淺析大工程背景下機械設計基礎課程教學(xué)改革與實(shí)踐論文
機械設計基礎是近機類(lèi)各專(zhuān)業(yè)開(kāi)設的一門(mén)重要的技術(shù)基礎課程，該課程主要研究機械中的常用機構和通用零件的工作原理、結構特點(diǎn)、基本的設計理論和計算方法。它要求學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的基礎理論知識，還需要具備一定的工程意識和工程實(shí)踐能力。幾年來(lái)，我們以培養大工程背景下學(xué)生創(chuàng )新設計能力為目標，以機械傳動(dòng)方案設計為主線(xiàn)，對機械設計基礎課程的教學(xué)內容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節、考核方式等進(jìn)行了改革和實(shí)踐。
一、機械設計基礎課程教學(xué)存在的問(wèn)題
1。工程意識薄弱，對機構及零部件認識不足我國高校的學(xué)生絕大多數學(xué)習經(jīng)歷都是連續的，都是從高中直接進(jìn)入大學(xué)的，沒(méi)有實(shí)際工作經(jīng)驗，在學(xué)習本課程中一般不安排參觀(guān)和實(shí)習，對機械的了解只限于生活中接觸的范圍，還習慣于理性思維，缺少工程觀(guān)念。無(wú)法將理論知識和工程實(shí)際相結合，教學(xué)內容和實(shí)際脫節。
2。教學(xué)內容應做相應調整機械設計基礎是一門(mén)傳統的課程，具有較多的經(jīng)典內容，但近幾十年來(lái)，機構學(xué)和機械設計方法都有很大的發(fā)展，特別是計算機在機構的綜合和分析方面的應用已較為普遍。而我們在機構的設計方法這部分還主要以圖解法為主，解析法通常作為自學(xué)內容。同時(shí)，教學(xué)內容應考慮教學(xué)的需要和學(xué)習者的實(shí)際情況，改變以往的理論分析過(guò)多，實(shí)踐應用較少的局面。
3。教學(xué)方法和手段有需進(jìn)一步改革由于教學(xué)內容較多，學(xué)時(shí)有限，教師一般常采用“滿(mǎn)堂灌”的方法講授學(xué)習內容。一方面由于學(xué)生缺乏感性認識，造成對所學(xué)內容理解困難；另一方面由于教師處于主動(dòng)，學(xué)生處于被動(dòng)，所以不利于調動(dòng)學(xué)生的積極性以及培養他們的獨立思考問(wèn)題、獨立解決問(wèn)題的能力。雖然傳統教學(xué)手段和現代化教學(xué)手段已經(jīng)實(shí)現了并重，但這些手段還不足以使學(xué)生真正的了解現實(shí)的工程實(shí)踐以及具有較強的感性認識，對學(xué)生工程意識的培養還存在一定的不足。
4。實(shí)踐環(huán)節學(xué)時(shí)偏少目前該門(mén)課程實(shí)踐環(huán)節是4學(xué)時(shí)的實(shí)驗和2周的課程設計，實(shí)踐學(xué)時(shí)偏少，能開(kāi)設的實(shí)驗很有限，一般都是驗證性實(shí)驗和演示性實(shí)驗，不利于學(xué)生能力的提高，因此應增加實(shí)踐學(xué)時(shí)，讓學(xué)生接觸更多的模型和實(shí)物，把理論和實(shí)踐結合起來(lái)，同時(shí)開(kāi)設綜合性和設計性實(shí)驗，培養學(xué)生創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力。2周的課程設計由于題目都比較經(jīng)典和單一，學(xué)生又普遍缺乏感性認識，所以課程設計普遍存在照搬照抄的現象，達不到教學(xué)的基本要求。
5�？己朔绞絾我�，不能突出能力培養學(xué)生學(xué)習成績(jì)的評定方法過(guò)于單一，期末考試成績(jì)定終身是沿用至今的成績(jì)評定制度，然而，它并不能全面反映學(xué)生的學(xué)習態(tài)度和實(shí)際水平，有的學(xué)生平時(shí)不學(xué)習，靠考前突擊，仍然可以通過(guò)考試。因此，這種成績(jì)評定制度不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性，也不利于知識的理解和掌握。
二、機械設計基礎課程教學(xué)改革的思路
1。加強工程教育，引入工程實(shí)例在課堂教學(xué)中，加強了課堂教學(xué)與工程實(shí)際的聯(lián)系，在新的教學(xué)大綱中規定每章內容都要引入典型的與課程有關(guān)的工程實(shí)例，并增加了機械創(chuàng )新設計方法的內容。在授課中要以大工程為背景，以工程為主線(xiàn)，著(zhù)力于學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力的培養，將工程教育、自然科學(xué)教育融合在一起。要注重介紹利用工程基礎理論解決工程實(shí)際問(wèn)題的思維和方法，加強學(xué)生工程素質(zhì)的培養。
2。精選和更新教學(xué)內容教學(xué)內容的調整思路是強調基本知識、基本原理和基本方法，并且注重實(shí)際應用，根據實(shí)際需要引入反映有關(guān)機械設計發(fā)展的最新成果，介紹和生活、生產(chǎn)相關(guān)的新型機構和現代機械設計方法，力求反映發(fā)展前沿，拓寬知識面，增加課堂信息量，調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性，從而提高教學(xué)效果。另外，傳統的機械設計的所有環(huán)節完全都是由人工來(lái)完成，這極大影響了學(xué)習和工作的效率，同時(shí)也很難反映出科學(xué)技術(shù)和手段的發(fā)展和更新。為此，在教學(xué)中逐漸增加了CAD技術(shù)的應用范圍，先是實(shí)現圖紙繪制的CAD化，然后逐漸實(shí)現設計過(guò)程的CAD化，通過(guò)這樣的內容改革，學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性明顯加強，既培養了學(xué)生的計算機應用能力，又培養了學(xué)生利用計算機解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
3。教學(xué)方法的改革為培養學(xué)生創(chuàng )新設計和工程實(shí)踐能力，我們采用了“精講多練、講練結合、自我學(xué)習、課內和課外相結合”的教學(xué)方法。具體內容為：
�。�1）授課內容少而精根據本門(mén)課程實(shí)踐性強的特點(diǎn)，在講授理論時(shí)精講基本概念、基本理論和基本方法，使知識易于理解、掌握和記憶。同時(shí)給學(xué)生留出一定的思維空間，避免滿(mǎn)堂灌和填鴨式的教學(xué)方法。
�。�2）適當安排練習時(shí)間在每次課程中，都要留出一定的時(shí)間安排相應的練習，以鞏固和加深所學(xué)習的內容。同時(shí)還應安排一些階段性的綜合練習，提高練習的綜合程度，并對各種理論、方法的綜合應用進(jìn)行分析和總結，以提高學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力。
�。�3）鍛煉和培養學(xué)生的自我學(xué)習能力重點(diǎn)教會(huì )學(xué)生自主學(xué)習、掌握科學(xué)學(xué)習的思維和方法，始終堅持把啟發(fā)式教學(xué)方法放在首位，鼓勵學(xué)生積極思考并提出新的設想。教師要注意在新舊知識的銜接轉換處提出新問(wèn)題和新想法，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生積極思考，使學(xué)生做出正確的回答和判斷，從而提高學(xué)生的自我學(xué)習能力。
�。�4）課內和課外相結合，激發(fā)學(xué)習興趣機械設計基礎是與工程實(shí)際聯(lián)系緊密的的一門(mén)課程，在教學(xué)過(guò)程中要特別注重理論聯(lián)系實(shí)際。在講解實(shí)踐性較強的內容時(shí)，組織學(xué)生到實(shí)驗室和訓練基地進(jìn)行現場(chǎng)教學(xué)。在現場(chǎng)教學(xué)前，先布置一些思考題，讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題一邊參觀(guān)一邊討論，把課堂理論知識和實(shí)踐知識有機地結合起來(lái)，使學(xué)生體會(huì )到各種機構在機器中的應用以及本門(mén)課程在生產(chǎn)中的重要性。
4。教學(xué)手段的改革機械設計基礎課程的知識點(diǎn)都有一定的工程實(shí)際背景，即許多問(wèn)題都來(lái)自工程實(shí)際，而對缺乏實(shí)踐感性認識的學(xué)生難以講清楚。利用多媒體技術(shù)，將文字、圖片、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)和視頻圖像等多種電子媒體有機的結合在一起，會(huì )收到良好的教學(xué)效果，可以使原來(lái)用傳統授課方式難以表達清楚的部分形象化。同時(shí)利用多媒體教學(xué)既可以加深學(xué)生的工程意識，培養學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，又可以充分利用課堂有效時(shí)間，增加課堂信息量，拓展教學(xué)內容的深度和廣度。為了進(jìn)一步加深學(xué)生的感性認識，真正地接觸工程實(shí)際，在授課時(shí)，還廣泛采用現場(chǎng)教學(xué)的手段，將和現場(chǎng)結合緊密的內容安排到現場(chǎng)組織教學(xué)，使學(xué)生既能聽(tīng)，又能看，同時(shí)還能親自感受到，這樣可以起到事半功倍的作用。
5。加強實(shí)踐環(huán)節，培養動(dòng)手能力實(shí)踐教學(xué)環(huán)節是啟發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣、加深學(xué)生對知識的理解、提高動(dòng)手能力的重要教學(xué)環(huán)節，針對該門(mén)課程工程應用性極強這一特點(diǎn)和目前實(shí)踐環(huán)節薄弱的不足，應著(zhù)手從以下幾方面加強實(shí)踐環(huán)節。
�。�1）加強實(shí)驗室建設，增設綜合性、設計性實(shí)驗在原有機械設計基礎陳列室的基礎上，補充一些新型的機構和典型機器模型及實(shí)物。與各工廠(chǎng)聯(lián)系，收集各種典型失效的零部件，為學(xué)生認識各種失效零件的狀況提供感性認識。改革以驗證性實(shí)驗為主的實(shí)驗教學(xué)內容，增設綜合性和設計性實(shí)驗，開(kāi)設軸系結構方案和機構運動(dòng)方案綜合、設計性實(shí)驗。學(xué)生綜合課堂所學(xué)知識，自己動(dòng)手設計、組裝并評價(jià)或測定軸系結構方案和機構傳動(dòng)系統方案，從而培養學(xué)生工程實(shí)踐能力、動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力。
�。�2）豐富實(shí)踐內容，搞好課程設計應安排一定學(xué)時(shí)的生產(chǎn)現場(chǎng)參觀(guān)，在講解各種機構前讓學(xué)生多接觸機器實(shí)物，并以典型機器實(shí)物為例，進(jìn)行講解機構的傳動(dòng)原理和方案的設計。
課程設計是綜合該課程以及先修課程所學(xué)理論知識、基本技能、獨立完成機械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機械設計任務(wù)的一種教學(xué)方法。首先，在選題上要考慮學(xué)生的培養目標，有針對性、有側重面。在設計之前，應先組織學(xué)生對該傳動(dòng)裝置進(jìn)行拆卸、安裝和現場(chǎng)參現，使學(xué)生熟悉機械裝置的基本構造，整體組成結構及各部分結構、功能、裝拆和調整；各個(gè)零件之間的連接關(guān)系與特點(diǎn)。然后找出標準件與非標準件，明確傳動(dòng)裝置布置形式與空間位置的關(guān)系，建立起一個(gè)立體的概念，避免出現照抄照搬式的設計，避免使設計與生產(chǎn)實(shí)際相互脫節的現象。
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�。�1）加大平時(shí)考核力度平時(shí)考核包含二部分內容，占總成績(jì)的45%。一部分是出勤、學(xué)習表現、提問(wèn)成績(jì)、作業(yè)成績(jì)和實(shí)驗成績(jì)，這部分成績(jì)占30%；另一部分是撰寫(xiě)科技論文成績(jì)，占15%，在進(jìn)行緒論課的教學(xué)時(shí)，通過(guò)放映一些機械方面的短片，激發(fā)學(xué)生學(xué)習本門(mén)課程的興趣，同時(shí)給學(xué)生布置一個(gè)課外作業(yè)，即撰寫(xiě)有關(guān)機械發(fā)展方面的論文，要求學(xué)生要查閱一定數量的資料，并按照科技論文的格式進(jìn)行書(shū)寫(xiě)，這樣既鍛煉了學(xué)生利用資料的能力、撰寫(xiě)科技論文的能力，同時(shí)又激發(fā)了學(xué)習的興趣。
�。�2）加大能力考核的力度期末考核包含二部分內容，占總成績(jì)的55%。一部分是筆試考核部分，考核題目主要側重于基本理論和基本方法，并且注重能力和素質(zhì)的考核，加大分析題和說(shuō)明題的比重，這部分成績(jì)占45%；另一部分是創(chuàng )新作品制作成績(jì)，所有學(xué)生都要參與到創(chuàng )新活動(dòng)中去，進(jìn)行小發(fā)明和小制作，這部分成績(jì)占10%。通過(guò)這樣的改革，使學(xué)生更加重視了每一個(gè)考核環(huán)節，從而也提高了學(xué)習的興趣，使得教學(xué)質(zhì)量有了明顯的提高。
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