摘 要 本文對機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)中的特點進(jìn)行了闡述,分析了現(xiàn)階段國內(nèi)高校在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計課程的教學(xué)中存在的不足之處,并提出幾點建議供高校教育者參考以解決這些不足之處。
關(guān)鍵詞 機(jī)械原理 機(jī)械設(shè)計 課程優(yōu)化
機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計課程開設(shè)歷史悠久,兩門課程始終作為全國各工科院校機(jī)械類專業(yè)主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。近年來,隨著機(jī)械學(xué)科的飛速發(fā)展、我國高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)實施寬口徑化、21 世紀(jì)人才綜合能力培養(yǎng)的需求,再次審視兩門課程的教學(xué)體系、課程內(nèi)容和教學(xué)方法,認(rèn)為依舊存在問題需要探究與改革。
一、存在的問題
(一)內(nèi)容有交叉與重復(fù)現(xiàn)象。機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計兩門課程的教學(xué)內(nèi)容基本變化不大,課程內(nèi)容自成體系,相互之間缺少銜接,存在內(nèi)容交叉和重復(fù)的問題。
(二)缺少系統(tǒng)性。兩門課程缺少對機(jī)械系統(tǒng)的介紹,學(xué)生學(xué)完了兩門課程,仍對機(jī)械沒有整體的認(rèn)識,對機(jī)械的設(shè)計過程缺少了解,兩門課程的總體效能未能充分顯現(xiàn)。
(三)實踐環(huán)節(jié)不足。兩門課程的實踐環(huán)節(jié)難以適應(yīng)對學(xué)生工程意識和實踐能力培養(yǎng)的需求,缺少主動性實踐的環(huán)境。
二、理論教學(xué)體系的整合與優(yōu)化
機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計一般要經(jīng)過產(chǎn)品的規(guī)劃、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計等環(huán)節(jié),通過機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計課程的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅應(yīng)掌握一般機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計所需的基本理論知識,還應(yīng)對機(jī)械系統(tǒng)有一個整體的認(rèn)識,并應(yīng)了解機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的基本過程。為此筆者嘗試突破“機(jī)械原理”和“機(jī)械設(shè)計”兩課程的界線,將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了重組、融合及整體優(yōu)化,合并為“機(jī)械設(shè)計課程。
(一)課程目標(biāo)。通過本課程理論教學(xué)、實驗及課程設(shè)計等環(huán)節(jié),實現(xiàn)總體教學(xué)目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新精神;使學(xué)生對機(jī)械產(chǎn)品具有整體的概念和正確的設(shè)計思想;掌握機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識,初步具備一般機(jī)械方案設(shè)計和分析的能力;掌握常用機(jī)構(gòu)及其傳動的運動學(xué)設(shè)計和工作能力設(shè)計的基本知識,掌握通用零部件設(shè)計計算和選用的基本知識,初步具備一般通用機(jī)械的設(shè)計能力;培養(yǎng)學(xué)生查閱和運用機(jī)械設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、手冊及網(wǎng)絡(luò)息等技術(shù)資料的能力。
(二)理論教學(xué)體系。在有限的學(xué)時內(nèi),合理取舍課堂教學(xué)內(nèi)容,是關(guān)系到能否真正實現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵。經(jīng)過多年的仔細(xì)斟酌、反復(fù)探究,提出精、寬、新的授課原則:精——精選重點和難點的內(nèi)容進(jìn)行詳解與指點,避免煩瑣公式的推導(dǎo)和易于自學(xué)的內(nèi)容占用過多的學(xué)時;寬——拓寬學(xué)生的知識面,注重工程應(yīng)用,啟發(fā)學(xué)生舉一反三;新——注重機(jī)械學(xué)科發(fā)展、將機(jī)械學(xué)科的科研成果融入教學(xué),讓學(xué)生了解機(jī)械學(xué)科的新技術(shù)、新方法。
三、實踐教學(xué)體系的構(gòu)建
實踐教學(xué)體系由實驗教學(xué)、機(jī)械實例分析與設(shè)計(大作業(yè))、典型機(jī)械設(shè)計(課程設(shè)計)三部分組成。三個模塊均以加強(qiáng)自學(xué)能力、研究能力、動手能力及工程意識與創(chuàng)新精神為培養(yǎng)目標(biāo)。
(一)實驗教學(xué)。在實驗教學(xué)中將計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代實技術(shù)相結(jié)合,加強(qiáng)實驗內(nèi)容的綜合性與設(shè)計性,如增開了典型機(jī)器與機(jī)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)創(chuàng)意組合、機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)意組合等綜合性實驗,對啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識和培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力起到非常積極的作用。
(二)機(jī)械實例分析與設(shè)計。本課程傳統(tǒng)的課外作業(yè)內(nèi)容雖然對一些基本概念、定義的理解起到一定的作用,但是由于各章相對獨立、就題論題、解題方法千人一面等問題,讓學(xué)生感到枯燥無味,抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。為了解決此問題,將“書本習(xí)題”大大減少,增加數(shù)個綜合性、實踐性很強(qiáng)的機(jī)械實例分析大作業(yè)。
(三)課程設(shè)計。課程設(shè)計是很重要的一個教學(xué)環(huán)節(jié),課程設(shè)計的性質(zhì)決定了它在對學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)教育,培養(yǎng)學(xué)生工程意識和設(shè)計能力等方面具有獨特的優(yōu)勢。原來的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計的課程設(shè)計是分開的,相互之間沒有聯(lián)系,機(jī)械原理的課程設(shè)計是以機(jī)構(gòu)的分析為主,機(jī)械設(shè)計是以零件的強(qiáng)度分析和繪制圖紙為主,教師不僅限定了設(shè)計題目和方案,還給學(xué)生提供了非常齊全的參考資料,學(xué)生的創(chuàng)新意識得不到發(fā)揮。將兩門課程的課程設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化整合,從題目的選擇到實施過程,更加符合現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計思路,即把過去僅進(jìn)行機(jī)構(gòu)和零部件的尺度綜合、運動分析和動力分析,改變?yōu)檫M(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的綜合設(shè)計。使學(xué)生的創(chuàng)新潛能得到了發(fā)揮,提高了設(shè)計的能力、計算機(jī)運用能力、形象思維的能力。
四、教學(xué)方法與手段的改革
近年來,隨著兩門課程體系的改革和深化,課程內(nèi)容不斷更新和增加,但教學(xué)學(xué)時相對減少,學(xué)時與內(nèi)容成了突出矛盾。如何激發(fā)學(xué)生興趣、啟迪學(xué)生的潛能, 提高學(xué)習(xí)的自主性和能動性,使學(xué)生在較短的時間內(nèi)掌握機(jī)械設(shè)計的基本理論與方法;如何培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、創(chuàng)新精神和設(shè)計能力,是教學(xué)方法和教學(xué)手段研究的重要課題。
(一)從培養(yǎng)興趣入手。興趣是成才的起點,是成就事業(yè)的沃土。學(xué)習(xí)興趣能激勵學(xué)生充分發(fā)揮學(xué)習(xí)潛能,提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。
(二)開放式教學(xué)。開放式的教學(xué)方法,一是要打破傳統(tǒng)的“一本書”,大力提倡課外閱讀,讓學(xué)生了解教科書之外相關(guān)領(lǐng)域的知識,更要讓學(xué)生了解新理論、新方法和新技術(shù)。二是打破“一言堂”,給學(xué)生適當(dāng)?shù)摹白杂伞?,鼓勵學(xué)生向老師提出問題,幫助學(xué)生樹立“不唯書、不唯師、只唯實”的實事求是精神;三是教師不要把所有的知識點得“完美無缺”,要給學(xué)生的自學(xué)留有余地和空間。
(三)倡導(dǎo)主動實踐。被動實踐是指實踐的對象、方法、程序等關(guān)鍵要素都是由老師制定的, 學(xué)生在老師規(guī)定的框架中, 沿著老師制定的路線去完成實踐任務(wù)。
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作者簡介:全世夷,男,1989年,遼寧省錦州市人,在長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院就讀。