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1.使用教材
機械工業(yè)出版社出版的,由柴鵬飛主編的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材。
2.授課內(nèi)容
第四章“其他常用機構(gòu)”中的第二節(jié)“棘輪機構(gòu)”。該課程的主要內(nèi)容為介紹棘輪機構(gòu)的組成、工作原理、類型及應(yīng)用。
3.學(xué)習(xí)對象分析
教學(xué)對象:礦山機電專業(yè)高專二年級的學(xué)生。學(xué)習(xí)狀況:學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了機械制圖、金屬工藝學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)生情況:學(xué)生具有思維活躍、喜歡動手的特點,缺乏計劃性和有目的觀察以及分析總結(jié)的能力,對理論知識學(xué)習(xí)有一定的畏難情緒。解決對策:通過實際操作,模擬真實的工作環(huán)境,營造工作氛圍,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、教學(xué)目標
知識目標:掌握棘輪機構(gòu)的工作原理、結(jié)構(gòu)、類型和應(yīng)用等相關(guān)知識。能力目標:通過本課題的學(xué)習(xí),提高學(xué)生分析、解決實際問題的能力,為以后礦山機電的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。情感目標:通過課堂交流及實訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生踏實的學(xué)習(xí)習(xí)慣以及嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。
三、教法與學(xué)法
教法:通過將任務(wù)驅(qū)動、分組教學(xué)、理實一體化的教學(xué)方法相結(jié)合,實現(xiàn)在做中學(xué)、學(xué)中做的教學(xué)理念。學(xué)法:聽中學(xué),思考質(zhì)疑,聽教師講授棘輪機構(gòu)的定義、組成、工作原理及應(yīng)用??粗袑W(xué),探索發(fā)現(xiàn),觀看結(jié)構(gòu)圖、教學(xué)動畫、棘輪機構(gòu)的工作視頻,發(fā)現(xiàn)其工作規(guī)律。動中學(xué),提高升華,動手操作棘輪機構(gòu)的模型,掌握其結(jié)構(gòu)和工作過程(原理)。練中學(xué),鍛煉能力,操作手拉葫蘆對絞車進行起吊,與實際工作相結(jié)合,掌握棘輪機構(gòu)在礦山機電的應(yīng)用(手拉葫蘆)。
四、教學(xué)環(huán)境及資源準備
教學(xué)環(huán)境:絞車拆裝實訓(xùn)室。教學(xué)資源:多媒體、教學(xué)圖片、動畫、視頻模型等。實訓(xùn)資源:手拉葫蘆、絞車及相關(guān)工具等。
五、教學(xué)過程
1.回顧舊課
教師提出問題,學(xué)生總結(jié)回顧,再現(xiàn)所學(xué)知識,檢驗學(xué)習(xí)效果,并由此引入新課。
2.引入新課
播放自行車視頻、棘輪扳手視頻,提出問題,引起學(xué)生興趣;學(xué)生觀看視頻、操作棘輪扳手、思考;引入所學(xué)知識,引起學(xué)生興趣,由此引入新課。
3.新課講授
教師講述本課內(nèi)容,學(xué)生積極參與互動,掌握棘輪機構(gòu)的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理。
4.實際操作
教師指導(dǎo),學(xué)生實際操作;學(xué)會使用棘輪機構(gòu)在礦山機電中的應(yīng)用(手拉葫蘆)。
5.總結(jié)與評價
教師分析、總結(jié)及評價:對本次操作進行總結(jié)、自評、互評;總結(jié)所學(xué)知識、評價操作規(guī)范。
六、教學(xué)評價設(shè)計
通過情景模擬對本次課程進行評價,這是本節(jié)課的考核標準,有學(xué)生自評、互評和教師評價。評價內(nèi)容有情感態(tài)度、理論知識、實際操作、手指口述和實訓(xùn)報告。
七、幫助和總結(jié)(教學(xué)反思)
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機械類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課,在整個教學(xué)體系中起著承上啟下的作用。本文就如何在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中,采用信息化教學(xué)可以難點易化,提升課程教學(xué)效果,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強實用性意識,提高設(shè)計能力和創(chuàng)造思維進行反思和探索。
關(guān)鍵詞:
課堂教學(xué);改進措施;探索;有效
指出,“要牢牢把握服務(wù)發(fā)展、促進就業(yè)的辦學(xué)方向”。“改革以學(xué)校和課堂為中心的傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式”。《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機械類、機電類、近機類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在教學(xué)計劃中起著承先啟后的橋梁作用,為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。它不僅具有較強的理論性,同時具有較強的實用性。旨在培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計一般通用零部件和一般機器裝置的能力;逐漸形成規(guī)范的設(shè)計思想和邏輯思維能力,具有運用標準、規(guī)范、手冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力。在新時期的辦學(xué)模式下,以往的教學(xué)方法已遠遠滿足不了新時代方向,又因其理論性與實踐性聯(lián)系較為緊密,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)和設(shè)計時存在難度。通過在教學(xué)實踐中不斷創(chuàng)新改革,聯(lián)系實際,做如下總結(jié):
一、課堂教學(xué)中存在的問題
(一)學(xué)生學(xué)習(xí)動機興趣不高,主動性差
學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的原因首先是沒有正確認識該課程在整個專業(yè)體系中的地位和作用。書上的內(nèi)容多,教師講的深,讓相當一部分學(xué)生對學(xué)好它失去了期望,導(dǎo)致了課堂教學(xué)過程中“教師累得慌,學(xué)生閑得慌”的現(xiàn)象。
(二)教材內(nèi)容不整合,導(dǎo)致重合學(xué)習(xí)誤區(qū)
從《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材上看,內(nèi)容相對片面、孤立,例如:介紹平面四桿機構(gòu)設(shè)計,帶傳動設(shè)計,齒輪傳動設(shè)計等各種機械零件和設(shè)計方法時缺乏共同規(guī)律和相互關(guān)系,學(xué)生不容易建立總體設(shè)計的思維和能力。教材中涉及的例如四桿機構(gòu)的類型,帶傳動特點、輪系的類型和傳動比計算等與機械基礎(chǔ)課程出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象,而教師往往忘記整合和前后聯(lián)系,導(dǎo)致學(xué)生掉進知識點重合學(xué)習(xí)的誤區(qū)。
(三)互動少,重講輕練
教師課堂上滿堂灌、填鴨式的教學(xué)方法,給學(xué)生留下的思維的空間和時間較少,沒有足夠地關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”。例如在講普通V傳動的設(shè)計時,課堂上大部分的時間都在講授V帶傳動設(shè)計知識點和例題,練習(xí)通常布置在課后完成。因V傳動設(shè)計的步驟和細節(jié)較多,而學(xué)生的自律能力差,往往課后練習(xí)不能自覺完成,這就造成了知識點遺忘和沒有及時鞏固的惡性循環(huán)。
(四)缺乏理論聯(lián)系實際,理解性教學(xué)太少
在《機械設(shè)計基礎(chǔ)》中需要記憶的知識多,機械零件的設(shè)計計算步驟相對比較獨立,聯(lián)系的較少。課堂上缺乏實際聯(lián)系導(dǎo)致學(xué)生往往靠死記硬背知識點來頭腦中的知識點出現(xiàn)混淆的現(xiàn)象不能避免。
二、課堂教學(xué)的改進措施
(一)旁征博引,充分做到以學(xué)生為中心,動態(tài)教學(xué)
在課堂教學(xué)中,要充分做到以學(xué)生為中心。教學(xué)活動的過程應(yīng)該是教師和學(xué)生互動的過程,是動態(tài)的、豐富課程、富有個性化的、共同發(fā)展的過程。根據(jù)本門課程綜合性和實踐性強的特點,在講解實踐性較強的內(nèi)容時,帶領(lǐng)學(xué)生到實驗室或?qū)W校實訓(xùn)基地進行現(xiàn)場教學(xué)。例如:齒輪傳動的失效形式,在現(xiàn)場教學(xué)前,教師根據(jù)授課內(nèi)容先設(shè)置一些有針對性的問題,讓學(xué)生帶著問題一邊參觀一邊討論,把課堂理論知識和實踐知識有機地結(jié)合起來,學(xué)生自由討論式的學(xué)習(xí)方法,有效的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。
(二)著眼先進,解決難點,運用數(shù)字化教學(xué)
一般來說,學(xué)生對先進的事物都比較感興趣,我在教學(xué)設(shè)計時根據(jù)機械設(shè)計課程的不同內(nèi)容,充分運用網(wǎng)絡(luò)資源圖、文、聲并茂以及活動影像的優(yōu)勢,將整個教學(xué)內(nèi)容難點簡易化。例如為把車刀的角度及三個假想平面表達清楚,教學(xué)中引進數(shù)字化教學(xué),引入計算機仿真技術(shù),開設(shè)仿真實驗,可以成功的解決這部分難點。還可以利用例如CAD/CAM/CAE軟件,設(shè)計機構(gòu)、零件和產(chǎn)品的三維動態(tài)模型,通過動態(tài)演示觀察其運動特性、組成及工作情況。
(三)分層次教學(xué),讓學(xué)生嘗試成功的喜悅
為在課堂上鼓勵幫助學(xué)生可以引進分層次教學(xué),根據(jù)學(xué)生不同的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和個性差異,提出不同的學(xué)習(xí)要求,通過學(xué)習(xí),使每個學(xué)生都能獲得成功的喜悅,從而對下面的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。如:在作業(yè)題的布置中體現(xiàn)分層,設(shè)置必做題和選做題,對基礎(chǔ)好、作業(yè)做得好的,鼓勵兩種題型都做;對基礎(chǔ)差的可以只選擇做必做題。因材施教,使學(xué)生各自的優(yōu)勢得到最大限度的發(fā)揮。
(四)教學(xué)內(nèi)容的組織與安排改革,突出學(xué)生做的特點
機械設(shè)計課程所開設(shè)的實驗多為驗證性和演示性實驗,學(xué)生自己動手操作的很少。例如齒輪的參數(shù)測量,學(xué)生只要按照老師所演示的步驟就能完成,這樣就失去了實驗的意義而且學(xué)生也不能理解,為此應(yīng)該根據(jù)該課程的特點及不同的教學(xué)內(nèi)容,采用增加實驗課、案例教學(xué)等,重點突出學(xué)生動手做的能力。力爭做到教、學(xué)、做一體化。
三、結(jié)語
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》的課堂教學(xué)必須全面提高學(xué)生的主動性、積極性。指明了要“牢牢把握服務(wù)發(fā)展、促進就業(yè)的辦學(xué)方向”為目標,作為一名教育工作者,在教學(xué)探索的道路上,要不斷研究、學(xué)習(xí)、創(chuàng)新,我們的工作任重而道遠。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】交互式電子白板 機械設(shè)計基礎(chǔ) 教學(xué)案例 設(shè)計 分析
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)01C-0189-02
隨著教育技術(shù)的發(fā)展,各種新型的教學(xué)媒體層出不窮。交互式電子白板作為新型的教學(xué)媒體,已被越來越多的教育工作者所關(guān)注。交互式電子白板的應(yīng)用促進了高校的課堂教學(xué)方式改革,有效地提高了教學(xué)效率和教學(xué)效果,尤其對高職專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)有很大的促進作用。高職機械設(shè)計基礎(chǔ)課程是一門是典型的理論實踐一體化課程,學(xué)生對這門課程的基本知識和基本技能的掌握將很大程度地影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí),特別是專業(yè)課的學(xué)習(xí)。而高職學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱,缺乏實際操作能力和空間想象力,因此引入交互式電子白板教學(xué),豐富教學(xué)資源,變“靜”為“動”,充分發(fā)揮多媒體課件直觀形象的特點,是提高本課程教學(xué)效果的必要措施。筆者所在的課題組在廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控專業(yè)開展了實驗研究,通過多次全程參與課堂教學(xué)的設(shè)計及實施,對交互式電子白板在教學(xué)中的應(yīng)用進行了深入分析。本文以機械設(shè)計基礎(chǔ)課程中的“鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì)”這部分內(nèi)容作為課例,探討交互式電子白板在教學(xué)中的應(yīng)用。
一、教學(xué)設(shè)計
(一)設(shè)計思想
“鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì)”這節(jié)課的設(shè)計主要以機械職業(yè)崗位能力需要為基點,貼近學(xué)生生活,貼近生產(chǎn)實際,為著力營造和諧、愉悅的學(xué)習(xí)氛圍創(chuàng)設(shè)學(xué)有所用的教學(xué)情境。由于機械設(shè)備中的鉸鏈四桿機構(gòu)難以直接觀察,而高職學(xué)生的空間想象力較差,因此本節(jié)內(nèi)容主要采用啟發(fā)誘導(dǎo),探索發(fā)現(xiàn)的教學(xué)方法,配合以模型感受、多媒體演示等教學(xué)手段,其步驟為:感知―理解―深化,從而增強師生間的互動性,使教學(xué)更直觀、形象。
(二)教學(xué)目標
知識目標:掌握和理解鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在條件,理解急回特性的概念、行程速比系數(shù)K的含義及死點問題的處理。能力目標:培養(yǎng)學(xué)生的分析、觀察、理解、思維和運用能力。發(fā)展目標:通過多媒體課件,為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)材料和問題探索的情境,使學(xué)生通過思考、討論體會到探究學(xué)習(xí)的樂趣。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增強學(xué)生自信心。教學(xué)重點:鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件。教學(xué)難點:鉸鏈四桿機構(gòu)急回特性。
(三)教學(xué)過程
二、案例分析
(一)互動白板的教學(xué)優(yōu)勢
任課教師在整個教學(xué)設(shè)計中充分發(fā)揮了互動電子白板的優(yōu)勢,不僅使學(xué)生能夠深刻理解所學(xué)知識,還能夠靈活運用,舉一反三,而且使整個課堂都是在活躍的互動氣氛中開展。
1.保存板書,反復(fù)應(yīng)用。整個教學(xué)由復(fù)習(xí)準備引入――讓學(xué)生寫出四桿機構(gòu)的判別式,教師調(diào)出事先在白板上準備好的各種四桿機構(gòu)類型,讓一名學(xué)生上臺板演示,學(xué)生完成后,白板所具有的存儲功能可將白板上的內(nèi)容保存下來。而在教學(xué)的后續(xù)階段,這些內(nèi)容還會經(jīng)常用到,教師只需將它調(diào)出即可,無需重復(fù)勞動。這樣既省時,又不會引起學(xué)生的厭煩情緒,而且使已學(xué)知識再次得到鞏固。
2.簡化功能,優(yōu)化過程。(1)脫離制約,化遠為近在應(yīng)用電子白板過程中,可隨意用電子白板配備的書寫筆在白板上操作電腦或自由書寫,還可用板擦隨意涂改,脫離鼠標對教師行動的制約,同時學(xué)生也可輕松學(xué)會用書寫筆在白板上寫字畫圖,讓教學(xué)中實現(xiàn)互動。教師還可用書寫筆任意選擇顏色、調(diào)節(jié)粗細,不用直尺、三角板、圓規(guī)等工具,就可畫出四桿機構(gòu)各種類型的圖形。(2)修改原圖,對比教學(xué)四桿機構(gòu)類型判別難度較大,但學(xué)生必須掌握,為了解決這個難題,教師首先將曲柄搖桿機構(gòu)展示在白板上,學(xué)生很快就能解答。然后教師在原圖上變換不同桿作為機架,這時可以直接在原圖上用其他顏色的筆添加一些線條,擦除多余的線條,整個修改過程學(xué)生們都可看到,這樣有利于學(xué)生將所學(xué)知識聯(lián)系起來,難點也就迎刃而解。(3)整合資源,教學(xué)變活機械設(shè)計基礎(chǔ)涉及的內(nèi)容非常廣泛,教材中機構(gòu)運動、插圖和公式很多,運用傳統(tǒng)的教學(xué)手段不僅占用大量的課堂時間,而且學(xué)生看到的內(nèi)容不直觀、不形象,影響教學(xué)效果。為了更好地讓學(xué)生能從各個方向看到機構(gòu)的結(jié)構(gòu),互動白板具備的VCM互動演示平臺起到了化腐朽為神奇的作用?;友菔酒脚_將白板和PowerPoint演示文稿整合起來,在演示文稿中制作的圖形旋轉(zhuǎn)、平移、翻轉(zhuǎn)等運動效果,通過白板展示出來,整個課堂也因此而活起來,滿足了不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。
(二)巧借媒體,陶冶情操
利用電子白板的功能設(shè)計的機械設(shè)計基礎(chǔ)電子教案,從內(nèi)容安排和媒體形式上不斷給學(xué)生以新鮮感,學(xué)生就能帶著一種高漲的、激動的情緒從事學(xué)習(xí)與思考,就會體會到創(chuàng)造的快樂,這樣就誘發(fā)了學(xué)習(xí)的主動性,更好地激發(fā)學(xué)生興趣,集中學(xué)生的注意力,自主地選擇學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)節(jié)奏,使學(xué)生由傳統(tǒng)教學(xué)的受體變?yōu)橹黧w,變被動學(xué)為主動學(xué),有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索鉆研精神。
交互式電子白板對我們傳統(tǒng)意義上的教學(xué)進行了改革,提高了課堂教學(xué)效率,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。高職學(xué)生雖然已經(jīng)具備了探究機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的理論基礎(chǔ),但是缺乏實踐經(jīng)驗和對各學(xué)科知識的綜合運用能力,并且相當一部分學(xué)生缺乏抽象思維,學(xué)習(xí)自律性差,但好奇心強,很容易被新鮮事物所吸引。交互式電子白板進入課堂,其各種先進的性能給教學(xué)改革與資源整合注入了新的活力,給教師和學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個輕松展示、自由交流的平臺,這為交互式電子白板在教學(xué)中的應(yīng)用研究奠定了良好的基礎(chǔ)。
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【基金項目】2012年度新世紀廣西高等教育教學(xué)改革工程項目(桂教高教(2012)22號)
為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,通過分析傳統(tǒng)教學(xué)模式下“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中當前存在的問題,結(jié)合該課程的特點從教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教材建設(shè)、實踐教學(xué)等方面對課程教學(xué)的改革進行了研究。經(jīng)過幾年的研究與實踐,課程教學(xué)效果得到了改善,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了激發(fā),實踐能力獲得了鍛煉。
關(guān)鍵詞:
機械設(shè)計基礎(chǔ);教學(xué)研究;教學(xué)方法;近機類專業(yè)
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是北京信息科技大學(xué)近機類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對機械機構(gòu)的分析與設(shè)計能力,使學(xué)生初步掌握基本的設(shè)計理論和設(shè)計方法。課程在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起承上啟下的作用,與后續(xù)課程銜接緊密,為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及工作打下必要的基礎(chǔ),可增加學(xué)生的專業(yè)適應(yīng)能力,使其能滿足市場經(jīng)濟對人才的需求,有利于學(xué)生就業(yè)選擇?!皺C械設(shè)計基礎(chǔ)”課程因其具有分散性、綜合性及實踐性和公式多、概念多及圖表多等特點,給教學(xué)工作帶來不小的困難,因此怎樣充分地利用現(xiàn)有教學(xué)資源調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),實現(xiàn)北京信息科技大學(xué)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標,在本課程教學(xué)中研究與探索新的教學(xué)方法就顯得更加迫切和必要了。
一、教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生在開始學(xué)習(xí)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的時候,大多數(shù)學(xué)生以前極少關(guān)注機械的結(jié)構(gòu),對機械缺乏一定的感性認識,或?qū)C械的整體認識是模糊的。
2.課程涉及的基礎(chǔ)理論內(nèi)容較廣且相對獨立,其特點是概念多、原理多、公式多、圖表多,內(nèi)容比較枯燥和單調(diào),所學(xué)知識在學(xué)生以前的學(xué)習(xí)中很少接觸,初學(xué)時往往會感到吃力[1]。在傳統(tǒng)教學(xué)中,以教師講授知識為主,學(xué)生只是被動地聽講;教學(xué)方法單一,無法吸引學(xué)生的注意力。
3.部分教學(xué)內(nèi)容陳舊。教師過于注重單個機械零部件的講解,而對實際工程的機械設(shè)計方法介紹不多,忽略了學(xué)生的能力與素質(zhì)培養(yǎng),使學(xué)生容易出現(xiàn)厭學(xué)、懼學(xué)、棄學(xué)的情緒,或為取得好成績而“死記硬背”,出現(xiàn)“高分低能”的現(xiàn)象。
二、豐富教學(xué)方法,完善教學(xué)手段
1.教學(xué)方法多樣化。采用圖示教學(xué)法與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合進行教學(xué)。(1)圖示教學(xué)法。圖示教學(xué)法是烏克蘭教育家沙塔洛夫經(jīng)過30多年的潛心試驗與研究,提出的一種新的教學(xué)方法。該教學(xué)方法的核心是“綱要網(wǎng)絡(luò)”圖表,此圖表是一種由文字、圖形、公式、方框、流程線和表格等組成的教學(xué)輔助工具[2]。在講解各章內(nèi)容時,利用圖表將各個概念、知識點、公式有機串聯(lián)起來,使其相互關(guān)系形象直觀地表達出來,有利于學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶。按內(nèi)容和應(yīng)用可將圖表分為“講授型”和“概括總結(jié)型”。例如,在講授“帶傳動和鏈傳動”的知識時,當講解到離心拉力Fc,可列舉如圖1所示的“講授型”圖表,并加以解釋,如“當帶作圓周運動時,帶本身的質(zhì)量將在圓周方向產(chǎn)生離心力Fc,而Fc將作用在帶的全長上,因此在帶各處的橫截面上均產(chǎn)生離心拉應(yīng)力σc;σc過大,將帶來不良后果:①降低帶的壽命。②帶與帶輪表面的正壓力下降,導(dǎo)致最大摩擦力下降,從而降低帶的傳動能力。因此應(yīng)限制帶的速度?!痹趯鲃舆M行小結(jié)時,可采用如圖2所示的“概括總結(jié)型”圖表,由圖表可知帶是處于變應(yīng)力狀態(tài)下工作的,帶中產(chǎn)生的瞬時最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞向小帶輪處。通過圖表可將相關(guān)內(nèi)容有機串聯(lián)起來,讓學(xué)生從煩瑣的筆記中解脫出來,減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,加深了學(xué)生對知識的理解和記憶。(2)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法,其特點是“學(xué)中用,用中學(xué),以用促學(xué)”[3],改變了以往“教師講,學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式,創(chuàng)造了以學(xué)定教、學(xué)生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)模式。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的核心工作是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計任務(wù)[3]。如在講授“平面連桿機構(gòu)”一章時,教師先提出一些與平面連桿機構(gòu)相關(guān)的問題,然后為學(xué)生設(shè)計了一項任務(wù)為“休閑娛樂機械和家庭用機械的設(shè)計”,設(shè)計的機械必須包含平面連桿機構(gòu),并對設(shè)計任務(wù)進行了一定的解釋與提示,如休閑娛樂機械可以是小區(qū)活動場所的健身器材;家庭用機械可以是與生活密切相關(guān)的家庭用機電產(chǎn)品,包括窗戶的開啟機構(gòu)、折疊桌椅、家用折疊梯子、雨傘等。此外,還要求工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生應(yīng)用本專業(yè)知識對產(chǎn)品進行造型設(shè)計,工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)用本專業(yè)知識進行產(chǎn)品進行成本核算,等等。在實施過程中,采用企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計模式進行,由學(xué)生根據(jù)自身專長和興趣愛好組隊,每組3~5名學(xué)生,選出1名組長,領(lǐng)導(dǎo)本小組成員進行產(chǎn)品設(shè)計。鼓勵小組成員進行實地調(diào)研,且每位成員均須提出自己的設(shè)計方案,由組長組織小組展開討論,選擇最佳設(shè)計方案。例如,有小組學(xué)生通過調(diào)研設(shè)計了一款新型家用折疊人字梯,如圖3所示,應(yīng)用了平行四邊形機構(gòu)使踏板同時展開或收起。伴隨著一個接著一個的成就感,可培養(yǎng)學(xué)生對機械的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)及與他人協(xié)作的能力,為將來工作崗位上的團隊合作奠定基礎(chǔ)。
2.完善教學(xué)手段。(1)利用多媒體與實物模型相結(jié)合的教學(xué)手段。多媒體課件具有信息量大、圖文并茂、聲光色結(jié)合的立體效果,能擴寬學(xué)生的眼界,便于理解,實物模型的示教能起到直觀形象的作用。同時,在講解重點內(nèi)容時輔以傳統(tǒng)的板書,使重點突出、要領(lǐng)清楚,達到教與學(xué)的互動效果。通過多種教學(xué)手段的應(yīng)用,對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力收到了較好的效果。例如,將雷達天線、縫紉機踏板、汽車前窗刮雨器、攪拌機、飛機起落架、牛頭刨床等機構(gòu)以動畫形式顯示,使死氣沉沉的課堂變得生動活潑,增加了學(xué)生的感性認識[4]。讓一些難以想象的機構(gòu)生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,便于學(xué)生理解。(2)引入計算機輔助工程技術(shù)。學(xué)生學(xué)習(xí)計算機軟件的積極性普遍比較高,尤其是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生。因此,在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中將計算機輔助工程技術(shù)引入課堂教學(xué),收到了良好的教學(xué)效果。例如,在講解凸輪機構(gòu)時,可演示如何應(yīng)用ADAMS軟件解決問題;在講解軸系零部件時,可采用Pro/Engineer建立虛擬的減速器裝配體,并將其演示給學(xué)生,使學(xué)生產(chǎn)生好奇心,萌發(fā)急于尋求答案的求知欲望,增強學(xué)習(xí)的自覺性。為了便于學(xué)生學(xué)習(xí),開設(shè)了多項關(guān)于相關(guān)軟件應(yīng)用的開放性實驗。3.豐富考核方式。為了增強學(xué)生對機械的總體認識,在開學(xué)之初便將機械發(fā)展史作為一項大作業(yè)布置給學(xué)生,并計入總評成績。讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)查找相關(guān)資料,寫出相關(guān)機械的發(fā)展歷史,如中國機械發(fā)展史、世界機械發(fā)展史、汽車發(fā)展史、飛機發(fā)展史、機器人發(fā)展史等,讓學(xué)生在查找資料的過程中,對機械及其發(fā)展有一個總體的認識[5]。同時,在應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法教學(xué)過程中安排了設(shè)計任務(wù),將根據(jù)學(xué)生完成的作品質(zhì)量計算平時成績并計入總評。
三、精練教學(xué)內(nèi)容,進行教材建設(shè)
1.精練教學(xué)內(nèi)容,挖掘教學(xué)素材。從生活中挖掘教學(xué)素材,可以拉近學(xué)生與機械之間的距離。機械與生活緊密相連,挖掘生活中的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)素材,可以使枯燥的機械生動化,單一的教學(xué)內(nèi)容變得豐富多彩。列舉生活經(jīng)歷或新聞報道中引人入勝、趣味性強的案例,并編擬貼近實際且內(nèi)容新鮮的應(yīng)用問題,讓學(xué)生感到所學(xué)內(nèi)容有用、有趣[6]。例如,應(yīng)用折疊雨傘、折疊桌椅、窗戶開啟機構(gòu)講解平面連桿機構(gòu);應(yīng)用機械鎖、開關(guān)等講解凸輪機構(gòu);應(yīng)用機械鐘表、玩具等講解齒輪機構(gòu)。
2.建設(shè)課程教材。因材施教,積極進行教材建設(shè)。課程組在老教師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下,虛心向兄弟院校取經(jīng)學(xué)習(xí),以極大的熱情教書育人和潛心進行教學(xué)研究,應(yīng)用圖示教學(xué)法進行了教學(xué)實踐,將積累的經(jīng)驗和教學(xué)成果固化進教材,正式出版了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材,并編寫了《機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書》。
四、加強實踐教學(xué)
1.引導(dǎo)學(xué)生進行大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目。以大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目為載體,引導(dǎo)學(xué)生進行主動實踐、自主學(xué)習(xí)的實踐教學(xué)模式。為了擴大學(xué)生的視野,提高他們實踐動手能力,鼓勵學(xué)生課余時間走進實驗室進行學(xué)習(xí)與研究,使得學(xué)有所需的學(xué)生都有機會參與其中,充分利用實驗室的各種資源,得到有益的鍛煉和提高。工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生先后開展了“基于人因工程學(xué)的超市貨架設(shè)計”、“節(jié)•閱———公共綠色照明閱讀桌創(chuàng)新設(shè)計”、“模塊化組合式家具設(shè)計”等多項大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目的研究。有工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生參與的捷能車隊更是通過大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目的研究收獲了多項成果,該團隊設(shè)計的節(jié)能車多次獲得Honda中國節(jié)能競技大賽最佳技術(shù)獎、最佳設(shè)計獎、最吸引眼球獎等。
2.積極組織學(xué)生參加競賽。組織學(xué)生參加機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽,讓學(xué)生真刀實槍的去干,利用課堂上教授的理論知識,品嘗創(chuàng)新的滋味。工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生參與設(shè)計的“家用多功能折疊購物車”、“防反光可調(diào)節(jié)黑板”等作品先后獲得首都高校機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎項?!稗r(nóng)用翻土機設(shè)計”、“自動選種機”、“按摩椅設(shè)計”等作品獲得了全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎項。
3.設(shè)置開放性實驗。為了使課程實踐環(huán)節(jié)得到進一步充實,增加實驗學(xué)時,課程組開發(fā)了多項開放性實驗,如“典型機構(gòu)運動仿真分析與驗證”、“典型機械拆裝測繪與結(jié)構(gòu)分析實驗”、“小型機器人創(chuàng)意設(shè)計與制作實驗”、“機械方案創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計模擬實施與分析改進”、“常見機械傳動系統(tǒng)建模與仿真分析實驗”等,完成實驗的學(xué)生可以獲得創(chuàng)新學(xué)分,鼓勵學(xué)生課余時間走進實驗室。
五、結(jié)論
經(jīng)過幾年的研究與實踐,北京信息科技大學(xué)近機類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)效果得到了改善,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了激發(fā),學(xué)生的實踐能力獲得了鍛煉。課程教學(xué)的改革與研究使學(xué)生能學(xué)以致用,增強了學(xué)習(xí)的自覺性,促使學(xué)生從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:機械設(shè)計基礎(chǔ);課程設(shè)計;題目探索
作者簡介:石永軍(1973-),男,山東東營人,中國石油大學(xué)(華東)機電工程學(xué)院,副教授。(山東 青島 266580)
基金項目:本文系中國石油大學(xué)(華東)教學(xué)改革項目(項目編號:JY-B201011)的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)32-0055-02
機械設(shè)計基礎(chǔ)主要面向中國石油大學(xué)機類和近機類本科學(xué)生,是石油工程、過程裝備與控制、油氣儲運工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,在教學(xué)體系中具有承上啟下的作用。近年來,為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與工程意識的養(yǎng)成,工科院校越來越重視實踐教學(xué)。機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械課程教學(xué)中重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),它涵蓋了工程制圖、機械CAD、機械設(shè)計基礎(chǔ)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料與機械加工基礎(chǔ)等課程的知識。通過該課程的學(xué)習(xí),以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運用所學(xué)知識解決實際工程問題,逐步提升其動手能力、綜合設(shè)計能力與創(chuàng)新能力。[1]但目前機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計題目單一的問題比較突出,不利于學(xué)生工程意識的養(yǎng)成和激發(fā)大學(xué)生開展科學(xué)探索的興趣。因此,探究柔性化的課程設(shè)計題目以提升課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量對于學(xué)生綜合知識運用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。[2]
一、目前課程設(shè)計分析
目前高等工科院校常用的機械基礎(chǔ)課程設(shè)計題目是單級圓柱齒輪減速器和展開式二級圓柱齒輪減速器。減速器是工業(yè)中常用的典型傳動裝置,在油田抽油機、帶式運輸機、起重機和卷板機等有著廣泛的應(yīng)用。減速器設(shè)計過程需要查閱相關(guān)標準、規(guī)范、手冊等技術(shù)資料,涵蓋了機械設(shè)計基礎(chǔ)中齒輪傳動、帶傳動、軸承、軸、螺栓等主要通用零件的設(shè)計與計算,[3]包含了多門理論課程的內(nèi)容,體現(xiàn)了一般機械系統(tǒng)的常用設(shè)計方法,具有很強的綜合性。減速器設(shè)計的主要任務(wù)包括:進行傳動方案的制訂;電動機的選擇、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算;帶傳動與齒輪傳動的設(shè)計計算;軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及低速軸的彎、扭組合強度校核;軸承的組合設(shè)計與壽命計算;鍵的選擇及強度校核;聯(lián)軸器的選擇;減速器的與密封選擇等。[4]減速器設(shè)計的一般過程是:首先,指導(dǎo)老師布置任務(wù);然后,學(xué)生完成減速器裝配草圖一張、減速器總裝圖一張、軸與齒輪等零件圖以及6000~8000字設(shè)計計算說明書一份;最后進行課程設(shè)計答辯,按照圖紙、設(shè)計說明書與答辯情況評定成績。
減速器設(shè)計題目主要存在以下問題:題目單一,只是設(shè)計參數(shù)略有不同,學(xué)生可借鑒的資料很多,課程設(shè)計雷同現(xiàn)象比較嚴重,甚至出現(xiàn)一些抄襲現(xiàn)象;課程設(shè)計時間一般為2周,學(xué)生設(shè)計期間非常緊張,大多學(xué)生需要晚上加班才能完成。學(xué)生忙于應(yīng)付完成課程設(shè)計,很少有學(xué)生主動去圖書館查閱相關(guān)的資料;老師一般需要指導(dǎo)2個班,工作量很大,老師很難保證照顧到每一位同學(xué);課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容與傳動方案長期不變,學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書按部就班地進行,無法調(diào)動學(xué)生的積極性與激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,不能滿足現(xiàn)代工程教育創(chuàng)新訓(xùn)練的要求;每一個同學(xué)單獨完成一個題目,同學(xué)之間的交流與討論較少,團隊協(xié)作精神難以培養(yǎng)。
二、課程設(shè)計題目探索
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計 學(xué)習(xí)興趣 教學(xué)方法 工程意識
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是高職機電一體化專業(yè)的一門主要技術(shù)基礎(chǔ)課程。高職學(xué)生雖然學(xué)習(xí)積極性、主動性較高,但基礎(chǔ)參差不齊,總體水平相對較差。本文從以下四方面談?wù)劰P者的體會。
1.學(xué)生興趣的培養(yǎng)。大部分學(xué)生并不清楚為何要學(xué)習(xí)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》,相對于其他與考證相關(guān)的課程而言,他們學(xué)習(xí)該課程的積極性不高。因此,如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的主動性與積極性是課程教學(xué)首要考慮的問題。
一般而言,任何一門課程的"緒論"都要談到"為什么學(xué)"、"學(xué)到什么"以及"如何學(xué)"的問題。筆者介紹在"緒論"這一章節(jié)時,以幾個例子為背景,介紹機械的發(fā)展過程。如"牛拉耕田"、"拖拉機耕田"到"現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械","馬車"、"普通汽車"到"現(xiàn)代汽車","手搖紡車"、"傳統(tǒng)紡織機械"到"現(xiàn)代紡織機械"等,通過這些學(xué)生容易理解且熟悉的例子,來激發(fā)學(xué)生的興趣,使他們懂得現(xiàn)代機械是在傳統(tǒng)機械的基礎(chǔ)上集成了控制系統(tǒng)、測試系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)等發(fā)展而來的。通過對"現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械"、"現(xiàn)代汽車"、"現(xiàn)代紡織機械"等的介紹,使學(xué)生了解到現(xiàn)代機械仍然以機械工程為基礎(chǔ)。作為工科學(xué)生必須具備機械設(shè)計基礎(chǔ)知識,才能為后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及日后技術(shù)革新打好基礎(chǔ)。這樣的講解使學(xué)生懂得"為什么學(xué)",樹立"機械不會過時"及"機械是有用"的思想。
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,盡可能地加強直觀教學(xué),采用實物、模型等教學(xué)手段,利用多媒體課件教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺等各種器官的互相協(xié)調(diào)作用。
2.內(nèi)容整體性的把握。例子是詮釋理論、概念的方法之一?,F(xiàn)行教材中例題都是給出一些已知參數(shù),設(shè)計另外一些參數(shù)。筆者認為,這樣的例題講解不易使學(xué)生整體掌握該類設(shè)計,若將這類例題講解擴大為該類設(shè)計的講解,效果可能會更好。
以"一對斜齒圓柱齒輪"設(shè)計為例,題目一般給出斜齒圓柱齒輪傳遞的功率、輸入轉(zhuǎn)速、傳動比等已知參數(shù),要求設(shè)計該對斜齒圓柱齒輪。對于這樣的設(shè)計題,筆者認為應(yīng)當從該類零件設(shè)計的第一步做起,即為何選擇斜齒輪,由此與前面所學(xué)的的直齒輪特點聯(lián)系起來,使學(xué)生學(xué)習(xí)印象深刻;第二步介紹傳動比,向?qū)W生提出為什么前人的經(jīng)驗是傳動比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選擇,且過大過小會有什么問題?當電機輸入和用戶的輸出一定,傳動比過大時,如何解決這樣的問題等;然后轉(zhuǎn)到齒輪材料及其熱處理方式、齒輪齒數(shù)的選擇等,最后根據(jù)強度條件確定其余參數(shù)。這樣,使學(xué)生從整體上把握設(shè)計方向,即使條件改變,仍然能通過夠舉一反三解決問題。
3.關(guān)鍵內(nèi)容的提煉?!稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》前一部分內(nèi)容介紹了三大類常用機構(gòu):平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu),其中各類機構(gòu)又可劃分為很多種類。后一部分介紹通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設(shè)計理論和計算方法等,其內(nèi)容繁多,學(xué)生普遍感到?jīng)]有頭緒。因此,教師必須需要牢牢把握教學(xué)主線。下面筆者談?wù)剬Ω鞑糠謨?nèi)容講授的一點體會。
以"齒輪機構(gòu)"為例,這部分又可分為"標準齒輪"、"變位齒輪"兩個內(nèi)容。它包含的基本概念和基本原理之多,是其他常用機構(gòu)和常用零件不能相比的。盡管如此,筆者認為應(yīng)緊緊抓住了"漸開線特點"及"齒輪齒條嚙合特點",如只要準確理解了"漸開線特點",特別是漸開線在基圓做"純"滾動這一特點,就容易理解漸開線齒廓嚙合時"嚙合線為定直線"、"定傳動比傳動"、"可分性"等特點,以及漸開線齒輪"正確嚙合的條件"、"連續(xù)傳動的條件"等內(nèi)容。同樣,只要準確理解了"齒輪齒條嚙合特點",特別是齒條的漸開線為直線這一特點,就容易理解齒輪的加工原理、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)及變位齒輪等內(nèi)容。所謂"綱舉目張",在講授過程中時時和"漸開線特點"或"齒輪齒條嚙合特點"相聯(lián)系,抓住主線、突出重點、環(huán)環(huán)相扣、層層推進,這樣學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容就容易理解,不會有"繁雜"的感覺。
關(guān)鍵詞: 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》新課引入課堂教學(xué)課后思考題
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是中等職業(yè)學(xué)校機械類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,它的理論知識與實踐結(jié)合得很緊密,對于教材中的內(nèi)容,教師需要進行深入思考和挖掘,把理論在實踐中的應(yīng)用找出來,對應(yīng)用中存在的問題進行揭示和分析。只有用理論解決實際問題,才能使學(xué)生深刻理解、靈活運用理論,產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力和興趣,并進一步具有舉一反三的能力。筆者現(xiàn)結(jié)合近年我校實際教學(xué)情況,對新課引入、課堂教學(xué)、思考題設(shè)計等方面進行探討。
一、重視新課引入
新課引入是課堂教學(xué)的第一環(huán)節(jié),教師對新課引入得好,能激起學(xué)生的求知欲望,活躍課堂氣氛,使學(xué)生積極開動腦筋進行思考,主動地獲取知識。
教師運用實踐引入法引入新課需要精心設(shè)計,根據(jù)需要,可把實踐中的問題先提出來,一開始就開門見山地揭示主題,立即把學(xué)生的思維和興趣引向?qū)栴}的探討。例如,在講解《螺紋的種類及應(yīng)用》時,筆者這樣引入:“一般用手擰緊螺栓,順時針擰就能擰緊螺栓,可液化氣鋼瓶要逆時針才能擰緊,這是為什么?家里安裝水管接水龍頭時,要在接口處裹上一層白色的密封繩,才不漏水,這又是為什么?這些問題的答案就在今天要學(xué)的章節(jié)《螺紋的種類及應(yīng)用》中?!?/p>
教師運用動手引入法時要鼓勵學(xué)生動手動腦,讓學(xué)生參與制作簡單的模型,這有利于活躍課堂氣氛,促使學(xué)生輕松愉快地接受知識。例如,導(dǎo)入螺紋的概念時,教師可讓學(xué)生剪一個直角三角形,然后以直角三角形的一條直角邊為圓周,卷成一個圓柱形,則三角形的斜邊所形成的曲線就是螺旋線,若沿螺旋線做成有相同剖面的溝槽和凸起,這就是螺紋了。再比如,講授凸輪機構(gòu)時,對于什么是凸輪、凸輪的形狀是怎樣的、凸輪的輪廓形狀與從動件的運動規(guī)律之間的關(guān)系等學(xué)生不容易理解的問題,在講解前,教師可先讓學(xué)生動手用硬紙片制作幾個簡單的凸輪,形狀如圓形、大小圓弧過渡形、三角形等,再制作一個從動件,在黑板上演示運動過程,看看凸輪的形狀與從動件的運動之間的關(guān)系,得出從動件的運動規(guī)律是借助凸輪的輪廓曲線來實現(xiàn)的。那么,能實現(xiàn)從動件運動規(guī)律的具有曲線輪廓的構(gòu)件就是凸輪。這時教師再出示凸輪機構(gòu)的模型進行演示,學(xué)生就會更容易接受。
上述各種引入方法可以靈活運用。只有吃透教材,留心觀察生活中的機械知識,特別是一些新型機械的應(yīng)用,注重積累,才能更好地吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性。
二、靈活進行課堂教學(xué)
教師采用好的教學(xué)方法,課堂教學(xué)對教學(xué)雙方都是一件愉快的事情。教師不能墨守成規(guī),必須根據(jù)教學(xué)的任務(wù)、對象和條件,大膽嘗試新的教學(xué)方法,發(fā)揮學(xué)生的主體作用,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和自主學(xué)習(xí)的能力。學(xué)好《機械基礎(chǔ)》,不但可使學(xué)生在今后的工作中合理地使用、維護機械設(shè)備,而且可為學(xué)生進行技術(shù)革新提供必要的理論知識。因此,在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和自主學(xué)習(xí)的能力很有必要。
1.自學(xué)式教學(xué)方法。在教學(xué)過程中,對于較簡單的教學(xué)內(nèi)容,教師可采用自學(xué)式教學(xué)方法。自學(xué)式教學(xué)方法就是“提出問題+自學(xué)+回答問題+總結(jié)”,其操作步驟如下:第一步,教師指定學(xué)習(xí)內(nèi)容,并提出相關(guān)問題。第二步,學(xué)生圍繞問題進行自學(xué),明確學(xué)習(xí)目標。第三步,提問學(xué)生,可以多問幾個學(xué)生,并對學(xué)生的回答進行追問,把問題引向深入。第四步,根據(jù)學(xué)生的回答進行總結(jié),使學(xué)生形成新的知識。
2.類比教學(xué)法?!稒C械設(shè)計基礎(chǔ)》講述了各種傳動機構(gòu),如摩擦輪傳動、帶傳動、螺旋傳動、鏈傳動、圓柱齒輪傳動、圓錐齒輪傳動、蝸桿傳動、液壓傳動等,每種傳動都是介紹結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、參數(shù)、應(yīng)用特點。前面幾種傳動可以詳細介紹以上各項內(nèi)容和層層遞進的分析方法,最后歸納總結(jié)出應(yīng)用特點和應(yīng)用場合。當學(xué)生漸漸熟悉了這種分析傳動的方法后,教師可用鏈傳動來做一次類比法教學(xué)。教師可先讓學(xué)生模仿前面的方法分析鏈傳動的結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、參數(shù),再歸納總結(jié)出鏈傳動的應(yīng)用特點和應(yīng)用場合。同樣,學(xué)完直齒圓柱齒輪傳動以后,也可以用類比法學(xué)習(xí)斜齒圓柱齒輪。教師在教學(xué)中有意識地強調(diào)這種層層推進、抽絲剝繭的分析問題、思考問題的方法,學(xué)生就會養(yǎng)成習(xí)慣,以后碰到新的設(shè)備,先看看設(shè)備的結(jié)構(gòu),再分析其工作原理和參數(shù),歸納這種設(shè)備有哪些特點,可以運用在什么場合,從而培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。
3.記筆記教學(xué)法。針對一些學(xué)習(xí)氣氛不濃的班級,在課堂教學(xué)中,除了要提高知識的趣味性、實踐性來吸引學(xué)生的注意力和主動性外,教師還要有意識地培養(yǎng)學(xué)生做課堂筆記的習(xí)慣。教師教會學(xué)生做課堂筆記,堅持手腦并用,才能抓住他們的思維,讓他們跟著自己轉(zhuǎn),使他們的思維與自己保持一致。學(xué)生做好課堂筆記的關(guān)鍵是教師要精心設(shè)計板書。教師的板書應(yīng)分兩部分:一部分為主干部分,即本次課的基本概念和基礎(chǔ)理論,要寫在黑板的醒目位置,這也是這次課的重難點內(nèi)容,最好不要超過十句,并且要保持到下課前做總結(jié)用。另一部分為輔助部分,是一些有助于理解基礎(chǔ)知識的示意圖、公式推導(dǎo)和輔文字,這一部分要與第一部分明顯區(qū)分開來,可以隨寫隨擦,不要求學(xué)生記下來。學(xué)生一節(jié)課記筆記的時間不要超過十五分鐘,這樣學(xué)生在記筆記的同時也能注意聽教師講課;若筆記內(nèi)容太多,學(xué)生可能就只注意抄寫而不關(guān)注抄寫的內(nèi)容,對所學(xué)知識的理解就不充分了。
4.歸納總結(jié)法。學(xué)完一個章節(jié),要讓學(xué)生及時地進行回顧,歸納總結(jié)出本章的主要內(nèi)容,重難點是什么,使知識成為一個有機的整體。這樣,既有利于學(xué)生理清思路,又有利于學(xué)生記憶所學(xué)的知識。學(xué)完幾個章節(jié)后,還要進行比較和總結(jié),找出相同點與不同點。例如,講完帶傳動和鏈傳動后,學(xué)生可以進行一次比較,比較它們的傳動比的計算公式、范圍、準確性、工作環(huán)境等。
三、巧妙設(shè)計課后思考題
要真正學(xué)好一門課程,僅憑課堂45分鐘是不夠的。對機械有興趣的學(xué)生,只有一本教材是滿足不了他們的求知欲的。因此,在選擇一些典型習(xí)題作為課后練習(xí)的同時,教師巧妙地安排一些課后思考題也是必要的。學(xué)生通過對思考題的思考,可以到圖書館或上網(wǎng)查找資料,或詢問相關(guān)技術(shù)人員,或自己尋找實物來研究,這些題目對激發(fā)學(xué)生的好奇心,保持興趣,提高動手動腦的能力是很有幫助的。
總之,提高《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)效果的途徑是多種多樣的,只要教師平時多關(guān)注生活和生產(chǎn)中的機械,用心鉆研,不斷探索,把教學(xué)與實踐緊密結(jié)合,充分調(diào)動學(xué)生的能動性,就能找出一個令教師和學(xué)生都滿意的教學(xué)方法,從而提高教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力。
參考文獻:
[1]陳??骶?機械基礎(chǔ).中國勞動社會保障出版社,2001.
1 機械設(shè)計基礎(chǔ)雙語教學(xué)的必要性
隨著我國由機械制造大國向機械制造強國的邁進,如何擴大和深化中國制造在世界范圍的影響,快速吸收國外機械行業(yè)的先進知識與理念,成為我國面臨的一大難題。為適應(yīng)國際化與全球化的趨勢,教育部明確提出各高校需開設(shè)5%~10%的雙語課程,以提升學(xué)生跨文化交流、合作與參與國際競爭的能力,為我國機械行業(yè)培養(yǎng)具有較強工程實踐能力、優(yōu)秀創(chuàng)新能力和良好綜合素質(zhì)的優(yōu)秀工程應(yīng)用型人才[1]。為實現(xiàn)這一目標,把英語教學(xué)和學(xué)科專業(yè)課程的教學(xué)結(jié)合起來,實施雙語教學(xué),成為有效方法之一。此外,實施雙語教學(xué)對解決目前就業(yè)難的問題也是十分有效的,尤其是精通一門或多門外語的“雙語專業(yè)人才”供不應(yīng)求[2]。
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”作為一門培養(yǎng)大學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新思維的機械類課程[3],是工科生由公共課轉(zhuǎn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)課程。對機械設(shè)計基礎(chǔ)采用雙語教學(xué),其首要目標是課程的國際化學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計理論及其在外文文獻中的規(guī)范化表達。學(xué)生通過原版教材能夠深入了解國外先進的工程理念和應(yīng)用成果,大量接觸本專業(yè)詞匯及特定表達,在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時,提高專業(yè)知識的外語表達能力[4-5]。
2 做好機械設(shè)計基礎(chǔ)雙語教學(xué)的對策
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”不同于一般公共課,它涉及知識面廣,理論性強,與實踐結(jié)合緊密[6]。簡單的將中文教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)橛⑽慕虒W(xué)的傳統(tǒng)雙語教學(xué)方法,并不能獲得理想的教學(xué)效果。所以,研究“機械設(shè)計基礎(chǔ)”雙語教學(xué)的方法與技巧,改革傳統(tǒng)雙語教學(xué)模式,成為擺在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”授課教師面前的一個重要課題。
2.1 提高重視程度
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”雙語課程是一門文理兼?zhèn)涞恼n程,既具有機械原理與機械設(shè)計等實踐性較強的學(xué)習(xí)內(nèi)容,又具有較強的外語學(xué)習(xí)內(nèi)容。在教學(xué)過程中,既需要理論聯(lián)系實踐,不斷提高學(xué)生設(shè)計與創(chuàng)新技能,又需要學(xué)生重視外語知識的學(xué)習(xí)與掌握。所以,教師首先要從思想上正確認識這門課開設(shè)的意義及所面臨的困難,提高對該門課程教學(xué)實踐的重視程度。
2.2 雙語教材建設(shè)
好教材是教學(xué)進展順利的前提,是提高教學(xué)質(zhì)量的保證。目前的雙語教材主要有兩類,一類是根據(jù)國內(nèi)優(yōu)秀機械設(shè)計基礎(chǔ)教材翻譯而成,側(cè)重基本概念及定理的演繹推理,方便外語基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生對照中文版教材學(xué)習(xí)。另一類為國外優(yōu)秀原版教材,以國外知識體系為基礎(chǔ),側(cè)重學(xué)生提出問題、分析問題及解決問題能力的養(yǎng)成,內(nèi)容涵蓋較廣,適合外語水平較好的學(xué)生學(xué)習(xí)。
在選擇機械設(shè)計基礎(chǔ)雙語教材時,一方面需要考慮學(xué)生對機械專業(yè)知識的掌握程度,為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),教材應(yīng)該保證基礎(chǔ)理論與實踐應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容;另一方面,考慮學(xué)生對專業(yè)術(shù)語的外語表達能力,教材應(yīng)該突出學(xué)生需要掌握的機械外文詞匯、術(shù)語與表達方式,以提高學(xué)生的文獻閱讀與學(xué)術(shù)論文撰寫能力。高校應(yīng)鼓勵教師根據(jù)學(xué)生實際情況及教學(xué)要求,參照國內(nèi)外優(yōu)秀教材自行編寫雙語教材。
2.3 雙語教學(xué)內(nèi)容探索
在機械設(shè)計基礎(chǔ)雙語課程教案設(shè)計及課堂講授過程中,教師應(yīng)根據(jù)所授專業(yè)與班級學(xué)生的實際狀況,將機械知識與專業(yè)外語學(xué)習(xí)結(jié)合,合理調(diào)整與安排教學(xué)內(nèi)容。
(1)教學(xué)內(nèi)容重點突出
機械設(shè)計基礎(chǔ)雙語課程內(nèi)容多且課時有限,應(yīng)改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法,重視學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中的主體地位,精簡講授內(nèi)容,突出機械知識難點與外語掌握重點,將部分內(nèi)容改為輔導(dǎo)內(nèi)容,這既有利于學(xué)生課外掌握外語知識,又有利于課堂上理解重點內(nèi)容,提高學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主動性,培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析與解決問題的能力。
(2)中英文比例靈活調(diào)整
機械設(shè)計基礎(chǔ)雙語教學(xué)的目的在于學(xué)生在掌握機械知識的基礎(chǔ)上,能夠靈活應(yīng)用外語開展學(xué)習(xí)與交流。授課重點在于機械知識的講授,并非純粹的純英文授課,學(xué)生接受專業(yè)知識能力受其外語水平制約嚴重。教學(xué)過程中應(yīng)平衡好專業(yè)教學(xué)與外語教學(xué)之間的矛盾,不能過分追求英文教學(xué)比例,推薦采用60%~70%的外語授課比例。具體授課過程中,開始階段用中文解釋內(nèi)容重點與難點,避免學(xué)生因畏難心里而喪失學(xué)習(xí)興趣和信心;隨課程內(nèi)容深入而逐步提高英文比例,到教學(xué)中期英文授課內(nèi)容提高到80%比例[6];后期課堂可采用全英文授課,讓學(xué)生循序漸進適應(yīng)英文授課。
2.4 不斷創(chuàng)新雙語教學(xué)手段
適宜的教學(xué)手段能使師生協(xié)作,達到良好的授課效果??紤]到學(xué)生對英文講授的理解速度慢,課堂教學(xué)應(yīng)減少理論推導(dǎo),靈活運用模型展示、多媒體技術(shù)、課堂討論等多種教學(xué)手段,吸引學(xué)生興趣,持續(xù)保持課堂專注度,提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
(1)模型演示
模型演示有利于學(xué)生對機械原理的直觀認識,深化對英文描述的理解,生動形象的教具演示來闡述抽象的機構(gòu)理論知識,更便于專業(yè)知識理解與英文記憶。
(2)多媒體技術(shù)
在描述機構(gòu)死點問題時,教師利用含有英文講解的飛機起落架視頻演示,不僅具有了模型演示的形象直觀性,也非常有利于學(xué)生課后溫習(xí)與掌握。
(3)學(xué)生講課
大部分機械理論體現(xiàn)在生活實際中,應(yīng)鼓勵學(xué)生觀察并用英文描述與機械有關(guān)的常識。每堂課前五分鐘由學(xué)生英文講解與機械相關(guān)的生活現(xiàn)象,將會極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。
2.5 改革考核方式
目前僅有的期中與期末兩次考試成績并不能準確反映學(xué)生對課程的掌握程度。由于機械設(shè)計基礎(chǔ)雙語課程知識量大,需要學(xué)生課外花費較多精力來消化課堂內(nèi)容,容易引起學(xué)生平時不學(xué)習(xí)而最后突擊考試。所以,加大平時成績比重,將課后作業(yè)、課堂討論、實驗報告、課外論文等納入考核范圍,采用多樣化的考核方式,通過對學(xué)習(xí)過程與應(yīng)用能力的綜合權(quán)衡,公正考核出學(xué)生對專業(yè)知識掌握的真實水平。
2.6 雙語教師隊伍的建立
雙語教學(xué)一方面要求授課教師具有扎實的專業(yè)理論與實踐知識,另一方面要具有較高的英語授課水平。雙語教師隊伍的建立有兩種方式,一種是聘請國外優(yōu)秀教師前來授課,但國內(nèi)外教學(xué)模式的差異導(dǎo)致教學(xué)效果并不理想;一種是組織年輕教師進入國外高校觀摩學(xué)習(xí),提高教師雙語教學(xué)水平,并吸收國外優(yōu)秀教學(xué)模式。在此基礎(chǔ)上,通過與國外院校合作辦學(xué),為教師提供雙語教學(xué)學(xué)術(shù)交流活動。
【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計基礎(chǔ) 教學(xué) 改革
機械設(shè)計基礎(chǔ)包含機械原理和機械設(shè)計兩門課程,是機械類各專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,起著從基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課的橋梁作用。機械設(shè)計基礎(chǔ)是對學(xué)生進行設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、工程意識訓(xùn)練的主要課程。因此,課程教學(xué)內(nèi)容和體系改革的基本思想是既要讓學(xué)生能夠較扎實地掌握從事工程技術(shù)常規(guī)工作所需要的基本理論、基本技能,還要讓學(xué)生了解新知識及本學(xué)科的新發(fā)展,拓寬知識面,開闊學(xué)生的思路,從而更有利于學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1 理論教學(xué)環(huán)節(jié)
理論教學(xué)環(huán)節(jié)是機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)改革的一個重要方面,我們主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段三方面進行了新的嘗試。
1.1 教學(xué)內(nèi)容
目前高校都提出了“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”的人才培養(yǎng)模式,因此,理論課程的課時壓縮嚴重。而《機械設(shè)計基礎(chǔ)》由于融合了《機械原理》和《機械設(shè)計》兩門課程,故涉及的內(nèi)容多,理論性、實踐性都比較強,如果面面俱到,老師講解起來感覺力不從心,學(xué)生聽課時如聽天書。因此,為了適應(yīng)新的人才培養(yǎng)模式,必須對教學(xué)內(nèi)容做相應(yīng)的調(diào)整。
1.1.1 對與先修課程重復(fù)的內(nèi)容進行必要的精簡。比如在平面機構(gòu)的運動分析和力分析這兩章中,很多知識都是理論力學(xué)中的重點內(nèi)容。以往在講授圖解法分析機構(gòu)的運動時,會花費大量學(xué)時講有關(guān)理論力學(xué)的知識,嚴重影響了其他內(nèi)容的講解??梢钥紤]先讓學(xué)生預(yù)習(xí)有關(guān)理論力學(xué)的知識,然后著重對方法進行介紹和講解,既節(jié)約了學(xué)時,也收到了預(yù)期的教學(xué)效果。
1.1.2 在機構(gòu)分析中,增加了解析法內(nèi)容。以往在機構(gòu)分析和設(shè)計中,因圖解法形象、直觀,有利于學(xué)生對問題的理解,有助于數(shù)學(xué)模型的建立,同時對某些簡單的問題比解析法更有效,因此在學(xué)時安排上占有較大的比重。為了適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要,增加了解析法講解的力度。
1.2 教學(xué)方法
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程主要研究常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設(shè)計理論和計算方法,由于大多數(shù)學(xué)生缺乏實踐知識,他們在學(xué)習(xí)過程中普遍感到抽象、枯燥、難學(xué),尤其是機械原理這部分知識,認為機構(gòu)運動簡圖與實際機器相差甚遠,很難將兩者統(tǒng)一起來。因此有必要對教學(xué)方法進行改革。
1.2.1 采用啟發(fā)式教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新意識,提高教學(xué)質(zhì)量。如在講授“鉸鏈四桿機構(gòu)的演化”內(nèi)容時,我們就地取材,用雨傘作教具。采用學(xué)生熟悉的生活工具模擬學(xué)習(xí)內(nèi)容,不僅取材簡單,而且生動形象,容易與實際的機器相結(jié)合,克服結(jié)構(gòu)運動簡圖抽象的特點。
1.2.2 采用師生互動、類比等教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維。教師可將自己的工作實踐及創(chuàng)新經(jīng)歷介紹給學(xué)生,這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高綜合素質(zhì)有很大作用。并且鼓勵學(xué)生自由選題開展小發(fā)明制作、軟件開發(fā)和教學(xué)論文撰寫等多種形式的創(chuàng)新活動。這種創(chuàng)新環(huán)境和氛圍幾乎能夠適應(yīng)每一名同學(xué),因而有利于學(xué)生脫穎而出,做出較好的創(chuàng)新業(yè)績。
1.3 教學(xué)手段
傳統(tǒng)的教學(xué)系統(tǒng)是由老師、學(xué)生和教材這三個要素構(gòu)成的,以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式,它的特點就是由教師通過講授、板書,把教學(xué)內(nèi)容傳遞給學(xué)生。隨著機械原理教學(xué)改革地深入,教學(xué)手段也必須進行改革,否則難以完成相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,也達不到相應(yīng)的教學(xué)效果。機械原理部分有一些機構(gòu)的原理比較抽象,無法用語言形象地表達清晰,學(xué)生認知困難,很難在學(xué)生中形成深刻的印象。運用計算機的動畫制作技術(shù),可將一些難以想象和無法用語言表達的機械運動過程和工作原理制成多媒體課件,在講授相關(guān)內(nèi)容時巧妙的將現(xiàn)有教具與多媒體課件結(jié)合使用,將那些難以想象的機械運動過程和工作原理演示出來。
2 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程》教學(xué)的另一重要部分是實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),它包括實驗教學(xué)和課程設(shè)計。
2.1 實驗教學(xué)
實驗教學(xué)也是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的一個重要的實踐性環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和工程意識、檢驗知識的重要手段。對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)的改革,應(yīng)從以下幾個方面進行:一是將某些驗證性的實驗通過電教片播放,為學(xué)生增加一些感性認識即可。二是新增設(shè)設(shè)計型機構(gòu)方案構(gòu)思組裝實驗,要求學(xué)生自己設(shè)計實驗,自己動手完成,不再依賴于教師。三是設(shè)計綜合性的實驗,通過對實際機器的綜合研究,培養(yǎng)學(xué)生的整體意識和工程意識。
2.2 課程設(shè)計
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié),其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用基礎(chǔ)理論知識的能力、工程分析能力和運用資料等基本設(shè)計能力。對于學(xué)生中普遍存在的工藝知識和公差知識的不足,應(yīng)在設(shè)計中逐步給予講解和補充,使學(xué)生通過設(shè)計全面掌握和鞏固機械設(shè)計的相關(guān)知識。
3 結(jié)束語
總之,機械設(shè)計基礎(chǔ)課堂教學(xué)的改革是一個系統(tǒng)工程,涉及課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié),全面推進教學(xué)改革措施,才能取得良好的效果。必須刪掉陳舊或重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容,增加新發(fā)展的內(nèi)容,拓寬學(xué)生的知識面;在教學(xué)方法上,充分利用計算機的輔助教學(xué)作用,使計算機貫穿于整個教學(xué)環(huán)節(jié),使教學(xué)方法上一個臺階,為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和走向工作崗位打下堅實的機械設(shè)計基礎(chǔ)。
【參考文獻】