時(shí)間:2022-12-20 03:52:36
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
一、引言
隨著信息時(shí)代的來(lái)臨,課堂早已不局限于簡(jiǎn)單的講和聽(tīng),多媒體教學(xué)漸漸取代了單一的課堂。如今,基于PowerPoint、Flash、Authorware等軟件的多媒體課件被廣泛的應(yīng)用,其中,Authorware雖然相比之下現(xiàn)在的使用者較少,但其獨(dú)特的流程圖編程和強(qiáng)大的互動(dòng)功能仍受大眾所認(rèn)可,在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中受到了學(xué)生的一致好評(píng)。Authorware是由Macromedia公司開(kāi)發(fā)的一種專用于多媒體制作的軟件,它的最早版本出現(xiàn)于1987年。其獨(dú)特的流程圖編程方式、面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法以及基于圖標(biāo)的設(shè)計(jì)方式使多媒體開(kāi)發(fā)變得不再困難。Authorware就此成為世界公認(rèn)的領(lǐng)先的開(kāi)發(fā)因特網(wǎng)和教學(xué)應(yīng)用的多媒體創(chuàng)作工具,被譽(yù)為“多媒體大師”,且隨著之后的版本不斷更新,其功能也越來(lái)越強(qiáng)大,至今已更新到Authorware7.0。
二、總體框架
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》多媒體課件基本功能模塊主要分為其他模塊和課程模塊兩大部分,每個(gè)模塊由若干子模塊所組成,其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。課程模塊即課件的主體部分,其中包括教師上課要講的每一條知識(shí)點(diǎn),和相關(guān)的圖片、動(dòng)畫等元素。課程模塊按照章進(jìn)行分組,每一章又分為若干個(gè)小節(jié),每一小節(jié)根據(jù)具體內(nèi)容包含若干頁(yè)。每一頁(yè)中,用顏色和字號(hào)來(lái)突出重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)和專業(yè)名詞。本模塊通過(guò)合理、清晰的布局,幫助學(xué)生加深對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容的理解。其他模塊主要包含視頻播放器、游戲部分和實(shí)驗(yàn)仿真部分。其中,游戲部分可以讓師生在學(xué)習(xí)之余有適當(dāng)?shù)姆潘桑灰曨l播放器包含本課程所涉及的機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫,有助于學(xué)生理解其原理;實(shí)驗(yàn)仿真部分通過(guò)程序模擬出了齒輪范成實(shí)驗(yàn)和減速器拆裝實(shí)驗(yàn),令師生可以隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),加深理解。這三者都是獨(dú)立的exe文件,靠Authorware自帶的計(jì)算圖標(biāo)嵌入到多媒體課件之中。
三、多媒體課件的編譯過(guò)程
下面以《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第一章第一節(jié)的第一頁(yè)(1-1-1)為例,講述多媒體課件的具體編譯過(guò)程。(1)插入一個(gè)顯示圖標(biāo),命名為“bj”。為這個(gè)顯示圖標(biāo)插入準(zhǔn)備好的背景圖片,并其大小適應(yīng)全屏。這個(gè)顯示圖標(biāo)在之后的每一頁(yè)中都要用做背景,直接復(fù)制粘貼即可。(2)插入一個(gè)顯示圖標(biāo),命名為“1”。插入文本框“§1-1運(yùn)動(dòng)副及其分類”并置于頁(yè)面最上方的中間,設(shè)置字體為“宋體”,字號(hào)為“36”;插入另一個(gè)文本框“一、自由度、約束”.(3)插入一個(gè)等待圖標(biāo),將屬性中的“單擊鼠標(biāo)”、“按任意鍵”選中,將“顯示圖標(biāo)”取消選中,這樣可以在單擊鼠標(biāo)或者按任意鍵的時(shí)候才繼續(xù)播放課件。(4)插入一個(gè)顯示圖標(biāo),命名為“2”,插入文本框“自由度構(gòu)件間的獨(dú)立相對(duì)運(yùn)動(dòng)”,并將“自由度”三個(gè)字的顏色設(shè)置為藍(lán)色,以突出專業(yè)名詞。再插入一張相關(guān)圖片作為教學(xué)輔助,幫助理解。(5)復(fù)制步驟(3)中的等待圖標(biāo)(6)同上步驟交替插入顯示圖標(biāo)和等待圖標(biāo),直到當(dāng)前頁(yè)面合理的放置了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。(7)插入一個(gè)擦除圖標(biāo),并在屬性中設(shè)置“被擦除的圖標(biāo)”,將當(dāng)前頁(yè)面中除了“bj”以外的所有顯示圖標(biāo)都選中,以防止在頁(yè)面跳轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)。(8)插入一個(gè)導(dǎo)航圖標(biāo),選擇屬性中的“類型”為“跳到頁(yè)”,設(shè)置“目的地”為“任意位置”,在“頁(yè)”中選中“1-1-2”。
四、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)實(shí)際教學(xué)驗(yàn)證,Authorware制作的多媒體課件在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中有非常多的優(yōu)點(diǎn):Authorware的生動(dòng)性,可以讓很多枯燥乏味的問(wèn)題變得生動(dòng)有趣;Authorware;的交互性,可以很好的帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;Authorware多媒體課件的制作過(guò)程中,教學(xué)者可以充分發(fā)揮現(xiàn)代科技的優(yōu)勢(shì),在課件中加入很多課外知識(shí),更好的擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面。Authorware多媒體課件的應(yīng)用,可以更好的帶動(dòng)學(xué)生對(duì)于課堂的期待性,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。Authorware可以將抽象的教育內(nèi)容具象出來(lái),將復(fù)雜的編寫過(guò)程簡(jiǎn)化起來(lái),它展現(xiàn)在學(xué)生眼前的是一套圖文并茂的有聲教材,這正好符合面向全體、面向未來(lái)、面向世界的先進(jìn)教育理念,在教學(xué)中受到了學(xué)生的一致好評(píng)和高度贊揚(yáng)。
參考文獻(xiàn):
[1]云紅艷,楊厚俊,趙志剛,杜祥軍,李琳.基于Authorware實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的仿真[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2016,35(2).
[2]賴育庭,陳濤威,陶雄武,陳鵬杰.基于Authorware的調(diào)度員多媒體學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)[J].通信電源技術(shù).2016,33(2):121-122.
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是工科院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程,在教學(xué)中占有重要的地位。該課程主要闡述了關(guān)于機(jī)械零部件的基本知識(shí)、基本理論及基本設(shè)計(jì)方法,是一門研究機(jī)械共性問(wèn)題的主干課程,學(xué)生對(duì)這門課程的掌握狀態(tài)會(huì)直接影響到后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。因此,該課程的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容要適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,并且要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,項(xiàng)目式教學(xué)模式的引入無(wú)疑是一個(gè)解決問(wèn)題的很好的方法。
1.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程項(xiàng)目式教學(xué)的探討
《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020 年)》明確提出:“把提高質(zhì)量作為重點(diǎn)。以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,推進(jìn)教育教學(xué)改革。實(shí)行工學(xué)結(jié)合、校企合作、頂崗實(shí)習(xí)的人才培養(yǎng)模式。”作為高職院校,培養(yǎng)優(yōu)秀的生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線的應(yīng)用人才是當(dāng)前的核心目標(biāo),課程的建設(shè)與改革都是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而服務(wù)的。基于這個(gè)理念,對(duì)于高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院來(lái)說(shuō),要以“工學(xué)結(jié)合”作為切入點(diǎn)來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)的課程改革建設(shè)。
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的改革建設(shè)也須從培養(yǎng)機(jī)械生產(chǎn)一線技術(shù)應(yīng)用型人才的目標(biāo)入手,要求該課程應(yīng)該多注重培養(yǎng)學(xué)生掌握通用零部件的工作原理和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,熟悉常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理,并初步具有分析和設(shè)計(jì)機(jī)械零部件的能力。而《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的最大特點(diǎn)就是理論知識(shí)含量較大,所以在以往的教學(xué)中我們都會(huì)采取傳統(tǒng)的教學(xué)模式“課件+習(xí)題”,在授課時(shí)運(yùn)用多媒體課件,有時(shí)會(huì)借助大量的掛圖、模型等進(jìn)行講解,幫助學(xué)生理解和掌握新知識(shí),然后在課后布置大量的習(xí)題,讓學(xué)生練習(xí)鞏固。但高深的理論知識(shí)對(duì)于高等職業(yè)院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)的確過(guò)于枯燥,掌握起來(lái)難度太大,這樣的教學(xué)手段對(duì)目前的高職教育來(lái)說(shuō)明顯力不從心,雖然能讓學(xué)生從感觀上對(duì)所學(xué)內(nèi)容有表層的了解,卻無(wú)法讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行靈活運(yùn)用。特別是對(duì)于作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》,該課程的涉及面較廣,應(yīng)用性較強(qiáng),各章節(jié)的內(nèi)容彼此獨(dú)立,于是收效不是很好,學(xué)生興趣不高等諸多問(wèn)題就暴露了出來(lái)。
學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容落后于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際,教材內(nèi)容滯后于生產(chǎn)發(fā)展,這是職業(yè)教育面臨的有待解決的客觀實(shí)際問(wèn)題,無(wú)疑項(xiàng)目式教學(xué)模式是解決這一問(wèn)題的突破點(diǎn)。項(xiàng)目式教學(xué)模式主要是以實(shí)際的工程項(xiàng)目為對(duì)象,例如在企業(yè)中經(jīng)常使用的工具、設(shè)備中的常用零件和機(jī)構(gòu),將這些工具和設(shè)備作為項(xiàng)目進(jìn)行分解,并將分解后的部分與所要講授的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論知識(shí)點(diǎn)相鏈接,在教學(xué)中讓學(xué)生參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的全過(guò)程。對(duì)于實(shí)際的工程項(xiàng)目則需要教師在企業(yè)中作大量調(diào)研,從企業(yè)的崗位設(shè)置和需求出發(fā)進(jìn)行篩選,最重要的是這些項(xiàng)目必須是企業(yè)中的一些新工藝、新方法、新產(chǎn)品的典型案例,同時(shí)要能夠突出教學(xué)內(nèi)容和專業(yè)特色。通過(guò)這樣的教學(xué)項(xiàng)目將學(xué)校教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)之間架起了一道橋梁,可以使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)真正做到“從企業(yè)中來(lái),到企業(yè)中去”。
但項(xiàng)目式教學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中的運(yùn)用也會(huì)遇到一些阻礙。首先由于學(xué)生剛接觸機(jī)械專業(yè)知識(shí),對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的一些零件及機(jī)構(gòu)都很陌生,其次是從企業(yè)引入的項(xiàng)目通常是多個(gè)零件及機(jī)構(gòu)的組合,相互之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系僅憑想象很難理解,而如果通過(guò)拆卸工具或設(shè)備讓學(xué)生更加全面地了解熟悉這些內(nèi)容,不僅成本高,而且執(zhí)行起來(lái)難度也會(huì)更大。另外,要想在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中真正實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)模式并不是一件容易的事,因?yàn)檫@門課程不僅涉及到理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械零件的相關(guān)理論知識(shí),而且它的運(yùn)用隨著機(jī)械行業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展也在發(fā)生著日新月異的變化,所以教學(xué)項(xiàng)目的選擇若要適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展,可能每年都要發(fā)生變化,這對(duì)要求教師時(shí)刻與企業(yè)保持聯(lián)系,并且要提高教師的綜合能力。因此,進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程建設(shè)時(shí),我們必須突破傳統(tǒng)的教學(xué)手段,改變教師傳統(tǒng)的教學(xué)理念,才能更好地配合項(xiàng)目式教學(xué)模式的實(shí)施。
2.軟件仿真輔助教學(xué)的作用
在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)中,我們以前只是從教材提供的教學(xué)內(nèi)容出發(fā)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,但在引入項(xiàng)目式教學(xué)模式后,教學(xué)方法的選擇應(yīng)該考慮企業(yè)采用的設(shè)計(jì)手段,目前借助軟件的強(qiáng)大功能進(jìn)行設(shè)計(jì)已成為了企業(yè)的常用方法,所以,軟件的介入可以讓學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間就能夠適應(yīng)企業(yè)的工作模式,畢業(yè)后能夠直接滿足或者較快適應(yīng)企業(yè)相關(guān)崗位的需求。
軟件仿真輔助教學(xué)方法具有很大的優(yōu)點(diǎn)。首先,可以利用軟件三維造型的功能,將所有的零件和機(jī)構(gòu)進(jìn)行隨意的拆裝、放大、旋轉(zhuǎn),能夠選取零件的不同部位,改變對(duì)模型的觀察方向,非常接近現(xiàn)實(shí)中的產(chǎn)品零件。以前面對(duì)二維圖紙學(xué)生會(huì)很難想象出零件和機(jī)構(gòu)的空間狀態(tài),這種方法會(huì)有利于讓學(xué)生對(duì)各種零件和機(jī)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)及組成有更深的了解。其次,可以利用軟件的裝配功能,顯示各零件之間的相互位置關(guān)系,各機(jī)構(gòu)之間的連接關(guān)系。以前裝配圖的學(xué)習(xí)是學(xué)生面臨的最大問(wèn)題,而運(yùn)用軟件進(jìn)行裝配,可以讓同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的同時(shí)熟悉零件的結(jié)構(gòu)工藝性及零件拆裝順序等相關(guān)知識(shí),老師也可以通過(guò)動(dòng)態(tài)的演示給學(xué)生正確的示范。另外,可以利用軟件的運(yùn)動(dòng)仿真功能,把各種復(fù)雜的機(jī)構(gòu)通過(guò)形象生動(dòng)的動(dòng)畫演示出來(lái),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中加深感性認(rèn)識(shí)。
除了運(yùn)用軟件仿真輔助教學(xué)外,還應(yīng)該讓學(xué)生運(yùn)用軟件仿真進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。因?yàn)檫@種方法來(lái)自于企業(yè)的常用設(shè)計(jì)方法,所以學(xué)生要掌握這種方法必須要有實(shí)踐過(guò)程。在這個(gè)階段的學(xué)習(xí)中,學(xué)生為主體,教師只是起到輔導(dǎo)作用。學(xué)生可以根據(jù)自已的實(shí)際情況,自主選擇設(shè)計(jì)命題,可以按自已的想法進(jìn)行設(shè)計(jì),也可以根據(jù)企業(yè)提供的要求進(jìn)行題材選定。在設(shè)計(jì)中根據(jù)自已的設(shè)計(jì)理念隨意組合所學(xué)的不同機(jī)構(gòu),根據(jù)需要改變參數(shù),并通過(guò)軟件的仿真輔助驗(yàn)證自己設(shè)計(jì)的正確性。這種角色的互換,讓學(xué)生在真實(shí)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中,檢驗(yàn)自已的綜合機(jī)械設(shè)計(jì)職業(yè)能力,并將機(jī)械設(shè)計(jì)與加工聯(lián)系起來(lái),既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
采用這樣的教學(xué)手段并配以相應(yīng)的實(shí)踐,不僅可以使學(xué)生較好地掌握各種常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等,而且可以使一些在普通條件下無(wú)法觀察的過(guò)程生動(dòng)地顯示出來(lái),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)抽象的零件和機(jī)構(gòu)的理解,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加直觀。
3.結(jié)論
在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)中,采用項(xiàng)目式教學(xué)模式能夠較好地使理論與實(shí)踐相結(jié)合。為了讓學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí),在教學(xué)中應(yīng)用軟件仿真進(jìn)行輔助教學(xué),可以克服以前機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足。借助軟件的各種功能,通過(guò)將復(fù)雜的二維圖形演變?yōu)樯鷦?dòng)形象的三維造型,同時(shí)通過(guò)軟件的模擬、運(yùn)動(dòng)仿真及動(dòng)畫技術(shù)的應(yīng)用,也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)習(xí)的趣味性。
作者簡(jiǎn)介:王(1966-),女,河南鄭州人,北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,教授;張懷存(1956-),男,陜西延安人,北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,副教授。(北京 100192)
基金項(xiàng)目:本文系北京信息科技大學(xué)市級(jí)精品課程建設(shè)項(xiàng)目、北京信息科技大學(xué)2010教學(xué)改革項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2010JG06)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)01-0087-03
一、“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”精品課程建設(shè)的背景
隨著高等教育改革的不斷深入和發(fā)展,課程作為高等學(xué)校培養(yǎng)計(jì)劃的基本組成單元,是實(shí)現(xiàn)高等學(xué)校教育目標(biāo)的基本保證。課程體系、內(nèi)容的合適與否影響著培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。教育部在2003 年正式啟動(dòng)國(guó)家精品課程建設(shè)項(xiàng)目并在《教育部關(guān)于啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》中指出“國(guó)家精品課程是具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程”。[1]即精品課程應(yīng)該具有體系的整體性、內(nèi)容的先進(jìn)性、資源的開(kāi)放性和師生之間的互動(dòng)性并具有強(qiáng)烈的示范作用。要求精品課程以多媒體信息技術(shù)為實(shí)現(xiàn)手段,基于互聯(lián)網(wǎng),包括課程的歷史沿革、網(wǎng)上教學(xué)資源如大綱、電子教案、多媒體課件、教材和課堂錄像、教育理念、師資隊(duì)伍、教學(xué)方法手段與教學(xué)改革、學(xué)生和專家的評(píng)價(jià)考核等建設(shè)要素。[2]精品課程不單純是教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革,更是一個(gè)包含教師、學(xué)生、教材、教學(xué)技術(shù)手段、教學(xué)制度等多種要素的系統(tǒng)工程。精品課程建設(shè)一般分為內(nèi)容建設(shè)、隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)方法和手段建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建設(shè)及機(jī)制建設(shè)等六個(gè)方面。[3]
1997年國(guó)家教委工科處委托制圖與機(jī)械基礎(chǔ)兩課委員會(huì)組織全國(guó)重點(diǎn)工科高校就工程材料和機(jī)械制造基礎(chǔ)課程召開(kāi)會(huì)議,對(duì)原金工系列課程改革的必要性和基本思路進(jìn)行了探討,會(huì)議通過(guò)了《高等工科院校金工系列課程改革指南》。提出根據(jù)“以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心,以CAD/CAM為主線,拓寬基礎(chǔ),重視實(shí)踐”的總體改革思路;重新規(guī)劃了機(jī)械制造系列課程的內(nèi)容體系。按照其改革方案而設(shè)置的“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程是機(jī)械制造基礎(chǔ)系列課程中的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課程。1998年配合北京信息科技大學(xué)拓寬專業(yè)口徑和人才培養(yǎng)模式改革,進(jìn)行專業(yè)改革,將原機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械電子等專業(yè)合并為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)。為了適應(yīng)擴(kuò)寬機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的需要,將“機(jī)械制造工藝學(xué)”、“金屬切削原理與刀具”、“金屬切削機(jī)床”和“機(jī)床夾具設(shè)計(jì)”四門課程按照重基礎(chǔ)、少學(xué)時(shí)、新知識(shí)、寬面向的原則整合優(yōu)化合并為“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”。[4]“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”不僅是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,也是工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。目前北京信息科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)均設(shè)置該門課程。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)計(jì)劃80學(xué)時(shí)、工業(yè)工程專業(yè)計(jì)劃72 學(xué)時(shí),其中實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí);車輛工程專業(yè)計(jì)劃40 學(xué)時(shí),其中實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)。
北京信息科技大學(xué)一直以來(lái)非常重視精品課程建設(shè)。為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)機(jī)械專業(yè)人才需求,實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型人才專業(yè)核心能力的要求,[5]學(xué)生既要具有必備的理論基礎(chǔ),又要具有快速適應(yīng)工作崗位的工程能力。2006年“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”被列為北京信息科技大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)課程、2007年被評(píng)為校精品建設(shè)課程。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)和完善,2009年被評(píng)為北京市精品課程。在精品課程建設(shè)過(guò)程中進(jìn)行了深入思考,特別注重教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn);注重教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革;構(gòu)建了公益勞動(dòng)、金工實(shí)習(xí)、課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、綜合實(shí)驗(yàn)周、課程設(shè)計(jì)、制造綜合能力學(xué)科競(jìng)賽的基于工程的實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。
二、與時(shí)俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容,適應(yīng)學(xué)科最新發(fā)展
“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容涉及知識(shí)面寬、知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng),與實(shí)際工程結(jié)合緊密,圖多、層次多。科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展不斷促進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,新材料新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)與工業(yè)企業(yè)的無(wú)縫連接,教師需密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展,與時(shí)俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容,協(xié)調(diào)傳統(tǒng)內(nèi)容與先進(jìn)性。
課程的內(nèi)容圍繞產(chǎn)品的加工制造,以機(jī)械加工工藝為主線,以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、節(jié)能減排為宗旨,將涉及到的機(jī)床設(shè)備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關(guān)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái),并根據(jù)這條主線的需求作為取舍的原則,強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)發(fā)展為中心融入節(jié)約能源和綠色制造的理念。從培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程素質(zhì)出發(fā),使學(xué)生熟悉和掌握基本理論和專業(yè)知識(shí),具有能夠在理論上進(jìn)行分析、在實(shí)踐上具有解決一般技術(shù)問(wèn)題能力。補(bǔ)充新知識(shí),增加現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域采用的新刀具材料、新加工方法、數(shù)控機(jī)床的基本介紹、數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、綠色制造等內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容能夠充分反映現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展。
目前,“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容多課時(shí)少,在教學(xué)內(nèi)容的講授上既要加強(qiáng)基礎(chǔ),又要拓寬知識(shí)面;既要保持經(jīng)典,又要體現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展;既要掌握基本理論,又要加強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學(xué)內(nèi)容上以少、精、寬、新為原則,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的調(diào)整,如減少車床進(jìn)給和螺紋加工運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的講授,而將這部分內(nèi)容放在實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)著實(shí)物進(jìn)行感性觀察,學(xué)得更快、記得更牢。對(duì)于機(jī)械加工工藝擬定、加工精度部分等重點(diǎn)內(nèi)容仍進(jìn)行重點(diǎn)講解,但是更加注重對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題的分析和理解,強(qiáng)化學(xué)生在實(shí)際工程中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
高水平教材的建設(shè)是課程建設(shè)的基本,本課程選用韓秋實(shí)和王主編《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第3版)》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材和北京市精品教材立項(xiàng),該教材還獲得中國(guó)機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。編寫出版與之配套的《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集》,分為學(xué)習(xí)指導(dǎo)和習(xí)題(包括填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題、分析題、計(jì)算題和參考答案)。編寫《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。編寫《綜合實(shí)驗(yàn)周大綱》和《綜合實(shí)驗(yàn)周指導(dǎo)書》用于指導(dǎo)學(xué)生完成綜合實(shí)驗(yàn)周的學(xué)習(xí)。建設(shè)了“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”的課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)。制作了網(wǎng)絡(luò)課件、編寫了多媒體教案,網(wǎng)上提供教學(xué)大綱、教案、電子講義等資料,實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享。開(kāi)設(shè)網(wǎng)上答疑和交流通道。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源鞏固課本知識(shí)的同時(shí),進(jìn)一步拓寬知識(shí)面,增強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的深入性,使課堂教學(xué)得到擴(kuò)展。
三、以工程能力培養(yǎng)為中心,構(gòu)建層次式的實(shí)踐教學(xué)體系,實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的有機(jī)融合
深入企業(yè)調(diào)研,分析整合和提煉典型生產(chǎn)流程所需的知識(shí)、技能、核心能力和態(tài)度,構(gòu)建專業(yè)認(rèn)知與實(shí)踐-金工實(shí)習(xí)-課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)-生產(chǎn)實(shí)習(xí)-課程設(shè)計(jì)-綜合實(shí)驗(yàn)周-制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競(jìng)賽“多元結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系。在實(shí)踐性教學(xué)體系構(gòu)建的過(guò)程中,特別注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),努力實(shí)現(xiàn)從模擬型向?qū)崙?zhàn)型轉(zhuǎn)變,由限制性向自主性轉(zhuǎn)變,由驗(yàn)證性向綜合性轉(zhuǎn)變,由理論性向應(yīng)用性轉(zhuǎn)變。注重讓學(xué)生建立起工程的系統(tǒng)概念,了解工藝設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等過(guò)程。從機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)—先進(jìn)制造技術(shù)—數(shù)控編程—實(shí)際加工操作,注重層次化、從設(shè)計(jì)、仿真到實(shí)際零件加工的動(dòng)手能力培養(yǎng),體現(xiàn)漸進(jìn)性教學(xué)方式。
金工實(shí)習(xí)使學(xué)生了解基本的機(jī)械制造知識(shí)和方法;生產(chǎn)實(shí)習(xí)使之了解機(jī)械產(chǎn)品加工與裝配工藝過(guò)程和工藝裝備,將所學(xué)理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系起來(lái);課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)將科研成果引入教學(xué),教師運(yùn)用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段開(kāi)出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手,提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)際動(dòng)手能力;課程設(shè)計(jì)選自實(shí)際生產(chǎn)課題,要求學(xué)生獨(dú)立完成,同時(shí)注意發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問(wèn)題的能力;綜合實(shí)驗(yàn)課使學(xué)生受到一次接近實(shí)際的工程訓(xùn)練,全面實(shí)踐和了解產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、分析、制造、裝配的全過(guò)程,提高學(xué)生綜合分析能力、解決工程實(shí)際問(wèn)題能力、協(xié)同工作能力和系統(tǒng)集成能力。制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競(jìng)賽滿足學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的需求,進(jìn)一步融合理論與實(shí)踐,使學(xué)生的工程能力得到進(jìn)一步提升。
在課程建設(shè)過(guò)程中,本校進(jìn)一步強(qiáng)化和加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)組織、指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè),設(shè)立長(zhǎng)春一汽生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地,使生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得實(shí)效。綜合實(shí)驗(yàn)周通過(guò)學(xué)生對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)建模,進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程和在機(jī)床上加工出產(chǎn)品,使學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力大大提高。
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)中只講述實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)、應(yīng)注意的事項(xiàng),而實(shí)驗(yàn)原理、儀器的工作原理和使用方法由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中完成。另外,安排學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí),使學(xué)生對(duì)機(jī)械制造工藝及設(shè)備有一個(gè)切身的感性認(rèn)識(shí),每年還鼓勵(lì)學(xué)生參加各種比賽和見(jiàn)習(xí)工程師考試,取得了較好的效果。
在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中融入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)工程軟件的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)與先進(jìn)制造技術(shù)和信息技術(shù)的融合。從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行產(chǎn)品的建模分析,然后基于計(jì)算機(jī)輔助制造軟件進(jìn)行零件的數(shù)控編程,通過(guò)DNC系統(tǒng)將程序傳到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工,得到零件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)為學(xué)生建立起制造系統(tǒng)的概念。專業(yè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程中教師的指導(dǎo)和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化,使學(xué)生的課程設(shè)計(jì)真正取得實(shí)效。
面向工程實(shí)際,為學(xué)生營(yíng)造現(xiàn)代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關(guān)資源為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)。與機(jī)床協(xié)會(huì)密切合作,每年組織學(xué)生參觀機(jī)床展覽會(huì)并進(jìn)行討論和研討。邀請(qǐng)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)工程師到校講座、聯(lián)系北汽福田、現(xiàn)代等現(xiàn)代化企業(yè)組織學(xué)生進(jìn)行參觀,為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)接觸了解先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),增加對(duì)現(xiàn)代化企業(yè)實(shí)際的感性認(rèn)識(shí)。學(xué)校購(gòu)置了各種教學(xué)模型、高檔加工中心、數(shù)控車床、FMS系統(tǒng)、機(jī)床靜剛度測(cè)試儀、主軸動(dòng)態(tài)特性測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備,設(shè)有專門的制造實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生構(gòu)建了實(shí)際的工程環(huán)境,使從未接觸過(guò)工程實(shí)際的學(xué)生建立應(yīng)用的整體概念,突出實(shí)驗(yàn)的演示性、設(shè)計(jì)性和綜合性,追求實(shí)驗(yàn)手段的先進(jìn)性。
為了適應(yīng)應(yīng)用型高級(jí)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)體系研究和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的建設(shè),學(xué)校開(kāi)設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和任務(wù)書;編寫相關(guān)的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。開(kāi)設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),初步設(shè)想設(shè)定加工某零件要求達(dá)到的精度目標(biāo),讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方案,并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。利用綜合實(shí)驗(yàn)周的時(shí)間開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。主要安排反映制造工程領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)性和技術(shù)發(fā)展動(dòng)向的實(shí)驗(yàn),包括數(shù)控機(jī)床加工操作、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的研究發(fā)展和基本技術(shù)方法,建立現(xiàn)代制造工業(yè)先進(jìn)技術(shù)的實(shí)際概念,完成先進(jìn)技術(shù)設(shè)備實(shí)際操作的基礎(chǔ)訓(xùn)練。
四、實(shí)施工程意識(shí)培養(yǎng)和實(shí)踐能力提高的基于項(xiàng)目的教學(xué)改革
1.以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo),以工程應(yīng)用為主線,研究基于項(xiàng)目的教學(xué)模式,注重工程能力的培養(yǎng)
針對(duì)目前普遍存在的教學(xué)與科研相脫節(jié),課堂教學(xué)內(nèi)容缺乏現(xiàn)實(shí)感,學(xué)生缺乏對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)和專業(yè)學(xué)習(xí)積極性;課堂教學(xué)與企業(yè)的實(shí)踐操作彼此割裂,學(xué)生運(yùn)用學(xué)科理論與方法解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力得不到培養(yǎng)和鍛煉;校園生活與工業(yè)實(shí)際彼此分離等問(wèn)題,以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo),在機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)方向?qū)嵤┗陧?xiàng)目的教學(xué)模式改革的實(shí)踐,整個(gè)過(guò)程貫穿學(xué)習(xí)—實(shí)踐—再學(xué)習(xí)—再實(shí)踐,以項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、教學(xué)做一體化課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)和組織教學(xué)內(nèi)容。
從“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程的第一節(jié)課,提出基于項(xiàng)目研究的學(xué)習(xí)。給每個(gè)同學(xué)發(fā)一份項(xiàng)目研究任務(wù)書,一個(gè)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程”項(xiàng)目研究活動(dòng)一覽表。學(xué)生自愿組合,1~3人為一個(gè)小組,以小組為單位開(kāi)展研究。隨著教學(xué)內(nèi)容的開(kāi)展,基于項(xiàng)目的要求,在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)、下課到圖書館查閱相關(guān)資料,遇到問(wèn)題請(qǐng)教教師,循序漸進(jìn)地完成項(xiàng)目的研究。學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,將教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)融為一體。學(xué)生以小組為單位通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題而學(xué)習(xí),通過(guò)討論與小組其他成員進(jìn)行積極的良性互動(dòng),相互交流想法、相互鼓勵(lì)和溝通,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和工程能力。實(shí)行新的教學(xué)模式后,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性提高,解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力得到了鍛煉和提高。
2.課堂討論法
在課程講授過(guò)程中常注意提出一些思考問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)思考。結(jié)合課程的重點(diǎn)、難點(diǎn),設(shè)計(jì)課堂討論題目,通過(guò)討論、質(zhì)疑和總結(jié)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂活力,使學(xué)生對(duì)知識(shí)易于理解和掌握。對(duì)于習(xí)題中的錯(cuò)誤,教師設(shè)計(jì)題目,供同學(xué)們討論。比如對(duì)于機(jī)械加工關(guān)鍵工序的工序尺寸的擬訂,如何判斷封閉環(huán)是關(guān)鍵,教師給出一個(gè)實(shí)例,給同學(xué)們討論,然后通過(guò)正確和不正確方法的比較,和同學(xué)們一起總結(jié)出“尺寸鏈很重要,基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換用得著;先看封閉環(huán),再判增和減,極值和概率法幫計(jì)算;多尺寸計(jì)算,圖表法最有效” 等朗朗上口的口訣,便于學(xué)生記憶。注重結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐,講課過(guò)程中還經(jīng)常結(jié)合科研項(xiàng)目中的問(wèn)題與學(xué)生進(jìn)行課堂討論得出解決方案。
3.案例教學(xué)法
本課程主講教師近年承擔(dān)國(guó)家高檔數(shù)控機(jī)床科技重大專項(xiàng)、國(guó)家和北京市自然基金、北京市科技計(jì)劃等多項(xiàng)科研項(xiàng)目,得到科研經(jīng)費(fèi)上千萬(wàn),獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)。在高端數(shù)控裝備的研制和開(kāi)發(fā)上取得多項(xiàng)科研成果。在教學(xué)過(guò)程中,將科研成果作為案例介紹給學(xué)生,從實(shí)際需求、方案的構(gòu)思、方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施方式,使學(xué)生較真實(shí)地接觸工程實(shí)際,將其中的科學(xué)規(guī)律與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思考問(wèn)題的工程能力。比如在講到提高生產(chǎn)效率的時(shí)候,將研制的復(fù)合機(jī)床作為實(shí)例,使學(xué)生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機(jī)床傳動(dòng)鏈時(shí),介紹傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)短的優(yōu)點(diǎn)和不足。在介紹數(shù)控機(jī)床時(shí),以研究的電主軸為例,提出電主軸概念的來(lái)源,在于縮短傳動(dòng)鏈,揭示機(jī)械制造科學(xué)技術(shù)進(jìn)步內(nèi)在規(guī)律,開(kāi)闊了學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界。其次,鼓勵(lì)學(xué)生參與科研,積極拓展第二課堂,吸收學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目,依托科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)際解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。
在“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”精品課程建設(shè)中,基于工程能力培養(yǎng)的精品課程的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的工作,需要不斷凝練課程特色、持續(xù)完善課程體系和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、在教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革等方面不斷探索實(shí)踐改進(jìn),才能將“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程建設(shè)成真正意義上的精品課程。
參考文獻(xiàn):
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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計(jì)一直以傳統(tǒng)的單級(jí)圓柱齒輪減速器為核心設(shè)計(jì)課題。盡管大多數(shù)減速器可以在市場(chǎng)上方便地購(gòu)得,不過(guò),減速器作為與機(jī)械設(shè)計(jì)課程結(jié)合最為緊密的典型實(shí)例,仍然可以在課程設(shè)計(jì)中充當(dāng)重要的角色。但是,我們也深刻地意識(shí)到,以減速器為核心設(shè)計(jì)課題,在培養(yǎng)學(xué)生遵循標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等意識(shí)方面綽綽有余,而在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)方面有所不足。一部分學(xué)生由于基礎(chǔ)較差等原因,對(duì)課程設(shè)計(jì)沒(méi)有給予足夠的重視。而機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程,恰恰是一門非常有利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力的課程,應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在本課程學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸積累的創(chuàng)造性火種,在最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中得到充分燃燒。因此,我們認(rèn)為,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的題目,應(yīng)當(dāng)是基于減速器,但不限于減速器;基于本課程,但不限于本課程。要靈活多樣,因人而宜,適當(dāng)綜合,開(kāi)展綜合實(shí)踐,從知識(shí)性、趣味性、實(shí)用性相結(jié)合的選題思路入手,在達(dá)到教學(xué)目的同時(shí),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的熱情,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新的勇氣。
近幾年,我們?cè)跈C(jī)械專業(yè)的綜合實(shí)踐中,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造性構(gòu)思能力、社會(huì)調(diào)查和分析問(wèn)題能力、獨(dú)立思考和協(xié)作能力、計(jì)算繪圖和運(yùn)用工具書能力、審核設(shè)計(jì)說(shuō)明書和圖樣能力、語(yǔ)言和文字表達(dá)能力等方面,進(jìn)行了大膽的嘗試,收到了預(yù)期效果。
綜合實(shí)踐與傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)相比,最大的變化體現(xiàn)在課題的確定上。在仍然保留減速器為核心題目的前提下,適當(dāng)擴(kuò)展設(shè)計(jì)課題。
首先,公布具體的課程設(shè)計(jì)題目,并由相應(yīng)的指導(dǎo)教師對(duì)每個(gè)課題的性質(zhì)、涉及的相關(guān)知識(shí)、設(shè)計(jì)工作量和對(duì)學(xué)生能力的要求等方面的情況略加闡述。為接近生活和生產(chǎn)實(shí)際,訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,題目中的設(shè)計(jì)參數(shù)和原始數(shù)據(jù)只有少數(shù)是完整給出的,大多數(shù)是部分給出的,個(gè)別的甚至根本沒(méi)有給出,區(qū)別度大,模糊性強(qiáng),試圖為不同程度的學(xué)生留有充分的選擇余地。
然后,由學(xué)生根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好、特長(zhǎng)、志向、自由組合、自主選題。為充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、體現(xiàn)對(duì)學(xué)生的信任和支持,也允許少部分學(xué)生自己選題。實(shí)際情況表明,自己選的題目都有一定難度,學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)很重視,對(duì)自己很負(fù)責(zé)任。
綜合實(shí)踐大致劃分為以下類型:
1.以單級(jí)圓柱齒輪減速器為核心的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
這是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目,設(shè)計(jì)指導(dǎo)書和參考資料完備,教師也有一定的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn),因此仍然保留,也可以同其他題目相對(duì)照。
2.教具設(shè)計(jì)制作題目
由于學(xué)生熟悉教具的工作原理,清楚教具的作用,所以積極性很高。他們克服困難,自己動(dòng)手,先后制作了平面連桿機(jī)構(gòu)連桿曲線演示板、含一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)演化規(guī)律演示板、飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置演示模型等。其中,含一個(gè)移動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)演化規(guī)律演示板的制作難度較大,學(xué)生想出了許多好辦法,保證了質(zhì)量,也有很大收獲。學(xué)生還設(shè)計(jì)制作了壓桿穩(wěn)定演示裝置等材料力學(xué)教具。
3.校園小機(jī)械設(shè)計(jì)
這類題目趣味性強(qiáng),有實(shí)用價(jià)值,因此吸引了大多數(shù)學(xué)生。如:旗桿及附屬裝置設(shè)計(jì);禮堂幕布自動(dòng)啟閉裝置;校門啟閉裝置;多孔試卷裝訂機(jī)等。這些題目有的雖然看上去并沒(méi)什么難度,但是隨著設(shè)計(jì)的深入問(wèn)題便不斷出現(xiàn)。有些題目本身就具有一定的難度,在有限的設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)無(wú)法完全解決,但是仍然可以使學(xué)生受到設(shè)計(jì)訓(xùn)練。比如,申報(bào)校門啟閉裝置題目的學(xué)生,首先對(duì)自動(dòng)伸縮門的結(jié)構(gòu)、特性、品牌進(jìn)行調(diào)查,然后,提出了對(duì)校門的改進(jìn)意見(jiàn),進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
4.動(dòng)態(tài)廣告牌設(shè)計(jì)
目前市場(chǎng)上各種動(dòng)態(tài)廣告牌爭(zhēng)奇斗艷,許多是依靠機(jī)械傳動(dòng)裝置工作的,我們要求設(shè)計(jì)多畫面翻轉(zhuǎn)式動(dòng)態(tài)廣告牌,有一定的難度。有的同學(xué)選用了課堂上沒(méi)有介紹的蝸桿凸輪間歇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)四畫面的轉(zhuǎn)換;有的同學(xué)還對(duì)吉林市的室外廣告進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和分析,并提出了建設(shè)性的建議;有些同學(xué)除了選擇正確的傳動(dòng)方案外,還完成了細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。通過(guò)這類題目的設(shè)計(jì),打開(kāi)了學(xué)生的思路,使他們看到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課的應(yīng)用價(jià)值。
5.吉林市標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件市場(chǎng)銷售情況調(diào)查
安排這個(gè)題目,一是考慮到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械維修人員應(yīng)當(dāng)了解市場(chǎng),不僅能夠設(shè)計(jì),也要學(xué)會(huì)選用,要有經(jīng)濟(jì)意識(shí)和價(jià)格概念,跑市場(chǎng)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)一些書本上學(xué)不到的知識(shí);二是考慮到近年來(lái)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生有從事?tīng)I(yíng)銷活動(dòng)的趨勢(shì),接觸吉林市標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件銷售市場(chǎng),對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的價(jià)格、質(zhì)量、競(jìng)爭(zhēng)情況有所認(rèn)識(shí)也是必要的,學(xué)生終究要走向社會(huì)。有些學(xué)生原來(lái)以為這一組輕松,實(shí)際情況恰恰相反,寫出一份好的調(diào)查報(bào)告也不是很容易的事。令人欣喜的是,申報(bào)市場(chǎng)調(diào)查題目的同學(xué)十分認(rèn)真,最長(zhǎng)的一份調(diào)查報(bào)告達(dá)2萬(wàn)字,是從近百家標(biāo)準(zhǔn)件商店搜集來(lái)的數(shù)據(jù),學(xué)生收獲很大。
2《機(jī)械制造基礎(chǔ)》微課資源的建設(shè)目的
《機(jī)械制造基礎(chǔ)》是高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械類專業(yè)一門重要的、涉及面廣、實(shí)踐性強(qiáng)的技術(shù)技能課程,對(duì)應(yīng)于機(jī)械加工工藝員、機(jī)床操作員等崗位。課程涉及的資源信息龐大,內(nèi)容形式多樣,主要包括冷熱加工方法的原理、工藝及設(shè)備,課程緊密聯(lián)系工程實(shí)際,實(shí)踐性強(qiáng)。對(duì)于實(shí)踐加工經(jīng)驗(yàn)缺乏的學(xué)生來(lái)講,該課程內(nèi)容缺乏嚴(yán)密的邏輯性,略顯枯燥難懂,很容易讓學(xué)習(xí)者失去學(xué)習(xí)的興趣和耐心。在Web3.0迅猛發(fā)展的今天,筆者嘗試著利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù),為《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)一系列的微課資源,使教學(xué)資源的展示變得更加短小、精致、生動(dòng)、形象,使教學(xué)跨越時(shí)間、空間的限制,提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率,提高課程教學(xué)質(zhì)量。
3《機(jī)械制造基礎(chǔ)》微課資源建設(shè)的原則
3.1以學(xué)生為本
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,微課資源建設(shè)一定要把學(xué)生作為首要受眾。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為:知識(shí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境下,利用必要的學(xué)習(xí)資料,借助教師和學(xué)習(xí)伙伴的幫助,通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得。因此,在建設(shè)微課資源過(guò)程中應(yīng)為學(xué)習(xí)者構(gòu)建既符合教學(xué)主題又接近真實(shí)的學(xué)習(xí)情境,創(chuàng)設(shè)既能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣又有利于學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行意義建構(gòu)的問(wèn)題,建設(shè)配套的微課資源,通過(guò)練習(xí)、測(cè)試、學(xué)習(xí)反思、在線討論等活動(dòng),將授課過(guò)程真實(shí)地展現(xiàn)在學(xué)習(xí)者面前,為學(xué)習(xí)者提供真正意義上虛擬課堂,使學(xué)生在已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)意義的建構(gòu)。
3.2突出“微”特性
生活在Web3.0時(shí)代的學(xué)生,他們的注意力穩(wěn)定性在變?nèi)酢⒊掷m(xù)注意力時(shí)間在變短、認(rèn)知注意力呈現(xiàn)碎片化。為適合碎片化學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式的需求,微課的核心要素“微視頻”相對(duì)精品課、資源共享課中的視頻時(shí)間更短(通常為5~15min),其容量也較小(不足百兆),有利于網(wǎng)絡(luò)的傳播和分享。其教學(xué)設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循微型化原則,減少學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。微課的教學(xué)與傳統(tǒng)意義上的課堂講解相比,其教學(xué)主題更突出,教學(xué)內(nèi)容更具體、精煉,通常情況下一節(jié)微課只講一個(gè)知識(shí)點(diǎn),力求通過(guò)短小精悍的教學(xué)視頻讓學(xué)生學(xué)到最關(guān)鍵的知識(shí)。3.3注重實(shí)效性高職類課程的培養(yǎng)目標(biāo)是:在工學(xué)結(jié)合的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)需要,服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)、管理和服務(wù),具備一技之長(zhǎng)的高技能人才。因此高職類微課資源建設(shè)一定要注重實(shí)效性。理論講授型微課應(yīng)以知識(shí)點(diǎn)講解為目標(biāo),切實(shí)解決教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn);實(shí)踐演示型微課應(yīng)注重程序性知識(shí)的傳授,以全真(或仿真)工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué),拍攝時(shí)要充分利用校內(nèi)、校外實(shí)訓(xùn)基地,構(gòu)建真實(shí)的學(xué)習(xí)情境,清晰的展示操作要領(lǐng)與工作流程。
4《機(jī)械制造基礎(chǔ)》微課資源的設(shè)計(jì)
4.1前端分析
4.1.1學(xué)習(xí)內(nèi)容分析
《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程的內(nèi)容主要包括:金屬材料與熱處理、金屬冷熱加工和機(jī)械加工工藝等相關(guān)知識(shí)。我們根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)要求,以“必需、夠用”的原則對(duì)該課程進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼希_(kāi)發(fā)了基于工作過(guò)程的任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)方式:把課程內(nèi)容分解為三個(gè)學(xué)習(xí)情境(11個(gè)課業(yè)),主要講解工程材料相關(guān)知識(shí)、金屬切削的基本規(guī)律及控制、金屬切削刀具、機(jī)加工工藝?yán)碚摗Mㄟ^(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可較全面地了解機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和與機(jī)械制造相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí);能根據(jù)工程要求正確選用常用材料及熱處理方式;能根據(jù)工藝要求正確選用金屬切削機(jī)床和加工工藝方法;掌握安全生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保和先進(jìn)制造技術(shù)的相關(guān)知識(shí);具備分析和檢測(cè)機(jī)制產(chǎn)品質(zhì)量的初步能力。
4.1.2學(xué)習(xí)者的需求分析
學(xué)習(xí)對(duì)象是湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系相關(guān)專業(yè)二年級(jí)的學(xué)生,其主要特征為:他們是在網(wǎng)絡(luò)影響下成長(zhǎng)起來(lái)的一代,對(duì)新事物的接受能力非常強(qiáng),喜歡尋求刺激、追求新鮮感,可以樂(lè)此不疲地從網(wǎng)上下載音樂(lè),隨時(shí)自拍并上傳照片,在QQ和微信等社會(huì)媒體上發(fā)表自己的觀點(diǎn),但難以坐下來(lái)專心讀書,甚至難以專心面對(duì)面地與人聊天。他們思維活躍、創(chuàng)造性強(qiáng)。經(jīng)常求新、求變,不能安于現(xiàn)狀,善于從網(wǎng)絡(luò)上接受新信息、學(xué)習(xí)新東西,所以歡迎能方便自學(xué)的學(xué)習(xí)媒體。
4.1.3學(xué)習(xí)者的初始能力分析
高職層次的高校錄取門檻低,學(xué)生的整體素質(zhì)不夠高,理解能力差異較大。學(xué)校的學(xué)生有的來(lái)自中職,有的來(lái)自普通高中,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和素質(zhì)參差不齊,要求學(xué)習(xí)媒體能夠因材施教。
4.2細(xì)化知識(shí)點(diǎn)
知識(shí)點(diǎn)的概念,從不同的視角可得到不同的理解。在本文中,筆者認(rèn)為:知識(shí)點(diǎn)是教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中傳遞教學(xué)信息的基本單元,是意義相對(duì)完整的媒體(如視頻、聲音、文字、動(dòng)畫、圖畫等)相互協(xié)調(diào)以表達(dá)一個(gè)局部的邏輯意義的知識(shí)的集合。一門課程的學(xué)習(xí)可以看成是學(xué)習(xí)者對(duì)一系列知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程。根據(jù)知識(shí)內(nèi)容的粒度大小,知識(shí)點(diǎn)可分為元知識(shí)點(diǎn)和復(fù)合知識(shí)點(diǎn),元知識(shí)點(diǎn)是指內(nèi)容結(jié)構(gòu)不可再分的知識(shí)點(diǎn),復(fù)合知識(shí)點(diǎn)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上元知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成,多個(gè)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)知識(shí)模塊(或主題單元)。以學(xué)習(xí)情境2“加工可調(diào)支座”中的課業(yè)2.2為例,在保持知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的完整性和一致性的前提下;依據(jù)知識(shí)點(diǎn)屬性和規(guī)律及學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特點(diǎn),遵循教學(xué)規(guī)律,將“車刀”這一教學(xué)內(nèi)容分為:車刀的結(jié)構(gòu)、車刀的組成、車刀的幾何角度3個(gè)知識(shí)點(diǎn)(如圖1所示),車刀的組成又細(xì)分為前刀面、后刀面等6個(gè)元知識(shí)點(diǎn)(如圖2所示)。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解是相互獨(dú)立的,又是循序漸進(jìn)的,具有一定的邏輯性,筆者可以在10min左右將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)講解透徹。
4.3確定微課的類型
在對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)分之后,微課資源開(kāi)發(fā)者應(yīng)該根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)的類型選擇合適的方法、步驟和組織形式,綜合運(yùn)用視頻、音頻、文字、圖片等多媒體素材對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行表現(xiàn),這樣才能使其更加貼近學(xué)習(xí)者,更易于被理解。目前,我們根據(jù)課程特點(diǎn)主要開(kāi)發(fā)了“理論講授型”和“實(shí)踐演示型”兩種微課,分別講解陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。以學(xué)習(xí)情境2“加工可調(diào)支座”中的課業(yè)2.2為例,“車刀的結(jié)構(gòu)”“車刀的組成”“車刀的幾何角度”等微課為“理論講授型”微課,這類微課通常以語(yǔ)言傳遞信息,可采用講授法、啟發(fā)法、討論法等方式,圍繞單一知識(shí)點(diǎn),以教師為主導(dǎo)展開(kāi)教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生的知識(shí)編碼情境,采用適當(dāng)突出、強(qiáng)調(diào)、重復(fù)等呈現(xiàn)方式。“裝夾套類零件”“鉆中心孔”“鉆孔”“車削內(nèi)孔”“攻螺紋”等微課為“實(shí)踐演示型”微課,主要講解程序性知識(shí)。這類微課應(yīng)以活動(dòng)為載體,以直接感知或?qū)嵺`訓(xùn)練為主,其設(shè)計(jì)思路為:呈現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)呈現(xiàn)正例引導(dǎo)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵特征。可現(xiàn)場(chǎng)拍攝高級(jí)技師(教師)的示范操作,亦也拍拍學(xué)生的正確(錯(cuò)誤)操作,經(jīng)后期剪輯、編輯而成。
化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程是高職化工類專業(yè)學(xué)生所學(xué)的唯一涉及材料、力學(xué)、機(jī)械零件、設(shè)備等相關(guān)知識(shí)“量大面廣”的專業(yè)基礎(chǔ)課,涉及內(nèi)容為化工類專業(yè)人才必不可少的知識(shí)結(jié)構(gòu)。課程面向大多數(shù)非機(jī)專業(yè)化工類學(xué)生,是在我院設(shè)置的專業(yè)基礎(chǔ)課中學(xué)生人數(shù)最多的課程之一。目前,隨著專業(yè)發(fā)展的需要和改革的深入,課程學(xué)時(shí)數(shù)幾乎縮減至原來(lái)的一半(50學(xué)時(shí)左右)。為了保證教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效果,著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和職業(yè)能力,筆者所在院校不斷加強(qiáng)師資隊(duì)伍和教學(xué)條件建設(shè),對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行了改革與實(shí)踐。
1、課程定位是基礎(chǔ)
化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程的定位應(yīng)符合高職教育課程的特點(diǎn),即具有職業(yè)性、針對(duì)性和應(yīng)用性,突出“以能力培養(yǎng)為目標(biāo)”的教育理念,考慮授課對(duì)象的實(shí)際情況,基于崗位需求,注重職業(yè)素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。通過(guò)校企合作進(jìn)行課程建設(shè),企業(yè)參與課程標(biāo)準(zhǔn)的制定與審核,將企業(yè)文化、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)直接滲透到課程建設(shè)中。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)和操作維護(hù)方法,具備基本的機(jī)械設(shè)計(jì)能力,培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念,提高其分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)是重點(diǎn)
教學(xué)內(nèi)容是課程建設(shè)的核心,是打造精品、提升質(zhì)量的先導(dǎo)。根據(jù)化工行業(yè)對(duì)從業(yè)人員的要求、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、崗位職業(yè)能力的基本要求,與行業(yè)企業(yè)密切合作,完成化工崗位所需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求來(lái)選取《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程的教學(xué)內(nèi)容,并為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
本課程是一門實(shí)用性極強(qiáng)的課程,課程內(nèi)容設(shè)計(jì)打破傳統(tǒng)的模式,以模塊、項(xiàng)目取代章節(jié)。注重理論聯(lián)系實(shí)際,遵循崗位職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律,重組和整合教學(xué)內(nèi)容,融知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)為一體。注重教學(xué)過(guò)程的實(shí)踐性、開(kāi)放性和職業(yè)性,加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比重。確定理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,將知識(shí)點(diǎn)、技能要求與具體工作任務(wù)聯(lián)系起來(lái),突出知識(shí)與技能要求的崗位針對(duì)性。
教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)采用“認(rèn)識(shí)――深入――強(qiáng)化”三段式展開(kāi)。
課程認(rèn)識(shí)階段:主要以感性的認(rèn)識(shí)為主,以參觀、圖片展示、討論等活動(dòng)為手段,讓學(xué)生了解課程概論和一些淺顯的專業(yè)知識(shí),引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣。例如,化工容器結(jié)構(gòu)這一節(jié)內(nèi)容,可以采取現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)得到感性認(rèn)識(shí),再輔以圖片進(jìn)一步了解內(nèi)部結(jié)構(gòu),使學(xué)生易于接受。
課程深入階段:主要通過(guò)創(chuàng)設(shè)工作情境、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)等多種方式,使學(xué)生在工作情境中學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),不斷鞏固上一階段對(duì)該課程建立起來(lái)的興趣,并通過(guò)項(xiàng)目、任務(wù)演練初步嘗試成功,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心、掌握相關(guān)的專業(yè)技能。利用學(xué)院的化工實(shí)訓(xùn)基地和煤化工實(shí)訓(xùn)基地,讓學(xué)生在仿工廠情境化環(huán)境中學(xué)習(xí),通過(guò)創(chuàng)設(shè)模擬的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境,進(jìn)行基于工作過(guò)程的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的訓(xùn)練,強(qiáng)化職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。例如,通過(guò)閥門的認(rèn)識(shí)與拆裝項(xiàng)目,學(xué)生以小組為單位在創(chuàng)設(shè)好的工作情境中學(xué)習(xí),不僅增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣和信心,掌握了職業(yè)技能,而且通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作鍛煉了同學(xué)們的溝通交流能力、語(yǔ)言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。
課程強(qiáng)化階段:通過(guò)操作性強(qiáng)的項(xiàng)目或任務(wù),培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力,使學(xué)生逐步建立起工程概念。例如,學(xué)生在完成換熱器拆裝、試壓綜合項(xiàng)目中,已經(jīng)對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)、性能、壓力試驗(yàn)、拆裝操作規(guī)程等知識(shí)都有了較全面的學(xué)習(xí),通過(guò)項(xiàng)目訓(xùn)練,將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái),進(jìn)一步強(qiáng)化職業(yè)技能,獲得相關(guān)的“工作經(jīng)驗(yàn)”和“工作訣竅”,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和處理實(shí)際問(wèn)題的能力。在此階段,充分發(fā)揮學(xué)院化工單元操作裝置、仿真實(shí)訓(xùn)、模擬工廠化情境的實(shí)訓(xùn)車間以及校外實(shí)訓(xùn)基地在人才培養(yǎng)中的重要作用,開(kāi)發(fā)利用好校內(nèi)外資源。
3、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)是關(guān)鍵
化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程所涉及的理論知識(shí)面寬(包括多門學(xué)科)、實(shí)踐性強(qiáng),因此對(duì)教師的要求較高,不僅要求教師具備扎實(shí)的專業(yè)功底,而且還要求教師具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn),將理論知識(shí)靈活應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中去。我院近幾年通過(guò)骨干教師培養(yǎng)、雙師素質(zhì)教師培養(yǎng)、新老教師結(jié)對(duì)子工程、兼職教師隊(duì)伍建設(shè)不斷提高教師團(tuán)隊(duì)的專業(yè)技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。組織專業(yè)教師參加教育部高職高專師資培訓(xùn)基地培訓(xùn)、行業(yè)組織的相關(guān)技術(shù)類培訓(xùn)、精品課程師資培訓(xùn)、相關(guān)實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備使用和教學(xué)功能開(kāi)發(fā)等各級(jí)各類教師培訓(xùn)。新、老教師結(jié)對(duì)子,起到了老教師“傳、幫、帶”的作用,使得新教師迅速成長(zhǎng),增強(qiáng)了教學(xué)團(tuán)隊(duì)的競(jìng)爭(zhēng)力。此外,學(xué)院不斷加強(qiáng)與行業(yè)企業(yè)的合作,聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員和能工巧匠作為兼職教師指導(dǎo)學(xué)生生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)技能。通過(guò)以上舉措,大大提高了教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)實(shí)力,為課程建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支持。
4、教學(xué)條件建設(shè)是支撐
實(shí)踐性教學(xué)的重要性在高職教育中的地位日益凸顯。教學(xué)條件的建設(shè)成為課程建設(shè)的重要支撐。我院化工實(shí)訓(xùn)基地集實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、仿真、培訓(xùn)、技能考核和科研于一體,擁有精餾、流體輸送、傳熱、干燥、吸收解析、過(guò)濾、管路拆裝、純水制備、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器等設(shè)備,通過(guò)教師們的努力,開(kāi)發(fā)出配套的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,編制了相應(yīng)的實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)講義,制定出設(shè)備的操作規(guī)程和規(guī)范,為課程改革打下了良好的基礎(chǔ)。
我院在加大院內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的同時(shí),不斷深入校企合作,與神華煤制油公司合作共建“校中廠”――煤化工教學(xué)工廠,仿現(xiàn)代化煤化工企業(yè)程度高、融入了企業(yè)管理文化,擁有煤制甲醇典型裝置、模擬生產(chǎn)、DCS自動(dòng)化控制,可以進(jìn)行開(kāi)車、運(yùn)行、停車、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、事故判斷處理、崗位管理等實(shí)訓(xùn)。為課程教學(xué)提供了可靠的保障。
5、教學(xué)方式靈活多樣
采用多媒體教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、模型演示等教學(xué)手段,增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性、生動(dòng)性、互動(dòng)性,大大增加了課程的信息量,便于學(xué)生理解,提高了教學(xué)效率。例如,在講授常見(jiàn)化工設(shè)備的過(guò)程中,組織學(xué)生到我院化工實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),建立起感性認(rèn)識(shí)后,利用多媒體教學(xué)進(jìn)行深入講解,并不斷引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考,將同類設(shè)備進(jìn)行對(duì)比分析,探索內(nèi)在聯(lián)系與規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
采用小組討論法、案例教學(xué)法、總結(jié)歸納法、頭腦風(fēng)暴法等教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,鼓勵(lì)學(xué)生參與討論、分析和思考,要適時(shí)地給予學(xué)生必要的肯定。在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中,教師不再是知識(shí)的傳播者,而是教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者和激勵(lì)者,教學(xué)過(guò)程不是授之以“魚”應(yīng)是授之以“漁”。
6、實(shí)施效果
在《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》課程的教學(xué)過(guò)程中,嘗試從課程定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)合作、教學(xué)條件的充分利用和教學(xué)方式的改革等方面入手,積極開(kāi)展課程的建設(shè)與研究。實(shí)踐表明,這些措施改進(jìn)和提高了該課程的教學(xué)效果,開(kāi)闊了學(xué)生視野,培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
基金項(xiàng)目:本文為2011年度高等學(xué)校科學(xué)研究項(xiàng)目《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程建設(shè)研究與實(shí)踐》的部分成果(項(xiàng)目編號(hào)NJC11256)。
參考文獻(xiàn):
在滿足零件課程設(shè)計(jì)選題原則、不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的前提下,為了提高學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的興趣和積極性,聯(lián)系工程實(shí)際,結(jié)合校實(shí)訓(xùn)基地的產(chǎn)品選題。
校實(shí)訓(xùn)基地(原實(shí)習(xí)工廠)生產(chǎn)的“和面機(jī)”其傳動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)――帶傳動(dòng)――一級(jí)齒輪傳動(dòng)――拔叉所組成。我們選擇三角帶傳動(dòng)――齒輪傳動(dòng)為題目,學(xué)生接觸到了真實(shí)的產(chǎn)品,設(shè)計(jì)積極性和興趣很高。在整個(gè)兩周的設(shè)計(jì)中,自覺(jué)到工廠觀察實(shí)物,查找資料,分析原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求和存在的問(wèn)題,分析要求設(shè)計(jì)的傳動(dòng)部分在整機(jī)工作中所起的作用以及整機(jī)對(duì)它的運(yùn)動(dòng)要求、位置要求、安裝要求等,然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和裝配草圖的繪制。
學(xué)生們?cè)谠O(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn),同一規(guī)格的三角帶按自己設(shè)計(jì)計(jì)算要三根,而產(chǎn)品中卻只需兩根,這其中的原因就需要教師作適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。筆者是這樣引導(dǎo)學(xué)生的:教材中規(guī)范偏于保守、可靠,產(chǎn)品中要考慮產(chǎn)品的尺寸、重量及不連續(xù)工作等因素,因而采用兩根帶也能正常工作,但三角帶的壽命要低些。
長(zhǎng)期以來(lái)都是指導(dǎo)教師自己編數(shù)據(jù)編題目,而現(xiàn)在從生產(chǎn)實(shí)際中選題,對(duì)提高學(xué)生的設(shè)計(jì)水平和教師的教學(xué)水平都非常有益。但在選題中要注意選題的適當(dāng)和題目的相對(duì)穩(wěn)定,以利完成課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求。這樣做,雖說(shuō)肯定加大了教學(xué)的難度,要求教師有扎實(shí)的功底,設(shè)計(jì)前必須作充分準(zhǔn)備。但這樣的設(shè)計(jì)讓學(xué)生體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)中既要參考原有樣機(jī),又要積極思考,有所創(chuàng)新,既滿足了具體的理論聯(lián)系實(shí)際的要求,又達(dá)到了綜合訓(xùn)練的目的,較好地掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法,使學(xué)生初步展示了運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,對(duì)自己以后的專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和就業(yè)充滿了信心。
二、通過(guò)減速器的拆裝實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)
以往的課程設(shè)計(jì)中學(xué)生感到最困難的部分是減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了解決這一問(wèn)題,在設(shè)計(jì)前,讓學(xué)生動(dòng)手拆裝減速器。在教師的指導(dǎo)下,把學(xué)生分成若干個(gè)小組。每組一臺(tái)減速器。首先引導(dǎo)學(xué)生觀察外部結(jié)構(gòu),然后引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu),這是設(shè)計(jì)的核心部分,重點(diǎn)是掌握主要零部件間的相互配合關(guān)系。通過(guò)觀察分析,學(xué)生進(jìn)一步清楚了軸為什么設(shè)計(jì)咸臺(tái)階式,設(shè)計(jì)臺(tái)階式的軸主要考慮了哪些問(wèn)題,學(xué)生更深地理解了軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要考慮、軸上零件的軸向定位、承載能力、軸上零件的裝拆、軸的各段加工方法和軸精度要求,比較全面地分析上述問(wèn)題能較好地彌補(bǔ)了課堂上理論知識(shí)的不足。通過(guò)設(shè)計(jì)前教師指導(dǎo)學(xué)生的拆裝實(shí)驗(yàn),使抽象的問(wèn)題具象化,增加了感性認(rèn)識(shí),為培養(yǎng)和提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力創(chuàng)造了一個(gè)好的條件。教師的講解與學(xué)生間的交流討論,培養(yǎng)了學(xué)生具有一定的專業(yè)素質(zhì)和設(shè)計(jì)能力,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)熱情,也能較好地發(fā)揮學(xué)生的觀察力,思維想象力和創(chuàng)造力,并可使學(xué)生少走彎路,少出差錯(cuò),較順利地完成設(shè)計(jì)任務(wù),又能較好地掌握產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)階段中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn),為后續(xù)課程的專業(yè)設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
三、課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)與成績(jī)?cè)u(píng)定的改革
在設(shè)計(jì)中我們改革了以往的一題多用,而是采用了多題目、多數(shù)據(jù),五人組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組。在整個(gè)設(shè)計(jì)專用周內(nèi)加強(qiáng)業(yè)務(wù)指導(dǎo),一般集中講授三次。第一次是拆裝實(shí)驗(yàn)觀察分析講解,第二次下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù),講解機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程、設(shè)計(jì)事項(xiàng),使學(xué)生不會(huì)感到盲目和無(wú)從下手。第三次在技術(shù)設(shè)計(jì)階段,講授結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的大致過(guò)程,針對(duì)年輕人思想活躍的特點(diǎn),鼓勵(lì)學(xué)生在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新,正確地設(shè)計(jì)零部件的結(jié)構(gòu),同時(shí)注意加工工藝,裝拆的方便性、工作可靠性。在這個(gè)階段的設(shè)計(jì)中把上一屆學(xué)生設(shè)計(jì)質(zhì)量差的裝配圖掛在教室中,并指出其中幾處典型的結(jié)構(gòu)不合理處,再定學(xué)生發(fā)言,逐個(gè)地把全部錯(cuò)誤補(bǔ)充完整,直到基本清楚為止。啟發(fā)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí),查找資料,在自己的設(shè)計(jì)中充分考慮。
裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)不僅培養(yǎng)了學(xué)生的繪圖能力,更重要的是鍛煉了用圖紙表示設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)要求的能力。設(shè)計(jì)過(guò)程中組織學(xué)生相互間互查,以提高對(duì)技術(shù)文件的審核、鑒定的能力,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)者對(duì)工作精益求精的態(tài)度和責(zé)任感。然后引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書,具體要求為總結(jié)設(shè)計(jì),表達(dá)設(shè)計(jì)思想,闡述設(shè)計(jì)方案,闡明設(shè)計(jì)依據(jù),合理性、經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)要求,鍛煉了學(xué)生編寫技術(shù)檔案和文字表達(dá)的能力。
基礎(chǔ)北部灣作為中國(guó)大陸對(duì)接?xùn)|盟海上橋頭,國(guó)家“一帶一路”重要城市集群,對(duì)應(yīng)用型人才的需要與日俱增。欽州學(xué)院是廣西沿海地區(qū)唯一一所公立普通本科高等院校,教育部首批“高等學(xué)校產(chǎn)教融合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目基地院校、廣西整體轉(zhuǎn)型試點(diǎn)高校。在這樣的浪潮里,學(xué)校圍繞“轉(zhuǎn)型發(fā)展”與“創(chuàng)建大學(xué)”的中心任務(wù),把欽州學(xué)院建成服務(wù)地區(qū)發(fā)展的應(yīng)用型大學(xué)。學(xué)校辦學(xué)的思路和中心任務(wù)對(duì)課程體系提出,應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求[1]。機(jī)械制造基礎(chǔ)作為機(jī)械類和近機(jī)類學(xué)科必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,在整個(gè)培養(yǎng)體系的地位不言而喻。機(jī)械制造基礎(chǔ)是一門把材料變成零部件乃至機(jī)械部件的一門學(xué)科,本身對(duì)實(shí)踐教學(xué)的要求就很高,要求學(xué)生不僅掌握制造的加工方法、加工路線、影響質(zhì)量的因素,同時(shí)要有一定的實(shí)操能力。而應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的要求是培養(yǎng)學(xué)生既能滿足對(duì)零部件加工所需求的理論知識(shí),又能制定符合工廠現(xiàn)有條件的工藝路線,以及對(duì)加工精度和加工表面質(zhì)量進(jìn)行分析,改進(jìn)加工方法的能力,而且又懂得實(shí)際加工,同時(shí)對(duì)某些加工具有創(chuàng)新改造能力和創(chuàng)新性思維[2-5]。
1啟蒙實(shí)踐教學(xué)
大多數(shù)剛踏入大學(xué)沒(méi)有太長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械類學(xué)生來(lái)說(shuō),雖然機(jī)械無(wú)處不在,但是什么是機(jī)械、機(jī)械如何制造、機(jī)械如何操作、如何進(jìn)行售后服務(wù)基本上一無(wú)所知。在課程進(jìn)行之前進(jìn)行實(shí)地參觀學(xué)習(xí)是那么的必要。參觀欽州港及港務(wù)集團(tuán),學(xué)習(xí)港口機(jī)械的日常運(yùn)行和維護(hù),了解機(jī)械的作用,對(duì)機(jī)械有基本的認(rèn)識(shí)。參觀保稅港區(qū),了解機(jī)械設(shè)備和汽車的銷售,通過(guò)客戶需求對(duì)產(chǎn)品功能和外觀設(shè)計(jì),具有機(jī)械美學(xué)設(shè)計(jì)。參觀中馬產(chǎn)業(yè)園,實(shí)地了解零部件加工的各個(gè)工序,以及不同產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械的功能的實(shí)際需求。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械制造、銷售、運(yùn)行、維護(hù)有整體的了解,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制造的美學(xué)和創(chuàng)造性制造的能力。在課程中間,利用多媒體教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)造虛擬教學(xué)實(shí)例,對(duì)于各種加工方法給學(xué)生以視覺(jué)印象,對(duì)于加工工藝流程,選取典型零部件,給學(xué)生把整個(gè)加工流程和用到工具和加工方法以及注意事項(xiàng)演示給學(xué)生,使得學(xué)生對(duì)零部件制造的整個(gè)流程有整體印象。
2驗(yàn)證實(shí)踐教學(xué)
在學(xué)完各種加工方法理論時(shí),會(huì)安排學(xué)習(xí)進(jìn)行為期四周的金工實(shí)習(xí),讓學(xué)生實(shí)際去體驗(yàn)各種加工方法,同時(shí)具有豐富加工經(jīng)驗(yàn)的師傅也會(huì)把各種加工方法的整體流程和制造過(guò)程中的注意事項(xiàng),可能出現(xiàn)的問(wèn)題都會(huì)跟學(xué)生進(jìn)行交流,在學(xué)習(xí)制造基礎(chǔ)驗(yàn)證性過(guò)程的同時(shí),對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行創(chuàng)新性思考,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性思維。在學(xué)生課余時(shí)間,鼓勵(lì)學(xué)生加入學(xué)院現(xiàn)有協(xié)會(huì),如機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會(huì)、汽車協(xié)會(huì)和機(jī)器人協(xié)會(huì),各個(gè)協(xié)會(huì)每年都會(huì)多次的交流比賽,讓一部分學(xué)生跟著高年級(jí)的學(xué)生,參加各種類型的比賽。在圍繞比賽主題的制造過(guò)程中,學(xué)生不但要考慮滿足大賽組委會(huì)的要求,還要進(jìn)行創(chuàng)新,拿到名次。在此過(guò)程中,學(xué)生不僅要進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì),同時(shí)要在現(xiàn)有制造能力的前提下,按時(shí)加工出相應(yīng)的零部件。使得學(xué)生把機(jī)械制造基礎(chǔ)的理論知識(shí)細(xì)化的零部件的整個(gè)流程中。
3總結(jié)實(shí)踐教學(xué)
在結(jié)束課程學(xué)習(xí)以后,學(xué)生還要進(jìn)行總結(jié)性實(shí)踐學(xué)習(xí),使得全部學(xué)生都參與進(jìn)來(lái),學(xué)生的培養(yǎng)方案上明確規(guī)定學(xué)生有一周的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐,創(chuàng)新性設(shè)計(jì)實(shí)踐緊扣當(dāng)年機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽主題,以小組模式,每個(gè)教師帶一兩個(gè)組的教師指導(dǎo)方式,進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。學(xué)生在此過(guò)程中,利用虛擬軟件進(jìn)行仿真制造的整個(gè)流程,加深學(xué)生對(duì)制造流程的深化。在整個(gè)流程是以學(xué)生為中心,教師為輔助的制造過(guò)程,最后進(jìn)行課程答辯。整個(gè)流程中,學(xué)生對(duì)制造以及制造注意事項(xiàng)和需要解決的問(wèn)題有了更加深刻細(xì)節(jié)的理解。對(duì)于較好的作品,利用協(xié)會(huì)現(xiàn)有條件,把其加工出來(lái),進(jìn)而組隊(duì),走出去跟其他高校進(jìn)行交流,進(jìn)而更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。在學(xué)習(xí)完制造基礎(chǔ)課程體系,同時(shí)經(jīng)過(guò)各個(gè)協(xié)會(huì)的歷練,少部分學(xué)生會(huì)進(jìn)一步的通過(guò)各個(gè)協(xié)會(huì)不同等級(jí)的比賽,對(duì)機(jī)械制造的實(shí)踐有更加深入的訓(xùn)練,同時(shí)對(duì)創(chuàng)新性能力進(jìn)一步的培養(yǎng),滿足應(yīng)用型大學(xué)對(duì)人才的培養(yǎng)要求。
4結(jié)論
在服務(wù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的大背景下,應(yīng)用型人才培養(yǎng)對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程實(shí)踐課程體系提出了更高的要求。通過(guò)構(gòu)建機(jī)械制造基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)“三部曲”,不僅滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的要求,同時(shí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維起到潛移默化的作用。
作者:袁雪鵬 單位:1.欽州學(xué)院 2.廣西英華國(guó)際職業(yè)學(xué)院
參考文獻(xiàn)
[1]潘宇晨,吳彤峰,劉淵.北部灣地區(qū)高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探索—以欽州學(xué)院機(jī)械類專業(yè)為例[J].欽州學(xué)院學(xué)報(bào),2014(2):43-45.
[2]丁淑輝,李學(xué)藝.“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程實(shí)驗(yàn)體系改革探索[J].中國(guó)電力教育,2011(14):126-127.
現(xiàn)今的課堂老師不再是知識(shí)的灌輸者,而應(yīng)該是思維的引導(dǎo)者,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程將創(chuàng)新創(chuàng)意引入教學(xué)課堂,使學(xué)生能夠?qū)φn程產(chǎn)生興趣,并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造興趣,以創(chuàng)客的理念和方式來(lái)改造日常的教育教學(xué)。
一、現(xiàn)有課堂教學(xué)存在的問(wèn)題
目前雖然教改活動(dòng)做得很多,但大部分都是項(xiàng)目化、任務(wù)化課程,依舊是教師知識(shí)講解,操作步驟,重點(diǎn)難點(diǎn),項(xiàng)目要求,隨之學(xué)生完成項(xiàng)目或任務(wù),這些項(xiàng)目和任務(wù)也基本屬于紙上談兵,在這種教學(xué)模式下,學(xué)生作為一個(gè)知識(shí)的復(fù)制者,雖然參與了教學(xué)活動(dòng),但是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教師精力的原因,全員參與的概率較低,學(xué)生屬于被動(dòng)學(xué)習(xí),缺乏主動(dòng)性、趣味性,積極性受到限制,創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)思想等方面的能力無(wú)法得到很大的提升。
二、如何進(jìn)行創(chuàng)客式教育
1.設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)的教學(xué)項(xiàng)目
教學(xué)項(xiàng)目不僅要貼合課程知識(shí)點(diǎn),而且要有趣味性和可行性,明確項(xiàng)目要求,在教學(xué)上讓學(xué)生組成團(tuán)隊(duì),不僅僅是將創(chuàng)意停留在紙面和作業(yè)本中,而是要完成一個(gè)可以看得見(jiàn)的創(chuàng)意作品,正如創(chuàng)客那樣,將創(chuàng)意付諸實(shí)施制成作品。
2.創(chuàng)意思維方法引導(dǎo)
學(xué)生對(duì)制作很有興趣,但是卻總是覺(jué)得自己不知道怎么去設(shè)計(jì),這是教學(xué)進(jìn)程中的一個(gè)很大的難點(diǎn),而教學(xué)過(guò)程中如果僅僅只是出題,剩下的讓學(xué)生冥思苦想,而不提供幫助,取得的作品效果也會(huì)乏善可陳,所以,不僅要讓學(xué)生主動(dòng)思考,主動(dòng)學(xué)習(xí),還得引導(dǎo)思考,引導(dǎo)學(xué)習(xí)。在本課程中思維導(dǎo)圖的方式就應(yīng)用得很成功,學(xué)生針對(duì)項(xiàng)目要求,分析本項(xiàng)目需要具備的功能,哪些機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)此功能,一一列表圖示,很快學(xué)生就能找出一條途徑,確定一種方案,接下來(lái)就是尋找材料制作成品。在此過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)的智慧就顯得非常重要,所以組團(tuán)就尤為重要。
3.項(xiàng)目進(jìn)程與理論學(xué)習(xí)并行
在每個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)開(kāi)始,教師就向?qū)W生任務(wù),邊學(xué)理論知識(shí)邊設(shè)計(jì)作品,遇到什么問(wèn)題就解決什么問(wèn)題,知識(shí)的學(xué)習(xí)與問(wèn)題的解決是同步進(jìn)行,不僅可以讓學(xué)生單純地做東西,還得讓學(xué)生了解該零件的工作原理,應(yīng)用在哪些機(jī)構(gòu)中,承擔(dān)什么樣的工作,起到什么樣的作用,既解決理論,又解決實(shí)踐。
4.持續(xù)分享,推出作品會(huì)
創(chuàng)客都是一群熱愛(ài)分享的人,我們把新建構(gòu)主義分享式學(xué)習(xí)理念引入課堂教學(xué)中,每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束時(shí)舉行作品會(huì),不僅讓學(xué)生說(shuō)出作品的特點(diǎn),應(yīng)用哪些原理,怎么實(shí)現(xiàn)動(dòng)作,還要做出解說(shuō)PPT,分享制作過(guò)程的歡樂(lè)與辛酸,以創(chuàng)業(yè)企劃書的格式,推出團(tuán)隊(duì)作品,最后還需要當(dāng)場(chǎng)答辯,應(yīng)對(duì)質(zhì)疑與指責(zé)。作品會(huì)不僅讓學(xué)生勇于展示自己,獲得關(guān)注,還能訓(xùn)練學(xué)生有邏輯地說(shuō)服他人的能力,這正是目前工科大學(xué)生缺乏而又需要的一項(xiàng)能力。
關(guān)鍵詞:UG軟件;機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);三維CAD;課程改革
Key words: UG software;the basis of mechanical design;three-dimensional CAD;curriculum reform
中圖分類號(hào):G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)35-0023-02
0引言
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天,知識(shí)更新越來(lái)越快,高校人才的培養(yǎng)變得越來(lái)越重要。如何才能培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需要的應(yīng)用型人才,是目前高等教育面臨的一項(xiàng)重大課題。
1UG軟件的特點(diǎn)
UG是一套集CAD、CAE、CAM于一體的軟件系統(tǒng),其功能覆蓋了從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程,具有完全的三維實(shí)體復(fù)合造型、特征建模、裝配建模技術(shù),能設(shè)計(jì)出復(fù)雜的產(chǎn)品模型。它為制造行業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全過(guò)程提供解決方案,但沒(méi)有提供專用產(chǎn)品所需要的完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造功能。而產(chǎn)品的種類繁多,實(shí)際生產(chǎn)中需要針對(duì)具體對(duì)象,在選用的CAD軟件平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),設(shè)計(jì)出適合專用產(chǎn)品的CAD、CAM系統(tǒng)。最難能可貴的,就是它能和多數(shù)其他商業(yè)軟件兼容,這使得UG的功能大大增強(qiáng),成為當(dāng)今屈指可數(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件之一。
UG屬于混合建模產(chǎn)品,不僅適用于參數(shù)化建模,也可以適用于非參數(shù)化建模,它既可以做中、小企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。也可以做飛機(jī)、輪船等大型設(shè)計(jì),它也是加工出身的,UG的產(chǎn)品設(shè)計(jì)完后,同時(shí)可進(jìn)行數(shù)據(jù)無(wú)縫(數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,不用轉(zhuǎn)換)加工。據(jù)調(diào)查,很多大型正規(guī)的企業(yè)使用UG進(jìn)行鈑金件設(shè)計(jì)、有限元分析、機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真、最優(yōu)化設(shè)計(jì)等。另外,國(guó)內(nèi)一些高校也將UG引入到畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中。
2傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方法和存在問(wèn)題
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,是機(jī)械課程教學(xué)中一個(gè)必不可少的重要教學(xué)環(huán)節(jié),其目的是培養(yǎng)學(xué)生具有綜合機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。本課程不僅在學(xué)習(xí)進(jìn)程上具有從理論性課程過(guò)渡到結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)性課程,而且從基礎(chǔ)課程過(guò)渡到專業(yè)課程的承先啟后的橋梁作用。傳統(tǒng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)模式,是根據(jù)教學(xué)大綱要求,在教學(xué)方法和教學(xué)手段上常利用多媒體、教學(xué)模型和掛圖,再輔以教具在黑板上繪制繪制結(jié)構(gòu)圖形,然而多數(shù)學(xué)生沒(méi)有太多工程經(jīng)驗(yàn),對(duì)這些結(jié)構(gòu)抽象的學(xué)習(xí)、固定形式的理解存在一定的困難,因此這種教學(xué)方法已不能滿足于新時(shí)代的教學(xué)要求。
隨著機(jī)械CAD技術(shù)的發(fā)展,使傳統(tǒng)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)。CAD軟件等眾多繪圖軟件的廣泛應(yīng)用,極大地提高了設(shè)計(jì)、繪圖的質(zhì)量與效率,體現(xiàn)了手工設(shè)計(jì)無(wú)可比擬的優(yōu)越性。目前,機(jī)械CAD的有關(guān)課程和《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的設(shè)置未能充分融合,難以達(dá)到既能利用手工設(shè)計(jì),又能使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的培養(yǎng)目標(biāo)。因此,急需對(duì)機(jī)械CAD的有關(guān)課程與《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的教學(xué)體系進(jìn)行大膽改革。
3將UG軟件引入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的目的
根據(jù)UG軟件自身的應(yīng)用特點(diǎn),作為高校的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程,我們不得不把它引入到相關(guān)章節(jié)之中,其目的就是:①?gòu)母旧细淖兞藗鹘y(tǒng)教學(xué)模式,建立以計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、繪圖為主線的教學(xué)模式,使人們的設(shè)計(jì)、繪圖觀念產(chǎn)生根本改變,實(shí)現(xiàn)真正意義上的設(shè)計(jì)思想現(xiàn)代化,真正體現(xiàn)了以全面素質(zhì)教育為培養(yǎng)目標(biāo),以現(xiàn)代高新技術(shù)為依托,培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和個(gè)性發(fā)展的人才。②要學(xué)生掌握UG,滿足社會(huì)、企業(yè)的需求,為他們?cè)谝院蟮墓ぷ鞯於己玫幕A(chǔ)。③有助于加速教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)、訓(xùn)練過(guò)程的現(xiàn)代化。實(shí)現(xiàn)三維造型繪圖教學(xué)要求教師的備課、授課過(guò)程基本上在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)塵授課;學(xué)生的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練也要求基本上在計(jì)算機(jī)上完成,傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)、繪圖處于次要性地位,以適應(yīng)當(dāng)今和未來(lái)社會(huì)的需要。建立全新的基于三維技術(shù)的課程體系,為今后高校的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。
4UG軟件三維參數(shù)化造型在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中的應(yīng)用
根據(jù)UG NX6.0軟件的應(yīng)用特點(diǎn),我對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中的部分章節(jié)進(jìn)行了UG軟件的設(shè)計(jì)、應(yīng)用。
4.1 齒輪傳動(dòng)的UG設(shè)計(jì),由于齒輪繪制過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜,并且存在一定難度,因此本人利用UG二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言模塊UG/OPEN GRIP和UG/OPEN API對(duì)UG進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)工作,制作了一個(gè)直齒圓柱齒輪的工具如圖1。
4.2 傳動(dòng)軸的UG設(shè)計(jì),傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,繪制過(guò)程比較容易,因此可以直接利用UG軟件完成繪制。
4.3 減速器的UG設(shè)計(jì)。齒輪減速器是最常見(jiàn)的一種傳動(dòng)裝置,是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容,減速器由許多零件組成,如軸上傳動(dòng)零件、軸承、聯(lián)軸器、軸承蓋和箱體等。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)中減速器設(shè)計(jì)是根據(jù)減速器的主參數(shù)(如輸入功率與轉(zhuǎn)速、輸出功率與轉(zhuǎn)速等)對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖。傳統(tǒng)的沒(méi)計(jì)方法的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)和繪圖的工作量大、重復(fù)勞動(dòng)多,現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)時(shí)間又相對(duì)較短,要在短時(shí)間內(nèi)完成大量重復(fù)設(shè)計(jì)、繪圖工作,既影響完成課程的效果,又會(huì)耗費(fèi)過(guò)多精力進(jìn)行重復(fù)勞動(dòng),且減速器設(shè)計(jì)結(jié)果差別很大。運(yùn)用UG軟件,對(duì)減速器的零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)汁,同時(shí)運(yùn)用UG軟件的虛擬裝配功能實(shí)現(xiàn)減速器的參數(shù)化裝配,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境下的減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)。對(duì)于不同主參數(shù)的減速器,可以通過(guò)編輯零件參數(shù)獲得新的減速器,從而減少了重復(fù)勞動(dòng),縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,減低了設(shè)計(jì)成本。