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        基于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)改革

        2016-12-13 06:01:06王會(huì)
        新西部·中旬刊 2016年11期
        關(guān)鍵詞:工程實(shí)踐能力機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力

        王會(huì)

        【摘 要】 本文結(jié)合德州學(xué)院在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)實(shí)施過程的具體措施,以提高工程實(shí)踐能力為目標(biāo),論述了機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容及方法改革,主張合理設(shè)置課程教學(xué)體系,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué);采用啟發(fā)式教學(xué)法和案例教學(xué)法,全面提高教學(xué)質(zhì)量。

        【關(guān)鍵詞】 德州學(xué)院;機(jī)械設(shè)計(jì);工程實(shí)踐能力;創(chuàng)新能力;教學(xué)改革

        一、引言

        目前應(yīng)用型高校培養(yǎng)的學(xué)生直接面向企業(yè)的生產(chǎn)一線,因此培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力極為重要。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程,在整個(gè)人才培養(yǎng)體系中占有重要的地位。在此之前學(xué)生學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖、理論力學(xué)等課程,與工程實(shí)際還是有一定的距離,而機(jī)械設(shè)計(jì)課程則是緊密結(jié)合工程實(shí)際的課程。學(xué)生除了學(xué)習(xí)機(jī)械中通用零件和通用裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算的相關(guān)專業(yè)理論知識外,更重要的是學(xué)會(huì)如何用機(jī)械設(shè)計(jì)的理論知識來解決具體的工程實(shí)際問題。同時(shí)為了盡快適應(yīng)本科機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要,教學(xué)過程中關(guān)注的重點(diǎn)正經(jīng)歷著從理論知識的培養(yǎng)向提高學(xué)生的工程素質(zhì)及工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。如何在教學(xué)課程中通過合理設(shè)置課程體系、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)成為了機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)改革中探索的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、方式過于偏重理論,而弱化了學(xué)生的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型,在機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中需要進(jìn)行基于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)改革。

        二、合理設(shè)置課程教學(xué)體系,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

        機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容是掌握通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、簡單機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)。隨著新的機(jī)械設(shè)計(jì)方法的快速發(fā)展,僅通過書本內(nèi)的知識已不能適應(yīng)實(shí)際工程中的要求。因此在設(shè)置課程教學(xué)體系時(shí),要注意機(jī)械零部件的分析計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)合;理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合;理論知識同工程實(shí)際相結(jié)合。經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代教學(xué)內(nèi)容互為依托,各教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)銜接,實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化。

        1、在理論教學(xué)內(nèi)容方面

        在理論教學(xué)內(nèi)容的組織方面,注意教學(xué)知識的更新,增大課堂教學(xué)的信息量,注意將學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)教育結(jié)合起來。特別是在教學(xué)內(nèi)容的組織、課堂內(nèi)容的講授等方面將啟發(fā)式等教學(xué)方法結(jié)合起來,使它們成為一個(gè)有機(jī)的整體。在課堂教學(xué)中注意學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

        (1)在課程教授時(shí),以工程實(shí)踐應(yīng)用為基礎(chǔ),以掌握通用零部件設(shè)計(jì)計(jì)算能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線,從整體和系統(tǒng)的角度,將課程知識體系整合為機(jī)械設(shè)計(jì)總論、連接、機(jī)械傳動(dòng)、軸系零部件四大模塊,體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力培養(yǎng)的循序漸進(jìn)性。

        (2)在教授機(jī)械設(shè)計(jì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的前提下,結(jié)合齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)及軸的設(shè)計(jì)等章節(jié)理論內(nèi)容介紹現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的方法。如在講解齒輪的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí),傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式多、計(jì)算量大。在教授這部分知識時(shí),可介紹計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法:如用UG NX軟件進(jìn)行齒輪的三維實(shí)體造型,并進(jìn)行齒輪的強(qiáng)度校核,提高了計(jì)算精度,節(jié)省了時(shí)間。同時(shí)開闊了學(xué)生的視野,提高學(xué)習(xí)興趣。

        (3)對通用零件的設(shè)計(jì)計(jì)算部分的公式推導(dǎo)講解時(shí)簡化推導(dǎo)過程,注重設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和公式的具體工程實(shí)際應(yīng)用。

        2、在實(shí)踐教學(xué)方面

        (1)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目側(cè)重學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)課一開始就開設(shè)“機(jī)械零件認(rèn)知”實(shí)驗(yàn),增加學(xué)生的感性認(rèn)識,讓學(xué)生對通用機(jī)械零件和通用裝置有一定的認(rèn)識和了解;后開設(shè)螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)、軸系結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、減速器拆裝實(shí)驗(yàn)、機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)。其中軸系結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),其余三個(gè)實(shí)驗(yàn)為綜合型實(shí)驗(yàn)。設(shè)置的六個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐意識、創(chuàng)新意識和動(dòng)手能力。同時(shí)增加開放性實(shí)驗(yàn),開放機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置并進(jìn)行分析,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和分析能力;培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

        (2)改革機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)題目主要是二級減速器的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容單一、雷同,達(dá)不到工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此在2013級機(jī)械本班課程設(shè)計(jì)中提倡綜合性設(shè)計(jì);引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì),增加了跑步機(jī)的設(shè)計(jì)、切面機(jī)的設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)題目。學(xué)生先設(shè)計(jì)出多個(gè)機(jī)械傳動(dòng)方案,通過對不同方案進(jìn)行分析確定出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及工程實(shí)踐能力。然后要求學(xué)生將UG NX軟件應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)計(jì)算和實(shí)體建模中。在軟件中完成所有零部件建模,進(jìn)行整體裝配,若出現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題及時(shí)進(jìn)行修改計(jì)算,最后完成整個(gè)裝置的實(shí)體造型,沒有問題后最終生成二維工程圖。最后安排了課程設(shè)計(jì)答辯環(huán)節(jié),通過設(shè)計(jì)答辯的方式對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)。這樣既能增強(qiáng)學(xué)生使用三維軟件的能力,同時(shí)提高了學(xué)生的課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

        三、基于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)方法改革

        1、啟發(fā)式的教學(xué)法

        授課教師講解理論知識時(shí)不能只是枯燥的講解理論,要提出一些和知識點(diǎn)相關(guān)的工程實(shí)際問題,引導(dǎo)學(xué)生利用自己所學(xué)知識進(jìn)行思考和分析,能夠全面的解決老師所提的問題。如講授鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)時(shí),給學(xué)生提出“為什么同步帶的自行車不能代替鏈傳動(dòng)的自行車”讓學(xué)生進(jìn)行分析回答,有的學(xué)生就會(huì)回答“同步帶是彈性的,如果沖擊力大容易斷,有灰塵就會(huì)容易卡住”,還有的同學(xué)會(huì)回答“同步帶對工作環(huán)境要求高于鏈傳動(dòng),對張緊裝置的要求高,使用壽命沒有鏈傳動(dòng)長”等。學(xué)生通過積極回答問題把鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用全面掌握,同時(shí)還復(fù)習(xí)了同步帶傳動(dòng)的知識。通過啟發(fā)式提問,既能活躍課堂授課氣氛,又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性,鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論知識解決一些工程實(shí)際問題,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

        2、案例教學(xué)法貫穿各個(gè)章節(jié)的授課中

        引入與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的典型生活實(shí)例和工程案例。每一章節(jié)內(nèi)容都有工程實(shí)例進(jìn)行分析,增強(qiáng)了理論知識的系統(tǒng)性。理論和工程實(shí)際相結(jié)合的授課方式,非常能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。同時(shí)教學(xué)中引入工程實(shí)例,以及適當(dāng)?shù)卦黾恿撕彤厴I(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)例講解,有利于難點(diǎn)知識的講解,使學(xué)生能夠及時(shí)了解所學(xué)理論知識的工程實(shí)際應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,縮短教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工程應(yīng)用的距離。如講解螺紋連接的章節(jié)時(shí),首先先給學(xué)生展示了《一顆螺絲釘引發(fā)的血案》、《華航飛機(jī)爆炸事故》,《由“螺栓松脫”造成的扶梯事故》,通過這些案例讓學(xué)生了解的小小螺紋連接的重要性及設(shè)計(jì)中注意的放松、受力等問題。在講解螺栓組的設(shè)計(jì)時(shí),通過工程案例如起重吊鉤的螺栓組、聯(lián)軸器的螺栓組等依次講解各種受力情況下的螺栓組的設(shè)計(jì),使學(xué)生很快能夠掌握和理解螺栓組的設(shè)計(jì)。

        四、結(jié)束語

        在教學(xué)過程中,我們課程組老師非常重視教學(xué)信息的反饋,努力提高教學(xué)質(zhì)量。鼓勵(lì)和指導(dǎo)機(jī)械專業(yè)學(xué)生參加各類科技創(chuàng)新大賽,提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。近幾年來,機(jī)械專業(yè)學(xué)生在全國大學(xué)生節(jié)能減排與社會(huì)實(shí)踐科技競賽等競賽中獲多種獎(jiǎng)項(xiàng),工程實(shí)踐動(dòng)手能力有了很大的提高。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1] 王波,林其斌.應(yīng)用型本科機(jī)械原理課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].滁州學(xué)院學(xué)報(bào),2013(02)111-113.

        [2] 郭維城,王琳,劉小琨等.以學(xué)生工程實(shí)踐能力為導(dǎo)向的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程改革與實(shí)施[J].科教導(dǎo)刊,2015(01)91-92.

        [3] 米麗萍.三維ProE在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].課程教學(xué)研究,2013(19)191-192.

        [4] 劉揚(yáng),銀金光.“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程中應(yīng)用案例教學(xué)的探討[J].中國電力教育,2010(27)64-65.

        【作者簡介】

        王 會(huì)(1973-)女,山東德州人,工學(xué)碩士,副教授,德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系主任,主要研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)CAD/CAM.

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