《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革與創(chuàng)新探究
1.引言
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是高職教育中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其實(shí)踐性很強(qiáng)、涉及面廣、具有一定的代表性。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的基本設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法，具備機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械及傳動(dòng)裝置的基本技能。學(xué)生既需要掌握較好的理論知識(shí)，又需要具有較好的實(shí)踐動(dòng)手能力，傳統(tǒng)的教學(xué)及考試方法能否達(dá)到要求，是一個(gè)值得我們探討及思索的問(wèn)題。
2.課程教學(xué)改革體系結(jié)構(gòu)
圖1 教學(xué)改革體系結(jié)構(gòu)
課程教學(xué)改革應(yīng)從圖1所示5個(gè)模塊進(jìn)行，它涵蓋了學(xué)生接觸到完全掌握該課程所需全部環(huán)節(jié)。
3.課程教學(xué)改革內(nèi)容
3.1 教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)新
教學(xué)應(yīng)當(dāng)為職業(yè)服務(wù)，傳統(tǒng)的目標(biāo)教學(xué)法太籠統(tǒng)，隨著職業(yè)在教學(xué)中的深入，創(chuàng)新式的目標(biāo)教學(xué)法得到應(yīng)用，如圖2所示。它在一開(kāi)始就結(jié)合職業(yè)向?qū)W生提出所要達(dá)到的職業(yè)知識(shí)、能力及素質(zhì)目標(biāo)。這樣有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
圖2 教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)新
3.2 課程內(nèi)容優(yōu)化
針對(duì)高職教育的特點(diǎn)，在課程內(nèi)容的優(yōu)化上應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)，在理論授課的同時(shí)可配合實(shí)踐。如每個(gè)部分講完后可安排適當(dāng)?shù)膶?shí)踐性環(huán)節(jié)，最好設(shè)計(jì)出或做出實(shí)物，這樣學(xué)生有成就感，對(duì)所學(xué)知識(shí)也記得牢。
以《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》為例，可將內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，分成以下幾個(gè)模塊：
圖3
如圖3所示，可在每個(gè)模塊中安排設(shè)計(jì)練習(xí)，增加學(xué)生動(dòng)手時(shí)間。
3.3 教學(xué)方法創(chuàng)新
教學(xué)方法應(yīng)該有創(chuàng)新，如在講解平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式時(shí)，很多教師是直接給出公式：F=3n-2PL-PH，其中n為可動(dòng)構(gòu)件數(shù)，PL為低副個(gè)數(shù)，PH為高副個(gè)數(shù)，要學(xué)生記住，這種教學(xué)方法已經(jīng)不適合現(xiàn)代教學(xué)的要求。此時(shí)我們可采用動(dòng)態(tài)分析及與學(xué)生互動(dòng)來(lái)闡述這一公式形成的過(guò)程。學(xué)生可能會(huì)更感興趣、記得更牢。下面我們以凸輪機(jī)構(gòu)為例，推導(dǎo)一下機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式。
�。�1）如圖4（a）所示，平面內(nèi)沒(méi)受任何約束的物體有3個(gè)自由度，此時(shí)平面內(nèi)有兩個(gè)沒(méi)有約束的物體，分別是凸輪和從動(dòng)件，故自由度為：
F=3n=3×2=6
�。�2）如圖4（b）所示，此時(shí)從動(dòng)件與機(jī)架形成了一個(gè)移動(dòng)低副，凸輪與機(jī)架形成了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)低副，即機(jī)構(gòu)共有兩個(gè)低副，我們知道每個(gè)低副限制兩個(gè)自由度，故現(xiàn)在該機(jī)構(gòu)自由度為：
F=3n-2PL=3×2-2×2=2
（a） （b） （c）
圖4 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式推導(dǎo)
�。�3）如圖4（c）所示，從動(dòng)件與凸輪接觸在一起，形成一個(gè)高副，而高副限制1個(gè)自由度，故該機(jī)構(gòu)的最后自由度計(jì)算公式為：
F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1×1=1
這樣推導(dǎo)出來(lái)的公式便于學(xué)生的理解與記憶，并應(yīng)用于實(shí)際解題中。
3.4能力訓(xùn)練創(chuàng)新
傳統(tǒng)教學(xué)追求全而廣，希望學(xué)生全面掌握所有零部件的設(shè)計(jì)，但實(shí)際上是很難做到。所以，應(yīng)該改革能力訓(xùn)練，除了在授課的同時(shí)對(duì)所有模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)訓(xùn)練外，還應(yīng)對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)能力訓(xùn)練，力求學(xué)生掌握重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。如表1所示。
表1 能力訓(xùn)練項(xiàng)目
表1為《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)的.訓(xùn)練內(nèi)容。通過(guò)以上內(nèi)容的訓(xùn)練，學(xué)生將掌握常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的基本設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法，具備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械及傳動(dòng)裝置的基本技能。
3.5考試改革思路
改革思路：“閉卷考試”+ 課程設(shè)計(jì)”+“開(kāi)卷考試”
�。�1）閉卷考試能反映學(xué)生掌握理論知識(shí)的情況，具有較強(qiáng)的真實(shí)性，建議保留，但比例應(yīng)當(dāng)縮小，縮小為60%。
�。�2）改革課程設(shè)計(jì)。老師可采取隨時(shí)抽查，不定時(shí)監(jiān)督、用學(xué)生相互監(jiān)督等措施，減少或杜絕抄襲現(xiàn)象。采用多樣化設(shè)計(jì)形式，如減速器設(shè)計(jì)中，既可以采用圖5所示直接以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)減速器的方案設(shè)計(jì)，也可以采用圖6所示通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)的減速器設(shè)計(jì)方案，這樣學(xué)生可以自由選擇，調(diào)動(dòng)了他們的學(xué)習(xí)積極性。將課程設(shè)計(jì)比例增大到30%。因?yàn)閷W(xué)生能不能設(shè)計(jì)真實(shí)機(jī)械零部件是檢驗(yàn)他們機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)得好不好的關(guān)鍵。
（3）增加開(kāi)卷考試。具體方法是：將課程設(shè)計(jì)中兩張零件圖繪制去掉，因?yàn)辇X輪及軸的尺寸、形狀在減速器裝配圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明書上都有體現(xiàn)，屬重復(fù)工作。將節(jié)省出來(lái)的時(shí)間組織一場(chǎng)開(kāi)卷考試檢驗(yàn)學(xué)生的動(dòng)手設(shè)計(jì)能力�？荚嚂r(shí)間必須安排在課程設(shè)計(jì)的最后，等學(xué)生交完設(shè)計(jì)說(shuō)明書之后，以避免學(xué)生抄襲，考試內(nèi)容就以減速器為題，考核成績(jī)算入課程設(shè)計(jì)成績(jī)，占10%。
開(kāi)卷考試的考試題目可從學(xué)生的課程設(shè)計(jì)中抽取。如某班人數(shù)較多，設(shè)計(jì)時(shí)6人為一小組，開(kāi)卷考試時(shí)將同一組設(shè)計(jì)的5～6名同學(xué)分開(kāi)，并布置不同的試題，可按如下方式命題：
4.結(jié)束語(yǔ)
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)改革可在一定程度提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。經(jīng)過(guò)課程考核改革，學(xué)生的理論知識(shí)、動(dòng)手設(shè)計(jì)能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力都將得到一次綜合的檢驗(yàn)。能在一定程度上杜絕以前那種課程設(shè)計(jì)就是抄作業(yè)的不良作風(fēng)，使學(xué)生真正體會(huì)到知識(shí)的可貴之處。
參考文獻(xiàn)：
[1]戴士弘， 畢蓉.高職教改課程教學(xué)設(shè)計(jì)案例集[M].北京： 清華大學(xué)出版社， 2007.
[2]戴士弘.職業(yè)教育課程教學(xué)改革[M].北京： 清華大學(xué)出版社， 2007.
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