机械设计教学范文10篇
时间:2024-05-18 04:15:32
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机械原理与机械设计实验教学探讨
【摘要】本文基于陕西国防工业职业技术学院的实验教学平台,结合机械原理与机械设计实验教学概况和存在的问题,提出整合提升软硬件建设、加大实验室开放力度和实现理论实验教学“双师化”三个方面的教学改革思路,并进行初步成效分析,为高职院校同类课程的实验教学改革提供一定的参考与借鉴。
【关键词】机械原理与机械设计;实验教学改革;成效分析
随着现代职业技术的快速发展和社会、行业对技术技能型人才的需求不断提升,机械原理与机械设计课程的实验教学改革面临着诸多挑战。课程涉及的实验设备、教学内容、评量方式以及学生积极性都对教学效果有着显著的影响,如何全面提升教学效果、调动学生积极性,是机械原理与机械设计课程的实验教学改革致力于解决的主要问题。
1课程改革背景
1.1实验教学概况。教研室遵循人才培养方案要求,在机械制造与自动化、机械设计与制造两个专业中开设机械原理与机械设计课程,共计48学时教学外加36学时(两周)课程设计,课程涵盖的实验主要包括以下三类:1.1.1演示类实验。包含机构运动演示和机构运动简图测绘,前者目的是使学生了解构件间运动关系及主动件、从动件概念,并深化机构及其组成概念;后者主要要求学生掌握比例尺运用、视图选取、运动副符号及自由度计算等方面。1.1.2验证类实验。包括齿轮范成原理实验和齿轮参数测绘实验,前者要求学生使用范成仪绘制正、负变位齿轮和标准齿轮,通过观察、分析和比较,了解标准齿轮与变位齿轮的区别;后者要求学生使用游标卡尺测量奇、偶数齿轮基本参数,了解齿数、模数、分度圆、齿顶圆、齿根圆、齿距等参数和尺寸计算基本知识。1.1.3减速机拆装试验。该实验为演示性试验,10-20人一组,部分同学拆装,部分同学观看,主要了解减速机的结构、轴上零件的装配关系、窥视孔、放油塞、油标尺、放气孔、及吊钩等附件的位置、尺寸大小等,为减速机设计奠定基础。1.2教学改革前存在问题。1.2.1部分实验设备老化,无法满足实验要求。由于实验室搬迁和设备自身老化,部分实验设备准确性、稳定性和可靠性不足,此前开设的相当一部分演示与测绘实验已无法开出,教学效果受到了较大影响。课程相关实验在一段时间里主要是减速机拆装实验,但由于设备有限,分组时每组学生较多,限制了学生实践能力的提高。1.2.2教学方法较为模式化。多数实验教学模式较为固定,学生严格按照步骤详细、易于操作的实验指导书完成实验,教师主要指出原则性错误并负责学生安全。该模式在培养学生严谨细致、精益求精的素养方面具有积极意义,但与激发学生求知欲、树立其创新精神并最终解决实际工程问题的目标具有一定的矛盾。1.2.3个性化考核方式有待实现。目前考核内容主要包括实验完成度和按时到课情况。实验内容的设定方面未能充分反映学生的水平差异,学生完成的实验项目以及实验报告内容基本相似,而考勤情况相同的学生基本会取得相同的实验成绩。评量方式与因材施教、个性化评估的初衷存在冲突。1.2.4学生的学习重视度有限。由于上述原因,外加本课程实验为课内实验,并未单独设置考核学分,学生对实验环节的重视程度有限,直接导致日后进行课程设计和毕业设计时毫无头绪,也对学生参与各级各类机械创新设计大赛和学历提升方面产生了一定的负面影响。
2课程实验教学的改革思路
机械原理与机械设计教学改革研究
摘要:基于工程教育专业认证,对传统“机械原理”和“机械设计”课程设计进行教学改革探索。课程设计选题突出陶瓷机械特色,切合工作实践,完善课程综合性。对照专业认证标准从机械课程设计的教学内容、教学目标和组织实施三方面提出了改革。
关键词:工程教育专业认证;课程设计;陶瓷机械;教学改革
工程教育专业认证是针对高等学校工科专业实施的专门性认证,也是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要基础[1]。高等教育质量问题成为社会关注重点,为进一步提高工科专业教学质量,对标国际标准,教育部于2006年启动了工程教育专业认证试点工作,2013年,中国成为《华盛顿协议》预备会员,2016年正式加入国际工程教育组织[2]。“机械原理与机械设计课程设计”是机械类专业培养学生综合机械设计能力和创新能力的重要实践教学环节[3]。课程主要任务为简单结构运动分析,简单的机械设计,旨在引导学生整合机械原理和机械设计的所学知识:机构运动简图、基本零部件设计校核、传动方案设计等,以期培养学生工科思维。如何对“机械原理”和“机械设计”课程设计教学进行改革,以适应新时代工程教育认证的新要求,是摆在各工科院校面前的一大挑战。
1对“机械原理”和“机械设计”课程设计现状的分析
“机械原理”和“机械设计”作为机械专业学科非常重要的专业基础课程,其课程设计大纲明确了常用机械零部件、机械传动系统、联系实际设计过程、正确的设计思想、分析和解决问题能力等要求指标。但传统的课程设计难以满足新时代工程教育专业认证标准。本校目前仍存在以下问题:①机械课程设计的选题较为单一。“机械原理”课程设计只是对典型机构、四杆机构或凸轮机构运动分析。“机械设计”课程设计一直以来都是以二级圆柱齿轮减速器作为设计题目。题目传统单一,学生抄袭现象严重,不求甚解风气较重。与工程教育专业认证标准的符合学校定位、适应经济发展需要的培养目标尚有差距。机械作为一门工科,理应与实际接轨,应与生产实践相结合,与社会发展需要契合,充分体现出各地区高校的机械专业特色。②机械课程设计的相关性不足。虽然机械原理中的执行机构和机械设计中的零部件设计都得到了训练,但学生学完机械基础系列课程后,缺乏对整体机械的认识,“机械原理”课程设计着重于运动分析,“机械设计”课程设计着重于机构零部件性能参数,二者甚至不在同一机构中,两门课程没有建立必要的对接点,使学生没有形成一个有机的整体系统工程的认识以及掌握机器设计的完整过程。
2课程设计改革探索
机械设计课程设计教学探讨
摘要:以我国高校课程《机械设计课程设计》为研究对象进行梳理总结,该课程研究经历了从“高校重视机械设计技术革新,实践教学研究薄弱”到“机械设计课程改革,实践教学研究稍有增强”再到“课程设计从机械设计研究中分离,实践教学研究多元化”的发展过程,并对今后的研究趋势提出建议,以期为推动机械类课程设计改革、提升应用型人才培养质量提供经验和借鉴。
关键词:地方工科高校;实践教学;机械设计课程设计
《机械设计课程设计》是机械类及近机械类各专业学生必修的传统经典课程,也是一门重要的实践课程。作为机械设计教学的一个重要环节,课程设计通常是在《机械设计》理论课程结束以后的一段时间内进行,旨在通过课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设计,计算能力,熟悉一般的机械装置设计过程。对于机械设计专业学生来说,课程设计是一个重要的实践过程,也是培养设计能力的重要过程,对提升分析问题、解决实际问题及产品设计能力的作用越来越突出。然而,随着机械行业新兴产业的发展,德国工业4.0战略的推出及中国制造2025战略的提出,社会对高校应用型人才产品设计能力的要求越来越高,对学生机械产品设计流程意识欠缺、综合设计能力不足等方面提出了许多批评和不满,对课程设计能否真正发挥课程的整体育人功能,能否实现教育目的至关重要[1]提出质疑。加强学生产品设计能力、创新能力培养迫在眉睫。梳理和总结《机械设计课程设计》课程研究发展,对于进一步加大机械设计课程设计改革,提升学生产品设计能力及综合应用能力,推进机械类设计人才培养供给侧改革有着十分重要的理论意义和价值。
1学术界研究概述
在中国知网,以“机械设计课程设计”为篇名,时间跨度为1915—2017年进行搜索、发现1989年之前没有查到以“机械设计课程设计”为篇名的研究论文,1990—2017年近30年,共检索相关论文120多篇(不含独立学院、高职院校)。通过计量可视化分析发现,学术界对该课程的研究并不多,且研究呈波折上升趋势。检索报告显示,基本实现了对目标文献的查全查准。为使研究不成为无源之水、无本之木,本文又以“机械设计”“课程设计”为篇名在知网进行搜索,发现“机械设计学”最早有记录可寻的是发表在1929年《教育与职业》第6期黄鹿珊起草的《机械设计学课程纲要》,纲要中言简意赅,简明扼要地介绍了该课程的学科、年级、周学时数、预习课程及教程、教法和标准用书等,同时也阐明了该学科的性质、培养目标及课程设计方法,应用学理及经验,计算器械各部之大小,制成图画。教材以学生将来服务工厂时之实用为主;授以各种原件的设计方法,以为一般机械设计之基础[2]。至此之后,直至1980年的50年时间里,有关“机械设计”的专门研究论文零星出现。“课程设计”研究的最早记录是在1954年发表在哈尔滨工业大学学报上的两篇文章,均与高校机械设计教学无关。因此,可以看出《机械设计课程设计》作为一门独立课程研究是从1990年开始的。
2我国高校《机械设计课程设计》实践教学的研究历程
机械设计制造及自动化教学设计
摘要:社会的快速发展伴随着对人才需求的迅速增大,现代社会对机械设计制造方面的人才的需求量也越来越大。机械设计制造专业关于机械设计制造技术方面的知识丰富了学生,本专业是以具体的岗位为基础,培养学生机械设计制造及其自动化的知识,将学生关于这方面的能力增强。在企业中,学生将在课堂上学到的知识运用到企业的发展中,从而加快企业的发展。但是目前一些院校的机械设计制造专业在教学中还存在着一些问题,我们需要针对问题,提出适当的建议。
关键词:机械设计制造及其自动化;产教融合;教学设计
随着时代的发展,机械设计制造的课程也进行了相应的改革,所以教学方式也跟着发生了很大的改变,传统的教学方式已经跟不上时代的潮流,我们应该适应变化,将传统的教学方式进行创新,从以前的只注重理论,转变到对学生的实践能力也加以重视。[1]
一、目前教学方式中存在的问题
目前的教学方式中存在的问题之一就是学生的理论知识不足。有些院校中的机械设计制造专业的教学与社会发展的实际情况相脱离,教学材料不及时更新,导致一些新的技术学生不能在书本中有详细的了解,学生所能掌握的理论知识与当前的机械设计制造专业不相符合。[2]教学与社会的实际需求相互背离。理论知识对学生的学习是非常重要的,理论知识可以向学生提供一套思考问题的思路和方法,做事情的方向,解决问题的逻辑等,通过对机械设计制造专业的理论知识的学习,让学生在实际的动手操作的时候,不再束手无策,学生可以通过前人总结的方法,快速的去分析问题,理清思路,从而快速的去完成这个事情。但是,当前一些院校学生的理论知识缺乏,导致停滞不前。目前我国机械设计制造专业的教学方式中存在的问题之二就是实践教学问题。当今社会,企业对机械设计制造的需求量不断增大,所以这个专业的学生数量也在不断增加,但是岗位的需求量远远低于这个专业的实习人数,这就导致很大一部分的学生没有机会进行实践,只能依靠观摩来完成实践教学。这种学习方式将学生的动手实践能力大大的限制,学生没有办法将自己的理论知识与实践有效的结合,从而导致学生没有办法服务于社会的实际需要,高素质机械制造人才很难培养出来,其创新型也受到了一定的限制。目前我国机械设计制造专业的教学方式中存在的问题之三是学校中的教师教学方式太过单一。[3]根据调查发现,现在很大一部分的学生对机械设计制造及其自动化专业的兴趣不是很大,最主要的原因就是学生认为这个专业的课程太过于无聊,课堂的氛围很大一部分是依靠教师来营造的,但是目前很多教师的教学方式满足不了学生的需求,所以很多学生就会对课堂失去兴趣,远离课堂,这对教师的教学质量和学生的学习能力都有直接的影响。
二、机械设计制造及其自动化应用的教学设计
机械设计课程设计教学模式分析
1机械设计课程设计教学目前存在的问题
机械设计课程设计一般以传动装置中的减速器为设计对象,设计课题主要以圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动中任意两者的组合构成两级减速器[2]。为达到独立设计和团队协作的目的,指导教师一般只进行方向性指导,切实培养了学生独立设计工作的能力,普遍收获较大。但通过指导和评阅机械设计课程设计,特别是随着新工科建设和产学研合作的逐步深入,从中发现还存在一些必须引起重视和解决的问题。1.1教学方法固定且教学内容不连贯。新工科背景下,现有机械设计课程设计在教学模式上存在教学方法固定、教学内容不连贯问题,难以满足学生个性化发展、特别是应用型人才培养的需求。通常一位教师指导近40位学生,时间紧、任务重,在教学上采用“批量生产通用产品”的方法,要求学生按照指导教师规划的设计框架,填充式完成模板内各部分内容,导致学生形成了以习题形式开展设计工作、以进度快和图纸美观为得分追求点的片面认识,这严重限制了学生思维和个性化开展工作的途径,使学生欠缺对各部分内容间连贯性和前因后果的考虑,设计过程难以体现出学生的创新能力。1.2课程设计环节与理论教学过程脱节。机械设计课程设计通常安排在机械设计课程结束后才统一布置设计题目,要求学生在三周内完成设计工作任务,由于理论课程持续时间较长,且缺乏实际工程问题的设计训练,学生对理论课程知识点记忆淡化,需重温和实操课程内容而花费较多时间,造成课程设计时间紧张,学生都要加班加点,通宵达旦,对很对知识点的实际应用来不及思考就在匆忙中完成课程设计[3],在注重效率的情况下忽略了设计质量。1.3课程设计选题陈旧单一。长期以来,课程设计的命题主要是根据机械设计所学内容对通用二级齿轮减速器进行设计,相关指导书和网络资源丰富,难免有部分学生存在抄袭和依葫芦画瓢的仿制现象,就导致学生缺乏学习的主动性、积极性,并少有结构创新设计[2]。因此,从命题角度看,现有课程设计缺少新工科背景下对产学研合作企业新型零件设计的考虑。1.4设计方法滞后。随着计算机技术的广泛应用,如何利用先进的设计方法和技术手段进行新产品设计,最大程度缩短产品开发周期和节约开发成本,已成为同行们所追求的目标。一方面,目前机械设计课程设计仍要求学生采用手工绘图,修改工作量较大,但往往绘图效率较低且绘图质量层次不齐,也是导致学生不能如期完成设计任务的主要原因之一。另一方面,新工科背景下,机械产品的开发和设计方法已逐渐改变,计算机辅助工程及其创新设计方法已被提升到了重要地位[4]。有限元分析作为先修课程,其所强调的对产品结构分析、力学分析和结构优化设计方法已成为机械设计的重要方法,能有效减少不必要的手工重复计算。1.5考核方式单调。课程设计的指导通常注重方向性引导,已期望学生独立完成整个设计过程的目的。因此,在最终考核上采取学生对设计过程答辩方式阐述,加之对完成图纸及设计报告评分给出最终成绩,缺乏对各设计环节的关注,缺乏设计过程中的交流与互动,难以有效调动学生学习积极性,对抄袭和独立完成情况的判断和最终成绩的评定欠公平。
2新工科背景下基于问题的教改思路
新工科教育理念的提出对人才培养提出了更高的要求,随之制定了新版人才培养方案。作为应用型本科院校,机械类专业已全面实行卓越工程师人才培养模式,在人才培养过程中增加了实践教学的比重,重视理论知识的同时更加重视实践教学环节。因此,课程设计实践教学环节的教改也迫在眉睫。本文在目前教学环节突出问题的基础上,结合新工科建设要求,对机械设计课程设计的教学提出以下教改思路。2.1问题引导下理论教学与课程设计同步进行。一方面在新工科背景下,更应注重加强学生专业实践的教学环节,在本课程进行前或课程实验(机械零件认知)环节,有目的的将学生带入产学研合作企业工厂参观实习,在企业现场开展机械零件认知实验,并了解企业生产实际需求,让学生自行选择或企业师傅推荐相关产品重点认知,作为自己课程设计目标;另一方面,在开展机械设计理论教学伊始,指导教师布置课程设计任务,将理论课学习和课程设计同步进行,按照理论课教学进度,学习完一部分理论内容后,学生应针对该部分理论知识完成课程设计中相应模块的设计、计算任务,将理论知识得以充分实践,既增强学生应用理论知识解决工程问题的能力,又保证课程设计任务顺利完成。2.2产学研合作基础上拟定课程设计命题。在题目设定方面应尽可能从产学研或学生经常开展专业实践教学的企业工厂中获得,保证学生能在开展实习实践教学环节时经常接触,以提高感性认识。因此,搜集课程设计题目可通过与产学研合作企业的合作关系,主动了解企业需求,将工厂一线问题纳入到课程设计中,明确设计目标,提高学生参与课程设计的主动性,将原有仿制产品设计转变为学生主动思考型。2.3运用先进设计方法提高产品开发效率。新形势下,产品的开发过程更注重先进设计方法,不仅缩短了产品开发周期,又节省了大量开发成本。课程设计对学生能力的培养应注重学生和工程技术人员过渡过程的培养,将三维设计软件、二维绘图软件和有限元分析软件引入到课程设计,学生可采用三维设计软件完成系统方案设计和结构设计,利用有限元分析软件完成结构受力、寿命模拟及结构优化过程,最后使用二维制图软件完成零件图和装配图的绘制,不仅提高了课程设计的含金量,同时也大大提高了产品设计和绘图质量,锻炼了学生应用先进设计方法进行产品开发的能力。2.4增加设计过程的评分比重。教育部印发《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》的文件中提到,在教学方面,应严格过程考核,加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重。因此,指导教师更应注重在设计过程中与学生的交流和讨论,在不同设计阶段,及时了解和记录学生设计情况,给予相应评分,作为最终成绩的重要组成成分,以调动学生学习的积极性,同时也能有效避免抄袭现象的发生,从而保证最终成绩能全面反映出学生的设计能力。
3结语
新工科建设是对传统工科专业的升级改造,更是以学生实践能力本位的培养模式,这就要求更加注重学生实践能力和创新能力的锻炼。结合产学研合作,基于问题引导下的创新教学模式正是强调学生实践基础前提下提出的教学改革思路,以解决企业一线典型产品设计需求为目标,通过同步实施理论课与课程设计两个环节,运用先进设计方法,重视和加大设计过程的评分比重,以满足学生个性化发展需要,达到激发学生学习的主动些和创新能力的目的。
机械设计基础线上教学设计探讨
[摘要]随着互联网的普及、移动手机的广泛使用,学生获取知识的途径变得更加丰富多样。基于此,为了改善高职机械类专业学生学习兴趣低下的情况,对机械设计基础课程进行了线上教学设计,并进行了课程实践。
[关键词]机械设计基础;混合式教学;超星平台;教学设计
一、引言
“机械设计基础”是面向所有高职机械类学生的一门专业基础课程,是一门理论与实践相结合,在机械工程实践中有着广泛应用和相当重要的技术基础课程。学时总量64课时,教学内容理论性强、内容较枯燥,并且以往该课程采用的是灌输型知识传授的方法,即老师在讲台上讲述知识点,学生在课堂上接收。从而导致学生的学习兴趣低下,学习效果不佳。现通过教学改革,利用互联网技术和超星平台对教学资源进行丰富,对教学过程进行改变,采用混合式教学设计,从而改变学生学习效率低下的现状[1-5]。
二、机械设计基础线上课程的设计
如今信息技术发展迅猛,无时无刻不存在于我们的生活、学习、工作中,并提高了我们的办事质量、学习效率。线上教学就是利用信息技术将教育和多媒体结合起来的教育方法,利用线上教育可以提高学生的学习兴趣、丰富学生的学习内容、促进学生的多样化发展。同时,也让教师的教学效率得到提高,利用线上课程可以方便保存、修改、更新教学内容,利用线上教学平台的网上答疑、在线辅导、章节题目、课后作业等功能也可以有效地提高教学效率,改善教学质量,使学生能在较短的时间内高质量地利用线上资源实现合理的预习、学习和复习。教师也可以在平时无需印刷卷子进行课上测验,随时了解学生对知识点的掌握情况。因此,机械设计基础线上课程对教师和学生的意义非常重大。机械设计基础线上课程采用超星学习通+微信群+腾讯会议的组合形式进行了教学。主要是在超星学习通上开设相应的线上课程,其中包括教学大纲、教学进程、教学课件、习题库等教学资源的建设。其中题库按章节设置,方便进行章节测验抽题。同时在超星学习通平台中布置章节测验、作业、进行课上或课下的讨论。设置超星平台中课程视频文档观看、章节测验、作业、模拟考试的权重,其中课程视频、文档观看占40%,章节测验和作业各占20%,模拟考试占20%,此权重设置侧重于学生平时成绩的考察。课程任务点类型分布见图1,其中文档为教学课件、视频,是针对每一章节的PPT、录播讲课过程;章节测验为每一章节后的练习习题,其中章节测验中的习题主要是选择题和判断题,系统可以自动批改作业,提高了教师的教学效率在课上内容讲解完之后,为了解学生的掌握情况,需进行课上测验,测验卷子则是抽取线上课程对应章节题库中的内容。客观题目可以线上自动批阅,教师只需要批阅主观题目即可。了解学生知识掌握情况的同时,也大大提高了教师的教学效率。综合作业、章节测验、视频观看时长和次数、课上答题情况,由平台统计出该课程所有学生的综合成绩。图2为该学期的综合学习成绩分布,其中60~80分的学生占到了约32%,而40~60分的学生占比较高约为62%,40分以下的学生占6%,从而可以得出40~60分学生占据比例较高,学生自主利用平台的积极性并不高,学习效果不好。因此,可以得出单纯使用线上教学,在学生自主能力不高的情况下,容易造成学生学习懒散、应付。因此教师在利用超星平台的共享性和方便性的同时,也要注意实效性。所以可以同时引入腾讯会议直播和微信群互动交流相结合的方式。腾讯会议平台作为视频直播的平台,利用其在教学上的优点:老师作为主讲人,可以利用屏幕共享对课程中的知识点进行讲解,另外也可以组织线上研讨,实时性高。但是由于学生网络水平不一样,利用腾讯视频会议教学时,在上课过程中偶尔有学生掉线,但马上恢复进入课堂,不会造成太大的影响。有些学生可能会在没有交流任务时偷懒、开小差,真实性不强,其效果不如在课堂授课。但是老师可以利用直播提问、点名、讨论等方式加强互动,提高学生的兴趣。微信作为现代社会广泛使用的软件,其所提供的免费聊天环境和实时留言、消息推送等功能可以实现老师与同学间的一对一的提出问题和答疑解惑,以教学班为单位建立微信群,在课上、课下及时解决学生问题,并且可以分享一些教学资料,在教与学中发挥着重大的作用,深受学生欢迎。
独立学院机械设计教学模式探索
课程的安排和教师教学方面机械设计课程的开设基本是在学生学习完高等数学、机械原理、工程力学、机械制图、公差与测量技术等前期基础课程后在大三上学期开设的,所以老师在授课的时候几乎是按照教学大纲的进度将内容讲授一遍,完全忽略了学生对难点知识的消化和掌握。而这门课程的特点是:后面很多章节的内容只是针对了不同的研究设计对象(比如连接件、传动件等),但是研究的主要内容还是集中在疲劳强度、接触强度以及基于强度展开的其他参数计算设计上面。所以,忽略了这个问题将直接导致学生越学越感觉枯燥,面对大量的公式和计算完全丧失学习兴趣。实践和设计上敷衍了事大部分学生由于在理论学习阶段对很多知识没有掌握清楚,所以在实践设计过程中就完全不明白了。具体体现在:设计中整体结构选择不合理、零件选择不合理、计算错误多、不会查阅手册选择合适的参数值、验证错误等等,这样就导致了一部分学生在这个环节大量抄袭。有的学生设计说明书出现大量错误,最后导致零件在结构上无法装配或是零件结构尺寸明显错误现象出现,尽管这样,他们还是不能找出错误所在。从以上反映出来的一些情况看,机械设计这门课程的教学过程还有大量的工作需要完善,这种完善体现在教师的“教”和学生的“学”两个方面。对此,我们在教学的方法、手段、内容选择与时间安排上做了积极探索,这里,仅就“教”这个方面提出一些改进方法,以供探讨。
选一本好的教材,科学选择教学内容关于教材的讨论前面已经叙述过,作为独立学院,我们还是偏向选择一本好的教材,对此,我们选择了与总校一样的普通高等教育“十一五”国家级规划教材——濮良贵主编第八版机械设计[2]。该教材针对独立学院的学生的确显得深奥,针对这种情况,我们结合几年的教学实践,对该教材的内容做了取舍,比如:整个第七章,以及变位齿轮、圆弧齿圆柱齿轮等一些内容不做介绍;对该教材的某些重点内容做出调整,比如:第二篇连接,第三篇机械传动,第四篇轴系等,里面的各种零件都涉及疲劳强度、接触强度等的计算。那么我们将该部分内容的重点放在了第一篇总论的第三章机械零件的强度里面做了重点介绍。在后面几篇内容的学习中,我们会将不同零件的强度公式、计算等拿来跟第三章零件的强度反复比较,讲清楚它们的联系与不同,让同学们将这部分重点内容连贯起来。这样一来,做到了对知识的系统掌握,同时又能了解不同零件各自的设计特点。合理安排教学与实践的时间,做好一次课程设计大部分独立学院目前都安排有64课时的理论教学时间,我院也参考总校给这门课程安排了64课时的理论教学。此外,我们还安排了24课时的课程设计时间。由于我们对教材的一些内容做出了调整,突出了一些重要知识点,相应的弱化了一些知识点,这样一来,64课时的理论教学时间基本上能满足我们的教学和学生对理论知识的学习、掌握。机械设计课程设计是对同学们在学习完机械设计这门课程知识的一个总的检验,其重要性不言而喻,但是,往往就是这个过程做得不好,主要体现在两个方面:一是安排的24课时是远远不够的;二是设计过程中同学们普遍存在抄袭现象。造成这两个问题的主要原因基本上是由于该门课程本身需要很长的理论教学时间,基本上要上到学期末,所以课程设计安排的时间就非常紧凑。另外,从这门课程本身的知识结构来看,需要应用大量的机械原理、工程力学[3,4]、机械制图、高等数学等课程的知识,这些知识学生一般都差不多忘记了,现在要求他们在很短的时间内应用起来做某一机械设备的设计,这就直接导致了很多学生不愿花时间,也没有更多的时间让他们去做这次课程设计。针对这些现象,课程组老师进行了大量调研工作,集思广益,对这门课程的教学与实践时间进行了合理的安排,目的在于让同学们利用所学知识完成一次好的课程设计。具体做法是:在学习完第三篇机械传动后,开始布置课程设计内容,设计分为几个组,每个组选择两个合适的设计方案,同时复习机械原理、高等数学等知识,熟悉绘图软件。这个时间段差不多有一个月,与教学活动同时进行。在完成教学任务时,每个组的前期准备工作已经完成,让每个组将各自的设计方案在课堂上答辩,最后选择一个总体设计方案。在最终确定设计方案后,给出每个学生具体设计参数,再用两周时间完成计算、设计说明书的编写和零件图、装配图的绘制。这样做的好处是:一是通过组的方式,让同学们积极参与方案设计与选择,最大程度调动了每个同学的参与热情,同时也让每个同学了解了各自设计的具体内容;二是充分利用了课程设计前的时间对关联知识进行充分复习,能与新学到的机械设计知识融合起来参与设计,最大限度的避免了此前设计过程中出现的抄袭现象;三是给每个学生不同的设计参数,让每个学生在集体讨论选择方案的基础上得到锻炼,掌握机械设计过程中的重点,同时也避免了抄袭。四是将24课时的设计时间化整为零,避免了一学完理论知识就进行设计的计划安排,将设计的整体难度让学生分时间段进行消化,激发了学生的主动性。通过上述方式,在每次设计答辩时,我们明显发现近两年学生的课程设计内容和质量都有了很大提高。以往那种设计内容不饱和、方案不完整、计算错误、装配图、零件图与设计说明书不符、答辩时不能对设计作出合理阐述等现象有了明显减少。精选习题,上好一堂习题课针对不少同学抱怨这门课程的习题题量大,计算复杂,公式繁多而且难以理解等问题,我们采取了精选习题,上好一堂习题课的方法,提高同学们的学习兴趣,让同学们敢于面对解决这些难题。具体做法是在完成每一篇的内容学习后,安排一次习题课。习题的选择既有结合零件设计的实际应用,又有一些不同高校的考研试题。对于独立学院的同学们来讲,他们对之前接触到的教材上的习题显得有些排斥,需要老师给他们一些信心。这时,我们适时的精选一些考研试题,让同学们体会到原来研究生入学考试的试题难度也不过如此,让他们感受到原来基本知识还是在教材上;让同学们认识到他们也有这个能力去解决这些难题。这个方法体现出来的效果非常明显,以至于每次的习题课反而成了同学们最爱听的一堂课。而且在习题课上,我也充分感受到了我们独立学院学生对知识掌握的那种渴望。他们经常会积极参与讨论,提出自己的一些想法或者解题思路。通过在学习完每一篇知识后安排的一次习题课,还让学生对前面的知识得到巩固,同时明显地感到同学们利用习题课的复习,加深了对所学知识的理解。除去以上介绍的三点,我们还积极安排学生参与实验、采用多媒体教学、采用更加灵活的课堂教学方式、鼓励并指导学生参与一些机械设计比赛、鼓励学生参与教师的科研项目,积极创新等方式充分调动同学们学习机械设计课程的积极性,变被动枯燥的学习为积极主动的去获取知识;变对知识的死记硬背,对公式的生搬硬套为解决实际设计过程的理论工具。
机械设计是机械类专业一门非常重要的专业基础课,它着重介绍了机械设计的基本知识、理论和设计方法,涵盖了非常广泛的其他本专业的基础课程知识,所以对于“教”与“学”都提出了更高的要求。我们在长期的教学实践和近几年的教学改革过程中进行了积极探索,提出了一些新的教学方法和思路,这些方法跟思路在日常教学过程中正发挥着积极作用,对激发学生学习热情、引导学生主动学习,积极创新有很大帮助。结合近几年机械设计课程的教学改革,我们总结出上面几点新的教学方法,供老师们参考并共同讨论,希望能形成一套针对独立学院机械设计课程更加科学、严谨、完善的教学方法。
本文作者:彭伟顾晓勤工作单位:电子科技大学中山学院
机械设计创新教学论文
1目前机械设计教学体系存在的问题
机械设计具有自身的程序,图1为设计的基本程序。图1机械设计的基本程序目前,机械设计教学中主要存在以下问题。
1.1教学内容过于防范
目前,机械设计这门课程包含的内容较多,有机械原理和机械设计。机械设计包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容,所涉及的知识层面较广,教学内容较散,且与其他课程有着很多重复,如机械设计学科中有一项螺纹连接的相关教学内容。可见,教学范围与机械设计这门学科的学习原则不相符合。又如,减速器的类型、样式和设计参数要求,和机械制图中的减速器设计相关知识存在较高重复率,不仅在学科的学习层次上造成混乱,还浪费了学生的学习精力。
1.2与时俱进能力不强
机械设计这门学科的实用性较强,同时其教学内容随着科技的不断发展而不断变化。所以,传统的教学内容如果不进行更新,很难满足现代社会的需求。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求,同时也应当具备系统性。因此,现代机械设计学科紧随时代的变化而改变,将传统的设计技术进行时代元素的融入。如今,很多相关院校对机械设计教学中的设备结构、设备强度和运动学等技术的教学比较注重,教学力度也较大,使能源问题、环境问题的教学很少涉及。尤其是安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素,导致机械设计教学无法满足现代人们的生产需求。
机械设计专业实践教学改革研究
摘要:结合机械设计专业的教学方法,在现代教学理念的指导下,加强以实践教学为核心的机械设计专业学生创业能力培养。
关键词:创新;创业;机械设计;实践教学;改革
机械设计专业需要学生全面掌握广泛的基础知识,该专业的学生罗辑思维较为缜密,且具备创新潜质。目前,如何在创新创业能力视角下培养创新型机械设计专业人才,是我国机械设计高校需要考虑的问题。
1体系构建
构建面向创新创业能力培养的机械设计专业实践教学体系结构需要从机械设计专业的课程培训、科研训练、创新创业教育等方面入手。构建该体系的目的为实现机械设计专业学生的全面发展,则需要在传统教学内容和模式的基础上进行改革,完成创新创业意识的不断渗透,。如此一来,机械设计专业学生将有着更加明确的学习目标,并能够在日常学习过程中对其各种行为加以约束,从而保证个人创新创业能力的提高,并在社会实践过程中加以检验。所以说,通过机械专业学生创新创业能力的培养,能够促使学生敢于创作,并且能够创作出新颖的作品,为我国未来社会培养创新型人才。1.1课程培训。在创新创业能力培养视角下建设机械设计专业创新设计课程,首先需要学生全面掌握各类设计软件,例如三维设计软件PDSOFT、GoogleSketchUP,PDMS,PDS,SMARTPLANT等,二维设计软件CAD等。同时,还包括以其他一些使用较为广泛的辅助性软件,如SolidWorks,Pro,Ancys等。在三维设计过程中,机械设计专业学生需要熟练使用多种专业软件,并完成整个设三维图形的设计与修改。学生只长时间的分析并设计进行三维虚拟模型,还能够为创新奠定坚实的理论和实践基础。不仅如此,现代教学理念强调创新意识的提高,这种能力的培养,需要借助社会性实践教学方能实现,同时也需要在专业课教学中融入创新创业意识教学,才能够更好的、全面的培养学生创新创业理念,为今后的发展打下坚实的基础。1.2创新创业教育。我国高校应当为大学生举办机械设计类创新创业讲座,并鼓励学生全员参加,为学生创建学生与创业成功者进行交流的平台,促使学生再与创业成功者的交流中吸取、借鉴创新创业经验。此外,学校还应为学生展示创新创业成果,拓展学生视野,将学生的成功创新创业经验展示给校内学生,从而为学生树立能够进行创新创业的信心。1.3科研训练。高校应当为学生组建创新创业训练项目,鼓励学生设计机械产品、制作机械产品、调试机械产品、为创作的机械产品申请专利、营销自身所涉及的机械产品,并在训练项目结束后,创作相关论文,从而体验创新创业的过程。此外,学生也可以与同学、教师共同进行科研项目,并承担其中部分的任务,从而提高自身的创作素养。1.4创新创业竞赛。通过各种形式的创新创业比赛,能够使机械专业学生在理论和技术交流过程中不断学习之外,还能够使其意识到创新意识培养的重要意义。在此基础上,学生将认识到自身存在的不足,并调整以往学习中存在的问题,实现机械设计专业学生创业成功率的提高。
2实施途径
机械设计教学研究论文7篇
第一篇:创新教育在机械设计课程设计教学中的运用
摘要:素质教育中,创新教育属于重要环节,能够让整个教育过程赋予生命,让学生不再沉溺于传统的书本学习,而是将理论知识创新应用于实践。在创新教育的培养下,学生可以养成主动创造、探索、思考、实践、参与的习惯,提升学习效率。本文以机械设计课程为例,研究了创新教育的具体应用方式。
关键词:机械设计课程;创新教育;应用
创新教育是一种具有实践性与创造性的教育形式,以学生主体活动为主,教师予以引导,让学生充分发挥主观能动性,主动思考、主动动手实践,让理论与实际的结合更为紧密[1]。机械设计这门课程需要学生提升动手能力以及思维能力,通过对各类通用机械传动装置的抽象化思考创造出具象化作品,利用齿轮、链、带等传动装置设计出创新机械,能够进一步提升学生对各类传动装置的理解能力以及运用能力,为其毕业后走向社会动手实践打下坚实基础[2]。本文以机械设计课程教学为主线,研究了创新教育的具体应用方法。
1改革教学理念
在传统机械设计课程教学过程中,教师的教育理念在于让学生接受书本上的知识,属于灌输式教学模式,教学内容缺乏重点且存在一定繁琐性。学生在上课过程中无法抓住有限课堂时间中的重点内容以及重点环节,因此在知识的具体应用上能力略显不足[3]。在创新教育背景下,要求教师转变教育观念,让学生成为课堂的主体,以学生主动思考、主动动手、主动参与、主动实践为出发点,将自己作为引导者,充分利用课堂时间让学生参与到教学内容的思考之中,让教学更具连续性。帮助学生思考每个环节之间的实际联系,提升学生对机械传动装置的应用能力。