机械设计基础课程教案范文

时间:2024-01-12 17:49:25

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机械设计基础课程教案

篇1

关键词: 《机械设计基础》 网上教学 应用型人才

一、研究的背景

《机械设计基础》是高等职业院校机械类和近机类各专业的一门重要专业基础课程,本课程的主要研究内容涉及机械系统中常用机构和通用零部件设计的基本概念、基本理论和基本设计计算方法,以及与此相关的标准、规范、图表等技术资料的运用,它的教学直接影响学生对专业的兴趣,对培养学生正确认识机械、设计机械、生产机械和使用机械具有非常重要的指导作用,对培养当今社会急需的大量应用型人才尤为重要。经过调研发现,目前高职院校的机械设计基础课教学存在以下问题。

1.绝大部分还是以传统教学模式为主,即使部分借助了多媒体教学,但是教学课件不够完善,存在不够直观、不够形象、与学生实际脱节等问题。

2.教学资源不够丰富,查找资料困难。

3.不能及时解决学生学习过程中遇到的问题。

4.学生不能随时检查自己的学习效果。

5.由于学生多、设备少,大部分学生在课程设计的实践环节中不能充分联系实际,致使设计不够灵活。

二、研究的目标和依据

主要研究目标是:开发机械设计基础课网上教学系统资源,以期达到培养学生的学习兴趣、提高学生的学习能力、扩展学生的学习知识面,特别是提高高等职业院校学生联系实际、应用知识解决实际问题的能力的目的,使高职院校能培养出更多更好的社会急需的高技能应用型人才。

主要研究依据有:

1.总结回顾多年教学经验,形成课题资源基本资料。

2.根据当今实际教学体验和对学生的问卷调查,改进、丰富课题资源。

3.到企业对毕业生进行跟踪调查,使课题资源更贴近生产实际。

三、研究方法

1.经验总结法:依据教育实践所提供的事实,按照科学研究的程序,分析概括教育现象,从而揭示内在的联系和规律,把感性认识转化为理性认识。

2.资料法:通过系统学习、收集、鉴别、整理资料,并通过对资料的研究形成对事实的科学认识。

3.问卷调查法:采用无记名的方式问卷调查,进行个案研究,对收集到的信息进行分析、综合、比较、归纳,从而为人们提供规律性的东西。

4.跟踪调查法:对部分毕业生进行全面、系统、深入具体的追踪调查研究,形成设计步骤和方法。

四、研究内容及步骤

1.开发机械设计基础CAI课件和编写电子教材。两项工作交叉进行,相互补充。电子教材编写是在参阅多部高职高专教材,吸取其各自优点的基础上,联系实际,结合多年的教学经验,重视学生动手能力的培养,添加多个实例编写而成,而课件制作又以电子教材为基础,紧扣教材大纲要求,添加易于学生接受的动画和现场视频实例,利用计算机技术开发而成,它使课堂更加形象、生动,也能进一步增强学生的学习兴趣。

2.开发机械设计基础资料数据库。数据库内容包括:机械制图标准;公差与配合标准;形状与位置公差标准;表面粗糙度标准;常用工程材料;零件结构设计工艺性;连接与紧固;带传动和链传动;减速器和变速器;齿轮传动;轴承;联轴器、离合器和制动器;轴;常用电动机;常用低压电器;液压传动;气压传动与控制等。其中搜集了机械设计所需的各种资料数据,师生进入网站就可以非常方便地查阅,同时也可以拓宽学生的知识面。

3.编写电子教案。电子教案编写根据教材和大纲要求,区分重难点,精选课程内容,合理安排学时等设计而成,具有鲜明的实践指导意义。

4.选择、制作大量机构运动动画。机构运动动画包括各种连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动机构、齿轮系传动和螺旋传动等。这些动画形象直观地展示了机构的运动情况,使学生学起来感到轻松有趣,提高了学生学习的主动性和积极性,也丰富了学习内容。

5.试题库建设。试题重在用于检测学生对课程基本理论和方法的掌握程度及应用知识解决实际问题的能力,对当今高职高专学生应用能力检测具有一定的准确性。

6.虚拟实验室建设。虚拟实验室建设了五个项目:一是零件展览室建设,包括螺纹连接与螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴、键连接、滑动轴承、滚动轴承、联轴器、离合器、弹簧等零件;二是常用机构运动模拟动画建设,有泵、冲床、发动机、内燃机、颚式破碎机、缝纫机、机械手、牛头刨、抛光机、曲柄滑块机构等;三是几种机构组合搭接建设,包括摇块机构、导杆机构、曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构等;四是齿轮加工模拟建设,包括模拟插直齿、插斜齿、滚直齿、滚斜齿、仿形法加工直齿、斜齿等;五是减速器拆装模拟建设,包括直齿、人字齿、蜗杆、锥齿、两级减速器拆装模拟等。

7.虚拟设计室建设。虚拟设计室建设项目包括螺纹连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴、键连接、滚动轴承设计等。

8.工程案例建设。工程案例包括挖掘机、飞机起落架、内燃机、起重机等50个工程案例。将这些案例视频用于课堂教学,使学生在课堂上就能看到大量实际生产案例,产生很多对日常生产和生活的联想,增强观察问题、思考问题的能力,提高学习兴趣。

9.机械设计基础网上教学平台建设。包括开发机械设计基础网上答疑系统和网上考试系统。网上答疑系统使学生很方便地与老师进行在线交流,及时解决学生学习过程中遇到的困难,加强老师与学生的互动;根据课程学习要求,网上考试系统设计开发了五套网上测试题,试题形式全为单选题,学生可方便、快速地进行自测,及时检查学习效果,改进学习方法,提高学习成绩。

五、研究的意义

笔者针对教学现状,结合多年的教学经验,利用现代计算机技术,借鉴国内外成功经验开发设计机械设计基础网上教学系统,该系统教学课件形象、生动、贴近实际,可使课堂气氛活跃,提高学生的学习兴趣;教学资源丰富,使用方便,可调动学生学习的积极性和主动性,提高学习效率;能实现网上答疑和自测,增强学生的学习效果。总之,该系统设计适应学生学习的心理需求和生产实际,对目前的高职高专机械设计基础课教学具有强有力的推动作用,也将对培养国家急需的应用型人才作出重要贡献。

参考文献:

[1]邱宣怀等主编.机械设计.高等教育出版社,1994.

[2]葛中民主编.机械设计基础.中央广播电视大学出版社,1991.

[3]机械设计手册.机械工业出版社,2004.

篇2

[关键词]科研;机械工程;课程

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)06-0029-02

科研在高校中的地位和作用是毋庸置疑的,尤其是在985高校和211高校中更是如此。但以教学为中心、不断提高高校的教学质量也是高校工作永恒的主题。高校通过教学工作来培养高层次人才这是其根本任务,教学工作始终是高校的中心工作之一。本科教育是高等教育的主体和基础,抓好本科教学是提高整个高等教育质量的重点和关键。高校教学和科研是相互依赖、相互促进、不可分离的。高校教师既要从事教书育人的工作,又要进行科学研究,还要将两者有机结合起来,这样才能使教学质量和科研水平相互提高。[1][2]高校只有重视科研工作,以科研促教学,深化教学改革,优化课程体系,更新教学内容[3][4][5],才能提高人才培养质量,体现办学的特色、强势和品牌性。[6][7][8]有关科研与教学的关系以及科研对教学的作用,国内外学者、教师都做了很多研究,如文献[1]、[2]、[3]对高校中科学研究与人才培养之间的关系做了论述,强调教学与科研的统一;文献[4]论述的是科学研究在促进本科教学中的作用;文献[5]强调科研在应用型人才培养中对教学的促进作用。以上文献中都没有涉及科学研究在机械工程专业学科基础课和专业课课程群中的应用。可见,进行这方面的研究是有意义的。本文就是从这方面入手,探索科研在机械工程专业学科基础课和专业课课程群中的应用。

一、我校教学与科研现状

我校是一所地方性、综合性院校,是一所以工为主,专业涵盖工、管、理、医、经、文、法、艺术、教育等9大学科门类,直属广西壮族自治区政府管理的普通高等学校。学校占地面积近4700亩,面向全国27个省(区、市)招生,有全日制本专科学生、研究生、留学生共25000余人。学校以本科教育为主,积极发展研究生教育和国际教育,不断提升办学层次、水平和特色。为建设成为国内先进、有特色、高水平的应用型大学,学校在教学和科研方面做了大量的工作,但也存在一些问题。

(一)过多强调科研

多年来,我校对本科教育口头重视多,实际行动少;教师教学考核强调数量,缺少质量。由于过多强调科研等显性数据指标,如高水平论文、高级别研究项目、高科研经费等,对大学定位存在误解,以及扩招等一系列因素,本科教育特别是本科生教学在高校教育中处于相对弱势甚至是边缘化的地位。然而,世界上的一流大学,其对本科教育教学工作都很重视。尽管这些大学拥有强大的科研实力和研究成果,但最让这些大学感到自豪并最终确立他们高水平地位的关键因素,依然是他们响当当的本科教育质量。时至今日,这些大学仍然在不断地研究如何进一步提高本科教学质量,以适应社会的需求。

(二)科研与教学缺失

由于学校一味强调科研,教师只能全身心地投入到科研中,但研究成果出来以后,只有小部分应用于生产实际或教学,大部分研究成果只能躺在成果库里睡觉。教育教学改革呼唤着科研,但在学校科研中,教师科研与教学缺失的现象却并不少见,具体表现为:教师在研究中充当着资料的提供者、失语的研究者和被动的参与者,而不是将科研与教学相结合。造成教师研究与教学脱钩的原因主要有两个方面:教师对高校科研实质的理解不到位 ,以及学校对科研的评价方法不科学。

二、机械工程专业学科基础课和专业课课程

我校的机械工程专业人才培养方案强调,本专业培养德、智、体、美全面发展,具有扎实的机械工程专业基础知识、基本理论和基本技能,具有较强的工程实践能力、职业技能和创新精神,并具有较强的自主学习能力、自主发展能力和社会适应能力的可持续发展的能从事现代机械工程领域内的机械设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的应用型高级技术人才。专业主要课程中有制图及计算机绘图、理论力学、材料力学、工程材料与金属工艺学、机械原理、机械设计、机械工程控制基础、机械制造技术基础、互换性与技术测量、气液压控制、数控技术基础、机械制造装置设计、机械CAD/CAM,这些都是学科基础课和专业课。这些课程在三类课程中具体所占的学分为公共课学分占37.0,学科基础课学分占85.5,专业课学分占15.5。

机械工程专业是我校办学最早的几个专业之一,为社会培养了大量的机械工程专业人才。多年来,学校一直不断深化教育教学改革,凭借多年沉淀的教学资源优势,不断加快机械工程专业课程改革的步伐,力争为社会培养出更多高质量的人才。我们教师所做的科研,绝大多数与这些课程有关。如果能把教师的科研应用到这些课程中,无疑能对教学起很大的促进作用。

三、具体实践应用

为探索科研在机械工程专业学科基础课和专业课课程群中的应用研究,我们做了如下具体实践。

(一)项目调研

机械工程专业是传统的工科专业,在人才培养方案的结构体系中,课程体系包括公共课、学科基A课和专业课等,其中学科基础课和专业课所占的比重较大,课程门数较多。由于教师所做的科研较多,有些科研与这些课程群有关,有些则比这些课程群超前许多,再加上由于机械工程专业办学历史较长,有些课程内容较陈旧,因此,我们首先要进行调研,看看兄弟院校是如何处理这些问题的。

(二)科研项目、内容的整理

由于大多数科研骨干历年来所做的项目较多,这些科研项目包括国家自然科学基金、广西自然科学基金、广西科技开发项目、柳州市科技开发项目、教育厅科研项目和校级科研项目以及横向科研项目等。在这些项目中,有些项目所研究的内容、研究成果与学科基础课和专业课有关,有些项目比较前沿,这些项目对本科生来说有些超前,这样前者可以直接应用到本科教学中去,后者则要储备起来。因此,要对这些科研项目、科研成果进行梳理,找出与学科基础课和专业课有关的内容,为后续工作做好准备。

(三)科研项目、内容与学科基础课、专业课课程群相结合

根据前面梳理出来的科研项目和科研成果,我们结合学科基础课和专业课的内容特点,以某一门课的某一章节为切入点,删减一些陈旧的内容,增加一些学科前沿知识,并将其作为一个案例或一个章节来处理。比如广西科学研究与技术开发计划项目(项目编号:桂科能05112001-7B)《信息与通信技术重点实验室建设――钢圈系列产品虚拟设计开发平台》的科研成果,就可以与机械工程专业课机械CAD/CAM相结合,把研究内容《钢圈参数化设计系统》结合到课程的第五章――机械CAD/CAM建模技术中去,作为一个案例来讲授,这大大丰富了课程内容。

(四)相关学科基础课、专业课教案、课件的修改与融合

找到结合点后,就要对原来的教案和课件进行修改补充:有些陈旧的内容该删减的删减,新的内容该补充的补充,要相互融合;有些内容较简单可直接修改,有些内容较多较复杂,要采取各种手段满足教学要求,比如将科研内容编制成软件。广西壮族自治区教育厅科研项目《基于制造业信息化服务平台的公差与配合应用技术系统的开发研究》就是以软件形式编制出来后,融合到机械工程专业课机械CAD/CAM第三章――设计/制造数据的处理技术中去,作为一个例子,这既补充了教材的热荩又能使学生接触到前沿知识。

(五)课堂教学实践与评价

把结合科研成果做好的教案、课件和软件应用到课堂教学中去,可以使学生受益。应根据课堂教学效果和学生的反馈对这些教案、课件和软件进行修改补充,完善提高。条件成熟时,还可以根据研究结果对相应的教材进行修订,使科研成果进入教材。

四、结束语

通过以上的具体实践,我们把自己的研究成果应用到机械工程专业学科基础课和专业课课程群中,使学生能学到机械工程学科的前沿知识,这既增长了学生的见识,又提高了教师的教学质量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王冬梅,卜长,郭树东.试论教学与科研的有机统一[J].北方交通大学学报,2000(6):119-122.

[2] 南开大学校长侯自新:教学科研比翼双飞[N].人民日报,2005-12-01(04).

[3] 韩俊峰,冯德芬.浅谈科研教学与人才培养的关系[J].广西高校研究,2000(1):91-92.

[4] 王铁行.科研促进本科教学之浅议[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2006(9):30-31.

[5] 符杨,胡荣.应用型人才培养中科研对教学的促进作用初探[J].第四届全国高校电气工程及自动化专业教学教育改革研讨会论文集,2010(9):34-36.

[6] 陆根书,顾丽娜,刘蕾.高校教学与科研关系的实证分析[J].教学研究,2005(4):286-290.

篇3

关键词:机械制造技术基础;精品课程建设;工程能力培养;教学改革

作者简介:王(1966-),女,河南郑州人,北京信息科技大学机电工程学院,教授;张怀存(1956-),男,陕西延安人,北京信息科技大学机电工程学院,副教授。(北京 100192)

基金项目:本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目(项目编号:2010JG06)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)01-0087-03

一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景

随着高等教育改革的不断深入和发展,课程作为高等学校培养计划的基本组成单元,是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003 年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段,基于互联网,包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革,更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]

1997年国家教委工科处委托制图与机械基础两课委员会组织全国重点工科高校就工程材料和机械制造基础课程召开会议,对原金工系列课程改革的必要性和基本思路进行了探讨,会议通过了《高等工科院校金工系列课程改革指南》。提出根据“以培养学生创新能力为核心,以CAD/CAM为主线,拓宽基础,重视实践”的总体改革思路;重新规划了机械制造系列课程的内容体系。按照其改革方案而设置的“机械制造技术基础”课程是机械制造基础系列课程中的一门主要专业基础课程。1998年配合北京信息科技大学拓宽专业口径和人才培养模式改革,进行专业改革,将原机械制造及其自动化、机械设计和机械电子等专业合并为机械设计制造及其自动化专业。为了适应扩宽机械类专业人才培养模式的需要,将“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床”和“机床夹具设计”四门课程按照重基础、少学时、新知识、宽面向的原则整合优化合并为“机械制造技术基础”。[4]“机械制造技术基础”不仅是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程,也是工业工程、车辆工程等专业的专业基础课程。目前北京信息科技大学机械设计制造及其自动化、工业工程、车辆工程等专业均设置该门课程。机械设计制造及其自动化专业计划80学时、工业工程专业计划72 学时,其中实验8学时;车辆工程专业计划40 学时,其中实验6学时。

北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求,实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求,[5]学生既要具有必备的理论基础,又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善,2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考,特别注重教学内容的与时俱进;注重教学方法和教学模式的改革;构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系,实现对学生工程能力的培养。

二、与时俱进优化课程体系和教学内容,适应学科最新发展

“机械制造技术基础”课程内容涉及知识面宽、知识点多、综合性强,与实际工程结合紧密,图多、层次多。科学技术的迅猛发展不断促进制造技术的发展,新材料新技术不断涌现。要实现与工业企业的无缝连接,教师需密切关注学科发展,与时俱进优化课程体系和教学内容,协调传统内容与先进性。

课程的内容围绕产品的加工制造,以机械加工工艺为主线,以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨,将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来,并根据这条主线的需求作为取舍的原则,强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发,使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识,具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识,增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容,使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。

目前,“机械制造技术基础”教学内容多课时少,在教学内容的讲授上既要加强基础,又要拓宽知识面;既要保持经典,又要体现先进制造技术的发展;既要掌握基本理论,又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则,对教学内容进行必要的调整,如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授,而将这部分内容放在实验课中,学生在现场对着实物进行感性观察,学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解,但是更加注重对实际工程问题的分析和理解,强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。

高水平教材的建设是课程建设的基本,本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础(第3版)》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项,该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》,分为学习指导和习题(包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案)。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告,用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案,网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料,实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时,进一步拓宽知识面,增强理论学习的深入性,使课堂教学得到扩展。

三、以工程能力培养为中心,构建层次式的实践教学体系,实现理论教学和创新实践活动的有机融合

深入企业调研,分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度,构建专业认知与实践-金工实习-课程实验教学-生产实习-课程设计-综合实验周-制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中,特别注重学生实践能力的培养,努力实现从模拟型向实战型转变,由限制性向自主性转变,由验证性向综合性转变,由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念,了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作,注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养,体现渐进性教学方式。

金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法;生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备,将所学理论知识与生产实际紧密联系起来;课程实验教学将科研成果引入教学,教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验,让学生亲自动手,提高了学生实验技能和实际动手能力;课程设计选自实际生产课题,要求学生独立完成,同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力;综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练,全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程,提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求,进一步融合理论与实践,使学生的工程能力得到进一步提升。

在课程建设过程中,本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设,设立长春一汽生产实习基地,使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模,进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品,使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。

实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项,而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外,安排学生生产实习,使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识,每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试,取得了较好的效果。

在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用,实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析,然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程,通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工,得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化,使学生的课程设计真正取得实效。

面向工程实际,为学生营造现代工业背景的工程大环境。利用北京市的相关资源为学生提供实践机会。与机床协会密切合作,每年组织学生参观机床展览会并进行讨论和研讨。邀请相关企业的技术工程师到校讲座、联系北汽福田、现代等现代化企业组织学生进行参观,为学生创造机会接触了解先进制造技术的最新发展动向和行业发展趋势,增加对现代化企业实际的感性认识。学校购置了各种教学模型、高档加工中心、数控车床、FMS系统、机床静刚度测试仪、主轴动态特性测试试验台等实验设备,设有专门的制造实验室,为学生构建了实际的工程环境,使从未接触过工程实际的学生建立应用的整体概念,突出实验的演示性、设计性和综合性,追求实验手段的先进性。

为了适应应用型高级人才培养目标的实验体系研究和实验环节的建设,学校开设综合性和设计性实验,构建实验平台,编写实验指导书和任务书;编写相关的课程设计指导书。开设综合性和设计性实验,初步设想设定加工某零件要求达到的精度目标,让学生自主设计实验项目和方案,并独立完成实验。利用综合实验周的时间开设计算机辅助工艺设计和先进制造技术实验等。主要安排反映制造工程领域技术先进性和技术发展动向的实验,包括数控机床加工操作、计算机辅助工艺设计、计算机辅助制造等实验,使学生了解先进制造技术的研究发展和基本技术方法,建立现代制造工业先进技术的实际概念,完成先进技术设备实际操作的基础训练。

四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革

1.以建构主义理论为指导,以工程应用为主线,研究基于项目的教学模式,注重工程能力的培养

针对目前普遍存在的教学与科研相脱节,课堂教学内容缺乏现实感,学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性;课堂教学与企业的实践操作彼此割裂,学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼;校园生活与工业实际彼此分离等问题,以建构主义理论为指导,在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践,整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践,以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。

从“机械制造技术基础”课程的第一节课,提出基于项目研究的学习。给每个同学发一份项目研究任务书,一个“机械制造技术基础课程”项目研究活动一览表。学生自愿组合,1~3人为一个小组,以小组为单位开展研究。随着教学内容的开展,基于项目的要求,在教师的指导下,学生通过课堂学习、下课到图书馆查阅相关资料,遇到问题请教教师,循序渐进地完成项目的研究。学生成为学习主体,充分调动学生的主观能动性,将教师的教学与学生的学习活动融为一体。学生以小组为单位通过解决实际问题而学习,通过讨论与小组其他成员进行积极的良性互动,相互交流想法、相互鼓励和沟通,培养了学生的团队合作意识和工程能力。实行新的教学模式后,学生的学习积极性和主动性提高,解决工程实际问题的能力得到了锻炼和提高。

2.课堂讨论法

在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点,设计课堂讨论题目,通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力,使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误,教师设计题目,供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订,如何判断封闭环是关键,教师给出一个实例,给同学们讨论,然后通过正确和不正确方法的比较,和同学们一起总结出“尺寸链很重要,基准转换用得着;先看封闭环,再判增和减,极值和概率法帮计算;多尺寸计算,图表法最有效” 等朗朗上口的口诀,便于学生记忆。注重结合生产实践,讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。

3.案例教学法

本课程主讲教师近年承担国家高档数控机床科技重大专项、国家和北京市自然基金、北京市科技计划等多项科研项目,得到科研经费上千万,获得省部级科技奖励7项。在高端数控装备的研制和开发上取得多项科研成果。在教学过程中,将科研成果作为案例介绍给学生,从实际需求、方案的构思、方案的设计和实施方式,使学生较真实地接触工程实际,将其中的科学规律与教学内容有机地结合起来,培养学生科学思考问题的工程能力。比如在讲到提高生产效率的时候,将研制的复合机床作为实例,使学生深刻理解提高效率的各种不同途径。在讲到机床传动链时,介绍传动链的长短的优点和不足。在介绍数控机床时,以研究的电主轴为例,提出电主轴概念的来源,在于缩短传动链,揭示机械制造科学技术进步内在规律,开阔了学生的学术眼界。其次,鼓励学生参与科研,积极拓展第二课堂,吸收学生参与教师科研项目,依托科研项目培养学生的综合素质、实际解决问题的能力和创新能力。

在“机械制造技术基础”精品课程建设中,基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作,需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进,才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。

参考文献:

[1]教育部高教司.教育部关于启动高等学校教学质量和教学改革工程精品课程建设工作的通知[EB/OL]..

[2]柳礼泉.论精品课程的特征[J].高等教育研究,2009,(3).

[3]段远源,杨蕾.以提高人才培养质量为核心 深入推进精品课程建设[J].中国高等教育,2008,(Z3).

篇4

关键词:机械制造基础;优化设想;实施

一、课程整体设计思路

1.课程简介

机械制造基础课程是现代制造技术教育的一门重要课程,它主要包括金属材料、热处理、铸造、锻压、焊接、车削、铣削、刨拉镗削、磨削、钳工、数控加工和点火花等内容。

2.分析教学目的

教学的目的是学生通过该课程的理论学习及操作练习,达到知识、能力、素养三提高。知识能力为掌握材料、热处理、机加工的基本知识、基本原理、基本规律。能力目标是通过课程的学习,能进行电焊、切割、机床加工、质量检测等基本的操作,打下职业技能的初步基础。通过课程的学习,同时还能获得学习能力的提高,与人交往能力的提高,集体合作能力的提高,创新能力的提升。

3.教学内容的优化

对工程材料、热处理、互换性与测量、机械加工、特种加工等基础内容进行取舍、优化,以典型零件的加工工艺为主线,将机械制造过程中的相关基础知识有机地结合起来,依据机械制造专业教学和生产的特点,整合后形成机械制造基础这门课程。

将教学内容设计成教学知识点项目,每个项目体现不同的知识点,并且注重项目任务的详细描述、技术知识与项目任务的相关性。授课计划根据各专业特点,有所为有所不为的原则制定。将重点内容进行重点保证,一般内容作综合介绍,可讲不可讲的内容不讲,留给学生自学。

教学内容安排表

注:安排的工厂参观亦可改为视频学习;先进加工工艺介绍可以根据专业需要进行调整。

二、优化教学条件

1.理论课教学条件

优化教学内容理论课的教学条件比较容易满足,需要一件机械类的教室,可以和机械设计原理、机械零件等课程通用,四周有基本的机械零件等,烘托教学气氛。教师工作台设多媒体教学设备。

运用成熟的电子教案、多媒体视频作为教学的主要展示手段,运用实物辅助教学,提升学生的现场感,运用试题库辅助学生完成一定量的课后作业,提高理论知识的学习掌握强度。

2.实践课教学条件

实践课要有比较固定的操作场所,如电焊、气割、机床等设备若干套。如,电焊设备可以配备交流焊机、直流焊机、CO2保护焊机、自动焊机等,机床要尽量以数控机床为主,如,数控车床、数控铣床、数控磨床、简单的加工中心等。安全教育要放在首位,每小组人数控制在12人之内,各小组设助教1名,各班级设指导教师2名。实训条件比较成熟的地方,可增加设备的台套数,以方便教学。

3.师资教学条件

师资的配备注意教师团队的建设,理论课教师必须从事实践教学,高水平的技师上实践专题课。这样既照顾了课程的整体性,又使学生接触高水平的技师,对学生将来的职业产生有利的影响。

三、教学方法的优化

1.教学方法

教学过程是教师的教与学生的学的有机结合,教学中要坚决贯彻以学生为中心,知行合一,理论与实践相互促进,以学生能动手、能解决实际问题作为学习效果检验的重要标准。

适当地运用加工原理的动画和虚拟实训,网上实验及习题库,立体化教学系统,最大化地利用时间,培养高理论水平的人才。

教学适宜深入浅出,相信常识的深度与魅力,让学生体会到学习是容易的、有乐趣的。

实践教学中,根据新形势的要求和人才培养的需要,对实践教学的人力物力资源进行整合,对实践教学的时间进行统筹安排,以达到用相对较少的资源、较短的时间,达到最佳的教学效果。采用现代化的多媒体教学设备对机械制造技术基础课程进行现场教学,提升教学的便利性。

抓住总复习的时机,对学生的基础理论进行一次全面的梳理,利用试题库对学生进行模拟考核,深化理论基础。

2.课程考核

考核注重学生学习结果的考核,兼顾过程,鼓励创新。理论知识可以通过机考实现,实践内容通过现场评定。采取激励措施鼓励学生面向新技术、新科技,对参加高水平竞赛的学生,对能解决实际问题的学生,予以鼓励。

课程的教学离不开教师的主观努力,从思想上高度重视,从行动上严谨设计,以学生为中心,以培养方案为目标,不断地优化课程设计与改进教学过程,这个过程日日新,与教学一起永不停歇。

参考文献:

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关键词:人才培养;机械基础;课程改革

一、研究的意义

经济高速发展的二十一世纪,国与国之间经济实力和科学技术的竞争关键是人才的素质与数量。高素质创新人才形成了国家国力持续发展的动力和潜力。“中国制造2025”的战略方针与“工业贵州”的强省目标开创了工业行业进步的新纪元。机械工业作为国家的支柱产业,工程人才的培养是工程教育的核心。机械基础系列课程是指工程力学基础、机械制图、互换性与技术测量、机械原理与机械设计、工程材料及热处理等,兼有相关的实践教学环节(测绘实习、金工实训等)。这些课程既自成体系又互有交融,具有较强的基础性、理论性、操作性,直接影响学生对专业的兴趣和后续课程的学习,对培养学生具有广博的机械知识、先进制造理念和创新能力具有指导性意义。但多年的传统教学使学生缺乏对所学知识点的应用,对产品的设计思路、结构确定、材料选用不明确,无法达成学习目标,教学整改迫在眉睫。哈佛大学教育主任戴维•波儿比姆说:“一所伟大的大学必须永远处于改革状态。”我们必须对机械基础课程的教学模式与教学方法进行改革,培养具有综合设计能力和创新意识的制造型人才。

二、研究的思路

本校设有工业机械人、机电一体化、数控技术及模具设计与制造等四个专业,涉及加工生产组织与管理工作,制造装配、安装、调试、技术管理与销售与售后服务等岗位。这些工作岗位要求学生具备基础的计算能力及构件的受力分析能力、对常用工程材料及热处理工艺的认知;常用机构及通用零部件的认知和分析能力;工作流程确认、沟通协作、语言表达、责任心与职业道德、安全与自我保护等社会能力。依据机械类专业对职业能力和知识的要求,课程设计突出专业背景,立足于实际能力培养,对课程内容的选择以就业为导向,遵循“以必需、够用为度”、以“掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则,以能力目标为主线确定本课程的内容。

三、研究的内容

1.明确机械基础课程的改革思路,建立课程体系(如下图所示)2.编写《机械基础》校本教材,主导教学实施。依据教育部高职高专“以提高学生就业竞争力为导向,培养实用型人才”的人才培养目标,结合本校办学条件及生源素质,将传统的《工程力学基础》《工程材料与热处理》《机械原理与机械零件》三门课程进行优化组合,兼顾机械行业近几年新理论、新设备的发展,优选教材内容,设计整体架构,精挑教学案例与插图,形成具有严密逻辑并井然有序的校本教材,力争满足教学需求并实现培养目标。3.制作多媒体CAI课件辅佐教学。根据校本教材精选内容以及PPT的编写原则,规整PPT风格,添加补充动画、视频,并进行有效的文字编辑,以制作完善的课件内容。4.编写习题库及试卷库,拓展教学素材。一方面是以开阔知识视野、深化知识程度为目的,利于学生对知识的掌握与综合;另一方面是实现题库的目的:建库、划定出题范围、检索出题、编卷与评卷,以适应学校考试改革的方针。5.创建《机械基础》微课课堂,实现资源共享。充分利用互联网的信息传播实现真正意义上的教学改革。提供学生自主学习的环境,更好地满足学生对不同学科知识点的个性化学习,补充和拓展教学方法。

四、研究的方法

为保证研究工作的顺利进行及达成结果,拟采用如下研究方法。1.事实研究法:总结机电工程系机械专业多年的教学成果及弊病,为人才培养与机械基础课程改革的研究提供事实依据。2.比较研究法:比较单科教学与整合教学的特点及对人才培养的作用;比较贵州与全国其他同行业院校的机械专业类教学,找出自我特色及差距,及时修订完善教学改革方案。3.专家访谈法:拜请省内兄弟学院机械学科专家,借鉴他们的教学经验与方法;拜请企业能手,听取机械行业对人才素质的需求,探索机械基础课程改革的最佳路径。4.经验推广法:把研究的成果总结出来,向学院及全省其他职业院校推广,以期在应用过程中发现问题,解决问题。

五、研究的特色

1.精准培养模式,确保基础夯实。将培养模式定位于“厚基础、宽专业口径”原则。本系所有机械类专业均完成《机械基础》课程的学习与培养,使学生具备较强的适应能力、综合能力和获取知识的能力。无论专业去向何方,学科基础知识相对稳定,能力和素质培养的要求不会改变。2.自编校本教材,体现改革思路。根据教学课改理念,将知识学习、技能培养及创新能力三个目标有机结合。教材编写突出本校特点,有助于使用本校现有教学设施;体现“以学生为本”教育理念,教学内容具有代表性、趣味性,助于学生个性发展。3.贯彻“面向工程”的思想,强调实践教学。“面向工程”的思想贯穿教学全程,从课堂教学到金工实习,从技能训练到课外创新活动,体现“认知-实践-创新”的学习规律。4.以改革为契机,推进教学软硬件的建设与完善。《机械基础》作为我校机械类通识平台的首批试点改革课程,将推进微课、PPT课件、电子教案、习题库、试题库、考核标准及实验实训中心建设,构建培养学生综合素质和创新能力的机械基础教学平台。

作者:欧敏 单位:贵州电子信息职业技术学院

参考文献:

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关键词: 《机械设计》 CAI课件 教学改革

《机械设计》课程是高等院校机械类专业本科生的一门主干课程[1],是基础课与专业课衔接的纽带,起到重要的基础作用。该课程涉及的知识点多,知识面广,理论性、实践性强[2]。在《机械设计》课程的教学中,计算机辅助教学已得到广泛的应用[3]-[5]。但是,在应用CAI课件进行《机械设计》课程的教学时,出现了课堂教学程序化、课堂教学信息量过大和忽视学生的具体情况等问题。本文针对这些问题进行探讨,分析了问题产生的原因,并提出了相应的解决办法。

一、《机械设计》教学存在的问题

(一)课堂教学程序化。

应用CAI课件进行《机械设计》教学时,最常出现的问题就是课堂教学程序化。许多学校都是根据一个或多个优秀教师的教案为基础,建立CAI课件的基本框架,然后由技术人员完成整个课件,所有教师都使用同样的课件进行教学。课件包含文字、图像、声音、动画等多种媒体,可以说是图文并茂,形象生动,给人的第一印象很好。但应用这种程序化的课件进行教学的实际效果如何呢?在学生中进行的调查发现,情况与预想并不一致。其中一个学生的意见很具代表性:“一上CAI课我就想睡觉,因为上CAI课就像看电影一样,可这种电影实在让人提不起精神。”

进入二十一世纪以来,社会对高素质的创新型人才的需求日渐升温。用缺少教师个性的程序化的CAI课件进行教学就好像工厂里用生产线生产产品一样,效率虽高但所有的产品都是一模一样的,这样的大学生显然无法满足社会的需求。教师是教学的重要组成部分,缺少教师个人的特点的课就像缺少了灵魂的人一样了无生气。所以,程序化的CAI课件是当前CAI教学课件存在的首要问题。

(二)课堂教学信息量过大。

在现行的《机械设计》CAI课件中,原来需要教师在黑板上进行推导和设计计算的内容,现在通常使用预先制作好的图形或是动画来演示。这样一来,课堂教学信息量就无形中加大了。根据我们在教学实践中的统计,课堂教学信息量可以增加50%,有时候甚至可以增加100%。然而,学生在单位时间内可以接受的信息量是有限的,课堂教学信息量的增大必然影响学生对教学内容的理解。根据我们对本校学生的调查显示,课堂教学信息量增加50%,学生理解率降低15%左右;课堂教学信息量增加100%,学生理解率降低40%左右。质量是教学的根本,追求速度而导致质量下降,显然是舍本逐末。

(三)忽视学生的具体情况。

用统一CAI课件进行《机械设计》教学还会带来另一个常见的问题――忽视学生的具体学习情况。我们知道,学生个体之间是有差异的,不同的学生有不同的特点。同样的,班级与班级之间,年级与年级之间,也存在着一些差异。教师在上课的过程中,根据学生在课堂上和作业中的表现,应该适当调整教学的内容。这种调整虽然从总体上来讲比较微小,但这正是教学水平的体现,也是优秀教师和一般教师的差距。学生作为知识的受体,是教学活动的重要组成部分之一。忽视学生具体学习情况,就会造成教学目标的偏差。“差之毫厘,谬以千里”,所以,这种忽视学生具体学习情况的教学问题必须加以解决。

三、问题的分析与解决

(一)问题的分析。

不论是什么形式的教学改革,其目标都是提高教学质量,一旦忽视这个根本目标,就会步入歧途。进行《机械设计》课程CAI教学改革,其目的也是运用计算机来提高教学质量。当前在《机械设计》CAI教学中出现的种种问题就是忽视了教学质量,片面追求运用计算机多媒体技术的结果。为了解决这些问题,我们需要将目标定位于提高教学质量,所有的计算机多媒体技术的使用都要为这个目标服务。

(二)建立教学资源库,打造个性化的教学课件。

针对前面提到的课堂教学程序化的问题,我们提出“建立教学资源库,打造个性化的教学课件”的解决办法。

《机械设计》教学资源库,就是与课程CAI教学有关的资源库,包括文字、图形、三维模型、图片、声音、动画等各种多媒体教学素材。教学资源库中素材丰富,远多于组织一套《机械设计》CAI课件所需的量。教师根据自己个人的特点组织出个性化的课件,在教学过程中发挥出个性化的魅力去吸引学生,使学生的学习变得更为轻松、有趣。教师在教学中通过与学生的交流,掌握学生的学习情况后,也可以对课件的教学内容进行适当的调节。

在资源库的支持下,教师可以很轻松地构建属于自己的CAI课件,而不是去适应别人制作的课件,这更有利于发挥出教师的教学水平,从而达到提高教学质量的目的。当然,教师要注重提高个人的教学能力,否则就会适得其反。

(三)屏幕与黑板相结合,适当控制课堂教学信息量。

针对前面提到的课堂教学信息量过大从而影响学生理解教学内容的问题,我们提出“屏幕与黑板相结合,适当控制课堂教学信息量”的解决方法。

多媒体CAI教学的目的在于帮助学生理解与掌握教学内容,它不能完全取代传统教学手段。因此,在选择多媒体教学内容时,教师必须对教学的内容和教学对象进行分析,认定哪些内容有必要采用多媒体课件进行教学,运用多媒体课件教学对学生有什么影响等。就《机械设计》课程而言,多媒体课件教学主要应用于机械的运动原理、特性分析、设计原理及加工方法等内容抽象并且难用语言表达的部分。例如:齿轮机构工作原理及其加工、轴的类型及结构设计、滚动轴承类型、加工装配及组合设计等。利用多媒体课件中的动画演示,加上教师的详细讲解,使学生对一些抽象、模糊的机械运动、工作原理、内部结构、加工方法有更清晰的感性认识,接受起来比较容易,从而提高教学效果。如在讲解一对齿轮正确啮合条件及连续传动条件时,通过播放多媒体课件中一对相互啮合齿轮运动状况的动画给学生看,控制课件可以使啮合过程停留在任何位置,学生能清晰地观察到一对齿廓或相邻齿廓的啮合状况,更好地理解教学内容。再如在讲解轴承的类型及其选择原则时,可以通过动画及录制的录像使学生了解轴承的加工及应用的场合,更好地掌握轴承的选择。由于将书本上精致的概念变成生动、形象、直观的动态形式,充分发挥了学生的观察力,促进了学生的求知欲,学生更容易理解掌握,因此提高了教学效果。在讲解带传动、齿轮传动设计及轴承寿命计算时,可以采用传统的“黑板+粉笔”的教学方式,通过板书和详细的讲解使学生明确设计方法和步骤,在设计过程中让学生查阅相关资料和手册,从而增强实时的交流,能及时地掌握学生查阅资料的能力。

采用屏幕与黑板相结合的教学方式,在讲授需要板书的设计计算内容时,教学速度就降了下来,从而达到适当控制课堂教学信息量的目的。同时,《机械设计》课程中的设计计算本来就是学生理解起来比较困难的内容,采用传统的“黑板+粉笔”的教学方式为学生理解这些内容提供了时间。尽管课堂教学的信息量减少了,但学生通过听课所掌握的内容却增加了,这就提高了教学质量。

(四)倡导启发式教学,调动学生学习积极性。

教学质量的好坏,主要取决于学生的学习积极性高低,因此调动学生的学习积极性是提高教学质量的决定性因素。在《机械设计》课程的授课过程中,应积极倡导启发式教学,提高学生主观能动性的发挥,使其学习的态度由被动向主动过渡,强调学习的独立性、研究性,以及教学方法的多样性。营造教师为主导,学生为主体的课堂氛围,在教学过程中教师可以通过多提出问题,引起学生的思考,发掘学生的潜能;还可以在课堂中穿插讨论环节,培养学生分析问题、解决问题的能力,注意教与学的互动。

(五)教学实践。

我们提出的解决方法已在本校的《机械设计》课程教学中推行,从目前与学生和教师的调查与交流中发现,他们对这样的教学改革比较满意。

四、结语

随着计算机技术的发展,《机械设计》CAI课件正在普遍应用于各个高校。应用CAI课件进行《机械设计》教学时出现课堂教学程序化、课堂教学信息量过大、忽视学生的具体情况等问题,本文提出了“建立教学资源库,打造个性化的教学课件;屏幕与黑板相结合,适当控制课堂教学信息量;倡导启发式教学,调动学生学习积极性”的解决方法。但我们要认识到,这些问题并不是计算机多媒体技术带来的,而是人的认识偏差导致在应用策略上的失误造成的。今后,我们仍然要在提高教学质量的基础上,应用计算机多媒体技术不断进行教学改革。

参考文献:

[1]刘夫云.《机械设计》课程教学内容改革初探[J].重庆工学院学报,2007,21(3):135-137.

[2]凌学文.关于《机械设计》教学的几点建议[J].常州轻工职业技术学院学报,2007,2:17-19.

[3]张晶莹.机械设计课程CAI与创新教学[J].广西师范学院学报(自然科学版),2004,21(S1):103-104,117.

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Abstract: In order to improve teaching quality of Mechanical Principle, aimed at the characteristics of this course, this paper abstracts the generic knowledge of Mechanical Principle, grasps the continuity of the precursor and follow-up courses to apply the teaching methods in the teaching of Mechanical Principle, make classroom teaching and online education complement each other, put forward the direction and method of improving the teaching of Mechanical Principle and provide some new ideas for improving the teaching quality of Mechanical Principle.

关键词: 机械原理;教学质量;共性知识;项目教学;在线教育

Key words: Mechanical Principle;teaching quality;common knowledge;project teaching;online education

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)30-0135-03

0 引言

《机械原理》课程是机械类各专业必修的一门重要的技术基础课程,其不仅担负着为学生学习后续相关技术基础课程和专业课程奠定良好基础的重要作用,而且负有培养机械类高级工程技术人才的机械技术工作能力和开发创新能力的重要任务,为学生今后从事机械设计、研究和开发创新奠定必要的基础。

通过这门课程的学习,要求学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能,学会常用基本机构的分析和综合方法,初步具有进行机械系统运动方案分析和机构设计的能力,为学生学习后续课程和新的科学技术,打下坚实的基础。

这门课程通常在本科二年级时开设,机械原理课程一方面较物理、理论力学等理论课程更结合工程实际,另一方面,它又与讲授专业机械的课程有所不同,它不具体研究某种机械,而只是对各种机械中的一些共性问题和常用机构进行探讨。[1]目前的教材一般理论分析多,实践应用较少,学生在初学时普遍感到抽象难懂,难以入门,在课程设计环节往往难以将所学理论知识付诸实际。因此,如何提高机械原理教学质量一直是教研组研究的重要内容,根据多年的教学检验并结合机械原理教研成果,本文探讨了提高机械原理教学质量的几点思考。

1 课程共性知识的提炼

机械原理教材中的一些基本的研究方法和知识点通常贯穿于各章节内容中,在授课过程中将这些方法总结、归纳融会贯通形成讲授体系,帮助学生找到这些章节的内在联系,建立完整的理论体系,从而更好地掌握机械原理的基本的研究思路和方法。

例如贯穿机械原理课程始终的“反转法”,在平面连杆机构设计中,无论是刚体导引机构还是函数生成机构的设计,都可以采用“机构倒置的方法”来设计,即通过选取不同的构件为“机架”,把问题转化为求解“机架”的固定铰链点进行解决。又如在凸轮轮廓曲线的设计中,通过给整个机构加上一个与凸轮角速度大小相等,方向相反的公共角速度,将凸轮反转固定,假想为“机架”,然后按照从动件与凸轮的相对运动关系求出凸轮轮廓曲线。而在推导周转轮系传动比时,也是通过给整个机构加上一个与行星架角速度大小相等,方向相反的公共角速度,将行星架反转固定为“机架”,把周转轮系转化为定轴轮系进行求解。[2]上述的转换机架法、运动倒置法从根本原理讲是一致的,都是相对运动原理在机构分析与综合中的应用。在学生第一次碰到这个概念时,就将这个原理讲透彻,以后在应用“反转法”时又适当重复,以加深学生对这一方法的理解应用。

又例如在机械原理中压力角的概念,压力角的本质是从动件所受的力和受力点速度方向的夹角,在连杆机构、凸轮机构和齿轮机构中均是机构传力性能的一个重要指标,[3]在每一章讲到压力角时,应把连杆机构、凸轮机构和齿轮机构中的定义联系起来讲,比较它们的共性和表述的不同,从而加深学生的理解。

此外还有机械原理课程中常用到的“当量分析法”以及运动分析和动力分析中的“矢量多边形”方法等等[4]。在讲解相关的内容时,用共性知识将不同的内容贯穿起来,使学生触类旁通,逐渐理清思路,加深理解。

2 课程内容之间的联系性

机械原理与前驱课程如理论力学等的内容关系密切,前驱课程的思维方法对机械原理课程也很有帮助,授课时把前驱课程中所学过的理论与机械原理要讲述的问题和内容联系起来,有助于引导学生积极思考。例如在平面机构的运动分析一章中,采用矢量方程图解法进行机构的运动分析时,所采用的基本原理是理论力学中的刚体平面运动和点的复合运动原理;而在平面机构力分析一章中,确定运动副中的摩擦和反力,采用的是理论力学中的机构静力学模型,等等。[5]在这部分内容学习时,学生往往对“矢量方程图解法”感到困惑,可以在授课之前,布置学生将理论力学的相关内容复习一下,课上再分别帮助学生复习一下,加深学生对于这部分知识的理解,从而更好地开展机械原理部分的学习。

此外,机械原理也是后续课程机械设计的基础。例如,机构力分析确定的运动副中的反力,是机械设计中构件结构设计的依据,也是确定轴承强度、刚度的理论依据。再如机械设计课程中关于蜗杆蜗轮和螺旋传动设计时提及自锁概念也和机械原理课程中的摩擦密切相关。另外,机械原理课程中介绍的关于斜齿轮、锥齿轮等的当量齿轮也是后续齿轮强度设计的设计依据。[6]在授课时,将这些联系与应用总结、展示给学生,使学生了解各门课程之间的联系,在应用机械原理课程所学知识时注意融会贯通,培养自己运用所学的基本理论和方法去发现、分析和解决工程实际问题的能力。

3 基于项目实践的教学

普通高等学校机械类各专业的《机械原理》课程,内容通常包括三部分:机构的结构分析、机构运动学和机器动力学,从课程间的关系来看,《机械原理》课程是以《理论力学》为基础的。而在《机械原理》的教学中,也较易出现工科教学理科化的现象,传统的机械原理教学方法容易导致知识僵化,很多同学在学习之后不知道这个知识点在何种情况下使用。为了提高基础知识解决实际问题的可应用性,同时为了激发学生主动学习的兴趣,在课程理论教学的基础上增加项目教学内容,是提高课程教学质量的有效途径。项目教学是通过完成一个整体的项目而实施的教学活动,它可以是围绕一个大项目,展开一个个小项目,而每个小项目都是大项目中一个个内容的分解,最后在小项目都完成的情况下,保证大项目目标的完成。项目教学可以充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。

在机械原理授课过程中,以某一项目为主线精心设计教学,项目选择时应当尽量涵盖课程中涉及的多种典型机构和知识点,从而有利于学生通过运用所学知识完成学习内容。[7]授课伊始即将设计任务布置下去。通过教师对教学内容的分析,先将教学任务进行分解,把要讲授的知识蕴含于学生所需完成的任务之中,让学生通过项目设计从而掌握所学知识。这样,学生在学习完机械原理这门课程后,也完成了一个大的项目,在学习的过程中将各知识点联系在一起,形成了一个较完整的知识体系。

教师在授课过程中,也可引入一个项目案例进行讲解。例如:在机械原理的学习过程中,可选择内燃机作为主项目,内燃机中囊括了机械原理常用的三大机构:连杆机构、凸轮机构和齿轮机构,所以该项目又可细分为连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等多个子项目。在讲解平面机构的动力分析时,可以内燃机中的曲柄连杆机构的受力分析和配气机构的动力学分析为案例,在讲解机械的平衡时,可以单缸和多缸内燃机的曲轴的平衡为案例,等等。这样,通过一个实际的项目案例,帮助学生掌握了基础知识和技能,还可以通过案例举一反三,拓展知识,培养学生自主学习和知识应用的能力。

此外,授课教师在课程讲解时要紧扣实例,例如:在讲解连杆机构时,可结合日常生活中的雨伞,餐桌椅的折合装置,汽车上的雨刮器和转向机构、车门启闭机构、风扇摇头装置等进行讲解,讲解齿轮系的时候,可结合钟表讲解时针、分针、秒针的设计原理,还可介绍汽车变速器的工作过程等等,这些案例贴近生活,学生容易接受和理解,也能激发学生的学习兴趣和求知欲。

4 两种教学模式的交互

目前的机械原理课程授课形式大部分还停留在教师灌输、学生被动接受的模式,提不起学生学习的兴趣和动力,而且在提倡素质教育的形势下,机械原理的课时不断被压缩,这些都对基于课堂的传统教学模式提出了挑战。国家精品开放课程共享系统中心网站(即爱课程网)将在线课堂与面对面教学模式相结合,把学习效率低下的教师单向灌输的传输知识方式转变为激发学生学习兴趣,引导学生主动学习的教学模式,对提高机械原理教学质量,深化课程改革起到了积极的促进作用。

国家精品开放课程共享系统中心网站具有友好的用户界面,为师生用户提供了较完整的学习支持系统。任课教师可通过在线咨询、QQ群、个人邮箱等将教学信息及时、准确地传达给学生,包括课前要求学生观看视频和相应知识点预习,布置一些简单练习,课后布置学生完成在学习平台上每一个知识点配备的对应在线的自测题和离线作业,另外,学生在观看视频、完成练习时如果遇到问题,可以在系统中实时咨询老师或与同学进行讨论。[8]利用在线教学中灵活组合的丰富的功能模块,将课堂深度教学与在线自主学习结合。一方面,学生的学习不再局限于有限的课堂教学时间,可自由支配学习时间,完成基础内容的自学和自测;另一方面,与传统的教学模式相比,完成一个知识点的学习,学生要付出更多的自主学习的时间。在线教育使学生成为教学过程的参与者,使学生从被动接受变为主动学习。

部分学生缺乏较强的自我约束能力,常常会在网络学习中出现拖延症。为了促进学生自主学习,规定学生需要完成一系列学习活动,才可获得相应的学分,比如,学生需要在截至时间之前完成系统中相关的预习、自测和练习,及时提交,否则当次练习为0分,累计一定次数,则无法取得本课程的学分,同时系统对学生的学习过程进行实时记录。

作为任课教师,在机械原理共享课程建设时,首先要保证教学资源的完整性,教学资源应包括教学录像、PPT讲义,课程教案、备课笔记、教学设计及知识点汇总、思考题、作业参考答案、题库或卷库、学科前沿研究的热点等。其次是教学资源的丰富性,丰富性是指尽可能增加不同种类的教学资源,不仅有文本资源、图片和动画、还有视频资源等,丰富的教学资源有助于开阔学生视野,激发学习的热情和兴趣。

现代机械工业对创造型人才的需求与日俱增,机械原理课程在培养创造型人才的过程中起着不可或缺的重要作用。提高机械原理课程教学质量的关键是激发学生的学习主动学习的能力。教师的教学应当重视培养学生的创造性思维以及知识应用的能力,调动学生的主观能动性,使教与学融为一体。从多年的教学实践中,笔者体会到教师一定要深入理解教学内容,提炼出教材的共性知识,重视课程之间的联系性,同时授课时要紧密联系实际案例,科学地混合运用不同的教学媒介,多方面、多渠道地激发学生主动学习的热情,真正做到有的放矢,从而提高机械原理的教学质量。

参考文献:

[1]孙桓,陈作模,等.机械原理[M].八版.北京:高等教育出版社,2013.

[2]黄茂林.机械原理[M].二版.北京:机械工业出版社,2013.

[3]王贤民,潘金坤.机械原理[M].广州:中山大学出版社,2014.

[4]王跃进.机械原理[M].二版.北京:北京大学出版社,2009.

[5]朱理.机械原理[M].二版.北京:高等教育出版社,2010.

[6]濮良贵,陈国定,等.机械设计[M].九版.北京:高等教育出版社,2013.

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    机械工程材料是机械及近机类专业一门重要的专业基础课。本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线,重点介绍材料的本质,提出有关的理论和描述,说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。作为高等农业院校的机械设计以及农业机械化等专业的学生,学习本课程的目的,主要是使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和热处理改性方法的基本知识。了解工程材料在机械工业特别是农业机械中的应用,通过对基础科学和知识的综合运用,使学生掌握常用机械工程材料的种类、成分、组织、性能以及改性方法等,初步具备根据零件的服役条件合理选材和妥善安排工艺路线的能力,为学习后续专业课程和从事机械设计及制造工作奠定基础。根据专业大纲安排,西北农林科技大学的机械工程材料课程在大学二年级第一学期进行。这一学期,学生所学的课程大部分还是数学、英语、物理等公共基础课,机械工程材料属于学生刚刚接触到跟自己专业相关的少数几门课程之一。

    2 机械工程材料课程性质及教学现状

    理论性强,微观概念多 机械工程材料课程,不像物理、力学等有着严密的逻辑推导和计算过程,也不像工程制图等相关课程,比较直观生动。机械工程材料课程总的特点是理论性非常强,涉及的原子、分子水平的微观概念很多。特别是与金属学相关的部分,如晶体结构、晶体缺陷、位错运动以及凝固结晶、相的概念、组织转变等,这些概念都是微观和抽象的,学生无法通过推导计算获得,更无法通过肉眼直接观察和亲身体验到,有时候需要通过一定的空间想象力来理解它们。这样就导致教师讲授起来有一定困难,而学生学习起来感到难以理解,从而感觉枯燥、乏味,失去学习的兴趣。

    课程涵盖内容广 机械工程材料课程包含了材料科学专业中的力学、金属学、热处理原理、热处理工艺、金属材料、非金属材料以及失效分析等多门学科的专业知识,内容广而分散。而在“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养模式引导下,专业课程的学时数在不断压缩,而要求学生了解的内容却越来越多。这样就形成了一种矛盾,即教师上课的课时数减少了,而学生需要学到的知识却增加了。这就要求任课教师能够统筹安排上课课时,充分利用现代化的教学手段,精简课堂讲授内容,突出重点的同时拓宽知识面。

    现有课本内容知识陈旧 大学教材内容陈旧,知识老化,这些是在我国高等教育中各门课程都有可能会遇到的,也是现在我国高等教育中普遍存在的问题。出版一本教材的过程是相当复杂的,要经过编写、审核、校对、出版、发行等多个环节,因此,当书真正出版出来以后,有些知识可能已经更新。而对于教师来讲,频繁更换教材,也不利于熟悉教案,积极备课。《机械工程材料》课本内容主要以金属材料为主,而近年来,随着科学技术的快速发展,各种新材料、新工艺在不断涌现。全球性的能源危机以及环境污染问题,对现代的新材料除了在性能、工艺和成本等方面的传统要求外,更提出了与环境协调、绿色环保、可循环再生等更高的要求。为了保证该课程的教学质量,并使学生能够尽量了解到本领域的发展动向,就迫切需要教师改变传统的以课本为主的教学方式,探索更加有效的教学模式,使学生理解并掌握课本基础知识的同时,能更多地了解和把握本领域的研究与发展动向。

    3 教学改革探索

    充分利用网络多媒体技术 多媒体技术是现代化教学的非常有效的辅助工具,教师要注重利用并充分发挥多媒体的特点,制作形象生动的多媒体课件。对那些学生难以理解、教师又难以讲解的比较抽象的内容,比如晶体结构原理、合金结晶过程、位错类型及运动过程等,通过收集以及自己动手制作一些简单的动画,生动形象地来演示复杂的变化过程。这样不仅加深了学生对相关知识的理解掌握,同时还活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣。如对钢铁材料的热处理工艺等,注意并积极收集工程训练实习以及工厂企业的热处理工艺过程的录像资料,在讲解课本内容的同时辅助播放实际热处理过程录像,注重理论与实际相结合,使课程内容具有真实感,更利于学生理解和掌握。

    充分利用学校的网络教学平台,随时充实并完善课程信息,课堂讲授的重点、难点以及教学用课件及时上传至平台,便于学生随时下载并复习掌握当堂内容;利用网上作业提交和批改功能,可以快速有效地发现学生学习中的问题,了解学生对知识的掌握情况,并能及时得到反馈;通过网上答疑,增加了教师和学生的课后互动,改变了以往只有上课时才能见到教师,学生有问题得不到及时解决的现象;充分发挥网络平台信息量大的特点,注重将生活及科研中接触到的与课程内容相关的新闻报道、最新科研成果等,收集并上传至教学资源,供学生掌握基础知识的同时,更多地来了解社会发展在所学领域的需求,激发学生自我提高的热情和积极性。总之,网络平台让教学更加真实具体,更加强了教师与学生的互动。

    精简课堂教学内容 结合学校的优质课程建设项目,充分利用网络多媒体技术,精简课堂教学内容,做到够用就行。按照专业培养方案,机械类专业的学生学习机械工程材料的主要目的是掌握成分—结构—性能之间的内在联系,并能在零部件设计中合理地进行材料选择,因此,在课堂讲授中删减了那些理论较深的内容。如课本第二章材料的结构,其中晶面与晶向部分,对于非材料专业的学生不需要掌握;还有位错的理论,学生只需要知道位错是由于原子的错排造成的,不需要了解更多关于位错的形成机制等。再如铁碳相图的部分,因为高温包晶反应在生产中很少会用到,所以把包晶反应区省略,将相图简化,重点讲解共析和共晶反应部分。在工业用钢部分,因目前金属材料仍然占据工程材料中大约70%的市场,课堂教授主要内容仍然以金属材料中的碳钢和合金钢为主。对于课堂上不能详细讲解的知识,或者仅作为了解性的一些内容,如陶瓷、高分子的晶体结构、热处理新技术,以及非金属材料、复合材料等,将其上传至网络课程平台,作为学生自学内容,拓宽他们的知识面。

    灵活选用教学材料 选用十二五规划教材作为教学用教材,基础内容深入讲解,包括材料的结构、铁碳相图、钢的热处理等。但在授课中,不仅仅局限于所选中文教材内容,还结合英文原版教材FOUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING,更多地提供中英文对应专业词汇,并摘录一些章节,课堂上详细讲解,让学生学习到专业知识的同时,又能接触到纯正流利的英文表达方式。将某些章节相关的典型的中英文科研论文及掌握的最新的研究成果等介绍给学生,供学有余力以及对材料研究感兴趣的学生开阔眼界,并能使他们更加了解材料研究对社会发展的重要意义。

    还在最后一章材料选择中,增加材料与环境的可持续发展。对于一名合格的工程技术人员,在选材中除了考虑传统的性能、工艺、成本等因素外,更要考虑材料的开发、服役、回收等环节可能造成的环境负荷。尽量选择环境友好材料,做到废弃零部件材料能够回收再利用或能生物降解,将对环境的影响降到最低。

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一、教学现状

在传统教学中,大多把《机械制图》与《AutoCAD》作为两门独立的课程,分别由两位老师独立讲授。其中《机械制图》课程是工程技术语言,是后续专业课学习的基础,甚至直接关系到学生毕业以后的工作、学习能力,因此大多安排在新生入校的第一个学期。课程注重讲授制图原理和方法,教师运用图纸、模型、多媒体课件、圆规、三角板等教具,学生再通过大量练习巩固知识达到培养空间想象能力、图解简单空间几何问题,从而达到掌握绘制、阅读机械图样的基本能力,以及识读、绘制机械零件图和装配图的教学目的,只局限于手工绘图技能的训练,极少涉及计算机绘图。《AutoCAD》课堂教学以教师讲授命令的运用为主,学生处于被动地位,结合理论进行上机实践操作,从而增强计算机绘图的能力和技巧, 进而为计算机辅助设计奠定基础。将《机械制图》与《AutoCAD》教学内容完全割裂开来,学生经过两门课程的学习,还要经过自己的努力把两门课程的学习内容联系起来,这样既增加了学习难度,又增加了学习课时,学习效果也不好。

科技时代的发展, 计算机应用的普及,传统的手工计算、手工绘图的工作方法已经不能适应经济、技术和社会发展的要求。 在制图学科中引入计算机绘图, 从而辅助机械制图, 提高绘图效率。把《机械制图》和《AutoCAD》整合起来,利用Auto

CAD 软件强大的二维绘图功能代替手工绘图,而且比手工绘图更加精确;利用它快捷的三维造型功能、可视的三维平台,有助于培养学生的识图能力和空间想像力。《机械制图》和《AutoCAD》课程整合起来可以减轻学生的学习负担,提高学习效率。

二、教学改革措施

机械制图是理论基础、AutoCAD 是工具和手段。 《机械制图》和《AutoCAD》整合,利用 AutoCAD 软件强大、快捷的实体造型功能以及可视的三维平台,从实体模型入手,帮助学生完成视图的形成与绘制,最终实现培养学生的识图能力和空间想象力的目的。

通过对传统教学的弊端及两门课程之间相互关系的分析,在实践教学中探究一种将两门课程有机结合的教学方法,具体改革措施如下:

(一) 课程体系改革。机械制图的教学不能以“学术型”、“理论型”作为人才的培养目标,而要走“职业型”、“实用型”的路子。机械制图课时的压缩是必然趋势,转变教学观念,采用新的更有效的方式来教学,跟上时代的步伐,教学内容以满足技术制图、机械设计、读图的“必需、够用”为原则。删减图学理论,降低画法几何容量;降低尺规绘图的图面要求,加强徒手绘图的能力;减少大作业次数、可以自学的内容让学生自学。

随着计算机应用的普及与发展,人们意识到作为工程技术人员,掌握CAD绘图技能就像掌握电脑打字一样重要,因此,必须把计算机绘图基础和技能列为制图课基本内容之一,且加以强化。计算机只是一个工具,操作者只有具备一定的专业知识,才能使其更好地为本专业服务。

鉴于此,要重新整合《机械制图》与《AutoCAD》教学内容,以适应当前教学的需要。

(二)制作精细多媒体课件。在教学中多媒体课件的制作要采用动态的、形象直观的、能够启发学生空间想象力和分析能力的一些案例。挑选一些符合学生所学专业特点的实例,难度由浅入深,循序渐进。

(三)加强教学资源建设。课程资源建设是教学信息化的重要组成部分。利用“世界大学城”公共平台把《机械制图》与《AutoCAD》课程的相关内容如课程介绍、课程标准、授课计划、表格教案、教学课件、教学视频、课程说课、资源库、方法库、原理库、训练库、作业布置、在线测试等资源均传上网,已成为在校学生的网上助学系统,成为教师的教学辅助系统,对其他兄弟院校相关专业的教学也具有重要的参考价值和辐射作用。

MOOC进入中国后,影响到中国的基础教育,引发全民学习方式的变革。要积极参与引入MOOC模式,有了慕课,随时都是学习的好时候。

因此,网络资源建设为教学手段的改进,教学资源的共享,教学空间的拓展带来了巨大的促进作用。

(四)实践课程教学内容改革。将《机械制图测绘》与《Auto

CAD》结合,利用一周时间进行零部件测绘,先手工绘制草图,再结合计算机绘图软件Auto CAD绘制整套图纸。同时, 将计算机绘图运用到机械制图及其相关课程中会存在一些问题。

(五)开设相关教学选修课。为了增强学生的空间想象能力,让同学掌握更多制造前沿的信息,可以开设UG、Pro/E等机械制造应用软件选修课,也可以通过举办专题讲座或辅导班的形式普及与行业有关的专业软件的使用。这样既提高了学生学习机械制图的能力,为学生增加一技之长,也培养了学生的学习兴趣。

(六)改革考核形式。把能力考核放在首位,是对传统考核办法的根本变革。长期以来,机械制图课考试基本上都是采取教师出诸如填空、选择、判断、简答题型的试题,学生在规定时间内闭卷笔试完成试卷的形式。这种考核形式只能部分反映出学生的机械制图素质,甚至只是反映了学生的应试能力,并不能真正检查和训练学生对所学知识的理解和掌握情况。教师应坚持“以应用为目的、以能力为本位、重视创新、提高素质”的理念,采取多种形式并举的综合考核形式。考核办法应全面反映学生的这些能力,为此,改革传统的考核办法,制订较为科学、可操作性强的考核方案及指标体系,除了通过笔试、口试、作业、考查外,还要采用现场上机操作,现场实物测绘,现场读图,测绘答辩等考核方法,力争做到客观、准确、全而评价学生的读图和画图的能力。

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工程材料课程涉及范围广,既有基本概念和基本理论,又有实践和工程应用[2]。传统的教学模式属于“知识传授型”,教师以课堂灌输为主,教学形式单调枯燥,教学效果难以得到保证。为了改变这种状况,提高该课程的教学质量与教学效果,我们在教学过程中采取了以下具体措施对教学方法进行了改进:1.1上好绪论课,培养学生学习兴趣机械工程材料这门课程体系相对独立,与其它学科衔接不多,学生在学习该课程之前,对其了解不多。因此,教师给学生上好绪论课就显得尤为重要。教师在绪论课的教学中,应给学生讲清课程的性质、目的与作用,把工程材料科学史和科学新成就介绍给学生,使学生了解材料作为人类文明发展,特别是工程创新发展的重要基石的地位,使学生对工程材料由陌生进而产生兴趣。这样可缩短学生和工程材料的距离,从一开始就激发他们学习工程材料的兴趣。1.2采用启发式和问题式相结合的教学方法,调动学生学习的主动性和积极性在课堂教学中教师要采用有趣、直观、多样的方式进行启发式教学,多列举贴近生活、生产中的实例,以学生为中心,活跃课堂气氛,将抽象、深奥的知识用生动形象的语言和举例,深入浅出地讲授给学生,使学生能够相对容易地理解和吸收,且能举一反三,应用到实际中。教师可根据教学内容的重点难点,结合学生的实际,提出问题,由学生用发散的思维方式进行反复讨论,最后教师进行归纳总结。比如零件热处理工艺的制定、轴类零件的选材等问题,让学生充分参与讨论,在众多方案出来后,通过比较、分析、优化,产生最佳方案。由于课堂教学以疑问的形式提出,能引起学生的响应,诱导学生开动脑筋,积极参与,让学生与教师同步思维,从而调动了学生学习的主动性和积极性。通过引入问题和讨论问题来培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。1.3理论教学与工程实际相结合,开拓学生知识面在讲授有关内容时应尽量结合一些工程实例进行介绍,将理论知识与生产实际进行联系,便于学生更好地理解掌握。教师在教学过程中可引入一些典型工程实例及最新科研成果,这样可以吸引学生兴趣和注意力,使他们对课程内容的印象更加深刻,同时可以帮助学生更好地理解和记忆理论知识,启迪学生创新思维,促进学生自主发展。

2引进现代教学手段,充分利用网络资源,搭建自主学习平台

2.1在教学过程中,使用电子教案进行多媒体教学。以多媒体图形、图像、动画的方式对机械工程材料课程进行辅助教学,不但能把复杂的客观现象生动而清晰地演示出来以加强学生的理解之外,而且能激发学生的学习兴趣、提高学生的学习积极性。例如采用多媒体技术,将静态、难以理解的晶体结构、位错等内容制成CAI课件,将枯燥、单调的理论知识变为生动、形象的画面,增大了知识获取信息量,使学生易于理解和接受。比如位错形成与移动是看不见摸不到的,过去教师在课堂上无论如何讲解,学生也很难听懂、弄懂,借助CAI课件,使位错形成与移动过程非常直观逼真,收到了事半功倍的效果。2.2充分利用网络环境,制作适宜学生自主学习和网上测试的课程学习资源,供学生在网上进行课程学习、问题咨询、答题自测,扩大课堂教学效果。同时引导学生利用网络课程自学,推荐较好的工程材料精品课程网站与论坛,以及一些行业网站,让学生利用网络资源,尤其是多媒体影音资源,加深对课程内容的了解和掌握,扩展知识面。

3精选实验内容,开设综合实验,加强创新能力的培养