前言:我们精心挑选了数篇优质机械工程概论论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
机械工程控制基础课程是一门基于复变函数、微积分、力学、电工学定律等诸多数理知识、存在许多理论推导和计算公式的专业基础课程。课程理论性强,系统性强,抽象难懂。本课程课时少,根据专业的不同,只有30~45学时,但课程覆盖面非常广,内容繁多,教学内容很难深入,部分前期基础课程没有开设,缺乏支撑,教与学都十分困难。教学内容涉及众多的控制数理公式的推导、相对实际问题存在着很多简化,与实际问题有时差异大,造成学生学习兴趣不够,对本课程的重要性认识不够,难以激发学生的学习热情,影响教学效果。该课程理论性强,怎么样与实践紧密结合,使学生更好更深入掌握本课程的教学内容,一直是本课程教学中重点需要考虑的问题。课程教学改革前我们一直采用传统的课堂教学加一、两次实验课的方式进行,怎样在此基础上对实践环节进行调整,更好地加深学生对课程内容的理解,提高学生解决实际问题的能力,是课程教学改革的重点之一。基于机械工程控制基础课程的教学现况和特点,我们尝试从教学内容改革、教学方法改革和考核模式三方面进行课程改革,取得了预期的教学效果。
二、教学内容改革
现在使用教材是杨叔子主编的《机械工程控制基础》,教材内容系统性强、内容详实,但本学院该课程课时相对少,且本院机械类专业以应用型专业为主,所以必须结合专业特点,与机械工程领域实际问题紧密结合,对教学内容进行优化、简化和整合。将复变函数和拉普拉斯变换等课程需要的主要数理内容整合到教学内容中,简化了部分原理和公式的详细叙述和推导,并删除了拓展性的可自学的状态空间模型、高阶系统的时间响应分析、非线性系统初步、线性离散系统初步和系统辨识初步部分,收集补充拓展了应用实例的内容以及关联领域最新研究进展。根据课程和专业特点,重新设计了机械工程控制基础课程以下五个方面的教学内容:1.机械工程控制基础概述,主要介绍机械工程控制论、机械控制系统分类、模型、特点、要求、由来和发展、发展趋势以及与机械制造及其自动化和机械电子工程专业的结合及应用。2.机械工程控制系统的数学模型,主要讲述拉普拉斯变换、系统的微分方程数学模型、系统的传递函数和方框图及其在实际机械工程实际问题中的应用。3.机械工程控制系统的时间响应分析。主要讲述时间相应及其组成、典型输入信号、一阶系统和二阶系统时间响应分析及其在实际机械工程实际问题中的应用。4.机械工程控制系统的频率特性分析。主要讲述频率特性组成及图示方法、频率特性的特征量、频率特性分析及其在实际机械工程实际问题中的应用。5.机械工程控制系统的稳定性。主要讲述系统稳定性特性、Routh稳定判据、Nyquist稳定判据、Bode稳定判据及其在实际机械工程实际问题中的应用。在每一章节中,我们都增加了机械工程领域内实际的控制问题实例,并使用Matlab软件进行仿真,扩充教学信息,提高学生的学习兴趣。
三、教学方法改革
在教学方法上,我们围绕应用型机械工程专业的特点,重视实践活动,理论紧密联系实践环节,提出了新的教学方法和教学模式。1.以机械工程控制系统为中心主线,运用实例引出教学内容。整个课程教学以一个典型的复杂机械工程控制系统实例为主线,导出讲述系统的数学模型建立、传递函数、时间响应分析、频率响应分析等内容,理论与实践相结合,可以使教学过程思路清晰,学生理解直观具体,有助于提升学生的学习兴趣。2.多媒体技术广泛应用。重新制作多媒体课件,增加具体实例控制系统的视频、动画等多媒体资源,可使课堂教学更为生动;在课件中增加自学课堂部分,包含课程背景知识、前面删除的课堂不进行的教材拓展内容、基础数理知识和例题解析,学生可以自主学习;课件增加自我测试部分,学生可以自主测试,诊断学习中的问题并改进。3.增加Matlab仿真环节。将Matlab及其提供的Simulink仿真软件应用到教学中去,可以使公式推导、概念讲述更为生动。仿真平台可更改系统的各项参数进行演示,可对实验环节进行有效补充。既可降低教学成本,又可让学生自己进行实验设计奠定基础。4.实验环节教学方法改革。实验环节由教师演示向学生自主设计实验环节转变,增加学生自主设计开放实验环节,教师对学生选题进行指导,选择实际的机械工程控制系统问题作为实验主题,由学生独立提前设计方案,实验课上进行实验验证和修正的方式来进行。
四、考核方法改革
由于该课程设计的内容非常多,而非机械类专业学生的机械基础较为薄弱,在讲授本课的同时有可能补充一些相关的知识点,以便帮助学生的理解,这便使原本紧张的课时安排变得更加紧张。在这种情况下,授课内容需要适当,分清主次,注重一些实用内容的讲解,而对一些比较虚的公式以及一些概念可以进行简单讲解,对于重点难点内容如力学部分可以多安排一些课时,而对于相对容易的内容,如材料与焊接部分,可以采用课堂讲解并引导学生自学的方式进行授课,从而进行合理授课。
2授课方法的改革与创新
2.1传统教学与多媒体教学结合提高效果
传统的教学方法以黑板板书为主,教师可以通过手语、眼神等肢体语言吸引学生注意力,并向学生传达知识[4]。这种授课方法较为人性化,教师可以在黑板按步骤有条理地向学生演示,条理清晰,步骤分明,易于学生在接受知识的同时积极思考,从而发挥学生的主观能动性。多媒体教学手段灵活,不仅可以以书面文字的形式表达,还可以用图片以及视频的形式向学生展示,加以教师的讲解可以达到以视觉和听觉双重途径传送知识的效果。但是传统的教学和多媒体教学也都有各自的缺点,传统教学方法单调呆板,效率低,有时候会显得枯燥乏味,学生往往容易被老师牵着鼻子走,掌控不好课堂气氛,容易形成“填鸭式”满堂灌的教育模式,而降低了学生的学习兴趣。多媒体教学则容易造成信息量大,学生承受不了,理论公式演示步骤快,学生不能完全理解,教师的肢体语言不够丰富,学生和老师之间的交流少,不够人性化。化工机械基础这门课本身既有大量的公式推导等理论内容,又有机械传动和容器设备的实际工程内容,因而可以将传统教学和多媒体教学结合,发挥这两种教学方法各自的特长。如在讲授到构件受力分析以及及变形形式时,可以通过多媒体展示图形的形状以及受力情况,在讲授容器设备和机械传动时,可以运用实物图片向学生展示,将传统讲课的二维图形变为动态的三维图形,全方位地展示设备和零部件的结构;运用视频播放让学生理解设备的运作以及工作原理。对于重要的公式推导则可以通过黑板板书,放慢教学步骤,让学生有充分的思考和记笔记的时间。
2.2以实例或项目为题加强学生理解
根据化工机械基础的授课目的和主要任务,在授课过程中可以通过工程中一些实例的讲解,来提高学生的兴趣,并将知识融会贯通,提高学生综合利用知识解决问题的能力。此外,对于做过有关该课程项目的教师,可以安排出一定的时间,结合具体项目讲解课程中有关知识点,从项目的任务、设计思路、所解决的相关问题、设计过程中所要注意的问题以及项目的实施情况等,根据自己的实际经验有计划分步逐渐地介绍,从而提高学生的兴趣和加强学生对知识的掌握和运用。
3考察方法的改革与创新
3.1平时考察与考试相辅相成
由于化工机械基础的内容较多,前后内容相互独立而又紧密联系,一旦学生对前边力学知识的掌握不够,必然会影响到后边容器设计计算,而材料和焊接不熟悉,则会导致学生在材料选择和容器设计方面出现困难,因此,为打好基础必须加大对学生的平时考察,让学生踏踏实实地掌握知识,避免吃不透掌握不准的现象发生。平时考察的方法可以由课堂上或课堂下的练习题以及知识点的分组讨论等与平时有关该的课程任务组成,同时将该部分的考察作为期末总成绩的30%计入,让学生在有压力的情况下,发挥主观能动性进行学习。
3.2考试多样化侧重有所不同
对于化工机械基础这样一门知识点非常多的课程,很难用一张卷子将大部分知识点考察到,因而需要对考试形式加以改变。可以将考试分为期中期末考试两次,期中考试着重对前边所学知识的考察,而期末考试着重考察课程的后半部分知识点,做到期中、期末考试侧重点各有不同,从而考察整个课程的知识点,促进学生学习和掌握;同时根据考察内容的不同,可以将考试形式分为开、闭卷相结合的方式,使考试多样化,避免了学生考前突击死记硬背,考后立即遗忘的现象出现,而且还可以增加试卷命题的自由度,大胆地出现过去考试试卷中不敢出现的需要应用复杂公式,计算所需的重要知识点也可以出现在考卷中,扩展考查范围;将过去对有限的知识点考查,转化到知识和能力并重的全面素质考查上来,而且考试结果也将变得更加真实可信,最后达到对学生课程掌握考查的目的。
4结语
《机械制造工艺基础》课实践性很强且内容大多枯燥、难懂。这对缺乏实践经验的学生来说更是如此,无形之中给专业课的教学带来了困难。因此要设法提高学生的学习兴趣,实践证明,教学方法的改进是解决这一问题的根本途径。目前,国内教育专家在探讨这一个问题时提出过不同的教学方法,比如激励式教学法、引新式教学法、开发式教学法、情景式教学法、兴趣式教学法等等。这些方法的共同点都是正确引导学生积极学习,培养学生对专业学习的兴趣,充分发挥学生的主观能动性。《机械制造工艺基础》课程特点要求学生具备扎实的专业基础知识,如工程制图、机械零件和机加工工艺装备等。同时又要求学生具有灵活处理问题的能力。随着科技的进步,新材料、新工艺不断出现,传统的加工制造方法被许多先进工艺所取代。这就要求教师不断更新知识,苦练基本功,加强教学内容的时代性和新颖性,加快实践教学的步伐,及时掌握最新的理论研究和发展动态。传统的教学方法与现代化的教学手段相结合应该说是一种挑战,信息化的快速发展为这种教学方法提供了可能。多媒体教学的建立为这提供了技术支持。在教学过程中应充分运用网络教学资源和现代化的教学手段,加大了教学信息量,使教学效果更加直观。通过建立虚拟网络实验室,使得学生自主学习,掌握学习的主动权。这种教学模式由传统的学生的被动接受知识和教师“静态”教学转变为一种学生积极主动的参与学习和教师“动态”的教学。通过这种交流,使师生之间的关系更为融洽
二、建立以能力为中心的课程考核体系
改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的综合素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,比如考核成绩可以由三部分组成:平时成绩占30%期末成绩占35%创新思维及能力35%。同时,每个部分又由理论和实践组成,其中理论成绩占40%,实践成绩占60%。在平时成绩中,理论部分可以由课堂提问、作业、考勤等获得,实践部分可以由平时实训、实验的能力获得。期末成绩中,理论部分由基本理论考试获得,实践部分由技能实训操作获得。创新思维及能力成绩中,理论部分可以由专题讨论等形式获得,实践部分可以由生产实习报告、体会等形式获得。建立合理的考核评估体系指标是衡量教改成功的关键因素。考核指标的出发点必须结合本专业的实践教学特点,充分体现素质教学和实践能力教学的情况,考核的核心是学生的实践动手能力。同时,要注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。
三、加强实践教学,培养创新素质
机械制造工艺基础是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。实践是知识的源泉,实践性教学对于知识的获取、能力的形成与发展起重要的作用,因此,实行理论与实践相结合的教育,使学生掌握的理论知识向实际能力的转化,这样才有利于学生的创新素质的培养。为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关加工方法。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。在本课程教学中,要创造条件让学生更多的接触生产实际。例如:参观实验室、陈列室、工厂车间、开设实验,进行多媒体教学,组织现场教学等等,不断积累实践知识,激发求知欲。如机床工件的装夹方法的学习,可以让学生在现场进行装夹练习,提高学生的学习兴趣,使学生容易掌握不同形状工件的装夹方法。对渐开线齿轮的范成,可组织去工厂现场参观齿轮加工,对插齿、仿形加工过程进一步加深理解。对减速器的结构分析及装配,可使用生产实用减速器进行结构分析、拆装实验等。只有教师在实践教学中不断丰富,不断提高实践教学的能力,具有较高的创新素质,成为领头的创新者,才有利于促进教学相长,培养出创新素质的人才。
四、总结