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機(jī)械設(shè)計(jì)課程,是一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)非常強(qiáng)的課程,在實(shí)際教學(xué)中,需要計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。本文從機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā),分析與探討了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用意義,并為提升機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)提出科學(xué)的解決措施。
關(guān)鍵詞:
計(jì)算機(jī);輔助設(shè)計(jì);機(jī)械設(shè)計(jì)
一、引言
目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度位于世界前茅,國(guó)家的強(qiáng)勢(shì)與社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展需要更多技能型的人才。過(guò)去幾十年,國(guó)家加強(qiáng)對(duì)高等教育的普及,如今每年上千萬(wàn)的大學(xué)生畢業(yè),就業(yè)形勢(shì)變得異常嚴(yán)峻,可是企業(yè)與社會(huì)依然難以招聘到合適的人才,尤其是技術(shù)技能型人才。中國(guó)制造業(yè)的復(fù)興與發(fā)展,需要技術(shù)技能型人才。機(jī)械設(shè)計(jì),是現(xiàn)代工業(yè)中必不可少的環(huán)節(jié),許多制造業(yè)需要機(jī)械設(shè)計(jì)人才,目前的教育依然無(wú)法實(shí)現(xiàn)企業(yè)與社會(huì)的用人要求。很多學(xué)校的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué),依然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,無(wú)法激發(fā)學(xué)生對(duì)此課程的興趣。在信息技術(shù)高速發(fā)達(dá)的年代,計(jì)算機(jī)在教學(xué)的應(yīng)用也是開(kāi)始普及,但是很多學(xué)校教師依然沒(méi)有發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用,因此直接影響教學(xué)的質(zhì)量與人才的培養(yǎng)工作。本課題,重點(diǎn)探討了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用意義,并為提升機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)提出科學(xué)的建議與對(duì)策。
二、淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用意義
(一)有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的興趣
技術(shù)型專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí),需要不停提升自身的動(dòng)手能力與實(shí)操技能,就必須激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的興趣。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò),興趣是最好的教師。在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中,采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),借助PROE、CAD等軟件繪制二維圖,能夠給學(xué)生展示更加清晰美觀(guān)的圖形,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。隨著現(xiàn)代學(xué)校信息技術(shù)的普及,數(shù)字化校園建設(shè)工作也得到了推進(jìn),部分學(xué)校的機(jī)械設(shè)計(jì)課程,直接安排在計(jì)算機(jī)房,通過(guò)計(jì)算機(jī)去學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì),對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常有意義的事情。
(二)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有助于減輕機(jī)械設(shè)計(jì)教師的教學(xué)壓力
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,如今房?jī)r(jià)、物價(jià)的上漲,給現(xiàn)代教師帶來(lái)了巨大的壓力。很多學(xué)校的機(jī)械設(shè)計(jì)教師十分緊缺,通常一個(gè)人帶十幾個(gè)班的機(jī)械設(shè)計(jì)課程,教學(xué)任務(wù)非常沉重。要消化這些教學(xué)任務(wù),教師如果采用過(guò)去的教學(xué)方法,是非常疲憊的。例如機(jī)械設(shè)計(jì)課程,要進(jìn)行二維繪圖、三維設(shè)計(jì)等,通過(guò)人工的手段繪圖會(huì)消耗教師太多的精力。另外,在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中,要對(duì)圖形進(jìn)行編輯調(diào)整,對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),能夠很方便地處理這些步驟,非常快速教會(huì)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué),教師可以采用驅(qū)動(dòng)任務(wù)教學(xué)方法,將學(xué)生進(jìn)行分組并布置設(shè)計(jì)任務(wù),讓學(xué)生以小組方式在規(guī)定的時(shí)間完成設(shè)計(jì)任務(wù),整個(gè)過(guò)程教師不需要直接干預(yù),減少講授的課程的時(shí)間。
(三)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有助于組織各種機(jī)械設(shè)計(jì)大賽
人才的培養(yǎng),不僅僅需要做好日常教學(xué)工作,同時(shí)要組織各種技能競(jìng)賽。例如廣東某高校,每年都會(huì)舉辦“機(jī)械設(shè)計(jì)大賽”,吸引了許多大學(xué)生的參與,通過(guò)競(jìng)賽能夠鍛煉學(xué)生的膽量,加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)操能力。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)大賽,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是非常必要的,參賽者通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)出精美的參賽產(chǎn)品,在模擬重裝組配零件的時(shí)候能夠激發(fā)參賽者的靈感,通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),學(xué)生能夠快速將理論知識(shí)與實(shí)踐進(jìn)行融合,有效地設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的參賽作品。
三、提升計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)用水平的措施
(一)改善機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)硬件條件
國(guó)內(nèi)很多學(xué)校的教學(xué)硬件條件比較落后,特別是一些職業(yè)學(xué)校,機(jī)械設(shè)計(jì)等課程經(jīng)常要到別的高校借用實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地教學(xué),嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量。因此,改善機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)硬件條件,尤其是學(xué)校計(jì)算機(jī)房的硬件與軟件,教師使用的教學(xué)電腦都要比較先進(jìn)。例如某理工大學(xué),為了提升機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量,引進(jìn)了先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備,采用最新版的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,大大滿(mǎn)足了機(jī)械教學(xué)的需求。其次,計(jì)算機(jī)設(shè)備一般的學(xué)校,可以在暑假或者寒假組織學(xué)生到工廠(chǎng)學(xué)習(xí)一線(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì),參觀(guān)各種大型機(jī)械設(shè)備,了解最前沿的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)。
(二)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)師資隊(duì)伍建設(shè),提升教師計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
師資隊(duì)伍建設(shè)是現(xiàn)代教學(xué)發(fā)展的重點(diǎn)工作,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué),需要有一批優(yōu)秀的教師。一方面,要引進(jìn)優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教師,尤其是具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及機(jī)械企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的教師,保證在實(shí)際機(jī)械教學(xué)中,不僅能夠給學(xué)生傳授扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)技能,同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的企業(yè)素養(yǎng),為提升將來(lái)職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力打下基礎(chǔ)。另外一方面,要加強(qiáng)現(xiàn)有教師的培訓(xùn),尤其是提升機(jī)械設(shè)計(jì)教師的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,爭(zhēng)取讓每位機(jī)械設(shè)計(jì)教師都能使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)。同時(shí),要加強(qiáng)教師對(duì)外交流,組織教師到一些名校理工大學(xué),例如清華大學(xué)、上海交通大學(xué)學(xué)習(xí),吸取名師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),有條件可以輸送部分機(jī)械教師到國(guó)外學(xué)習(xí),例如可以到德國(guó)參觀(guān)當(dāng)?shù)毓I(yè)化建設(shè),了解德國(guó)的機(jī)械化水平等,開(kāi)闊教師的視野。
四、總結(jié)
總的來(lái)說(shuō),在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中發(fā)揮著非常巨大的作用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),不僅有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的興趣,同時(shí)可以減輕機(jī)械教師的教學(xué)壓力,同時(shí)有助于開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)大賽。要進(jìn)一步提升計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用水平,就要改善機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)硬件條件,進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)師資隊(duì)伍建設(shè),提升教師計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。
作者:梁冬冬 單位:白城師范學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]張超.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用的探究[J].課程教育研究,2013,14:250.
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);教學(xué)質(zhì)量;教學(xué)效果
中圖分類(lèi)號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)39-0186-02
機(jī)械設(shè)計(jì)課程是高等學(xué)校工科機(jī)類(lèi)、近機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[1,2],是學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程和從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必備基礎(chǔ)。通過(guò)掌握通用機(jī)械零部件的工作原理、特點(diǎn)、選用及設(shè)計(jì)計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的正確思路、方法和能力。由于該課程工程性強(qiáng)、涉及內(nèi)容廣,信息量大,要真正學(xué)好這門(mén)課程有一定難度,提高該課程的教學(xué)效果是我們一直探索和實(shí)踐的課題。
一、不斷提高自身的素質(zhì)
不斷提高自身的道德素質(zhì)。教師的道德素質(zhì)影響教師的工作態(tài)度,它將引導(dǎo)教師樹(shù)立正確的教育觀(guān)。教師對(duì)學(xué)生的愛(ài)、對(duì)教育事業(yè)的愛(ài)是教師職業(yè)道德的核心內(nèi)容,是教師愛(ài)崗敬業(yè)、不斷追求自我發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力。良好的教師道德素質(zhì)有利于學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),有助于學(xué)生心智的健康成長(zhǎng)。它是教師開(kāi)展教學(xué)工作的感情基礎(chǔ),它有助于師生之間情感與認(rèn)知方面的溝通,學(xué)生在融洽的師生關(guān)系中,處于最佳學(xué)習(xí)狀態(tài),更易于對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生興趣并消化吸收。而青年學(xué)生思想活躍,易于模仿教師的行為,所以教師的品質(zhì)包括教師的思想品德、為人處世方法,教師對(duì)待工作的熱情、對(duì)待生活的執(zhí)著等等,這些每時(shí)每刻都在影響著學(xué)生,并有利于學(xué)生形成積極的學(xué)習(xí)與生活態(tài)度。因此,高校教師的道德素質(zhì)直接影響學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生素質(zhì)。不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)?!耙虢o學(xué)生一杯水,教師要有一桶水?!比缃瘢覀冋幵谛畔⒒瘯r(shí)代,人類(lèi)知識(shí)系統(tǒng)發(fā)生了兩個(gè)重要變化:一是知識(shí)更新的速度越來(lái)越快,數(shù)量越來(lái)越多;二是知識(shí)傳播途徑越來(lái)越多,傳播速度越來(lái)越快。這個(gè)時(shí)代需要培育的是具有高度創(chuàng)造性和個(gè)性化的人,需要培育的是一種能夠適應(yīng)迅速變化、了解和適應(yīng)未來(lái)的人。在這樣恢宏的社會(huì)背景下,作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)老師,要不斷學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域新知識(shí)、新理論、新方法、新應(yīng)用,樹(shù)立終身學(xué)習(xí)觀(guān)念,不斷“自我充電”,不斷提高自己的知識(shí)層次和思維能力并將其運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐中,變?cè)瓉?lái)的“一桶水”為“長(zhǎng)流水”。同時(shí),通過(guò)系統(tǒng)地研究當(dāng)代大學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律,不斷提高對(duì)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的認(rèn)識(shí)水平,把這種“長(zhǎng)流水”升華為適合學(xué)生需要的“甘甜水”。唯有這樣,才能不誤人子弟,才能始終與時(shí)俱進(jìn),做合格的教師。不斷提高自身的語(yǔ)言素質(zhì)。教育學(xué)家蘇霍姆林斯基曾說(shuō)過(guò):“教師的語(yǔ)言素質(zhì)在極大程度上決定著學(xué)生在課堂上的腦力勞動(dòng)效率?!倍嗄甑慕虒W(xué)實(shí)踐證明,教師在教學(xué)中語(yǔ)言表達(dá)能力的水平直接制約著課堂教學(xué)質(zhì)量的高低。機(jī)械設(shè)計(jì)教師只有不斷地追求課堂教學(xué)的語(yǔ)言藝術(shù),提高自身的語(yǔ)言修養(yǎng)和語(yǔ)言素質(zhì),才能把機(jī)械設(shè)計(jì)教得有聲有色。要把語(yǔ)言的準(zhǔn)確性和通俗性統(tǒng)一起來(lái),機(jī)械設(shè)計(jì)課有很多概念,對(duì)概念的描述語(yǔ)言要準(zhǔn)確,同時(shí)講課主要用口語(yǔ)化的語(yǔ)言,要和書(shū)面語(yǔ)言區(qū)別開(kāi)來(lái),只有把語(yǔ)言的通俗性和準(zhǔn)確性統(tǒng)一起來(lái),講課才能既嚴(yán)謹(jǐn)又生動(dòng)。要把語(yǔ)言的精練性和內(nèi)容的豐富性統(tǒng)一起來(lái),機(jī)械設(shè)計(jì)教師要不斷凝練語(yǔ)言,用精練的語(yǔ)言把機(jī)械設(shè)計(jì)的思想、方法、原理講述清楚,同時(shí)又要把內(nèi)容講得有血有肉。要充分利用啟發(fā)性的語(yǔ)言,啟迪學(xué)生的思維。語(yǔ)言要有張有弛,充滿(mǎn)激情,處處扣人心弦,這樣學(xué)生才能更用心地聽(tīng)課。機(jī)械設(shè)計(jì)教師只有不斷探索提高自身的語(yǔ)言素質(zhì),掌握語(yǔ)言藝術(shù),才能不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量。不斷提高自身的科研素質(zhì)。中國(guó)科學(xué)院院士、教育家楊叔子指出:大學(xué)教師還得治學(xué),治學(xué)術(shù),做學(xué)問(wèn),搞研究;否則,就提不高,既不能在學(xué)問(wèn)上、在研究上做出貢獻(xiàn),也不能提高教學(xué)水平,提高教學(xué)質(zhì)量,從而嚴(yán)重妨礙育人,特別是嚴(yán)重危害培育拔尖創(chuàng)新人才。機(jī)械設(shè)計(jì)課作為一門(mén)基礎(chǔ)課,設(shè)計(jì)的內(nèi)容廣泛,機(jī)械設(shè)計(jì)的方法、原理也在產(chǎn)生日新月異的發(fā)展變化,教師只有通過(guò)做科研,才能把握學(xué)科發(fā)展的最前沿。教師通過(guò)做科研,不斷創(chuàng)新,才能對(duì)創(chuàng)新有更深刻的認(rèn)識(shí),講的課才能更有深度。機(jī)械設(shè)計(jì)教師只有不斷提高自身的科研素質(zhì),才能教出富有創(chuàng)新精神的新時(shí)代大學(xué)生。
二、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)手段與機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容深度融合
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程各章節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn),采用合適的教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段,學(xué)生掌握課堂內(nèi)容的同時(shí),不斷提高自學(xué)能力、想象能力、創(chuàng)新能力等能力,全面提高學(xué)生的素質(zhì)。采用適合于教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)模式。對(duì)于學(xué)生比較熟悉的教學(xué)內(nèi)容如“帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)”可以采用自學(xué)――輔導(dǎo)式的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。“創(chuàng)新設(shè)計(jì)章節(jié)”可以多采用范例教學(xué)模式,特別是采用與大學(xué)生密切相關(guān)的一些范例,如“全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”獲獎(jiǎng)作品,采用這些范例可以拉近教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的距離,引起學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。對(duì)于機(jī)械零件常見(jiàn)的失效形式采用現(xiàn)象分析模式,通過(guò)實(shí)際觀(guān)察零件的失效形式,使學(xué)生產(chǎn)生直觀(guān)的印象,更容易理解和把握所學(xué)知識(shí)。方法是十分重要的。機(jī)械設(shè)計(jì)教師要深入鉆研適合機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的方法。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn),在教學(xué)方法上多采用探究式、討論式、啟發(fā)式教學(xué)方法以及基于現(xiàn)場(chǎng)的情境學(xué)習(xí)教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。啟發(fā)式教學(xué)方法的應(yīng)用,比如機(jī)械,可以通過(guò)舉出大家常見(jiàn)的汽車(chē)、自行車(chē),啟發(fā)學(xué)生理解機(jī)械的概念,進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生購(gòu)買(mǎi)這些機(jī)械時(shí)的要求就是設(shè)計(jì)這些機(jī)械的要求,如何設(shè)計(jì)這些機(jī)械滿(mǎn)足上述要求,就是機(jī)械設(shè)計(jì)講的內(nèi)容,通過(guò)啟發(fā),學(xué)生就可以知道“機(jī)械設(shè)計(jì)”這門(mén)課要講什么內(nèi)容,就掌握了這門(mén)課的主線(xiàn)。探究式教學(xué)方法的應(yīng)用,例如,在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用發(fā)散性思維分析多種零件布置方案,比較各種方案的優(yōu)劣,從而找到最佳的方案,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與。情境學(xué)習(xí)教學(xué)方法的應(yīng)用,如,在講授機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、具有確定運(yùn)動(dòng)的條件、自由度計(jì)算以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可以將課堂設(shè)置在擺好實(shí)物的實(shí)驗(yàn)室,“百聞不如一見(jiàn)”,通過(guò)讓學(xué)生親自動(dòng)手裝拆不同形式的實(shí)物和模型,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會(huì)起到事半功倍的作用。充分利用多媒體教學(xué)、黑板教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種教學(xué)手段。要將多媒體課件與黑板教學(xué)相結(jié)合。課堂教學(xué)要充分發(fā)揮多媒體教學(xué)和黑板教學(xué)各自的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于關(guān)鍵的理論推導(dǎo)、重要例題,教師可以在黑板上進(jìn)行重點(diǎn)講解,而對(duì)于大量的圖形,使用多媒體課件就可以節(jié)省很多時(shí)間,多媒體課件還可以通過(guò)圖像的三維動(dòng)畫(huà)效果,以及大量的視聽(tīng)效果,沖擊學(xué)生的思維興奮點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),在教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)充分利用實(shí)物、模型等多種直觀(guān)教具,使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上更準(zhǔn)確、深刻地掌握所學(xué)內(nèi)容。充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段中的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段進(jìn)行課外輔導(dǎo)答疑,學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課件和網(wǎng)絡(luò)習(xí)題隨時(shí)鞏固課上學(xué)過(guò)的知識(shí),也可以提前預(yù)習(xí)下節(jié)課要講解的內(nèi)容,不明白的問(wèn)題學(xué)生可以在網(wǎng)上論壇切磋,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)性。
三、通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)提高機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果
機(jī)械設(shè)計(jì)課程是一門(mén)與實(shí)踐緊密相連的課程,因此,在課堂教學(xué)之外,還適當(dāng)安排學(xué)生參觀(guān)往年“全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”獲獎(jiǎng)作品、機(jī)械產(chǎn)品和工程現(xiàn)場(chǎng)等,對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解,加深學(xué)生對(duì)教材內(nèi)容應(yīng)用的理解,擴(kuò)大了知識(shí)面,提高了學(xué)生的工程意識(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程與實(shí)踐緊密相連,機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)提高學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的把握起到了重要的作用,特別是綜合性、設(shè)計(jì)性、動(dòng)手操作性的實(shí)驗(yàn)。為此,我們?cè)黾恿藱C(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)創(chuàng)意組合綜合性實(shí)驗(yàn),學(xué)生自行設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案,選擇各種零部件、采用合適工具進(jìn)行裝配。這是一次非常逼真的工程實(shí)踐訓(xùn)練,綜合應(yīng)用了機(jī)械設(shè)計(jì)課程中所學(xué)多種零部件,了解了各種傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn),體會(huì)了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重要性,體驗(yàn)了工程設(shè)計(jì)、裝配中要注意的一些問(wèn)題。增加了實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性,學(xué)生可以根據(jù)自己的需要與實(shí)驗(yàn)室老師約定實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)類(lèi)學(xué)生學(xué)完機(jī)械制圖、幾何量公差、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程后一次綜合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)綜合能力的提高起到了重要的作用。在設(shè)計(jì)題目的選擇上,改變傳統(tǒng)的以帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置為題目的方式,鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)研相關(guān)工程需要,自主選擇課程設(shè)計(jì)題目。目前學(xué)生采用的題目有機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目、機(jī)械類(lèi)創(chuàng)新項(xiàng)目的題目或者根據(jù)工程實(shí)際需要提煉的題目。通過(guò)自主選題,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力,使學(xué)生得到系統(tǒng)性設(shè)計(jì)訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,鼓勵(lì)并創(chuàng)造條件讓學(xué)生實(shí)地考察、拆裝相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品,提高感性認(rèn)識(shí);通過(guò)網(wǎng)絡(luò)等途徑查閱相應(yīng)資料,了解相關(guān)零部件價(jià)格,培養(yǎng)學(xué)生成本設(shè)計(jì)思想;鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)查找資料、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)解決課程設(shè)計(jì)中碰到的相應(yīng)問(wèn)題,提高學(xué)生的自學(xué)能力和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的能力。實(shí)踐證明,這種選題的方式以及設(shè)計(jì)過(guò)程的要求,增強(qiáng)了學(xué)生課程設(shè)計(jì)的興趣和積極性,鞏固了學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)能力、查閱資料的能力、動(dòng)手能力以及工程實(shí)踐能力,取得了良好的效果。
機(jī)械設(shè)計(jì)課程是機(jī)類(lèi)大學(xué)生一門(mén)承上啟下的課程,學(xué)好機(jī)械設(shè)計(jì)課程對(duì)于學(xué)生鞏固以前學(xué)過(guò)的知識(shí)和學(xué)好以后的專(zhuān)業(yè)課具有重要的作用。教師通過(guò)不斷提高自身素質(zhì),研究教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段,不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量,通過(guò)參觀(guān)、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)鞏固和提高機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)效果。提高機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量,滿(mǎn)足人才培養(yǎng)方案提出的要求,培養(yǎng)適應(yīng)新型工業(yè)化要求的卓越工程技術(shù)人才,更好地推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)跨越式發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]秦小嶼.提高機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)思考[J].高等教育研究,2009,26(1),63-64.
Abstract: We takes the cultivation of compound talents as the goal, and makes reform on the teaching content, teaching method and way, practical teaching, and evaluation method of mechanical design and achieves some positive result, which plays positive effect on cultivating students'' mechanical design ability, innovative awareness, and the engineering design ability.
關(guān)鍵詞: 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);課程改革;能力培養(yǎng)
Key words: mechanical design basis;curriculum reform;ability training
中圖分類(lèi)號(hào):G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2012)09-0199-01
0引言
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握各種常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用的基本知識(shí),使學(xué)生初步學(xué)會(huì)根據(jù)具體條件及與本課程有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,選用機(jī)構(gòu)及零件類(lèi)型,并能對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、零件工作能力進(jìn)行簡(jiǎn)單的校核,從而具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力。由于本課程的特點(diǎn),不僅為后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程,也為課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題建立基礎(chǔ)。近幾年來(lái),隨著教學(xué)改革的深入,學(xué)科建設(shè)的進(jìn)行和課程體系的調(diào)整,我們圍繞培養(yǎng)復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo),結(jié)合學(xué)校的學(xué)科建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程建設(shè)采取了一系列改革,且取得一定成效。
在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革中,我們堅(jiān)持以人才培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù),不斷更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化課程體系,確保課程內(nèi)容的前瞻性、課程結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的整體優(yōu)化。
1教學(xué)內(nèi)容更新
隨著教學(xué)改革的深入,我們將工程力學(xué)和以前的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)兩門(mén)課程整合為一門(mén)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程,課時(shí)大幅減少,因此必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選。課程內(nèi)容的選取本著基礎(chǔ)知識(shí)夠用,主要從理論知識(shí)和操作技能兩個(gè)方面,選擇課程的內(nèi)容,滿(mǎn)足職業(yè)崗位的需求。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)任務(wù)的設(shè)計(jì)以工業(yè)產(chǎn)品和常用機(jī)構(gòu)為載體的分析與設(shè)計(jì)為載體,將課程內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)和重構(gòu),序化教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)模塊6個(gè),每個(gè)模塊進(jìn)一步分解為若干個(gè)任務(wù)。教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為主體,以實(shí)施完成工作任務(wù)為途徑,培養(yǎng)學(xué)生正確選擇通用零件及傳動(dòng)裝置的能力,掌握重要機(jī)構(gòu)、零部件的設(shè)計(jì)方法,具有使用設(shè)計(jì)手冊(cè)查閱參數(shù)的能力,重點(diǎn)培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的綜合能力,最終達(dá)到本課程的培養(yǎng)目標(biāo)要求。
2采用先進(jìn)的教學(xué)方法和手段
在教學(xué)過(guò)程中以激發(fā)興趣、培養(yǎng)能力為主導(dǎo),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)的需要,我們采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、實(shí)例貫穿、課堂與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化相結(jié)合的教學(xué)模式。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式:以減速器設(shè)計(jì)等典型任務(wù)為導(dǎo)向,將齒輪的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、軸承的選擇、聯(lián)軸器的選用、V帶的設(shè)計(jì)等作為主要教學(xué)模塊,每個(gè)教學(xué)模塊由若干個(gè)教學(xué)任務(wù)組成。
“實(shí)例貫穿式”教學(xué)模式:以典型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為“案例”,提出解決方法,注重教學(xué)過(guò)程,將課件、錄像和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)融為一體。
課堂與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化:為了全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和動(dòng)手能力,培養(yǎng)符合企業(yè)崗位技能要求的技術(shù)人才,把一部分教學(xué)的課堂搬到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行,讓學(xué)生更直觀(guān)、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)備工作原理,加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。在這種教學(xué)模式下,講述理論部分時(shí),通過(guò)CAI課件、錄像、動(dòng)畫(huà)等現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用以及現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)機(jī)織設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)演示與指導(dǎo)教師的動(dòng)手操作,讓學(xué)生更直觀(guān)、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)機(jī)械設(shè)備工作原理與操作方法,加深了對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。在理論部分講完后可立即安排相應(yīng)的動(dòng)手實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在理論的指導(dǎo)下獨(dú)立動(dòng)手操作,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí),這樣使理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的銜接更緊密,時(shí)間的安排上也較靈活。通過(guò)實(shí)踐,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣普遍提高,而且獨(dú)立思考和分析問(wèn)題的能力提高,同時(shí)對(duì)機(jī)器設(shè)備原理與工藝調(diào)整以及操作技能都掌握得較好。這些技能對(duì)他們成為能力較強(qiáng)的應(yīng)用型人才有很大幫助。
3實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革
培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力目前已經(jīng)成為高職教育的一項(xiàng)重要教學(xué)改革內(nèi)容。在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革中,我們堅(jiān)持理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)并重,注意提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,啟迪創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學(xué)生分析和綜合運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段,解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。我們有機(jī)械設(shè)計(jì)陳列室和機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室,每學(xué)期我們安排一定的課時(shí)在這些實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解。在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以自己動(dòng)手做各種實(shí)驗(yàn),有的內(nèi)容在課堂上不能完全理解,就到實(shí)驗(yàn)室通過(guò)相關(guān)機(jī)構(gòu)或各種零部件的組裝加深理解。
在課程設(shè)計(jì)改革中,我們改變了以往的僅單純按理論知識(shí)設(shè)計(jì)一級(jí)圓柱直齒輪,現(xiàn)在我們以各種類(lèi)型的減速器為課題,先對(duì)減速器進(jìn)行拆裝和測(cè)繪,然后設(shè)計(jì)出符合工廠(chǎng)實(shí)際需要的各種類(lèi)型的減速器。同時(shí)為調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,我們?cè)试S自由選題。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生可根據(jù)自己的想法對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。在完成本課程的學(xué)習(xí)后,我們推薦學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽。
4考核方式的改革
在考核方法上,注重全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,通過(guò)參與課堂討論的質(zhì)量、分析能力、對(duì)新知識(shí)的接受和消化能力、學(xué)習(xí)遷移能力等多方面的評(píng)價(jià),與基礎(chǔ)理論知識(shí)考核結(jié)合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。形成了過(guò)程性評(píng)價(jià)70%與成果性評(píng)價(jià)30%相結(jié)合的評(píng)價(jià)體系,其中過(guò)程性評(píng)價(jià)綜合考慮小組成員互評(píng)和教師評(píng)價(jià)。這種考核方式充分關(guān)注學(xué)生的個(gè)性差異,發(fā)揮評(píng)價(jià)的啟發(fā)激勵(lì)作用,增強(qiáng)學(xué)生的自信心,教師還可以利用評(píng)價(jià)所提供的大量信息,適時(shí)調(diào)整和改善教學(xué)過(guò)程。
5結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)改革和實(shí)踐,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣普遍有所提高。特別是在動(dòng)手能力,工程實(shí)踐能力,綜合素質(zhì),創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力等方面的提高更為顯著。
雖然我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等的改革方面做了一些嘗試,并取得了一定的成績(jī),但仍存在一些問(wèn)題和不足之處,有待今后的教學(xué)改革實(shí)踐中不斷地改進(jìn)和完善。
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關(guān)鍵詞:工程機(jī)械設(shè)計(jì);教學(xué);方法;實(shí)踐;創(chuàng)新
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)18-0089-02
隨著我國(guó)鐵路、公路等重大建設(shè)項(xiàng)目的不斷展開(kāi),大型工程專(zhuān)用機(jī)械的市場(chǎng)需求急劇增加,亟須大量專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人才?!肮こ虣C(jī)械設(shè)計(jì)”課程作為我校工程機(jī)械專(zhuān)業(yè)的核心課程之一,目的通過(guò)對(duì)工程機(jī)械系統(tǒng)的深入學(xué)習(xí)和研究,讓學(xué)生理解并初步掌握常見(jiàn)工程機(jī)械的設(shè)計(jì)思路和方法,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。它的課程教學(xué)成功與否,從個(gè)體層次來(lái)講涉及到學(xué)生個(gè)人設(shè)計(jì)能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng),從社會(huì)層次來(lái)講可能會(huì)影響工程機(jī)械設(shè)計(jì)人才后備力量。但是由于本課程復(fù)雜廣泛的課程內(nèi)容與有限的課時(shí)之間存在的矛盾,限制了學(xué)生掌握深層次的有關(guān)工程機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí),再者傳統(tǒng)的教學(xué)模式單一,缺乏必備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),因此對(duì)于這門(mén)理論性和實(shí)踐性兼顧的課程,學(xué)生普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)這門(mén)課程感覺(jué)吃力,從而影響了學(xué)習(xí)效果和工程素質(zhì)的培養(yǎng)質(zhì)量。
本文針對(duì)“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中遇到的問(wèn)題,并結(jié)合多年的“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了深入探討與研究,以期培養(yǎng)具有工程意識(shí)、設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新精神的合格人才。
一、教學(xué)內(nèi)容注重系統(tǒng)性、實(shí)踐性、拓展性、創(chuàng)新性
在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,突出表現(xiàn)在系統(tǒng)性、實(shí)踐性、拓展性、創(chuàng)新性等幾個(gè)方面,不僅內(nèi)容選擇合理,難度程度適中,重點(diǎn)突出基本理論和分析設(shè)計(jì)方法,密切聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用,還注重對(duì)教學(xué)內(nèi)容的取舍和更新,根據(jù)最新科研成果,補(bǔ)充一些教材中未包括的新技術(shù)。[1]
1.系統(tǒng)性?!肮こ虣C(jī)械設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容多而雜,各個(gè)章節(jié)相對(duì)獨(dú)立,相互聯(lián)系疏松,重點(diǎn)不突出。各個(gè)部件的知識(shí)和設(shè)計(jì)方法缺乏共性介紹和系統(tǒng)闡述,缺少工程應(yīng)用實(shí)例和應(yīng)用背景。為了解決這一問(wèn)題,在組織教學(xué)活動(dòng)中逐步歸納總結(jié),在授課之初強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性,不僅是對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合,還要促使學(xué)生具備系統(tǒng)性思維以理解掌握工程機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)。首先簡(jiǎn)要但系統(tǒng)地介紹其總體設(shè)計(jì)和計(jì)算原理,讓學(xué)生僅需在頭腦中建立一個(gè)工程機(jī)械設(shè)計(jì)的相對(duì)完整概念??梢赃@么認(rèn)為,學(xué)生在這個(gè)階段學(xué)習(xí)可“不求甚解”,但是肯定會(huì)促使學(xué)生產(chǎn)生“知識(shí)空白”,自然會(huì)激發(fā)學(xué)生將后期學(xué)到的各個(gè)章節(jié)的知識(shí)自動(dòng)“填空”。這種改變,徹底顛覆了以往教學(xué)中首先介紹相關(guān)概念,然后講述主要零部件的設(shè)計(jì)方法,最后才進(jìn)行整機(jī)設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容,避免了在學(xué)生在聽(tīng)課過(guò)程中將學(xué)到的知識(shí)視為“無(wú)的之矢”,逐步就失去了繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣和愿望。近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明,這種“本末倒置”的教學(xué)內(nèi)容確實(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)了學(xué)生工程機(jī)械設(shè)計(jì)能力的提高。
2.實(shí)踐性。實(shí)踐教學(xué)是高等教育人才培養(yǎng)系統(tǒng)工程中不可缺少的組成部分,是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一,是實(shí)現(xiàn)高等工程院校培養(yǎng)人才目標(biāo)的重要途徑和手段。由于課程的教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)踐性較強(qiáng),在教學(xué)內(nèi)容安排上,要求在實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)上完成理論教學(xué),并以實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證理論。因?yàn)閷W(xué)生此前對(duì)于工程機(jī)械的作業(yè)特點(diǎn)、工作原理、施工工藝技術(shù)等并不十分了解,必須適當(dāng)補(bǔ)充一些必要的背景知識(shí)。授課前組織學(xué)生通過(guò)對(duì)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地的鏟土機(jī)、挖掘機(jī)等常規(guī)工程機(jī)械進(jìn)行課前實(shí)習(xí),使學(xué)生真實(shí)地了解工程機(jī)械的用途、結(jié)構(gòu)組成、工作原理等,這樣可保證學(xué)生在對(duì)各章節(jié)的設(shè)計(jì)理論學(xué)習(xí)中,能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)“對(duì)號(hào)入座”,便于知識(shí)的消化和吸收。并且在授課期間,該實(shí)訓(xùn)基地及其他相關(guān)實(shí)訓(xùn)室全程開(kāi)放,學(xué)生可動(dòng)手進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、離合器、泵、閥等主要部件的拆裝,以此鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)造能力,提高分析問(wèn)題與解決實(shí)際工程問(wèn)題能力,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.拓展性。筆者在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生對(duì)于工程機(jī)械的整機(jī)和部件設(shè)計(jì)中有關(guān)強(qiáng)度和剛度的理解并不是很深入。為了彌補(bǔ)該缺陷,在授課意加入部分“鋼結(jié)構(gòu)”設(shè)計(jì)知識(shí),盡管這部分知識(shí)沒(méi)有納入工程機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃,但是從學(xué)生整體把握和設(shè)計(jì)工程機(jī)械的角度來(lái)說(shuō)顯然是必要的。并且引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)繪圖和仿真計(jì)算,例如,學(xué)生們前期課程學(xué)過(guò)SolidWorks軟件,在工程機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中,鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用該軟件進(jìn)行產(chǎn)品“樣品設(shè)計(jì)”和“虛擬設(shè)計(jì)”,進(jìn)行模擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真,這將大大減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。并且應(yīng)用專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)零件的三維模型進(jìn)行有限元分析。此外,還向?qū)W生們講授了MIDAS軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算。經(jīng)多次課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐表明,學(xué)生們對(duì)于此類(lèi)擴(kuò)展性的知識(shí)很感興趣,收到很好的教學(xué)和應(yīng)用效果。
4.創(chuàng)新性。從工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,全球工程機(jī)械將向著環(huán)保、智能、大型化方向發(fā)展,誰(shuí)掌握核心技術(shù),誰(shuí)就掌握工程機(jī)械的生命線(xiàn)。在“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”授課中,引領(lǐng)學(xué)生堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā),從生產(chǎn)需要出發(fā),尊重前人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),不“閉門(mén)造車(chē)”,創(chuàng)造性地學(xué)、創(chuàng)造性地用,在理論研究和創(chuàng)新取得良好成果的基礎(chǔ)上爭(zhēng)取技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。課上以徐工集團(tuán)設(shè)計(jì)制造的“鋼鐵蜘蛛俠”ET110步履式挖掘機(jī)為例,講解其步履、輪式驅(qū)動(dòng)結(jié)合的符合式結(jié)構(gòu),能全輪驅(qū)動(dòng)、全輪轉(zhuǎn)向、輪腿復(fù)合,以實(shí)現(xiàn)跋山涉水如履平地,靈活機(jī)動(dòng)操控自如的目的,并強(qiáng)調(diào)自主創(chuàng)新是工程機(jī)械設(shè)計(jì)的生命力。
二、教學(xué)方法突出范例教學(xué)、實(shí)例講解、案例實(shí)踐
為了保障在“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)過(guò)程中,將教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、實(shí)踐性、實(shí)用性、拓展性、創(chuàng)新性一一體現(xiàn)出來(lái),并且能夠讓學(xué)生們輕松接受,需采用突破常規(guī)的教學(xué)方法,突出范例教學(xué)、實(shí)例講解、案例實(shí)踐這三種授課方法,它們并非相互獨(dú)立,而是環(huán)環(huán)相扣構(gòu)成一個(gè)完整的教學(xué)方法體系。
1.剔除冗雜臃腫,講求范例教學(xué)。由于“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”課程課時(shí)有限,而內(nèi)容繁多冗雜,教學(xué)內(nèi)容中著重提出了系統(tǒng)性的概念。采用范例教學(xué)的方法,對(duì)輪式工程機(jī)械和履帶式工程機(jī)械各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的共性介紹和闡述,例如:對(duì)輪式工程機(jī)械的傳動(dòng)系計(jì)算傳動(dòng)比時(shí),包括總傳動(dòng)比的計(jì)算,傳動(dòng)比的分配,以及變速箱檔位數(shù)和中間傳動(dòng)比的確定,這些是經(jīng)過(guò)精選的基本性的基礎(chǔ)性的知識(shí),以起到示范窗口作用,從這個(gè)窗口可以看到全室。通過(guò)范例教學(xué),首先達(dá)到“個(gè)”的認(rèn)識(shí),進(jìn)而達(dá)到“類(lèi)”的認(rèn)識(shí),再者達(dá)到規(guī)律性的認(rèn)識(shí),最后還要達(dá)到通過(guò)自己的體驗(yàn),提高對(duì)各個(gè)系統(tǒng)及整體結(jié)構(gòu)的完整認(rèn)識(shí)。
2.現(xiàn)場(chǎng)理論教學(xué),實(shí)現(xiàn)實(shí)例講解。“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”這門(mén)課程本身內(nèi)容具有很強(qiáng)的實(shí)踐性特征,因此,很有必要帶領(lǐng)學(xué)生到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室、訓(xùn)練中心,或距離學(xué)校較近的工程施工現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行部分課時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)理論教學(xué),對(duì)典型工程機(jī)械的種類(lèi)、特點(diǎn)、工作原理及運(yùn)用進(jìn)行集中合理的直觀(guān)教學(xué)。例如,對(duì)鏟土機(jī)、挖掘機(jī)等工程機(jī)械的類(lèi)別、組成構(gòu)造、現(xiàn)場(chǎng)布置、運(yùn)用等內(nèi)容,可以按照課程大綱要求,結(jié)合教學(xué)進(jìn)度,合理安排施工現(xiàn)場(chǎng)理論教學(xué),讓學(xué)生更直觀(guān)地學(xué)習(xí)工程機(jī)械的有關(guān)內(nèi)容,能夠?qū)φn堂教學(xué)中學(xué)生理解困難或吃力的內(nèi)容起到彌補(bǔ)的作用。
此外,還提出引入科研成果以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。近十多年來(lái),我校在大噸位架橋機(jī)、造橋機(jī)、全斷面隧道硬巖掘進(jìn)機(jī)、大斷面隧道盾構(gòu)機(jī)等設(shè)備的研制與施工領(lǐng)域承擔(dān)了一批重大科研項(xiàng)目,取得了多項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的科研成果。我們通過(guò)篩選、整理,將這些最新的研究成果引入到教學(xué)中,不但豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容,使枯燥知識(shí)變得生動(dòng)具體,而且同學(xué)們感到學(xué)習(xí)“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的實(shí)用性,增加了學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性。
3.改革實(shí)踐環(huán)節(jié),倡導(dǎo)案例實(shí)踐。本課程理論性較強(qiáng),實(shí)踐性也較強(qiáng),本科生學(xué)習(xí)的目的是:將所學(xué)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)方法和理論應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中去。在授課結(jié)束后安排為期一周的“工程機(jī)械課程設(shè)計(jì)”,使用案例法進(jìn)行實(shí)踐教學(xué),突出“學(xué)生為主,教師為輔”的教學(xué)指導(dǎo)思想,以達(dá)到以下目的[2-3]:(1)通過(guò)設(shè)置工程需求,將學(xué)生置身于真實(shí)復(fù)雜的工作環(huán)境中;(2)讓學(xué)生練習(xí)使用在課堂所學(xué)及其拓展的知識(shí)和技能來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)決策;(3)幫助學(xué)生獲得解決工程機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)實(shí)際問(wèn)題的能力,并培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。
根據(jù)我校專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),近幾年開(kāi)設(shè)的工程機(jī)械設(shè)計(jì)范疇的課程設(shè)計(jì)題目主要有:有軌平板運(yùn)輸車(chē)設(shè)計(jì)、起重機(jī)主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)等,課程設(shè)計(jì)內(nèi)容既與課堂教學(xué)內(nèi)容銜接,又有所擴(kuò)充。
三、改革的效果
在“工程機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的改革和實(shí)踐中,為實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)傳授”轉(zhuǎn)向“能力培養(yǎng)”的教育目的,對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行一系列改革,深入探索提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的新型教學(xué)模式。
多年的教學(xué)實(shí)踐表明,本次改革不僅有助于學(xué)生深入理解課堂所學(xué)的基本理論和方法,掌握工程機(jī)械設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù),而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性,明顯提高了教學(xué)質(zhì)量,是培養(yǎng)知識(shí)面寬、動(dòng)手能力強(qiáng)、能很快適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)學(xué)生的有效途徑,近幾屆學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)及能力都有顯著的提高,深受用人單位的歡迎。
參考文獻(xiàn):
[1]靳玉樂(lè).理解教學(xué)[M].四川教育出版社,2006.
信息技術(shù)的推廣和工業(yè)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的發(fā)展,對(duì)高校實(shí)踐課程提出了新的要求。針對(duì)當(dāng)前機(jī)械專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式的不足,提出了課程內(nèi)容與形式改革措施。為有效提升學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維能力,將模型3D繪圖與加工制造引入機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中,探索理論計(jì)算、設(shè)計(jì)繪圖、加工制造“三位一體”的教學(xué)模式。經(jīng)實(shí)踐證明,新模式下教學(xué)效果突出。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);課程設(shè)計(jì);模式;探索
隨著我國(guó)社會(huì)結(jié)構(gòu)的變化,催生高等教育教學(xué)結(jié)構(gòu)與形式轉(zhuǎn)型,國(guó)內(nèi)地方高校在不斷探索應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式與體系。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)融合了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、極限配合與測(cè)量技術(shù)等課程的知識(shí),是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)在培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的機(jī)類(lèi)和近機(jī)類(lèi)高校實(shí)踐教學(xué)中具有十分重要的作用。當(dāng)前,機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)仍為減速器的理論設(shè)計(jì)計(jì)算為主,輔以二維圖紙表達(dá),致使實(shí)踐性課程缺乏足夠的實(shí)踐環(huán)節(jié)。為此,以提高學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維能力為目標(biāo),將模型3D繪圖與加工制造引入機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中,探索理論計(jì)算、設(shè)計(jì)繪圖、加工制造三位一體的教學(xué)模式。
1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)教學(xué)模式將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為著重培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思維,其是在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程中機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)機(jī)械裝置,進(jìn)行機(jī)械機(jī)構(gòu)選擇與方案設(shè)計(jì)、總體布置、總裝配圖設(shè)計(jì)、主要零件設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)等訓(xùn)練。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選擇最具代表性的機(jī)械裝置“減速器”作為設(shè)計(jì)題目,其課程學(xué)習(xí)要求包括以下3點(diǎn):①要求學(xué)生熟悉減速器的工作原理、各零部件裝配裝配關(guān)系和箱體類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等知識(shí)與技能;②著重要求學(xué)生掌握齒輪機(jī)構(gòu)、軸、螺栓組件、軸承、鍵、銷(xiāo)等零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇;③要求學(xué)生熟練應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖表和設(shè)計(jì)資料。以采用塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)為例,其教學(xué)模式采用傳統(tǒng)教學(xué)模式,在完成88學(xué)時(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論學(xué)習(xí)后,再開(kāi)展為期2至3周的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),學(xué)生以4~6人為一小組合作完成減速器理論設(shè)計(jì)、計(jì)算及二維圖繪制。在課程設(shè)計(jì)時(shí)間段內(nèi),學(xué)生對(duì)減速器的設(shè)計(jì)僅停留方案構(gòu)思、機(jī)械零部件和機(jī)械總成的結(jié)構(gòu)布置與設(shè)計(jì),均屬理論設(shè)計(jì)與繪圖,回顧以往的課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生反饋信息,發(fā)現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中體現(xiàn)出以下弊?。?/p>
(1)多數(shù)學(xué)生對(duì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)與技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力較差,對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)缺乏認(rèn)識(shí);
(2)學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)興趣不夠濃厚,缺乏自我設(shè)計(jì)與創(chuàng)新主動(dòng)性,且過(guò)度依賴(lài)指導(dǎo)教師指引;
(3)在減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)計(jì)算生硬套搬設(shè)計(jì)步驟,照抄設(shè)計(jì)手冊(cè)和減速器圖冊(cè)的減速器圖樣與尺寸;同時(shí),在此教學(xué)模式下學(xué)生以完成作業(yè)任務(wù)式的心態(tài)對(duì)待課程設(shè)計(jì),導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)抄襲現(xiàn)象,亦無(wú)法達(dá)到課程設(shè)計(jì)原本教學(xué)要求。該模式下無(wú)法體現(xiàn)出設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)作用微乎其微。
2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)改革措施
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求高校培育的人才能運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題和探索問(wèn)題的能力。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)作為一門(mén)機(jī)械專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)綜合知識(shí)與技能應(yīng)用的平臺(tái),是提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)與工程素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)不僅是為培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程,也是在培育學(xué)生掌握機(jī)械產(chǎn)品或機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維,以及培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù)工作的適應(yīng)能力。針對(duì)傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的不足,基于培育具備理論設(shè)計(jì)、實(shí)踐加工、理念創(chuàng)新的新型機(jī)械設(shè)計(jì)人才,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行探索性改革,具體措施如下:
(1)重組機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)體系。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)認(rèn)識(shí)性或驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),主要包括機(jī)械零件結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)、液壓滑動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)、軸系部件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、減速器拆裝實(shí)驗(yàn)等項(xiàng)目。以培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造能力為主線(xiàn),重組機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐教學(xué)體系,增設(shè)實(shí)操性實(shí)驗(yàn),制定新的教學(xué)計(jì)劃?;趥鹘y(tǒng)的教學(xué)模式下,對(duì)已有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做改進(jìn)增設(shè)實(shí)踐操作性?xún)?nèi)容。以帶傳動(dòng)試驗(yàn)為例,以往實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生觀(guān)察帶傳動(dòng)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象,計(jì)算帶傳動(dòng)的參數(shù),新教學(xué)體系在此基礎(chǔ)上增設(shè)帶與帶輪的安裝和拆卸。
(2)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容改革。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)二級(jí)減速器為主,設(shè)計(jì)內(nèi)容以理論設(shè)計(jì)計(jì)算為核心。針對(duì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容實(shí)踐性環(huán)節(jié)不足,課程設(shè)計(jì)選擇相對(duì)較為簡(jiǎn)單的一級(jí)減速器作為設(shè)計(jì)內(nèi)容,增設(shè)減速器3D繪圖和模型加工部分。減速器3D繪圖采用UG、SOLID-WORKS等軟件繪制,此項(xiàng)內(nèi)容增設(shè)依據(jù)新大綱模式下機(jī)械制圖、三維制圖課程整合為一體。減速器模型加工采用優(yōu)耐美、謝蘭微型模具加工機(jī)床加工。在新課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與模式下,安排學(xué)生開(kāi)展為期3周的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),學(xué)生以6~8人為一小組合作完成一級(jí)減速器理論設(shè)計(jì)計(jì)算、二維和三維圖繪制、模型制作。新課程設(shè)計(jì)模式大幅增加了課程設(shè)計(jì)實(shí)踐性環(huán)節(jié),不僅促進(jìn)了學(xué)生課程設(shè)計(jì)的興趣,也消除了課程設(shè)計(jì)片面最求負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而教學(xué)效果不良的現(xiàn)象。
(3)創(chuàng)新環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)選題采取多樣性、靈活性原則,將固定式的減速器設(shè)計(jì)改變?yōu)閯?chuàng)新與思考結(jié)合的裝置設(shè)計(jì)?;诖藶橥怀稣n程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性,開(kāi)展創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目的調(diào)研、機(jī)械裝置設(shè)計(jì)方面專(zhuān)利文獻(xiàn)資料的檢索與收集、裝置設(shè)計(jì)方案構(gòu)思。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)涉及機(jī)械設(shè)計(jì)課程中所學(xué)的機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)方式。設(shè)計(jì)任務(wù)確定為每組按照所選定的設(shè)計(jì)題目,綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程以及其他先修課程的理論和技能,運(yùn)用合理的方法設(shè)計(jì)出方案。學(xué)生小組可選擇指導(dǎo)教師擬定設(shè)計(jì)題目,學(xué)生小組也可自行擬定確定設(shè)計(jì)題目,但需指導(dǎo)教師審核。
3設(shè)計(jì)模型加工
模型作為設(shè)計(jì)理念的具體表達(dá),具有三維直觀(guān)、真實(shí)準(zhǔn)確的特點(diǎn),是產(chǎn)品設(shè)計(jì)最終的設(shè)計(jì)表達(dá)形式。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,模型制作不僅有助于分析和掌握產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、材料、工藝等,還能夠啟發(fā)設(shè)計(jì)靈感,開(kāi)拓設(shè)計(jì)思維。在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中增設(shè)模具加工環(huán)節(jié),可提升機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維與動(dòng)手能力,也可有效融合機(jī)械制圖、二維制圖、三維制圖、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的知識(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新離不開(kāi)模型設(shè)計(jì)加工工具與設(shè)備;優(yōu)耐美(奧地利進(jìn)口)、謝蘭(美國(guó)進(jìn)口)微型模具加工機(jī)床是模具設(shè)計(jì)的創(chuàng)新平臺(tái),其安全、穩(wěn)定的性能是培養(yǎng)動(dòng)手能力優(yōu)良設(shè)備。國(guó)內(nèi)部分高校已開(kāi)設(shè)微型模具設(shè)計(jì)加工課程應(yīng)用于學(xué)生實(shí)踐操作技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程。微型模具加工機(jī)床采用模塊式結(jié)構(gòu),機(jī)體微型輕巧,組裝、操作簡(jiǎn)單,由鋸床、車(chē)床、磨床、鉆床、銑床、銑齒床六大類(lèi)機(jī)床組成,可對(duì)木質(zhì)、軟質(zhì)金屬、樹(shù)脂膠板等材料進(jìn)行切、削、磨、銑、鉆等加工功能。據(jù)課程試驗(yàn)性操作證明,微型加工機(jī)床可以車(chē)軸(木質(zhì)、鋁質(zhì)等材料)、銑齒輪、鉆孔、裁切板材、磨削毛坯等。在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中引入微型模具加工,極大的提升了學(xué)生課程設(shè)計(jì)的興趣,也有效提升了學(xué)生的動(dòng)手操作能力,也為了數(shù)控加工課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
4“三位一體”模式構(gòu)建
在1979年,北京科技大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)制圖”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)非機(jī)械類(lèi)機(jī)械基礎(chǔ)系列課程進(jìn)行了改革試驗(yàn),把“畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖”、“機(jī)械原理”、“機(jī)械零件”三門(mén)課程有機(jī)地整合為一門(mén)課,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法上進(jìn)行了改革創(chuàng)新,并多次獲得教學(xué)成果獎(jiǎng)。國(guó)內(nèi)諸多教學(xué)工作者開(kāi)展了二維教學(xué)模式向三維立體教學(xué)模式的轉(zhuǎn)化與融合的嘗試,提出了工程制圖三維化教學(xué)模式。舒宏等提出CAD制圖內(nèi)容穿插在制圖教學(xué)中開(kāi)展。在制圖課程中融入形體、零件三維建模,部件的裝配與驅(qū)動(dòng)關(guān)系,直觀(guān)地理解零件的形狀、配合、部件的工作原理等。三維CAD教學(xué)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度,以三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)到二維工程圖為主線(xiàn)。機(jī)械制圖、三維實(shí)體設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)三門(mén)課程的內(nèi)容相互聯(lián)系緊密,國(guó)內(nèi)外諸多教育工作者試圖將此三門(mén)課程融合為一體。而此三門(mén)課程內(nèi)容在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容中得到綜合體現(xiàn)與應(yīng)用,將設(shè)計(jì)與加工制造結(jié)合可將設(shè)計(jì)思維正確與否得到準(zhǔn)確的驗(yàn)證。故探索將模型3D繪圖與加工制造引入機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中,探索理論計(jì)算、設(shè)計(jì)繪圖、加工制造“三位一體”的教學(xué)模式。在此教學(xué)模式中,學(xué)生的課程設(shè)計(jì)不在單純意義上的設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)模型加工與制造是課程設(shè)計(jì)重要的組成部分。以往依據(jù)理論計(jì)算,確定零件尺寸與裝配關(guān)系,依據(jù)選材校核零部件的強(qiáng)度與剛度?,F(xiàn)在需要依據(jù)加工單元與材料來(lái)考慮所設(shè)計(jì)裝置各零件形狀與尺寸,形成了由零件加工形式、模型裝配、零件設(shè)計(jì)計(jì)算等一體化的設(shè)計(jì)加工模式。以一級(jí)減速器設(shè)計(jì)模型為例,新教學(xué)模式下齒輪、軸的模型設(shè)計(jì)需要依據(jù)微型模具加工機(jī)床加工范圍來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算零件的尺寸與材料,箱體模型采用木板裁切、粘拼而成,螺栓組件、軸承、鍵、銷(xiāo)等標(biāo)準(zhǔn)零部件可選配或采用其他材料替代。零部件理論設(shè)計(jì)計(jì)算、裝置傳動(dòng)效率計(jì)算過(guò)程不再是單純的搬套,裝置二維或三維圖形繪制亦無(wú)從過(guò)度復(fù)制粘帖,且在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要多位同學(xué)協(xié)同完成設(shè)計(jì)。
5實(shí)踐效果
2014年,在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)單班的課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用新的教學(xué)模式,課程設(shè)計(jì)期間學(xué)生無(wú)缺勤現(xiàn)象,且改變了以往小組內(nèi)“吃大鍋飯”的現(xiàn)象,整個(gè)小組內(nèi)按照設(shè)計(jì)要求分工任務(wù)。經(jīng)問(wèn)卷調(diào)查表明,學(xué)生對(duì)新模式下的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)滿(mǎn)意度極高。同時(shí),機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的改革也為后期學(xué)生開(kāi)展大學(xué)生創(chuàng)新試驗(yàn)與設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革以來(lái),有效促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的建設(shè)與發(fā)展,有效提升了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量,逐步形成了以設(shè)計(jì)項(xiàng)目為主線(xiàn)組織設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、模型制作“三位一體”的新模式。
參考文獻(xiàn)
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