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淺談《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革研究與實踐論文
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程是機(jī)械工程等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課對學(xué)員學(xué)習(xí)專業(yè)課程起著承上啟下的橋梁作用。該課程的綜合性和實踐性都很強(qiáng)要求學(xué)生不僅要掌握扎實的基礎(chǔ)知識更重要的是理解從工程實踐中得來的知識經(jīng)驗還要具備在工程實踐中應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計機(jī)械傳動裝置的能力和創(chuàng)新能力。
一、現(xiàn)行教學(xué)中存在的突出問題
(一)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)形式仍占據(jù)主要地位
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》廣泛的課程內(nèi)容與有限的學(xué)時數(shù)及傳統(tǒng)課堂教學(xué)法之間存在矛盾影響學(xué)員掌握更多的機(jī)械知識,限制了他們分析、構(gòu)思和設(shè)計能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二)缺乏實踐手段教學(xué)目標(biāo)難以實現(xiàn)
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門實踐性較強(qiáng)的課程應(yīng)該邊學(xué)習(xí)邊實踐才能實現(xiàn)提高設(shè)計能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目標(biāo)。但實際上由于學(xué)時有限加之缺乏合適的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)很難達(dá)到這些要求。而且由于學(xué)員缺乏對實際機(jī)械系統(tǒng)的感性認(rèn)識,教學(xué)效果不甚理想相當(dāng)多學(xué)員只是把這門課作為一門課程去學(xué)習(xí)在實際中難以自覺運(yùn)用其中的知識去指導(dǎo)設(shè)計。
(三)課程設(shè)計中缺乏創(chuàng)新訓(xùn)練
許多新技術(shù)沖擊著傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計方法及設(shè)計思想像航空航天技術(shù)、超微技術(shù)、特種機(jī)器人技術(shù)等一系列高技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展,為機(jī)械設(shè)計提出了更高的要求而現(xiàn)行的機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)模式中忽視了學(xué)員獨(dú)立創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)不能最大限度地提高學(xué)生的實際設(shè)計能力和創(chuàng)造性設(shè)計能力。
針對上述存在的問題做了以下改革。
二、教學(xué)內(nèi)容改革
(一)適當(dāng)修改教材內(nèi)容完善設(shè)計所必需的基本知識和基礎(chǔ)理論
刪減了不實用的、過時的內(nèi)容舍去了概念化的對提高設(shè)計水平意義不大的部分二加強(qiáng)了可操作性強(qiáng)對提高設(shè)計水平有益的部分。以機(jī)械傳動、機(jī)械零件的設(shè)計為重點完善基本理論。教學(xué)時對基本設(shè)計計算原理和設(shè)計方法進(jìn)行系統(tǒng)介紹增加學(xué)生解決實際問題的思路和方法。對設(shè)計方法和步驟注意分析、總結(jié)和歸納以利于學(xué)生整體設(shè)計思想方法的形成。
(二)充實基本設(shè)計方法和實踐性內(nèi)容
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容改革廠方面要為學(xué)員學(xué)習(xí)專業(yè)課程和終身學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)另一方面要突出機(jī)械設(shè)計主題。課程內(nèi)容體系應(yīng)以設(shè)計為線索,以解決工程實際設(shè)計問題為目標(biāo)構(gòu)建設(shè)計基本知識和基本理論比較完備役計方法實用多樣的基本內(nèi)容體系。
(三)補(bǔ)充現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容體現(xiàn)先進(jìn)性
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速,CAO、優(yōu)化設(shè)計、有限元設(shè)計、綠色設(shè)計、反求設(shè)計等新的設(shè)計理論和方法層出不窮窄型V帶、硬齒面齒輪傳動、同步齒形帶傳動、自攻絲、膨脹螺栓聯(lián)結(jié)等這些過去因某些技術(shù)原因得不到應(yīng)用的機(jī)械傳動、聯(lián)結(jié)加今已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用�！稒C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》要適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,把握本課程的發(fā)展脈搏,及時補(bǔ)充新型結(jié)構(gòu)、傳動、零件介紹新的設(shè)計理論、方法、技術(shù)、計算機(jī)輔助設(shè)計等內(nèi)容拓寬視野焙養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計思路和方法焙養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
三、教學(xué)方法改革
如何提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力?我們知道�！剐驴偸窃趹�(yīng)對不同的困境或問題時產(chǎn)生的�！剐码x不開問題解決日所以在教學(xué)中應(yīng)注重設(shè)置“問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)情境赴學(xué)員通過一系列問題的解決來學(xué)習(xí)將靜態(tài)的知識轉(zhuǎn)化為動態(tài)的問題探究在對問題的探究中動腦、動口、動手使其得到發(fā)展。經(jīng)過教學(xué)實踐我們提出了“問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)法。
精心創(chuàng)設(shè)課堂情境的“問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)法就是精心創(chuàng)設(shè)問題,將靜態(tài)的知識轉(zhuǎn)化為動態(tài)的問題探究,和學(xué)員一起探索,共同思維,調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情引導(dǎo)學(xué)員發(fā)現(xiàn)問題的答案。在教學(xué)中這些問題不是隨意提出的而是以能最大限度地調(diào)動學(xué)員思維的積極性為原則在備課時創(chuàng)設(shè)好的。
精心備課是創(chuàng)設(shè)課堂問題情境的前提。要設(shè)計好課堂教學(xué),除應(yīng)有較深的知識功底外還應(yīng)當(dāng)抓住學(xué)員的心理特征啟發(fā)學(xué)員積極思維焙養(yǎng)他們探究問題、解決問題的能力,從而提高學(xué)員的思維能力和創(chuàng)新能力日。因此在備課過程中不僅要備教材還要備學(xué)員備教法備教學(xué)語言。教學(xué)語言的準(zhǔn)確性、生動性、形象性、啟發(fā)性、感染性會激發(fā)學(xué)員濃厚的學(xué)習(xí)興趣使他們積極主動地學(xué)習(xí)。通過創(chuàng)設(shè)“問題一發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)情境讓學(xué)員通過一系列問題的解決來學(xué)習(xí)知識。重點思考以下幾個方面的問題。
1.這一章節(jié)與其他章節(jié)有何聯(lián)系和區(qū)別,為什么要引入這一節(jié)加何引入才能更吸引學(xué)員。
2根據(jù)這一節(jié)內(nèi)容加何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容加何設(shè)置問題。
3本節(jié)重點是什么難點是什么字員學(xué)習(xí)時有可能犯哪些錯誤。
4.習(xí)題的選擇是否難度適中是否一題多解字員在社會實踐、科學(xué)研究等課外創(chuàng)新實踐活動中還可做哪些探索。
如何讓學(xué)員各抒己見積極參與思考和研討?首先需要集中學(xué)員注意力教員應(yīng)該把抽象難懂的概念用通俗易懂的方式表達(dá)給學(xué)員注意安排課堂內(nèi)容的多樣化綜合應(yīng)用講解、討論、提問、自學(xué)等方式結(jié)合模型、錄像和多媒體課件等教學(xué)手段,力求教學(xué)內(nèi)容生動、活潑。還應(yīng)使學(xué)員腦力活動和實際操作相結(jié)合,操作可以起到組織和控制注意的作用讓學(xué)員演示模型、安排實驗等都可以集中學(xué)員注意力,幫助他們克服分心的問題。教員在講到問題轉(zhuǎn)折時應(yīng)從分析現(xiàn)象或工程實際問題入手或者說明這個問題與其將來的需要、任務(wù)有關(guān)激發(fā)學(xué)員探究問題的興趣使其注意力很快轉(zhuǎn)移和集中。
為充分調(diào)動各個層次學(xué)員在探究問題時的積極性應(yīng)力求在引入課題時就讓盡可能多的、處在不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)員走進(jìn)來進(jìn)而在教員精心創(chuàng)設(shè)的具有挑戰(zhàn)性的問題情境中互相影響、討論、激勵,活躍課堂氣氛抓住學(xué)員的注意力,使學(xué)員的思維過程層層深入充分發(fā)揮學(xué)員思維的積極性,贊賞學(xué)員獨(dú)特和富有創(chuàng)意的理解和表達(dá)在廣泛研討的基礎(chǔ)上集思廣益總結(jié)得出所探討問題的結(jié)論不僅掌握了知識,更重要的是培養(yǎng)了學(xué)員的思維和創(chuàng)新思維能力。
“問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)法與傳統(tǒng)的“知識一接受”教學(xué)法的區(qū)別在于以下三個方面〔1)“知識一接受”教學(xué)法是由教員詳細(xì)地講解字員被動地接受歲問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)法是由教員引導(dǎo)學(xué)員的學(xué)習(xí)方向赴學(xué)員自己去探索未知的世界探索就是發(fā)現(xiàn)。(2)“知識一接受”教學(xué)法著重學(xué)習(xí)的結(jié)果,“問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)法著重學(xué)習(xí)的過程。(3)一接受”教學(xué)法強(qiáng)調(diào)獲得知識本身,“問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)法強(qiáng)調(diào)獲得知識的方法。
“問題一發(fā)現(xiàn)”教學(xué)法的核心就是教員引導(dǎo)學(xué)員共同參與知識發(fā)現(xiàn)的過程焙養(yǎng)學(xué)員自己尋找知識的能力這樣不僅激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情焙養(yǎng)他們善于提問、思索和分析的習(xí)慣提高自學(xué)能力而且透過科學(xué)技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系使他們破除對科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)突破的神秘感從而積極主動地投身到具有創(chuàng)造性的研究工作中。而“知識一接受”教學(xué)法則把知識當(dāng)成現(xiàn)成的結(jié)論使學(xué)員變成一種被動的接受工具這樣不僅使他們失去了對任何知識的新鮮感甚至可能扼殺他們開發(fā)新知識的創(chuàng)新意識和能力。下面對兩種教學(xué)方法進(jìn)行比較。
(一)在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計教學(xué)中兩種方法的比較
1.采用“知識一接受教學(xué)法”的做法。(1)設(shè)計前,教師把設(shè)計過程仔細(xì)講一遍役計中學(xué)員按照教員講的設(shè)計順序照貓畫虎地做一遍。(2)設(shè)計中教員做有問必答的輔導(dǎo)甚至沒問先答。(3)評定成績時看重圖面質(zhì)量。
2采用“問題一發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”的做法。(1)布置設(shè)計任務(wù)時教員只講設(shè)計要求不講具體設(shè)計過程讓學(xué)員自己去咀嚼。(2)學(xué)員做設(shè)計時精力集中在思維過程而不是圖面質(zhì)量。(3)評定成績時不注重圖面質(zhì)量而注重考查學(xué)員的思路是否正確以及動腦多少。
3.采用“知識一接受教學(xué)法”做課程設(shè)計的弊端。(1)由于教員講得細(xì)輔導(dǎo)得勤,學(xué)員處于被動地位,容易造成教員在做設(shè)計字員只充當(dāng)制圖員的角色錯位。(2)學(xué)員把精力集中到制圖上,圖描得又黑又亮,制圖訓(xùn)練得多思維訓(xùn)練得少得不償失。(3)畫圖好的學(xué)生得分高成績失真不能考查學(xué)員的思維能力,助長了高分低能的情況。
4.比較結(jié)果。從以上兩種方法的比較中不難看出,“知識一接受教學(xué)法”著重結(jié)果對課程設(shè)計來說學(xué)員接受了教員的詳盡講解、指導(dǎo),以盡快做出設(shè)計為目的而“問題一發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”著重學(xué)員學(xué)習(xí)的過程對課程設(shè)計來說教員不做詳盡指導(dǎo),以培養(yǎng)學(xué)員思維及創(chuàng)新能力為目的。顯然后者的科學(xué)合理性不言而喻。
(二)在習(xí)題課中兩種方法的比較
1.采用“知識一接受教學(xué)法”的做法�！爸R一接受教學(xué)法”的做法是每當(dāng)上習(xí)題課時教員把本章習(xí)題中出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)后指出來,再演算幾個新題,學(xué)員只是接受。學(xué)習(xí)好的學(xué)員認(rèn)為自己已經(jīng)會了,習(xí)題課上精力不集中字習(xí)較差的學(xué)員只能把教員演算的題抄下來課后才去消化。
2采用“問題一發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”的做法。在習(xí)題課中采用“問題一發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”與采用“知識一接受教學(xué)法”的做法明顯不同,例如,我們在上《機(jī)械原理》課“輪系”一章習(xí)題課時預(yù)先布置17個習(xí)題以小組為單位準(zhǔn)備全組共同承擔(dān)。課下學(xué)員們積極思考相互討論。習(xí)題課上來自四個不同小組的四名學(xué)員當(dāng)場抽簽得到的一個題目,同時在黑板上解題,然后由全班學(xué)員來判斷其對錯。如果做對了,由做題者向全班學(xué)員講解思路若有錯誤,由本小組派另一名學(xué)員上來改錯。這樣同時進(jìn)行四個題直到正確為止然后再換另外四個題目。兩個小時內(nèi)能進(jìn)行四組題,共16個題的討論。而“知識一接受教學(xué)法”兩個小時最多講8個題目。
3.比較結(jié)果。采用“問題一發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”開展小組討論式習(xí)題課不僅培養(yǎng)了學(xué)員分析問題、解決問題的思維能力而且培養(yǎng)了學(xué)員的協(xié)作能力、表達(dá)能力及板書能力,幾乎每個學(xué)員都有機(jī)會在黑板上做題。由于從小組派代表做題,每個人都怕影響小組榮譽(yù),所以準(zhǔn)備起來特別認(rèn)真對論時氣氛也活躍。實踐證明組織好習(xí)題課可以提高學(xué)員對本門課程的學(xué)習(xí)興趣。心理學(xué)認(rèn)為人們對完全不熟或完全熟悉的東西沒有興趣而采用“問題一發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”開展習(xí)題課教學(xué)正是處于兩者之間重在培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。
四、課程考核方式改革
考核的目的是檢查教學(xué)效果,即檢驗教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)程度和鑒別學(xué)員的差異性進(jìn)而督導(dǎo)激勵學(xué)員學(xué)習(xí)引導(dǎo)教學(xué)發(fā)展方向引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行知識積累、能力培養(yǎng)和創(chuàng)新精神塑造。
長期以來,《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程多采用閉卷考試這種考核方式對理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)課程是一種檢驗學(xué)習(xí)效果的有效形式而對設(shè)計性課程則存在較大弊端。因為設(shè)計能力體現(xiàn)在理論分析、資料運(yùn)用、綜合判斷等設(shè)計的多環(huán)節(jié)中,閉卷考試很難體現(xiàn)對設(shè)計能力的檢查無法檢查學(xué)員綜合分析和解決工程實際問題的能力。針對這些問題應(yīng)對考核方式進(jìn)行改革改變傳統(tǒng)的單一閉卷考試方式為以平時考核+閉卷考試+專業(yè)素質(zhì)考核等多種考核方式實行全程跟蹤考核,加強(qiáng)考核學(xué)員的工程實踐能力。其中專業(yè)素質(zhì)考核是以學(xué)員在社會實踐、科學(xué)研究、學(xué)科競賽等課外創(chuàng)新實踐活動中取得的成績來評判。本專業(yè)開設(shè)的競賽活動有大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽、成圖大賽等。
在改革實踐過程中還需系統(tǒng)籌建試題庫,做到教考分離�？己朔绞降母倪M(jìn)將學(xué)員從死記硬背的僵化教學(xué)模式中解放出來將學(xué)員的注意力引導(dǎo)到知識的靈活運(yùn)用上使學(xué)員注重理論與實踐的結(jié)合對加強(qiáng)創(chuàng)新能力和實踐動手能力的培養(yǎng)肩著十分重要的意義。
五、《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計改革
(一)課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容改革
在滿足課程設(shè)計選題原則不增加學(xué)員負(fù)擔(dān)的前提下,為了提高學(xué)員對課程設(shè)計的興趣和積極性聯(lián)系工程實踐可結(jié)合實習(xí)工廠的產(chǎn)品選題。這樣學(xué)員接觸到真實的產(chǎn)品就會自覺到工廠觀察實物,查找資料進(jìn)行設(shè)計計算和裝配圖紙的繪制。
長期以來指導(dǎo)教員都是自己編數(shù)據(jù)、編題目而現(xiàn)在從生產(chǎn)實際中選題對提高學(xué)員的設(shè)計水平和教員的教學(xué)水平都非常有益。但在選題中要注意選題的適當(dāng)和題目的相對穩(wěn)定,以利于完成課程設(shè)計的教學(xué)要求。這樣做雖說加大了教學(xué)難度要求教員有扎實的功底股計前必須做充分準(zhǔn)備但是能讓學(xué)員體會到機(jī)械設(shè)計中既要考慮原有樣機(jī),又要積極思考肩所創(chuàng)新二既滿足了具體的理論聯(lián)系實際的要求,又達(dá)到了綜合訓(xùn)練的目的較好地掌握了機(jī)械設(shè)計的基本方法使學(xué)員初步展示了運(yùn)用所學(xué)理論知識解決工程實際問題的能力對自己以后專業(yè)知識的學(xué)習(xí)充滿信心。
另外在課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容中增加了計算機(jī)輔助設(shè)計的內(nèi)容通過介紹《機(jī)械設(shè)計手冊(軟件版)》的使用,利用AO丁OCAO的二次開發(fā)程序進(jìn)行課程設(shè)計參數(shù)化繪圖使學(xué)員對計算機(jī)輔助設(shè)計有了理性和感性的認(rèn)識膠到了良好的效果。
(二)課程設(shè)計教學(xué)模式改革
打破傳統(tǒng)的理論與實踐教學(xué)的分工與界限將實踐教學(xué)內(nèi)容納入本課程實現(xiàn)理論教學(xué)和課程設(shè)計的一體化教學(xué)。提出不停課進(jìn)行設(shè)計訓(xùn)練,即提前布置任務(wù)(課題)+課堂輔導(dǎo)+課外繪圖的課題教學(xué)法。具體作法是課程設(shè)計以運(yùn)輸機(jī)當(dāng)中的傳動件作為設(shè)計對象在講授完帶傳動、齒輪傳動等內(nèi)容后郡將設(shè)計任務(wù)布置下去使學(xué)員明確所要設(shè)計的對象、方法、任務(wù)要求、時間安排等。在接下來講授聯(lián)結(jié)、軸承、軸的設(shè)計等教學(xué)過程中教員也授課也輔導(dǎo)岸員也上課也設(shè)計并利用輔導(dǎo)課和課外時間繪圖。整個設(shè)計過程需要6一8周。這種不停課安排課程設(shè)計的做法是一種采用課堂理論教學(xué)加課外設(shè)計課題相結(jié)合的新的教學(xué)模式。
課程設(shè)計成績的評定依據(jù)兩個方面。一是答辯，抽取與設(shè)計內(nèi)容相關(guān)的題卡回答問題二是審查裝配圖、零件圖和說明書。
以上對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式以及《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式改革進(jìn)行了研究和實踐。除此之外應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)對學(xué)員學(xué)習(xí)的主動性、自覺性要求較高，對教員的要求也很高,而且要取得好的教學(xué)效果必須有一套能充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)特點適合網(wǎng)上信息表達(dá)與傳輸?shù)膱D、文、聲、像并茂的電子教材及與教材緊密配合的豐富的信息資料庫這將是今后大力發(fā)展和重點建設(shè)的目標(biāo)。
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