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1.1積極引導(dǎo)中職生快速切人設(shè)計(jì)主題在講授《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的設(shè)計(jì)時,要想確保中職生可以快速地領(lǐng)會設(shè)計(jì)教學(xué)的內(nèi)容和思想,就要求教師要以最快的速度切人到設(shè)計(jì)課的主題上來,而在布置給中職生學(xué)習(xí)任務(wù)的時候,教師要盡可能對這些任務(wù)進(jìn)行細(xì)化,如有可能,應(yīng)量化成為中職生每天完成的工作程度和詳細(xì)步驟。舉例說明:對于減速器的課程設(shè)計(jì),教師可以通過分組形式讓中職生先參觀減速器,以對它形成一個直觀的了解,在此基礎(chǔ)上再將設(shè)計(jì)的思路、方法以及步驟進(jìn)行反復(fù)地講解,同時充分地運(yùn)用著課程的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書這一輔助材料來幫助中職生逐步地完成前期化的設(shè)計(jì)工作,進(jìn)人到設(shè)計(jì)的主題中來。中職生要嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)任務(wù)書當(dāng)中的規(guī)定任務(wù)按時地完成。在后期的設(shè)計(jì)過程中,盡量確保時間的充裕,避免出現(xiàn)時間分配不合理的現(xiàn)象,更要防止因時間緊迫而出現(xiàn)剿竊、抄襲的情況,從而使設(shè)計(jì)質(zhì)量得到全面保證。
1.2全面提高中職生的綜合設(shè)計(jì)能力在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的整體設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,教師要因材施教地針對不同中職生的具體情況采取分組設(shè)計(jì)的模式,在各個小組內(nèi)部認(rèn)定一名組長,這名組長組織本組學(xué)生相互討論和學(xué)習(xí),如果遇到困難的時候可以先通過小組討論的方式給予解決,這種模式的優(yōu)點(diǎn)就在于可以提升中職生的思考能力和合作能力,并且能夠?qū)⒆晕矣^念和認(rèn)知全面融進(jìn)到整個的設(shè)計(jì)當(dāng)中,取長補(bǔ)短。小組當(dāng)中無法得以解決的問題可以拿到最后的大討論當(dāng)中來給予解決。這樣,雖然學(xué)生人數(shù)多,但是在小組討論中就能解決很多問題,教師指導(dǎo)起來針對性就會加強(qiáng)。在設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生的思考問題能力和綜合設(shè)計(jì)能力都會得到很大的鍛煉和提高,為以后的機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
1.3鼓勵創(chuàng)新,大膽設(shè)計(jì)中職生在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,教師要隨時激勵他們進(jìn)行大膽的想象,不怕想象錯誤,只怕中職生沒有想法。教師在對中職生設(shè)計(jì)的評價過程中,時刻對于那些有著創(chuàng)新思想的學(xué)生給予積極性的鼓勵,這些都是為了確保中職生能夠真正地形成獨(dú)立創(chuàng)新的能力,這些能力的養(yǎng)成對于他們未來的生存、工作和發(fā)展都具有實(shí)際化的幫助和意義。
2小結(jié)
隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷完善和入世后全球經(jīng)濟(jì)一體化格局的逐漸形成,“質(zhì)量就是效益,質(zhì)量工作就是經(jīng)濟(jì)工作的生命線”已越來越凸現(xiàn)出來。堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建和諧社會的歷史責(zé)任,賦予了質(zhì)量工作嶄新的內(nèi)涵和更高的要求。質(zhì)量安全是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題,也是社會和諧的基礎(chǔ)。近年來,在市委、市政府的正確領(lǐng)導(dǎo)下,我市堅(jiān)持“質(zhì)量興市、名牌興企”,深入開展質(zhì)量振興活動,大力實(shí)施名牌戰(zhàn)略,全面推進(jìn)質(zhì)量工作,建立起了“企業(yè)主體、市場導(dǎo)向、政府引導(dǎo)、部門監(jiān)督和服務(wù)、技術(shù)機(jī)構(gòu)參與并逐步與國際接軌”的工作體系和運(yùn)行機(jī)制,全市質(zhì)量整體水平有了顯著提高,為上虞地方經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展作出了不懈的努力,基本滿足了人民群眾的物質(zhì)文化需求。但我們也要清醒地看到:我市還有不少產(chǎn)品尚停留在原料型初級產(chǎn)品這一層次,高附加值終端產(chǎn)品偏少,名優(yōu)產(chǎn)品更少,產(chǎn)品質(zhì)量整體水平和綜合競爭力與發(fā)達(dá)地區(qū)還有較大的差距;工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級越來越迫切;產(chǎn)品未經(jīng)檢驗(yàn)合格出廠、市場上銷售偽劣商品等違法違規(guī)行為仍時有發(fā)生,一定程度上損害了消費(fèi)者的合法權(quán)益,影響了社會和諧與穩(wěn)定。
各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)、市直有關(guān)部門和廣大企業(yè)務(wù)必認(rèn)清形勢,明確責(zé)任,把質(zhì)量安全放到突出重要的位置,扎實(shí)加以推進(jìn)。
推進(jìn)質(zhì)量安全,必須大力宣傳,強(qiáng)化質(zhì)量意識。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)、市直有關(guān)部門要抓住“質(zhì)量月”活動這一載體,運(yùn)用多種形式,全面開展質(zhì)量法律法規(guī)宣傳教育活動。要結(jié)合《質(zhì)量振興綱要》、《產(chǎn)品質(zhì)量法》、《標(biāo)準(zhǔn)化法》等法律法規(guī),加強(qiáng)對企業(yè)經(jīng)營者、職工的質(zhì)量安全教育和培訓(xùn)。要開展大型上街咨詢、評選市長質(zhì)量獎、舉辦文藝晚會等系列活動,提高全社會質(zhì)量意識和法制觀念。
推進(jìn)質(zhì)量安全,必須標(biāo)本兼治,加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管。要加強(qiáng)特種設(shè)備安全監(jiān)管,重點(diǎn)推進(jìn)強(qiáng)制更新淘汰、主體責(zé)任落實(shí)、隱患排查整治等工作。要扎實(shí)推進(jìn)重點(diǎn)產(chǎn)品專項(xiàng)整治和農(nóng)村“十小”行業(yè)整治,強(qiáng)化監(jiān)管,標(biāo)本兼治。要根據(jù)季節(jié)特點(diǎn),開展大檢查活動,重點(diǎn)針對食品、煙酒、飲料、月餅等與人民生活密切相關(guān)的產(chǎn)品,查處標(biāo)識不符、摻雜摻假、缺斤短兩等違法行為。廣大消費(fèi)者也要學(xué)習(xí)有關(guān)法律法規(guī),提高用法水平,揭發(fā)檢舉制假、售假違法行為。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì),CAD技術(shù),應(yīng)用,發(fā)展趨勢
〔正文〕
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。同時,該課程也是工科類專業(yè)的基礎(chǔ)必修課。本課程在教學(xué)內(nèi)容方面,著重基本知識、基本理論和基本方法,在培養(yǎng)實(shí)踐能力方面,著重設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練。在本課程學(xué)習(xí)中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識和技能,結(jié)合各種教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)及課程設(shè)計(jì)的基本鍛煉,為順利地過渡到學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程及進(jìn)行專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)和近機(jī)類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完機(jī)械設(shè)計(jì)及同類課程以后所設(shè)置的一個重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié),也是學(xué)生第一次較全面、規(guī)范地進(jìn)行設(shè)計(jì)訓(xùn)練機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的一個重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力,訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力,鞏固、深化和擴(kuò)展學(xué)生有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識;通過對通用機(jī)械傳動或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì),使學(xué)生掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法,樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想,培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力等;在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中,對學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的能力等。
基于以上認(rèn)識,結(jié)合近年我校機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系、課程內(nèi)容以及立體化教學(xué)模式的改革和重點(diǎn)課程建設(shè),在學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中,主要從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和手段的改進(jìn)等方面進(jìn)行了大膽的改革與實(shí)踐,逐步實(shí)施了從手工繪圖到二維AUTOCAD的應(yīng)用最終到三維 CAD的過渡,在提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)方面得到了較好的效果。
一. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐的現(xiàn)狀
幾個世紀(jì)以來,人們用手工繪圖來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)理念。圖紙作為工程師的語言,為工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員之間進(jìn)行有效的交流帶來極大方便。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,手工繪圖已不能滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的要求?,F(xiàn)在,機(jī)械設(shè)計(jì)手段從20世紀(jì)70年代的手工繪圖轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)繪圖,大大提高了繪圖效率和繪圖質(zhì)量。
目前,CAD技術(shù)主要以二維繪圖軟件AUTOCAD為代表,在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐中只是教會學(xué)生操作和繪制簡單的零件圖,而用AUTOCAD繪制裝配圖以及進(jìn)行有關(guān)的工程分析是非常不便的且很難實(shí)現(xiàn)。為此,為了能夠方便地繪制裝配圖,在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中逐步地采用了CAXA電子圖版、開目CAD等二維繪圖軟件作為繪圖工具,輔助完成零部件設(shè)計(jì)。 當(dāng)前,我國制造業(yè)已全面完成甩圖板工程,二維CAD技術(shù)的普及結(jié)束了手工繪圖的歷史,對減輕人工勞動強(qiáng)度,提高經(jīng)濟(jì)效益起到了很明顯的作用。隨著技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)正從二維CAD向三維CAD過渡,有相當(dāng)一部分CAD應(yīng)用較早的企業(yè)已完成了從二維CAD向三維CAD轉(zhuǎn)換,并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。企業(yè)需要掌握三維CAD技術(shù)的專業(yè)人才,掌握三維CAD技術(shù)已成為工科院校畢業(yè)生最基本的要求。因此,在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中采用三維 CAD技術(shù),已成為我們現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)改革的重要內(nèi)容和亟待解決的問題。
二. 三維CAD關(guān)鍵技術(shù)
三維CAD造型技術(shù)也稱建模技術(shù),它是CAD技術(shù)的核心。從20世紀(jì)60年代至今,三維建模技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了線框建模、曲面建模、實(shí)體建模、特征建模、參數(shù)化建模、變量化建模,以及當(dāng)今正在研究的產(chǎn)品集成建模、行為建模等發(fā)展過程。三維CAD以三維造型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),只要形成了三維模型,各種二維視圖唾手可得。三維CAD技術(shù)在產(chǎn)品的三維造型、虛擬裝配、工程圖生成、動態(tài)干涉檢驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析和動態(tài)仿真、有限元分析等方面帶來了革命性得突破,提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。三維設(shè)計(jì)的真正意義不僅僅在于設(shè)計(jì)模型本身,而是設(shè)計(jì)出模型的后處理工作。
三維CAD技術(shù)主要包括以下內(nèi)容:三維造型/三維設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析/仿真、裝配干涉檢驗(yàn)、三維轉(zhuǎn)二維、圖樣檔案管理等??萍颊撐???萍颊撐?。利用這種全過程的三維CAD系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)以后,不僅使設(shè)計(jì)對象的幾何形狀和性能滿足要求,而且使各方面的指標(biāo)(強(qiáng)度、剛度、重量和成本等)都達(dá)到最佳狀態(tài),這是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助工程分析的根本目的。三維CAD符合設(shè)計(jì)者的思維習(xí)慣,可以充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者創(chuàng)造力和想象力。三維 CAD技術(shù)不僅解決了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工程圖繪制的問題,更重要的是利用三維CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì),所生產(chǎn)的三維零件可以直接與CAE/CAM/CAPP等CIMS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和銜接,是將來實(shí)現(xiàn)無圖樣生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一,是實(shí)現(xiàn)虛擬制造的重要手段。掌握三維CAD技術(shù)的使用,已經(jīng)逐步同使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行文字處理一樣,成為產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)人員的一種基本技能。
三、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著計(jì)算機(jī)性能的提高,網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化,CAD三維技術(shù)正向規(guī)范化、智能化、集成化的方向發(fā)展。
1. 規(guī)范化。ス娣痘(標(biāo)準(zhǔn)化)的趨勢體現(xiàn)在幾個方面:數(shù)據(jù)模型的規(guī)范化(標(biāo)準(zhǔn)化)、數(shù)據(jù)交換格式的標(biāo)準(zhǔn)化和CAD資源的規(guī)范化等。數(shù)據(jù)模型應(yīng)采用STEP標(biāo)準(zhǔn)體系。隨著STEP標(biāo)準(zhǔn)體系的逐步完善,它對于幾何數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)模型的思想將作為新一代CAD系統(tǒng)的開發(fā)指南??恳郧暗囊恍?biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)無法完全滿足CAD數(shù)據(jù)交換的要求。目前,參數(shù)化特征模型的傳輸還是一個世界難題,在STEP標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,相信這一點(diǎn)能有所突破。
2.智能化。ヌ卣髟煨禿筒問設(shè)計(jì)的采用即是智能化方面的進(jìn)步。軟件不僅僅是提供一些繪制的工具由人們?nèi)ナ褂茫膊辉賹⒄季€面數(shù)據(jù)存儲在一起,而忽略其內(nèi)在聯(lián)系。特征和參數(shù)的引入使得軟件似乎成為人類(用戶)一個更聰明的助手??萍颊撐?。CAD軟件應(yīng)該更大限度地將工程數(shù)據(jù)概念集成到數(shù)據(jù)模型中,例如目前,CAD軟件的特征模型主要是解決零件幾何造型的問題,而對于后續(xù)分析、CAPP和加工的需要還考慮得不夠。
3.集成化。ゼ成化是當(dāng)今CAD技術(shù)發(fā)展的又一大趨勢。CAD技術(shù)不是孤立的。首先,它集成了計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)據(jù)庫、外圍設(shè)備、圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)及各個應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)。同時,它又不斷和CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝流程規(guī)劃)、MIS(管理信息系統(tǒng))、PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)以及MRP(制造資源管理)等系統(tǒng)相集成。由于Internet的發(fā)展,使得這些設(shè)想得以實(shí)現(xiàn)。如何構(gòu)造在Internet體系上的CAD/CAM集成化系統(tǒng)將會是人們追蹤的熱點(diǎn)。特別是在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下,并行工程、異地設(shè)計(jì)制造等概念的發(fā)展和應(yīng)用,基于網(wǎng)絡(luò)、基于WEB的協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)大受青睞。現(xiàn)在已有一些標(biāo)準(zhǔn),如解決異構(gòu)系統(tǒng)平臺的XML和XML-3D,以及解決三維圖形、圖像在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸共享的VRML標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺,已經(jīng)為我們在互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架下,建立協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同工作的環(huán)境打下了基礎(chǔ)。
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【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì);高職教育;教學(xué)資源;教學(xué)法
【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)10―0076―03
引言
高等職業(yè)教育是高等教育的重要組成部分,是以培養(yǎng)具有一定理論知識和較強(qiáng)實(shí)踐能力,面向基層、生產(chǎn)、服務(wù)和管理第一線崗位的實(shí)用型、技能型人才為目的的教育[1]。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是高職教育機(jī)械系列課程中的一門主干課程,對于培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問題的能力發(fā)揮著重要的作用[2]。同時,它也是一門綜合性很強(qiáng)的課程,涉及到力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等多門課程的知識,是這些基礎(chǔ)知識的綜合體現(xiàn)和運(yùn)用。目前,機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方法的研究已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注,見參考文獻(xiàn)[3-9]。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是將工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等課程分開來講,忽視了彼此之間的聯(lián)系,學(xué)生學(xué)完后難以將所學(xué)知識融合起來應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)。高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)是重視應(yīng)用性教學(xué),強(qiáng)調(diào)知識的運(yùn)用,降低理論的深度,對于公式、公理等推導(dǎo)、證明的理解、認(rèn)知不重要。教學(xué)內(nèi)容以“必須夠用”為原則,在不影響知識理解連貫性的前提下可以減略,以便學(xué)生集中精力掌握實(shí)用的結(jié)論,以解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題[10]。針對傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題,結(jié)合高職教育的特點(diǎn),提出了基于知識融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法。以應(yīng)用為目的,本著優(yōu)化、適用、適度的原則,將工程力學(xué)、常用機(jī)構(gòu)、通用機(jī)械等教學(xué)內(nèi)容有機(jī)的融合,并開發(fā)了相應(yīng)的教學(xué)資源,運(yùn)用后取得了良好的效果。
一 教學(xué)目標(biāo)
從高等職業(yè)教育培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)型人才的總目標(biāo)出發(fā),遵循“以應(yīng)用為目的”,“以必需、夠用為度”,“以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用、培養(yǎng)技能為教學(xué)重點(diǎn)”的原則,提出了基于知識融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法。傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)只是針對某一課程基礎(chǔ)知識的掌握,忽視了課程之間的交叉與聯(lián)系。不同的老師擔(dān)任不同的課程,學(xué)生可能在學(xué)習(xí)某一門課程時掌握得很好,但是在機(jī)械設(shè)計(jì)真正的應(yīng)用時,會感覺很迷茫,不知從哪里入手,所學(xué)的知識不能得以應(yīng)用。原因在于學(xué)生沒有從整體上把握機(jī)械設(shè)計(jì)的過程,所學(xué)的知識沒有融合在一塊,各自是孤立的。
機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過產(chǎn)品的規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。通過學(xué)習(xí),學(xué)生不僅應(yīng)掌握一般機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的基本理論知識,還應(yīng)對機(jī)械系統(tǒng)有一個整體的認(rèn)識,并應(yīng)掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本過程?;谥R融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法打破傳統(tǒng)的工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程的界限。將理論力學(xué)、材料力學(xué)、常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械的知識相互融合,使力學(xué)的內(nèi)容滲透到常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械以及與之相關(guān)的內(nèi)容中,理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。不但使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)所必需的基礎(chǔ)知識,包括常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動特性和工程力學(xué)方面的基本理論。更為重要的是使學(xué)生將所學(xué)的知識融匯貫通,對機(jī)械設(shè)計(jì)形成一個整體的認(rèn)識。超越各門課程之間界限,隨時能夠靈活熟練地運(yùn)用所學(xué)的知識進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),具備一般通用機(jī)械的設(shè)計(jì)能力。培養(yǎng)學(xué)生建立初步的工程概念,對機(jī)械產(chǎn)品具有整體的概念和正確的設(shè)計(jì)思想,為解決實(shí)際問題打好基礎(chǔ)。
二 基于知識融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法
在有限的學(xué)時內(nèi),合理取舍課堂教學(xué)內(nèi)容,是關(guān)系到能否真正實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵。高職院校的機(jī)械設(shè)計(jì)課程應(yīng)遵循以下的原則:精選重點(diǎn)和難點(diǎn)的內(nèi)容進(jìn)行詳解與指點(diǎn),避免煩瑣公式的推導(dǎo)和易于自學(xué)的內(nèi)容占用過多的學(xué)時;拓寬學(xué)生的知識面,注重工程應(yīng)用,啟發(fā)學(xué)生舉一反三;注重機(jī)械學(xué)科發(fā)展,將機(jī)械學(xué)科的科研成果融入教學(xué),讓學(xué)生了解機(jī)械學(xué)科的新技術(shù)、新方法[3]。
以機(jī)械系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)為主線,突出工程意識和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),并將這一思想貫穿課程始終。從整體設(shè)計(jì)思想出發(fā),精簡煩瑣的公式推導(dǎo)及過時的工程方法,刪減各門課程重復(fù)交叉的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的整體優(yōu)化。多年來機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩門課程的教學(xué)內(nèi)容基本變化不大,課程內(nèi)容自成體系,相互之間缺少銜接,存在內(nèi)容交叉和重復(fù)的問題。如齒輪傳動設(shè)計(jì),歷來是機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程的重點(diǎn)內(nèi)容,由兩門課程分別講授,不但部分內(nèi)容重復(fù),且從設(shè)計(jì)的思維過程來看,有些內(nèi)容本來是緊密聯(lián)系的,卻被兩門課程所分割?;谥R融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法打破傳統(tǒng)的工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程的界限,將這些課程有機(jī)地融為一體,如圖1所示。
常用機(jī)構(gòu)及其傳動設(shè)計(jì)一般包括工作原理、運(yùn)動設(shè)計(jì)、承載能力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四個方面的內(nèi)容,將這些內(nèi)容所涉及的基本理論進(jìn)行融合。首先學(xué)習(xí)工程實(shí)際中常用機(jī)構(gòu)和機(jī)械的有關(guān)力學(xué)方面的必要知識。包括力學(xué)模型的概念,對力學(xué)模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性質(zhì),平面一般力系平衡問題的解法。四種基本變形的內(nèi)力和應(yīng)力分析、強(qiáng)度計(jì)算,減速器軸的彎扭組合變形分析及強(qiáng)度計(jì)算等。在講授力學(xué)方面的知識時,將一些機(jī)械設(shè)計(jì)中的常用的機(jī)構(gòu)融匯進(jìn)來,對后面的機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)可以起到拋磚引玉的作用。同時,也讓學(xué)生學(xué)會了如何將力學(xué)知識應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中。再接著學(xué)習(xí)機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的類型、特點(diǎn)、工作原理、運(yùn)動特性、工作能力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、組合設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用等。在講授具體機(jī)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)計(jì)算時,針對具體機(jī)械的工況與技術(shù)要求,進(jìn)行力學(xué)性能的強(qiáng)度校核。又可以回顧以前所學(xué)的力學(xué)知識,真正做到知識的前后呼應(yīng),融會貫通。與目前的基于項(xiàng)目的教學(xué)法有異曲同工之妙。而原來的工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的課程是分開的,工程力學(xué)以受力分析為主,機(jī)械原理是以機(jī)構(gòu)的分析為主,機(jī)械設(shè)計(jì)是以零件的強(qiáng)度分析和繪制圖紙為主。各自獨(dú)立的課程配置使學(xué)生學(xué)習(xí)起來難以真正體會它們之間的聯(lián)系,相互之間的應(yīng)用就更無從談起。而機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)正是融合了多學(xué)科的知識,相互之間應(yīng)用起來更是融為一體,難以分割。
三 教學(xué)資源的開發(fā)
根據(jù)基于知識融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法,編寫了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材,制作了相應(yīng)的教學(xué)資源,如圖2所示。教材包括物體受力分析基礎(chǔ)、常用機(jī)構(gòu)、聯(lián)接、傳動件及傳動裝置、支承零部件五部分。物體受力分析基礎(chǔ)對物體所受力進(jìn)行了分析,介紹了平面力系和空間力系;常用機(jī)構(gòu)介紹了機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和其他常見機(jī)構(gòu);聯(lián)接主要介紹了聯(lián)接件的變形、螺紋連接、軸轂聯(lián)接、軸間連接和彈性聯(lián)接;傳動件及傳動裝置對齒輪傳動、蝸桿傳動、輪系、帶傳動和鏈傳動等傳動裝置的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍及設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行闡述;支承零部件介紹了常用的支承零部件軸和軸承。
多媒體教學(xué)因其具有直觀性、動態(tài)性、可重復(fù)性、針對性、圖文并茂等優(yōu)點(diǎn),為課堂教學(xué)打開了一幅別開生面的畫卷,日益受到廣大教師和學(xué)生的青睞。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程要求學(xué)生對機(jī)械傳動有較強(qiáng)的感官認(rèn)識,懂得各種機(jī)構(gòu)運(yùn)動的原理和動作的順序,而這些單憑黑板上講解是掌握不了的,必須通過實(shí)物演示或?qū)嶒?yàn)操作才能獲得。以螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受力分析為例。如圖3所示為螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受力分析,包含了預(yù)緊前、預(yù)緊和受載三個狀態(tài)。上面有正常加載、超常加載、加載和卸載四個按鈕,當(dāng)點(diǎn)擊其中的任一按鈕時,在右邊力的坐標(biāo)系中可以顯示力的變化情況,同時受載狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖中也可模擬結(jié)構(gòu)實(shí)際的變化情況。如圖4所示,即為點(diǎn)擊超常加載按鈕的模擬情況,不但在力的坐標(biāo)系中顯示了此時力的大小,而且可以在螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的實(shí)際變化情況。其圖文聲像并茂等優(yōu)勢能將教學(xué)中抽象、陌生的知識直觀化、形象化,創(chuàng)建出生動的表象,增大課堂信息量,活躍氣氛,有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性,獲得較好的教學(xué)效果。
四 結(jié)論
機(jī)械設(shè)計(jì)課程有著其他課程不能替代的作用,這是由課程的性質(zhì)、任務(wù)、地位和內(nèi)容決定的。針對傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題,結(jié)合高等職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn),提出了基于知識融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法,以應(yīng)用為目的,本著優(yōu)化、適用、適度的原則,將多科目基礎(chǔ)課程內(nèi)容融合。完善整個機(jī)械設(shè)計(jì)過程所必要的基本知識和基本理論,增加基本設(shè)計(jì)方法和實(shí)踐性內(nèi)容。著力體現(xiàn)了高等職業(yè)教育的特色,有利于提高學(xué)生認(rèn)識問題和解決問題的能力。編寫了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材,制作了相應(yīng)的多媒體教學(xué)資源,在教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,取得了良好的效果,具有重要的實(shí)際應(yīng)用和廣闊的推廣價值。
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【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教學(xué) 改革
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)包含機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩門課程,是機(jī)械類各專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,起著從基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課的橋梁作用。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是對學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、工程意識訓(xùn)練的主要課程。因此,課程教學(xué)內(nèi)容和體系改革的基本思想是既要讓學(xué)生能夠較扎實(shí)地掌握從事工程技術(shù)常規(guī)工作所需要的基本理論、基本技能,還要讓學(xué)生了解新知識及本學(xué)科的新發(fā)展,拓寬知識面,開闊學(xué)生的思路,從而更有利于學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1 理論教學(xué)環(huán)節(jié)
理論教學(xué)環(huán)節(jié)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)改革的一個重要方面,我們主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段三方面進(jìn)行了新的嘗試。
1.1 教學(xué)內(nèi)容
目前高校都提出了“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”的人才培養(yǎng)模式,因此,理論課程的課時壓縮嚴(yán)重。而《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》由于融合了《機(jī)械原理》和《機(jī)械設(shè)計(jì)》兩門課程,故涉及的內(nèi)容多,理論性、實(shí)踐性都比較強(qiáng),如果面面俱到,老師講解起來感覺力不從心,學(xué)生聽課時如聽天書。因此,為了適應(yīng)新的人才培養(yǎng)模式,必須對教學(xué)內(nèi)容做相應(yīng)的調(diào)整。
1.1.1 對與先修課程重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行必要的精簡。比如在平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析和力分析這兩章中,很多知識都是理論力學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容。以往在講授圖解法分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動時,會花費(fèi)大量學(xué)時講有關(guān)理論力學(xué)的知識,嚴(yán)重影響了其他內(nèi)容的講解。可以考慮先讓學(xué)生預(yù)習(xí)有關(guān)理論力學(xué)的知識,然后著重對方法進(jìn)行介紹和講解,既節(jié)約了學(xué)時,也收到了預(yù)期的教學(xué)效果。
1.1.2 在機(jī)構(gòu)分析中,增加了解析法內(nèi)容。以往在機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)中,因圖解法形象、直觀,有利于學(xué)生對問題的理解,有助于數(shù)學(xué)模型的建立,同時對某些簡單的問題比解析法更有效,因此在學(xué)時安排上占有較大的比重。為了適應(yīng)人才培養(yǎng)的需要,增加了解析法講解的力度。
1.2 教學(xué)方法
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程主要研究常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法,由于大多數(shù)學(xué)生缺乏實(shí)踐知識,他們在學(xué)習(xí)過程中普遍感到抽象、枯燥、難學(xué),尤其是機(jī)械原理這部分知識,認(rèn)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與實(shí)際機(jī)器相差甚遠(yuǎn),很難將兩者統(tǒng)一起來。因此有必要對教學(xué)方法進(jìn)行改革。
1.2.1 采用啟發(fā)式教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新意識,提高教學(xué)質(zhì)量。如在講授“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化”內(nèi)容時,我們就地取材,用雨傘作教具。采用學(xué)生熟悉的生活工具模擬學(xué)習(xí)內(nèi)容,不僅取材簡單,而且生動形象,容易與實(shí)際的機(jī)器相結(jié)合,克服結(jié)構(gòu)運(yùn)動簡圖抽象的特點(diǎn)。
1.2.2 采用師生互動、類比等教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維。教師可將自己的工作實(shí)踐及創(chuàng)新經(jīng)歷介紹給學(xué)生,這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高綜合素質(zhì)有很大作用。并且鼓勵學(xué)生自由選題開展小發(fā)明制作、軟件開發(fā)和教學(xué)論文撰寫等多種形式的創(chuàng)新活動。這種創(chuàng)新環(huán)境和氛圍幾乎能夠適應(yīng)每一名同學(xué),因而有利于學(xué)生脫穎而出,做出較好的創(chuàng)新業(yè)績。
1.3 教學(xué)手段
傳統(tǒng)的教學(xué)系統(tǒng)是由老師、學(xué)生和教材這三個要素構(gòu)成的,以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式,它的特點(diǎn)就是由教師通過講授、板書,把教學(xué)內(nèi)容傳遞給學(xué)生。隨著機(jī)械原理教學(xué)改革地深入,教學(xué)手段也必須進(jìn)行改革,否則難以完成相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,也達(dá)不到相應(yīng)的教學(xué)效果。機(jī)械原理部分有一些機(jī)構(gòu)的原理比較抽象,無法用語言形象地表達(dá)清晰,學(xué)生認(rèn)知困難,很難在學(xué)生中形成深刻的印象。運(yùn)用計(jì)算機(jī)的動畫制作技術(shù),可將一些難以想象和無法用語言表達(dá)的機(jī)械運(yùn)動過程和工作原理制成多媒體課件,在講授相關(guān)內(nèi)容時巧妙的將現(xiàn)有教具與多媒體課件結(jié)合使用,將那些難以想象的機(jī)械運(yùn)動過程和工作原理演示出來。
2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程》教學(xué)的另一重要部分是實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),它包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)。
2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的一個重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和工程意識、檢驗(yàn)知識的重要手段。對機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行:一是將某些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)通過電教片播放,為學(xué)生增加一些感性認(rèn)識即可。二是新增設(shè)設(shè)計(jì)型機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思組裝實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),自己動手完成,不再依賴于教師。三是設(shè)計(jì)綜合性的實(shí)驗(yàn),通過對實(shí)際機(jī)器的綜合研究,培養(yǎng)學(xué)生的整體意識和工程意識。
2.2 課程設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié),其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識的能力、工程分析能力和運(yùn)用資料等基本設(shè)計(jì)能力。對于學(xué)生中普遍存在的工藝知識和公差知識的不足,應(yīng)在設(shè)計(jì)中逐步給予講解和補(bǔ)充,使學(xué)生通過設(shè)計(jì)全面掌握和鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)知識。
3 結(jié)束語
總之,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課堂教學(xué)的改革是一個系統(tǒng)工程,涉及課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié),全面推進(jìn)教學(xué)改革措施,才能取得良好的效果。必須刪掉陳舊或重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容,增加新發(fā)展的內(nèi)容,拓寬學(xué)生的知識面;在教學(xué)方法上,充分利用計(jì)算機(jī)的輔助教學(xué)作用,使計(jì)算機(jī)貫穿于整個教學(xué)環(huán)節(jié),使教學(xué)方法上一個臺階,為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
【參考文獻(xiàn)】
機(jī)械加工 機(jī)械工程倫理 機(jī)械制造 機(jī)械畢業(yè) 機(jī)械安全論文 機(jī)械導(dǎo)論論文 機(jī)械基礎(chǔ)論文 機(jī)械結(jié)構(gòu)論文 機(jī)械原理論文 機(jī)械控制論文 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀