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探討機械設計課程建設的目標及手段論文
機械設計是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主千技術(shù)基礎課程，對學(xué)生的培養質(zhì)量起著(zhù)重要的作用。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)改革和建設，機械設計課程成為我校的優(yōu)秀課程。在機械設計課程的學(xué)習過(guò)程中，要綜合運用選修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能，結合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節進(jìn)行機械工程技術(shù)人員的基本訓練，逐步提高學(xué)生的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力，特別是分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為順利過(guò)渡到專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習及進(jìn)行專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品和設備的設計打下寬廣而堅實(shí)的基礎，因此它在教學(xué)中起著(zhù)承前啟后的作用。
一、優(yōu)化教學(xué)內容和體系
機械設計課程主要研究常用、通用機械零部件的設計，內容比較豐富，學(xué)生在初學(xué)時(shí)感覺(jué)繁雜而難以入門(mén)。為使學(xué)生易于理清學(xué)習的頭緒，在教學(xué)中我們始終貫穿"使用場(chǎng)合一失效形式一受力分析一強度計算一結構設計〃這一主線(xiàn)，把領(lǐng)頭知識機械零件的疲勞強度設計和主要零部件諸如齒輪傳動(dòng)的強度計算、軸的設計、滾動(dòng)軸承的選擇及組合設計、螺紋連接的強度計算及螺栓組連接的受力分析等內容列為重點(diǎn)內容，在課堂上重點(diǎn)講授。而把比較易于理解的某些章節，例如：機械零件常用材料和選擇原則、過(guò)盈連接、摩擦輪傳動(dòng)等列為—般性?xún)热�，安排學(xué)生自學(xué)。為了保證自學(xué)效果，對每部分自學(xué)內容都要列出自學(xué)提綱和要求并提出相應的問(wèn)題，并隨后進(jìn)行檢查。這樣提高了學(xué)生自主學(xué)習能力。
根據我校的培養目標和高素質(zhì)應用型人才培養的要求，我們在機械設計課程的教學(xué)中，加強基本概念和基本設計方法的講解，不強調系統的理論分析；著(zhù)重零件參數的合理確定原則、合理的結構設計；強調理解公式建立的前提、意義和應用。至于占學(xué)時(shí)比較多，而對提高學(xué)生工程設計能力又幫助不大的機械零件的強度計算公式推導過(guò)程，做了適當的刪減和調整。整個(gè)內容講述中注意密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，在課程內容中針對工程實(shí)例增加了創(chuàng )新設計的內容，努力培養學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。在例題和習題的選擇中，盡可能選用具有工程背景、典型性和啟發(fā)性的題目。
二、改進(jìn)教學(xué)方法、采用先進(jìn)教學(xué)手段
在教學(xué)方法上，我們增加了互動(dòng)討論式教學(xué)方法。52學(xué)時(shí)的講授課，以少、精、寬、新為原則，注重講重點(diǎn)、難點(diǎn)，傳授學(xué)生以思路、方法為主。在6學(xué)時(shí)討論課上，設置綜合型討論題目，通過(guò)小組討論和現場(chǎng)討論課，讓學(xué)生成為學(xué)習主體，創(chuàng )造條件使優(yōu)秀學(xué)生有機會(huì )發(fā)表自己的學(xué)習體會(huì )和研究成果。通過(guò)上討論課，讓學(xué)生參與到教學(xué)中來(lái)，調動(dòng)學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，教與學(xué)融為一體，使學(xué)生成為課堂的主體。例如在齒輪傳動(dòng)的設計中，在滿(mǎn)足基本要求的前提下先由學(xué)生自主選擇傳動(dòng)方案和設計方法，然后組織學(xué)生討論，各抒己見(jiàn)，最終在教師的引導下，得出正確、合理的設計結果。在課程設計中也采用了這種教學(xué)方法。教師們在授課中注重與學(xué)生交流，經(jīng)常提出一些問(wèn)題，引導學(xué)生的思路，使臺上、臺下融為一體，課堂氣氛活躍。
1.采用現代化的教學(xué)手段
在教學(xué)中采用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段，增加了教學(xué)信息量和提升了教學(xué)效果。同時(shí)，計算機輔助教學(xué)的形象化特點(diǎn)和生動(dòng)性、趣味性也大大激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的積極性，加深了對所學(xué)內容的理解，從而提高了整體教學(xué)質(zhì)量和水平。例如在講授機械傳動(dòng)時(shí)我們插入了工程應用現場(chǎng)錄像，給學(xué)生以生動(dòng)、直觀(guān)的印象。我教研室很早就購買(mǎi)了比較成熟的機械設計CA丨課件和機械設計試題庫。還有在課程設計之前，我們給學(xué)生播放減速器裝拆錄像，使學(xué)生對減速器中各個(gè)零部件的結構有一個(gè)深刻的印象，使學(xué)生對所學(xué)的知識有了直觀(guān)認識和理解，并且調動(dòng)了學(xué)生做好課程設計的興趣。
2.采用網(wǎng)絡(luò )課堂的教學(xué)方式
機械設計一直是我校的優(yōu)秀課程。早在2005年時(shí)我們就構建了〃機械設計〃網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺。網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺為學(xué)生提供了電子課件、電子教案、網(wǎng)上習題、網(wǎng)上答疑等教學(xué)資源，同時(shí)我們把機械設計這門(mén)課最新的教學(xué)信息都掛在網(wǎng)上及時(shí)提供給學(xué)生，培養了學(xué)生自主學(xué)習和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
三、注重工程意識和創(chuàng )新能力的培養
創(chuàng )新是高科技發(fā)展的動(dòng)力和源泉，是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動(dòng)力，創(chuàng )新能力的培養，是我國21世紀人才培養的核心目標。在機械設計教學(xué)改革中，我們十分注重培養學(xué)生的創(chuàng )新能力。在實(shí)踐教學(xué)中以注重培養學(xué)生的工程實(shí)踐意識、創(chuàng )新意識和動(dòng)手能力為原則，對實(shí)驗教學(xué)和課程設計做了以下改革。
1.加強動(dòng)手能力的培養，培養創(chuàng )新意識
機械設計開(kāi)設了機械零件認知實(shí)驗、機械性能驗證實(shí)驗和機械創(chuàng )新實(shí)驗。機械零件認知實(shí)驗室有機械零件陳列柜、機械創(chuàng )新設計陳列柜和典型機器。通過(guò)參觀(guān)陳列室的各種機械零部件、簡(jiǎn)單機構、機械的工作以及實(shí)際機械的運動(dòng)過(guò)程等增加學(xué)生的感性認識，理論與實(shí)際相結合，充分調動(dòng)學(xué)生的熱情，使學(xué)生對工程實(shí)際問(wèn)題有了初步認識。通過(guò)認知實(shí)驗的進(jìn)行，增加了學(xué)生對機械結構形式、種類(lèi)和運動(dòng)規律的理解和認識。機械性能驗證實(shí)驗是通過(guò)實(shí)驗現象，證實(shí)課堂教學(xué)的某種理論或規律等，加強了學(xué)生對機械零件性能的理解，深化了課堂教學(xué)效果，培養了學(xué)生的動(dòng)手能力。機械創(chuàng )新設計實(shí)驗改變了學(xué)生在實(shí)驗學(xué)習中的被動(dòng)地位，由學(xué)生自主設計實(shí)驗項目的實(shí)驗方式、方法和步驟，培養學(xué)生的創(chuàng )新思維，開(kāi)發(fā)創(chuàng )新潛能。機械設計創(chuàng )新實(shí)驗室有機構組合搭接創(chuàng )新設備、軸系結構設計設備等，為學(xué)生提供了良好的實(shí)驗環(huán)境。創(chuàng )新實(shí)驗教學(xué)使學(xué)生在實(shí)踐中掌握創(chuàng )新設計的基本方法，提高了學(xué)生的機械設計創(chuàng )新能力。
2.開(kāi)放實(shí)驗室
為發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，打破實(shí)驗教學(xué)受實(shí)驗學(xué)時(shí)的限制，改變多年的傳統實(shí)踐教學(xué)方法，我們同時(shí)面向教師和學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗室。學(xué)生自主對實(shí)驗項目進(jìn)行設計、改進(jìn)，自己選擇儀器、操作實(shí)驗過(guò)程，增加了學(xué)生實(shí)際動(dòng)手的機會(huì )，培養了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3.機械設計課程設計改革
機械設計課程設計是培養學(xué)生機械設計能力的重要實(shí)踐環(huán)節，它對培養學(xué)生的工程設計意識、設計能力有十分重要的意義。目前的課程設計還是以減速器為設計對象，這些題目能較為全面的反映機械設計課程的內容，能使學(xué)生對所學(xué)的課本知識進(jìn)行鞏固和應用。傳統的教學(xué)模式中，會(huì )在設計題目中給出明確的、經(jīng)過(guò)驗證的設計數據和設計方案，再加上有較為齊全的設計手冊、圖冊和指導書(shū)，制約了學(xué)生的思維。我們改革了這種讓學(xué)生〃照葫蘆畫(huà)瓢"的做法，要求學(xué)生從方案設計開(kāi)始進(jìn)行，并把整個(gè)設計環(huán)節分為方案設計、原理設計、結構設計等幾個(gè)階段，培養學(xué)生正確的設計思想，鼓勵學(xué)生敢于否定現有的參考方案和結構設計<培養學(xué)生的創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力。在課程設計中我們還鼓勵學(xué)生運用現代設計方法和現代設計手段，如優(yōu)化設計、計算機輔助設計、智能設計等。我們鼓勵并指導部分學(xué)生進(jìn)行三維計算機輔助設計，先后完成了二級展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪減速器、圓錐一圓柱減速器等產(chǎn)品的設計，并運用PRO/E進(jìn)行模擬仿真，使學(xué)生對自己的設計結果進(jìn)行虛擬驗證，不僅培養了學(xué)生計算機輔助設計的能力，而且培養了學(xué)生獨立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
四、機械設計課程建設的目標
機械設計課程現在只是院級優(yōu)秀課程，通過(guò)多年的實(shí)踐與建設，最近我們著(zhù)手申請“省級精品課程”。
�。ㄒ唬┘哟笳n程教學(xué)資源，特別是網(wǎng)絡(luò )教學(xué)資源的建設，完善網(wǎng)上答疑系統，及時(shí)更新和完善網(wǎng)上教學(xué)資料。
�。ǘ┻M(jìn)一步加強課程實(shí)驗教學(xué)環(huán)節建設，改革實(shí)驗教學(xué)形式和內容，爭取開(kāi)設更多的綜合性、設計性和創(chuàng )新性實(shí)驗。
�。ㄈ┻M(jìn)一步完善課程設計資料，優(yōu)化課程設計題目，努力提高課程設計的教學(xué)質(zhì)量。
五、結束語(yǔ)
21世紀的人才培養模式是〃低重心、寬口徑、重實(shí)踐、強能力〃。為此我們必須更新教育思想和教育觀(guān)念，優(yōu)化課程內容和體系，探索新的教學(xué)模式，加強理論與工程實(shí)踐的聯(lián)系。注重素質(zhì)教育，著(zhù)力培養學(xué)生獨立思維、用于創(chuàng )新、自主獲取和運用知識的能力。多年的研究與建設證明，機械設計教學(xué)是一個(gè)系統工程，需要各個(gè)教學(xué)環(huán)節的協(xié)調配合。為了提高學(xué)生的綜合能力，今后對機械設計教學(xué)的各個(gè)方面還有待于進(jìn)一步完善。
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