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教学内容延伸的方法
第一、以互动讨论式教学代替填鸭式教学模式。讲相应内容前留给学生要查的相关资料及了解该内容的最新动态的作业。老师要大量查阅相关资料,仔细筛选与该内容相关的有必要让学生掌握的知识。上课时讲完教材基本内容的前提下留时间讨论相关内容的发展状态及生产实践中的应用情况。讨论的时间老师根据课堂内容及学生的互动情况灵活掌握,有必要时基本内容的讲解和讨论交叉进行。
根据学生讨论的情况结合老师课前准备总结本次课堂内容,强调需掌握的基本知识及相应的新技术新理论以及这些知识在生产实践中的应用。
第二、对教学内容的合理布局。讲授不是把教材内容一成不变的讲给学生,而是以教材为参考重新组织内容,多一些参考书和资料。比如濮良贵,纪名刚主编的《机械设计》教材中把螺旋传动放在第二篇联接里跟螺旋联接一起讲解。而卜炎主编的《机械设计》教材中把这部分内容放到机械传动里讲解而且讲解也较详细。对机制专业来说机械传动是重要内容,所以讲授这部分内容时放到机械传动讲解较合适,讲解这部分内容时可参考卜炎主编的《机械设计》教材的螺旋传动部分。
第三、教师的知识储备及实践经验。首先、教师单纯以课本为准讲解,跟学生自己学没什么区别。
这种教学使学生对课堂失去的兴趣、对老师失望。作为专业基础课教师,必须时刻充实完善自己的专业知识,让自己的专业知识始终更新保持活力。方法有读研读博,或跟自己的导师及原来的科研团队时刻保持联系,随时掌握最新专业动态。具备条件可申请课题,科研教学并行,以科研促进完善教学。
其次、机制设计是实践性很强的学科。这要求教师要有一定的实践经验,教授时理论联系生产实际,这样讲解不仅课堂效果好、学生的知识掌握更有目的性,提高学生的课堂热情。老师多参观生产一线,多跟企业联系。有条件利用假期可以到优秀的先进的的制造行业去进修,提高自己的实践水平。
注意的问题
首先、内容的延伸必须以掌握机械设计基本知识为前提。我院用的教材是濮良贵,纪名刚主编高等教育出版社出版的“十五”国家级规划教材。该教材从1906年开始由人民教育出版社出版第一版,到现在的第八版,经历了40多年的教学实践和先后七次精心修订,该书的内容体系得到了不断提高和锤炼。
内容是介绍整台机器机械部分设计的基本知识,重点讨论一般尺寸和常用工作参数下的通用件的设计,培养学生设计一般机械的能力,该课程在整个教学计划中有承上启下作用。所以内容的延伸必须以教材为基础,在掌握基本知识的前提下延伸,好比地基打好才能建高楼大厦。特别注意的是内容的延伸不能把机械设计课的教学变成新技术新方法介绍的概述性教学。
其次在内容延伸时讲究方法策略,根据教学内容适当延伸,充分考虑学生的接受程度和课时允许范围内。比如讲齿轮传动时,一般情况下齿轮传动不易用于传动距离过大的场合,讲这部分内容时可以简单介绍齿轮传动自行车,学生易理解而且与实际联系紧密。齿轮传动自行车的原理结构详细讲解的话课时就不够了,想进一步了解的同学们自己查找资料,有问题可以课后讨论。
结语
教学目标,培养合格技能型人才。
关键词: 机械专业;大机械基础观;知识体系;课程体系
机械专业作为一个古老的专业,时至今日它之所以仍然能为人类社会的发展和进步发挥重要作用,一个很重要的原因就在于它具有一个完备而坚实的专业基础体系――机械基础。这里所说的“机械基础”不是一般意义上中职学校课程体系当中的《机械基础》,而是指广泛意义上的“机械基础”,它涵盖机械类专业所必需的各种基础知识与技能,我把这种机械基础观称之为“大机械基础观”。在“大机械基础观”下,技工学校机械类专业的知识体系与课程体系中应包括如下内容:
1、机械制图知识技能与《机械制图》、《计算机绘图》
机械制图是工程界进行技术交流的语言,它以机械图样为研究对象,并利用机械图样设计意图、进行技术交流、指导生产实践、进行技术革新,因此,作为机械专业人员必须掌握机械制图的知识与技能。
机械制图的内容包括机械制图基本规定、机械图样的画法原理(三视图、点线面以及基本几何体的投影)、尺寸标注的有关规定、图样的表示方法(视图、剖视、断面及其他表示方法)、零件图、装配图等。机械制图的作用在于教会学生怎样将三维空间中的物体变成二维平面中的图形――绘图,将二维平面中的图形变成三维空间中的物体――识图。而且随着科学技术的发展,机械制图还延伸到了计算机辅助制图,如Auto CAD、CAXA)等内容。
根据以上知识技能要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《机械制图》与《计算机绘图(Auto CAD、CAXA)》等课程。
2、公差配合与技术测量知识与《极限配合与技术测量》课程
要保证零件的互换性,就必须保证零件的几何参数的准确性。零件在加工过程中受机床精度、计量器具精度、工人技术水平及生产环境等因素影响,其几何参数不可避免地会产生几何量误差。误差虽然不可避免,但却可以控制。为控制几何量误差,人们提出了公差的概念。为检测零件的加工精度,人们建立了测量的概念和测量体系。因此,“公差配合与技术测量”是机械专业知识体系中不可缺少的内容。
根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《极限配合与技术测量》课程。该课程主要内容包括尺寸公差、形位公差、公差关系、表面粗糙度、技术测量及检测等部分。其作用在于使学生了解极限与配合标准的基本规定,掌握极限与配合方面的基本计算方法及代号的标注识读;了解形位公差的基本内容、代号含义,掌握其代号的标注方法;了解表面粗糙度评定标准及检测方法,掌握其符号、代号标注;了解测量的基本知识,掌握常用量具的掌握其使用方法;了解形位误差的检测原则和基本方法等。
3、工程材料及其处理知识与《金属材料与热处理》或《工程材料》课程
机械专业是以机械(机器和机构的统称)为研究对象的,所有的机械装置都是由一个一个的零件组成的,而所有的零件都是由实实在在的材料制成的。在相当长的历史时期内,机械工程中所使用的材料多为金属材料。而随着技术的进步和新材料、新工艺、新技术的发展,高分子材料、陶瓷材料、复合材料等非金属材料的应用也日益广泛。因此在机械类专业的知识体系中必须有工程材料及其相关处理的知识。其具体内容包括常用工程材料的种类、牌号、力学性能、内部结构以及材料的处理、材料的成型工艺等内容。
根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中应根据专业需要,开设《金属材料与热处理》或《工程材料》等课程。
4、机械传动、常用机构、机械零件知识与《机械基础》或《机构与零件》课程
从事机械工程的人员,必须掌握常用机械工作原理与机械传动、常用机构、机械零件的有关知识,因此在机械专业的知识体系中必须包括以上内容。
根据知识要求,在机械类专业的课程体系中应根据专业层次不同分别开设《机械基础》或《机构与零件》等课程。《机械基础》或《机构与零件》。课程的内容一般包括常用机械传动(带传动、螺旋传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系)、常用机构(平面连杆机构、凸轮机构、步进运动机构等)、轴系零件等部分。该课程以“机械”作为研究对象,其目的在于使学生熟悉和掌握机械传动、常用机构、轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理和应用特点;掌握分析机械工作原理的基本方法;能做简单的计算;会查阅有关技术资料和选用标准件等。
5、机械设备控制技术知识与《机械设备控制技术》课程
随着科学技术的发展,机器设备的自动化和程度越来越高,因此机械设备控制技术已经成为机械专业学生必须掌握的知识。
根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《机械设备控制技术》课程。其具体内容应包括“液压传动与气压控制技术”、“机床电器控制技术”、“可变成控制技术(PLC)”等内容。
6、工程力学知识与《工程力学》课程
机械构件在工作中经常会受到各种载荷作用,在载荷作用下构件会产生不同程度地变形或破坏,当变形或破坏达到一定程度时,必然会导致构件失效。要想使构件在预期寿命内不失效,提高工作可靠性,在构件设计、制造和安装过程中必须对其受载问题给予高度重视。
根据以上知识要求,在机械类专业的课程体系中必须包括《工程力学》课。该课为我们根据构件受载情况研究构件强度,根据材料力学性能合理地设计构件截面形状和尺寸,使机械安全、可靠地工作提供了理论基础和计算方法。
7、数控加工知识与《数控加工基础》课程
关键词:一体化教学;单元设计;实验实训;课程设计
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1005-1422(2013)11-0103-03
一、引言
根据全国高职院校的教学改革经验,工学结合、教学做一体化是目前高职院校广泛推崇的一种教学模式。但是,这一教学模式的实施必须具备一定的师资力量、物质设备、实习场地等条件。要做到每一个专业、每一门课程都全面实行一体化教学模式,实施起来难度较大,这就需要有一个循序渐进的过程,即一个过渡期。在这一过渡期,我们该如何做?就目前大部分高职院校的现状来看,课堂教学仍然占了较大的比重,在这种情况下,如何设计教学内容和教学模式,是每一位教育工作者值得深思和探讨的问题。
二、从实际出发,积极推进课程教学的单元、整体设计(一)课程教学的整体规划与设计
机械设计基础不仅是一门技术基础课,而且也是一门能直接用于生产的设计性课程。本课程的教学目标不仅在于传授常用机构和通用零件的基本知识、基本理论和基本设计方法,更重要的是培养学生的实际机械设计能力。高等职业教育要办出特色,就应按职业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,应将机械设计基础以章节划分的课程内容设计成为若干个教学单元:机械的组成及特性、联接、机械传动、支承零部件、机械设计综述等。本课程新的课程结构,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,把握每个模块和整体的关系,从简易的联接入手,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。
(二)教学单元内容设计
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。按照这一思路,需对教学内容进行调整:(1)机械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,机构运动简图的建立作为重点讲授内容。(2)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,其教学内容应该逐渐转换为以讲授解析法为主。(3)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,增加零部结构设计的内容和一些设计参数的选取原则,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,认为学生只要会计算就达到要求了,而轻视结构设计,以及结构设计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、、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。
1对课程单元、整体设计及一体化教学的思考
(三)单元设计要坚持“必须够用”原则
进行单元教学设计时,需坚持“必须够用”原则,删除不必要的理论推导和证明。高等职业教育培养目标强调的是人才的应用性,毕业生所从业的岗位决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉像研究型人才那样了解得清清楚楚,而应注重于如何运用这些公式、定理、方法等来解决实际问题。
如机械设计基础中凸轮机构从动件运动规律中的速度、加速度方程的推导过程;带传动即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间的关系式的推导过程等都应删除或略讲。与先前所学课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。
(四)单元设计需不断完善
进行单元教学设计时,不断完善必要的基本知识和理论,增加基本设计方法和实践性内容。机械设计所需的基本知识和基本理论、紧密结合工程实际且多样化的设计方法,是培养学生机械设计能力的根本保证。而以往的教材对此注意不够,具体表现为:(1)基本设计计算原理和设计方法介绍得较少,致使学生解决实际问题的思路少、方法少。例如:平面四杆机构的设计,一般教材只介绍按给定连杆的2个(或3个)位置设计,以及按行程速比系数设计等两三种方法;轴上零件的定位固定,一般也只介绍轴肩、轴环、套筒等几种方法。(2)对设计方法和步骤缺少分析、总结和归纳,不利于学生整体设计思想方法的形成。(3)实用性、实践性内容少,不利于学生应用所学理论知识和方法解决工程实际问题能力的培养。
(五)单元设计的评价
一堂职业教育的好课既要看教师是否认真进行了突出职业能力培养的单元教学设计,又要看是否圆满地按照设计进行了实施,取得预定的教学效果。综合起来,主要应从以下几个方面进行评价。
1.单元目标的评价。单元目标包括职业能力目标和知识目标。单元目标一经设定,应当严格遵照执行,不能随意更改。但可以将其进一步分解细化,确定重点、难点及解决办法,使之更加明确、具体,更具可检验性。另外,还可结合课程教学内容的实际,适当添加德育或人文目标,但不能盲目拔高或扩张。
职业能力目标同知识目标一样,不能随意更改。必须对训练项目实施步骤、方式、训练素材、所需场地器材及工具、安全事项、考核方法等做出规划与安排。
2.单元教学过程的评价。单元教学过程的设计与实施是实现培养目标的途径,是提高课堂教学效果和效率的重要环节,也是单元教学设计和现场实施中最重要、最难、最能体现教师教学能力的环节,因此,这是单元教学评价的重要方面。应重点考核职业能力训练过程、步骤、方法、手段的设计与实施是否符合学生职业能力提高和知识认知的规律,是否能够激发学生的学习兴趣和内在动力,重点是否突出,难点是否得到有效化解,实训条件是否准备充分,教师操作是否熟练,指导学生是否得法,各步骤时间分配是否合理等等。
三、推进“教、学、做”一体化模式,提高教学效率和质量针对机械设计基础课程的特点,真正实现“教、学、做”一体化教学模式,提高教学效率和质量,需做好以下几方面的工作:
(一)理论联系实际,激发学习动力
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重理论联系实际。如讲解平面机构时,可列举实际机器(内燃机、汽车等)和日常生活中(缝纫机的踏板机构、农用水井压水机构等)的应用实例,并介绍与专业有关的金属切削机床――牛头刨床的应用实例,增强基础课与专业课之间的联系,使理论知识和实际应用有机地结合起来,激发学生学习的动力。
(二)讲练结合,精讲多练
对机械设计基础基本概念的讲解要强调联系实际,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,并具有应用知识解决问题的能力。
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,让学生课外思考,下一次上课进行提问。适当讨论,这样可以促进学生课外自学,加深对基本概念的理解。
(三)建立必备的实验、实训条件
机械设计实验、实训是学生职业技能培养的重要环节,因为实验项目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和减速器的结构分析、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,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。
(四)搞好课程设计,培养学生综合技能
机械设计基础的课程设计是把学生学过的各学科知识较全面地综合应用到实际工程中去,力求从课程内容上、从分析问题和解决问题的方法上,从设计思想上培养学生的工程设计能力。首先,在选题上要考虑培养目标,有针对性,有侧重面:可选二级减速传动装置作为设计题目,其中,一级为v带传动,另一级为单级斜齿圆柱齿轮传动。这样的选题,既包括本课程的主要内容,又使学生得到较为全面的训练。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间位置的关系,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,学会查阅相关手册等。
参考文献: