机械基础教学设计范文

时间:2023-12-29 17:46:02

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机械基础教学设计

篇1

【关 键 词】 机械基础教学设计;课程

本课程的教学目标是:使学生具备所必需的机械基础知识和基本技能,初步形成解决实际问题的能力,为学生学习后续专业课程,参加技能鉴定,提高全面素质,增强职业应变能力、团队合作能力和继续学习的能力打下一定的基础。

传统的《机械基础》教学,已经不能适应现代学生的学习,课题组通过各类教师讨论会(专业教师、基础课程教师、兼职教师等)、深入企业施工一线调研走访等形式,征集专业课教师和施工一线工程机械技术人员的宝贵建议,考虑学生技能鉴定需要的知识点等,总结前两级学生的理实一体化教学改革,以工作岗位需求来构建基于工作过程的理实一体化教学模式,对教材编制、教学内容、实施性教学大纲修订、教学课时进行有效的调整和选择。

一、教学模式的改革及培养学生专业兴趣

(一)以工作岗位需求来构建基于工作过程的理实一体化教学模式

首先,认真进行企业调研,工程机械运用与维护专业就业方向通常为各大型工程机械企业的工程机械和工程机械配件的操作、运用与维护,管理销售及售后技术服务等。按照工作岗位所应完成工作任务来了解所需的各项技能。然后,针对毕业生选取适合的工作岗位,将该岗位所涉及的理论与实践的内容进行梳理编订,制定满足该岗位需求的教学内容,根据所需技能的特点,设计全新教学模式。经过不同阶段的学习,学生最终可以达到部分岗位顶岗实习的目标和需求。真正发挥提升理实一体化的作用。

(二)稳定学生情绪,培养学生专业兴趣

在传统的教学模式中,更多的是以课堂为中心,辅以不成比例的实验或实训类的课程,学生不“知其所以然”,自然就无法真正“知其然”。如何由教师的一言堂转变为学生能积极参与的教学活动?课程建设小组各位教师结合丰富的教学经验,针对学习单元内容、教授班级、专业的迥异,将多媒体教学、实验教学、行动导向教学、问题探究式法、小组讨论法、实验操作与理论教学理实一体化等各种教学方法灵活运用,按照基于工作过程的职业学校课程改革思路,真正做到“做中学,练中学,学中做”,学以致用。其目的只是实现――兴趣是学生最好的老师。

(三)密切联系实例,将学生兴趣持续下去

教育是一门艺术,“教学成功的艺术就在于使学生对你所教的东西感兴趣”。那么,如何把这种兴趣持续下去,这就需要教师付出大量的心血。

在教学中,教师要密切联系生产和生活中的具体实例,将学生兴趣持续下去,使学生在教学中一直坚持兴趣的持久性。

如在教学齿轮这部分内容时,教师会在上新课之前,先给他们看一个图片――三国马钧所造的指南车,告诉学生,他就是用这个东西在大雾弥漫的战场上打败敌人的,在学生的注意力被调动后,马上引出正题――这个车就是利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。然后让学生想想生活里还有什么东西是有齿轮的呀?学生会热烈地讨论“钟表、水表、汽车”等等,教师夸奖他们喜欢思考的同时,告诉一些他们不清楚的,如汽车里的变速器里的行星齿轮结构,车床主轴箱里的齿轮结构等。同时给他们看大量汽车、飞机、轮船、机床等机器中齿轮的图片,在大量的实例面前,教师勿需多言“同学们,这章很重要呀,齿轮很有用呀”,学生就已经领悟了“齿轮的设计与制造水平将直接影响到机械产品的性能和质量。在工业发展中有突出地位,齿轮被公认为工业化的一种象征。”课堂效果很好。

(四)结合后续专业课,争取兴趣的发展性

《机械基础》是一门从基础课向专业课过渡的专业基础课程,故授课中还应注意其承上启下作用 ,引导学生注意本课程与其他课程知识的相互联系,启发学生将相关联的知识结合起来综合学习,对学习过的知识及时复习,温故而知新。争取学生学习兴趣的发展性。

授课中遇到学生在后续专业课中将会用到的知识时,要特别强调,提醒学生注意。如讲授向心角接触轴承的两种安装形式时,强调正安装和反安装在后继专业课程《土方机械》等将会应用;讲授形位公差的标注时,联系《CAD》的相关内容。这样,当学生在学习《土方机械》《CAD》等专业课相关内容时,将不会无的放矢。各学科知识的相互综合,有利于学生灵活应用各学科知识,改善知识结构,增加知识积累,提高学生的综合分析能力和解决问题的能力。对把学生对专业学习的浓厚兴趣继续下去,有非常重要的意义。

二、教学内容的改革及模块化处理

课程的教学内容直接影响到该课程是否能在专业课程体系中发挥应起的作用。课程建设小组的教师,熟悉本课程内容,在教研活动中与基础课教师、专业课程教师积极进行教学探讨,充分了解涉及的前段和后继课程,对将要教授专业的所有课程进行了较清晰的系统了解。结合企业调研中的岗位需求,与兄弟院校开展合作,于2012年8月由人民交通出版社编制出版了新教材《机械基础》,同时灵活制定出实施性教学大纲。从以下几个方面进行:

(一)系统了解各个专业的课程,具体进行教学内容的取舍

对机械和机电专业,会同期开设专门的《金属工艺学》,专业课中有《液压和液力传动》课程,因此制定这2个专业的实施性大纲时,就可以把《金属工艺学与热处理》和《液压》两章完全删除,并且告知学生原因。

数控专业没有《金属工艺学》课程,“金属工艺学与热处理”这部分内容在本课程中就必须学习,但对他们的要求没有机械类学生高,故只要求学生掌握简单的常用材料和基本热处理方法即可。

汽运专业学生,有《金属工艺学》课程,没有《液压和液力传动》课程,在制定大纲时需要去掉前者,但加入后者。“液压”部分的要求也低于机械类学生。

这样的课程安排,既防止学生学习的盲目性和重复性,又可以节省大量课时,还保证了学生知识体系的完整性,可谓一举多得。

(二)方便学生接受,制定教学顺序

为方便学生理解接受,打乱多年旧教材的教学顺序,重新制定教学顺序。按照从小到大:连接(零件)――机构――传动-轴系(零部件)――最后总体装配:减速器(机器);由浅到深:机械零件的结构、特点、应用――机械零件的精度与技术测量;由动到静:由机械部分到材料部分。学生在理解上可以更好地由直观到主观,由易到难,学生在学习中更容易接受,不会产生畏难情绪。

(三)教学内容以学生兴趣为导向,注重理实结合

“兴趣是最大的动力。”在新编排教材中,本着以学生兴趣为导向的基本原则,采用大量生动形象的实例图画,注重生产和生活实际与机械基础知识点的融合,练习计算等通过“卡通小蚂蚁”的归纳总结、例题导入,活泼地实现教学意图,并首次将“常用量具测量”与“机械零件的精度”归入一个模块单元,知识难点的有机结合,克服教学难点。

(四)按“出口”定方案,简化《工程力学》的学习

考虑到现阶段学生毕业生的岗位性质,《工程力学》中的相关计算可能用途不大,对专业课的学习亦无影响,所以,只需要讲授给学生最基本的力学基础,并且这些内容针对各个专业实际,在不单独使用专门章节讲解的专业中,可以将力学部分常识放在机械零件、机构、传动部分中涉及到的相关内容中讲解:

如在机构运动简图学习中,介绍铰链等概念;在学习键联结时,简单解释剪切和挤压;在螺纹联结章节中,简要介绍拉伸和扭转等概念。这样不仅能节省大量课时,而且很利于学生对抽象力学概念的理解和接受。

(五)根据学生状况,有目的地删减或增加部分内容

在教学中重点强调最基本,必须掌握的理论知识,简化原理阐述,剔除无用的陈旧内容和繁冗计算。讲究针对性、实用性和直观性。

为方便各个专业学习,故将教学内容模块化,分为除绪论外七大单元:绪论、连接、常用机构、机械传动、轴系零部件、机械零件的精度与技术测量、工程材料、力学。其中将“机械零件的精度与技术测量”“工程材料”和“力学”部分划为带“*”部分,各个学校、不同专业,可以视具体情况灵活选用。

三、教学方法的改革及多元化教学方式的灵活运用

基于工作过程的职业学校课程改革要求对教学方式进行大胆变革,教学方法改革的根本目的是:体现以学生为中心的教学氛围,激发学生学习的主动性,传授基础知识、基本理论与实践能力培养紧密结合,加强学生的工程意识、实践能力和创新能力的培养。

课程建设小组坚持育人为中心,十分重视教学方法的改革和先进教学手段的应用,形成了一套以形象式、启发式、问题探究式、小组讨论式等互动式教学为主,以多媒体动画、图片演示、模型演示、实验课、习题课等为辅助的多元化教学模式,注重多媒体理论教学、实验教学、行动导向教学的理实一体化结合,有效调动了学生的自学与创新积极性,大大提高了教学效果和效率。

(一)了解学生,建立良好的师生关系,合理分配学习小组

充分了解学生,与学生互信互动是课堂传播知识的良好途径。课程建设小组成员教学中坚持首先与学生建立良好的互信关系,并了解和掌握基础较好的学生和学习有一定困难的学生基本情况,包括学生的基础知识、思想动态、身体状况、个人爱好、家庭境遇、在校表现及社会活动情况等,合理分配学习小组,为学习中的互信互动建立良好基础。

(二)充分利用绪论课,激发学生求知欲和学习兴趣,发挥学生学习潜能

《机械基础》是本专业学生接触的第一门专业基础课程。绪论,是这门学科的伊始。首先,教师简单讲解机械的发展史,让学生了解自己所学的专业――机械,对整个国家的发展是起着举足轻重的作用。

从中国谈起,远在五千年前,我国就使用了简单的纺织机械;晋朝的连机碓和水碾就是应用了《机械基础》中提到的凸轮机构的原理。再到世界:到国外――举世闻名的埃及金字塔的建成也是使用了机械工具。

从古代公元前2500年,欧亚地区使用两轮和四轮的木质马车就是机械开始谈起,讲到到现代:航天飞机、焊接机器人、智能机器人等等。最后回到现代日常生活,自行车、钟表、冰箱、空调机、洗衣机等等这些都是机械。

这和以往传统教学中直接给出机械和机器的概念相比,学生克服惧怕心理,兴趣盎然,顺利为后期专业课程奠定了基础。

(三)采用形象直观的多媒体演示教学方法,激发学生的学习兴趣

《机械基础》课程内容与生活实际和生产现场紧密相连,涉及的课程和知识多,而且课程本身包含的内容丰富,初学的学生大多感觉凌乱、头绪多,甚至摸不清头脑,常常有学生会感觉不知如何学好本门课程。

针对本课程内容多、涉及面广,在编制教材和电子课件制作中,课程建设小组大量应用各类生产和生活中的照片、图片、动画、录像等形象手段,有效激发学生的学习兴趣,增加课堂信息量,培养学生的形象思维能力。

(四)采用启发式、问题探究式教学方法,激发学生的主动思维能力

为了提高学生的主动思维能力和创新能力,调动学习的积极性,课堂教学中,运用启发式教学,通过适当地设计一些教学环节,如适当的设问,诱导思维方向,以达到鼓励学生积极思考、敢于提出问题、积极回答问题的目的,营造出健康活跃的课堂氛围。

如在“凸轮机构”中对“易磨损”的特点,先问,“大家小时候,是不是帮妈妈绕过毛线吗?”把学生注意力吸引过来,再看“绕线机构”的动画,让学生们通过思考及短暂的课堂讨论来回答老师所提出的问题,通过这一环节之后,学生的脑海中已经有了相关的知识及概念,这时老师再剖析上述问题时,他们的注意力就会格外集中,对知识的获取效果也较好。

采用启发式教学方法,极大地激发了学生积极主动思维的自觉性,实践证明,采用启发式教学法,学生的逻辑推理能力、分析判断能力、解决问题能力、想象力、总结归纳力,都得到了锻炼和提高。由于思维能力的提高,无形中对基础知识、基础理论的学习也起到了推动作用,这一切为学生创新思维的形成奠定了坚实的基础。

(五)采用互动式、讨论式的教学方法,培养学生的创新意识

教学过程设计在教学活动中极其重要,它能影响学生的学习兴趣、主动性、参与性及创造性。大到整门课程、小到每一节甚至每个小知识点的教学过程,都必须精心设计,达到激发学生学习兴趣,培养学生创新意识的目的。

采用互动式、讨论式的学习中,组织学生讨论,发表自己的意见,在教师的引导下,最终得出正确、合理的结构。这样做使学生真正参与到教学中来。

教师们在授课中注重与学生交流,经常提出一些问题,引导学生的思路,使台上、台下融为一体,课堂气氛活跃,调动学生的主观能动性,教与学融为一体,使学生成为课堂的主体,创造条件让优秀学生有机会发表自己的学习体会和研究成果。

(六)注重多媒体理论教学、实验教学、行动导向教学的理实一体化结合

课堂教学中,坚持以学生为中心,教师的作用主要为引导学生的方针,任课教师根据教学内容,灵活地将启发式、互动式、讨论式等教学方法运用于教学中。根据课程需要和现有条件,将课堂教学与现场教学相结合,如在课程讲授之前,组织学生参观机械零部件陈列室,使学生对各类通用零部件有一个直观的认识;在讲授轴的结构设计时,组织学生观看轴系零部件的组成、组装动画演示及进行轴系零部件实物拆装,通过动画和实物拆装,熟悉轴上零件的轴向和周向定位方法及特点,明确轴结构设计中应注意的问题,学会轴结构设计的方法。

平面连杆机构的绘制与观测实验、凸轮机构的观测实验、V带传动的安装、调试和张紧、滚动轴承、联轴器、离合器的构造与拆装实验、齿轮减速器的构造认识和拆装实验等都安排在专业教室内,实验操作与相关理论学习有效结合;理论难点部分:“机械零件的精度”与操作部分“常用量具测量”有机结合,即游标卡尺测内外径和检验孔轴尺寸精度、配合精度、外径千分尺测外径和检验轴尺寸精度不单独开设,分别与尺寸精度、配合精度理论学习设置为一个学习情境项目,采用理实一体化教学,有效克服教学难点;金属材料的性能测试也与金属材料的性能理论设置为一个学习情境项目;渐开线齿轮各部分的名称及标准直齿圆柱齿轮尺寸的计算练习采用行动导向,有效培养学生理论联系实际的能力和工程意识。

四、教学手段的改革及专业教室、多媒体教室、实验室建设

学校在教学资源上大力投入,教师积极应用有效资源,改变传统教学模式。利用配备齐全的专业教室和各个教室的多媒体设备,多媒体投影机和大屏幕可以给学生明显的视觉效果;音频控制台可以灵活调节功放、音响等设备,可收到良好的听觉效果;视频展示台可以方便展示各类零件、实物的大小、颜色和形状。

充分调动学生的视听感觉,满足学生全方位感知的需求,使教学生动活泼,学生认识深刻、记忆持久,从而大大提高学生的学习兴趣,增强学生的学习主观能动性。我们结合学校和学生的特点,开发研制《机械基础》多媒体课件。

积极采购必备实验设施,教学中将现代化教学手段和模型、实物、机械设计陈列柜、黑板等传统手段有机结合。

对于重点、难点内容,通过动画演示、机械设计陈列柜、模型、实物讲解、学生小组讨论,深入浅出,多媒体课件信息量大、图像和动画直观性强,使学生形象直观地理解问题的实质。

如教学凸轮机构、四杆机构等各类机构的运动,带传动、齿轮传动等各类机械的传动,螺纹连接的预紧与防松、齿轮诸多失效形式、轮系的张紧、轴承的内部结构、公差配合中的配合关系等等,均是教学环节中不易掌握的难点,也是教学必须掌握的重点内容,对没有太多实际生产经历的学生,很难通过想象加以理解,通过多媒体课件、三维动画的直观演示,使学生一目了然,顺利克服难点,很容易理解和掌握。多媒体课件合理、有效的使用,激发了学生主动学习的积极性,促进了学生创造思维的培养,推动了机械基础教学质量的提高。

五、考核方式的改革及有效激励

为适应一体化教学模式,考虑本课程在专业中的重要性及课程特点,突出课程学习中,学生为学习的主体原则,课程考核评价方式采用“过程评价(即情境综合评价)+课程终结评价(即期末成绩)”,考试课60+40(分),考查课70+30(分)。建议机械类专业本课程为考试课,部分近机类专业如数控专业等为考查课。

(一)过程评价(情境综合评价)

过程评价(情境综合评价)主要考察学生的课堂学习情况、团队协作情况、练习页完成情况、工作任务完成情况四个方面。为体现学生为主体,评价主体引入学生、小组和教师参与。评价方式包含自评、组评、师评三种。对不同的学习情境,教师可对评价内容一栏各项的分值自行设置,总分70,可参考《成都铁路工程学校工程机械运用与维修专业教学标准暨课程标准机械基础》中具体给定的学习情境分别评价,再根据情境评价权重(%),即每个学习情境在所有学习情境(100分)中的百分比,综合计算出该课程的情境综合评价得分。

考试课的过程评价(情境综合评价)占总分的60%,考查课的过程评价(情境综合评价)占总分的70%。

(二)课程终结评价(期末成绩)

课程终结评价是对学生所学知识和技能进行总结性考核的方法。根据机械基础课程的特点和需要,课程终结评价(期末成绩)采用笔试,由教务科统一组织,安排在该课程结束后或学期末,集中时间考试。笔试时间一般为90分钟。

考试课的期末评价占总分的40%,考查课的期末评价占总分的30%。

(三)有效激发学生的学习主动性

这样的评价方式,充分体现以学生为学习中心的考核体系,有效激励学生在《机械基础》学习中的主观能动性,大大提高学习兴趣,实现大纲中的教学目标。

【参考文献】

[1] 鲁昕. 中国发展高层论坛讲演[J]. 中国教育结构调整和现代职业教育,2014.

篇2

关键字:机械基础 课程设计 教学改革

【中图分类号】 G640

随着社会经济的快速发展,教育在不断地改革和完善。然而在职校教学过程中,《机械基础课程设计》是一门实用性较强的学科,可见让学生学好这门课程是非常的重要的,因此,在经济全球化的今天,对其教学进行改革已成为当前重要的教学任务之一。机械基础课程设计是职业院校机械专业的一门基础课程之一,是连接学生理论知识和专业知识的桥梁,也是职业院校机械类专业的学生独立进行的一次工程实践活动,具有很强的实践性和综合性。那么如何做好课程设计,并且通过好的课程设计使学生的设计能力、实践能力、协作能力等综合能力有所提高。笔者结合自身的教学经验认为在机械基础课程设计中,要想使学生学有所成,就必须对其教学进行一定的改革,从而提高学生的工程素质和培养学生各方面的能力,使学生终身受益。

一、机械基础课程设计的内容改革

1.1课程设计的目的。机械基础课程设计是职业院校机械专业的一门基础课程之一,是连接学生理论课和专业课的桥梁,也是职业院校机械类专业的学生独立进行的一次工程实践活动,具有很强的实践性和综合性。其教学的目的是增强学生的实践能力、理解能力、交际能力以及协作能力,从而使学生快速、有效地学习,为以后的学习打下坚实的基础。

1.2课程设计的内容改革。课程设计的理念是培养具有良好职业道德的实践动手能力,适应经济发展地区的生产、建设、管理、服务的技术应用型职校人才。要对课程设计的内容进行改革,其中选题是关键,应以“工作过程的人才培养”为原则,重视学生的实践动手能力和专业水平的培养。在教学过程中教师应该尽可能的选择学生能够懂的、易掌握的题材将其课程设计中,从而使学生能够完全掌握,在此基础上教师还可以更深层次的介绍相关专业知识。在教学过程中,教师不应该用传统的教学观念将机械原理和机械课程设计分开来进行实验,应对机械基础课程设计进行改革,即将机械原理和机械课程设计融合为整个机械基础课程设计,不要分开实施。改革后的课程设计有利于同学们实践能力、协作能力、沟通能力、等综合能力的提升,从而达到教学目的――建设综合型人才。

二、改善教学的方法,重视各种能力的培养

2.1增加结构设计的训练,提高学生感性认识与动手能力的培养。《机械基础课程设计》是一门实用性较强的学科,也是机械内专业学生的第一次全面的设计训练,它的结构比较复杂难懂,然而受职校生生源差这一因素的影响,对其来说学习机械设计基础课程更是如此。分别从以下两方面来解决这一难题:一方面是加强教学过程中结构的设计(如:在讲述联接、齿轮的转动、轴等课程时,都对其上一次结构课)。在课程设计之前,教师可以让学生先做减速器拆装的实验,了解其各部分的作用,最后画一张轴系结构图,并从中学到知识和发现问题。另一方面是充分利用现代教学设施及手段,让学生在上课之前有充分的准备,并且使他们对课程设计中所存在的问题及时得到解决。教师可以利用多媒体设备进行教学,使学生能更进一步的了解箱体、轴、齿轮、皮带等常用零件的作用,并通过多媒体使其对机械中的零件直观的了解,使学生对零件的印象加深。在教学过程中,为了让学生更深入地了解课程设计的内容和步骤,教师可以利用软件中的动漫和交互性能,以此达到课程设计的效果和目的。

2.2重视对学生协作能力的培养。由于《机械基础课程设计》是一门实践性较强的课程,顾名思义学生之间的协作能力起着十分重要的作用。在基础课程设计中,一般以小组为单位进行试验,通过谈论和总结,制定出自己的方案,最后通过各组讨论指出每一组方案的优缺点。可见,小组成员之间的协作能力是决定实验成败的关键因素。在此过程中,不仅可以增强小组成员之间的协作能力,还可以对学生独立设计和思考能力的培养,更可以在竞争中激发学生的学习兴趣和工作热情。在课程设计过程中,应遵循以学生为本的原则,充分发挥教师的主导作用,对学生出现的问题进行指导,从而使学生熟练地掌握设计中的每一步骤。

三、改革考核的方式,提高课程的质量

俗话说:“有因必有果,有始必有终”。在教学中教师只传授知识,而不对其生进行考核是没有任何效果的,这样只是竹篮打水――一场空的表现。传统的机械基础课程设计教学的考核方式比较单一,即教师根据学生所完成的图纸质量和其平时上课的表现情况作为考核指标,这种方式存在一定的不合理性和片面性。为了避免不合理性和片面性的产生,对学生的课程设计的考核方式有了一定的改革,即把考核的指标分为四部分,分别是平时考勤、设计草图和图纸质量、答辩、设计的计算,并通过一定的的比例进行考核评分。通过这样的改革方式,不仅提高了学生在设计过程中的热情度,还激发其在过程中活跃的思维能力和创新能力,也促使其表达能力和心理承受能力的提高。可见,通过对机械基础课程设计中考核方式的改革,不仅能提高教学的质量,还能促进学生表达能力、实践能力、综合素质等综合能力的提高。

四、结语

随着社会经济的不断发展和科技的迅速发展,社会越来越需要机械实用型人才,《机械基础课程设计》是一门实用性较强的学科,因此,加强和完善职校机械基础课程设计教学的改革是职校机械类专业的重要教学任务之一。本文主要对职校机械基础课程设计的教学内容、教学方式以及考核方式的改革进行了分析,从而对全方位提高学生的课程设计水平与教学质量进行论述,最终达到教学目的与改革最终目标――使学生真正成为一个实践能力、表达能力、社交能力、协作能力、工程能力强的综合型人才。

参考文献:

[1] 项筱洁.《机械设计》课程教学改革与探索[J]. 当代职业教育. 2011(06)

篇3

关键词:混合式教学;能力培养;自主学习;翻转课堂;自主讲课

中图分类号:G4

文献标识码:A

doi:10.19311/ki.16723198.2017.05.077

0引言

国外最早的混合式教学概念是指线上的网络教学与线下面对面教学混合,引入面对面教学来改进网络教育互动的效率低的缺点。国内混合式教学的首倡是北京师范大学何克抗教授,他结合国内教学情况,认为混合式教学模式是把传统教学方式的优势和网络化教学的优势结合起来。江苏科技大学张其亮从教学形式、教学技术上、教学手段上、教学目标上、教学评价五个方面对混合式教学进行了解读。并结合翻转课堂,探索了一种新的混合式教学设计模式。随着高校信息化技术的不断发展,各种网络教学平台也应运而生,采用混合式教学合理选择和有效利用资源是适应信息化社会发展的需求。

可见混合式教学也可理解为运用多种教学技术、教学手段对教学资源进行有效整合。尤其是处于一个教学技术更新快,教学手段创新多的时代,很有必要结合环境和课程特点,进一步丰富混合式教学模式的内涵,采用多种教学模式的混合,引导学生学习的主动性,激励学生自主学习的积极性,启发学生应用知识的创造性。本文以混合式教学理论为指导,探索了一种新的混合式教学设计模式,并在《机械设计基础》课程中进行了应用,取得了较好的效果。

1课程概况

《机械设计基础》是近机类学生修读的一门基础课,涵盖了《机械原理》和《机械设计》两门课程的核心内容,知识点多、内容跨度大,对先修课程要求高,需要熟练掌握制图、力学等相关知识,部分章节理论性较强,要求学生用丰富的空间想象能力来理解比较抽象的理论,比如带的弹性滑动、齿轮啮合原理、齿轮的根切等。课程相对枯燥,对学生来说有一定的难度。因此,很有必要结合课程特点,不断探索新的教学模式,来提高学生的学习效果和创新思维能力。

2学生情况

现在的学生从小接触信息技术,能够熟练应用网络获取感兴趣的内容,具备很强的自学潜力,只是没得到有效的引导。如果还是沿用传统的教学模式,很难将学生的心思留在课堂上。要想抓住学生的心,就必须结合学生和课程的特点,创新教育教学方式方法,通过多种多样的教学形式将学生吸引到课程教学上,混合式教学模式的应用势在必行。

3教学中存在的问题

3.1教学资源整合不够,教学效果不显著

近年来各高校都在推进数字化校园建设,软硬件设施都有所提高,各种教学平台、课程中心、网络课堂甚至基于手机客户端的微助教类软件都在蓬勃发展,但是教师们对于新技术的应用还停留在较低的水平。虽然在课堂上使用了多媒体技术,但是还是没改变传统的教学方式,借助多媒体技术确实可以提高课堂节奏和讲课效率,但从学生的角度来讲却加重了课堂负担。在课堂节奏加快、内容增多的情况下,还沿用传统教学模式只会让“满堂灌”越演越烈,不能发挥出新技术的优势。

3.2教学方法单一,学生兴趣难以调动

高校作为教学自由度相对较高的学校,也不断涌现出了很多新式教学方法,比如近几年流行的“翻转课堂”、“微课”等,这些新方法的应用一开始确实能调动学生的兴趣,但在使用上也有局限性,受限于课程类型和课程内容,也只能进行有限的试点,实际上还是处于一个传统教学模式主导的状态,并没有充分调动学生的自主学习的积极性。

3.3理论多实践少,未能充分开发学生自主学习潜力

《机械设计基础》理论学时多,实验学时少,没有单独的实践环节,学生动手实践的愿望不能得到满足。机械设计基础课程中包含了很多常用机构和通用零件的相关知识,没有实践环节来巩固和深化,学习效果必然就达不到预期。因此,在课堂之外就需要教师结合实际情况,思考并提供各种类型的实践类大作业,供不同兴趣爱好的学生自由选择,或是组队或独立的完成,充分发挥学生获取信息的优势,开发学生自主学习潜能,培养学生的创造力。

4混合式教学模式改革

大学的课堂不仅仅是传授知识,还要培养学生的自主学习能力和创造性思维,紧靠课堂时间很难做到,必须改变教学方式,根据课程内容情况,合理采用多种教学模式,将课堂由课内扩展到课外,把理论和实际紧密联系起来,充分利用现代技术,将知识传授由线下扩展到线上,给学生提供更多学习内容,并结合当地的产业优势,将实践环节由校内扩展到校外,加强实践环节的创造性,为学生营造一个立体的学习空间。

4.1线上线下相结合

采用线上线下相结合,并不是将网络课堂仅作为上传课件或作业的工具。充分发挥网络课堂的作用,可采用“翻转课堂”的教学模式,录制微视频或者在网上搜集名校的微视频,将其到网络课堂,通过合理的引导,让学生在课前自主学习,课堂上做汇报、讨论,教师则有针对性的进行解惑答疑,并进行测评巩固。让学生成为课堂的主角,充分调动学生学习的主动性。

此外,对于概念性、认知性等要求不高的小节,可让学生自学,并在线完成相关习题。现在很多平台都有客观题自动批改和结果统计功能,既节省了改作业的时间,又能很清楚的统计出学生对该知识的掌握情况。在课堂学时不充裕的情况下,采用多种教学模式相结合,充分利用各种教学资源,合理优化课堂教学内容,才能挤出时间将重点知识讲透彻,提高学生学习效果。

4.2教师讲课和学生讲课相结合

对于理论性不是太强的章节,可让学生自主讲课。学生以4-5人一组为宜,教师提供教学大纲和指导要点,学生结合大纲和要点,搜集相关教学资料、制作课件并进行课堂讲述和为其他同学答疑。学生自主讲课的模式,可以充分发挥学生善用网络的特长,通过小组合作提高自主学习效果,培养团队合作意识。其次,合理的分工协作也有助于不同的学生发挥各自的优势。经过实践发现学生讲课时课堂互动情况要好于教师讲课,学生参与课堂的效率明显提高。

4.3理论实践相结合

就机械设计基础课程而言,现有的实验学时远不能满足学生动手实践的需求,这就要求教师寻找其他途径让学生参与各种实践活动。结合我校地处车城十堰之便,市内有百余家汽车相关配套企业,并且有大型的汽车配件贸易城,非常适合学生走出校园进行实践活动。

在此列举几种实践类大作业以供参考:(1)机构或者传动装置模型制作;可通过展示上届学生的优秀作品开阔学生思路,锻炼学生动手能力。(2)健身器材测绘;理论联系实际,加强学生对于各种常用机构的理解。(3)减速器拆装测绘及三维建模;减速器作为机械设计中的典型机器,基本涵盖了课程中所学的各种常用零件,其测绘建模可以有效的提高学生对于轴类零件设计这一难点知识的掌握,也为后续的机械设计基础课程设计打好基础。(4)调研汽车零部件交易市场;直观了解各种常见通用零部件和汽车相关的专用零部件,提高对理论知识理解的深度。(5)了解某一类零件的工作原理,并搜集实物图片和加工视频;可加深学生对于课堂理论知识的理解,同时也可以扩充教师的资源库。(6)了解机械某一相关行业发展状况及其先进技术;培养学生搜集信息的能力,加深学生对于行业的了解。(7)搜集机械相关小典故,小常识。可以培养学生的学习兴趣,并让其在课堂上进行分享,改善课堂氛围。当然这些大作业并不需要每个都做,可以让学生根据兴趣,选择其中的三到四个即可。

5考核方式改革

采用了新的教学模式,必然要有与之配套的考核方法,本文所讲述的混合式教学方法,对学生课外自主学习、搜集信息、社会实践都要求较高,要调动学生参与的积极性,有效的激励是必不可少的。让积极参与的学生得到认可,促使部分积极性不高的同学也参与进来,这就需要提高过程性考核的比例,比如可按实践类的大作业成绩占30%,在线练习占10%,实验成绩占10%,课堂表现占10%,考试成绩占40%来分配。

此外,对于大作业要制定相对详细的标准,让学生自由发挥的同时也要结合课程特点和内容,学以致用、学有所用,让学生真正得到锻炼,并通过实践性的大作业展示和讲解,让学生真正感觉到学有所获、学有所成,而不仅仅是最后一个简单考试分数。

6Y论

本文在传统教学的基础上加入翻转课堂、学生自主讲课,拓展实践类教学,进一步丰富混合式教学模式的内涵,根据教学内容情况,将部分章节采用翻转课堂和学生自主讲课的模式,锻炼学生的自主学习能力、团队合作能力和语言表达能力。并结合课程特点,提出了多种提高学习主动性的实践类大作业,让学生在有选择的基础上,提高自主学习和合作学习能力。将学生的学习由课内扩展到课外,将理论与实践相结合,充分发挥地域和产业优势,通过一系列的实践活动,不仅巩固了学生的理论知识,而且提高了学生的实践能力。

参考文献

[1]何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展[J].电化教育研究,2004,(3):16.

[2]张其亮.基于翻转课堂的新型混合式教学模式研究[J].现代教育技术,2014,(4).

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[关键词]机械原理;机械设计;课程设计;内容

[中图分类号]G632 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432(2013)34-0179-02

机械原理和机械设计是职业学校机械专业的一门专业基础课,它是沟通学生理论课和专业课的桥梁。机械基础课程设计是课程学习之后进行的综合性,实践性很强的课程,如何搞好课程设计,如何通过课程设计使学生的设计能力,实践能力,协作能力等综合能力得到提高,基础知识得到巩固,是从事本课程教师值得探讨的问题。笔者在从事机械基础课程设计的教学实践中,为了培养学生的综合能力和工程素质,进行了一些有益的改革尝试,使学生受益匪浅。

1 机械基础课程设计的内容改革

1.1 课程设计的目的

机械基础课程设计是职业学校机械类专业的学生在学完课程后独立进行的一次工程实践。该课程的最终目的是让学生进行一次较全面的设计训练,培养他们理论联系实际,提高综合应用理论知识和生产实践知识去分析和解决有关工程实际问题的能力,为以后的专业课程设计打下坚实的基础。

1.2 课程设计的内容改革

选题是课程设计内容的关键,教师的选题应尽可能把教学过程中涉及的知识在课程设计中得到综合体现,同时要保证学生能够按时完成。改革前,江苏省张家港工贸职业高级中学机械原理和机械设计课程设计是分别进行的,互相之间没有联系。机械原理课程设计在第4学期开设,内容以机构的运动分析为主;而机械设计课程设计在第五学期开设,以零件的强度分析和绘制装配图,零件图为主。不论是机械原理还是机械设计,课程设计的题目和设计方案都是教师给定的,而且有设计题目的样机,机械原理题目是插齿机插刀系统基本运动设计,机械设计课程设计的题目是减速器的设计。这样的选题都有一定的依据。插齿机插刀系统的方案设计中涉及连杆机构,凸轮和齿轮等机构,能够很好地反映教学的内容,学生通过参观样机基本能够在较快的时间内完成规定的任务,所以两周的设计过程显得很轻松,真正能够设计不同方案的学生并不多见,这样在创新能力的培养方面得不到很好的锻炼。而减速器作为传统的设计题目,其零件的选择包括电机、皮带、螺栓、齿轮、轴、轴承、键、销、联轴器、、密封以及箱体等,它的设计结合书本知识最多,而且难度适中,能够较全面地反映机械设计课程内容的教学要求。作为学生机械设计的题目在较长时间都没有得到改变。而且单独进行机械原理和机械设计的课程设计,最大的弊端是学生缺乏对整体机械的认识和系统工程的认识。为了使学生各方面的能力得到综合提高,我们将机械原理和机械设计课程设计整合为机械基础课程设计,设计题目暂时定为包装机械(包括液体包装机和固体包装机)的设计。设计时间由原来的“两周”加“三周”改为现在的“四周”,设计方式也做了相应的调整,原来不管机械原理还是机械设计均为三人一组,三人的设计题目,已知条件均相同,这样可能会导致三人互相抄袭,而且多年的课设结果也反映出这样安排的弊端;改革后仍为三人一组,但是三人是负责整机的设计,他们之间相互联系而又互不相同。他们必须按照给出的设计任务,商定设计方案,其中一人的不合作就会影响整个小组的设计,导致方案失败。这样,学生在相互协作能力和创新能力方面均可得到相应的锻炼。从总体的工作量来看,原来机械原理课程设计包括机构运动简图的绘制(1#);插刀的位移,速度,加速度线图的绘制;凸轮的位移线图和对应的凸轮工作图;和编写设计说明书。机械设计课程设计包括装配图的绘制(0#),轴和齿轮的设计,以及编写设计说明书。改革后,机械基础课程设计总体工作量基本保持不变,但同一组三人各有侧重,把包装系统分成三部分(输送部分,热封部分,装料部分),每人负责其中一部分的设计,最后要求学生绘制出整个机械系统的机构运动简图(1#),相应的部件图(0#),轴和齿轮(或凸轮)零件图,和编写设计说明书。经过几轮的尝试后,打算每一组人数增加到6~8人,能够在四周的课程设计过程中,相互分工,做出液体包装机(或固体包装机)的整机设计。

2 改善教学方法,注重能力培养

2.1 注重设计能力的培养

设计能力的培养是一个循序渐进的过程,要完成一个好的设计,需要各门课程之间的相互支撑,相互融合。而目前许多课程的学习是孤立的,一门课程考核完成后即告结束。而针对机械类专业的特点,在课程的教学过程中不同知识的融合给课程设计提供了一次有益的尝试。其中设计计算和结构设计是设计能力的两个主要方面,我们将后者作为课程设计的重点。结构设计是确定零部件形体的主要阶段,是一个难点。对于机械类专业的学生来说,由于机械基础知识比较扎实,欠缺的是工程实践经验,所以在进行结构设计时,思维局限在书本知识上。为此要求学生提出结构设计合理,表达清楚的设计意图有一定的难度。所以,在实践过程中要求学生设计产品时要考虑到产品的造型、制造、市场等生命周期,即学生的设计能够解决工程实际问题,这样首先可以激发学生的设计热情。课程设计的全过程都要突出结构设计,鼓励设计新颖结构,以结构合理性和工艺合理性作为评价结构设计部分的主要方面。同时在课程设计过程中,教师应善于给学生创造一个能够发挥最大想象力的空间,在布置任务时,只给出设备能够最后实现的功能,而不规定具体是如何实现的,这样有利于学生在设计过程中最大限度地发挥自己的想象空间。教师在设计过程中还应注意引导学生发现问题,进而分析问题,解决问题。鼓励学生大胆创新,在想象和创新中提高学生的自信心和设计能力。

2.2 注重实践能力的培养

课程设计的题目应能够符合工程实际的需要,一般设计的题目尽量选用真题。在以往的课程设计中,教师给出设计参数,布置设计任务以后,学生一般参考样图进行绘制,这样思维必然局限于教师的设计思路,对学生创新意识的培养非常不利。在改革后,学生可以到机械厂和实验室去参观小型的装置,这样对机器有一个总体的印象,可以观察机器的运动情况,同时学校还给学生提供了两台包装机供学生装拆,这样学生可以从不同角度了解机器的结构,整个机器的组装过程和零部件的形状,立体感强,层次清楚,学生基本能够从视觉角度感知机器内外部的情况。而且,在实际项目的设计过程中,学生必须根据实际情况,从资料收集,设计计算和结构设计等方面考虑,提出合理的设计方法,这对于学生综合设计能力的培养有一定的促进作用。

2.3 注重协作能力的培养

各同学之间协作能力的培养在课程设计过程中占有重要的地位。改革后在机械基础课程设计中,一般以3人为一组。小组成员之间在形成具体的方案时要求各成员之间相互讨论,在设计方案基本确定以后,组织一次小组间的讨论,提出每组方案中存在的优缺点。这样既可以培养学生与他人之间的协作,又有独立的构思和设计,分组设计带来的一个意外收获是形成了小组之间的良性竞争,这种竞争增加了学生的工作热情,体现了学生是教学设计主体的原则。在课程设计过程中,教师是每组的一个成员,在教学过程中和学生共同讨论设计方案的可行性,在关键的问题上对学生进行指导,掌握每位学生的设计进度。

3 改革考核方式,提高课程设计质量

最初课程设计的考核方式比较单一,一般是“师评”,即教师根据图纸的质量和平时的印象给学生打分,这样存在一定的不合理性,教师可能只关注图纸的质量和课程设计的进度,存在一定的片面性。为了克服这种不合理性,在随后的课程设计中作了一定的修改,但原则上还是每位同学均参加答辩,答辩的最后成绩分阶段给出,总共由四部分组成(平时考勤占10%,设计计算部分占20%,草图和最后图纸质量占40%,答辩30%)。经过这样的改革后,发现同学们在设计阶段思维会更加活跃,自主性会得到更充分的发挥。而且由于答辩时面临的是全班同学和老师,准备答辩和答辩的过程对每位同学的心理承受能力和口头表达能力都得到了锻炼。

通过从教学内容,教学方式和考核方式的改革,学生才能从全方位真正提高课程设计质量,真正锻炼同学们的能力,与课程设计目标相一致。

参考文献:

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一、行动导向教学法的实施要素

行动导向教学法强调学生作为行动的主体,教师作为指导,强调所有的教学活动目标为提升学生的职业行动能力 [2 ]。在教学中结合就业岗位的能力需求,选择教学内容,设置教学情境,是我们授课追求的目标。在行动导向教学法的实施过程中,须完成如下的关键要素:

1.确定课程的职业行动能力目标

职业教育的根本目标在于培养优质的员工,优质员工必须具有良好的职业行动能力。我们通过对学生毕业后从事的机械制造类岗位的需求分析,确定好本门课程的能力目标,深入分析专业岗位需要的方法能力、社会能力、学习能力和语言表达能力,明确课程教学的职业行动目标。

2.确定课程实施的指导原则

行动导向教学实施时的完整模型包括资讯、计划、决策、实施、检查和评估6个步骤,这是课程规划、方法选择以及实施的基础。通过这些环节的实现,将被动学习变为主动学习,同时获得“行动性”知识―即能力,体现对学生能力的培养。教师在这些环节中,创设学习情境,提供解决问题的材料、信息、理论知识及渠道等工具,伴随着学生的学习过程。

3.设计以行动为导向的教学计划、做好课程规划

在这个环节中,要结合职业行动领域和职业法规的基础确定工作内容,由工作内容确定学习领域的内容及其教学目标,并结合企业的工作程序和业务程序设计教学情境,通过一体化的行动来实现职业行动能力的提高。在实施过程中,采用项目工作法、客户订单法、头脑风暴法、工作站法等多种方法实现教学。对课程做好教学内容、学习方法、学习监控等多方面的学习情境规划。在教学实施时,采用多种教学手段和媒介,充分考虑到学生的基础和学情,设计好教学单元,充分调动学生的学习积极性,取得良好的教学效果。

二、行动导向教学法在机械设计基础课程中的实施过程

机械设计基础是机械制造与自动化专业的重要专业课程,它主要讲授机械零件的组成、机械的基本结构、传动原理、机械零件设计的方法等基础理论知识,并针对典型机构及零件进行设计计算,是一门既有理论内容,又有实践内容学习的课程。在教学中采用真实的项目作为载体,结合实际案例进行教学能够更好的培养学生的创新能力。以减速器结构分析与选用项目为例,具体的实施过程如下:

1.资讯阶段:首先给学生布置轮系的应用及特点、各种减速器的工作原理、减速器的结构和标准等工作任务,让学生进行自学。学生能掌握减速器类型、作用及优缺点、减速器选择方法与拆卸、轮系类型与作用等知识内容。

2.决策阶段:针对传动方案进行总体分析并确定最佳传动方案、熟练进行减速器的拆装、调整等任务。学生具备资料检索、查阅的方法、初步掌握典型机械传动比计算和分配的方法、能对各类减速器的性能进行分析并正确选用等基本技能。

3.计划阶段:完成对典型机构的应用性能进行比较,进行简单的传动方案的总体分析并确定最佳方案。对传动装置进行传动比计算与合理分配,制订项目检查与评价标准。使学生具有典型机构的对照分析能力和传动方案的选择能力。

4.实施阶段:此阶段需要完成减速器类型、型号的选择、减速器拆装、调整方法等内容。学生须要掌握减速器选用原则、传动比计算与分配方法等相关技能。

5.检查阶段:此阶段要完成减速器拆装、减速器的维护和安装精度、轴、齿轮尺寸和精度的测量、油灌注、更换与检测、减速器虚拟仿真等相内容。学生需要具有齿轮传动选型、机构调试方法、工具应用等技能。

6.评估阶段:此阶段学生和教师分别评价工作过程的优劣和工作结果的优劣,提出存在问题与改进意见。学生须要具有评价能力、语言与文字表达能力及解决问题的能力。

通过这一过程的教学,使学生基本掌握减速器的结构及拆装知识,掌握减速器结构分析及选用等知识。

三、课程实施中需要注意的问题

采用行动导向教学方法在课程实施时需要注意如下几个问题:

1.采用行动导向方法进行教学时,要充分结合学生的知识基础、学习能力等情况设计教学情境、并根据需要及时对教学过程进行修正,在教学实施时采用多种手段来完成教学目标,使学生学会自主学习,切实培养学生的自主学习能力。

2.在理论教学和实际教学内容的选择上要结合高职学生的学习特点。教学中教师是学习过程的组织者和协调者,完成任务的直接知识则由学生实施过程中掌握和学习。在教学准备时,精心设计小目标,对学生的思维进行正确引导,使学生掌握相关的知识,完成教学目标。在教学中根据学生的知识基础及性格特点进行分组,使每组学生的学习能力相当,通过“以强带弱”的方式促进后进生的成长,在教学中及时关注落后学生的学习,对其给予更多的帮助和指导,使其能够在小组学习时取得较好的效果。 [3 ]同时对学生取得的学习效果,给予鼓励及赞扬,并提升和引导其进行深入细致的学习。

3.在对学习效果的评价上,采用学生自我评价、学生互评、教师评价等方式进行综合评价。主要评价学生解决问题的思路、方法和技能。通过学生平时课堂的出勤、纪律等内容评价学生的学习态度;通过学生在每个项目训练中知识运用能力、职业技能、自学能力评价学生的学习技能;通过考核对项目的分析能力、知识选择能力、创新能力等指标来评价学生的综合能力;在项目完成后,采用口试及答辩相结合的方式对学生的知识掌握情况进行评价。通过这个过程,让学生自己体会其中的不足,得出经验和体会,以学生完成项目的过程和情况来评价学习效果。这种考核方案带给学生的不仅是成绩,团结协作、集体意识等也得到了彰显,考核方案客观公正。

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摘要:化工设备机械基础课程设计是林产化工专业的一门实践技能训练课程。本文从理论教学与课程设计的结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等方面进行了探索与实践。实践表明,这些改革措施明显提高了课程设计的质量,更好地培养了学生的工程意识和工程设计能力。

关键词:化工设备机械基础;课程设计;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)52-0113-02

化工设备机械基础是我校林产化工专业必修的一门专业基础课程,包括工程力学基础、化工设备设计基础以及机械传动三部分内容[1],各部分相对独立,涉及到力学、材料学、化工生产过程、生产设备和机器、工程制图等内容,具有很强的综合性和实践性。其课程设计是林产化工专业在其理论课结束后以学生为主体进行的第一次实践设计课程,它起到融合几门重要专业基础理论知识、架起理论与工程实际、基础与专业技术之间桥梁的作用,是培养林产品加工工程技术人才、训练林产化工学生设计能力必不可少的环节[2],是提高学生搜集与应用资料、绘图、运算、计算机、独立分析与思维等能力的一次实践训练[3]。目的是使学生从化工设备的理论计算、结构设计、材料及加工工艺选择到设备制造、检验和验收有一个全面的训练[4]。

一、理论教学与课程设计有机结合

按照林产化工专业的教学计划,化工设备机械基础课程理论教学在第十周结束,课程设计一般安排在第18、19周,共两周时间。除了教师集中讲解、辅导、分配设计任务和设计期间学生考核汇报及查找资料等必要的准备工作,要在8―9天时间内完成全部设计,包括总体设计方案确定、设备及附件的强度、刚度、稳定性计算和结构设计,编写设计说明书和绘制设备的零件图、装备图,比较紧张[5]。而且第18、19周又是学校的考试周,林产化工专业这段时间的考试较多,学生根本就不可能把大部分时间和精力放在课程设计上,所以可以在授课过程中就把设计任务书分配下去,让学生根据课堂进度提前按照课程设计的相关参数进行设计计算。例如,讲压力容器时,就可以让学生根据自己的设计参数确定容器内径和筒体壁厚;讲完容器封头设计就可以确定封头形式和尺寸;讲完容器零部件,就要求学生们为他们设计的容器正确选择法兰类型和具体尺寸、确定容器支座及其他容器附件;讲完带传动后,就可以确定减速器V带的截型、根数及带轮的结构尺寸;讲完齿轮传动,就可以选择齿轮材料、进行齿轮结构设计,等等。教学实践表明,把课堂授课与课程设计有机结合在一起,不仅能加强课堂讲授内容的侧重点,激发学生的学习热诚,同时学生也能有时间、有目的性地复习回顾其他先修课程和查找设计资料,为课程设计做好前期准备工作。

二、结合工程实际,建立设计题目库

以前林产化工专业的化工设备机械基础课程设计基本上是压力容器或减速器的设计。设计题目单比较单一,而且现有这两个方面的设计资料很多,学生大多按着资料上的步骤进行计算、设计及绘图就能轻而易举地完成设计任务。在整个课程设计过程中,学生独立运用所学先修课程知识、设计理论并结合生产实际的知识,综合地分析和解决生产实际问题的能力得不到提高。课程设计的选题应紧密结合工程实际,选用生产实际中的典型题目,搜集了生产实践中的各类设计参数,建立塔器、容器、换热器、反应釜、减速器等几组设计题目的题目库。另外,课程设计选题也可以与合作的化工企业的相关设计任务相结合,根据企业需求和实际参数进行选题,直接贴近生产实际,企业可能更加注重设计方案的工艺可行性和经济效益,能提供许多计算相应生产成本的原始性资料,这样学生也能获得好的实战设计训练,使工程意识和工程设计能力得到提升[6]。同时,为照顾到学生设计计算能力以及理论知识水平的差别,设计题目又要成组具有相近性,以便学生间相互学习和帮助,提高课程设计的效率。题目设计好后,引导学生根据自己的兴趣分组、分类进行合理选题,保证一人一题,题目各不相同。确保设计只能在独立的基础上完成,初步培养学生的独立设计能力,树立正确的设计思想,掌握化工设备机械设计的基本方法和步骤,为今后从事工程设计打下良好的基础。

三、加强与生产过程的结合,提高学生的工程意识和工程设计能力

林产化工专业教学要以实际生产过程需要为总体目标,不但强调对所学专业知识的熟练掌握和应用,更加强调与生产过程的结合,强调课程教学与生产实际相结合[7]。本课程设计与工业生产设备、机器、材料及加工工艺等密切相关,因此在课程进行的第七周穿插了一周针对化工设备机械基础课程和化工仪表及自动化的工厂认识参观实习。在此实习过程中,指导教师要现场结合实际生产工艺,分析某些关键性设备在流程中的作用和具体结构,介绍这些化工设备的设计原则及注意事项,使学生了解设计与制造工艺是紧密结合不可分割的,获得设备的有关制造工艺知识,加深同学们对所学知识的理解,以便在设计过程中能灵活应用。例如,在杨凌馥稷生物科技有限公司实习时就重点为学生介绍反应釜、干燥器、再沸器、冷凝器、精馏塔、液体贮槽、气体储罐和减速器等的作用和结构,加深学生对这些设备和机器的感性认识。指导教师在指导中强化对学生工程意识的影响,使学生能够熟悉和运用设计资料,如有关国家标准、手册、图册、规范等,以完成作为工程技术人员在设计方面所必备的基本训练。

四、改革考核方式,激发学生学习热诚

考核是课程教学中重要的内容,公正合理的考核方式是提高课程设计水平直接有效的措施。为了真实、合理地反映实际设计水平,一方面要力求设计题目、设计参数多样化,另一方面就需要加强现场答疑,增加阶段性的学生汇报和抽查考核。并建立课程设计QQ群,学生有问题可以随时讨论,老师也可在群里对一些带普遍性的问题进行指导解答,并可随时随机检查学生的设计情况和设计进度,这样学生在课程设计中出现的问题就能及时的得到指正和总结。将学生在设计过程中汇报、抽查成绩、设计说明书质量、零件图和装配图质量、答辩情况等作为主要的考核依据。另外,要求学生尽可能地使用AutoCAD绘图,强化学生计算机绘图能力。而设计说明书要求手工书写,这样可以有效避免课程设计中出现抄袭现象。这些考核方式可以在一定程度上激发学生的学习热诚,提高实践教学效果。

作为实践性和综合性非常强的化工设备机械基础课程设计是培养学生工程意识和工程设计能力的重要实践性教学环节,是林产化工专业必不可少的专业教学内容。本文提出从理论教学与课程设计的有机结合、题目库建立、加强实习实践环节和改革考核方式等几个方面来进行课程设计教学改革探索,以期达到课程设计训练的目的。实践表明,通过化工设备机械基础课程设计,初步树立了学生正确的设计思想,培养了积极主动的学习态度和严肃负责的工作作风,为后继工程设计的学习奠定了基础,为培养工程类应用型人才发挥了积极的作用。

参考文献:

[1]赵军,张有忱,段成红.化工设备机械基础(第二版)[M].化学工业出版社,北京,2007.

[2]李红,孙虹雁,刘利国,马方伟.化工设备机械基础课程设计改革的研究与实践[J].黑龙江教育,2008,(10):41-42.

[3]李政x,李庆生,姚忠.化工设备机械基础课程设计教学中存在的问题与改革[J].2012,1(123):47-50.

[4]董俊华,赵斌,张及瑞.化工设备机械基础课程设计教学改革探讨[J].化工高等教育,2011,3(119):17-19.

[5]张琳.化工设备机械基础课程设计的改革[J].化工高等教育,2002,2(72):54-55.

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具体教学内容和教学环节的设计思路要围绕具体教学目标,立足于学生实际情况,结合具体的教学环境等多种因素来进行。要充分发挥教师的主导作用,突破传统教学思路之束缚,大胆创新。

一、可操作的教学目标

教学目标是评价教学活动的标准。因此,教学目标的设计科学性、客观性和可操作性对教学活动程序设计有重要的指导作用。在初中数学的具体教学活动中,教师必须主导着学生按预定的教学目标进行,当然,这并不排除根据实际的活动情况临时作必要的调整。

教学目标的设计首先要突出基础目标,数学课程教学的目标包括数学基础知识目标和数学基本能力目标。数学课程教学的基本知识目标和能力的目标具体体现在每一个知识点的教学活动和每一项能力训练活动中,即要明确教学活动中要“学什么”和“练什么”。与传统教学目标所不同的是:新课程在强调“双基”教学的同时,更突出学生自主探究的学习过程的组织,即要强调学生“怎样学”的设计,而不是“怎样教”的设计。

二、可操作的数学情境创设

在教学过程中,教师要根据学生的实际设计具有启发性的、能激发学生求知欲望的数学情境,使学生用自己的思维方式积极思考、主动探索、创新数学知识。具体表现在:一方面,情境可以包含激发学生已有知识与经验的消息,另一方面,也能将要学习的内容进行设计后包含到情境中,以拉近与已有知识和经验的距离,为学生提供知识的生长点。因此,在情境创设中,根据学生的身心发展特点,选取一些与学生生活经验有关的题材,创设一些具有挑战性和趣味性的情境,其教育意义是明显的。

这里要说明的是情境创设不同于情境设置。“设置”意味着教师提供的只是一种现成的、未经过加工的情境,其中并不含有激发学生问题意识和探究意识的价值预设,它所带来的危害可能是对情境功能与价值指向的淡化。而“创设”预设了对教师创造的要求,它意味着教师的创造和精心设计,其目的在于激发学生的问题意识和探究意识。如讲授“数轴”时,可以利用了温度计来导入新课,在讲授走进图形世界时,可以利用各种模型进行直观教学。

三、可操作的教学过程

数学教学过程是为实现既定的教学目标而在教师主导下展开的“教”和“学”的双边活动。教学过程的设计就是具体教学活动步骤的安排,体现着教师的教学思想、教学手段和方法及教学艺术程度。笔者认为教学过程的设计必须首先体现教学目标和实现目标的策略,数学课堂教学的基本结构应当包括“导入――提出问题;探究――思考、研究问题;交流讨论――解决问题;总结――明确问题;实践――应用问题”。一次教学活动的过程设计要根据教学目标,选定具体的丰富的内容,这包括生活素材、基本练习、典型例题、能力训练题、实践题等。

四、可操作的教学内容和教学环节

具体教学内容和教学环节的设计思路要围绕具体教学目标,立足于学生实际情况,结合具体的教学环境等多种因素来进行。要充分发挥教师的主导作用,突破传统教学思路之束缚,大胆创新。

如教学“有理数的意义”,笔者的设计思路是:(1)从自然数的减法入手,提出问题:大家的掌握的数不够用了。(2)提供一两个实例,指出负数的实际存在及意义,引导学生寻找生活中负数并探究其表示的实际意义。(3)体验有理数。如果设定向南为正,一步长为单位1,先据动作说出有理数,再根据有理数做出动作。(4)比较“向南5步”与“向北5步”之异同,我们可以用数学的方式表达吗?

思路(1)在于激起学生求知之欲;思路(2)在于引导学生理解负数应用的实际意义,引导学生发现生活中的数学;思路(3)、(4)可以让学生进一步感受有理数的意义,体验数学表达方式简洁、明确之特征;理解相反数、绝对值的实际意义;使学生体会学数学可以提高我们的细致的分析问题、解决问题的能力。

五、可操作的教学活动评估与检测

对教学活动的评估是教师进行活动设计不可忽缺的重要环节之一。首先,评测是对学生学习活动过程和结果的评价,也是教师对教学活动设计与组织效果的检测,具有重要的衡量和指导作用。其次,客观科学的评测,有利于促进学生自主意识的形成和强化,进而促进学生的发展。

初中数学教学活动的评估与检测的设计,可以从几个方面来进行:一是围绕教学目标来检测学生对数学基础知识的掌握情况和运用数学知识解题的基本技能形成状态;二根据学生参与数学教学活动的程度与热情来检测活动设计的科学性和艺术性,把严谨性和启示性作为检测的重要标准;三是根据教学活动过程中学生的具体表现来肯定或纠正学生的学习行为,把学生的学习行为和过程作为评价重点。四是设计和组织有针对性的活动来评价和检测学生数学学习能力。

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1教学中存在的问题

1.1在专业教学计划中,有的仍保留着传统机械类课程的学科,《机械设计基础》课程的讲解需要有《高等数学》、《工程制图》、《金属工艺学》、《几何量公差与检测》、《理论力学》、《材料力学》等先修课程的知识作为基础,但各门课程的教学时数较少,采用传统单一内容的学科型体系教材,上述先修课程安排在《机械设计基础》课程之前开设,为学习《机械设计基础》课程作好充分的知识准备。

1.2在专业教学计划中.有的虽将传统的机械类课程进行了综合.内容多.涉及面广.但实际教学中,很多教材在内容上追求理论知识的系统性和完整性.授学时存在随意压缩.教学内容随意增减教学内容取舍不当。《机械设计基础》包含《机械原理》和《机械设计》两部分的内容.教材配套不到位.未达到课程综合的真正目的。

1.3工程性和实践性不够突出。《机械设计基础》课程有很强的工程性和实践性.讲解时以工程应用为背景.通过理论讲解与工程实践相结合.使学生灵活运用各章节所学的知识.消除由于章节多而带来的“繁杂”感:保证在今后的实际工作中自觉运用所学知识指导机械设计.提高设计能力.培养创造精神。目前在理论教学与工程性和实践性方面有严重脱节现象。

1.4课程未能弓I入“现代机械学”的教学内容及设计思想随着科学技术的发展,现代机械的应用范围不断扩大。目前,大多数《机械设计基础》教材没有“现代机械学”这方面的内容,若适当增加这方面的相关内容,可以加深学生对机械的发展及整个机械大系统的理解。

1.5教学方法不够多样.教学手段比较单一。由于受传统教学思维的影响或者受到教学设施的限制,目前《机械设计基础》课程的教学主要是依靠教师的课堂讲解.缺乏实践训练教材.尽管大部分学校采用了多媒体辅助教学.但效果却不明显。

1.6教学手段落后。总之这门课程的教学''''由于无明确的课程开设目的定位、导致了教材无一套与所给教学时数相适应的系列教材,也无与教育培养目标相一致的课程内容。从而达不到教学目的:由于无开设这门课程的学要求.导致了各学校、各专业开设该课程的差异性、随意性很大从而其重要性也受到了严重忽视。因此,这门课程的教学改革研究迫切性和重要性也就不言而喻了。

2问题产生的原因与解决办法

2.1先修课程不足的问题,为保证《机械设计基础》课程体系的完整性和知识的连续性对学好该课程有重要的作用.因此.在制定人才培养方案时要经过充分的讨论如果实在没办法开足先修课程.也要留一定的学时供任课教师在讲解时补上先修课欠缺的内容.确保课程体系的完整性和知识的连续性。

2.2将传统的机械设计基础’按高校教育的要求进行综合,制定出新的、与高校教育的培养目标相适应的课程标准,编写出具有特色的新系列教材。

2.3工程性和实践性不够突出的问题主要是教师受到实际条件的限制或者教师未能深刻认识到实践教学对本课程的重要性。学校要为本课程的工程实践和实验创造必要的条件.保证实践和实验的顺利进行。通过增加实践性教学内容和习题,增加应用性的设计方法、经验数据和公式、图表,增加零、部件结构设计方面的方案比较与优化等内容.将学生引向实际设计.培养学生的设计能力和创新精神。

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【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)34-0071-01

为重点突出高等职业技术教育的应用性、技术性和职业性特点,机械设计基础课程的教育观念,应紧密围绕各专业人才的培养目标,对学生提出设计能力、创新能力、工程意识培养的教学目的,把培养适应工程实际的创新人才作为教学改革的根本目标,因此,机械设计基础教学有必要在减少原理阐述、理论与实践融为一体、在实验及创新设计方面做改革,建立感性引导理性、实践导入理论,从形象过渡到抽象的高等应用性专门人才的认识规律,进行实践教学改革,以形成符合当前实际的应用型机械设计基础课程。

一 目前实践教学存在的问题

1.教学方式陈旧,对实践教学重视不够

教学仍停留在课堂教学的传统模式下,对教学效果的评价依然是学生对课堂知识理解了多少,作业与考试能否顺利通过等,几个传统实验并不能激发学生的学习兴趣。

2.实验方式和内容缺乏创造性

目前的实践教学还限于实验室中少数的教学模型和实验设备,学生对实验过程按部就班,按教师布置流程完成实验,填写规范划一的实验报告,不利于培养学生的应用技能。

3.学生的观察分析问题能力与实际需求严重脱节

对于生产实践中的常用机构、机械连接、机械零部件的认知理解能力明显缺乏,对于机械设计的流程有畏惧感,对于“设计”有理解上的误区,觉得与自己的层次有距离。

4.没有及时跟踪先进技术的发展,学生学习动力不足

学习有前瞻性的认识,可以激发学生学习兴趣,便于一部分学生对机械设计更进一步的深入学习,有方向感。

二 实践教学改革探索

1.灵活运用教材处理知识点,使教学内容符合学生实际

教材理论内容多,有些内容不符合学生实际,一些举例离学生的生活和生产实际较远,学生不易理解。如齿轮机构及设计这部分的内容论证较多,有关实践方面的内容却介绍得较少,这就要求我们不唯“本”,只唯“实”,通过企业专家的指导和毕业学生的反馈,及时修订教学内容,灵活处理教材知识点,满足行业的需求。

2.构建富有层次、内容丰富的实践教学体系

第一,基础实验。在学习相关内容之前设置的“启蒙作业”:通过实物和模型的动态展示,让学生得到有关机械设计与创新的“启蒙教育”。引导学生对机械的组成及运动有初步认识,激发学生的学习兴趣。

第二,测绘分析实验。“机构运动简图测绘实验”常使用的测绘装置涵盖缝纫机、内燃机、牛头刨床等,学生通过其中典型机构的运动简图的测绘,可以全面地认识机器及机构组成,学会如何从实物抽象出机构分析和设计的几何模型――机构运动简图,为今后研究和创新设计机构奠定良好的基础;轴系结构测绘、带式运输机测绘等对学生进一步掌握机械结构设计知识、了解结构设计的原则,并使学生具备了用基本实验方法对机械结构初步剖析的能力,从而对更好地从事实际的工程设计有很大的帮助。

第三,性能测试实验。此类实验是通过实验装置测定机械传动的各项运动参数,使学生加深对常见机械传动装置传动性能的认识和理解,从而掌握机械传动合理布置的基本要求和机械传动方案设计的一般方法。

第四,精心设计拆装实验。一组以学生自我训练为主、培养高素质创新人才的实验项目,培养分析问题和解决问题的能力。进一步正确使用工具和量具分析构件相对运动情形,绘出棘轮机构简图等,使学生善于发现问题并参与讨论探求新知,实事求是解释出各种问题。

第五,创意组合设计实验。利用机构运动创意组合测试分析实训台等创新设计装置,提供多种搭接与运动参数实训,学生可根据功能要求,自己进行方案设计,利用所提供的资源进行实训测试操作和数据图形处理,培养学生的综合设计能力、创新能力和工程实践能力。装置配备角度传感器、线性位移传感器,并可将数据通过采集器上传到上位机软件,实时绘制出性能参数曲线,使学生对常见机构的组成及运动特点有更全面、更深入的了解,提高其机械设计与创新的能力。

第六,综合性设计实验。如带式运输机传动装置总体方案设计,使学生熟悉总体方案设计的过程,学会通过查阅大量的资料做好符合实际需求的设计,增强成就感,激发学习兴趣,树立学习自信心。

三 结束语

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【关键词】机械设计基础;实践;课程设计

《机械设计基础》是工科院校普遍开设的一门重要技术基础课程。由于各专业学生的知识基础差异较大,再加上该课程多年来一直存在着内容多课时少、零件多系统少、分析多综合少、理论多实践少等诸多矛盾,给《机械设计基础》课程的教学带来许多困难。同时,该课程具有很强的实践性和应用性,所以教学过程中必须将理论与实践紧密结合起来,注重对学生解决实际问题能力的培养,拓宽学生的知识面,开阔学生的思路,从而更有利于学生工程实践能力和创新能力的培养。

1.理论教学环节

理论教学环节是《机械设计基础》教学改革的一个重要方面,经过多次教学实践尝试,我们主要从以下几个方面进行改革尝试。

1.1教学内容

目前,高职院校提出了“厚基础、宽口径、重能力”的人才培养模式,从而使理论课时压缩严重,但《机械设计基础》课程的内容多,理论性和实践性都比较强,老师讲解力不从心,学生听课如听天书,因此必须对教学内容进行相应调整。

1.1.1删减过深的、不必要的理论推导和证明

高等职业教育培养目标强调的是人才的应用性,毕业后从事的岗位决定了没有必要对计算、公式、定理等的来龙去脉搞的清清楚楚,只注重如何应用这些公式定理等来解决实际问题。因此,可将过深的理论推导、证明删去,以便学生集中精力掌握这些公式、定理的实际应用,解决实际设计问题。

1.1.2结合专业培养目标整合教学内容

由于各专业的培养目标不同,所安排的课程和教学要求也不同,因此《机械设计基础》课程应根据本专业可的要求、本专业毕业生从业岗位要求和本专业学生终身教育的要求整合教学内容,以达到培养目的。

1.1.3在机构分析中增加解析法内容

在以往的机构分析中,因图解法形象、直观,有助于教学模型的建立,同时对某些简单的问题比解析法更有效。随着科学技术的计算方法、计算手段的飞速发展,提高机械设计与分析的精度和效率已成必然趋势,而解析法更能准确地反映和解决图解法难以解决甚至不能解决的问题,因此在教学中应增加解析法讲解的力度,以适应现代技术的要求。

1.2教学方法

1.2.1现代化教学

本课程实践性、综合性较强,个部分教学应注意同生产实际相结合,利用教具、挂图、多媒体等直观教学手段教学,做到课上精讲精练。同时采用计算机的图形动画等功能,向学生展现具体、形象、直观的视听材料,充分调动学生的学习积极性,提高课堂效益,增强学生的感性认识。

1.2.2实物教学

有些教学内容离开实物再课堂上不易讲解透彻,因此可将机构实物搬进课堂,对照实物进行讲解,从而使学生能充分地将机构的运动情况进行分析,例如,讲解摆动导杆机构时,再牛头刨床边对照机器的结构和运动情况进行讲解,则可收到事半功倍的效果。

1.2.3自学式教学

对于简单的教学内容,可采用自学式教学方法,自学式教学方法是“提出问题+自学+回复问题+总结”。其操作步骤是:第一步,老师指定学习内容,并提出相关问题。第二部,学生围绕问题进行自学,明确学习目标。第三部,提问学生并对学生的回答进行追问,把问题引向深入。第四部,根据学生的回答进行总结,使学生形成新的知识。

2.实践教学环节

《机械设计基础》教学的另一个重要部分是实践性教学环节,它包括实验教学和课程设计两个方面。

2.1实验教学

实验教学是学生学习《机械设计基础》课程进行工程实践的重要途径,是培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力以及启迪学生的创新思维、开拓学生创新潜能的重要手段,也是《机械设计基础》课程教学的一个重要环节,其对实现课程教学目标起着不可或缺的关键作用。

传统实验教学存在着实验目标单一性、试验方法陈旧性、实验内容缺乏系统性、综合性等不足,不利于培养学生的各种能力,因此,对》机械设计基础》课程实验教学改革可从几方面进行:一是保留传统的经典验证性实验,如《轴系结构测绘》、《减速器结构装拆实验》;二是更新和改造相对落后的实验,如渐开线齿廓范成实验改用计算机仿真试验去代替,使实验内容既形象具体又省事省力;三是新增开设综合性和设计性试验,要求学生自己设计实验,自己动手完成,不依赖于老师;四是建立开放式感性认知实验,使学生有更多的自由时间来安排学习,以期发挥学生在实验教学中的积极性和主动性,从而加强学生对机构、零件结构等工程实践知识和动手操作的能力培养。

2.2课程设计

综合考察学生掌握《机械设计基础》知识程度的重要手段是课程设计。它也是《机械设计基础》课程实践教学的最后一个教学环节。其目的是培养学生综合运用基础理论知识的能力、工程分系的能力和运用资料等基本设计能力。要完成一次课程设计要求学生对总体方案的布局到零部件结构设计一起完成使设计更加系统和完整。为鼓励学生创新,应要求学生自己设计多套方案,进行比较选择,充分发挥学生的想象力和创造性,从而为今后在生产实际中参加设计或技术改造打下良好基础。课程设计是一项既重要又繁琐的教学工作,指导老师对学生中普遍存在的不足应在设计中逐步给予讲解和补充,使学生通过课程设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。

3.结束语

总之,《机械设计基础》课程教学改革是一个系统工程,涉及到课程教学的各个环节,从各个环节入手进行教学改革,才能取得良好效果。同时,还应注意“师教之功,贵在引导”,教师的真正本领除了传授知识外,更重要还在于激发学生的学习积极兴趣,唤起学生探求知识的欲望,为学生营造一种积极主动、和谐、生动活波的学习氛围,培养他们主动参与的意识,培育他们的批判性与创造性思维能力,进而全面提高教学效率和质量。

参考文献:

[1]洪伟龙,关于技术基础课教学理论联系实际的新途径 职业教育研究 2006,(4).