獨立學院機械設(shè)計教學模式探索

時間:2022-03-06 03:24:19

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獨立學院機械設(shè)計教學模式探索

課程的安排和教師教學方面機械設(shè)計課程的開設(shè)基本是在學生學習完高等數(shù)學、機械原理、工程力學、機械制圖、公差與測量技術(shù)等前期基礎(chǔ)課程后在大三上學期開設(shè)的,所以老師在授課的時候幾乎是按照教學大綱的進度將內(nèi)容講授一遍,完全忽略了學生對難點知識的消化和掌握。而這門課程的特點是:后面很多章節(jié)的內(nèi)容只是針對了不同的研究設(shè)計對象(比如連接件、傳動件等),但是研究的主要內(nèi)容還是集中在疲勞強度、接觸強度以及基于強度展開的其他參數(shù)計算設(shè)計上面。所以,忽略了這個問題將直接導(dǎo)致學生越學越感覺枯燥,面對大量的公式和計算完全喪失學習興趣。實踐和設(shè)計上敷衍了事大部分學生由于在理論學習階段對很多知識沒有掌握清楚,所以在實踐設(shè)計過程中就完全不明白了。具體體現(xiàn)在:設(shè)計中整體結(jié)構(gòu)選擇不合理、零件選擇不合理、計算錯誤多、不會查閱手冊選擇合適的參數(shù)值、驗證錯誤等等,這樣就導(dǎo)致了一部分學生在這個環(huán)節(jié)大量抄襲。有的學生設(shè)計說明書出現(xiàn)大量錯誤,最后導(dǎo)致零件在結(jié)構(gòu)上無法裝配或是零件結(jié)構(gòu)尺寸明顯錯誤現(xiàn)象出現(xiàn),盡管這樣,他們還是不能找出錯誤所在。從以上反映出來的一些情況看,機械設(shè)計這門課程的教學過程還有大量的工作需要完善,這種完善體現(xiàn)在教師的“教”和學生的“學”兩個方面。對此,我們在教學的方法、手段、內(nèi)容選擇與時間安排上做了積極探索,這里,僅就“教”這個方面提出一些改進方法,以供探討。

選一本好的教材,科學選擇教學內(nèi)容關(guān)于教材的討論前面已經(jīng)敘述過,作為獨立學院,我們還是偏向選擇一本好的教材,對此,我們選擇了與總校一樣的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材——濮良貴主編第八版機械設(shè)計[2]。該教材針對獨立學院的學生的確顯得深奧,針對這種情況,我們結(jié)合幾年的教學實踐,對該教材的內(nèi)容做了取舍,比如:整個第七章,以及變位齒輪、圓弧齒圓柱齒輪等一些內(nèi)容不做介紹;對該教材的某些重點內(nèi)容做出調(diào)整,比如:第二篇連接,第三篇機械傳動,第四篇軸系等,里面的各種零件都涉及疲勞強度、接觸強度等的計算。那么我們將該部分內(nèi)容的重點放在了第一篇總論的第三章機械零件的強度里面做了重點介紹。在后面幾篇內(nèi)容的學習中,我們會將不同零件的強度公式、計算等拿來跟第三章零件的強度反復(fù)比較,講清楚它們的聯(lián)系與不同,讓同學們將這部分重點內(nèi)容連貫起來。這樣一來,做到了對知識的系統(tǒng)掌握,同時又能了解不同零件各自的設(shè)計特點。合理安排教學與實踐的時間,做好一次課程設(shè)計大部分獨立學院目前都安排有64課時的理論教學時間,我院也參考總校給這門課程安排了64課時的理論教學。此外,我們還安排了24課時的課程設(shè)計時間。由于我們對教材的一些內(nèi)容做出了調(diào)整,突出了一些重要知識點,相應(yīng)的弱化了一些知識點,這樣一來,64課時的理論教學時間基本上能滿足我們的教學和學生對理論知識的學習、掌握。機械設(shè)計課程設(shè)計是對同學們在學習完機械設(shè)計這門課程知識的一個總的檢驗,其重要性不言而喻,但是,往往就是這個過程做得不好,主要體現(xiàn)在兩個方面:一是安排的24課時是遠遠不夠的;二是設(shè)計過程中同學們普遍存在抄襲現(xiàn)象。造成這兩個問題的主要原因基本上是由于該門課程本身需要很長的理論教學時間,基本上要上到學期末,所以課程設(shè)計安排的時間就非常緊湊。另外,從這門課程本身的知識結(jié)構(gòu)來看,需要應(yīng)用大量的機械原理、工程力學[3,4]、機械制圖、高等數(shù)學等課程的知識,這些知識學生一般都差不多忘記了,現(xiàn)在要求他們在很短的時間內(nèi)應(yīng)用起來做某一機械設(shè)備的設(shè)計,這就直接導(dǎo)致了很多學生不愿花時間,也沒有更多的時間讓他們?nèi)プ鲞@次課程設(shè)計。針對這些現(xiàn)象,課程組老師進行了大量調(diào)研工作,集思廣益,對這門課程的教學與實踐時間進行了合理的安排,目的在于讓同學們利用所學知識完成一次好的課程設(shè)計。具體做法是:在學習完第三篇機械傳動后,開始布置課程設(shè)計內(nèi)容,設(shè)計分為幾個組,每個組選擇兩個合適的設(shè)計方案,同時復(fù)習機械原理、高等數(shù)學等知識,熟悉繪圖軟件。這個時間段差不多有一個月,與教學活動同時進行。在完成教學任務(wù)時,每個組的前期準備工作已經(jīng)完成,讓每個組將各自的設(shè)計方案在課堂上答辯,最后選擇一個總體設(shè)計方案。在最終確定設(shè)計方案后,給出每個學生具體設(shè)計參數(shù),再用兩周時間完成計算、設(shè)計說明書的編寫和零件圖、裝配圖的繪制。這樣做的好處是:一是通過組的方式,讓同學們積極參與方案設(shè)計與選擇,最大程度調(diào)動了每個同學的參與熱情,同時也讓每個同學了解了各自設(shè)計的具體內(nèi)容;二是充分利用了課程設(shè)計前的時間對關(guān)聯(lián)知識進行充分復(fù)習,能與新學到的機械設(shè)計知識融合起來參與設(shè)計,最大限度的避免了此前設(shè)計過程中出現(xiàn)的抄襲現(xiàn)象;三是給每個學生不同的設(shè)計參數(shù),讓每個學生在集體討論選擇方案的基礎(chǔ)上得到鍛煉,掌握機械設(shè)計過程中的重點,同時也避免了抄襲。四是將24課時的設(shè)計時間化整為零,避免了一學完理論知識就進行設(shè)計的計劃安排,將設(shè)計的整體難度讓學生分時間段進行消化,激發(fā)了學生的主動性。通過上述方式,在每次設(shè)計答辯時,我們明顯發(fā)現(xiàn)近兩年學生的課程設(shè)計內(nèi)容和質(zhì)量都有了很大提高。以往那種設(shè)計內(nèi)容不飽和、方案不完整、計算錯誤、裝配圖、零件圖與設(shè)計說明書不符、答辯時不能對設(shè)計作出合理闡述等現(xiàn)象有了明顯減少。精選習題,上好一堂習題課針對不少同學抱怨這門課程的習題題量大,計算復(fù)雜,公式繁多而且難以理解等問題,我們采取了精選習題,上好一堂習題課的方法,提高同學們的學習興趣,讓同學們敢于面對解決這些難題。具體做法是在完成每一篇的內(nèi)容學習后,安排一次習題課。習題的選擇既有結(jié)合零件設(shè)計的實際應(yīng)用,又有一些不同高校的考研試題。對于獨立學院的同學們來講,他們對之前接觸到的教材上的習題顯得有些排斥,需要老師給他們一些信心。這時,我們適時的精選一些考研試題,讓同學們體會到原來研究生入學考試的試題難度也不過如此,讓他們感受到原來基本知識還是在教材上;讓同學們認識到他們也有這個能力去解決這些難題。這個方法體現(xiàn)出來的效果非常明顯,以至于每次的習題課反而成了同學們最愛聽的一堂課。而且在習題課上,我也充分感受到了我們獨立學院學生對知識掌握的那種渴望。他們經(jīng)常會積極參與討論,提出自己的一些想法或者解題思路。通過在學習完每一篇知識后安排的一次習題課,還讓學生對前面的知識得到鞏固,同時明顯地感到同學們利用習題課的復(fù)習,加深了對所學知識的理解。除去以上介紹的三點,我們還積極安排學生參與實驗、采用多媒體教學、采用更加靈活的課堂教學方式、鼓勵并指導(dǎo)學生參與一些機械設(shè)計比賽、鼓勵學生參與教師的科研項目,積極創(chuàng)新等方式充分調(diào)動同學們學習機械設(shè)計課程的積極性,變被動枯燥的學習為積極主動的去獲取知識;變對知識的死記硬背,對公式的生搬硬套為解決實際設(shè)計過程的理論工具。

機械設(shè)計是機械類專業(yè)一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,它著重介紹了機械設(shè)計的基本知識、理論和設(shè)計方法,涵蓋了非常廣泛的其他本專業(yè)的基礎(chǔ)課程知識,所以對于“教”與“學”都提出了更高的要求。我們在長期的教學實踐和近幾年的教學改革過程中進行了積極探索,提出了一些新的教學方法和思路,這些方法跟思路在日常教學過程中正發(fā)揮著積極作用,對激發(fā)學生學習熱情、引導(dǎo)學生主動學習,積極創(chuàng)新有很大幫助。結(jié)合近幾年機械設(shè)計課程的教學改革,我們總結(jié)出上面幾點新的教學方法,供老師們參考并共同討論,希望能形成一套針對獨立學院機械設(shè)計課程更加科學、嚴謹、完善的教學方法。

本文作者:彭偉顧曉勤工作單位:電子科技大學中山學院