關(guān)于《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)模式探索論文
高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才，發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化，促進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。目前國(guó)內(nèi)高教界正在積極探索培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力的方法和途徑，提高工科學(xué)生的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，培養(yǎng)工程意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和綜合設(shè)計(jì)能力。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程是各高校培養(yǎng)機(jī)械類以及近機(jī)類專業(yè)學(xué)生的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是由理論基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)通向?qū)I(yè)課程學(xué)習(xí)的橋梁和紐帶，是了解和掌握工程設(shè)計(jì)計(jì)算的開端;它既有豐富的理論知識(shí)、同時(shí)也有利用這些知識(shí)解決工程實(shí)際問題的方法，是工科院校的學(xué)生具有設(shè)計(jì)一般機(jī)械能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)(實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì))，是學(xué)生第一次較全面、綜合性的、理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練。針對(duì)目前的人才教育的培養(yǎng)目標(biāo)，突出工程意識(shí)、綜合設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新意識(shí)，將此作為課程體系改革的總思路對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式進(jìn)行探索和思考。
1課程教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的主要問題
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，目前該系列課程的設(shè)置主要由以下幾大模塊組成：
(1)公差與配合
研究機(jī)械設(shè)計(jì)中是怎樣正確合理的確定各種零部件的幾何精度及相互間的配合關(guān)系，研究測(cè)量工具和儀器的測(cè)量原理及正確使用方法，掌握一定的測(cè)量技術(shù)。
(2)理論力學(xué)
研究質(zhì)點(diǎn)、剛體的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)。靜力學(xué)研究物體在力作用下處于平衡的規(guī)律;運(yùn)動(dòng)學(xué)研究物體運(yùn)動(dòng)的幾何性質(zhì);動(dòng)力學(xué)研究物體在力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
(3)材料力學(xué)
研究桿件材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度以及導(dǎo)致各種材料變形與破壞的規(guī)律;為受力構(gòu)件提供強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性計(jì)算的理論基礎(chǔ)條件;解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的矛盾。
(4)機(jī)械原理
研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)動(dòng)、以及機(jī)器結(jié)構(gòu)的`受力和設(shè)計(jì)。
(5)機(jī)械設(shè)計(jì)
研究通用機(jī)械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸、潤(rùn)滑方法的選擇與設(shè)計(jì)。
這些課程設(shè)置的目的是為了使學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)的初步能力和為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到鋪墊的作用。但是這些課程理論性強(qiáng)、概念抽象，涉及的基礎(chǔ)理論和知識(shí)面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)、學(xué)時(shí)多，如果在教學(xué)過程中過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性和理論的完整性，這種教學(xué)模式不能適應(yīng)高職高專教育對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。如果按照課程設(shè)置的方式，以“教”為中心，以知識(shí)的傳授為主要目的，可能會(huì)出現(xiàn)如下情況：忽視了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造能力和創(chuàng)造個(gè)性的培養(yǎng)，往往學(xué)生理論考試成績(jī)較高，但實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力不強(qiáng)，這與企業(yè)需求脫節(jié);課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)脫節(jié);重視學(xué)習(xí)者知識(shí)的接受與理解，不重視知識(shí)建構(gòu)和發(fā)現(xiàn)的方法;沒有充分發(fā)揮先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)在支持個(gè)別化學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)以及教學(xué)管理方面的巨大優(yōu)勢(shì)。
2課程教學(xué)模式探索
2.1學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)
興趣是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)或?qū)W習(xí)對(duì)象的一種積極認(rèn)識(shí)或意識(shí)傾向，當(dāng)一個(gè)學(xué)生對(duì)某門學(xué)科發(fā)生興趣時(shí)，他總是愉快地學(xué)習(xí)，積極主動(dòng)獲取知識(shí)。但在課堂上學(xué)生的注意力的集中時(shí)間是有限的，長(zhǎng)時(shí)間集中注意力會(huì)引起他們思維疲勞，甚至厭煩。
針對(duì)本課程可從以下來展開學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)：
在學(xué)生剛剛接觸該課程的時(shí)候，首先讓學(xué)生明白這門課程設(shè)立的目的;對(duì)后面其他的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)有什么作用;對(duì)今后工作中可以用來解決那些技術(shù)上的問題。這樣以來學(xué)生就會(huì)意識(shí)到這門專業(yè)基礎(chǔ)課程的重要性，從而在學(xué)生心目中樹立起該課程在專業(yè)知識(shí)體系中的重要地位。通過動(dòng)態(tài)的多媒體電子課件，利用現(xiàn)代教育媒體的表現(xiàn)力，給學(xué)生一種具有新意的刺激，使學(xué)生從原來抑制狀態(tài)轉(zhuǎn)化為興奮狀態(tài)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性;將書本知識(shí)還原于生活實(shí)踐，能夠激發(fā)學(xué)生參與探索的欲望，通過觀察生活中的各種常見機(jī)械、機(jī)電設(shè)備中的動(dòng)作、工作原理，讓學(xué)生找到其存在和應(yīng)用了那些平面機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過實(shí)例來提出問題，讓學(xué)生思考，討論，最后教師進(jìn)行歸納總結(jié)。例如，在講解間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，向?qū)W生提問：為什么大家在看電影的時(shí)候，總感覺畫面有停頓感?學(xué)生開始各種各樣的思考和討論，多數(shù)同學(xué)的意見是不完全正確的，這時(shí)老師再給予正確的引導(dǎo)式歸納總結(jié)：為了適應(yīng)人們的視覺暫留現(xiàn)象，要求影片作間歇運(yùn)動(dòng)，所以放映機(jī)采用四槽槽輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)圓銷每旋轉(zhuǎn)一周，槽輪相應(yīng)地轉(zhuǎn)過90°，因此能使影片的畫面作短暫的停留，這樣以來使學(xué)生聽了以后興趣盎然。采用這些方法不僅能提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，而且還拓展了學(xué)生的思路。
2.2創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，而高等學(xué)校是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的基地和搖籃，因此，在學(xué)習(xí)專業(yè)課程的過程中應(yīng)不時(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。就機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)而言，以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力為最終目標(biāo)，以學(xué)生能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來解決工程中的實(shí)際問題為目的，以“必須、夠用”為度，以講清概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)的原則來確定本課程的主要內(nèi)容和體系結(jié)構(gòu);通過引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，以基本知識(shí)、原理部分作為基礎(chǔ)，發(fā)展平臺(tái)，注重設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合、機(jī)電液有機(jī)結(jié)合、理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，大膽創(chuàng)新。
在教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)過程中，不斷地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。通過變傳統(tǒng)的、被動(dòng)的、低效的實(shí)物模型來實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì)為先進(jìn)的、主動(dòng)的、高效的可視化CAD三維參數(shù)化建模來實(shí)現(xiàn)裝置乃至產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì);帶動(dòng)學(xué)生一起分析如何實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)及零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從一些實(shí)際的問題入手，來考慮那些部件的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，分析新的設(shè)計(jì)會(huì)帶來機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)其功能方面具有哪些好處;改變傳統(tǒng)的考核模式促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在學(xué)生做課程設(shè)計(jì)時(shí)，讓學(xué)生利用所學(xué)基本原理對(duì)日常生活中的機(jī)器、裝置的原理進(jìn)行分析，通過文獻(xiàn)查閱，加以改進(jìn)，或者提出自己的想法，并把自己的構(gòu)思用論文或?qū)＠男问郊右员磉_(dá)，發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)新能力;在實(shí)驗(yàn)課的講授方式上，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，讓學(xué)生知道某種結(jié)構(gòu)為什么是這樣，動(dòng)力是否可以通過其他的傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)。這樣既有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)規(guī)律，又使學(xué)生的實(shí)際能力得到鍛煉;通過開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)來提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，例如，在講授撓性傳動(dòng)時(shí)，給學(xué)生提出問題，大家都知道自行車采用了鏈傳動(dòng)的方式來驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)。鏈傳動(dòng)具有瞬時(shí)的傳動(dòng)比不穩(wěn)定、工作時(shí)有噪聲、易脫鏈等缺點(diǎn)，帶傳動(dòng)有承載能力不大、彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象的缺點(diǎn)。而它們的各自的缺點(diǎn)都是對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)，那么能不能設(shè)計(jì)出一種撓性傳動(dòng)方式使得它們的特點(diǎn)得以均衡呢?因此就以此為作業(yè)任務(wù)讓學(xué)生自己去按所學(xué)的知識(shí)和創(chuàng)新的理念給出它們的設(shè)計(jì)方案來。教學(xué)效果表明，就出現(xiàn)了“帶式鏈條”比較好的創(chuàng)新方案。于此同時(shí)可以結(jié)合本課程的教學(xué)內(nèi)容開展機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽、鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。這樣以來學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力將在很大程度上得到加強(qiáng)。
2.3理論聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)方法
從機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程設(shè)置模塊來看，公差與配合、理論力學(xué)及材料力學(xué)、機(jī)械原理這些內(nèi)容大多為理論性較強(qiáng)的知識(shí)內(nèi)容，而機(jī)械設(shè)計(jì)則是研究機(jī)械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸、潤(rùn)滑方法的選擇與設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)部分的特點(diǎn)在于各章內(nèi)容看似相互沒有關(guān)聯(lián)，如聯(lián)接中的鍵、銷、螺栓、聯(lián)軸器;帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng);齒輪傳動(dòng)、軸、軸承等各類零件，但運(yùn)用機(jī)械原理方法、理論及材料力學(xué)知識(shí)以及公差配合規(guī)則將這些零件匯合才能設(shè)計(jì)出一個(gè)完整的機(jī)械裝備。如果在給學(xué)生講解理論知識(shí)的時(shí)候，能將其對(duì)應(yīng)的機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)、機(jī)器設(shè)備中標(biāo)準(zhǔn)件的選擇和應(yīng)用，讓學(xué)生自己通過實(shí)踐來完成，真正實(shí)現(xiàn)“理論用于實(shí)踐”、“實(shí)踐鞏固理論”，這樣效果將會(huì)更好。
以培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，以設(shè)計(jì)為主線，建立理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)為主體的新教學(xué)模式。
該教學(xué)模式注重理論與實(shí)踐、理論講授與實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合，合理地確定課堂和實(shí)踐重點(diǎn)，著眼于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。該教學(xué)模式提倡學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)的理念，突出以學(xué)生為主體的教育模式，以工程設(shè)計(jì)實(shí)例為載體，貫穿教學(xué)過程始終，體現(xiàn)學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、再學(xué)習(xí)、再設(shè)計(jì)的循環(huán)漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過程。在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中只有密切聯(lián)系工程實(shí)際，不斷加強(qiáng)對(duì)機(jī)構(gòu)及機(jī)器的研究和分析能力，才能更有效地激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)和提高學(xué)生的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力。在教授的過程中通過更新教材內(nèi)容、增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，使理論教學(xué)的第一課堂與實(shí)踐教學(xué)的第二課堂有機(jī)結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，從而營(yíng)造理論學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)三維一體的學(xué)習(xí)氛圍，以培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、專業(yè)面寬廣、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力強(qiáng)的實(shí)用性、技能型機(jī)械工程專業(yè)復(fù)合型人才。
3小結(jié)
通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的現(xiàn)狀及教學(xué)中存在的問題分析，提出了幾種課程教學(xué)模式的探討：從學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、教學(xué)方法的改革以及在教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面加以重視和探索。教學(xué)實(shí)踐表明，這些教學(xué)舉措在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力及綜合知識(shí)運(yùn)用的能力方面取得了良好的效果。如果能將其余后續(xù)專業(yè)課課程教學(xué)方法同該門基礎(chǔ)課程教學(xué)模式結(jié)合起來，使整體的教學(xué)計(jì)劃形成通暢脈絡(luò)，學(xué)生的思維方式和學(xué)習(xí)模式將得到進(jìn)一步鞏固和實(shí)踐，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維、形成專業(yè)領(lǐng)域的綜合的設(shè)計(jì)能力，能夠?yàn)檫M(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力奠定基礎(chǔ)。
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