机械设计基础知识点总结范文

时间:2024-01-12 17:48:02

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机械设计基础知识点总结

篇1

关键词:中职学校;机械设计基础;教学方法

“机械设计基础”是机械各专业一门重要的专业技术基础课,它的主要教学任务是使学生了解常用机构,掌握通用零件的工作原理、特点和基本知识的应用,使学生初步掌握根据具体工作条件及相关标准、规范,选用机构及零件类型,能对机构的运动、零件工作能力进行简单的校核,能够设计简单机械传动机构。本文根据“机械设计基础”课程的实践教学经验,提出几点提高教学效率的见解,以期有助于提高“机械设计基础”课程教学质量。

1.理论知识要与实际应用相结合

“机械设计基础”课程综合应用“机械制图及CAD”“公差与配合”“金属材料”“工程力学”等课程理论知识解决常用机构及通用零部件的分析和设计工作,使学生掌握常用机构及通用零部件的工作原理、类型、特点及应用,了解常用机构的基本理论和设计方法,让学生拥有机械设计能力,能独立设计简单机械及传动装置,让他们掌握系统的理论知识。由于该课程教学内容理论性强,内容抽象、知识繁杂、逻辑性差,内容枯燥、乏味,学生在学习本课程时,总是有些不力不从心,因此,教师在教学过程中要注意将理论知识与实际联系起来讲解。

2.课堂教学导入应该形象、生动、直观

一堂课中有效的教学导入不但能使学生积极地接受教师所授新知识,而且还可以控制学生的非智力因素,让学生快速将把注意力集中到学习任务上,起到事半功倍的效果。中职学生好奇心极强,做事凭兴趣,且自我约束能力差。因此,在讲授每个新的机构或零件时,教师应该要让学生对其有良好的感性认识,让学生通过有声、有色、直观的教学模型学习信息。这样能将学生的多种感官调动起来,参与教学活动中来,利用知觉规律组织教学,从而提高教学效率。

3.多媒体教学与传统教学模式有机结合

随着科技的飞速发展,教学手段越来越丰富,也越来越先进。在本课程各个教学环节中有机地运用多媒体教学,以克服传统教学模式的时间和空间限制,具有非常显著的效果。具体地讲,这门课程主要涉及常用机构与通用机械零部件,教师除了可以利用大量的实物模型进行讲授外,还应该结合学生学习情况制作多媒体课件,以此增强学生的感性认识,使教学活动变得生动、形象,教学内容更加丰富。

4.及时进行阶段总结、考核

这门课对中职学生来讲,还有一个学习特点,就是老师讲解时明白,看书一看也懂些,但就是不会应用相关知识解决实际问题。总而言之,学生对该课的学习还只是停留在表面的形式上,对课程的实质、其中的奥秘还没有真正领悟。当然,这需要从量变到质变的漫长过程。因此,教师要及时进行教学阶段总结,并分析它们之间的关系和注意事项,从而逐渐提高学生综合分析和解决问题的能力。

5.搞好系统总结与复习

课程结束后,老师要进行一次全面、系统的总结与复习,使学生对课程有较全面、深入的理解。复习时教师只需概括性地总结,没必要详细讲解,可针对学生情况编写复习材料。在复习材料中,教师应对各教学难点从不同深度进行全面、系统的总结和分析,使学生从复习资料中能一目了然地检阅自己的学习,老师再通过答疑、做示范答案等形式使问题得到及时有效的解决。这样,可以保证每位学生在复习过程中内最大限度地弥补学习的薄弱之处,收到最佳的学习效果。

“机械设计基础”课是中职学校机械类专业一门重要的技术基础课,是连接专业基础课和机械专业课的桥梁,在学生的知识结构中处于关键位置。这门课的学习为学生学习后续专业课及毕业后从事各种机械的维修和开发设计打下坚实的基础。因此,“机械设计基础”课程进行教学改革改进势在必行,提高教学质量是从事机械专业教学的每一位教师永恒的追求,也是一项长期而艰巨的任务。改良教学方法,对于该课程的教师而言任重道远,教师需要不断地探索和实践新的教学方法、不断地总结经验,才能适应当前社会对高技能人才的需求。

参考文献:

[1]陈立德.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2]朱如鹏,郭学陶.机械设计课程设计[M].北京:航空工业出版社,1995.

篇2

关键词:机械设计;教学方法;技能;创新

中图分类号:G712 文献标识码:A

《机械设计基础》是高职院校机械制造专业、机电一体化专业的专业基础课程。学习这门课程,要求学生具备《机械制图》、《工程力学》、《公差配合与尺寸测量》等先期课程的机械基础知识和力学计算原理。通过机械零件设计的基本知识、基本理论及设计方法等内容的讲授,培养学生分析和解决实际机械问题的综合能力。同时为《机械制造技术》、《数控加工与编程》等后续课程的学习提供必要的机械设计理论基础和实践技能。

《机械设计基础》是理论和实践相结合的一门课程,具有很强的工程应用价值,重点培养学生的创造性思维和设计能力。目前,高职院校的学生多数都是从高中直接进入大学,没有实际工作经验,对机械结构的了解非常有限,在学习过程中,无法将理论知识学习与生活和企业实践结合起来,因此学生在学习《机械设计基础》这门课程时困难比较大,教学效果不佳。如何上好这门课,激发学生的主观能动性和学习热情,使学生在教学过程中,既能掌握课程的基本理论知识,又能掌握一定的工程实践技能,是我们高职教师教学方法研究的重要课题。

下面就根据高职人才培养目标的要求,以提高教学质量为目的,结合本人实际教学中的一些经验,就教学内容的调整、教学方法的改进、课程设计和教学团队的建设等方面,对《机械设计基础》这门课程的教学方法进行探讨。

1调整教学内容,减少理论难度,增加技能培养

高职院校《机械设计基础》课程应注意突出工程性和实践。目前大多数高职教材在内容上追求理论知识的系统性和完整性,注重介绍机构设计理论和设计方法的研究,对现代机械理论的内容介绍较少,缺少实际机械结构的工程应用,而高职学院的学生普遍理论基础较差,工程意识薄弱,往往在老师讲解、分析机构组成和运动原理时感到茫然不知所措。因此,教师在讲课过程中,应该根据高职高专的教育培养目标,减少理论教学的难度,突出实践应用性,注重国家新标准、新技术、新内容的及时补充,适当调整教学内容。将知识进行优化组合,强调基本概念、基本理论和基本方法,减少复杂的公式推导,力求使教学内容通俗易懂,让学生容易理解和掌握,同时应注意将工程性和实践性引入教学内容,增加对学生实践技能的培养,提高学生的学习兴趣。如,在讲授平面四杆机构时,引入缝纫机脚踏板、小型农用柴油机、雷达、鹤式起重机、机械夹具、手动抽水机等工、农业生产、生活中常见的工程实例,通过分析这些机构的运动简图和观看动画视频让学生充分理解平面四杆机构的组成、类型和运动原理,在掌握理论知识的同时,让学生直观的认识四杆机构在工程中的实际应用;而在讲授曲柄摇杆机构的急回特性时,引入牛头刨床这个实例,通过刨床的结构演示和运动分解,让学生观察牛头刨床加工工件时滑枕的工作状态,知道进刀和退刀时速度快慢不同,掌握急回特性的产生及具体应用。通过这种理论知识与工程实践相结合的教学方法,不仅能使学生掌握各章节所学的知识,还能逐步培养他们的产品设计能力和创造精神,真正做到学以致用。

2设计教学方法、加强学生主体意识

2.1重视新课导入

新课导入是课堂教学的第一个环节,对教学效果有直接的影响。新课导入的精彩,能提高学生的注意力,激发学习兴趣。新课导入的具体方法,应该根据每次课的实际内容进行灵活的设计。有些延续性的知识,在新课导入时应先对上次课的内容进行复习和总结,这样不仅可以巩固知识点,也有助于本次课的承接和延续。例如,讲授平面机构自由度计算时,就需要先复习上次课的知识:什么是自由度?什么是约束?什么是运动副及运动副的分类方法?构件及运动副中移动副、转动副、高副的表示方法是怎样的?这些问题,与本次课的学习有着非常大的联系,可以提问让学生回答,对前期知识进行回顾,又顺利的引入本次课程的学习。

有些课程,可以用直观法引入,达到创造学习情景,激发学生兴趣的目的。如讲授凸轮机构时,开课先让学生观看凸轮机构的几个应用动画,如,内燃机的配气机构、自动送料机构等,吸引学生的注意力,让他们思考机构的运动原理,引出本次教学的主要内容。有些课程,还可以通过比较法引入,加强新、旧知识点的联系和对比,使知识更容易被理解和掌握。如,学习链传动时,结合前期带传动的知识,先总结出链传动相对于带传动能保持恒定的传动比、传递的功率较大、能在恶劣环境下工作等优点,然后列举一个谷物播种机的实例,让学生理解链传动在生产中的实际应用,顺利的引入新课的学习,进行链传动的运动分析和设计计算。新课的导入方法很多,老师在授课中要从提高教学效果出发,深入理解教材内容,结合生活、工、农业生产中的机械运动实例,积累素材,不断尝试、设计新颖的课程导入方法,激发学生的求知欲和创新力。

2.2采用任务驱动的教学方法

根据高职教学目标的要求,课堂教学已打破了传统的“教”与“学”的过程,要求学生积极参与到整个教学过程中。这就需要教师精心设计教学过程,激发学生的学习兴趣,引导学生独立思考,充分发挥他们的主体作用。任务驱动法就是一种很好的教学方法,教师可以根据教学中的的各章节内容,以培养学生自主能力为目标,设计出若干个典型工作任务配合理论教学。工作任务在各章节开课之初就布置给学生, 让学生分组去完成,充分发挥学生的学习主动性和创造性。学生在任务的驱动下带着问题学习,变被动学习为主动学习,既明确了学习目的,又使教师的教学内容有了侧重点。工作任务可以让学生在课后分组独立完成,让学生自己查阅资料,设计工作流程,画结构图、书写任务书。课堂上老师组织学生汇报,分组讨论,修改任务实施方案。学生最终完成的任务实施报告,作为课程考核的一项内容,按一定比例记入总成绩。任务驱动法可以让学生循序渐进的理解教学的知识点,促进学生积极参与教学,培养学生自主学习的能力。在完成工作任务的过程中,学生也会获得查阅信息、获得新知识的能力,分析问题、解决问题的能力以及交流与合作的能力。

2.3合理采用多媒体教学

机械设计基础的教学内容涉及到许多传动机构的组成、运动原理及工作过程。运用多媒体教学,结合大量的图片、动画和视频展示,可以将许多复杂的机械运动过程演示出来,使学生对抽象的机构有了直观、清晰的认识,提高了对知识的接受和掌握程度。如在讲授链传动时,通过观看滚子链的组合与分解动画,就能使学生对内链板、外链板、销轴、套筒、滚子的形状和装配组合有一个非常直观的掌握;讲授齿轮传动时,齿轮的分类、渐开线齿廓的形成、齿轮的啮合过程等知识也都比较抽象、难懂,传统教学方法需要学生有较强的空间想象能力,而通过动画演示,每个学生都能对结构和运动进行清楚、直观的理解。与传统板书的教学方法相比,多媒体教学课件图文并茂的形式能够充分活跃课堂气氛,调动学生的积极性和学习兴趣,提高教学质量。多媒体教学的效果与课件的制作好坏关系密切,因此教师要充分理解教学内容,把握高职机械设计的教学目标,制作高质量的多媒体课件服务于教学。作为一种教学手段,多媒体课件将教学内容分页展示,不利于学生对知识进行系统的掌握,因此在教学过程中要注意合理使用多媒体教学,将它与传统的板书有机的结合起来,可以在授课过程中,将本次课的知识点条理清晰的书写在黑板上,供学生学习掌握,达到良好的教学效果。

3强化课程设计的目标

课程设计是《机械设计基础》课程重要的实践教学环节,是学生应用所学知识进行具体的机械设计训练,通过课程设计能培养学生理论联系实际的综合技能。课程设计和单元项目训练不同,它不是某一部分知识的单独应用,要求学生在掌握机械设计理论知识后进行综合的技能训练,因此教师在课程设计的题目选取上要进行全面考虑,尽可能多的涵盖学过的理论知识,而且题目的难易程度要确保绝大多数学生能按时、合格的完成。为培养学生自主学习的能力,教师在选题时应该设计多个题目,同一个题目还可以设置不同参数,让学生分组设计完成。每个学生的学习基础和理解程度不同,对知识和技能的掌握程度也会有较大差异,通过课程设计,让全组学生取长补短、互相学习,提高他们学习积极性和沟通协作能力。课程设计的目的就是要让每个学生都能通过课程设计达到知识和技能的提高。

在设计之前应该组织学生进行机械结构的拆卸、安装,熟悉各部分结构、功能、和各零件之间的联接关系,建立具体的机械概念,让学生明确设计目标,避免纸上谈兵。机械设计时一定会涉及到机械结构的计算和参数选择等问题,因此要指导学生独立完成相关知识的复习、总结,指导学生查阅相关参考资料和手册,解决设计中遇到的问题。学生最终设计、绘制完成的图纸要整洁、清晰,符合机械加工的工艺要求。

4加强教学团队的建设

加强教学团队建设、构建合理的教学梯队是高职院校提升教学质量、增加社会竞争力的重要保证。《机械设计基础》课程由机械类专业的老师承担授课,专业教学团队中各成员的教学优势和专业特点各不相同,而且每个教师往往承担本专业两门以上课程的教学任务,各课程之间有一定的逻辑关系,教师间通过教学资源和教学技能的相互沟通,可以大大提高人才培养的质量。课程建设是高职院校教学改革的重点,课程教学改革和精品课程建设是提高教师教学水平的重要手段,课程团队建设应以专业建设为背景,密切合作,对课程进行规划设计,打造特色专业和精品课程,使课程真正发挥它在整个专业中的作用。高职院校应该充分发挥教学团队在教学工作中的作用和意义,鼓励教师加强教学研究和交流,改进教学内容和方法,开发各项教学资源,促进教学团队各成员的主观能动性,进行教学改革和创新。教学团队建设要突出发展过程中的传、帮、带,大力培养青年教师,加强青年教师科研能力的培养力度。学院应该给教师创造外出培训和交流的机会,加强教学研讨,通过加强科研建设和科研投资,以科研促进教学,提高教师的整体教学水平。

《机械设计基础》是高职院校机电专业一门重要的专业基础课程,教师在教学过程中,应该不断进行教学方法的探讨和改进,使学生掌握理论知识和设计要点的同时,培养专业设计能力,真正做到理论知识和生产实践相结合,提高学生的综合技能和创新意识。

参考文献

[1] 刘小兰. 基于任务驱动的《机械工程基础》课程改革探索[J]. 科技资讯,2012(02).

[2] 付东军,潘有成.浅谈《机械设计基础》讲授技巧[J].科技致富向导,2011(20).

[3] 赵明侠. 高职《机械设计基础》课程设计对学生创新能力的培养[J].装备制造技术,2011(09).

篇3

关键词: 高职《机械设计基础》 教学方法 教学质量

《机械设计基础》涵盖很多方面知识,例如机械零件、材料力学等,涉及较广泛的领域知识,具有较强的理论性,但是学生对诸多理论与知识较为生疏,这就造成学生的学习积极性与兴趣较为低下,从而为教学工作带来一定的困难[1]。本文根据《机械设计基础》课程的具体教学情况,提出几点提高教学质量的建议,以期有助于《机械设计基础》课程教学工作的顺利开展。

一、帮助学生建立总体的知识框架

在几年的《机械设计基础》教学实践中,笔者深有感触,该课程由于理论性过强,实践性缺乏,学生缺乏相应的感性认识,难以建立整体的知识框架,以及将各章节的知识点有机地结合起来,给教学带来很大困难。鉴于此,教师在讲解本课程每一章节前,首先应让学生对要讲到的知识结构体系有系统的总体认识,强调每一章节之间的联系及其应用,以及本课程在教学内容方面应着重讲哪些基本知识、基本理论和方法;其次,应在实践能力方面对学生提出设计构思和设计技能的总体要求等,使学生从整体上把握好本课程的特点,使学生对本课程有一个总体的认识,从而建立一个总体的知识框架。

二、充分利用多种教学手段

必须充分利用有利于增强教学效果的多种教学手段。在教学实践中,充分利用实物、模型,增强学生的感性认识;通过多媒体课件教学使学生对各种机构的工作原理及在各种机械中的实际应用有深入的了解,提高学生的工程意识,激发学生的学习兴趣[2]。可以引入教学课件展示各类机构的运动过程,呈现不易观察的零件内部结构与动态特征,演示实际加工机床的运动与加工过程等,使学生的视觉活动和听觉活动有机结合,变枯燥的结构内容为形象生动的内容,增进学生的感性认识,启发和引导学生积极思维,增强教学效果。使用挂图、投影仪等则可省去部分在黑板上画图的时间。

三、处理好教师与学生的角色

学生是信息加工的主体,是知识的主动建构者;教师是学生的帮助者、促进者和指导者。对高职教学而言,学是矛盾的主要方面,教是矛盾的次要方面。因此,教师应注意在“学”字上多做文章。该课程某些内容是对现实的抽象概括,某些则是现实相关内容的直接描述。在教学中,教师对直接描述实践的内容可采取现场教学、模型演示、光盘观摩、动画模拟、课后作业、操作性实验等多种形式,提出问题让学生自己探究解决。在学生解决问题的过程中,教师予以启发和引导,这样就在不知不觉中实现了师生间的互动。在活动中,可将学生分成几个小组,让各小组成员共同完成某项任务,并进行小组团体考核,从而加强学生的团体协作能力、相互学习能力和探究能力的培养。

四、注重学生对教师教学的反馈

教学的目的是让学生获得知识和能力。对教师教学效果的评价,学生最有发言权。学生是教学活动的主体,教师要关注学生的教学评价[31。《机械设计基础》课程教学存在一定的难度。由于其理论性和抽象性比较强,一部分学生可能在学习过程中存在这样或那样的问题,为了使自己的教学有的放矢,教师必须注重学生的反馈信息。教师应加强与学生的沟通,采取多种形式了解学生。针对学生学习中存在的问题,不断改进自己的教学方法,使自己的教学适应学生,适应课程,进而更好地达到教学目的。

五、采用先进的教学手段

在高职《机械设计基础》的教学中,利用计算机辅助教学可极大地增强教学效果。一方面,电子课件的使用,极大节约了课堂板书时间,使教师将精力放在透彻的讲解上。另一方面,多媒体的运用,使原本教师难以讲清的一些动态问题变得直观易懂。在教学上,更应注意多媒体的制作与开发,而不仅仅局限于电子教案的准备。

六、加强实践教学活动

《机械设计基础》课程是一门实践性很强的专业基础课,加强学生的实践教学,可以使学生的认识得到增强,从知识型到思考型再上升为创新型。应多让学生进入实验室开阔视野,通过实验和实践,使原来抽象的理论鲜活起来,从而激发学生的学习兴趣和创造力。另外,开设新的实训组合有利于使学生掌握机械工程领域常用的实战手段和方法,培养他们的分析与综合能力及运用现代技术手段解决工程实际问题的能力。

总而言之,通过最近几年对《机械设计基础》课程的教学的积极探索,已经取得了良好的教学效果。但是这还远远不够。为了更好地满足新时期高等职业教育培养科技实用人才的要求,《机械设计基础》教学应与生产实践、技术推广、社会服务紧密结合,更好地面向社会、面向市场,适应企业需求和岗位需要,与生产实践紧密结合。与此同时,教师还应该在教学实践中不断地创新、总结及完善,从而提高高职《机械设计基础》课程的教学质量,为社会培养出更多机械人才。

参考文献:

[1]李盛林,王宏平,魏敏.机械设计基础实验教学改革的探讨[J].实验技术与管理,2012,22(7):100-102.

篇4

课程群优化实践能力 民办高校由现代工程图学、机械原理、机械设计、机械设计基础、互换性与技术测量等系列课程构成的机械类主干技术基础课程群,对培养具有本科层次的应用型人才,构建具有民办高校自身特色的人才培养模式起着关键作用。学生在这些课程中所掌握的知识、所培养的能力和素质将为日后从事机械工程领域的设计、制造、研究和开发奠定重要的基础。

一、传统的机械基础课存在的问题

传统的机械基础课程教学模式中各门课程的教学内容相对独立,强调自身的科学体系、完整性,缺乏与相关课程的总体联系与配合,在教学思想上重视理论知识传授,轻视应用能力和创新能力的培养,使传授知识和能力培养相脱节。

1.传统的机械基础课程自成体系。传统的教学体系将完成一项完整工作任务所需用到的知识和技能按学科分为不同的课程,再按课程进行理论和实践教学,缺乏一条主线将各门课程的知识和技能联系起来,学生在各门课程自成体系和分阶段的学习过程中却很难将这些相关课程的知识联系起来,综合应用这些知识和技能来解决实际工作问题困难。

2.部分课程内容不适应发展的需要。各课程的教学内容一般都存在知识陈旧的部分,有些内容很少反映现代科技水平,有些内容在相关课程间重复,是多年来一直存在的问题,各课程的教学内容的顺序衔接都不同程度的存在不利于学生能力培养的问题,需要进行适当调整。

3.实验及工程实践性环节薄弱,综合应用能力、创新能力和工程实践能力差。现有的实验主要为验证性实验,缺少综合性和设计性实验,实践课内容缺乏创造性和工程实践性,不利于学生能力的培养。

学生参加“辽宁省大学生机械创新设计大赛”和“辽宁省大学生工程训练综合能力竞赛”,取得了不错成绩。但学生在参赛过程中表现出的课程知识综合应用能力、创新能力和工程实践能力,使指导教师很不满意。

4.缺乏学习兴趣。学生在这些专业基础课程学习的时候经常反映课程内容多,难理解,上课听不进去,只能死记硬背,学生学习缺乏兴趣。

二、机械基础课程群的优化

课程体系与教学内容改革是人才培养模式改革的主要落脚点,也是教学改革的重点和难点。课题组成员在总结多年教学经验的基础上,反复讨论最后形成如图1所示的机械基础课程群优化方案。

1.根据课程定位,整合课程内容。把课程置身于大学科的范围内,按培养目标及课程在大学科体系内的定位,来确定教学内容的取舍和学生应掌握程度。

现代工程图学教学内容上进一步削减画法几何内容,只保留后续课程必须的点、线、面部分,画法几何培养空间概念的方法可由三维软件等代替。对于尺寸公差、粗糙度、形位公差等内容的详细讲解以互换性与技术测量为主,降低现代工程图学课程对该部分内容的讲解。将应用绘图软件绘制工程图样及进行三维造型设计的能力作为课程的一个重点。拓宽了原来工程图学课程的范围。

机械原理是产品设计的灵魂,是通向产品的桥梁,教学中将大部分内容由图解法改为解析法,删减了机械原理中分析部分的学时。

加强了互换性与技术测量课程与其他课程的联系。在课堂举例、习题作业中,尽量用制图课和机械设计课程中学过的或将要学到的例子。

机械设计教学加强结构设计的内容,是强化工程意识、提高设计能力的重要措施,加强系统设计的观念,从只着重典型通用零、部件设计为主的格局向适度兼顾机械系统综合设计的方向发展。

2.创新能力和工程实践能力的培养。加强理论教学与实践教学的有机结合,按照“认识——理解——实践——创造”的规律及理论与实践相结合的原则来设置课程和环节。为满足不同学生的需求,拟开设机械创新大赛方面的选修课,并组织学生参加创新大赛,以提高学生的创新能力和工程实践能力。将机械设计的实践教学分为三个模块:即实验教学、课程设计及工程综合实践三个方面,用以增强学生的实践能力。并通过参加机械创新设计大赛、全国信息技术大赛和工程训练技能竞赛来检验和提高学生的综合能力。

3.将课程内容与CAXC考试认证相结合。教育部认证是国内最权威的教育方面的认证体系,得到了社会和企业的广泛认可。全国计算机辅助技术(CAXC)认证紧跟国际先进技术和高端企业的需求设立课程和培训。我们将课程内容与培训内容有机结合:开设相应的选修课,并在《制图实践》和《机械设计课程设计》中增加计算机绘图和三维建模的内容。

三、总结

我院是刚刚由独立学院转设为独立设置的省属本科普通高等学校,虽然招生分数较以往有较大提高,但仍属二本末端。随着生源减少和不断扩招的影响,学生整体素质提升有限。仍然有基础相对薄弱、自卑感强、表现欲强的特点。我们通过机械基础课程群的优化,削减陈旧知识,避免重复,尽量克服其基础相对薄弱、自卑感强的缺点;利用各种大赛和考证调动学生表现欲强的特点。

机械基础课程群优化有利于建立适合民办高校培养模式的专业教学体系,解决原各门课程自成体系、对象单一与知识零碎割裂,不能有机联系和综合应用的弊端。有利于学生对专业基础课的系统学习和相应创新能力和实践能力的提高;有利于提升民办高校整体办学水平和社会竞争力;有利于将课程经典内容与CAD、CAM、CAE等现代化设计和制造手段融合。初步解决课程内容枯燥,学生学习兴趣不高的问题。

参考文献:

[1]许致华.构建适应民航需求的机械基础课程教学体系的设想[J].南京航空航天大学学报,2003,(9).

篇5

高校教学原则的内涵是根据教育规律和一定社会的教育目的,在总结教师先进教学经验的基础上,结合高校的特点而制定的,是高等学校教学工作必须遵循的基本要求,包括科学性与思想性相结合、理论联系实际、统一要求与因材施教相结合、知识传授与能力培养相统一、教学与科研相结合、系统性与循序渐进相结合、专业性与综合性相结合原则等诸多方面。

《机械设计基础》是机械类及近机类专业的一门主要技术基础课程,对学生学习专业课程起着重要作用。它的主要任务是使学生掌握各种常用机构及通用零件的工作原理、特点和应用的基本知识,使学生初步学会根据具体条件及与本课程有关的标准、规范,选用机构及零件类型,并能对机构的运动、零件工作能力进行简单的校核,从而具有设计简单机械传动装置的能力。该课程的综合性和实践性都很强,它要求学生不仅要掌握扎实的基础理论知识,更重要的是理解那些从工程实践中得来的知识经验,还要具备将所学知识应用到工程实践中去的能力。在当前《机械设计基础》教学过程中,存在一些问题,比如教学方法不被重视,教学方法改革难以突破;传授知识的教学方法多,忽视发展学生智力的教学方法;运用单一的讲授法多,而运用多种有利于大学生独立学习的方法少;在课堂讲授中,灌注式多,启发式少,讨论式少,学生参与度低;注重集体教学方式,忽视个别教学方式,不能很好的进行因材施教;不能将现代化教学手段与教学方法改革有机结合等现象。

随着教学思想和理念的变化,社会对人才培养质量要求越来越高,现代科技迅速发展,教学时间和内容矛盾越来越尖锐,这就要求我们提高效率,改变低效率的陈旧落后的教学方法;进一步转变教学思想和教学观念,坚持主体式、互动式、启发式教学思想,以学生为本,重视调动学生的学习积极性,重视培养学生的创新精神和探索、研究能力;同时,教学技术的发展及其广泛运用,学生获取知识技能的途径增加,促使教学方法与之适应,科学技术手段的发展,对教学方法的改革提出了新的要求。比如废止注入式或填鸭式教学方法,提倡灵活采用启发式、讨论式、探索式、研究式等教学方法;实行师生互动,课内外结合,集中教学和个别化教学结合,理论教学方法改革与实践教学方法改革相结合,充分发挥各种教学方法的整体功能,根据不同的教学内容和目标来选择与使用不同的教学方法,注意发挥多种教学方法所构成的方法体系的综合整体功能;把教学方法与学习方法统一起来,教师在选择和设计教法时,不能脱离学生的实际,应加强学习方法的研究,把教法建立在学法的基础上,将教法与学法进行统一设计和安排,使学生获得与教法相适应的学习方法等。在《机械设计基础》课程的教学过程中,笔者认为可以从教学对象、教学思路、教学内容、教学方法等方面贯彻高校教学原则。

教学对象。根据专业设置和本、专科、高职的不同层次的现况,按不同专业、不同层次实施教学,注重课程的教材建设,分别制定相应的教学大纲,编写和选用不同的教材。

教学思路。任何一门知识都具有系统性,《机械设计基础》亦如此。确定教学思路尤为重要,因此课堂教学应围绕一定的主线展开,这样学生在学习时能对所学内容有一个整体认识,不会产生杂乱的感觉,有助于学生对知识的灵活应用。

《机械设计基础》上半部分主要介绍了三大类常用机构:平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构,其中各类机构又可划分为很多种类。由于种类众多,容易使学生感到内容繁杂。为了使学生从总体上把握各类常用机构,在讲解时以常见的往复式四冲程内燃机作为这一部分的教学背景或主线。使学生在学习某种常用机构时,联想到其它常用机构,并进一步引导学生主动分析各种常用机构的异同点。

往复式四冲程内燃机利用平面连杆机构变换运动形式(移动形式与转动形式之间的变换),实现可燃气体的进气、压缩及排放;利用齿轮机构变换运动速度;利用凸轮机构变换运动形式(将转动形式变换为移动形式),实现进气阀与排气阀的开关;最后通过飞轮实现输出转速波动的调节。内燃机工作过程所涉及的内容包含了《机械设计基础》上半部分需要讲授的所有主要内容。应该在第一章中给学生较详细地介绍内燃机的工作原理,并在以后各章的教学中加以利用。如在讲解曲柄滑块机构时,讲到该机构有两种类型,即对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构。然后提问:在内燃机中的曲柄滑块机构究竟采用哪种类型?接下来讲解这两种类型的区别,即对心曲柄滑块机构没有急回运动,而偏置曲柄滑块机构存在急回运动。然后解释内燃机的输出要求尽可能匀速输出,故选用对心曲柄滑块机构。这样以实际工程机械为例讲解对心曲柄滑块机构及偏置曲柄滑块机构的特点,能使学生印象深刻。这样学生在学习时能有一个清晰的工程应用背景。在同一个实际工程机械中,对比讲解不同机构的工作特点,使学生既对所学各种常用机构有一个整体认识,也加深了对机构间异同点的认识。为以后针对不同应用场合进行机构选型、机构综合和机械设计打下基础。

《机械设计基础》下半部分是关于通用零部件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。通用零部件种类较多,如有螺纹联接、键联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器等,学生对这部分内容普遍感到“繁杂”。在介绍这部分内容时可考虑与对应的课程设计内容相联系,如与带式输送传动装置(减速器)的设计相联系。众所周知,课程设计是高等工科院校相关专业学生运用所学相关理论知识解决工程实际问题的第一次较全面的设计训练,是机械设计课程的一个重要教学环节。因此在《机械设计基础》下半部分教学中以工程设计为目标,以减速器为主线。使学生在学习各种通用零部件时能够密切联系实际,同时能从全局高度理解各零部件间的关系。如齿轮传动设计,通常已知传动方案、转速比、传递功率及输入轴转速。在讲解时告诉学生,传动方案是根据使用情况及各种传动方式的特点首先确定的。传动方案可以包括齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动或它们的组合。而在齿轮传动部分,转速比的选择一方面与齿轮传动类型、齿轮精度、方式有关,另外也与整个系统各部分传动比的分配有关。传动比的不同分配,决定了齿轮所受到的力的大小和齿轮的尺寸,同时对齿轮所在主轴的结构尺寸和滚动轴承的选择产生影响。

因此齿轮传动设计不是孤立的,它对整个系统各零部件的设计都有影响,设计时应综合考虑。这样将齿轮设计放在一个大系统进行讲解,有助于学生理解已知条件和设计结果间的关系,当已知条件变化时,也能根据具体情况进行设计,而不是机械地模仿。

教学内容。由于《机械设计基础》所介绍的常用机构及通用零部件众多,为了不使学生感到“繁杂”,合理安排各章顺序是很重要的。一般可按书上所编章节的顺序讲,也可根据讲授内容予以调整。“轴”在课程中是很重要的一章,轴的设计涉及到轴上的所有零部件。如联轴器为标准零部件,在选择时,其轴孔直径影响到轴的最小直径;齿轮的尺寸影响到齿轮所在位置处转子的直径;在进行轴的结构设计时,轴上传动零部件的受力情况,影响到滚动轴承或滑动轴承型式的选择,进而影响支承所在位置处轴的直径及轴的结构。因此在讲授时,将“轴”的内容安排在最后讲。先介绍各种联接、传动及支承零部件的工作原理及其设计,然后通过介绍“轴”的设计,将各种联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、滚动轴承及滑动轴承等零部件综合在一起。这样做容易使学生感到系统性强、条理清晰。教材中的内容需要教师的分析和挖掘,从各个方面对问题进行深入揭示和细致分析,才能使学生深刻理解,灵活应用。

教学内容中注重创新思维培养。“设计”从某种意义上讲就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计,只有创新设计才有可能超越过去,创造未来。只有创新才能在激烈的市场竞争中占有一席之地,才有可能超越对手。《机械设计基础》是培养学生从方案设计、机构分析、机构设计,直到机械零部件设计的一门设计性很强的技术基础课,它对学生专业课的学习及今后工作关系重大。在教学内容中自始至终都应注意培养学生的创新设计能力。机械原理部分增加“机构创新设计法导论”章节,着重讲授机构选型及机构创新设计的基础知识。重点培养学生创造性思维的意识及能力,重点讲授机构创造演化的基本方法,以及组合机构形成的基本方法和组合机构的类型等。这些内容都有利于学生创新设计能力的提高。同时在教学各个环节中始终鼓励学生热心于发明制作,要求学生在课程设计中不断有所创新,同时结合课程学习阶段不定期举办创新设计大赛。

教学方法。将现代设计方法引入课程教学内容,并注重应用与实践在教学内容上,正确处理好传统内容与现代设计理论知识的关系。

根据国家教委有关“《机械原理》、《机械设计》课程教学改革指南”精神,《机械原理》课堂教学淡化原来简化的、近似的计算法及图解法,强化了精确的解析法及机构创新设计方案设计、多自由度机构、优化设计等内容,为学生计算机编程打下良好基础,扩大了学生的知识面。在传授机械原理知识时,适当加入一些电和控制的知识。在《机械设计》课堂教学中逐步引入现代设计方法及理论,如创新设计、计算机辅助设计等内容,以及与本课程有关的新结构、新材料、新技术,从而扩大学生的知识面。

在课程教学中尤其是课程设计教学等环节中,注重对学生现代设计方法应用能力的培养与实践。教学中除引入现代设计方法及理论知识外,还适当介绍当今先进的设计分析软件,如Workingmodel,Ansys等;并在作业、课程设计中加强学生计算机辅助设计的训练及相关软件的应用。课程中每次安排学生上机时数为10~15小时,通过电算编程,既加深了学生对教学内容的理解,又在计算机应用方面得到了锻炼。在大作业和课程设计中,起逐步实行了计算机辅助设计,收到了较好的效果。当然受到机房条件的限制,计算机辅助设计还没有完全实现,希望在以后加大这方面的工作。

改革课程教学手段——多媒体教学在教学手段上,积极开展多媒体教学及多媒体教学软件的开发。

《机械设计基础》课程是实践性较强的课程,由于学生的工程实践知识薄弱,在教学中加强学生的感性知识显得相当重要,为此应利用多媒体课件用于教学,在此基础上利用VC、VB、Authorware、AutoCAD、3DSMAX、Powerpoint等软件工具自制开发了该课程的教学软件,分别用于课堂教学、实验教学、课程设计等环节中。既充分发挥教师自主建设课程的作用,又能把课程中重点、难点以及讲起来吃力听起来困难的地方表现得形象生动。

创新思维能力的培养随着知识经济时代的到来,把培养有创新能力的新一代工程技术人才摆到非常重要的战略高度。

篇6

一、教师应从培养合格劳动者的目标出发,选取合适的教学内容进行教学

按照这一思路,我们可以对教学内容进行适当调整。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型,建立机械运动简图应该是机械设计的基础,因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机械传动和零件设计部分,应减少计算公式推导过程的介绍,增加零件细部结构的设计介绍和一些设计参数选取原则的介绍,并加强对机械运行的介绍,比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。可增加一些本专业最新动态的介绍,多向学生介绍一些机械的新发展、新思路,以开阔学生的眼界。在过去的教学中,通常只重视设计计算,认为只要会计算就达到要求了,而轻视了结构设计以及与工程实际技术问题紧密结合的部分,使教学与实际脱节。如轴承这一节:轴承装置设计这部分内容在教学中往往不作为重点,而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此,可以把这章内容进行重新整合,把轴承装置设计这部分内容作为重点,要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上,再举一些工程实例,如ca614oa车床主轴支撑的例子,通过这个实例,使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合,使学生既学会了轴承的基本知识,又掌握了轴承的应用技术,同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。

二、提高学习兴趣,增强教学效果

现在职业学校面临的问题是:学生基础知识差,不少人对学习失去了兴趣。但是我们也应该看到这样一个事实:这些学生思想活跃,求新求奇思想重,对周围世界十分敏感好奇,他们喜欢观察事物,凡是觉得新鲜的就想了解,凡是自己喜欢的就会去做。因此我认为,要想让学生能够主动学习,就要使其对专业感兴趣、对课程感兴趣甚至对任课教师感兴趣,而这些兴趣的培养可以通过教学过程中实施趣味教学来实现。

因为职业学校学生文化基础较差,虽然学校所开设的课程已相对简化,但由于学生理论水平比较薄弱,《工程力学》和《机械制图》学得不够扎实,加上缺乏基本的机械常识,所以在机械基础的学习过程中,想象不出一些零件的结构,受力情况分析不透。因此教学中应首先降低难度,让学生有学习本课程的兴趣。

若照本宣科,不进行教学信息的双向交流,必然会学之无味、学之困难。为唤起并始终保持学生的学习兴趣,创造和谐的学习气氛,可根据学生活跃好动的特点,在教学中采用趣味教学法,创设情境,启迪思维,引导学生积极主动地参与教学。要做到这些,教师必须思路清晰,善于归纳和表达,能够把复杂的内容转化为纲目了然、脉络分明、易于理解和掌握的知识。《机械基础》对于刚刚初中毕业的职校生来说,无疑是有较大难度的课程,容易出现两种极端:程度高一点的学生为了取得好成绩便“死记硬背”;程度低一点的学生,一旦无法战胜困难,就会放弃学习以致产生厌学情绪。针对这些情况,我认为教学中关键要上好第一节课。俗话说“兴趣是最好的老师”,如果能让学生对本门功课产生浓厚的兴趣,可以讲在本课程的教学任务中已完成了40%。这就要求教师具有渊博的知识良好的口才,能引导学生在有趣的谈吐中学到有用的知识,与学生进行有效的交流。

三、重视理论联系实际,提高教学效果

《机械基础》是各个工种的专业基础课,与各工种专业课联系紧密。作为机械专业的教师,应当不仅具有机械方面的理论知识,而且对于在生产中使用的各种加工方法,机床及设备的有关知识,也要有一定程度的掌握和了解、也就是说我们应努力成为“双师型”教师。只有这样,才能在教学中熟练地将理论与实践结合,上课时才能得心应手。

例如在举例讲解时应尽可能使用见过或使用过的设备,如讲解四杆机构,可以结合家用缝纫机的踏板机构。如果有可能的话,理论课教师应主动与实习老师联系,组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学。现场教学前事先布置一些思考题,让学生带着问题一边参观一边讨论。在参观实习中,教师可以对学生提出的问题进行有针对性的讲解,告诉学生这台设备采用了哪些机构、某个零件采用了什么机构,把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来,使学生具体地领会各种机构在机器中的应用。这样,学生上课时就有了一定的感性认识,就不会觉得抽象,就会产生学习兴趣。我们再因势利导,使学生的感性认识上升为理论,教学效果就会大大提高。

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一、教师应从培养合格劳动者的目标出发,选取合适的教学内容进行教学

按照这一思路,我们可以对教学内容进行适当调整。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型,建立机械运动简图应该是机械设计的基础,因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对于机械传动和零件设计部分,应减少计算公式推导过程的介绍,增加零件细部结构的设计介绍和一些设计参数选取原则的介绍,并加强对机械运行的介绍,比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等。可增加一些本专业最新动态的介绍,多向学生介绍一些机械的新发展、新思路,以开阔学生的眼界。在过去的教学中,通常只重视设计计算,认为只要会计算就达到要求了,而轻视了结构设计以及与工程实际技术问题紧密结合的部分,使教学与实际脱节。如轴承这一节:轴承装置设计这部分内容在教学中往往不作为重点,而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此,可以把这章内容进行重新整合,把轴承装置设计这部分内容作为重点,要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、润滑、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上,再举一些工程实例,如CA614OA车床主轴支撑的例子,通过这个实例,使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合,使学生既学会了轴承的基本知识,又掌握了轴承的应用技术,同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。

二、提高学习兴趣,增强教学效果

现在职业学校面临的问题是:学生基础知识差,不少人对学习失去了兴趣。但是我们也应该看到这样一个事实:这些学生思想活跃,求新求奇思想重,对周围世界十分敏感好奇,他们喜欢观察事物,凡是觉得新鲜的就想了解,凡是自己喜欢的就会去做。因此我认为,要想让学生能够主动学习,就要使其对专业感兴趣、对课程感兴趣甚至对任课教师感兴趣,而这些兴趣的培养可以通过教学过程中实施趣味教学来实现。

因为职业学校学生文化基础较差,虽然学校所开设的课程已相对简化,但由于学生理论水平比较薄弱,《工程力学》和《机械制图》学得不够扎实,加上缺乏基本的机械常识,所以在机械基础的学习过程中,想象不出一些零件的结构,受力情况分析不透。因此教学中应首先降低难度,让学生有学习本课程的兴趣。 若照本宣科,不进行教学信息的双向交流,必然会学之无味、学之困难。为唤起并始终保持学生的学习兴趣,创造和谐的学习气氛,可根据学生活跃好动的特点,在教学中采用趣味教学法,创设情境,启迪思维,引导学生积极主动地参与教学。要做到这些,教师必须思路清晰,善于归纳和表达,能够把复杂的内容转化为纲目了然、脉络分明、易于理解和掌握的知识。《机械基础》对于刚刚初中毕业的职校生来说,无疑是有较大难度的课程,容易出现两种极端:程度高一点的学生为了取得好成绩便“死记硬背”;程度低一点的学生,一旦无法战胜困难,就会放弃学习以致产生厌学情绪。针对这些情况,我认为教学中关键要上好第一节课。俗话说“兴趣是最好的老师”,如果能让学生对本门功课产生浓厚的兴趣,可以讲在本课程的教学任务中已完成了40%。这就要求教师具有渊博的知识良好的口才,能引导学生在有趣的谈吐中学到有用的知识,与学生进行有效的交流。

三、重视理论联系实际,提高教学效果

《机械基础》是各个工种的专业基础课,与各工种专业课联系紧密。作为机械专业的教师,应当不仅具有机械方面的理论知识,而且对于在生产中使用的各种加工方法,机床及设备的有关知识,也要有一定程度的掌握和了解、也就是说我们应努力成为“双师型”教师。只有这样,才能在教学中熟练地将理论与实践结合,上课时才能得心应手。

例如在举例讲解时应尽可能使用见过或使用过的设备,如讲解四杆机构,可以结合家用缝纫机的踏板机构。如果有可能的话,理论课教师应主动与实习老师联系,组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学。现场教学前事先布置一些思考题,让学生带着问题一边参观一边讨论。在参观实习中,教师可以对学生提出的问题进行有针对性的讲解,告诉学生这台设备采用了哪些机构、某个零件采用了什么机构,把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来,使学生具体地领会各种机构在机器中的应用。这样,学生上课时就有了一定的感性认识,就不会觉得抽象,就会产生学习兴趣。我们再因势利导,使学生的感性认识上升为理论,教学效果就会大大提高。

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关键词: 机械设计基础 学时 课程设置 教学改革

随着近代机械工程学科的不断发展,相关的计算机技术、摩擦、及机械传动等分支学科迅速发展,深化了“机械设计基础”课程的内容。它着重培养学生掌握机构的基本分析方法、选择常见机构类型及一般工作条件下常用零部件的能力。通过该课程学习,学生应能分析一般机械的结构,了解其工作原理,具有通用机械零件的设计能力。随着现代社会的发展,迫切需要各种领域的机械设计人才,因而不同专业的设置应运而生[1]。

近年来,西华大学(以下简称“我校”)开设了机电工程、包装工程、工业设计、生物工程、建筑环境与能源应用工程等专业的“机械设计基础”课程,这些专业的学生在其他课程的课程设计、毕业设计乃至到工作岗位后,都会经常接触到各种类型的通用和专用机械,应该具备一定的机械基础知识。因此,“机械设计基础”是工科机械类及机械类专业的一门重要专业基础课。

为了提高教学质量和教学效率,激发学生学习热情和兴趣,在教学过程中我们积极进行教改和探索,特别是在理论教学内容方面做了改革。在适应不同专业设置过程中,“机械设计基础”教学大纲做了相应修改,课程学时也做了相应变动。理论课程学时包括64,56,48学时,下面就我校目前不同学时对应的“机械设计基础”理论教学内容做解析。

1.课时64学时的内容设置

“机械设计基础”上半部分主要讲述各类常用机构的设计和应用,即机械原理部分;下半部分主要讲授通用零件(连接零件-螺纹、键等;传动零件-带、链、齿轮等;轴系零件-轴、轴承等)的设计计算,即机械设计部分[2]。这两部分内容各有特点又相互联系,充分体现了课程内容体系的系统和完整。通过原理部分的学习,学生应掌握机器的工作原理,通过运动分析获得杆长等长度尺寸;通过设计部分的学习,学生应掌握通过计算准则获得零件的主要尺寸,并通过结构设计得以确定零件的其他尺寸,完成设计工作[3]。

课时64学时设置用于机电工程、包装工程、工业设计及机电卓越工程师实验班四年制本科教学[4]。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展,社会对人才的需求产生了很大变化,更强调实践能力和创新能力的培养。面向这些专业学生的培养计划及基于这些专业的学生未来大多数将在第一线从事机械设计、制造、维护等工作,在教学过程中不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力,而且要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。因此要求学生掌握机械运动的基本原理,机械系统及零件设计的一般步骤,为以后机电系统、包装机械等的设计打下必要的理论基础。

由于这部分学生基础知识较为扎实,前续已经完成《工程制图》、《工程力学B》、《热工基础》等课程学习,后续还将进行《智能仪器设计》、《机械CAD/CAM》、《机电一体化系统设计》等课程学习。为适应这一教学要求,在理论教学内容上,加强了对机械相关概念的讲解,对机械的现代设计思想和方法做了较多评述,以使学生了解现代机械设计的发展现状和趋势。由于这些专业的学生在课程设计、毕业设计中可能会应用到机构运动分析、联轴器的选择、滑动轴承的设计这些方面的内容,在理论教学中,平面机构运动分析的图解法、联轴器的类型和选择方法、滑动轴承的结构形式及设计计算这些知识点应加以设置。在讲授过程中,对关键公式进行推导,使学生了解其由来,加深了解。如V带传动中由于楔形增压原理使当量摩擦系数大于平带传动的摩擦系数;对教学知识点进行拓展,如宽V带主要用于调速的原理加以阐述,使学生明白带传动可以用于机械无级调速中,从而开拓其创新思维。

2.课时56学时的内容设置

课时56学时设置用于生物工程四年制本科教学,该专业的学生应该具备灌装、装卸等机械知识,通过“机械设计基础”课程的学习,加强基础课与专业课之间的联系,使学生能够领会各种机构在机器中的应用。

为适应这一目的教学要求,在理论教学内容上,主要讲解常见机构的选型、通用零件的设计计算,让学生对所学知识消化透彻,了解一般机械的设计过程。由于课时较少,课程内容减掉机构运动分析的相对运动图解法,联轴器的选择,以及滑动轴承动压设计。讲授时除了要结合工程实例,还需结合日常生活中的一些现象,适当设疑,让学生课余时间回味与思考。

3.课时48学时的内容设置

课时48学时设置用于建筑环境及能源应用工程四年制本科教学,该专业要求学生具备建筑设备系统设计、调试和运行管理等方面的基本知识和技能,学生毕业后可从事室内环境设备系统和建筑公共设施的设计、安装调试、运行保障等方面的技术工作[2]。

由于该专业的学生对机械方面知识接触较少,对课程中涉及的各种机构、结构难以理解,同时理论课时设置少,为达到教学目的和效果,在教学内容中注意重点和难点内容。相对56学时教学内容,取消了该专业设备上出现很少的轮系教学内容,适当精简齿轮传动、带传动、链传动的部分讲述内容,如对常见的标准直齿圆柱齿轮进行重点讲述,而对斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的强度计算进行删减。

随着社会和现代科学技术日新月异的发展,当代社会需要不同层次的工程技术人才,“机械设计基础”教学内容必须突破传统的教学理念,加强课程建设,不断改进教学内容,并结合适当的教学方法和手段,不断提高“机械设计基础”教学质量以适应现代工程教育的要求,为学生后续专业课程学习打好基础,使学生到具体工作岗位后能够更快更好地解决实际的工程设计问题。

参考文献:

[1]陆萍,宋可总,栾莹,孟剑锋.机械设计基础课程教学改革研究与实践[J].高等理科教育,2006,1:49-51.

[2]秦小屿,朱维兵.机械设计基础[M].成都:西南交通大学出版社,2012.

[3]蒲良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2006.

[4]李延斌,高有华,田方,姜彤.面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J].实验技术与管理,2012,9(4):231-233.

篇9

 

从上个世纪60年代起,我国的工业与军用电子装备开始从仿制走向自行研制,经历了40多年的发展历程,积累了丰富的经验,目前已在电子装备的设计与制造上走向世界的先进水平,与此同时也深刻认识到结构与工艺对电子装备的性能有着重要的影响,电子装备中电气设计、结构设计及制造工艺是密不可分的,并趋向融为一体设计。电子机械是研究电子与信息系统中的机械与结构问题的一门机电光相结合的边缘学科,它通过研究机械、电磁、热之间的耦合关系,把电子设备的原理设计转化为机械和结构的设计,提高其在机械、电磁、热环境中的可靠性,以保证其电气性能指标。与一般机械专业相比,电子机械的研究有其自身的特点:在目的上,电子机械在于捉高电子装备系统的电气性能,而常规机械则是为了提高其机械性能。在实现手段上,前者主要通过改变、优选机械结构参数与工艺来实现,而后者则主要通过电子信息、光电子信息来实现。在机电一体化的载体方面,前者是电子系统,后者为机械结构系统。从对系统的重要程度看,机电一体化对电子装备而言不但重要而且是其生命之所在。现代国防武器装备对军用电子装备提出了越来越高的要求,突出表现为高频段、高增益,快响应、高指向精度,高密度、小型化。为适应上述发展趋势和要求,在电子信息行业,亟须培养具备电子机械专门知识,从事电子机械的工程应用型人才和研究人才。

 

二、电子机械人才知识结构体系和课程结构体系

 

如何有效地培养出适应电子信息领域需求的高层次电子机械人才,或者说,如何科学合理地建立起电子机械人才培养模式和课程结构体系,是我们从创办这一专业开始就一直探讨的问题。一个真正合格的电子机械人才必须把机械知识和电子技术、计算机技术以及信息技术等知识有机地融合在一起,全面、综合地设计电子设备。在制定教学计划和建立课程体系时,从构建学生知识结构的角度,按模块化分课程体系更容易建立知识结构与课程体系的对应关系。将电子机械方向人才培养的知识结构,划分为基础知识模块、专业基础知识模块和专知识模块。基础知识模块分为工程基础知识、机械基础知识、电子及信息基础知识、机电控制基础知识和工程测量基础知识5个子模块,重点是保证学生具有扎实的数理基础、良好的外语能力和熟练的计算机应用能力。专业基础知识模块主要是掌握机械设计及其自动化专业的通识知识,包括机电一体化知识、机电控制工程知识等。专业知识模块是在结合基础知识模块如何构建交叉融合的知识结构,对于电子机械培养方向,除了掌握机电一体化方面的基础知识之外,更重要的是掌握面向电子信息领域的电子设备的设计和集成化制造方面的知识,这其中主要包括电子设备环境防护、天线结构设计、办公自动化设备和高密度组装等知识。

 

由于电子机械方向涉及多个领域的知识,课程设置的主要问题是如何在有限的学习时间内合理地安排机、电等多学科的课程问题,如果只是将课程硬性叠加,则学生不堪重负,且学生对相关知识的应用不能有机地结合,会使学生感到对各方面的知识都没有学好,因此必须对原有机类和电类课程进行优化、精简、合理的组合并创新。我们结合自身的情况,所遵循的原则是:“面向电子信息领域,以电子设备CAD/CAM为主线,以创新设计为核心,强化基础、注重实践”。贯穿4年培养计划的主线是电子设备设计制造综合能力培养。在培养计划和课程体系的框架上,结合电子机械知识结构体系要求,2005年,按照教育部新的专业目录,本专业制定了新的教学计划和课程体系,我们设计了平台模块式课程框架结构,突出了课程的整体优化与整合,突出了加强基础,突出了方向的灵活性和适应性。新的课程体系课内总学时设定为2559学时,其中分为必修课、限选课与选修课程,开出课程总学分为272.5,准许毕业的最低学分186.5。

课程体系为四级平台(平台体现了课程的分类与整合):

 

1.公共基础平台。作为通识教育部分,对全校学生统一要求。课程分为5大模块:数学、自然科学模块,人文社会科学模块,工具与方法类模块工程概论模块以及体育。

 

2.机械工程学科群技术基础平台。(这一平台课程与部分机电工程学院其他专业共同使用。)

 

3.机械设计制造及其自动化专业基础平台。

 

4.电子机械方向平台。

 

三、课程的建设与改革工作

 

1.机电化合,解决机电结合、设计与制造相结合过程中教学时数剧增的问题

 

正确处理机械与电子、设计与制造的关系,强调以机为主,以设计为主。在教学计划实施过程中,机械类课程中基础课、专业基础课与一级机械类专业一致。电子类课程主要着重基本原理与定性设计,区别与电子类专业。专业课程中重点探讨机械结构如何保证优良的电子性能。

 

2.设置与电子机械领域发展相适应的教学内容

 

针对电子信息行业特点,开设具有明显电子机械特色的课程,如:电子设备热控制技术、天线结构设计、电磁兼容性设计、现代电子装联工艺学等课程,以使所培养的人才能自如地应用所学的专业基础知识和专业知识进行电子行业电子设备设计的技术工作。

 

3.全方位提高学生的科学研究素质

 

通过丰富多样的方式培养学生的多种能力,尤其是学生参加科学研究能力的培养,一直是课程体系改革追求的目标。首先在加强教学环节建设的同时,实行实验室开放制度,增加电子机械方向上综合性、设计性实验项目。其次实行导师制,遴选优秀学生在本科阶段参加导师的科研工作。再者组织学生参加“全国大学生机器人大赛”,“全国大学生电子设计竞赛”、“全国挑战杯竞赛”、“全国大学生机械创新设计大赛”、“全国大学生数学建模竞赛”等活动。通过这些措施,在相当程度上激发了学生的创新意识,提高了科研能力,也进一步夯实了基础。

 

4.结合专业发展的要求,强化实验室建设

 

实验室是学生综合素质和科学思维培养的重要场所。为适应学科发展和人才培养需要,我们把本学科实验室硬件建设和管理体制改革结合起来同步进行,以先进制造技术为基础,以制造信息技术为纽带,建设学院的专业基础课实验室。在机电工程学院形成了一个集现代设计技术、制造技术、控制技术、测试测量技术、信息技术为一体的院级综合实验平台。为本科生及研究生的基本技能训练、创新能力培养提供强有力的支持。

 

5.抓好教材建设工作,形成具有本学科特色的教材体系

 

在本专业初创时期,我们编写了首批机电结合型的教材,填补了国内空白。几十年来,始终把教材建设放在十分重要的位置,常抓不懈,形成了统编教材、自编教材及实验讲义相互配合的、比较完整的、有特色的机电结合型的教材体系。10年间出版了教材25部,获国家优秀教材奖2项,省部级优秀教材奖7 项,校级优秀教材和讲义26项。我们在教材建设方面的体会是:第一,要有明确的教材建设规划和目标。第二,在教材建设的方向上,始终不渝地坚持机电结合的特色。第三,坚持国内外著名教材与本专业特色相结合。第四,始终注意教材的社会效益。不仅仅局限于满足大专院校教学的需要,而且非常注意其学科性与工程实用性,及时将科研体会与工程实践的内容加入教材中,以使教材成为本学科领域各部门各行业工程技术人员的参考用书,提高教材的社会效益。

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[关键词]化工设备机械基础;课程改革;教学质量

《化工设备机械基础》是我校化学工程与工艺专业一门综合性的机械类基础课,它涉及多个学科,主要侧重化工机械设备的基本原理和实际工业应用[1-3]。通过学习该课程,可使学生了解和掌握中低压容器的设计标准和规范,包括中低压力容器的结构、材质以及应力分析,了解和熟悉管壳式换热器、搅拌反应器、填料吸收塔、减压精馏塔的结构设计和工作原理,在化工工艺课程的学习过程中认知这些化工机械设备的实际应用与操作方法;了解和掌握化工过程机械设备的基本原理,增加学生对化工机械设备工业应用的认知,培养学生在实际化工生产中善于分析和解决问题的能力,并能应用最新的化工设备设计规范和标准对化工工艺过程中的机械设备进行基本的选型,初步建立起完整的化工设备机械设计思想。本课程的知识点零散、工程概念多、实践性强,要想突出教学重点、提高教学效果、保障教学质量、培养出拔尖的应用型人才,则须注重课程教学的改革与创新。

1课程教学中存在的问题

《化工设备机械基础》课程内容涉及到化工、机械设计、材料力学等多个学科,传统教学方式存在一定的不足,例如教学内容陈旧;教学方式单调,缺乏对学生的引导;理论教学与工程实践联系不紧密;学生工程伦理意识薄弱等问题。因此,为了提高学生分析能力、工程意识、解决工程设计及工程问题的能力,培养出新工科背景下拔尖的应用型人才,有必要进行《化工设备机械基础》课程的改革与创新。

2课程改革探索

2.1教学内容及时更新。随着化工过程工业的进步与发展,教师在授课过程中应该结合现在实际生产中应用的先进化工设备介绍课程中的知识点。例如,在机械传动章节中可以引入新型齿轮传动、主动磁轴承等原有课程内容缺乏的新知识[4-5]。通过调研最新的文献资料,保证教材中知识点的及时更新,使课程内容跟上化工过程工业的快速发展,使学生们了解和熟悉化工机械装备结构设计的更新换代过程。这样既能够打开学生们的视野,也能使学生们了解和熟悉化工过程工业中的新工艺、新技术以及新装备。同时,能够调动学生们学习的积极性,提高学生们的学习兴趣和热情。2.2教学方式的革新。教师在教学过程中需要结合现代教学手段,通过视频动画将复杂的机械设备构造分解,让学生们能够较好了解和掌握化工机械设备内部的构件,更好地理解化工机械设备的工作原理和操作方法。此外,除开课堂教学以外,可让学生们通过在线课程或者微课对教学内容进行进一步的学习理解。同时,可采用对分课堂,将学生们分组,在让每组学生提出组内同学没弄明白的问题,让其它组弄明白问题的同学进行解答,使学生们主动能够参与课堂教学,诱导学生们进行思考,激发学生们的探索求知欲。2.3感性认识的培养。由于学生们缺乏化工生产的工程实践,加之学生们对化工机械设备的感性认识比较薄弱,这无疑加大了教学的难度,降低了学生们对课程的学习兴趣,教学质量也得不到保障。因此,在本课程教学过程中,教师需要注重学生们对化工机械设备感性认知的启发和培养。同时,教师还需注意理论联系实际,适当增加一些化工过程工业中的生产实例,这样不仅能引发学生们的思考,还能调动学生们学习的主观能动性。2.4实践能力的强化。教师需注意增加实践教学环节,让学生们能够有机会参加工程实践,做到在“做”中“学”。教师需要充分利用我校化工原理实验室中的化工机械设备,如化工原理实验室的填料吸收塔、套管换热器、减压精馏塔、板框压滤机以及干燥设备等,可以结合化工原理实验教学进行讲解。同时,可结合学生们的生产实习,对学生们讲解化工实际生产过程中所遇到的化工机械设备,使学生们理论联系实际,在感性认识的基础上,对课程内容进行理解消化,掌握化工机械设备的操作原理及应用范围。