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《机械设计基础》课程教学改革初探
出自:职业技术教育发布时间:2010年05月22日作者:吾买尔江•尼牙孜

摘要:《机械设计基础》是机械类各专业的一门主干技术基础课程,为适应高等职业教育人才培养要求,其课程改革方向是,整合课程内容,拓宽知识面,增加信息量;采用精讲多练、加强自学、分析讨论三环节相结合,以启发式教育为主的教学方法;利用现代教学手段,增强教学的直观性;重视实验教学,使学生学有所用;搞好课程设计,培养学生的综合技能。关键词:机械设计;教学改革;课程内容;教学方法;课程设计

    《机械设计基础》是机电一体化专业的一门重要的技术基础课程,主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。为了突出高职高专教学特点,提高教学质量,本文就该课程教学内容、教学方法和教学手段、实践环节等方面的改革提出一些看法。

    一、整合课程内容,调整课程结构
    高职教育教学内容及课程体系强调理论知识的应用,要求按照一线生产实际需要授课,其课程体系突出能力与素质的培养,教学内容应摆脱学科系统性、完整性的束缚。据此,教学内容调整的思路是强调基本知识、基本原理,注重实际应用,引入反映机械设计理论和方法的新概念、新理论、新方法,介绍各种新型机构和新的机械设计方法,力求在压缩课内学时的前提下拓宽知识面,增加信息量,提高教学效果。

    按照这一思路,对教学内容进行调整。机械原理和机械零件设计都是以机构运动简图为研究模型的,建立机械运动简图是机械设计的基础,因此应把机构的结构分析,机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号,机构运动简囹的建立作为重点讲授内容。对机构设计部分的内容,过去是以讲授图解法为主,随着计算机辅助机械设计的广泛应用,其教学内容应该以讲授解析法为主,并补充计算机辅助机械设计的内容,向学生简单介绍使用AutoCAD进行机械设计的方法,课后要求学生利用计算机完成简单机构的设计任务。对于机械传动和零件设计部分,应减少计算公式的推导过程,增加零件细部结构的设计介绍和一些设计参数的选取原则的介绍,并加强对机械运行的介绍,比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等多向学生介绍机械方面的新发展、新思路,以开阔学生的眼界。

    在过去的教学中,通常只重视设计计算,认为只要会计算就达到要求了,而轻视结构设计及与工程实际技术问题紧密结合的部分,导致教学与实际脱节。如滚动轴承这一章,轴承装置设计在教学中往往不作为重点,但却是生产一线技术人员接触最为广泛的内容:因此,可以把这章内容进行重新整合,把轴承装置设计作为重点,要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、润滑、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上,再举一些工程实例,如CA6140车床主轴支撑的例子,通过这个实例,使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过整合,使学生既学会了轴承的基本知识,又掌握了轴承的应用技术,同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。

    高等职业教育要办出自己的特色,就应按职 岗位所需的知识结构和能力结构以及生产实际需要来构建以职业技术能力为主的课程体系。据此,将《机械设计基础》课程内容调整为:机械的组成及特性——联接——机械传动——支承零部件——机械设计综述将以往的机械原理和机械设计两门单列的技术基础课程有机地融为一体。课程新结构首先从机械的整体出发,从宏观上使学生了解机械整体的基本知识和要求,把握零件和整体的关系。从简易的联接人手,到各种机械传动、支承结构,以机械传动为课程重点,把握各种机械传动的特点,为培养学生机械安装和调试能力奠定良好基础。机械设计综述一章,强化了整机设计的内容,对机械设计的一些共性问题进行综合阐述,为两周的课程设计做准备。

二、改革教学方法,提高教学效率
    针对机械设计基础课程的特点,采用“精讲多练、加强自学、分析讨论”三环节相结合,以启发式教育为主的教学方法,着重加强学生创新能力和综合素质的培养。

    精讲基本慨念、基本理论、基本方法,力求使知识容易理解、掌握和记忆。例如,对于机构的结构分析进行精讲,平面连杆机构设计、凸轮机构设计、平面齿轮机构设计都只精讲一种基本结构形式的设计方法,其他结构形式设计要求学生自学:对机械设计的基本概念的讲解强调讲练结合,即在各章节安排相应的练习,还安排一些阶段性的综合练习,提高练习的综合程度,注重方法的运用和掌握,注意对各种理论、方法的综合应用进行总结.使学生学牢学活知识,具有应用知识的能力一分析讨论是开发学生智能,锻炼学生胆量,培养学生科学思维能力的有效的教学方法。讨论的内容可以是概念题讨论、综合题讨论、自选题讨论。例如,经常布置一些较重要的概念性思考题,让学牛课外思考,下一次上课进行提问.适当讨论,这样可以促进学牛课外自学,加深对基本概念的理解。综合题的讨沦是选取一些概念性和综合性强、灵活性大、联系实际的习题,预先布置给学生,让学生思考一段时间后拟出解题思路,然后由学生上讲台解答。自选题的讨论是由学生从自己亲身经历的生活和工作实例中,提出与本课程有关的问题,由学生自己构想出解决问题的方法和途径、预期结果及分析,由学生上台讲解,并回答其他同学提出的问题。在整个教学过程中,启发式教学是激发学生积极思维的首要方法,它可以使学生加深对基本知识的理解与掌握。教师在讲课过程中一定要善于设疑、质疑,要特别注意在新旧知识的衔接转换处提出新问题,提出的问题最好能引起几种回答,以此激发学生积极思考,使学生在恰当的情境中做出正确的回答和判断。

    《机械设计基础》是与工程实际联系紧密的课程.教学过程中应特别注再理论联系实际一例如,在讲解机构时,列举了实际机器(汽车、内燃机等)和日常生活中(客车上的折叠椅、缝纫机的踏板机构等)的应用实例,又特别介绍了与专业有关的金属切削机床等应用实例,因而增强了基础课与专业课之间的联系。组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学时,事先布置一些思考题,让学生带着问题一边参观一边讨沦,把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来。每组织一次现场教学,授课教师都要对教学目的、要求、内容、组织形式等作周密考虑、精心安排。

三、利用现代教学手段,激发学生学习兴趣
    提高教学效果,关键在于融教与学为一体,最大程度地提高学生的学习积极性。适当运用直观教学的手段,改革程式化的教学方法,采用实物激励法、模型演示法、巧用挂图法、实践教学法可以增强学生的感性认识,提高学生的工程知识和业务技能,提高教学效率,改善教学效果CAI教学的特点是直观、形象、信息量大。在教学中,四杆机构的演化、死点位置的应用和危害及机构通过死点的方法,机构综合、机构的创新设计及新型的机构(如机械手、机器人等)、各种间歇运动机构的原理、应用及齿轮的各种加工方法等,是教学环节中不易掌握的难点,由于学生没有太多的实际生产经历,很难通过想象加以理解。CAI教学通过录像、三维动画的演示,把难点体现得很直观,学生很容易理解和掌握。

四、重视实验教学,提高学生的职业技能
    机械设计实验是学生职业技能培养的重要环节,因为它的实验课题是以机械工程技术为背景的,如通过渐开线直齿圆柱齿轮参数测定实验和减速器的结构分析和装配实验等,使学生学习和掌握具体的测试技术、测量方法,熟悉测量工具与设备。教师在指导过程中还可进行一些创新,设计并提出一些新的实验内容,如可选用一些磨损过的齿轮和使用过的减速器,让学生独立动手操作,通过分析,提出一些具体的修理、调整、改进的意见和解决问题的方案。这样,既巩固和加深了理论知识,又使理论知识与实践能力培养有机结合起来,同时使学生觉得学有所用。

五、搞好课程设计,培养学生的综合技能 
    首先,在选题上要考虑培养目标,有针对性,有侧重面:可选为二级减速传动装置作为设计题目,其中,一级为v带传动,另一级为单级斜齿网柱齿轮传动。这样的选题,既包括人本课程的主要内容,又使学生得到较为伞面的训练。在设计之前,应先组织学生对该传动装置进行拆卸、安装,使学生熟悉装置的基本构造,整体组成结构及各部分结构、功能、装置和调整;各个零件之间的连接关系与特点 然后找出标准件与非标准件,明确传动装置布置形式与空问位置的关系,建起一个立体的概念,避免出现闭门造车和照抄照搬式的设计,与生产实际相脱节。在设计过程中,许多参数不可能完全由计算决定,需要借助画图、初选或初估等手段,并且通过画图、计算、修改交叉进行,同时要求学生认真阅读参考资料,学会查阅相关手册。

参考文献:
[1]何元康,等.机械原理与机械零件[H].北京:高等教育出版社,l999.
[2]濮良责,等.机械设计[H].北京:高等教育出版社,1993.
[3]陈海魁.机械基础[H].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.

(责任编辑:大屯东)
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