机械设计基础重点知识范文

时间:2024-02-21 18:00:29

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机械设计基础重点知识

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论文摘要:《机械设计基础》是机械类专业的一门重要技术基础课,具有较强的实践性,其内容广,难度大,涉及很多抽象的理论知识,教学内容比较枯燥,学生在学习的时候缺乏耐心和兴趣,教学效果不理想。本文主要对这些问题进行分析解读,并提出了一些自己的见解,期望为培养学生的知识应用能力、创新能力和综合素质能力提供一些帮助。

[中图分类号]:TH11 [文献标识码]:A [文章编号]:1002-2139(2011)-17-0000-01

机械设计基础课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课,主要内容包括机械传动知识、常用机构、轴系零件等,本课旨在培养学生综合运用先修课程中所学知识和技能,解决机械工程实际问题的能力,结合各种实践教学环节,进行机械工程技术人员所需的基本训练,为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础,因此在近机械类专业的教学计划中占有重要地位和作用,是高等工科院校中近机械类专业一门主干课程,在人才培养的教学计划中占有重要的地位。作为基础理论课程,其概念较繁杂,同时也具有很强的实践性和应用性,所以教学过程中必须将理论和实践紧密结合起来,注重对学生解决实际问题能力的培养。然而当前教学中确存在着一定的问题,影响了教学效果。

1.机械设计基础教学重点

机械原理教学重点要求学生掌握运动副的分类和表示方法,机构自由度的计算、机构运动简图的绘制、铰链四杆机构的基本形式及其演化、图解法绘制盘状凸轮机构、齿廓啮合基本定律、设计渐开线齿轮传动的基本尺寸以及轮系传动比的计算等。本部分的基本概念和基本理论比较抽象,如机构自由度计算中虚约束的判断、平面连杆机构曲柄存在条件的判定、滚子半径和基圆半径对凸轮轮廓的影响、渐开线性质等。这些内容学生在学习时既看不到,又摸不着,使教学中存在着很大的难度。实验教学也是机械设计基础课程的一个重要的实践性环节,是培养学生动手能力和工程意识、检验知识的重要手段。实验内容主要有:常用机构、机构运动简图绘制、齿轮范成实验、机械零件现场教学、齿轮减速器拆装等。机械设计基础实验多以验证性的实验为主,学生只需按照实验指导书所列步骤进行,缺乏主动参与意识,这样不利于学生自主学习能力的培养。

2.机械设计基础教学中存在的问题

随着教学改革的深入和课程体系的调整,《机械设计基础》课程的知识不断更新,学时逐渐缩短。但随着科学技术的进步和机械学科的发展,本课程需要向学生讲授的内容越来越多。由于该课程涉及知识点多、难度大,并具有一定的实践性,致使学生对各章节之间的教学联系缺乏清晰的认识,学习效果差。而教学中,有些教师只满足于给学生讲道理,以为道理讲清了,任务就完成了。这样的教学过程完成后,学生仅仅简单地记住了一些名词术语或要点,对知识点的理解和运用仍然没有质的提高。显然,传统的教学方法存在着理论与实践相分离的现象,不能很好地解决该课程的重点、难点。为培养高素质技能型人才,满足社会不断发展的要求,对教学方法的改进迫在眉睫。

3.机械设计基础教学方法改进措施

3.1改革课程设计的教学模式

传统的课程设计教学模式是集中用两周的时间要求学生就某一课题进行设计,完成机械系统总体方案设计、机构运动设计、通用零部件工作能力设计和结构设计等内容,设计性内容和计算量比重较大,时间紧、任务重。因此,在教学中,可以将课程设计的内容分解在理论教学的各个章节中,让学生带着任务去学习,而到最后课程设计就比较简单了,提高理论学习的积极性,综合应用能力也得到了提高机械设计基础不仅要培养学生掌握机械技术的基本知识、基本理论和基本技能,更要培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力。课堂教学要并注意培养目标与教学目标相适应,以更符合高等职业教育人才培养目标的要求。

3.2分利用多种教学手段

要充分利用有利于改善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。可以引入CAI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,增强学生的感性认识,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。

3.3加强实验教学

要有效利用实验教学,由任课老师在课堂上做演示实验,以配合课堂教学。比如在讲解四连杆机构时,运用模型做课堂演示,让学生一边观察一边听讲,能使学生很快弄清曲柄、摇杆等构件之间的实际运动情况,理解了死点、急回特性等重点知识。另外,带学生在实验室进行实验,是很好的教学方式。它可以使学生对机械的运动情况观察得更仔细、更充分,同时还可以培养他们的实际动手能力,为此,要尽可能让每个学生都有机会亲手参加实际操作。为积极创造条件做好实验,任课教师应与试验人员密切配合,根据实验指导书的要求认真做好准备、讲解、指导及批改实验报告等工作,提高实验的质量和效率。

3.4加强实习教学

实习教学是培养学生动手能力的主要手段。《机械设计基础》课程可以结合专业实习来进行。具体来说就是在专业实习前,任课教师根据教学内容拟出实习思考题,让学生带着机械设计基础问题去实习,启发学生自己动脑去发掘尚未掌握的知识,寻找尚未知晓的事物。例如,在齿轮传动机构拆装实习时,可通过对传动齿轮的装拆和齿轮侧隙的测量进一步理解中心距可分性原理,再通过讲解,启发学生自己开动脑筋充分分析,热烈讨论,去理解该原理的现实意义,即生产实际中齿轮的装配虽不按标准中心距安装,但仍然可使传动平稳的道理。因此,《机械设计基础》任课教师应充分利用好专业实习时,认真加以引导,提高学生的积极性和思维能力。

《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。《机械设计基础》课程教学方法还需要教师在教学实践中不断地创新、总结和完善,才能更好地进行教学。

参考文献:

[1]徐锦康,周国民,刘极峰.机械设计[M].机械工业出版社,2000.

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【关键词】 德州学院;机械设计;工程实践能力;创新能力;教学改革

一、引言

目前应用型高校培养的学生直接面向企业的生产一线,因此培养学生的工程实践能力极为重要。机械设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的基础课程,在整个人才培养体系中占有重要的地位。在此之前学生学习的机械制图、理论力学等课程,与工程实际还是有一定的距离,而机械设计课程则是紧密结合工程实际的课程。学生除了学习机械中通用零件和通用装置的设计计算的相关专业理论知识外,更重要的是学会如何用机械设计的理论知识来解决具体的工程实际问题。同时为了尽快适应本科机械类应用型人才培养的需要,教学过程中关注的重点正经历着从理论知识的培养向提高学生的工程素质及工程实践能力培养的转变。如何在教学课程中通过合理设置课程体系、实践教学环节成为了机械设计教学改革中探索的重点。传统的机械设计教学内容、方式过于偏重理论,而弱化了学生的工程实践能力的培养。为适应应用技术型高校转型,在机械设计的教学过程中需要进行基于工程实践能力培养的教学改革。

二、合理设置课程教学体系,强化实践教学

机械设计课程内容是掌握通用机械零件的设计计算、结构设计、简单机械传动系统装置的设计。随着新的机械设计方法的快速发展,仅通过书本内的知识已不能适应实际工程中的要求。因此在设置课程教学体系时,要注意机械零部件的分析计算与结构设计的结合;理论教学与实践教学相结合;理论知识同工程实际相结合。经典教学内容与现代教学内容互为依托,各教学环节有机衔接,实现整体优化。

1、在理论教学内容方面

在理论教学内容的组织方面,注意教学知识的更新,增大课堂教学的信息量,注意将学生的工程实践能力培养和专业素质教育结合起来。特别是在教学内容的组织、课堂内容的讲授等方面将启发式等教学方法结合起来,使它们成为一个有机的整体。在课堂教学中注意学生的学习掌握情况,激发学生的学习积极性。

(1)在课程教授时,以工程实践应用为基础,以掌握通用零部件设计计算能力和创新能力培养为主线,从整体和系统的角度,将课程知识体系整合为机械设计总论、连接、机械传动、轴系零部件四大模块,体现学生设计和实践能力培养的循序渐进性。

(2)在教授机械设计传统设计方法的前提下,结合齿轮传动、蜗杆传动及轴的设计等章节理论内容介绍现代机械设计的方法。如在讲解齿轮的强度校核计算时,传统的设计计算公式多、计算量大。在教授这部分知识时,可介绍计算机辅助设计的方法:如用UG NX软件进行齿轮的三维实体造型,并进行齿轮的强度校核,提高了计算精度,节省了时间。同时开阔了学生的视野,提高学习兴趣。

(3)对通用零件的设计计算部分的公式推导讲解时简化推导过程,注重设计参数的选择和公式的具体工程实际应用。

2、在实践教学方面

(1)实验项目侧重学生工程实践能力培养。在实验课一开始就开设“机械零件认知”实验,增加学生的感性认识,让学生对通用机械零件和通用装置有一定的认识和了解;后开设螺栓联接综合实验、带传动实验、轴系结构组合设计、减速器拆装实验、机械传动性能综合测试实验。其中轴系结构组合设计、机械传动性能综合测试实验为设计型实验,其余三个实验为综合型实验。设置的六个实验项目培养了学生的工程实践意识、创新意识和动手能力。同时增加开放性实验,开放机械设计实验室,鼓励学生自主设计机械传动装置并进行分析,增强学生的实际动手能力和分析能力;培养学生的工程实践能力。

(2)改革机械设计课程设计内容。传统的课程设计题目主要是二级减速器的设计,设计内容单一、雷同,达不到工程实践能力的培养。因此在2013级机械本班课程设计中提倡综合性设计;引导学生自主设计,增加了跑步机的设计、切面机的设计等设计题目。学生先设计出多个机械传动方案,通过对不同方案进行分析确定出最优设计方案,提高学生的学习主动性及工程实践能力。然后要求学生将UG NX软件应用于机械设计课程设计的设计计算和实体建模中。在软件中完成所有零部件建模,进行整体装配,若出现结构问题及时进行修改计算,最后完成整个装置的实体造型,没有问题后最终生成二维工程图。最后安排了课程设计答辩环节,通过设计答辩的方式对课程设计进行评价。这样既能增强学生使用三维软件的能力,同时提高了学生的课程设计的质量。

三、基于工程实践能力培养的教学方法改革

1、启发式的教学法

授课教师讲解理论知识时不能只是枯燥的讲解理论,要提出一些和知识点相关的工程实际问题,引导学生利用自己所学知识进行思考和分析,能够全面的解决老师所提的问题。如讲授链传动的特点时,给学生提出“为什么同步带的自行车不能代替链传动的自行车”让学生进行分析回答,有的学生就会回答“同步带是弹性的,如果冲击力大容易断,有灰尘就会容易卡住”,还有的同学会回答“同步带对工作环境要求高于链传动,对张紧装置的要求高,使用寿命没有链传动长”等。学生通过积极回答问题把链传动的特点和应用全面掌握,同时还复习了同步带传动的知识。通过启发式提问,既能活跃课堂授课气氛,又能提高学生的学习的积极性,锻炼了学生的表达能力。同时培养学生利用所学理论知识解决一些工程实际问题,提高了学生的学习效率。

2、案例教学法贯穿各个章节的授课中

引入与教学内容密切相关的典型生活实例和工程案例。每一章节内容都有工程实例进行分析,增强了理论知识的系统性。理论和工程实际相结合的授课方式,非常能调动学生学习的热情。同时教学中引入工程实例,以及适当地增加了和毕业设计相关的实例讲解,有利于难点知识的讲解,使学生能够及时了解所学理论知识的工程实际应用,激发学生的学习兴趣,缩短教学内容与实际工程应用的距离。如讲解螺纹连接的章节时,首先先给学生展示了《一颗螺丝钉引发的血案》、《华航飞机爆炸事故》,《由“螺栓松脱”造成的扶梯事故》,通过这些案例让学生了解的小小螺纹连接的重要性及设计中注意的放松、受力等问题。在讲解螺栓组的设计时,通过工程案例如起重吊钩的螺栓组、联轴器的螺栓组等依次讲解各种受力情况下的螺栓组的设计,使学生很快能够掌握和理解螺栓组的设计。

四、结束语

在教学过程中,我们课程组老师非常重视教学信息的反馈,努力提高教学质量。鼓励和指导机械专业学生参加各类科技创新大赛,提高学生的实践动手能力。近几年来,机械专业学生在全国大学生节能减排与社会实践科技竞赛等竞赛中获多种奖项,工程实践动手能力有了很大的提高。

【参考文献】

[1] 王波,林其斌.应用型本科机械原理课程教学改革研究与实践[J].滁州学院学报,2013(02)111-113.

[2] 郭维城,王琳,刘小琨等.以学生工程实践能力为导向的机械设计基础课程改革与实施[J].科教导刊,2015(01)91-92.

[3] 米丽萍.三维ProE在机械设计课程设计中的应用[J].课程教学研究,2013(19)191-192.

[4] 刘扬,银金光.“机械设计”课程中应用案例教学的探讨[J].中国电力教育,2010(27)64-65.

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关键词:工程材料;教学效果;教学内容整合

中图分类号:G718.5 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0210-02

《机械工程材料》课程是工科院校机械类专业中一门十分重要的专业基础课。《机械设计》、《机械制造技术》、《钳工工艺》、《焊接工艺》等很多课程的学习需要以它为基础。同时,学生将来从事机电产品的设计、加工、维修、营销等诸多领域的工作时,需要懂得机械工程材料及其成型方面的知识,应予以重视。

《机械工程材料》很有难度,学生普遍感到难度大,教学效果不理想,学生应用也不理想。那么应如何提高《机械工程材料》课程的教学效果?对此,我系专门组织教师对该课题进行研究,并将该课题申请为新疆高职专业基础课教改资助项目。

一、《机械工程材料》学习效果不理想的原因分析

对于一门课,如果能知道它的教学效果不理想的原因所在,就能够采取相应措施,改善教学效果。笔者凭借多年教授《机械工程材料的》的教学经验,分析发现《机械工程材料》课程教学效果不好的原因主要有以下几个方面:

(一)课程学习难度大

《机械工程材料》课程学习难度大,这主要表现在

1.抽象难理解的知识较多。相当多的章节充斥着抽象难理解的知识,如在金属晶格这一章节里,金属晶格的缺陷,以及晶格缺陷对金属材料机械性能的影响,在铁碳合金相图这一章节里,各种成分的铁碳合金在冷却结晶时组织随温度的变化,铁碳合金随碳含量的变化,其组织与性能的变化,在金属材料的热处理这一章节里,不同热处理时铁碳合金金相组织与性能的变化,在常用金属材料这一章节里,各种类型牌号的金属材料的性能、热处理等,因为抽象难以理解,成为学习的难点。

2.概念性的知识多。《机械工程材料》这门课概念性知识很多,如相、固溶体、铁素体、珠光体、马氏体、过冷度、淬透性等,后续知识都是建立在这些概念上,掌握不好,就不易理解,概念本身的抽象性,成为《机械工程材料》难学的重要原因。

3.缺少见习与实训。身处小型市、县的职业院校的机电类专业很多会碰到这样的尴尬情况,所在地区缺少较具规模的钢铁企业、机械加工企业,造成学生不能实地见习、实训。

(二)缺少有效的教学手段

《机械工程材料》课程中抽象难理解的知识多,目前的教学现状是很多教师只是通过一些图片和讲解进行教学,教学中缺少相应的flas,比如热处理这部分内容,学生不能到现场见习,又没有现场录像资料可看,从而获得感性知识,例如,焊接应力的知识,如果没有flas来模拟,很难让学生想象焊接应力所造成的变形,认识到焊接应力的存在。

(三)对该课程的重视不够

不少人对《机械工程材料》存在错误的认识,认为它没有机械制图、机械设计基础、机械制造技术等课程重要,认为学习它就只是背背材料牌号、课时安排偏少。

(四)教学课时少

教育部提出了职业教育实践教学与理论教学比例不低于5:5的要求,工程材料课程学时更是压缩。教学内容多而难与较少的教学学时形成矛盾,不能系统、全面、深入的学习,不能遴选必须的、重要的内容。

二、提高《机械工程材料》教学效果的措施

《机械工程材料》为后续课程的学习奠定基础,又是将来从事机械领域工作不可缺少的知识,那么如何提高《机械工程材料》课程的教学效果呢?

(一)采用各种有效的教学手段

《机械工程材料》课程中抽象难理解的知识多,采用flas、录像,就能显著降低学习难度,提高学生兴趣。比如铁碳合金相图这一章节里,将各种成分的铁碳合金在冷却结晶时组织随温度的变化,用flas演示出来,会让学生更易理解;比如讲合金的铸造性能时,缩孔缩松、气孔、拔模斜度、浇不足这些内容采用了flas演示出来,再比如热处理这一章节,将各种热处理生产现场的录像或实验录像让学生反复看,增进理解,从而获得好的教学效果。

(二)重视实验、见习、实训等实践性教学环节

《机械工程材料》课程有很强的实践性,铁碳合金相图、热处理、材料成型工艺等都和实践密切相连,若和课程基本原理、工艺参数等内容脱离,实际工艺过程就无法真正有效地讲授,没有实验、见习、实训教学环节作为辅助,不能获得好的效果。应重视实验室建设,安排学生做实验、实训,获得感性知识,强化记忆。

(三)合理地整合教学内容

再多的教学手段、实验实训条件,没有合理的整合安排,没有脉络,没有主次,都不会取得好的教学效果,因此对教材内容进行合理的整合至为重要。

《机械工程材料》课程知识内容庞杂,它包括材料学、金属热处理、钢铁材料、铸造、锻压、焊接等多个专业学科方面的知识,不仅如此,各部分内容信息量大,讲解很深入,难度大。怎样整合内容,为后续其他课程的学习奠定好基础,为将来职场的工作奠定知识基础呢?对《机械工程材料》课程内容进行整合必须以教育部对职业教育基础理论教学提出的“要以应用为目的,以必需、够用为度,以掌握概念,强化应用为教学重点”的原则为指导思想,经过整合使课程教学总体上各章节的关系脉络清晰,主次分明,各章节讲授做到重点突出,主次分明,该讲的讲,详略得当。在此将本人多年来的从教经验做一陈述:

1.必须确定《机械工程材料》课程教学总体脉络和各章节主次。《机械工程材料》课程主要是由材料学、金属热处理、钢铁材料、铸造、锻压、焊接六个部分组成,五个部分都用到了材料学的相关知识,它是后五个部分知识的学习基础,而金属热处理、铸造、锻压、焊接五个部分基本各成体系,所以材料学部分是本课程第一个重点内容;金属热处理部分在后续其他课程学习中用到的很多,所以要作为第二个重点来讲;钢铁材料部分,在其他课程中的应用也很多,同时,学生应该懂得钢铁材料的牌号、成分、性能、用途等常识性知识,所以这部分可作为第三个重点来讲;铸造、锻压、焊接这三部分可以根据专业的就业方向来确定其重要性,通常情况下,焊接部分知识由于在实践中应用得很多,又考虑到机械类专业的学生将来要取得焊接职业资格证书,这部分内容往往也会作为一个重点,成为第四个重点。铸造、锻压相对其他部分重要性要低些,可以作为一般性的知识做个介绍。

2.《机械工程材料》各章节内容的整合。

(1)材料学部分内容的整合。材料学部分是《机械工程材料》课程里最重要的部分,比较重要的知识作为重点多讲,后四个部分涉及不多的就简讲,没有涉及的知识可以不讲。

材料学部分主要包括金属材料的力学性能、金属及合金的结构与结晶两部分。因为讲材料的性能主要涉及的就是材料的力学性能,所以金属材料的力学性能部分要作为重点,如果在学习之前已经开设过《工程力学》课,这部分可简单讲解,如果没有开设过《工程力学》课则要详细讲解。在金属及合金的结构与结晶部分里,重点内容包括:①晶格类型、同素异构转化;②晶体缺陷所造成的力学性能的变化、晶粒大小对合金机械性能的影响及晶粒大小的控制;③固溶体、固溶强化;④铁碳合金的相铁素体、奥氏体、渗碳体,珠光体;⑤铁碳合金相图中钢部分。

这些内容在后续章节当中都用到,这五个内容要详细讲解。铁碳合金相图中铁的部分尽管教材一般编写得都很详尽,但因铁本身使用价值不高,并且在后续课程中用的不多,所以仅做个简单介绍即可。

(2)金属热处理部分内容的整合。金属热处理部分主要包括钢的热处理原理、钢的整体热处理、钢的表面热处理及热处理工艺设计四个部分。其中钢的热处理原理、钢的整体热处理是重点,钢的表面热处理简单做讲解即可,如果是高职班,热处理工艺设计也应是重点。在讲解时,首先要把钢的热处理原理这部分重点讲透,把钢的整体热处理中的三个热处理退火、正火、淬火分清楚,铺垫好了,钢的整体热处理就好讲了。讲钢的整体热处理时,退火、正火可讲的简单些,淬火部分,将重点放在其产物马氏体上,最后回火要重点讲,因为淬火之后一般都要回火。

(3)钢铁材料部分内容的整合。钢铁材料部分主要包括钢的分类、其他元素对钢的影响、非合金钢、低合金钢、合金钢等五个部分。要清楚类别,所以钢的分类是重点知识。钢中除了铁和碳以外还会有其他元素,在学习非合金钢、低合金钢、合金钢的时候都要用到,所以要作为一个重点单独讲解清楚。非合金钢、低合金钢、合金钢部分也是重点,很多教材编写很详尽,内容多、庞杂,在讲解时讲讲它们中各类常用钢材的牌号、性能、用途、热处理即可,热处理部分简单讲讲即可。经过这样整合后,沉重的钢铁材料部分大为轻松,并且还学到了关键部分。

三、结语

《机械工程材料》是专业基础课,为后续的学习奠定基础,所以应努力提高该课程的教学效果。获得好的教学效果的关键在于课程教学内容的整合,使学生在短的教学时间内真正学到有用的知识,其次要有足够多的辅助教学的教学手段,讲究授课技巧,调动学生学习的主动性,给学生安排自学任务促进学习,非常必要。

参考文献:

[1]李树伟,朱龙英,吕红明.“工程材料与热加工”课程教学改革与实践[J].中国教育技术装备,2009,(5):43-44.

[2]魏真,邹爱成.教学改革与教学方法的探索[J].工程材料与热加工,2009,(18):68-69.

[3]宋杰.工程材料与热加工[M].大连:大连理工大学出版社,2009.

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【关键词】问卷调查;测试技术;线上教学;多维混合教学;平时成绩评定;教学反思

2020年春季因肺炎疫情的影响,全国高校停课不停学,将教学转至线上。在此背景下,为了更好的开展线上教学,首先需要了解学生的学习状态。因此,以嘉兴南湖学院机械设计制造及其自动化专业的学生为样本,制作了一个问卷调查。基于该问卷调查的结果,以及线上教学面临的问题,以测试技术课为教学载体,采用多维混合式教学方法[1-3]及相应的学习状态评价与考核方法,以期更好的开展线上教学,实现课堂环境虽然改变,但教学质量不降甚至提高的教学目标。

1线上教学面临的问题

1.1学生学习状态无法适时感知、监督

从图1、图2所示的问卷调查结果可以发现,嘉兴南湖学院机械设计制造及其自动化专业学生的学习主动性不够,喜欢玩手机、玩游戏。又由于在线上上课,不能直观感知学生的学习状态,不能面对面督促学生。如果学生将老师上课界面及音视频打开,人离开去干别的事情,老师是不能够及时感知的。这一问题是影响线上教学质量的一个主要因素,也是要着力解决的问题。

1.2MOOC课程精炼,讲解速度过快

本测试技术课程是在嘉兴南湖学院机械设计制造及其自动化专业的大三两个班开课,共计64个学生。在学测试技术之前学过控制工程基础,因此有一定的专业基础,有些概念之前学习过。但测试技术课程是机械专业的专业学位课,要求高,分析、理解、计算较多。由于学生的微积分知识不够扎实,分析计算能力不强,因此对于学生来讲,本课程的学习具有一定难度。MOOC平台上的课程完整度高,名师表述准确,有些环节展示生动形象,但也存在一个问题,即老师语言表达凝练,讲课速度快。学生由于基础知识不太扎实,来不及反应、消化与吸收。

1.3师生面对机器,缺乏面对面对话与沟通的亲切感

由于线上教学,师生之间存在大的物理距离,缺乏面对面的沟通,肢体语言的特殊作用不能凸显,语言的艺术性不能完整、生动的全面体现,影响线上课堂的生动性、互动性、活跃性。

2线上多维混合式教学方法及实施

针对线上教学面临的问题,通过多维混合式教学方式,利用先进的教学软件及教学手段来规避这些问题,将坏好事,充分发挥出线上教学的优势。下面以机械设计制造及其自动化专业的测试技术课程为例,来说明基于网络的多维混合式教学方法,以期实现上述线上教学的目标,提高线上教学质量。

2.1腾讯课堂平台为基础

如图3所示。在腾讯课堂平台[4]上开课,发送邀请链接给学生,学生通过链接进入线上课堂。在腾讯课堂里面打开MOOC平台上测试技术课程,并进行屏幕及音频共享,让所有学生观看老师电脑屏幕上的视频教学资料。课中可以随时暂停,进行相关知识点的补充、停顿及重复。同时腾讯课堂里面还可以进行实时的语音文字交流,学生可以将疑问在群里,教师可以适时进行讲解。腾讯课堂还支持回放功能,上课时的讲话、电脑屏幕上的视频教学资料及过程全部记录,第二天可以生成回放文件,供学生巩固复习使用。也可以在腾讯课堂上随机向指定学生提问或者考勤,以抽查学生是否在听课,防止学生网络在线,但实际人不没在听的问题。

2.2MOOC教学资源为主线

如图3所示。本次线上教学的测试技术课程以MOOC平台[5]上武汉理工大学王三武主讲的测试技术为主要线上教学资源,该网课的课程结构完整,PPT及教学视频清晰。每节课的知识点衔接自然,对一些知识点有一定程度的展开。但针对嘉兴南湖学院机械设计制造及其自动化专业的学生,其数学基础不够扎实,有些难点需要进一步的补充与展开讲解,同时视频讲解速度过快,学生来不及消化吸收,因此需要在腾讯课堂平台上构建线上课堂的基础上,老师统一、随机的暂停教学视频来进行补充、停顿及重复。

2.3问卷星练习辅助强化

如图3所示。为克服线上教学缺少互动学生注意力易分散的情况,提高课堂教学效率,可以借助问卷星[6]进行线上快速答题练习。老师可以课前将相关知识点转化成选择题,填空题,然后在问卷星软件中编辑成问卷形式,并生成二维码或链接群发给学生。让学生实时适时回答问题,问卷星软件可以自动统计学生的做题情况,如完成率、正确率、答案分布情况都可以及时查看。如图4为问卷星界面下,学生参与答题的统计分析,基于此,老师可以及时了解到学生关于该知识点的掌握情况,有针对性的补充讲解。

2.4希沃白板游戏作业增趣

如图5所示,对嘉兴南湖学院机械设计制造及其自动化专业3个年级学生进行学习状态调查发现,学生学习状态不佳的一个主要原因是对课程缺乏兴趣,因此提高课堂的趣味性应该摆在突出位置。针对线上教学的现实状况,如学生都用手机或者电脑,可以利用希沃白板[7],将相关知识点用游戏的方式线上呈现,让学生参与其中,在游戏中回答问题,在兴趣中学习知识,增加了学习的主动性和参与度,有效提高课堂活跃度与课程的趣味性。在希沃白板软件中,老师可以在课前将题目导入到软件,在线上课堂上,答题游戏,学生通过各自线上上课设备参与答题游戏练习。如图6所示的是一个名称为“森林运动会:看谁能先到终点”的题目游戏界面,两位学生分别需要在给定时间内对指定的题目作出正确的判断,才能在游戏中领先,获取最终的胜利。图7所示的是答题结束后的比赛结果。老师针对学生的错题再进行讲评,以帮助学生对知识点进行巩固强化。从结果可知,在课堂中引入电子游戏将更好地充分利用学生爱玩手机,爱玩游戏的特点(如图1所示),通过合理引导,将一个阻碍学习的不良嗜好变成了一个有益学习的手段。

2.5QQ群作业充当教学反馈载体

如图3所示。QQ软件的作业模块[8]能够适时布置作业,学生在线提交,可以查看学生是否查看了作业,以及交作业的状态。学生在听教学视频及补充讲解过程中,要求学生用手写方式记笔记,记下重点知识点来加深印象,然后利用QQ软件中的作业功能,让学生在课堂上随机并限时(比如1分钟内)拍照上传笔记,这种方式有效限制并发现学生玩手机等没在听课的情况,可以让学生完全将注意力集中在课堂教学上,跟着老师的教学进度来完成相应的学习任务。交笔记或者作业不要局限在一个固定时刻,以免让学生捕捉到规律,要随机的布置任务,保持事件突然性,让学生没有空子钻,这是有效解决线上教学中学生学习状态无法适时感知的问题。由于每堂课要提交最少一次课堂笔记,同时还有其他种类的练习题,所以课后作业采用按章布置,一章上完,布置一次作业,让学生能通过作业练习将本章知识点串起来,用起来。

3线上教学过程中平时成绩评定方法

公平的评价能有效提高学习效果。本课程的平时成绩由四个部分组成,其组成及比例见图8。其中各项评定[9]具体措施如下:

3.1课堂笔记

100分每次网课最少提交一次课堂笔记,通过QQ作业提交,根据课堂笔记的提交情况(每次笔记提交情况都要截图保存),及质量给成绩,规定时间内没提交的,一次扣2分。质量成绩按5级制给分,每次优5分,良3分,中2分,及格1分,不及格0分,作业没交扣5分。

3.2上课考勤

100分上课考勤可以通过QQ直播来查看谁没有准时加入线上课堂或上课点名不能及时应答,每次课程都记录,迟到扣3分,点名不在线一次扣10分,扣完为止。

3.3课后作业

100分课后作业主要从作业完成度及正确度两方面来考查。具体就是:每次QQ作业平台上没有按时交作业一次扣5分,作业按5级制,每次优15分,良12分,中10分,及格6分,不及格3分,不交作业扣10分,共计四次优及以上再加10分。

3.4课堂互动

100分课堂互动主要从在线回答问题跟参与希沃白板游戏来进行评价。即每主动参与一次答题或者游戏奖励5分,回答正确或者游戏胜出再增加10分,算累计得分。如图9所示的是某一同学相较于班级平均得分情况,从中可以看出,该同学的课堂笔记、课堂互动环节低于平局水平,课后作业高于平均水平。

4教学总结与反思

线上教学从开始的生疏到逐步的改进、完善。通过采用上述多维混合式线上教学方法及平时成绩评定规则的实施,最后发现其线上教学整体效果比预期的要好,有些环节甚至比教室上课还要好,但也存在不足。下面是从不同角度进行的教学总结:

4.1线上教学纪律依然良好

从上课考勤的结果,共计19次课,课堂随机点名8次,每次课程由于提前10分钟线上开课,并提醒学生及时加入,共计有6人有迟到现象,且有两人迟到达到3次,但都在开课后5分钟内都能加入,课堂随机点名,没有出现不在情况。相较于以前教室上课,课堂纪律有保障。之前担心的学生因缺乏适时监督而不在线上课的问题没有出现。由于规定学生要随机做笔记,回答问题等,且需要在规定时间内完成,因此学生没有时间干其他事情,上课玩手机等做与课堂无关事情减少,有效将其学生的注意力聚焦到课堂上。课后作业由于采用限时提交方式,共计6次大作业,大家都能在规定时间内提交作业。

4.2学生参与度高,比教室课堂更加活跃

本学期线上上课期间,有记录的在线回答问题是11次,每次都有一大半的同学踊跃线上抢答。共设计了6次希沃白板游戏答题,学生积极跟关系好的同学PK答题,气氛热烈,这一形式得到大家的喜爱,即使是上课不怎么认真的同学,但游戏答题环节,也是积极参与。从课堂气氛来看,明显超过教室课堂。线上互动效果比预期的好,有些以前教室上课不积极的学生,在线上很积极的参与答题,参与游戏。这主要是跟现在的学生喜欢在电子世界、虚拟网络世界表现有关,他们喜欢也善于在这样的环境中表现自己。

4.3知识讲授效率上升

MOOC平台视频讲解精炼,结合适时补充讲解的方式,整体上相较于传统教师课堂,其知识传授效率有所提高。同时,使用问卷星等在线流水式答题,学生做题效率得到提高。节省出来的时间,可以让学生有更多的时间记笔记,理解、巩固相关知识点。

4.4学习效果整体有所改观,但存在两级分化现象

让学生在线上课堂上记笔记有两个目的:一是让学生能够参与课堂教学,不会没具体事情做,做笔记是任务,而且具有随机性,让学生不做与课堂无关的事情;二是让学生通过记笔记,加深印象,是一个知识巩固消化吸收的过程。从笔记及作业的上交情况来看,第一目的是达到了,第二个目的达成了一部分,整体上由于大家记笔记,知识点的熟悉程度有所提高。但从质量来看,只有一小部分学生所提交的笔记完整度高,知识点之间联系紧密,大部分学生提交的笔记更多的是流水式记录,知识点之间缺乏关联,大部分都是只记录老师提醒做笔记的地方。从中可以得出,线上教学容易产生两级分化现象,少部分有主动学习意识的同学学习效果很好,因为他们不需要监督;但大部分被动式学习的学生,因为不能适时面对面提醒监督,不能主动的、高质量完成教学任务。这说明大部分学生学习主动性还是不够、被动性学习的态度没有根本上改观,应付式记录及听课依然存在。应该来说,线上教学知识讲授效率提高,学生有更多及时消化、吸收知识的时间,但大部分学生的实际知识掌握情况并没有明显提高。这主要是跟学生的学习态度有关,因为学习效果主要是依赖于学生自己的学习态度。

4.5未来教学及评价的改进方向

未来要结合线上教学的上述优势以及教室课堂教学中师生面对面对话与监督的优势,构建新型全过程教学监督、评价与考核机制,让三者共同作用,增加开放式学习任务及其相应的监督与考核办法,提高学习应付难度,让学生主动的归纳、理解、活用知识,以此来扭转学生应付式、被动式学习状态,进而提高广大学生的学习能力。

参考文献

[1]赵文杰,吴海滨,冯侨华.基于“互联网+”的混合式教学考核评价机制探究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2020(6):46-48.

[2]吴琦.高等数学线上线下“混合式”教学模式的探究[J].佳木斯职业学院学报,2020,36(6):110-111.

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[4]魏梦楠,马燕.基于大数据分析的在线教育用户基本属性的研究——以“腾讯课堂”为例[J].中国信息技术教育,2018(19):103-105.

[5]崔越.MOOC学习支持服务体系构建研究[J].智库时代,2019(52):168-169.

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[8]王进,刘祎炜,王伟,等.QQ群作业功能在教学工作中的应用[J].教育现代化,2017,4(52):285-287.

篇5

【关键词】 互换性与技术测量;教学改革;课程实验;多位一体

互换性与技术测量课程是机械类各专业学生必修的一门专业技术基础课,具有覆盖领域较广、概念术语多、符号多,理论性、实践性和实用性强等特点,课程的内容设置与国家标准紧密相关,特色也十分鲜明,是机械设计、工艺与制造等课程必不可少的基础。在教学中,实验教学是其重要的组成部分。它对学生巩固课堂知识、机械零、部件几何参数的精度设计的基本技能起着显著的作用。为提高课程教学效果,必须精心安排课程实验,以培养“能在基层一线胜任某个岗位工作、能够在工程现场解决具体问题的应用型人才”为宗旨,为此机械专业学生无论在后续专业课程学习过程中还是在今后实际工作中,都会接触到公差配合、互换性与检测方面的知识。这就要求该课程在整个教学过程中不仅要强调理论知识点的重要性,而且还要注重实际工程能力和综合能力的培养。据此,我们将文立足教学、结合实践提出构建多位一体的课程实验教学方法研究,对本课程的实验教学改革提出几点设想。

一、目前实验教学存在的问题

1、实验方法程式化

以往的每一个实验都有固定的实验指导书。指导书详细介绍实验的目的、内容、方法及步骤; 实验所需的仪器、原理以及实验报告的格式等。实验所需的仪器和设备也均由实验教师事先准备好,学生只需按照规定的测量方法测量就是了,最后得出结论,对所有的学生都是统一的时间要求和内容,没有重视学生的基础个性差异和兴趣,导致学生不重视实验,实验中出现问题完全依赖实验教师帮助解决,学生完全处于完成实验的被动状态,有些学生甚至等待其他同学作完实验后,照抄实验数据及最后测量结果,完全缺少独立思考和发挥潜力的空间这样完全不利于发挥学生积极性和主动性,更不利于学生的实践能力和创新精神的培养,更谈不上应用性人才的培养。为此,本项目对实验教学方法做了改革探讨,拟采用“比较”式实验教学法。

2、实验手段与生产实践有较大偏离

目前,形位与位置公差实验室所开设的实验项目多是一些比较常规仪器进行测量,但随着计算机技术与信息技术的发展,一些新型的、测量精度较高的测量设备与仪器被广泛地应用在企业生产中,且操作简便,因此现在的教学手段出现落后于生产实践的现象。为此,本项目对实验教学手段做了改革探讨,从机电一体化公差测量设备的测量原理出发,增设人机交互的CAT测量平台,让学生们可以较快的得到测量结果,也便于同传统实验数据计算结果相验证;同时,根据资源条件可以适当增设先进测量设备的实验教学项目,从而有效地增加学生对于实验内容的兴趣,增强学生的主动性,有效地提高实验教学的效果。

3、实验内容偏重“实验化”

目前学生进行实验主要是跟据实验指导书的操作步骤作简单的重复,学生对实验对像的工程应用背景及项目要求都不是十分明确,只是为了做实验而“做实验”,处于被动状态,为此,本项目对实验内容进行改革探讨。首先,介绍被测对像的工程应用环境,为学生提供一些典型机械零件的图纸和实物,要求判断零件的合格性,实验内容与工程实际一致。尤其是引入企业测量项目,充公调动学生的主动性,激发学生的兴趣与爱好,培养学生的创新能力,提高学生的职业能力。

综上,目前的实验教学存在着许多的不足之处,对构建“基本技能”、“专项能力”、“综合运用”不同训练层次的“测量技术”实验体系有着严重的影响,为此选择以传统实践教学环节为基础,以开放实验、兴趣小组为补充,以企业创新实践项目为激励的“多维一体”实践教学模式作为实验教学改革目标,着力在实验方法、手段和内容等方面上进行优化与改进,使实验内容尽可能与工程实际要求相一致,争取做到课堂与岗位的零距离,以提高学生的职业能力。

二、构建多位一体的实验教学模式的路径

多位一体的实验教学体现在课程教环节突出学习重点的基础之上,实验环节强调动手实践、专周环节提升综合能力、对比环节力主创新思维与方法,从多角度、多方位在有限的时间内完成本科教育的培养目标,使学生掌握有关几何量公差与测量技术方面的基本知识、基本理论和精度设计基本技能。

1、采用“比较”式实验教学

实验课教学可以采用两种方式进行, 一种是以教师讲解示范为主,该部分实验学生不必动手操,以让学生了解实验设备特点、功能及测量过程为目的;一种是以学生独立实验为主,该方式也是目前多数高校采用的一种实验教学方式。而“比较”式实验教学是在后者实验教学方式上进行创新,以求在比较短的时间内,用较少的实验项目达到相同的目的。改革的思路是:由学生被动学习变为主动学习,激发学生创造性思维,开拓意识等。在传统实验的基础上引入比较式实验, 并对此实验进行有益的探索和实践,寻求相同零件的最优性价比的测量方法。技术实施路线:对一个典型的企业产品,采用课程内的传授仪器与方法可实现测量结果1;同时,实验室内可提供多套解决方案,分别测量出测量结果2、结果3等,多组结果相互验证,寻找差别,并分析可能的成因,增强学生参与实验的兴趣和主动性。

2、引入先进的CAT的可视化公差测量平台,充分利用先进的机电一体化测量设备与仪器,实现手段的多样化

综合性、专业性实验属于应用性实验,是针对实验技能的全面训练,相关专业知识的综合应用。通过较复杂的实验问题,来开阔思路、增长科学知识,从而提高学生科学的思维能力。通过利用MATLAB软件平台,结合国家标准对各种形位公差项目及其它相关项目的测量原理与计算公式,在MATLAB中实现人机交互界面,由程序自动进行处理 ,最后,可以数据形式输出测量结果,也可用图形显示,从而实现公差项目的CAT测量;另外,可将我校现有一些比较先进的测量设备列入现有实验教学中,如三坐标测量机、关节臂式测量机、XR20表面粗糙度仪等,这些设备在汽车、航空工业及 数控加工中的应用已越来越广泛。因此,为了培养学生能适应21世纪对人才的需要和我国经济建设的需要,让学生了解、熟悉高精度的技术和设备,建议增设该设备的相关实验内容。

3、通过开设专周环节,引入企业产品开发项目,激发学生的兴趣与主观能动性

企业项目具有实用性强、经济性高、测量精度要求较高等特点,且具有较大的自主发挥空间,能力较好的学生可在完成传统实验的基础上,开设这样一个综合设计与测量的环节,在此过程中学生的自主性得以充分发挥,且极易调动大部分学生的积极性。但企业产品开发从产品的方案设计、结构设计到精度设计包含项目较广,如果项目选择不恰当,很难具有代表性且容易打击很多学生的好奇心,因此应结合课程教学的重点知识选择产品精度设计环节。学校选择了校办企业生产的ZW-512武夷台钻的主轴箱的产品精度设计作为专周环节,该产品具有典型的代表性。在设计完成后,学生可进入实验室对企业生产的一批产品进行实际检测、选择与装配,根据结果评价在精度设计过程需要改进或修正的环节。

而要构建这一教学模式,还需要以下条件作为保障。一是采用多媒体教学方式,尽可能多地收集国内外新的信息并提供给学生,用以拓宽学生的知识面,帮助他们提高理解能力。二是建立完善的考核制度。针对当前学生不重视实验课教学的普遍现象,要制定专门的考核制度,严格考勤。三是完善的实验设备是教学的重要保障仪器设备是实验教学的重要工具,是提高实验水平的手段,因此拥有一定数量和先进的实验仪器设备是实验室进行实验教学必备的物质基础。

三、结语

本文总结了互换性与技术测量实验教学存在的不足并提出了多位一体的改革措施,通过两年的实施, 根据后续专业教师的反映,在工艺设计和装备设计等环节比往届有明显进步。总之,企业和社会越来越重视学生的实际动手能力、知识综合运用能力和创新能力,为此学校在机械专业人才培养过程中应加强和重视互换性与技术测量实践与实验教学环节。

【参考文献】

[1] 彭丽.互换性与技术测量课程实验教学探索[J] .实验科学与技术, 2010.8(3) 108-111.

[2] 黄玲, 朱定见.“互换性与技术测量”课程实验教学方法的探讨[J] .机械管理开发,2008. 23(4)154-155.

[3] 王恒迪,武充沛,张发玉,等. 刍议互换性与技术测量课程的教学[J] . 2010.21.96-98.

篇6

【关键词】塑料成型模具;混合式教学;多媒体

【Abstract】Plastic mold course is the core of polymer materials professional courses. It is a practical stronger course. The reform mainly for the current traditional teaching mode of most universities in China. In the course of teaching, teachers should use animation, network video, images and other multimedia methods for mixed teaching, so as to improve the quality of teaching. Then it can lay a solid foundation for students after graduation to become a good mold engineer.

【Key words】Plastic mold; Mixed teaching; Multimedia

塑料成型模具课程是高分子材料与工程专业的专业核心课程,是一门实践性很强的课程,在教学过程中,如何激发学生的学习兴趣,提高学生的理解能力和实际动手设计能力,是目前本科教学中急需解决的问题。

随着科技的进步,信息化、网络化为我们生活提供了各种便利,高等教育也利用数字化时代的优势,来提高教学水平。在传统的教学方法中,教师主要采用“粉笔、黑板”等工具来进行教学,这种教学模式比较单调,一些复杂的问题难以跟学生解释清楚,学生也难于理解。随着信息技术的普及,混合式教学的优势逐渐的体现出来[1]。

1 塑料成型模具课程的内容和特点

塑料成型模具课程的主要内容有塑料制品设计、塑料注射成型模具设计、塑料压缩压注成型模具设计、塑料挤出成型模具设计、塑料中空成型模具设计及塑料注射成型新技术。通过本课程的学习使学生了解塑料注射成型新技术,熟悉注射、压缩、压注、挤出模具的结构特点,掌握模具成型系统、脱模系统、加热系统、冷却系统的工作原理及设计方法,具备模具加工与检验的能力,并能进行塑料模具的初步设计。课程具有如下特点:①课程内容多,重点不突出,并且每部分内容的学时较少,从而导致学生学不精,学习效果差,须改进[2];②模具图形数量庞大,各种复杂的机构较多,如成型系统、开模系统等,很难通过板书的方式将复杂的图形全部画出;③课程内容交叉性强,与其它课程内容联系紧密,如模具制造技术、机械设计、塑料成型工艺和工程材料等课程;④任课老师准备好讲授内容教案,课堂上依照教案内容讲授知识,忽视了学生的接受情况,从而导致学生被动的学习和吸收,学习效果差。大部分学生为应付期末考试,考前临时抱佛脚,通过死记硬背的方式记题目和答案,对模具的工作原理以及各个零部件作用不理解,导致学生毕业后遇到实际问题不会处理。

2 混合式教学在课程中的应用

混合式教学是一种基于计算机网络环境的教学模式,它将传统教学的优势和多媒体数字化教学的优势结合起来;既要发挥任课教师引导、启发教学过程的主导作用,又要充分提高学生作为学习主体的积极性和主动性[3],其目的在于结合课堂理论教学、多媒体数字教学以及实践教学的优势,综合运用以任课教师讲授为主的教学形式、基于视频、动画、图纸等多媒体的教学形式和以自己动手实践操作设计的教学形式。它改变了学生的整体学习方式和任课教师的传统教学模式、教学策略和角色,提升了现代学习理念和教育理念。相对于以往传统的教学模式,混合式教学具备学习资源提供的灵活性、提高教学效率和增加学生实践能力三个方面的主要特征[4]。

塑料成型模具是一门比较难的课程。上课时,可以借助图片、视频、动画等各种工具进行混合式教学。如讲授成型原理时,可以用视频或者动画来模拟某一种塑料产品在注塑机上的具体成型过程。设置好注射参数后,首先在注塑机的料斗内加料,然后将料筒升温,使料加热至粘流态,由喷嘴注射到模具型腔中,冷却、开模,产品自动脱落。这种动画和视频可以加深学生对注射过程的理解,使学生对这门课程有一个感性的认识,使学生明白各式各样的塑料产品可以通过设计不同的模具进行成型加工生产,进而认识到这门课程实用性,增加其学习的兴趣。

塑料成型模具课程的性质决定了在课堂教学过程中,图纸贯穿教学的始终,不同的模具零件有不同的图纸。如模具的成型零件、模具的导向机构、模具的侧向抽芯机构以及螺纹脱模机构等等,结构复杂,在黑板上进行绘图将会占用大量的课堂教学时间,而且学生还不容易理解,因此必须增加课时量才能完成这门课程的讲授[5]。而采用多媒体教学的混合式教学法可以在单位课时内讲解更多的内容,也可以增加教学的信息量,提高教师的教学效率,为教师节省教学时间,有效地拓宽了教学空间,使教师有更多的时间进行重点、难点知识的讲解。而且学生也对整个模具的工作过程能充分理解。

塑料成型模具课程是与实际密切相关的一门课程。在理论教学的基础上,我们增加了课程设计的实践环节。学生先在实验室对模具模型进行测绘,每人都动手拆装一个模具模型,用CAD画出各个零件的图纸,以加深对模具各个结构的理解。同时,任课老师给每个学生出一个难度系数适中的模具设计课题,学生根据自己的理解,结合理论知识,设计一套简单的注射模具。这样学生就有实际的模具设计经验,而不是单纯的理论知识,毕业后进入模具设计公司后就能更快的适应公司的需求,从而提升自己的价值。

3 结束语

塑料模具成型是高分子材料与工程专业的一门专业核心课程,学好本门课程,可以提高学生运用基本理论知识解决工程实际问题的能力。在该课程的教学过程中,任课教师应当采用混合式教学模式,将传统教学、多媒体技术和实践教学结合起来,增加课程的生动些,提高学生学习该课程的积极性,培养创新型人才,提高教学效率,增强学生实践动手操作能力,为其毕业后进入公司能够成为一名优秀的模具工程师打下更加牢固的基础。

【参考文献】

[1]石玲,王君.混合式教学模式在工程制图教学中的应用[J].课程教育研究旬刊,2015(2):198-199.

[2]张国新,曹秀中.《塑料成型工艺及模具设计》课程教学改革与实践[J].无锡职业技术学院学报,2008,7(2):77-78.

[3]何克抗.从混合式学习看教育技术理论的新发展(上)[J].电化教育研究,2004(3):1-6

篇7

关键词:金属材料工程;应用型本科;培养方案

高等院校是培养服务于国民经济和社会发展所需的专业人才,而人才的培养质量很大程度上受培养方案设计科学性、合理性、质量及培养过程监控的影响。如何提高专业人才培养方案设计的质量,就摆在从事高等教育工作者面前,这需要我们去思考、分析、探索并付诸实践。

结合我校“以学生为本,为产业服务”的办学理念,如何让金属材料工程专业人才培养方案的设计有质量,有科学性、合理性呢?为此,我们在国内外相近专业培养方案概况、课程设置与教学内容、市场对人才素质需求等方面调研的基础上,深入分析、探讨并得出了有益的思考。

一、国外大学培养方案分析

国外专业设置与我国的专业设置情况有所不同,与我国金属材料工程专业相近专业名称为材料科学与工程专业,相当于我国的一级学科专业,而金属材料工程专业属于三级学科专业。首先以被调研的美国威斯康星大学、伊利诺伊大学以及英国伦敦帝国大学等部分国外大学材料科学与工程专业培养方案为对象,深入分析专业培养目标、课程设置结构、内容、学分要求等特点,从而探索并改革我校金属材料工程专业应用型人才培养方案。

所调研的学科专业具有范围大的特点,未被细化,该专业包括材料化学、冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、复合材料与工程等三级学科专业。因学科专业没有设置具体方向,所以其课程内容范围宽广,涉及专业知识面宽。

威斯康星大学材料科学与工程专业课程结构体系如表一所示,通过该表主要分析其课程之间、知识与能力之间的关联。

材料科学与工程专业学科基础课包括数学、物理学、化学。它们之间关联度较大,有不分家之说,是学科基础的基础,更是专业基础的基础。

材料科学与工程专业课程包括专业基础类课程,是专业课程的理论模块,注重材料的结构、组织与性能间关系的原理或理论知识。材料性能取决于其组成结构,如原子、分子、离子等。材料的研发设计、生产或制备影响材料性能,只有了解其内部组成结构,才知道应用数理化相关知识分析结构与性能之间的规律,才懂得用材料科学与工程相关方法手段对材料改进结构、改变性能、加工、成形和应用。这类专业基础课包括材料科学(固体中材料的结构和属性关系、材料科学)、固体相变学、材料相变学、材料力学。专业课程包括材料设计类、材料加工类、材料性能学类。材料设计类包括高分子材料、陶瓷材料导论、材料体系、设计项目规划学。材料加工类包括宏处理材料、材料微加工、固体(塑性)变形。材料性能学包括材料的电学、光学和磁学性能。材料选修课包括材料体系设计、各类材料学,这类课程根据学生自身的兴趣爱好与个人发展而选修,主要培养个人专业特长、创造性以及研究能力。工程类课程包括工程导论、工程应用统计学、工程基础等,主要培养具有材料工程理念或观念,强调材料工程设计、组织、管理、经营、质量控制等。

通过培养方案中各学期课程安排,可以分析可以得出如下结论:

(1)各学期学分分布比较均衡,各学期负担不重,学习压力不大,这有利于学生可持续学习,不会打疲劳战。

(2)反映了知识、能力培养过程,其特点是课程安排与其间的衔接先后有序且紧密,课程内容复杂程度由低到高,内容由浅入深。先学基础课,接着是专业基础课、专业课、专业限选课,最后材料体系设计与材料工程项目设计综合。

(3)注重个性发展,依学生兴趣选修课程,激发其创新能力,这主要通过选修课程实现,包括科学类选修课,如化学类、物理类、土壤、生物类,自由选修课。

(4)注重人文社会素质的培养,主要依据文学研究类选修课程。

(5)注重交际能力培养,主要依据基础交际、专业技术写作课程。

(6)注重工程观念或理念培养,通过工程导论、工程应用统计学、工程基础选修课的学习。

(7)注重培养学生国际视野,通过走进跨国工厂或国际学校锻炼或实习环节来实现。

二、国内大学培养方案分析

国内大学金属材料工程专业人才培养方案因学校定位不同会导致各高校在人才培养侧重点不同。现以吉林大学、上海大学、

常州大学等三所高校的金属材料工程专业培养方案为例分析其

特点。

通过高校培养方案可以分析出各课程之间、知识与能力之间的关系。

课程依据其性质可分为通识教育课程(公共基础课、普通教育课)、学科(专业)基础课程、专业(专业教育)课程等三类。通识教育课程包括数学、物理、化学、英语、思想政治、大学计算机基础、大学英语、体育、军事理论。学科(专业)基础课程含工程图学等机械设计制造类课、电工电子类课、计算机软硬件类课及材料科学类课。专业(专业教育)课程包括表面工程、复合材料、凝固和组织控制、功能材料、粉末冶金、热处理、腐蚀与保护、焊接等方向的金属材料工程专业课。

如同国外的材料科学与工程专业一样,金属材料工程专业同样也要注重各类及各门课程之间的知识联系。因此,各门课程的安排要符合学生认识规律,也要符合科学理论与实践之间的辩证关系,首先掌握科学基础知识,并应用之学习与掌握专业(学科)基础理论,从而为发现金属材料工程中某一领域的科学技术问题、分析问题与解决问题服务。

三、分析与思考

通过分析归纳与总结,可以将国内外的近金属材料工程专业的课程归类并将其所占理论总学分的比重进行统计,结果如表二所示。

从表二中可以分析得出以下思考:

(1)理论总学分与国外相比,国内大学理论总学分因大学定位不同而差异较大,常州大学的与国外的相近,而985、211类的大学达200学分甚至300学分。理论总学分不同,对应学时数量也会不同,总学分多,则总课时量也多。然而总学分多,则表现为各学期学分平均量也多(国外每学期平均约16学分,国内三所大学每学期

平均约为25、38.9、18学分),周课时量也多。学生学习负担及压力大,致使学生疲劳应对修满学分,难以充分调动学生的学习积极性及个性发展,也不利于充分培养课余时间思考与创造性思维。

(2)科学类课程包括数学、物理、化学等三类课,国外三所大学这类课所占比重约为23.4%~26.6%,国内三所大学这类课程所占比重约为18.8%~15.9%,但是数学与化学两类课程所占比重差异非常大。

(3)工程基础与专业(学科)基础类课程,国外三所大学这类课所占比重约为36.%~32.9%,而国内三所大学这类课的比重约为37.8%~34.3%,由此说明这类课程的差异不明显。

(4)专业类课程,国外三所大学此类课程所占比重约为3%~18.8%,而国内三所大学这类课的比重约为9.9%~12%,这表明专业方向或特色课程因设置情况而发生变化,专业方向或特色越明显,则专业课所占比重越少,如威斯康星大学的专业课主要限定在专业特定某方向。

(5)交际类课包括写作、交流等课程,国外比较重视此类课,所占比重约3.1%~3.9%,国内三所大学这类课程体现得不多。由此表明,学生的写作与交流交际能力及各种表达能力在培养过程中也不能忽视,应该在这方面促进与提高。

(6)人文学类课程,国外此类课所占比重约为11.7%~12.5%,而国内这方面课比较欠缺,文学修养类素质培养在国内三所大学的培养方案中表现不足。然而思想政治类课程是我们非常重视的,约占8%~11.1%,培养思想政治素质,是学生应具备的素质之一。这两种素质如何有机结合,值得我们好好思量。

(7)英语、计算机、体育、军事等类的课程,国内大学优势较明显,约占16.4%~22.8%,尤其是体育、计算机、英语三门课程所占学分比重较大。英语是美英等国的母语,也是国际交流的必备素质之一,课程安排非常重要。如何有效提高英语学习,如何有效提高英语利用,如何发挥英语工具的作用等等一些课题,值得我们深思。

(8)其他类

包括个性发展或兴趣类型课程,是大纲规定专业课程外的一类课程。国外所占比重约为3.9%~4.7%,国内所占比重约为4.2%~9.3%,在个性发展或兴趣类课程相差不大,国内某些方面有优势。但是,国内在国际视野培养方面存在不足,我们仍要加大与国际高校或跨国工厂间合作交流,以有利于培养学生这方面的能力。(注:伦敦帝国大学培养方案只有总学分要求,课程学分情况不详)

四、结论

综合上述调研分析与思考,可以得出以下结论:

(1)对高等院校培养的人才所具备的知识、素质与能力等要全盘考量,使其具有数学、化学、物理、工程基础、专业基础、专业特色、国际视野、交际、人文、思想政治、英语、身体素质等方面素质与能力。

(2)培养方案中总学分要求可适当减少,以促使各学期学分分布均衡且学习负担不太重。

(3)课程类型设置方面可适当增加,使学生知识、素质、能力等方面得到加强,促使其综合素质的提高。课程知识间关联性强,要突出重点知识、能力等的培养,以达到各种素质的养成。

(4)课程体系方面,国内培养方案存在一些不足或有待改进之处:有待加强学分比重的课程包括数学与化学类、工程基础类、交际类、人文类课程;继续保持(最好能优化)英语、计算机、思想政治、体育、自由选修等方面课程所占学分;适当精减学分或突出专业特色学分的课程,应当在办学过程中凝练专业优势,进而突出各校的专业特色。

专业人才培养方案是高校纲领性文件,所有教学、监督、管理等围绕它开展活动,高等院校在制订该方案时充分结合专业特点与人才应具备的知识体系、能力体系、素质体系斟酌知识要素、组成及其关系,通过上述分析与思考,以便我们在金属材料工程专业培养方案改革与实践中借鉴,在人才培养道路上少走弯路。上述结论有不妥之处,还请读者不吝赐教。

基金项目:厦门理工学院教育教学改革与建设项目(JG201013)。