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探討機械設(shè)計課程建設(shè)的目標(biāo)及手段論文
機械設(shè)計是機械類專業(yè)的一門主千技術(shù)基礎(chǔ)課程，對學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量起著重要的作用。經(jīng)過多年的教學(xué)改革和建設(shè)，機械設(shè)計課程成為我校的優(yōu)秀課程。在機械設(shè)計課程的學(xué)習(xí)過程中，要綜合運用選修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能，結(jié)合各個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機械工程技術(shù)人員的基本訓(xùn)練，逐步提高學(xué)生的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力，特別是分析問題、解決問題的能力，為順利過渡到專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及進(jìn)行專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下寬廣而堅實的基礎(chǔ)，因此它在教學(xué)中起著承前啟后的作用。
一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和體系
機械設(shè)計課程主要研究常用、通用機械零部件的設(shè)計，內(nèi)容比較豐富，學(xué)生在初學(xué)時感覺繁雜而難以入門。為使學(xué)生易于理清學(xué)習(xí)的頭緒，在教學(xué)中我們始終貫穿"使用場合一失效形式一受力分析一強度計算一結(jié)構(gòu)設(shè)計〃這一主線，把領(lǐng)頭知識機械零件的疲勞強度設(shè)計和主要零部件諸如齒輪傳動的強度計算、軸的設(shè)計、滾動軸承的選擇及組合設(shè)計、螺紋連接的強度計算及螺栓組連接的受力分析等內(nèi)容列為重點內(nèi)容，在課堂上重點講授。而把比較易于理解的某些章節(jié)，例如：機械零件常用材料和選擇原則、過盈連接、摩擦輪傳動等列為—般性內(nèi)容，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(nèi)容都要列出自學(xué)提綱和要求并提出相應(yīng)的問題，并隨后進(jìn)行檢查。這樣提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
根據(jù)我校的培養(yǎng)目標(biāo)和高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，我們在機械設(shè)計課程的教學(xué)中，加強基本概念和基本設(shè)計方法的講解，不強調(diào)系統(tǒng)的理論分析；著重零件參數(shù)的合理確定原則、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計；強調(diào)理解公式建立的前提、意義和應(yīng)用。至于占學(xué)時比較多，而對提高學(xué)生工程設(shè)計能力又幫助不大的機械零件的強度計算公式推導(dǎo)過程，做了適當(dāng)?shù)膭h減和調(diào)整。整個內(nèi)容講述中注意密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，在課程內(nèi)容中針對工程實例增加了創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容，努力培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力。在例題和習(xí)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，我們增加了互動討論式教學(xué)方法。52學(xué)時的講授課，以少、精、寬、新為原則，注重講重點、難點，傳授學(xué)生以思路、方法為主。在6學(xué)時討論課上，設(shè)置綜合型討論題目，通過小組討論和現(xiàn)場討論課，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體，創(chuàng)造條件使優(yōu)秀學(xué)生有機會發(fā)表自己的學(xué)習(xí)體會和研究成果。通過上討論課，讓學(xué)生參與到教學(xué)中來，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，教與學(xué)融為一體，使學(xué)生成為課堂的主體。例如在齒輪傳動的設(shè)計中，在滿足基本要求的前提下先由學(xué)生自主選擇傳動方案和設(shè)計方法，然后組織學(xué)生討論，各抒己見，最終在教師的引導(dǎo)下，得出正確、合理的設(shè)計結(jié)果。在課程設(shè)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)常提出一些問題，引導(dǎo)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(xiàn)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，計算機輔助教學(xué)的形象化特點和生動性、趣味性也大大激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，加深了對所學(xué)內(nèi)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時我們插入了工程應(yīng)用現(xiàn)場錄像，給學(xué)生以生動、直觀的印象。我教研室很早就購買了比較成熟的機械設(shè)計CA丨課件和機械設(shè)計試題庫。還有在課程設(shè)計之前，我們給學(xué)生播放減速器裝拆錄像，使學(xué)生對減速器中各個零部件的結(jié)構(gòu)有一個深刻的印象，使學(xué)生對所學(xué)的知識有了直觀認(rèn)識和理解，并且調(diào)動了學(xué)生做好課程設(shè)計的興趣。
2.采用網(wǎng)絡(luò)課堂的教學(xué)方式
機械設(shè)計一直是我校的優(yōu)秀課程。早在2005年時我們就構(gòu)建了〃機械設(shè)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(xí)題、網(wǎng)上答疑等教學(xué)資源，同時我們把機械設(shè)計這門課最新的教學(xué)信息都掛在網(wǎng)上及時提供給學(xué)生，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和分析問題、解決問題的能力。
三、注重工程意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
創(chuàng)新是高科技發(fā)展的動力和源泉，是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是我國21世紀(jì)人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)。在機械設(shè)計教學(xué)改革中，我們十分注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在實踐教學(xué)中以注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐意識、創(chuàng)新意識和動手能力為原則，對實驗教學(xué)和課程設(shè)計做了以下改革。
1.加強動手能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識
機械設(shè)計開設(shè)了機械零件認(rèn)知實驗、機械性能驗證實驗和機械創(chuàng)新實驗。機械零件認(rèn)知實驗室有機械零件陳列柜、機械創(chuàng)新設(shè)計陳列柜和典型機器。通過參觀陳列室的各種機械零部件、簡單機構(gòu)、機械的工作以及實際機械的運動過程等增加學(xué)生的感性認(rèn)識，理論與實際相結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生的熱情，使學(xué)生對工程實際問題有了初步認(rèn)識。通過認(rèn)知實驗的進(jìn)行，增加了學(xué)生對機械結(jié)構(gòu)形式、種類和運動規(guī)律的理解和認(rèn)識。機械性能驗證實驗是通過實驗現(xiàn)象，證實課堂教學(xué)的某種理論或規(guī)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(yǎng)了學(xué)生的動手能力。機械創(chuàng)新設(shè)計實驗改變了學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)中的被動地位，由學(xué)生自主設(shè)計實驗項目的實驗方式、方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，開發(fā)創(chuàng)新潛能。機械設(shè)計創(chuàng)新實驗室有機構(gòu)組合搭接創(chuàng)新設(shè)備、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)備等，為學(xué)生提供了良好的實驗環(huán)境。創(chuàng)新實驗教學(xué)使學(xué)生在實踐中掌握創(chuàng)新設(shè)計的基本方法，提高了學(xué)生的機械設(shè)計創(chuàng)新能力。
2.開放實驗室
為發(fā)揮學(xué)生的主動性，打破實驗教學(xué)受實驗學(xué)時的限制，改變多年的傳統(tǒng)實踐教學(xué)方法，我們同時面向教師和學(xué)生開放實驗室。學(xué)生自主對實驗項目進(jìn)行設(shè)計、改進(jìn)，自己選擇儀器、操作實驗過程，增加了學(xué)生實際動手的機會，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
3.機械設(shè)計課程設(shè)計改革
機械設(shè)計課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力的重要實踐環(huán)節(jié)，它對培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計意識、設(shè)計能力有十分重要的意義。目前的課程設(shè)計還是以減速器為設(shè)計對象，這些題目能較為全面的反映機械設(shè)計課程的內(nèi)容，能使學(xué)生對所學(xué)的課本知識進(jìn)行鞏固和應(yīng)用。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，會在設(shè)計題目中給出明確的、經(jīng)過驗證的設(shè)計數(shù)據(jù)和設(shè)計方案，再加上有較為齊全的設(shè)計手冊、圖冊和指導(dǎo)書，制約了學(xué)生的思維。我們改革了這種讓學(xué)生〃照葫蘆畫瓢"的做法，要求學(xué)生從方案設(shè)計開始進(jìn)行，并把整個設(shè)計環(huán)節(jié)分為方案設(shè)計、原理設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等幾個階段，培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想，鼓勵學(xué)生敢于否定現(xiàn)有的參考方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計<培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在課程設(shè)計中我們還鼓勵學(xué)生運用現(xiàn)代設(shè)計方法和現(xiàn)代設(shè)計手段，如優(yōu)化設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、智能設(shè)計等。我們鼓勵并指導(dǎo)部分學(xué)生進(jìn)行三維計算機輔助設(shè)計，先后完成了二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器、圓錐一圓柱減速器等產(chǎn)品的設(shè)計，并運用PRO/E進(jìn)行模擬仿真，使學(xué)生對自己的設(shè)計結(jié)果進(jìn)行虛擬驗證，不僅培養(yǎng)了學(xué)生計算機輔助設(shè)計的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力。
四、機械設(shè)計課程建設(shè)的目標(biāo)
機械設(shè)計課程現(xiàn)在只是院級優(yōu)秀課程，通過多年的實踐與建設(shè)，最近我們著手申請“省級精品課程”。
（一）加大課程教學(xué)資源，特別是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)，完善網(wǎng)上答疑系統(tǒng)，及時更新和完善網(wǎng)上教學(xué)資料。
（二）進(jìn)一步加強課程實驗教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)，改革實驗教學(xué)形式和內(nèi)容，爭取開設(shè)更多的綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗。
�。ㄈ┻M(jìn)一步完善課程設(shè)計資料，優(yōu)化課程設(shè)計題目，努力提高課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量。
五、結(jié)束語
21世紀(jì)的人才培養(yǎng)模式是〃低重心、寬口徑、重實踐、強能力〃。為此我們必須更新教育思想和教育觀念，優(yōu)化課程內(nèi)容和體系，探索新的教學(xué)模式，加強理論與工程實踐的聯(lián)系。注重素質(zhì)教育，著力培養(yǎng)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(shè)證明，機械設(shè)計教學(xué)是一個系統(tǒng)工程，需要各個教學(xué)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合。為了提高學(xué)生的綜合能力，今后對機械設(shè)計教學(xué)的各個方面還有待于進(jìn)一步完善。
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