机械设计基础试题范文
时间:2023-03-24 14:59:41
导语:如何才能写好一篇机械设计基础试题,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:Authorware;多媒体课件;课堂交互
一、引言
随着信息时代的来临,课堂早已不局限于简单的讲和听,多媒体教学渐渐取代了单一的课堂。如今,基于PowerPoint、Flash、Authorware等软件的多媒体课件被广泛的应用,其中,Authorware虽然相比之下现在的使用者较少,但其独特的流程图编程和强大的互动功能仍受大众所认可,在实际教学应用中受到了学生的一致好评。Authorware是由Macromedia公司开发的一种专用于多媒体制作的软件,它的最早版本出现于1987年。其独特的流程图编程方式、面向对象的开发方法以及基于图标的设计方式使多媒体开发变得不再困难。Authorware就此成为世界公认的领先的开发因特网和教学应用的多媒体创作工具,被誉为“多媒体大师”,且随着之后的版本不断更新,其功能也越来越强大,至今已更新到Authorware7.0。
二、总体框架
《机械设计基础》多媒体课件基本功能模块主要分为其他模块和课程模块两大部分,每个模块由若干子模块所组成,其总体结构如图1所示。课程模块即课件的主体部分,其中包括教师上课要讲的每一条知识点,和相关的图片、动画等元素。课程模块按照章进行分组,每一章又分为若干个小节,每一小节根据具体内容包含若干页。每一页中,用颜色和字号来突出重点知识点和专业名词。本模块通过合理、清晰的布局,帮助学生加深对《机械设计基础》课程内容的理解。其他模块主要包含视频播放器、游戏部分和实验仿真部分。其中,游戏部分可以让师生在学习之余有适当的放松;视频播放器包含本课程所涉及的机械结构的运动动画,有助于学生理解其原理;实验仿真部分通过程序模拟出了齿轮范成实验和减速器拆装实验,令师生可以随时进行实验,加深理解。这三者都是独立的exe文件,靠Authorware自带的计算图标嵌入到多媒体课件之中。
三、多媒体课件的编译过程
下面以《机械设计基础》第一章第一节的第一页(1-1-1)为例,讲述多媒体课件的具体编译过程。(1)插入一个显示图标,命名为“bj”。为这个显示图标插入准备好的背景图片,并其大小适应全屏。这个显示图标在之后的每一页中都要用做背景,直接复制粘贴即可。(2)插入一个显示图标,命名为“1”。插入文本框“§1-1运动副及其分类”并置于页面最上方的中间,设置字体为“宋体”,字号为“36”;插入另一个文本框“一、自由度、约束”.(3)插入一个等待图标,将属性中的“单击鼠标”、“按任意键”选中,将“显示图标”取消选中,这样可以在单击鼠标或者按任意键的时候才继续播放课件。(4)插入一个显示图标,命名为“2”,插入文本框“自由度构件间的独立相对运动”,并将“自由度”三个字的颜色设置为蓝色,以突出专业名词。再插入一张相关图片作为教学辅助,帮助理解。(5)复制步骤(3)中的等待图标(6)同上步骤交替插入显示图标和等待图标,直到当前页面合理的放置了相关的教学内容。(7)插入一个擦除图标,并在属性中设置“被擦除的图标”,将当前页面中除了“bj”以外的所有显示图标都选中,以防止在页面跳转时出现差错。(8)插入一个导航图标,选择属性中的“类型”为“跳到页”,设置“目的地”为“任意位置”,在“页”中选中“1-1-2”。
四、结语
通过实际教学验证,Authorware制作的多媒体课件在机械设计基础中有非常多的优点:Authorware的生动性,可以让很多枯燥乏味的问题变得生动有趣;Authorware;的交互性,可以很好的带动学生的学习兴趣;Authorware多媒体课件的制作过程中,教学者可以充分发挥现代科技的优势,在课件中加入很多课外知识,更好的扩展学生的知识面。Authorware多媒体课件的应用,可以更好的带动学生对于课堂的期待性,变被动学习为主动学习。Authorware可以将抽象的教育内容具象出来,将复杂的编写过程简化起来,它展现在学生眼前的是一套图文并茂的有声教材,这正好符合面向全体、面向未来、面向世界的先进教育理念,在教学中受到了学生的一致好评和高度赞扬。
参考文献:
[1]云红艳,杨厚俊,赵志刚,杜祥军,李琳.基于Authorware实现的计算机网络协议的仿真[J].实验室研究与探索.2016,35(2).
[2]赖育庭,陈涛威,陶雄武,陈鹏杰.基于Authorware的调度员多媒体学习开发平台[J].通信电源技术.2016,33(2):121-122.
[3]周燕红.基于Authorware的思想政治多媒体辅助教学系统[J].电子设计工程.2016,24(23):127-129.
篇2
关键词:物探机械;维修技术;故障判断;修理质量
1.设备修理与故障判断
1.1 正确判断分析故障,切忌大拆大卸
维修人员由于对设备结构、原理不 清楚,不认真分析故障原因,不能准确判断故障部位,凭着“大概,差不多”的思想盲目对设备大拆大卸,结果不但原故障未排除,而且由于维修技术和工艺较差,又出现新的问题。因此,当设备出现故障后,要通过检测设备进行分析,如无检测设备,可通过“问、看,查、试”等传统的故障判断方法和手段,结合所用钻机的结构和工作原理,确定故障最可能发生的部位。在判定所用钻机故障时,一般常用“排除法”和“比较法”,按照从简单到复杂、先外表后内部、先总成再部件的顺序进行,切忌“不问青红皂白,盲目大拆 大卸”。
1.2 使用正确的修理方法,切忌“应 急”代“维修”
修理方法不正规,“治标不治本”仍是一些维修单位惯用的手段。一些修理人员不采 取正确的修理方法,认为应急措施是万能的,以“应急”代“维修”,“治标不治本”的现象还很多。如经常遇到的“以焊代修”,就是一例,一些部件本可进行修理,但有些修理人员图省事,却常采用“焊死”的方法。这些不正规的修理方法只能应急,却不可长期使用,必须从根本上查出故障原因,采取正确的修理方法排除故障。
1.3 搞好零件除垢,延长零件使用寿命
维修机械设备时,正确清除零部件表面的油垢、杂质对提高修理质量,延长设备使用 寿命有着重要意义。一要正确选用清洗剂,应根据它们对清洁度的不同要求,正确选用不同的清洗剂。二要防止零部件腐蚀、生锈,为确保零部件质量,应防止零部件腐蚀生锈,尤其对精密零部件更不允许有任何程度的腐蚀或生锈。三是不同零部件应分类清洗,铝合金类 零部件、铜类零部件不宜放在碱性或酸性清洗剂中一道清洗,橡胶类零部件不宜和其它钢铁类零件放在汽、柴油及酸、碱性清洗剂中一起清洗。
2.降低修理成本,做到不盲目更换零部件
机械故障的判断和排除相对困难一些,有些维修人员一贯采用换件试验的方法,不论 大件小件,只要认为可能是导致故障的零部件,一个一个更换试验,结果非但故障没有排除,且把不该更换的零部件随意更换了,增加了本单位的开支和成本。还有些故障零部件完全可以通过修理恢复其技术性能,不需要复杂的修理工艺即可修复,如一味采取“换件修理”的方法,造成严重的浪费。
3.正确合理使用修理设备的所需配件
3.1 注意新件质量检查,将配件质量问题
更换配件前对新配件不做技术检查直接安装到设备上,这种做法是极不科学的。目前市场上出售的零配件质量良莠不均,一些假冒伪劣配件鱼目混珠;还有一些配件由于库存时间过长,性能发生变化,如不认真检测,装配后常常引起故障的发生。
3.2 注意配件型号,不随意使用代用配件
在维修机械设备时,配件代用或错用的现象较普遍,有些配件应急代用是可行的,但长时间使用却有害无益,影响设备的安全和技术性能,因此应尽量使用原装型号的配件。
4.重视螺栓、垫片的选用,防止机械事故的发生
4.1 正确选用螺栓
工程机械使用的专用螺栓,是用特殊材质经过特殊调质和特殊处理、加工制成的,其强度大、抗剪切力强,确保联接、固定可靠。实际维修作业中,有些维修人员发现这些螺栓损坏或缺失时,一时找不到标准螺栓,有的随意取来其它螺栓代替,有的自行加工代用,这些螺栓因材质差或加工工艺不符合使用要合求,给工程机械的后期使用留下故障隐患。因此,在维修工程机械设备时,当螺栓损坏或丢失要及时更换符合要求的螺栓,切忌乱用螺栓。
4.2 螺栓正确拧紧方法
机械设备各部位固定或联接螺栓多数有拧紧力矩要求,一定要按规定力矩和顺序拧紧螺栓,防止因螺栓拧紧力矩过大、过小或顺序不当而导致机械发生故障。
4.3 垫片的正确使用
机械设备零部件配合面间使用的垫片种类很多,常用的有石棉垫、橡胶垫、纸板垫、软木垫、毛毡垫、有色金属垫(铜垫、铝 垫)、铜皮(钢皮)石棉垫、绝缘垫、弹簧垫、平垫等。一些用来防止零部件配合面间漏 油、漏水、漏气、漏电,一些起紧固防松作用。每一类垫片使用的时机和场合有不同的规定和要求,在维修工程机械时,垫片使用不规范甚至乱用的现象还比较严重,导致配合面间经常发生泄漏,螺栓、螺母自行松动、松脱,影响工程机械的正常使用。因此修理人员一定要切记“垫片虽小用处大”。
5.零件与装配
5.1 零部件配合间隙的检测
柴油机活塞与缸套配合间隙、活塞环 “三隙”、活塞顶隙、气门间隙、柱塞余隙、 主从动齿轮啮合间隙、轴承轴向和径向间隙、 气门杆与气门导管配合间隙等,各类机型都有严格的要求,在维修时必须进行测量,对不符 合间隙要求的零部件要进行调整或更换。
5.2 成套组件及偶件的装配
机械设备上有很多偶件,如柴油机燃油系统的柱塞副、出油阀副、喷油嘴针阀副偶件等,这些配合偶件在工厂制造时经过特殊加工,成对研磨而成,配合十分精密,在使用的寿命期内始终成对使用,切不可互换;在实际维修工作中,有人为了减少开支、有人不了解技术要求,不成对或成套更换,降低了工程机械的维修质量,缩短了机件寿命,增加了故障发 生的可能性,造成不必要的浪费,应引起足够的重视。
5.3 注重修理装配细节,正确安装零配件
(1)在维修机械设备时,一些零部件装配 有着严格的方向要求,只有正确安装,才能保 证零部件正常工作。有些零部件外部特征不明显,正反都可以安装,在实际工作中时常出现装反的情况,导致零件早期损坏、机械不能正 常工作、工程机械损坏事故等。
当然盲目安装。
(2)维修机械设备时,有些维修人员不注重一些细节问题,导致拆装中经常出现“习惯性”的错误,严重影响机械的维修质量。
6.设备修理中的维护
在设备修理作业时,一些修理人员往往只重视喷油泵、输油泵、活塞、缸套、活塞 环、液压油泵、操纵阀、等零部件的维修,却忽视了对滤清器、溢流阀、各类仪表等“小件”的保养,认为这些“小件”不影响机械的工作,孰不知,正是这些“小件”缺乏维护,导致机械发生早期磨损,缩短使用寿命。
篇3
关键词: 心理学 《机械设计基础》课程 实践教学环节
一、《机械设计基础》实践教学环节
《机械设计基础》课程包含《机械原理》和《机械设计》两大部分,其中《机械原理》在第三学期开设,课程结束后安排两周实践教学环节,其目的在于进一步巩固和加深学生所学的理论知识,将其应用于实际机构的分析与设计中,并通过课程设计使学生对机构综合、机构运动学和动力学的概念和方法有较完整的理解,同时提高计算能力和绘图能力。《机械设计》课程在第四学期开设,课程结束后安排三周实践教学环节,其目的在于培养学生从机器功能的要求出发,合理选择传动机构的类型,制订设计方案,在考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题的基础上培养正确计算零件的工作能力,确定它的材料、形状、尺寸与结构,并具备设计简单机械的能力,通过课程设计,促使学生学习、运用各种标准、规范、手册、图册,会查阅所有相关技术资料,具备设计机器的基本技能。目前,大多数高校在该实践教学环节中所采取的流程一般为:
近年来,随着我国高等教育改革的不断深入,高校招生人数日益增多,机械专业学生人数随着专业规模的不断扩大而逐年增加,实践环节中每位教师指导的学生人数随之增加,师生比高达1∶38,加上学期末教师监考场次亦逐年增加,指导强度比先前有了大的下降,这“两增加”导致了“一下降”的现象,使得《机械设计基础》实践教学环节出现了问题。许多教师从教育学角度寻找解决该问题的方式、方法并付诸实际,取得了较好的效果,但该实践教学环节的质量仍堪忧。
显然,不断探索提高实践环节教学质量的新途径非常必要。本文提出从心理学入手,关注心理因素,从而增强教学效果的思路并探讨其实施方式。
当前,《机械设计基础》实践教学环节实施的对象基本都是“80末”和“90初”的学生,这个年龄段的学生自我选择性极强,趋同意识很淡,更习惯于通过亲身实践认识过程接受前人的结论,喜欢通过争论和碰撞形成观点,摸索新的思路和方法,不喜欢教条式的灌输和死板的教学模式。在学习方面比较积极,想取得高分,但意志力差,不能持之以恒,倘若在学业上无法做到出类拔萃时,就会选择其他各种方式获得心理满足[1]。对于这样的授课主体,我们需要根据心理学知识帮助其解决在学习中遇到的问题,从而强化实践教学的训练效果。
二、提高《机械设计基础》实践教学环节质量的心理学策略探讨
1.了解当前大学生学习的一般特点,制定有效教学策略。
《机械设计基础》实践教学环节具有专业化程度高、实践知识丰富、动手能力强、高层次性和争议性的特点,在该环节的推进中,应注重学生的参与性,而提高其参与性的前提是了解当代大学生学习方法的一般特点,主要是:自学方式日益占有重要地位;学习的独立性、批判性和自觉性不断增强;课堂学习和课外学习、校外学习相结合。根据学生学习方法的特点,制定有效教学策略。
(1)布置具有挑战性的题目,激发学生自主探索和求知的欲望。学生在自学中会寻求解决问题的方法,自我价值一旦在解决问题的过程中得到体现,会激发更强的学习兴趣。此外,“80末”“90初”的学生在心理上比较依恋网络,在求解过程中能学会通过网络解决专业上遇到的问题。
(2)提供多个方案,让学生对其进行合理化比较和优选,从而使学生在批判中学习、在否定中进步,引发学生对专业课的好奇心和求知欲,激活内在的学习兴趣与愿望,挖掘学生学习专业课的内在潜能。
(3)给定设计数据的唯一性。数据唯一性使得学生的独立性和自觉性得以充分体现,这种只有身体力行才能完成任务的心理有助于学生独立思考,照搬照抄的现象会随之减弱甚至消失。抄袭现象倘若被杜绝,就是该环节中的一大进步。
2.了解当前大学生的学习动机,进行学习动机培养。
在《机械设计基础》实践教学环节中,教师应充分调动学生学习的主动性,让学生从被动学习转变为主动学习是提高有效教学质量最重要的部分[2]。调动学生学习的主动性与了解学生的学习动机密不可分。心理学认为,学习动机是指激发个体进行学习活动,维持已引起的学习活动,并使学习行为指向某一目标的一种内在心理过程或内部心理动态。学习动机分为内部动机和外部动机,内部学习动机诱因来自学习者本身的内在因素,如好奇心、成功的满足感等;而外部学习动机诱因来自学习者的外部因素,如表扬、批评、奖励等。因此,在实践环节中应该注意以下几点。
(1)注重内部学习动机的培养。奥苏泊尔(D.P.Ausuble)在《学校学习》一书中提出,学校情景中的成就动机主要由以下三个方面的内驱力组成:认知的驱动力、自我实现的内驱力、附属的内驱力。指导老师创设课程设计中的常见问题为学生提供成功机会,如,间歇运动的实现、各机构间的协调配合、大传动比的实现等,以获得知识和解决实际问题为学习的推动力量,而新知识的获取及问题的成功解决会使学生产生成就感,提高自我满意度,进而产生学习动机。哈佛大学的一项研究表明,员工自我满意度提高5%,连带提高11.9%的客户满意度,效益提升2.5%。指导老师可因势利导训练积极归因,促进动机迁移,完成设计中的各项任务。此外,还可通过师生角色转换培养学生的学习动机。
(2)注重外部学习动机的激发。设计进度表为学生制定明确、适当的设计目标,当学生按时或超前完成进度表上的任务时,就会产生一种强烈的内驱力,进行下一项任务。对于完成工作的质量好坏,可适当运用正确的奖励与惩罚措施,以避免学生只追求速度而疏于严谨求学的状况出现,同时应及时对学生的设计结果进行适度评价,增强责任感。此外,要营造适度的竞争气氛(如组与组之间),推动课程设计向着“既好又快”的方向发展。
需要注意的是,耶基斯―多得森定律指出中等强度的动机最有利于学习效果,学生学习心理中动机过强或缺乏均不利于获得好的学习效果,在动机培养时应该加以注意。
3.总结学习心理问题的主要表现,进行学习心理辅导。
除了动机问题外,学习心理问题的主要表现有:学习策略和方法不对(方法)、学习焦虑水平过高(情绪)、学习行为不良(行为)、学习疲劳(生理)等。在《机械设计基础》课程教学过程中,有些学生适应过程较慢,在进度与其他同学产生落差后,极易滋生焦虑情绪,在焦灼的状态下,往往求助“不当”手段,如篡改他人设计成果、对着图册依葫芦画瓢、网络下载相关资料以假乱真;有些学生对这种时间较长的实践活动缺乏恒心,中途产生疲劳心理,对设计失去兴趣和信心……这类心理均会导致实践训练无法达到预期目的,使该环节流于形式。针对这类问题,需根据需要进行心理辅导。
(1)学习方法、习惯辅导。以设计进度表为主线,培养科学、合理的学习习惯,戒骄戒躁,营造良好的设计氛围。以“传帮带”的形式组合小组成员,拉近各组间的进度差距,表扬进度快的,激励进度慢的,明确指出快好在哪儿慢好在哪儿,不针对快慢本身,对事不对人,避免激起学生的焦虑,影响设计效果。
(2)学习行为、障碍辅导。针对常见的“糊弄”手段,采取相应的对策,抓住学生在学习方面比较积极的优点和想取得高分的心理,端正其态度,规范其行为,让学生明确自己是这个实践活动的主体,从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计、计算乃至实验直至完成,都要亲历亲为,消除学生们的依赖心理,更充分地发挥他们的主动性和创造性,提高他们的实践能力[4]。
三、结语
实践教学是机械设计制造及其自动化专业教学一个非常重要的环节,是理论联系实践的桥梁,是提高学生工程实践能力的一个重要过程。提高课程设计质量是实现机制专业培养目标、全面提高学生综合素质的重要保证。关注心理因素,进行适当心理辅导,有利于进一步完善培养学生创新精神的课程设计体系,是完成当前实践教学改革任务的一项重要保障。
参考文献:
[1]田广和.“90后”大学生的思想及行为特征[J].盐城工学院学报(社会科学版),2010,(1):18-20.
[2]陈守强,喻俊馨.关于在机械类专业课程中实施有效教学的若干探讨[J].高等教育研究,2010,(6):69-70,95.
篇4
根据中科院中国可持续发展研究小组与世界银行的共同研究,中国要基本达到社会主义和谐社会,在未来的几十年内将要共同获得五大“目标集合”,才能既体现出经济增长的全面提升,又体现出社会发展的全面进步,成为中国整体进入和谐社会的基本标识。
牛文元指出,这五大指标分别是恩格尔系数平均在0.20以下(表征社会财富);基尼系数保持在0.35±0.03(表征社会公平);人文发展指数(HDI)保持在0.90以上(表征经济与社会的协调);二元结构系数保持在1.5左右(表征统筹城乡的区域经济一体化);生产集约化弹性系数保持在“零增长”的水平(表征资源和能源的消耗速率实现零增长和负增长)。他指出,从宏观层面上,构建社会主义和谐社会首先必须有成体系的国家制度的支柱性保障,因此设计和运行这一套国家制度对于实现和谐社会具有根本性的意义和价值,将会成为奠定国家长治久安的战略型骨架,也是从根本上维持社会稳定的长效机制。
牛文元曾在中科院主持纲领性文件《中国可持续发展战略报告》。这位被许多媒体评价为“绿色GDP先锋”的科学家强调,社会主义和谐社会的构建,具有战略性、历史性和基础性的意义。中国和世界的发展经验表明,只有当一个国家和地区的社会公平得到全面合理的体现,这个国家或地区才会是健康的、有序的和合乎理性的和谐社会,它整体地表征着“人与自然”关系和“人与人”关系在科学规律指导下的全面协调。
在牛文元看来,单纯地追求“均衡发展战略”或者主张单纯地追求“非均衡发展战略”,都不可能完成构建社会主义和谐社会的目标,和谐社会不等于绝对公平。而应是以通过国家制度的“调制与解调”,获取社会分配事实上的相对均衡。
世界发展的经验表明,区域之间合理梯度的存在,是促进经济依序增长,形成产业互补,达到平稳传递,提升国家整体实力的基本形态。也是达到效率与公平合理匹配的最佳追求。据世界银行在专项研究报告(2002年度)中的计算,独立的地区经济体之间人均GDP的差异保持在1.2~1.4倍,每平方公里土地承载GDP总量(土地产出率)的差异保持在1.4~1.8倍,被认为是一种合理的梯度,过大或过小都不利于整体经济社会的健康与协调发展。
篇5
关键词:机械设计基础;教学目标;分层分类;运用分层教学
在教学活动中倡导学生主动参与,倡导在教师的正确引导下,学生通过体验、参与和实践,提升对机械专业的认知程度,逐步形成正确的机械思维。机械专业教学面向不同层次的学生,因此在机械设计基础课程教学中应针对学生的接受能力以及个性特点,采取分层分类的教学方法开展教学,不再过于强调理论推导、论证和知识的灌输性,而是强调学生的教学感受,只有这样才能够有效提升机械设计基础课程的教学效果。
一、机械设计基础课程教学目标
开设机械设计基础课程的目的是让学生掌握最基础的机械知识,提升学生的机械思维能力与机械运用能力。为了实现高等教学机械人才的培养目的,教师要明确技术应用能力培养要求,还原机械设计基础课程最原本的特征,让学生理解机械经验转化成知识的过程。同时根据企业对于机械人才标准的反馈,进一步明确机械设计基础课程的教学要求,实现课程设置的优化。将机械设计基础课程涉及到的机械原理、机械设计、材料力学、理论力学等课程教学内容进行重新安排,实现机械理论与实践教学相结合,将掌握基础知识、理论运用以及机械技能作为教学的重点,实现机械基础课程教学的发展。
二、机械设计基础课程分层分类教学方法
机械设计基础课程是较为专业、复杂的课程,涉及到知识面较为广阔,对于学生的学习能力要求较高。但由于不同的学生学习能力是不相同的,因此有必要针对不同水平的学生开展分层分类教学。例如,机械设计基础课程分层分类教学分班是按学生上学期或上学年的综合排名分A、B班,A班为学习能力接受较好的学生,B班为学习能力接受一般的学生。对于B班教学主要以基础知识教学为主。以齿轮教学为例,让学生掌握齿轮的定义、常见的损坏形式、齿轮中心距和传动比的计算,要求学生对于这些基础内容要熟练地掌握。对于A班教学主要以能力提升为主,要求学生掌握基础知识的前提下进行能力拓宽,能够运用知识去解决实际的工程问题。同样以齿轮教学为例,要求学生熟练掌握基础内容前提下,能够结合实践完成齿轮传动的设计计算。
三、分层分类教学法在机械设计基础课程教学中的具体运用
(一)针对不同水平的学生开展启发式教学
启发式教学在任何教学阶段都应该放在首位,这是因为人的认知影响着人对事物的看法和观点,机械制图、机械设计基础、极限测量、机械制造技术等课程都可以采用启发式教学。教师设计问题时应根据班级学生的实际情况,将教学内容中的关键问题提出来让学生多加思考,并针对不同水平的学生开展教学设计,引导学生沿着教学主线进行开放性思考。例如在进行齿轮知识教学时,教师可以让B班学生们学习思考齿轮有哪些种类,不同类型的齿轮有哪些特性?常见的齿轮损坏类型有几种,分别发生在什么样的场合?什么情况下齿轮可以和轴做成一体?齿轮的安装定位方式有哪些,怎样才能保证齿轮的安装定位准确可靠?对于B班学生主要是帮助学生理解最基本的齿轮知识,让学生能够对于齿轮形成较为直观的认识。对于A班学生则在B班教学的基础上,提问大齿轮和小齿轮的强度计算以及如何进行设计?设计过程中遇到的相关问题如何解决?教师通过层层设问,将学习主动权交给学生,学生根据老师设置的问题进行思考,让学生主动去发现问题、思考问题,最终解决问题。同时也提出了按学生学号个位数分组的教学方法,教学效果很好。
(二)增设多样化教学,激发学习动机
太过单一的教学形式以及教学方法会让学生产生一种疲惫。学生有自己的思考方式、对于社会、学习都有自己的想法,会形成一种自我认知的心理。学生学习的动机已经不再是对于更广阔知识的追求,更多的是看重一些实际的应用。教师需要运用多样的教学方法,尽可能激发学生的学习动机,想办法让学生去挑战、去探索难题,增添学习动力,提高自身的学习水平。对于B班学生教学来说,要以学生为中心,将学生作为教育的出发点和落脚点,把握住学生的学习动态。站在学生的立场,去精心地编排课件,用心构思教学方式。运用情景教学,让学生自己准备课件或者学习课题,上台来讲述自己的学习观点,使学生参与到教学中去,作为学习主体存在;对于A班学生来说要注重引导学生发散思维,激发学生的求知欲与探索欲,以平面四杆机构知识学习为例,以四杆机构四杆长度之间的关系来判断四杆机构属于双曲柄机构、双摇杆机构还是曲柄摇杆机构,让学生去分析四杆机构在运动时如何冲过死点,每个杆件在运动中的速度、角速度以及受力情况都是怎么样的,增设多样化教学,激发学生学习兴趣。
(三)改革目前的考核方法
教师要注重考核检验学生知识掌握情况,监测教学成果的重要环节。在教学中不仅要让学生掌握最基本的理论知识,更要让学生具备较强的实践能力、思考能力、自我总结能力以及创新能力,这些综合能力才能体现出学生综合素质。为了更好地提升考试的作用效果,应该针对不同水平的学生进行有针对性的测试。对于B班学生的测试要以书本上的基础知识为主,要求学生对于基本知识、概念、理论能够掌握,并能够将基础知识与生活生产实际联系起来,熟练运用基本知识;对于A班学生的测试,应该包含各个方面的考核,才能体现出学生对于知识的掌握程度以及运用程度。可以包括实验报告、大作业、实践创新能力等,这样才能体现出教学过程中的以人为本思想,提高学生的创新能力。在考试中,应该加大开放性试题以及实验性试题在总分数中的比例,引导学生不断在学习过程中注意观察,不断思考,细心总结。提高学生发现问题以及解决问题的能力,培养学生创新思维能力。
(四)加强绘图软件分层教学
绘图软件是机械类专业必须掌握的软件,只有学生掌握了CAD、UG、CAXA、SolidWorks等绘图软件后,才能够对机械件有更为清楚的认知。对于B班学生可以要求其必须掌握CAD的基本操作,对CAD绘图的快捷键、图层的设置、线型线宽的调整、块插入等命令要熟练掌握。在学生掌握基本的绘图命令后,可以让学生去绘制一些较为复杂的机械零件,再结合绘图中的全剖、旋转剖、半剖、阶梯剖、向视图等内容,从而以一种循序渐进的情感教学方式帮助学生掌握CAD绘图技术;对于A班级学生则不仅要求其掌握CAD,同时要求其对SolidWorks、ProE、CATIA等三维软件也能够熟练运用,并能够运用三维软件进行机械件的设计。通过零部件相互之间的位置以及配合关系,在保证零部件之间配合的前提下,完成零部件设计。除此之外在通过施加装配约束以及装配分析,可分析装配体各零部件之间的关系,同时通过隐藏(显示)某些零部件,进而清晰地显示出装配体内部结构。机械专业是制造行业的基础专业,机械专业人才不仅要拥有专业的机械理论知识,而且还需要丰富的实践经验,这就对于机械设计基础课程教学提出了较高要求。通过运用分层分类教学法,有针对性地帮助学生提升机械理论实践能力,加快学生对于机械新理论、新方法的掌握,从而有效促进机械人才的培养。
作者:王宏臣 单位:淮安信息职业技术学院
参考文献:
[1]陆萍,董玉平.机械设计课程CAI系统设计探讨[J].山东工业大学学报(社科版),2009.
篇6
一、目前教学中存在的问题
(1)培养目标对于高职学生而言,将来所从事的职业大多是面向生产第一线。所以,学生应具有解决生产实际问题并在实际工作中应用的能力,而不需要象本科生那样,重点培养学生的创新和综合设计能力。因此,在教学中应加强学生对工程实际中常用机构、零件等知识的学习和结构的拆装等动手能力的培养。
(2)教学内容及教学时数目前,课程所选用的教材普遍存在内容不符合必须与够用的原则,有的教材重理论分析,轻实际应用,而与工程实际结合的相关内容偏少,且实例少;有的教材则是在本科教材基础上的压缩和删繁就简,而导致所含内容不够或教学时数较少与教学内容多的矛盾。高等职业技术教育培养的是高等技术应用型人才,必须要求实践性教学环节的课时数高于理论教学课时数。
(3)教学方法注入式教学与高职教育的教学特点不相适应。注入式教学在教育目标上,重知识的传授而忽视学生能力的培养,往往采用的是单向填鸭式的强制灌输,这样,既不利于学生个性的发展,也不利于学生创造性思维和创新能力等综合素质的培养。
(4)教学手段传统的教学手段与现代教育的大信息量、高要求相互矛盾。《机械设计基础》课程的特点是四多,即讲授的机构多、零件多、图表多及设计计算多,仅靠一块黑板、一支粉笔的陈旧教学手段显然会影响教学的效果和知识的传递。
二、教学改革的原则及基本思路
《机械设计基础》课程内容有较强的理论性和实用性。本着理论必须与够用及注重培养学生解决工程实际问题和创造性思维能力的原则来实施教学改革。具体思路如下:
(1)更新旧的教材体系,优化重组课程内容将《机械设计基础》课程体系调整为:机械的组成及特性联接机械传动支承零部件机械设计综述。这样安排就将以往的机械原理和机械设计两门单列的技术基础课程有机地融为一体,形成了课程新体系。课程新体系首先从机械的整体出发,从宏观上使学生了解机械整体的基本知识和要求,把握零件和整体的关系。从简易的联接入手,到各种机械传动、支承结构,以机械传动(除带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动外,还包括连杆传动机构、凸轮传动机构、棘轮传动机构和槽轮传动机构)为课题重点,把握各种机械传动的特点,为培养学生机械安装和调试能力打下良好基础。机械设计综述一章,强化了整机设计的内容,对机械设计的一些共性问题进行综合阐述,为两周的课程设计做准备。
优化重组课程内容。如齿轮传动部分尽可能减少繁琐的理论推导而直接引用,以突出工程实用。同时,将同一知识点的内容融合在一起,以增强知识的系统性和教学的连贯性。如齿轮传动与齿轮设计,带传动与链传动。另外,适当补充有关新知识与新技术,以扩大学生的视野,开拓学生的思路。在螺纹联接中增加介绍滚动螺旋传动,带传动部分增加同步带传动等新知识。
(2)提高教师的综合素质和工程素质,增强教师的敬业精神教师的综合素质应包括两个方面:一方面要有高度的责任心和敬业精神,另一方面要有较高的教学水平。青年教师其理论水平不比老教师低,能满足高职教育的教学需要。但由于市场经济等各种因素的影响,青年教师对教育工作的责任心和敬业精神,往往不如老教师,另外,大多数青年教师没有机会参加真正的机械工程设计,因此实践经验相对不足,工程意识相对单薄,在教学中往往照本宣科,不能做到理论联系实际,举一反三,难以激发学生的学习积极性。针对这些问题,应该要求青年教师上岗前便通过学校组织的岗前培训外,还可采取如下措施:一是青年教师在上讲台前要过好三关:即听课、备课和试讲关。二是通过听青年教师的课,并了解学生对青年教师教学的反映,及时对青年教师的教学工作加以总结,肯定其成绩,指出其不足之处。
(3)充分利用多种教学手段,改进教学方法,达到最佳教学效果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教学时数越来越少,但随着科学技术的进步和机械设计学科的发展,需要向学生讲授的内容却越来越多。如何在有限的教学时数内完成规定的教学内容,同时取得比较好的教学效果,除了要精选教学内容,讲授时突出重点、难点,缩短课堂讲授与板书的时间外,应充分利用有利于改善教学效果的多种教学手段,特别是现代化的教学手段。在教学实践中,我们可充分利用实物和模型在课堂上给学生演示,增加学生的感性认识;通过播放录像带使学生对各种机构和零件的结构、工作原理和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;通过引入CAI教学,特别是计算机动画可使学生更形象地理解课堂上不易讲清楚的机构工作原理等,使课堂教学更生动、直观。总之,行之有效的多种教学手段的应用,不但可以改变传统的教学方式,使课堂教学变得生动活泼,提高学生的学习兴趣与热情,使教师在同样的时间内向学生传达更多的知识和信息,教学效果与质量都得到提高。因此,现代化的教学手段必须与传统的教学方法有机地结合起来,才能充分发挥教的主体教师和学的主体学生的主观能动性,对提高教学质量起到事半功倍的效果。
(4)改进实验教学,提高课程设计的质量机械设计基础实验是机械设计基础课程教学的实践环节,是学生学习该课程进行工程实践的主要途径,对于培养学生的工程实践素质、巩固理论知识、提高实践动手能力,具有不可替代的作用。对课程原有的实验进行了更新,淘汰了一些内容陈旧、验证性的实验。如:渐开线齿廓范成实验,而代之以带领学生到专业的齿轮加工厂参观,如泰隆减速机股份公司、飞船厂等,全面了解齿轮的加工过程,从毛坯、锻造、机加工、热处理等全过程。另外,为了配合课程设计,培养学生动手能力,增加减速机的拆装和轴的测绘两个实验。
机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个重要教学环节,它的实践性、综合性和整体性都比较强。课程设计的目的是使学生能综合运用机械设计基础及有关课程的理论和生产知识进行设计实践,使理论知识和实践密切结合起来,并在设计实践中学习和运用基本理论进行传动装置或简单结构的设计。通过课程设计培养学生分析问题和解决机械设计问题的能力,使学生在计算、结构设计和构思、运用并熟悉设计资料、标准、规范等方面必备的机械设计基本技能。
由于学生在课程设计过程中是第一次较全面的设计训练,尤其是结构设计和工艺设计问题。为了加强这一薄弱环节可采用多元化教学手段,从三个方面进行努力:1)在课堂教学中加强结构设计的教学内容。如联接、齿轮传动、带传动、轴等章节各上一次结构课,让学生增加感性知识。在课程设计之前,安排学生做减速器拆装实验,使每个学生自己动手把几种典型减速器拆开,了解各部分的结构以及其各附件作用,并完成一张轴系结构图,从中了解到结构设计要考虑的问题。2)利用现代教学手段使学生在课程设计前充分了解设计内容和常见错误。零件的加工是学生的一个薄弱环节,不了解这方面内容,学生难以设计出合理结构。针对这一情况,通过教学录像带,使学生了解箱体、轴、齿轮等常用零件的加工过程,并通过正确的结构和错误的结构进行对比,让学生加深印象。此外,还可以在多媒体教室利用课程设计CAI软件对学生进行任务布置,利用软件中动画功能和交互性能使学生全面了解设计内容和步骤的全过程(总体介绍、设计计算、装配图设计、零件图设计、编写设计说明书),收到了教师在黑板上讲解难以达到的效果。3)严格把关,规范课程设计全过程。课程设计共分六个阶段,即设计计算、装配草图设计、完成正式装配图、零件工作图设计、编写设计计算说明书、课程设计答辩。每个阶段,指导教师必须严格把关。通过严格的训练,学生不仅掌握简单机械的设计方法,而且对机械设计课程的内容又有更深的理解,对其他课程的有关内容也进行了一次全面的复习,同时也为以后的毕业设计打下了坚实的基础。
(5)规范课程教学的各个环节,加强对教学质量的监控规范课程教学的各个环节即对该课程的课堂教学,课程设计教学及实验教学的各个实施环节均要制订规范,提出详细要求,并要求教师在实践中遵照执行。同时,对考试和考核也进行规范,建立试题库和习题集,实现同一课程,同一试卷,教考分离,共同阅卷和同一评分标准,对学生的试卷及课程设计图纸及时存档。严格执行学校的教学管理制度,完善听、评课制度,加大教研室、系领导随机听课的频率,抽查学生作业,听取学生对任课教师的意见并及时反馈给任课教师,通过对课程教学全过程的监控,从而有效地保证教学质量。
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关键词:精品课程;机械设计基础;教学内容;人才培养;专业建设
中图分类号:G6420 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)11-0148-03
一、引言
精品课程建设工作是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分,也是高等院校教学工作重要的基本建设内容。教育部关于“本科教学工程(原称“质量工程”)”的建设文件指出:“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。教育部的这一文件精神,为各级精品课程的建设与实践工作指明了方向和课程建设的标准与目标。
西安外事学院的“机械设计基础”课程经过多年建设,于2011年4月被评为校级精品课程,2011年11月被评为陕西省精品课程,2014年7月经省教育厅批准又被升级改造为省级精品资源共享课程。总结几年来的建设工作,我们的工作重点及特色主要在以下几个方面。
二、创建课程新体系,改革课程内容
“机械设计基础”课程是一门综合性、实践性很强的技术基础课程,在高等院校机械类、近机类专业的教学计划中具有承前启后的重要作用,是培养学生创新精神、工业意识和综合机械设计能力的一门主干课程。
西安外事学院作为我国一所走在前沿的应用型本科院校,主要肩负着为国家培养应用型本科技术人才的重任。因此,“机械设计基础”课程内容的改革,必须符合学校的人才培养目标。
针对“机械设计基础”课程的特点,我们确定了本课程的教学改革思路是:更新教育思想和教学观念,以应用型本科技术人才培养为对象,进行课程整体优化组合,建设“机械设计基础”课程新的教学体系;以提高学生的综合设计能力、创新设计能力、工程实践能力为目标,构建课堂教学、计算机辅助教学、设计训练、实验教学与课外科技创新实践活动一体化的教学体系。
为此,构建的“机械设计基础”课程是对原专业教学计划中的机械原理、机械零件两门课程的基本内容进行整合而重组的一门新课程。围绕“常用机构”和“通用零部件”两条主线介绍其有关的工作原理、结构特点、设计方法等。在常用机构内容中,主要安排有平面机构结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、轮系和间歇运动机构;在通用零部件内容中,主要介绍常用的机械传动(带传动与链传动、齿轮传动、蜗杆传动)、常用连接(螺纹连接、轴毂连接)、轴系零部件(轴、轴承、联轴器与离合器)等;此外,还安排有机械系统设计、现代设计方法等章的内容。通过本课程的学习(包括理论教学和实践教学环节),使学生着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和基本技能,培养学生具有一定机械设计能力,并为以后专业课程学习打下必要的基础。
在课程新体系的构建中,始终坚持以应用型本科人才的培养需要为目标,开展对课程内容的改革;对于课程的基本理论以“必需”、“够用”为度,淡化公式推导,注重理论联系实际,体现应用性特色;同时对课程内容组织贯彻“少而精”及“实用性”为原则,例如:在“齿轮传动”一章,打破传统习惯,分别把传统的“齿轮机构”、“齿轮传动”、“蜗杆传动”三章内容合编为新“齿轮传动”一章,把“滑动轴承”、“滚动轴承”两章内容合编为新“轴承”一章,既避免有关内容重复,又达删繁就简自成体系。
三、教师队伍建设
教师队伍建设不仅是高等院校教学建设的重要内容之一,也是学科、专业和课程建设的基础和重要工作。目前,我校课程组已初步建成一支知识结构较为全面、年龄结构适合、学缘结构合理的“机械设计基础”课程教学团队。针对师资队伍建设工作,我们提出课程师资队伍建设要符合学校办学定位的目标,要适应教学需要和学科发展的目标,并以培养青年教师为重点,制定了具体培养计划和措施,现取得较好的效果。关于培养青年教师队伍的措施如下。
1.加强师德师风教育,以先进人物为榜样,树立爱岗敬业,忠于人民教育事业的崇高理想。
2.按照学校的师资队伍建设目标,制定好包括青年教师的师资队伍建设规划,并认真实施。
3.给青年教师压担子,让他们承担起教学和科研任务,在“干”中成长,而且教学和科研互动,协同发展。
4.实现教学岗位责任制,加强教学管理。积极开展教学教改研讨活动,提高教学素养和业务能力。
5.发挥老教师的作用,实行年轻教师导师制。为每位青年教师配备了教学指导教师,加强对青年教师的传、帮、带。
6、创造条件让青年教师走出去,到国外和国内其他大学学习访问,开拓视野。对提高学术及教学水平发挥了重要作用。
7.在实现青年教师全部硕士化的基础上,逐步实施青年教师博士化。
8.建立听课和评课制度,发挥老教师和系主任的教学监督作用,促进青年教师课堂授课质量的提高。
这些措施的实施,取得很好的效果,使青年教师茁壮成长,多名青年教师在学校举办的青年教师讲课竞赛中获得竞赛大奖,每位青年教师均已获得一项以上省级教改研究项目或省级科研项目,并在全国期刊上发表多篇教育教学教改研究论文;本课程的建设成果先后于2011年、2012年获校教学成果奖一等奖、二等奖,课程教学团队于2012年获校级优秀教学团队;已形成了一支学术和教学水平高,综合素质好、结构合理的师资队伍。
四、教学方法与教学手段
改革教学方法、采用先进的教学手段是提高课程教学质量的关键措施,在教学中,我们的做法如下。
(一)在教学方法上
1.转变教学观念,树立以学生为中心的思想,正确认识学生为主体、教师为主导的内涵,充分调动学生学习的主动性、积极性。
2.在课堂教学中,坚持理论联系实际的学风,把基础理论与生产实际、设计实践紧密结合,根据应用性技术人才培养的实际需要,对基本理论以“必需”、“够用”为度,淡化公式推导,不断将新技术、新成果引入课堂,开阔学生设计视野。
3.在课堂教学中,根据“工学结合”、“教、学、做合一”的原则,“讲-练-实践”相结合,安排设计性大作业,提高学生的动手能力、工程训练与实践能力。
4.在教学中,根据课程各章的不同特点,分别采用工程案例教学、项目任务教学、小组讨论式教学、现场教学和探究式教学等不同教学方法。同时采用工学结合教学法、课外竞赛激励法、小组研讨法等教学方法,调动学生学习的积极性、主动性,并指导和促进学生自主学习能力的发展。
5.搞好课程设计教学,培养学生掌握机械系统方案设计、机械零部件工作能力设计和结构设计的能力。
6.在教学过程中,贯彻因材施教的思想,重视学生的个性发展,鼓励和引导学生积极参加各类课外科技创新竞赛活动,提高学生的动手能力、分析问题解决问题能力、创新实践能力。
7.改变以往以期末考试成绩定课程学习成绩的方法,采用平时考核、作业考核、实验考核和期末考试多项累加的方法确定学生的学习成绩,引导学生自觉的学习,全面、系统的学习。
(二)在教学手段上
1.积极采用现代教育技术,充分利用计算机技术和网络技术等现代信息技术,将多媒体教材引入课堂教学,丰富课程的教学信息量。在本课程教学中,实现了部分网络教学。
2.结合课程特点,制作了课程教学录像片、多媒体课件、常用机构和通用零部件的三维动画插播片、图片库和课程测试题库,开发了课程CAI课件。
3.建成了常用机构和通用零部件陈列室、轴系零件拆装实验室、液压传动陈列室等,供学生参观和认知学习,提供了直观教学环境和开放式的教学环境。
4.开放了机械设计实验室和械计创新活动室,激励学生的学习兴趣,为培养和提高学生的机械设计动手能力、分析问题和解决问题能力以及参与科技创新活动提供了场所和便利。
在上述教学方法及有关措施下,本课程教学得到校内外专家的一致好评,课程组教师教学评价均获得学生“优良”的好评。学生的课程学习效果也取得丰富成果,如在教育部主持举办的“2014年全国大学生机械设计创新大赛”上,学生参赛的7件作品,全部获得陕西赛区省级奖,其中省级一等奖1项、省级二等奖1项、省级三等奖4项;学生在参加2013年“全国大学生工程训练综合能力竞赛”中,获得陕西赛区省级二等奖2项;学生积极参加Solidworks考试认证中心的认证,多名学生获得Solidworks考试认证中心颁发的“机械设计Solidworks证书”。
五、教材建设
教材建设是高等教育课程改革的重要组成部分,也是教学内容和课程体系改革的成果体现。早在1988年国家教委颁发的《高等学校教材工作规程(试行)》中就指出:高等学校教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,是进行教学的基本工具,也是深化教学改革,提高教学质量的重要保证。基于高校教材是传授知识、培养技能的重要工具,在人才培养过程中扮演着极其重要的角色,所以,我们在精品课程建设规划中,针对教材建设制订了规划,组织了教材编写力量,先后出版了质量较好的《机械设计基础》、《机械设计基础课程设计》(国防工业出版社出版)两部精品教材。在《机械设计基础》教材编写中,我们坚持以应用型本科技术人才培养的实际需要为宗旨,遵循对机械的认识规律及循序渐进的原则,遵循理论联系实际和注重机械设计能力培养的要求,优化了课程知识体系;以常用机构和通用零部件为对象,以设计为主线,突出了机械系统方案设计、机械零部件的工作能力与结构设计,并吸纳了现代设计方法及技术。
由于“机械设计基础”课程的主、辅教材配套齐全,使用效果好。为培养厚基础、强能力、高素质、宽口径应用型本科技术人才发挥了重要作用。
六、实践教学活动创新
“机械设计基础”课程实践教学环节包括实验教学、课程设计、设计作业训练和课外科技创新实践活动等内容。
1.实验教学。以培养学生动手能力为中心,利用机构和机械零件陈列室、机械设计基础实验室、汽车工程实验实训基地的开放式教学环境和条件,采用课内外相结合的教学体系和分模块、分项目的实验教学内容,全面培养学生理论联系实际的工作作风、动手操作能力、分析解决问题能力,促进学生的个性发展。
2.课程设计教学。“机械设计基础课程设计”是工科院校机械类、近机类学生在学习了机械制图、工程力学、工程材料、公差与配合、机械设计基础、机械制造基础等课程之后首次进行的一次较全面、较系统、较长时间、较贴近工程实际的综合性设计训练,对于培育学生的设计意识,锻炼学生的设计能力,培养学生的创新精神,激发学生的学习兴趣,加深学生对课堂教学内容的理解和掌握都具有十分重要的作用和意义。为了突显上述功能,我们对课程设计教学进行认真改革与建设,丰富和深化课程设计内容,实现设计题目多样化。以设计为主线,既有传动装置设计的传统题目,也有从生产实践中新开发的新题目。对完成的设计图纸,既可采用手工绘图方式完成,也可采用计算机辅助绘图方式完成。在完成的设计项目计算说明书中,必须有设计方案评价、设计工作总结等内容,否则不予通过。通过这些措施的实施,培养的学生设计能力发挥,促进学生分析解决问题能力和创新能力的提高。
3.设计作业训练。机械设计基础课程是一门设计性、实践性、综合性很强的课程,为了实现基础理论与设计实践的有机配合、实现“教、学、做合一”和“讲-练-实践”相结合,我们安排了“轴系零件”测绘、上机进行“计算机辅助设计”等的设计作业训练。通过设计作业训练,培养学生的机械结构设计能力、计算机辅助设计能力和绘图能力,为后续的专业课程学习以及日后从事机械设计工作打下良好的基础。
4、课外科技创新实践活动教学。借助本课程的学习,为了培养学生的创新意识、综合设计能力和团队协作精神,我们借助汽车工程实验实训中心和汽车工程技术创新基地,开展了学生课外科技创新实践及机械创新设计的实践教学环节。几年来,这一课外科技创新实践教学活动取得了丰硕的成果。
七、本课程的建设成果
1.建设出了一支知识结构和年龄结构合理,学术水平和教学水平高的师资队伍。教学与科研互动,共同协调发展,成果显著。几年来,课程组一位教师受到省级教书育人先进个人表彰;课程组先后完成了省级教改研究项目3项、省级科研项目4项、校教改项目5项,获校级教学成果奖4项,并获校级优秀教学团队一支;几年来,教学团队在国内外各类期刊及国际学术会议上发表科研论文40余篇、教改研究论文10余篇,获国家发明专利和新型专利2项。
2.创建了“机械设计基础”课程新体系,面向应用型本科技术人才,以培养学生综合设计能力为主线,以工程应用为目的,以“必须、够用”为度,以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构,对教学内容作了重大的改革,以机械设计为主线,将机械原理、机械零件等课程的主要内容进行精选和融合,优化组合,使其成为一门完整体系的综合化课程,并编写出版了配套教材。
3.适应应用型本科技术人才培养需要,构建了“工学结合”、“教、学、做合一”的课程教学模式,注重实践性教学环节,加强基本设计训练,培养学生的工程意识和综合分析与设计能力,构建了课程的直观教学陈列室和新的实验教学体系,开放了课程实验教学环境,促进了学生的个性化发展。
4.重视教材建设,编写出版了“机械设计基础”课程教材3部,主、辅教材配套齐全,水平高,使用效果好,并将教学改革思路与成果融入到教材中。
5.以理论教材为蓝本,利用现代计算机信息技术和网络技术,建设出本课程的立体化教材系统及其素材库,并实现了网络化教学和精品资源共享。
本课程于2011年评为省级精品课程,2014年经陕西省教育厅批准又被升级改造为省级精品资源共享课程,本教学团队将以此为新起点,继续奋发努力建设好这一省级精品课程。
参考文献:
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[4]张鄂.机械设计基础[M].北京:机械工业出版社,2010.
[5]张鄂.机械设计基础[M].北京:国防工业出版社,2014.
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探索教学方法,提高教学质量进行合理地教学设计机械设计教学设计是应用系统科学的观点和方法,按照教学目标和教学对象的特点,合理的选择和设计教学媒体信息、教学方法和教学手段。它包括以下几个方面:学生情况的了解;选用教材和配套教材的情况;已备教学文档(教学计划、进度、要求、CAI课件、教案、试题库、学习指南等)情况;课程衔接(选修课、相关课任课教师的协调)情况;课程主要内容、结构体系、学时分配、重点难点:教学环节设计(课堂讲授、实践环节、作业训练、师生交流、考核方法);教改研究及建议等。教师在上这门课之前,通过对课程进行深入的分析和研究,对课程的整体进行全面的系统设计,对课程的各个环节进行周密的安排,并详细填写教学设计一览表,这样在教学中就可以有计划、有准备地完成好各个教学环节,为保证教学质量奠定基础。
充分发挥多媒体教学手段的优势当今,科学技术的发展和经济建设的需要,要求学生掌握的知识面越来越宽,信息量越来越大,而教学学时却一再压缩。改革目前传统的教学手段和方法,将计算机辅助教学这种现代化教学手段引入到机械设计教学中,将大大改善教学环境和气氛,使教学活动变得丰富多彩,有效地提高教学质量。机械设计多媒体课件图、文、声、像并茂,具有信息的集成性、超文本的结构性和良好的界面交互性等优势。其丰富多彩的画面、动画和视频片段将工业场景或逼真的动画模拟等引入课堂,一改过去抽象地讲述,使学生似乎身临其境,真正步入教学中,从而激发了学生学习的主观能动性。一些难点、重点内容,如带的弹性滑动和打滑、链传动的多边形效应、齿轮的失效形式和机理等,通过动画的演示,变得容易理解和接受。采用多媒体进行教学,可以培养学生敏锐的观察力、丰富的想象、求异思考等思维方式,培养创造能力。如轴系结构设计部分,学生通过人机对话参与轴系结构的设计过程,将自己融入教学过程中,变被动接受为主动思考,从而调动了学生学习的积极性,并通过设计方案、设计参数的选择讨论,提高了分析问题、解决问题的能力,激发了创新意识。采用多媒体教学手段,还可以扩大课堂的信息量,将一些科技新技术、新成果及机械产品的工程应用等信息,补充到教学内容中,以扩大学生的知识面,并解决了教学内容多而课时少的矛盾。采用以多媒体课件为主体的教学手段时,不要忽视了教具、模型的直观性,教师肢体语言的生动性,应多走到屏幕前去讲述。还要充分发挥实物展台的作用,多补充—些相关信息,还可以利用黑(白)板来加强教学效果。另外要注意给学生提供课件的主体素材,以便于学生对所学知识的理解、巩固和提高。讲课过程中注意提醒学生将一些重要内容、重要公式划下来,以弥补做笔记不便的缺陷。
课堂教学中强调设计思想的传授机械设计这门课程中包含的知识体系较为广泛,既有大量的理论计算和推导,又有大量的经验公式和经验图表。学生在学习过程中往往会有一种无从下手的感觉。因此,在进行课堂讲解时,首先一定要让学生从纷繁的知识堆里找到学习的方向,建立本门课程学习的指导思想。机械设计这门课程的学习目标不仅是要掌握一些常见零部件的基本知识和计算方法,更主要的是要掌握这些零部件的设计思想,只有掌握了基本的设计思想和设计方法才能在将来面对这种零部件的设计或选用时知道如何去做。为此,在进行每一种零部件的学习中,可以制定一个“基本特点—失效方式及影响因素—受力分析及计算—参数的确定和结构设计”的教学模式,让学生按照这一模式进行学习,重点要求学生掌握基本的设计思想和方法。所谓设计思想就是贯穿于教材中的一些零散的设计理论,这些理论不一定都是以某种公式或图表进行表达,它要告诉我们的往往是关于如何进行该零部件的设计,设计中应注意什么,使用中应注意什么,各种参数的意义和对该零部件性能的影响过程,以及如何选取和确定这些参数。这些设计思想往往是不具有严密的整体逻辑关系,需要花一定的精力在理解的基础上去记忆。这些设计思想应该是本门课程学习的重点之一,应予以足够的重视。为了说明什么是机械设计课程教学中的设计思想,在此以齿轮传动为例进行说明。在齿轮传动中,所谓的设计思想包括:齿轮传动的特点、使用范围、基本分类方法、主要失效形式和影响因素、齿轮常用材料和热处理方法、齿轮传动的受力分析、齿轮传动的设计方法、齿轮参数的确定和影响过程、齿轮常见结构和适用工况、齿轮传动的效率计算和影响效率的因素、齿轮传动的和密封方式的选择方法及注意事项等。学生在对上述思想有所掌握的基础上才能在设计齿轮传动时有方向感,知道如何下手开始工作,以及在设计过程中有一个明确的指导思想。
淡化过细的理论内容机械设计课程内容中包含了大量的理论内容,特别是一些理论公式和计算图表成为学生在学习过程中的主要困难,这往往会使他们产生一种“机械设计课程难学”的观点,影响了教学效果。为此,在进行课程教学的过程中,首先应对每一章内容中的所有公式进行分类,将其划分为基本掌握公式和基本了解公式两类。对于基本掌握公式要求学生一定掌握,因为没有这些公式的服务很难建立基本的设计思想。但有些公式比较复杂,即使短期能够记住,但过几天就很快忘记,这样的公式只要求学生对其理解,掌握使用方法以及使用中的注意事项,能够正确使用即可。以齿轮传动设计为例。在齿轮传动中,传动比公式、中心距计算公式、分度圆直径计算公式、斜齿轮法面模数计算公式、齿顶圆和齿根圆直径计算公式、节距计算公式、齿轮传动受力计算公式、齿宽系数计算公式、斜齿轮和锥齿轮当量齿数计算公式等属于必须掌握的基本公式,这些公式形式上不复杂,易于记忆,而且与基本的齿轮知识体系密切相关,只有掌握了这些基本知识才能很好地对齿轮传动有较为扎实的理解。而如端面重合度计算公式、啮合角计算公式、中心距变动系数计算公式、综合曲率半径计算公式、齿面接触疲劳强度计算公式、齿根弯曲疲劳强度计算公式、许用应力计算公式等均不要求学生记忆下来,只要求对每个公式的使用方法、公式中每项的含义以及使用过程中应该注意的事项弄清楚,将来在应用时能够通过资料查询,正确使用就已经达到了教学要求。
将零件参数的确定与零部件结构设计相结合零部件计算参数和结构参数的确定方法是机械设计课程中的一个重要组成部分。这部分内容理解与掌握的程度直接关系到学生能否完整掌握单个零部件的设计。由于这部分内容一般分散于每一章的教学内容中,使得学生学习过程较为困难,往往一章内容学完之后,学生对于如何完整设计出这一零部件仍然感到十分困难。为此,应在教学过程中将这些分散于课程中的知识点归纳集中起来,在每章教学内容完成之后花半节课左右的时间进行提纲挈领式的归纳,让学生建立该零部件的参数设计方法。下面还是以齿轮传动的教学内容为例进行说明。齿轮的结构参数主要包括:齿数、模数、变位系数、齿轮宽度、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、中心距、齿轮结构形式、中心孔直径、轮毂键槽尺寸等。这些参数中,齿数的多少根据最小齿数、传动比、外形尺寸要求等条件确定;模数大小根据齿根弯曲疲劳强度计算结合标准模数序定,或根据齿面接触疲劳强度计算和选定的齿数确定;变位系数根据中心距取标准或为了大小齿轮强度平衡进行计算之后确定;齿轮宽度根据选定的齿宽系数进行确定;分度圆直径根据齿数和模数确定;齿根圆直径等于分度圆直径减去两个齿根高;齿顶圆直径等于分度圆直径加上两个齿顶高;中心距根据齿数、模数和变位系数确定;齿轮结构形式根据几何尺寸、加工工艺、毛坯材料、生产批量及经济性确定;中心孔尺寸根据相配的转轴直径确定;轮毂键槽尺寸根据相配的轴径查表确定。上述尺寸确定后就可以根据机械制图的有关知识画出一张完整的齿轮设计图。通过这样的讲解。学生们对齿轮的有关设计参数一目了然,对设计一个具体的齿轮有了较为明确的认识。#p#分页标题#e#
将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中,零部件往往不是单独使用的,它们要相互连接、配合形成系统进行工作。零部件之间存在一定的内在关系,使得每个零部件的设计都要考虑到与之相关的其他零部件的要求以及整个机械系统的要求。因此,机械设计课程教学的目标绝不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计,而是面向实际机械系统的设计。但是,目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解,各个零部件之间没有很好地建立有机的联系。学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计,但面向整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此,教师应在教学中每讲到某一个零部件的设计时要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件间的关系、设计中如何进行相互协调。以下再以齿轮传动为例进行说明。齿轮传动是机械传动中一种十分重要的传动形式,在使用中一般要和下述一些零部件及机械工艺相关:相配齿轮、相配轴、轴承、油或脂、挡油环、材料选取、热处理过程、加工制造工艺、日常维护和保养等。因此,在进行齿轮传动设计时,不仅要从强度与结构方面进行考虑,同时还要考虑上述因素对齿轮传动设计过程的要求,在综合考虑的前提下,最终确定整个齿轮的设计,这样设计的齿轮不仅单独考察是合格的,同时放在系统中工作能够满足相关零部件的要求,这样的设计才是符合客观要求的设计。
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[关键词]考试模式 考核系统
大学教育是个复杂系统,必须从复杂性科学的角度来对待,不能把它看作简单知识的累加。国内教育专家早已认识到现今考试制度在高等教育中的瓶颈作用,一直在探索一种行之有效的考核系统,使高等教育得以保持应有的生命力,增加社会对目前高等教育的认可程度。为了适应复杂性知识和高级学习的需要,必须重新厘定大学考试的目的,实现由考察知识向考察能力的转变,使考试成为教学系统中的一项有效活动;同时着力发展学生的自我评价能力,使考试成为学生自组织学习系统中的积极要素。大学考试不能再以考察书本上的静态知识为目的,而应指向学生在现实社会生活中的综合能力;不应再简单地考察学生对知识的记忆和再现,而应当考察当学生遭遇到社会生活中的复杂困难的问题时,他们能否科学地合乎逻辑地思考分析评估这些问题,并有意识地和创造性地应用学过的知识有效地解决这些问题。只有这样才符合高级学习的规律,才能促进大学生应有的发展,也才能适应就业市场与用人单位的需要。同时,评分的标准主要不应该是学生对书本知识记忆的准确度,而应该是学生的表达是否清晰流畅,对问题的思考是否全面、深刻和辨证。提出的解决问题的方案是否合理、可行,能否创造性地综合和灵活应用知识解决面临的复杂问题等等。否则大学教育将丧失其应有的生命力,社会对其的认可程度会逐渐下降,科教兴国将变成空谈。鉴于此,大学考核方式的改革势在必行。
考试是大学教学中的重要环节。当前大学的考试存在严重弊端,早已丧失了应有的功能,考试制度已成为制约大学教学质量的瓶颈之一。其主要表现在以下几个方面:
(一)考试目的模糊,功能丧失
教学评价分为总结性评价、形成性评价和诊断性评价。当前大学的考试应归属于总结性评价,其目的是评定并证明学生的总体学业成绩,然而,大学生已经通过了竞争激烈的高考,除了评定奖学金外,总结性评价证明学业成绩的功能已没有多少价值。因此,大学考试变成了无目的的习惯性教学程序,实际上已没有意义。
(二)考试的形式单一,并且不科学
现行的大学考试以考察学生对书本知识的记忆为主要目的,而不是对学生记忆、理解、分析、应用以至表达、交往、创新情感等综合能力的考察。在形式上,主要采用闭卷笔试和开卷笔试的方式,试题中客观题占较大比重。这样的形式虽然操作简单、管理方便,但却蕴含着致命的缺陷,容易误导学生死背书,强化了他们的接受――复制性的思维方式,因此,现行的考试对学生能力的发展不仅无益,反而有害。
(三)考试的主体错位,工具色彩浓厚
高校的教学效果如何,应由就业市场来检验,用人部门理应对高校的教学和考试提出建议。可是,在当前的制度设计中,用人单位既没有兴趣也没有适当的通道来表达自己的需要。实际上,他们在录用新员工时并不太在意大学生在校时的考试成绩,大学的教学评价不重视社会需要,闭门造车,这是现在大学考试制度的致命缺陷之一。
鉴于以上三方面原因,高等教育考核制度的改革势在必行。
关于考试制度改革,国内如安徽农业大学、苏州大学等诸多高校都进行了尝试。安徽农业大学教务处的黄德智老师就提出:“有什么样的考试就有什么样的学习,如果考试目的不明确,就会出现好多弊端”;“高校中部分课程还存在‘上课念讲稿、学生记笔记、考试背笔记’的现象,对于这种封闭式教学方法和考试方法,学生表现出极大的不满,考试作弊的现象屡禁不止,除了学生自身原因外,考试内容和方法不合理,也是一个重要原因”。
为实现本科综合性教育的目的,美国研究型大学改革了考试形式,加强了综合考核和实证考核。例如,大学校方反对对学生进行机械的知识测量,要求教师为学生提供更多的亲身体验形式的学习。在教学方法的创新方面,美国高等教育专业组织建议,以研究为基础的学习应该贯穿本科生的全部教育实践中,学校应当创造机会让学生不同程度地参与教师的项目研究,提供学生亲身体验,教师亲自指导的学习机会。在此过程中,有目的地扩展、加深、整合学生本科学习阶段的经验,发展学生在未来的研究和专业工作中必需的分析能力、团队工作能力、解决问题的能力以及灵活性。
有位美国老师曾这样说过:有两个东西比死记硬背更重要,一个是要知道到哪里寻找所需要的比能够记忆的多得多的知识;再一个是综合使用这些知识进行新的创造的能力。但是,如果死记硬背,那就既不会让一个人知识丰富,也不会让一个人变得聪明。
综上所述,无论国内还是国外,对高等学校考试方式的改革都进行了很多有益的尝试,也为我们提供了诸多可以借鉴的经验。
《机械设计及理论》平台课程群包括《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》、《精密机械设计》等课程。本文以《机械设计及理论》平台课程群为试点,对工科课程考核方式的改革做以探索,使之克服现有考核方式的缺欠,形成一套切实可行的、与用人单位的要求接轨的、以考察能力而不是考察知识为主的考核系统。这个考核系统包含的题目没有唯一正确的标准答案,也不是客观的标准化考试。教师根据具体需要选择闭卷、开卷、闭卷和开卷混合、小论文、小设计、口试、实验、参与科研、实地调查等多种方式。像实验、论文、设计、口试、参与科研实地调查等,均可适当采用等级制;增加平时考试的次数和在总成绩中所占的比例;改变一门课程结束时进行一次考试的习惯做法。教师在课堂教学的过程中有意识地随时观察和记录学生的学习表现,通过面谈、正式作业、项目调查、书面报告、讨论问题、写论文等方式对学生的学习进行即时的和全面的评价。使之克服现有考核方式的缺欠,形成一套切实可行的、与用人单位的要求接轨的、以考察能力而不是考察知识为主的考核系统。
要建立这个考试系统,首先教师要深入生产实际,先成为内行,搜集与企业相关的第一手资料,与书本教学结合,汇集成新考核系统需要的试卷题目、论文题目、读书报告梗概、口试题目,形成可以操作的考核系统。这个考核系统体现了教学、科研与生产的统一,拉近了书本知识和实践的距离。在走访企业的前提下,编写《机械设计及理论》平台课程群试卷库,拟订小论文题目、口试题目、讨论课题目,并加以实施。接着总结经验,找出不足,完成一套包括试卷库、小论文、口试题、讨论题、实地考察报告在内的系列材料,以便于推广。
本文对本科生课程考核体制改革是一个突破性的尝试,对提高本科生的培养质量,提高社会对大学考试的认知程度,提高本科生在就业时的竞争力,具有现实意义。
本文受山东省教学改革研究项目的资助,项目编号2009195
[参考文献]
[1]《创新人才培养与新世纪日本研究生教育改革》 Comparative Education Review 2009/11;
[2]《创新实验教学,培养创新人才》China University Teaching 2009/10;
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(安徽理工大学机械工程学院,安徽 淮南 232001)
【摘 要】介绍了专业基础课“互换性与技术测量”在教学方法与手段、课堂教学内容的选取、课程实验的安排以及课程考核等多方面的教学与改革,教学质量得到显著提高,并对下一步工作提出要求。
关键词 互换性;教学方法;课程考核;创新
作者简介:黄绍服(1974—),男,副教授,研究方向为机械制造及自动化。
《互换性与技术测量》是高等工科院校机械类、仪器仪表类及机电类专业的专业基础课程,也是机械工程技术人员和管理人员必备的一门综合性应用学科。课程的主要内容包括几何量精度设计与误差检测两个方面,课程特点是代号符号多、术语定义多、标准规定多等,而推理性与逻辑性较少,理工科的学生普遍感到该课程内容多难记忆,易懂难应用。如何提高教学效果,让学生做到学以致用是我们整个课程组共同的课题,结合多年的教学实践经验,课程建设小组在教学方法与手段、教学内容及课程考核等方面进行了改革与实践。
1 教学方法与手段
课堂讲授是《互换性与技术测量》课程教学的主要方式,为了提高课堂授课效果和教学效率,加强学生分析问题、解决问题能力的培养,我们主要的教学方法和手段如下:
1.1 教学方法
(1) “动态公差带图”的多媒体演示可形象地表达了抽象的公差系列;用归纳的“体外(内)延伸法”的推理方式可准确地判断零件体外(内)作用尺寸的计算,避免了孔、轴类零件在体外(内)作用尺寸在计算中易混的现象。
(2)在讲授十四项形位公差特征项目中四十余种形位公差带时采用“积木法”和“模块法”的教学方法;而“剖视法”的讲解形式可正确地判断某一形位公差特征项目综合控制相关的形位误差,避免标注多余项目和错误的公差值。
这些有特色的教学方法和较直观的多媒体课件,改变了过去照书授课,课堂气氛死气沉沉、学生对所学内容理解不透彻的状况,激励了学生学习的兴趣,调动了学生分析问题的主动性,受到了学生的好评。
1.2 教学手段
在传统的黑板教学的基础上,我们将现代教育技术应用到教学中来,采用了多媒体教学和网络教学两种教学手段,丰富了教学内容和教学形式。尤其在多媒体教学中,我们没有一味地采用多媒体课件授课,主讲教师采取黑板教学与多媒体教学相结合的形式,力求在有限的学时内达到理想的教学效果。
例如“动态公差带图”的多媒体演示不到1分钟的时间,根据学生接受程度还可以调整播放速度,反复播放,很直观地表现了抽象的公差系列。多媒体教学提高了教学效率,缓解了课时少内容多的矛盾,但是我们仍应保留传统的黑板教学。例如教师在讲解直线度公差带形状、大小、方向、位置特征时,可以在黑板上画若干个方向、位置不同的直线,然后一边画公差带一边讲解公差带确定的依据,学生思路被老师的板书引导,很容易掌握直线度公差带的形状和大小的确定,等到所有的直线度公差带确定后一对比,学生一目了然的就看到不同,自然而然地理解直线度公差带方向、位置特征是不固定的。
2 教学内容的选取
《互换性与技术测量》与机械设计、机械制造、质量控制等方面密切相关,是联系《工程制图》、《机械设计》、《机械制造技术基础》、《机械制造装备设计》等基础和专业课程及其课程设计的纽带。为此,我们根据本专业教学计划的调整,依据循序渐进的教学规律,对教学内容进行了调整,力求做到同其他课程的合理衔接,避免各门课程内容的重复。
2.1 课堂教学内容的安排
为适应学分制的要求,在制订教学大纲时,首先贯彻“少而精”的原则,精选教学内容。根据该课程的基本教学要求和特点,结合学时的安排,从教材的整体内容出发,有侧重地进行取舍,筛选出学生必须掌握的基本教学内容,同时在教学过程中采取教师讲授与学生自学相结合的方式,这样做既解决教学内容多而学时数少的矛盾,更重要的是又可以培养学生的自学能力,调动他们学习的积极性。
为使教学过程能按教学大纲要求顺利实施,经过课程组反复讨论,制定了“互换性与技术测量教学规范”,规范对大纲的实施要求与课堂教学的各个环节均作出了具体规定,对各章节的重点、难点均作了明确说明。
2.2 课程实验的安排
结合课堂教学,合理安排了一定数量的课程实验,并在有关的实验项目中实施能力培养。在课堂教学实验中,除了安排一定数量的演示性、验证性实验内容外,我们对有些实验项目进行了改革,将其转变为综合性、设计性、实践性的实验。具体做法是:给出实验任务书、指导书、由学生自行设计实验方案,自行动手实施,这对培养学生的独立工作能力和分析能力非常有益。
3 课程考核
根据教学大纲的教学要求,课程组建立了试题库和试卷库,做到了教考分离,使命题工作实现科学化、客观化、标准化,试题库题型全面(包括填空题、判断题、选择题、问答题、分析题、计算题等),覆盖面宽,考核内容紧密联系本课程的基本要求,着重考核学生对基本知识的掌握情况,同时考核学生的分析、综合能力。
学生的成绩是综合的,平时成绩占30%、考试成绩占70%。我们对学生的平时作业都做有记载,进行上课考勤,作为平时成绩的依据,这样可比较公平合理地对每个学生的成绩进行综合,促使学生认真独立完成作业、维持良好的课堂纪律、注意课后复习巩固,以提高学习成效。
4 结语
经过多年的建设,尤其是最近几年的改革与建设,本课程已经有一个相对完整的体系,教学工作取得显著成效,然而课程建设是长期性工作,还需继续努力工作:
(1)进一步更新教育观念,重新审视以往人才培养模式和课程体系,在课程优化组合的基础上,做到有继承、有舍弃、有创新。
(2)进一步改变原有的实验课中,传统实验多,反映现代科学技术新成就的实验少;验证实验多,创新性实验少;实验手段上采用传统测试技术多,利用现代技术少的实验内容。
(3)本课程虽然自编有文字教材和多媒体课件,但在网络课件的建设还有较大差距,这是今后努力的方向。
参考文献
[1]周哲波.互换性与技术测量[M].北京:北京大学出版社,2012.
[2]王伯平,武美先,李萍,等.互换性与技术测量课程教改实践与探索[J].机械管理开发,2013(6):128-129.
[3]朱同波.公差与技术测量课程教学探讨[J].机电技术,2013(3):159-160.
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