂時間,但學(xué)生們卻并不一定能掌握,結(jié)果只會是事倍功半。
1.3偏重理論,實踐不夠
糧油機(jī)械的教學(xué)是結(jié)合“糧油加工工藝”課程講解的,“糧油加工工藝”課程實踐主要是依靠實驗課來進(jìn)行動手操作。對于高校而言,該門課程不可能配備專門的糧油加工工藝進(jìn)行實訓(xùn)實踐。所具有的模型或?qū)嶒炘O(shè)備往往又都是單一的小型單機(jī)機(jī)械,并不是一個系統(tǒng)的工藝流程,與糧油企業(yè)使用的大型糧油加工成套設(shè)備有較大差異,致使課堂教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用脫節(jié),從而在實踐環(huán)節(jié)上常常不能保障課程的教學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)。
2糧油機(jī)械教學(xué)的幾點心得
2.1動漫結(jié)合式,直觀認(rèn)識
機(jī)械設(shè)備的教學(xué)要與時俱進(jìn)地使用現(xiàn)代化的教學(xué)工具,多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相結(jié)合,就可以發(fā)揮各自的優(yōu)勢,達(dá)到理想的教學(xué)效果[4]。比如,在進(jìn)行稻谷碾米的教學(xué)實踐中,就可以利用Flas的形式將稻谷從“原料-預(yù)處理-礱谷-碾米-白米分級”的整個流程用動漫演示出來,尤其是在講授碾米機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理這個知識點時,通過引入多媒體動畫,教師在結(jié)合模擬動畫的基礎(chǔ)上把糙米從第1道切削碾白,碾下物如何進(jìn)第2道、第3道擦離碾白,米糠是怎樣被負(fù)壓氣流帶走,以及最終通過旋風(fēng)分離器如何被分離出來進(jìn)行動漫演示。用動漫方式幫助學(xué)生脫離枯燥的理論說教,建立機(jī)械設(shè)備的立體感和畫面感,講解加工機(jī)械的相關(guān)的理論及工作運(yùn)行狀況,就能幫助學(xué)生更加直觀、迅速地理解整個稻谷碾米的工藝流程和機(jī)械設(shè)備[5]。
2.2校企合作,加強(qiáng)實踐
機(jī)械設(shè)備的實踐教學(xué)一直是一個難點,因為高校在相關(guān)教學(xué)實踐中缺乏糧油教學(xué)所需設(shè)備、器材和場地,無法保證學(xué)生進(jìn)行教學(xué)理論實踐活動需求,但機(jī)械設(shè)備的教學(xué)又必須要和生產(chǎn)實踐相結(jié)合。為了解決這個問題,教師首先立足于本校創(chuàng)建的相關(guān)工程實驗室,如在講解雙螺桿榨油機(jī)時,教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行零件的拆裝,使學(xué)生直觀感受到榨油機(jī)螺桿直徑和螺距的變化原理,學(xué)生通過動手裝卸榨油機(jī),就能夠快速掌握榨油設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)和使用原則。但由于糧油設(shè)備往往占用場地大,且設(shè)備種類較多,在學(xué)校內(nèi)部構(gòu)建工程實驗室往往是單一、不全的小型設(shè)備,因而加強(qiáng)學(xué)校與糧油加工企業(yè)的聯(lián)合,使學(xué)生在企業(yè)生產(chǎn)中參與糧油加工實踐,在實際生產(chǎn)中,就能接受更多富有實踐經(jīng)驗工程技術(shù)人員的指導(dǎo)和操作。相關(guān)經(jīng)驗表明,學(xué)生在糧油加工企業(yè)進(jìn)行頂崗生產(chǎn)實習(xí)后,不僅對糧油加工的設(shè)備原理有更深的理解,而且對加工原理的組合、應(yīng)用、生產(chǎn)安全、食品品質(zhì)等有深刻的認(rèn)識,且能提高學(xué)生對糧油加工的興趣。
2.3模塊教學(xué),原理運(yùn)用
“糧油加工工藝”課程涉及的專業(yè)面較寬,包括糧油加工各種工藝過程及加工裝備,涵蓋了“原料學(xué)”“工藝學(xué)”及“食品工程”各專業(yè)的知識。因此,學(xué)生在剛開始接觸本課程時較難適應(yīng),針對這種情況,教師按照模塊式教學(xué)思路進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合。以原料的預(yù)處理過程為例,無論是在小麥加工、稻谷加工,還是在其他雜糧加工工藝中,其預(yù)處理的方法、原理及設(shè)備基本相同,如篩理、光電色選、比重去石等。針對這些具有共性的內(nèi)容,教師會把所用到的機(jī)械設(shè)備都集中進(jìn)行分析講解,每一模塊分成工藝原理、工藝流程與參數(shù)、設(shè)備工作原理與操作,使學(xué)生真正理解掌握,并能做到舉一反三,融會貫通。隨著國內(nèi)外糧油加工技術(shù)不斷革新,加工裝備也在不斷升級,在糧油加工機(jī)械方面,也需要不斷進(jìn)行新設(shè)備的充實與更新,舊的課程內(nèi)容已不能完全適應(yīng)新教學(xué)需求。因此,教師可以在課程中組織學(xué)生參觀當(dāng)?shù)乇容^先進(jìn)的糧油加工企業(yè),邀請糧油加工及機(jī)械領(lǐng)域的專家或企業(yè)技術(shù)人員給學(xué)生開展講座,使學(xué)生了解糧油機(jī)械在生產(chǎn)實踐中最前沿的具體應(yīng)用。
2.4課程設(shè)計,理論聯(lián)系實際
學(xué)生在完成了本課程的理論教學(xué)環(huán)節(jié)后,還將獨立進(jìn)行課程設(shè)計工作。通過這一環(huán)節(jié),使學(xué)生學(xué)會查閱專業(yè)資料,綜合掌握糧油加工機(jī)械在單元操作的具體應(yīng)用,這是培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。指導(dǎo)教師將設(shè)計選題布置下去后,先用2~4個課時,集中給學(xué)生進(jìn)行講解,設(shè)計選題要聯(lián)系生產(chǎn)實際,突出糧油加工特色,比如可以選擇稻米加工、小麥制粉、油脂提取、雜糧加工等工藝進(jìn)行模擬設(shè)計。為了充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,同一類型設(shè)備的設(shè)計,3~5名同學(xué)組成1個設(shè)計小組,相互間可以互相討論,但每個大類的設(shè)計題目在物料處理量、設(shè)備尺寸、進(jìn)出口方式、傳動機(jī)構(gòu)等參數(shù)上各不相同,這樣每位同學(xué)在設(shè)計過程中既能獨立思考,又能相互協(xié)作。在設(shè)計完成后,教師再針對學(xué)生在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的問題給予集中評講,使學(xué)生真正對糧油機(jī)械既“知其然,又知其所以然”,讓學(xué)生真正體會到理論知識在實際工程設(shè)計中的應(yīng)用。
3結(jié)語
機(jī)械設(shè)備的教學(xué)具有一定專業(yè)性、實踐性,特別強(qiáng)調(diào)對學(xué)生理解能力、實踐能力的培養(yǎng)[6-7]。因此,為了更好地完成該課程機(jī)械內(nèi)容的教學(xué)任務(wù),有必要加強(qiáng)先進(jìn)教學(xué)理念的指導(dǎo),發(fā)揮多媒體技術(shù)在機(jī)械設(shè)備演示教學(xué)上的獨特優(yōu)勢,實現(xiàn)教學(xué)方法與手段的優(yōu)化。另外,在教學(xué)過程中充分調(diào)動學(xué)生參與實踐的主觀能動性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和勇于探索的精神,避免出現(xiàn)過去機(jī)械教學(xué)中偏理論、輕實踐,教學(xué)內(nèi)容枯燥的狀況;同時讓學(xué)生了解企業(yè),了解生產(chǎn)流程和機(jī)械設(shè)備工作原理,這樣有助于學(xué)生理論聯(lián)系實際,最終實現(xiàn)該課程的教學(xué)目標(biāo)。
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隨著素質(zhì)教育的全面發(fā)展,很多學(xué)校對學(xué)生的動手能力、操作能力的考核越來越嚴(yán)格,機(jī)械專業(yè)是一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè),各種機(jī)械原理知識深奧復(fù)雜,為了提高學(xué)生對機(jī)械原理的理解,同時提高學(xué)生的機(jī)械設(shè)計水平,則必須要積極加強(qiáng)實驗教學(xué)力度。當(dāng)前部分院校的機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計教學(xué)脫離了實踐教育的根本目的,使機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)模式無法滿足發(fā)展的要求,多年的教學(xué)經(jīng)驗與事實證明,在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計教學(xué)過程中,使用傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)與教法已經(jīng)不再適用。在素質(zhì)教育時代,機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計教學(xué)應(yīng)該更注重實踐教育,以實驗教學(xué)為核心,對學(xué)生的動手能力進(jìn)行培養(yǎng)。
一、機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)常見問題
1.實驗教學(xué)理念陳舊
當(dāng)前很多教師在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計教學(xué)過程中雖然開始重視實驗教學(xué),將實驗課程當(dāng)做機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計教學(xué)的重要環(huán)節(jié),但是在教學(xué)過程中沒有正確地認(rèn)識到機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)的目標(biāo),對實驗教育目標(biāo)的理解也不是很清晰,因此導(dǎo)致機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教育水平不高。
2.實驗教學(xué)方法比較陳舊
教學(xué)方法受到教學(xué)理念的影響,機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)受到傳統(tǒng)教育觀念的束縛,在實際教學(xué)過程中教學(xué)方法比較陳舊,有的教師只是按照大綱教材對實驗內(nèi)容進(jìn)行講解,忽視了對學(xué)生的主體性和積極性的激發(fā),從而導(dǎo)致很多學(xué)生雖然完成了實驗學(xué)習(xí),但是并沒有掌握真正的實踐技巧,從實驗中學(xué)習(xí)到的內(nèi)容不多。
3.硬件設(shè)施不足
實驗教學(xué)離不開各種實驗設(shè)施設(shè)備,在教育教學(xué)過程中,學(xué)校沒有積極加強(qiáng)實驗基地的建設(shè),導(dǎo)致機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)過程中的硬件設(shè)施設(shè)備不能滿足教學(xué)要求,對機(jī)械專業(yè)教學(xué)水平產(chǎn)生影響。
二、機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)創(chuàng)新策略
1.改變教學(xué)理念
在機(jī)械專業(yè)教育中,機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計是重要的、基礎(chǔ)的內(nèi)容,實驗教學(xué)是提高學(xué)生對這門工科專業(yè)的理解能力的重要途徑,機(jī)械原理知識比較抽象、復(fù)雜,機(jī)械設(shè)計要求較高,很多學(xué)生僅憑教材上的理論知識,并不能掌握其深意。對此,必須要加強(qiáng)對實驗教學(xué)的重視,要對機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)的目的進(jìn)行明確,將實驗教學(xué)納入機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計教學(xué)任務(wù)中,以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、自主思考能力、分析能力為主要目標(biāo),在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計課程設(shè)置、教學(xué)評價、教學(xué)活動開展的過程中重視實踐性,并且考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)情況,循序漸進(jìn)地設(shè)計實驗項目,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)水平的提升。
2.對實驗教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)
2.1加強(qiáng)分組合作實驗教學(xué)。教學(xué)過程是對學(xué)生的綜合能力水平進(jìn)行鍛煉的最好過程,在教學(xué)過程中也可以通過改變教學(xué)方法使得學(xué)生接受更好的實踐鍛煉。分組合作教學(xué)是素質(zhì)教育過程中比較常見的一種教學(xué)模式,其根本目的是為了鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力,可以激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣,在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)過程中應(yīng)該要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組討論,對各種實驗項目進(jìn)行分析,例如在機(jī)械設(shè)計過程中,要完成機(jī)械傳動裝置的設(shè)計,教師不予講解,讓學(xué)生自己根據(jù)所學(xué)內(nèi)容對傳動裝置原理、?C械組成、設(shè)計結(jié)構(gòu)等進(jìn)行討論,并且對設(shè)計方案進(jìn)行驗證,然后通過小組合作完成實驗項目,再由老師對學(xué)生的實驗設(shè)計結(jié)果進(jìn)行評判。通過這種方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情,并且促使學(xué)生學(xué)會自主思考,對各種問題進(jìn)行解決,減少依賴心理。
2.2從驗證型實驗到設(shè)計型和創(chuàng)新型實驗轉(zhuǎn)變
在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)過程中,應(yīng)該要注重啟發(fā),學(xué)生要養(yǎng)成思考的習(xí)慣,在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計教學(xué)過程中,應(yīng)該要從傳統(tǒng)的示范型實驗轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c型實驗,從傳統(tǒng)的驗證型實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計型實驗,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是教師講解、學(xué)生操作,按部就班地對各種實驗內(nèi)容進(jìn)行完成。在現(xiàn)代教育過程中,應(yīng)該要引導(dǎo)學(xué)生積極參與到實驗設(shè)計和驗證過程中,可以設(shè)計不同難度層次的實驗項目,讓不同層次的學(xué)生根據(jù)自己的實際情況對實驗項目進(jìn)行選擇,從實驗過程中學(xué)習(xí)各種知識。
3.加強(qiáng)硬件設(shè)施設(shè)備的完善
在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)過程中,應(yīng)該要積極加強(qiáng)實驗室建設(shè),補(bǔ)充一些新型機(jī)械以及典型的機(jī)械模型和實物,可以將一些企業(yè)的失效零件或者機(jī)械設(shè)備收集起來,用于學(xué)生對機(jī)械元件、機(jī)械原理等加強(qiáng)認(rèn)知,并且通過對機(jī)械進(jìn)行實踐操作,加深對機(jī)械工作原理的理解,從而有助于學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計,完成機(jī)械設(shè)計任務(wù)。
針對當(dāng)前《機(jī)械原理》課程設(shè)計的教學(xué)現(xiàn)狀,分析其不足,并基于OBE工程教育理念,對《機(jī)械原理》課程設(shè)計的教學(xué)模式改革進(jìn)行了探討并付諸實踐?!稒C(jī)械原理》課程設(shè)計是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械原理》課程后進(jìn)行的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),其模式的改革為適應(yīng)新形勢下對機(jī)械類學(xué)生機(jī)構(gòu)選型、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)提供了良好的平臺和借鑒,具有重要意義。
關(guān)鍵詞:
OBE;工程教育;《機(jī)械原理》課程設(shè)計
為了推進(jìn)工程教育改革,促進(jìn)中國工程教育的國際互認(rèn),培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師,由專門的職業(yè)或行業(yè)協(xié)會(聯(lián)合會)、專業(yè)學(xué)會針對高等教育機(jī)構(gòu)開設(shè)了工程類專業(yè)實施專門性認(rèn)證,工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)到行業(yè)提出的基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,是一種合格性評價[1,2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)的三個核心理念:產(chǎn)出導(dǎo)向(Outcomebasededu-cation,簡稱OBE)、學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn),這些理念代表了工程教育改革的方向,是一種先進(jìn)的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約組織,就必須基于OBE理念,深化我國的工程教育改革和工程教育認(rèn)證體制?!稒C(jī)械原理》是機(jī)械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,它是研究機(jī)械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計原理與方法的一門學(xué)科,而《機(jī)械原理》課程設(shè)計是緊隨《機(jī)械原理》課程之后的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是《機(jī)械原理》課程的延伸[4]?;贠BE工程教育認(rèn)證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃,《機(jī)械原理》課程設(shè)計需培養(yǎng)的主要能力包括:1)掌握工程基礎(chǔ)理論知識并能將其應(yīng)用于工程問題(畢業(yè)要求1);2)具有分析和解釋數(shù)據(jù),得到合理、有效結(jié)論的能力(畢業(yè)要求2);3)具有綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計理論和技術(shù)手段設(shè)計復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)、部件和過程的能力(畢業(yè)要求3)。本文基于OBE工程教育理念對《機(jī)械原理》課程設(shè)計課程能力的上述四條要求,結(jié)合近年實踐經(jīng)驗,闡述我校《機(jī)械原理》課程設(shè)計改革模式,并為其《機(jī)械原理》課程設(shè)計改革提供參考。
一、機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力
《機(jī)械原理》內(nèi)容包括兩部分,其一是對現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí),包括構(gòu)型分析、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的學(xué)習(xí);其二是針對具體任務(wù),利用所學(xué)機(jī)構(gòu)學(xué)知識,設(shè)計傳動方案。前者稱為分析,后者稱為型綜合,《機(jī)械原理》學(xué)習(xí)的最終目的,就是要達(dá)到型綜合的高度,《機(jī)械原理》課程設(shè)計正是鍛煉綜合能力的實踐教學(xué)。遺憾的是,傳統(tǒng)的《機(jī)械原理》課程設(shè)計,體現(xiàn)不出OBE所要求的設(shè)計系統(tǒng)的能力,復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)更無從談起,因此,改革勢在必行?;贠BE教學(xué)理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化,調(diào)動學(xué)生設(shè)計的積極性而不限制其思維,并且課程設(shè)計只提出最終要求而不限制方法,為了讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成設(shè)計任務(wù),題目不宜太深太復(fù)雜,其原則為:題目具有綜合性,以運(yùn)動方案設(shè)計為主;題目要覆蓋《機(jī)械原理》課程的主要內(nèi)容;題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實際,是學(xué)生在日常生活、生產(chǎn)實踐中所熟悉的;題目的設(shè)計結(jié)果應(yīng)包括兩到三種基本機(jī)構(gòu),也允許選用其他常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu);題目要有一定的靈活性和創(chuàng)新性,有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。在設(shè)計題目確定后,需對已選題目提出三種運(yùn)動方案,并經(jīng)反復(fù)論證,確定一種最佳運(yùn)動方案進(jìn)行設(shè)計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學(xué)的興趣。設(shè)計方案由學(xué)生獨立提出,經(jīng)獨立地分析、比較后確定最佳方案,以發(fā)揮其主觀性、創(chuàng)造力,使學(xué)生受到一次真實的設(shè)計訓(xùn)練,進(jìn)而提升其機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力。此外,改革后的課程設(shè)計,學(xué)生們可以自由組合,每個小組自由選擇設(shè)計題目,小組成員分工協(xié)作,共同完成設(shè)計任務(wù)。從選題、論證、設(shè)計到最后提交設(shè)計成果,共同討論、研究,各自發(fā)揮自己的長處,不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,也使他們體會到團(tuán)隊合作的作用。這也符合OBE培養(yǎng)大綱中工程畢業(yè)生個人能力和人際團(tuán)隊能力培養(yǎng)的要求。
二、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力
傳統(tǒng)的《機(jī)械原理》課程設(shè)計中,方案確定之后,其相關(guān)運(yùn)動參數(shù)也隨之給定,每個學(xué)生需要做的就是繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,利用圖解法和解析法對所選機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度及力進(jìn)行分析,并繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動線圖和作誤差分析,最后編寫課程設(shè)計說明書。從本質(zhì)上來說,這樣的設(shè)計僅能算一次作業(yè),效果并不理想。盡管學(xué)生都能按部就班地完成設(shè)計任務(wù),但卻調(diào)動不了學(xué)生的設(shè)計興趣,對工程基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用缺乏深刻理解,談不上對學(xué)生的畢業(yè)能力的培養(yǎng)?;贠BE教學(xué)理念的課程設(shè)計改革使設(shè)計題目多樣化,只提出最終要求而不限制方法,學(xué)生可以充分地利用所學(xué)的理論知識去解決實際的問題。考慮到《機(jī)械原理》課程設(shè)計時間較短,教師在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中,需提前做出安排,如現(xiàn)代工具的使用、軟件的學(xué)習(xí)、各種方法的比較、綜合性作業(yè)安排等。任務(wù)的不確定性導(dǎo)致解決方法的多樣性。學(xué)生需要根據(jù)所選擇任務(wù),基于所學(xué)的機(jī)構(gòu)學(xué)知識,甚至查閱相關(guān)文獻(xiàn)去設(shè)計解決方案,當(dāng)多個設(shè)計方案確定后,需要比較各方案的優(yōu)缺點,必然會深入了解每個所設(shè)計的傳動方案,最終方案確定后,需對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析,因有了方案設(shè)計的深刻理解,設(shè)計的目的已非常清楚,在相應(yīng)分析時,對方法的選擇和掌握自然水到渠成,加深了對所學(xué)理論知識的認(rèn)識,明確了理論知識的實際應(yīng)用,從而不至感覺學(xué)無所用。
三、分析和解釋數(shù)據(jù)能力
在我國的工程教育認(rèn)證中,第二條畢業(yè)要求學(xué)生能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理,識別、表達(dá)并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問題,以獲得有效結(jié)論[5]。傳統(tǒng)課程設(shè)計整個傳動方案為教師所指定,分析方法固定,無需學(xué)生深入了解,只需按部就班完成畫圖和分析即可,可見,傳統(tǒng)課程設(shè)計在第二條畢業(yè)能力要求上基本沒起到培養(yǎng)作用。改革后的課程設(shè)計,從設(shè)計任務(wù)到設(shè)計方案的確定,均需要學(xué)生根據(jù)具體情況進(jìn)行分析,然后根據(jù)所學(xué)知識,自己設(shè)計傳動方案,并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后,詳細(xì)設(shè)計傳動系統(tǒng)時,需要根據(jù)實際任務(wù)確定各參數(shù),最后對機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析。為了更真實地讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)的意義和正確性,要求學(xué)生對所設(shè)計的傳動方案進(jìn)行全部或者部分的搭接實驗,通過搭接實物并測量參數(shù),再與理論分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,找出誤差存在原因,從而得出相應(yīng)結(jié)論。
四、考核方式的改進(jìn)
評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié),如何合理地對各項能力進(jìn)行客觀評價,對課程的改革及持續(xù)改進(jìn)有非常重要的作用,與課程設(shè)計所培養(yǎng)能力相對應(yīng),《機(jī)械原理》課程設(shè)計成績分為四部分:選題成績、平時成績、設(shè)計成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據(jù)如下。選題成績占總成績的30%。主要考查設(shè)計機(jī)械傳動系統(tǒng)方案能力。每個團(tuán)隊均需通過PPT形式,結(jié)合參考文獻(xiàn)查閱或調(diào)研情況,對自己團(tuán)隊的設(shè)計任務(wù)進(jìn)行說明,根據(jù)所定任務(wù)設(shè)計兩到三種機(jī)械傳動方案,每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機(jī)構(gòu),并且必須包含四桿以上連桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創(chuàng)新點、是否實用進(jìn)行綜合考核。平時成績占總成績的10%,主要依據(jù)設(shè)計階段的出勤情況和態(tài)度評定,這是設(shè)計正常進(jìn)行的基本保證,也是初步對畢業(yè)要求9中個人與團(tuán)隊能力的培養(yǎng)。設(shè)計成績占總成績的40%,主要評估工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力與分析和解釋數(shù)據(jù)能力,根據(jù)所選擇分析方法、數(shù)據(jù)分析的正確性、模型建立、運(yùn)動仿真、簡圖繪制等進(jìn)行評價。答辯成績占總成績的20%,各組將集中設(shè)計階段的工作及成果以PPT形式作匯報,主要介紹組員分工及完成情況,組員自評分,搭接視頻等,并回答提問,據(jù)此評判答辯成績。通過此類考核方式,對畢業(yè)生的能力9(個人與團(tuán)隊)和10(溝通,包括撰寫報告和陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令)也起到初步培養(yǎng)的效果。此外,上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學(xué)投入提出很高要求。例如:教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學(xué)目標(biāo)分解和教學(xué)方法選擇,要求其自身具有扎實的專業(yè)理論知識、較廣博的基礎(chǔ)知識面、較強(qiáng)的動手能力及計算機(jī)應(yīng)用能力。對設(shè)計中可能出現(xiàn)的各種方案及其特點要有充分認(rèn)識,能夠正確引導(dǎo)學(xué)生,使他們經(jīng)過認(rèn)真思考和分析比較后,可以選擇一個適當(dāng)?shù)姆桨浮_@樣才能適應(yīng)當(dāng)前實踐教學(xué)改革和發(fā)展的需要,從而有效引導(dǎo)學(xué)生積極思考,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
五、結(jié)束語
經(jīng)過近兩年的實踐,發(fā)現(xiàn)根據(jù)OBE教學(xué)理念改革后的《機(jī)械原理》課程設(shè)計,為學(xué)生機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計能力、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力、分析問題和解決問題的能力以及團(tuán)隊合作和工程實踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺,并確實取得了較好的效果。然而,OBE工程教學(xué)模式是一個系統(tǒng)的工程,無論是在設(shè)計內(nèi)容,還是在設(shè)計方法和評估方式上,還有很多需要完善之處,需要進(jìn)一步的改革和探索,持續(xù)改進(jìn),以更好地培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的畢業(yè)能力,實現(xiàn)培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師的目標(biāo)。
作者:曾達(dá)幸 李飛 侯雨雷 宜亞麗 鄭立娟 張芳芳 單位:燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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[2]余天佐,劉少雪.從外部評估轉(zhuǎn)向自我改進(jìn)—美國工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)EC2000的變革及啟示[J].高等工程教育研究,2014,(6):28-34.
[3]顧佩華,胡文龍,林鵬,等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”(OBE)的工程教育模式———汕頭大學(xué)的實踐與探索[J].高等工程教育研究,2014,(1):27-37.
前言
農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)人才的需求越來越大,標(biāo)準(zhǔn)越來越高,如何提高農(nóng)機(jī)構(gòu)造的教學(xué)質(zhì)量,如何快速高效的培養(yǎng)農(nóng)機(jī)人才已經(jīng)擺在廣大相關(guān)教育工作者面前。本文對農(nóng)機(jī)的構(gòu)造劃分、構(gòu)造原理、要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了簡單論述,結(jié)合農(nóng)機(jī)構(gòu)造教學(xué)中的一些難點與不足,對農(nóng)機(jī)構(gòu)造教學(xué)的三種方法的應(yīng)用進(jìn)行了探討,對提高新疆地區(qū)農(nóng)機(jī)構(gòu)造教學(xué)有一定的借鑒意義。
1 農(nóng)機(jī)構(gòu)造概述
改革開放以來我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展迅速,農(nóng)業(yè)機(jī)械逐漸由小型化向中型、大型化發(fā)展,由通用化向?qū)I(yè)化發(fā)展。在這種發(fā)展趨勢下,農(nóng)業(yè)機(jī)械種類越來越多,制造工藝要求越來越高,機(jī)械構(gòu)造越來越復(fù)雜、精密,構(gòu)造強(qiáng)度要求也越來越嚴(yán)格。農(nóng)業(yè)機(jī)械按功能一般分為耕地機(jī)械、整地中耕機(jī)械、播種機(jī)械、植物保護(hù)機(jī)械、收割機(jī)械幾個大的品類,其構(gòu)造主要由框架結(jié)構(gòu)部件、安全防護(hù)裝置、動力及傳動裝置、機(jī)械工作部件、定量控制系統(tǒng)與附屬部件幾個部分組成。首先,框架結(jié)構(gòu)部件是農(nóng)機(jī)的整體支撐構(gòu)造,主要用于固定和安裝其它功能部件,其次,安全防護(hù)裝置是用于保護(hù)農(nóng)機(jī)操作人員安全的農(nóng)機(jī)重要構(gòu)造,例如工作部位防護(hù)罩、超載安全器、防毒害隔離裝置等,第三,動力及傳動裝置是用于為農(nóng)業(yè)機(jī)械的機(jī)械工作部件提供和傳送動力的裝置,動力及傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)機(jī)械的能耗與效率,第四、機(jī)械工作部件是發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械作用直接部件,其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高,損耗相對比較嚴(yán)重,其構(gòu)造比較簡單,第五,定量操作控制系統(tǒng)通過控制傳動裝置實現(xiàn)對工作部件運(yùn)行速度的控制,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、精密,控制面板分為機(jī)械控制、電子控制、機(jī)械與電子結(jié)合控制等幾種,第六其他附屬部件一般包括播種箱、施肥箱、農(nóng)藥水箱和糧食儲存部件,按功能不同,其材質(zhì)多用塑料材質(zhì)與技術(shù)材質(zhì),結(jié)構(gòu)簡單、規(guī)則[1]。農(nóng)機(jī)在進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)時需要對各個功能部件進(jìn)行整體考慮使整體結(jié)構(gòu)設(shè)計充分利用結(jié)構(gòu)空間,遵循結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的設(shè)計原則,讓結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于減少動力損失,安全可靠,操作舒適,人性化。
2 農(nóng)機(jī)構(gòu)造教學(xué)三法
農(nóng)機(jī)的機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜,精密,但是在對農(nóng)機(jī)構(gòu)造教學(xué)時需要將復(fù)雜的整體設(shè)計進(jìn)行簡單化展示,將精密的設(shè)計原理進(jìn)行直觀說明,因此在農(nóng)機(jī)構(gòu)造教學(xué)中應(yīng)當(dāng)引入構(gòu)造分解、構(gòu)造圖示、與構(gòu)造實踐教學(xué)三法,才能使學(xué)生更好的掌握農(nóng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理與技巧等抽象知識,為農(nóng)機(jī)人才的培養(yǎng)提供可靠的幫助,同時在農(nóng)機(jī)人才的支持下,也能夠有效促進(jìn)新疆地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。
2.1 農(nóng)機(jī)構(gòu)造分解教學(xué)法
在進(jìn)行農(nóng)機(jī)構(gòu)造分解教學(xué)時應(yīng)當(dāng)按照農(nóng)機(jī)的構(gòu)造部件功能進(jìn)行功能系統(tǒng)劃分,按照不同功能部件或系統(tǒng)對農(nóng)機(jī)分解成幾個組件[2]。通過功能組件系統(tǒng)的分解有利于學(xué)生掌握農(nóng)機(jī)每一個功能系統(tǒng)的整體設(shè)計思路,與構(gòu)造原理和技巧,對農(nóng)機(jī)構(gòu)造形成系統(tǒng)化的認(rèn)識。同時在對不同功能系統(tǒng)的分解與組合過程中有利于清晰地展示出農(nóng)機(jī)整體設(shè)計時對各個功能系統(tǒng)部件進(jìn)行設(shè)計的整體思路和所需要遵循的基本原則,有利于學(xué)生掌握農(nóng)機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計的規(guī)律與技巧,養(yǎng)成宏觀考慮農(nóng)機(jī)構(gòu)造并進(jìn)行優(yōu)化的良好習(xí)慣。
2.2 農(nóng)機(jī)構(gòu)造圖示教學(xué)法
進(jìn)行農(nóng)機(jī)構(gòu)造圖示教學(xué)時應(yīng)按照農(nóng)機(jī)構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制圖,在進(jìn)行圖示教學(xué)時能夠?qū)?fù)雜結(jié)構(gòu)部件直觀展示在學(xué)生面前,通過對復(fù)雜機(jī)械構(gòu)造部位進(jìn)行簡單、清晰的圖紙化展示,將一些封閉難以拆解的復(fù)雜機(jī)械部位和一些形狀不規(guī)則的機(jī)械構(gòu)造部件清晰、直觀、數(shù)字化的展示在學(xué)生面前,使農(nóng)機(jī)重要部件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)易于理解,讓學(xué)生能夠更好的理解圖示中各個部分的設(shè)計思路、設(shè)計原則、裝配關(guān)系與工作原理。同時將重要、復(fù)雜的功能系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)的圖紙系統(tǒng)的展示給學(xué)生,方便學(xué)生從整體設(shè)計思路把握農(nóng)機(jī)構(gòu)造,此外通過標(biāo)準(zhǔn)化的圖示教學(xué)還能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)、工作習(xí)慣,有利于學(xué)生在未來的工作中具備優(yōu)良的職業(yè)素養(yǎng),為新疆地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)更多的農(nóng)機(jī)人才。
2.3 農(nóng)機(jī)構(gòu)造實踐教學(xué)法
實踐是理論知識轉(zhuǎn)化成實際能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此在農(nóng)機(jī)構(gòu)造教學(xué)過程中教師應(yīng)該為學(xué)生提供充足的實踐學(xué)習(xí)機(jī)會,加深學(xué)生對農(nóng)機(jī)構(gòu)造原理的理解與認(rèn)識,提升學(xué)生的對農(nóng)機(jī)購雜志似的實際應(yīng)用能力。首先,教師在課堂理論知識教學(xué)結(jié)束后應(yīng)當(dāng)及時組織學(xué)生對農(nóng)機(jī)實物的機(jī)械構(gòu)造進(jìn)行觀摩,并適當(dāng)?shù)貙⒁恍?fù)雜構(gòu)造部件的理論知識教學(xué)直接參照事物進(jìn)行教學(xué)[3]。其次,對農(nóng)機(jī)構(gòu)造中的一些重要部件教學(xué)時,應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生通過對不見得拆卸安裝更好的掌握相關(guān)部件的構(gòu)造與原理,第三,教師完成相關(guān)的理論知識教學(xué)后,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)慕M織學(xué)生實際參觀相應(yīng)的農(nóng)機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際運(yùn)用,指導(dǎo)學(xué)生通實際的農(nóng)機(jī)操作直觀認(rèn)識農(nóng)機(jī)構(gòu)造的原理與優(yōu)劣,將理論知識與實際經(jīng)驗結(jié)合起來,建立科學(xué)實用的農(nóng)機(jī)構(gòu)造知識體系。