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序論:在您撰寫機械設計基礎課件時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
中圖分類號:G423 文獻標識碼:A
0 前言
隨著社會信息化程度的不斷提高,計算機在社會各個領域里已經得到了廣泛的普及和應用。多媒體教學集聲音、圖像、視頻和文字等為一體,具有生動形象的學習效果,作為一種有效的輔助教學手段,在課堂教學中產生了積極的作用。將機械設計基礎實驗用多媒體課件的形式展現,利用計算機模擬動畫,將機械原理陳列柜的零件和實驗室的機構模型制作成多媒體動畫,靈活、逼真地展示機構運動狀況,使學生可在任何時間、任何地點學習,將對機械設計基礎實驗課程的學習起著推動作用,教學效果將會上一個新臺階。
1 課件開發設計
1.1 開發工具的選擇
PowerPoint的多媒體編輯功能較強大、內置豐富動畫、過渡效果和多種聲音效果,并有強大的超級鏈接功能,能直接調用外部文件,制作出集文字、圖形、圖像、聲音以及視頻剪輯等多媒體元素于一體的演示文稿。故此,在設計多媒體課件采用微軟公司開發“PowerPoint2003”軟件。選擇“AutoCAD2006”和“Pro/ENGINEER”等軟件作為機構的運動仿真軟件。
1.2 課件的結構設計
機械設計基礎實驗多媒體課件結構主要以樹狀結構為主,如圖1示,目錄的大標題下是各實驗的鏈接,每個實驗都包括實驗目的、實驗設備、實驗原理、實驗步驟等。多媒體課件的結構設計主要包括以下方面:節點設計、鏈的設計以及由此產生的網絡和學習路徑的設計。
1.2.1 節點設計
根節點是學習者進入系統學習遇到的第一個節點,同時也是其它任何節點都能返回的中心節點。圖2的目錄頁是課件設計根節點。從目錄頁可以進入課件中的每個實驗。
1.2.2 鏈的設計
鏈的設計主要涉及節點之間的聯結及其表示方式。課件中鏈的設計除實驗一為樹性鏈以外,其他實驗的鏈設計均采用線性鏈結構。為方便學生在進行學習和實驗中快速地查詢,瀏覽各實驗內容,在目錄頁只需點擊想學習的實驗標題,則可進入各實驗部分。為了能使學生和老師更方便地瀏覽課件的各個部分,在課件的每個分頁上加入了一個“目錄”按鈕、一個“返回”按鈕和一個“后退”按鈕。如圖3所示。
由于實驗一層次較多,所以在各頁面特意設置了一個“返回上一層”按鈕,使學生和教師能更方便地瀏覽到實驗一的各部分內容。動畫、外部的文件等由于格式的特殊性及其容量的限制,采用超鏈接的方式來處理。點擊該機構,它就會播放動畫頁面,如圖4a、b示。
1.3 課件主體的制作
課件設計中文字內容的引入采取逐步引入方式,每段文字引入時伴隨有動畫效果以弓起學生的注意,提高學生學習興趣。
1.4 課件腳本設計
制作腳本是多媒體開發人員制作多媒體課件的直接依據。為增強課件的藝術氣氛和感染力,采用圖形、動畫、聲音等多種手段進行片頭片尾設計。主界面設計采用菜單、圖標、熱區等方式,使學生對實驗內容進行選擇。
1.5 素材的搜集
1.5.1 文本素材
課件中文字材料通過自己編輯獲得。在機械設計基礎實驗多媒體課件中,大部分的文字素材由原有的自編《機械設計基礎實驗指導書》修改篩選。在力求保證課件內容完整的同時,適當地加入一些與機械設計基礎相關的知識內容。
1.5.2 圖像、動畫素材
形象而生動的動畫能夠提高學習者的學習興趣,提高教學質量。對機械設計基礎實驗而言,一些機構的運動,如果只是單純的看圖形或者口頭講解,學生理解不透徹。通過插入機構運動仿真動畫,讓學生對對機構運動有感性了解。課件中一些復雜的動畫素材直接從網上直接下載,大部分機構用“Pro/ENGINEER”軟件先將機構零件畫出來,然后組織裝配,再使用“Pro/ENGINEER”的動畫生成功能,生成該機構動畫。
2 結論
機械設計基礎實驗課件的開發設計主要是對文字、圖像和動畫等素材進行處理,將原本枯燥的文字以豐富多彩的形式展現,使學生能隨時學習實驗課程,對激發學生對實驗課程的學習興趣,提高學生學習的主動性和積極性起到積極推動作用。
參考文獻
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[2]居毅,機械設計實驗教學的創新實踐和探索,實驗室研究與探索。2002,21(3).
關鍵詞:創新教學;微課;機械設計;視頻開發
創新教育已成為當今教育教學改革研究和實驗的一個重要課題。創新教育是一種開發創新能力和創造潛力的活動,貴在傳授創新知識,培養創新能力,開展創新教育活動。創新教育的關鍵,是對學生創新意識的培養和創新思維方法的訓練。筆者在機械設計基礎課程教學改革實踐中,結合微課的開發與實踐,在培養學生的創新能力方面進行了一些探索。
一、營造創新教育的情境,利用微課輔助教學,培養學生的創新思維
微課這一概念最早被美國高校教學的設計師提出,又被稱為微型課程。我國于2010年首次提出微課的概念。微課是以微視頻為主要的教學載體,記錄教師的各個教學環節,為學生提供便利的在線視頻教學。近年來,隨著高校微課教學課程的廣泛開展,為學生提供了自主學習的環境,同時也訓練了他們積極鉆研的思維能力。在課堂實際教學中,可根據教學內容中的重難點課題,設計靈活實用的微課。比如在機械設計基礎課程中,可以利用已經制作完成的PPT課件,將PPT導入Camtasia軟件中,制作成微課視頻,應用到實際教學中去。讓學生利用課外時間去鞏固消化,提高學生的自學能力,讓學生更能適應社會的發展。通過微課制作應用于實踐教學環節,培養學生的動手能力。微課不僅能夠調動學生學習的主動性,還有意識地培養了學生的創新思維,既起到了教師的引導作用,又讓學生的發散思維得到了鍛煉,而且小組合作模式還有利于培養學生的團隊合作意識。
二、通過教學手段的改革創新來培養學生
的發散性思維及創新思維加強發散思維能力的訓練是培養學生創造性思維的重要環節。實踐是思維的源泉與動力,只有通過實踐才會發現問題,從而激發學生去解決問題。比如在機械設計及基礎課程中,為了提高學生對理論課程的參與度,培養學生的發散思維、動手能力和創新能力,可以增加試驗和設計的環節,結合課程內容設計相對應的微課形式。
1.機械傳動機構的試驗
實驗裝置的設計模式為多種傳動組合,如動力系統和傳動系統的組合。通過多種組合形式來完成帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動的學習。相應的傳動環節在重難點部分均可做成微課的形式展示給學生,讓學生在課余時間充分消化教材中的重難點部分。
2.機構創意組合設計實驗
該實驗通過對汽車雨刮器的設計,使學生對平面連桿機構的組成、運動特點及結構特性等問題有更全面、更深刻的理解。機構組合實驗部分可以起到培養學生發散思維、創新能力、綜合設計能力及實踐動手能力的作用。該部分內容可以設計成視頻微課,通過錄制教師講解視頻的方式解決實際教學問題。
3.輪系部分的創新設計實驗
學生通過拆裝減速器或者拆裝和拼裝各個輪系,對輪系結構、類型、特點、應用及傳動比的計算與自鎖問題、周轉輪系齒數的確定等問題,有更清晰、更全面、更深刻的理解。該類型實驗可以通過錄制白板(可汗模式)進行同步錄制教學實驗過程,從而制作成微課。
三、通過先進的計算機輔助設計技術,培養學生的綜合分析能力及職業素養
關鍵詞:Authorware;多媒體課件;課堂交互
一、引言
隨著信息時代的來臨,課堂早已不局限于簡單的講和聽,多媒體教學漸漸取代了單一的課堂。如今,基于PowerPoint、Flash、Authorware等軟件的多媒體課件被廣泛的應用,其中,Authorware雖然相比之下現在的使用者較少,但其獨特的流程圖編程和強大的互動功能仍受大眾所認可,在實際教學應用中受到了學生的一致好評。Authorware是由Macromedia公司開發的一種專用于多媒體制作的軟件,它的最早版本出現于1987年。其獨特的流程圖編程方式、面向對象的開發方法以及基于圖標的設計方式使多媒體開發變得不再困難。Authorware就此成為世界公認的領先的開發因特網和教學應用的多媒體創作工具,被譽為“多媒體大師”,且隨著之后的版本不斷更新,其功能也越來越強大,至今已更新到Authorware7.0。
二、總體框架
《機械設計基礎》多媒體課件基本功能模塊主要分為其他模塊和課程模塊兩大部分,每個模塊由若干子模塊所組成,其總體結構如圖1所示。課程模塊即課件的主體部分,其中包括教師上課要講的每一條知識點,和相關的圖片、動畫等元素。課程模塊按照章進行分組,每一章又分為若干個小節,每一小節根據具體內容包含若干頁。每一頁中,用顏色和字號來突出重點知識點和專業名詞。本模塊通過合理、清晰的布局,幫助學生加深對《機械設計基礎》課程內容的理解。其他模塊主要包含視頻播放器、游戲部分和實驗仿真部分。其中,游戲部分可以讓師生在學習之余有適當的放松;視頻播放器包含本課程所涉及的機械結構的運動動畫,有助于學生理解其原理;實驗仿真部分通過程序模擬出了齒輪范成實驗和減速器拆裝實驗,令師生可以隨時進行實驗,加深理解。這三者都是獨立的exe文件,靠Authorware自帶的計算圖標嵌入到多媒體課件之中。
三、多媒體課件的編譯過程
下面以《機械設計基礎》第一章第一節的第一頁(1-1-1)為例,講述多媒體課件的具體編譯過程。(1)插入一個顯示圖標,命名為“bj”。為這個顯示圖標插入準備好的背景圖片,并其大小適應全屏。這個顯示圖標在之后的每一頁中都要用做背景,直接復制粘貼即可。(2)插入一個顯示圖標,命名為“1”。插入文本框“§1-1運動副及其分類”并置于頁面最上方的中間,設置字體為“宋體”,字號為“36”;插入另一個文本框“一、自由度、約束”.(3)插入一個等待圖標,將屬性中的“單擊鼠標”、“按任意鍵”選中,將“顯示圖標”取消選中,這樣可以在單擊鼠標或者按任意鍵的時候才繼續播放課件。(4)插入一個顯示圖標,命名為“2”,插入文本框“自由度構件間的獨立相對運動”,并將“自由度”三個字的顏色設置為藍色,以突出專業名詞。再插入一張相關圖片作為教學輔助,幫助理解。(5)復制步驟(3)中的等待圖標(6)同上步驟交替插入顯示圖標和等待圖標,直到當前頁面合理的放置了相關的教學內容。(7)插入一個擦除圖標,并在屬性中設置“被擦除的圖標”,將當前頁面中除了“bj”以外的所有顯示圖標都選中,以防止在頁面跳轉時出現差錯。(8)插入一個導航圖標,選擇屬性中的“類型”為“跳到頁”,設置“目的地”為“任意位置”,在“頁”中選中“1-1-2”。
四、結語
通過實際教學驗證,Authorware制作的多媒體課件在機械設計基礎中有非常多的優點:Authorware的生動性,可以讓很多枯燥乏味的問題變得生動有趣;Authorware;的交互性,可以很好的帶動學生的學習興趣;Authorware多媒體課件的制作過程中,教學者可以充分發揮現代科技的優勢,在課件中加入很多課外知識,更好的擴展學生的知識面。Authorware多媒體課件的應用,可以更好的帶動學生對于課堂的期待性,變被動學習為主動學習。Authorware可以將抽象的教育內容具象出來,將復雜的編寫過程簡化起來,它展現在學生眼前的是一套圖文并茂的有聲教材,這正好符合面向全體、面向未來、面向世界的先進教育理念,在教學中受到了學生的一致好評和高度贊揚。
參考文獻:
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[3]周燕紅.基于Authorware的思想政治多媒體輔助教學系統[J].電子設計工程.2016,24(23):127-129.
關鍵詞:精品課程;機械設計基礎;教學內容;人才培養;專業建設
中圖分類號:G6420 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)11-0148-03
一、引言
精品課程建設工作是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分,也是高等院校教學工作重要的基本建設內容。教育部關于“本科教學工程(原稱“質量工程”)”的建設文件指出:“精品課程”是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程。教育部的這一文件精神,為各級精品課程的建設與實踐工作指明了方向和課程建設的標準與目標。
西安外事學院的“機械設計基礎”課程經過多年建設,于2011年4月被評為校級精品課程,2011年11月被評為陜西省精品課程,2014年7月經省教育廳批準又被升級改造為省級精品資源共享課程。總結幾年來的建設工作,我們的工作重點及特色主要在以下幾個方面。
二、創建課程新體系,改革課程內容
“機械設計基礎”課程是一門綜合性、實踐性很強的技術基礎課程,在高等院校機械類、近機類專業的教學計劃中具有承前啟后的重要作用,是培養學生創新精神、工業意識和綜合機械設計能力的一門主干課程。
西安外事學院作為我國一所走在前沿的應用型本科院校,主要肩負著為國家培養應用型本科技術人才的重任。因此,“機械設計基礎”課程內容的改革,必須符合學校的人才培養目標。
針對“機械設計基礎”課程的特點,我們確定了本課程的教學改革思路是:更新教育思想和教學觀念,以應用型本科技術人才培養為對象,進行課程整體優化組合,建設“機械設計基礎”課程新的教學體系;以提高學生的綜合設計能力、創新設計能力、工程實踐能力為目標,構建課堂教學、計算機輔助教學、設計訓練、實驗教學與課外科技創新實踐活動一體化的教學體系。
為此,構建的“機械設計基礎”課程是對原專業教學計劃中的機械原理、機械零件兩門課程的基本內容進行整合而重組的一門新課程。圍繞“常用機構”和“通用零部件”兩條主線介紹其有關的工作原理、結構特點、設計方法等。在常用機構內容中,主要安排有平面機構結構分析、平面連桿機構、凸輪機構、輪系和間歇運動機構;在通用零部件內容中,主要介紹常用的機械傳動(帶傳動與鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動)、常用連接(螺紋連接、軸轂連接)、軸系零部件(軸、軸承、聯軸器與離合器)等;此外,還安排有機械系統設計、現代設計方法等章的內容。通過本課程的學習(包括理論教學和實踐教學環節),使學生著重掌握機械設計的基本知識、基本理論、基本方法和基本技能,培養學生具有一定機械設計能力,并為以后專業課程學習打下必要的基礎。
在課程新體系的構建中,始終堅持以應用型本科人才的培養需要為目標,開展對課程內容的改革;對于課程的基本理論以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導,注重理論聯系實際,體現應用性特色;同時對課程內容組織貫徹“少而精”及“實用性”為原則,例如:在“齒輪傳動”一章,打破傳統習慣,分別把傳統的“齒輪機構”、“齒輪傳動”、“蝸桿傳動”三章內容合編為新“齒輪傳動”一章,把“滑動軸承”、“滾動軸承”兩章內容合編為新“軸承”一章,既避免有關內容重復,又達刪繁就簡自成體系。
三、教師隊伍建設
教師隊伍建設不僅是高等院校教學建設的重要內容之一,也是學科、專業和課程建設的基礎和重要工作。目前,我校課程組已初步建成一支知識結構較為全面、年齡結構適合、學緣結構合理的“機械設計基礎”課程教學團隊。針對師資隊伍建設工作,我們提出課程師資隊伍建設要符合學校辦學定位的目標,要適應教學需要和學科發展的目標,并以培養青年教師為重點,制定了具體培養計劃和措施,現取得較好的效果。關于培養青年教師隊伍的措施如下。
1.加強師德師風教育,以先進人物為榜樣,樹立愛崗敬業,忠于人民教育事業的崇高理想。
2.按照學校的師資隊伍建設目標,制定好包括青年教師的師資隊伍建設規劃,并認真實施。
3.給青年教師壓擔子,讓他們承擔起教學和科研任務,在“干”中成長,而且教學和科研互動,協同發展。
4.實現教學崗位責任制,加強教學管理。積極開展教學教改研討活動,提高教學素養和業務能力。
5.發揮老教師的作用,實行年輕教師導師制。為每位青年教師配備了教學指導教師,加強對青年教師的傳、幫、帶。
6、創造條件讓青年教師走出去,到國外和國內其他大學學習訪問,開拓視野。對提高學術及教學水平發揮了重要作用。
7.在實現青年教師全部碩士化的基礎上,逐步實施青年教師博士化。
8.建立聽課和評課制度,發揮老教師和系主任的教學監督作用,促進青年教師課堂授課質量的提高。
這些措施的實施,取得很好的效果,使青年教師茁壯成長,多名青年教師在學校舉辦的青年教師講課競賽中獲得競賽大獎,每位青年教師均已獲得一項以上省級教改研究項目或省級科研項目,并在全國期刊上發表多篇教育教學教改研究論文;本課程的建設成果先后于2011年、2012年獲校教學成果獎一等獎、二等獎,課程教學團隊于2012年獲校級優秀教學團隊;已形成了一支學術和教學水平高,綜合素質好、結構合理的師資隊伍。
四、教學方法與教學手段
改革教學方法、采用先進的教學手段是提高課程教學質量的關鍵措施,在教學中,我們的做法如下。
(一)在教學方法上
1.轉變教學觀念,樹立以學生為中心的思想,正確認識學生為主體、教師為主導的內涵,充分調動學生學習的主動性、積極性。
2.在課堂教學中,堅持理論聯系實際的學風,把基礎理論與生產實際、設計實踐緊密結合,根據應用性技術人才培養的實際需要,對基本理論以“必需”、“夠用”為度,淡化公式推導,不斷將新技術、新成果引入課堂,開闊學生設計視野。
3.在課堂教學中,根據“工學結合”、“教、學、做合一”的原則,“講-練-實踐”相結合,安排設計性大作業,提高學生的動手能力、工程訓練與實踐能力。
4.在教學中,根據課程各章的不同特點,分別采用工程案例教學、項目任務教學、小組討論式教學、現場教學和探究式教學等不同教學方法。同時采用工學結合教學法、課外競賽激勵法、小組研討法等教學方法,調動學生學習的積極性、主動性,并指導和促進學生自主學習能力的發展。
5.搞好課程設計教學,培養學生掌握機械系統方案設計、機械零部件工作能力設計和結構設計的能力。
6.在教學過程中,貫徹因材施教的思想,重視學生的個性發展,鼓勵和引導學生積極參加各類課外科技創新競賽活動,提高學生的動手能力、分析問題解決問題能力、創新實踐能力。
7.改變以往以期末考試成績定課程學習成績的方法,采用平時考核、作業考核、實驗考核和期末考試多項累加的方法確定學生的學習成績,引導學生自覺的學習,全面、系統的學習。
(二)在教學手段上
1.積極采用現代教育技術,充分利用計算機技術和網絡技術等現代信息技術,將多媒體教材引入課堂教學,豐富課程的教學信息量。在本課程教學中,實現了部分網絡教學。
2.結合課程特點,制作了課程教學錄像片、多媒體課件、常用機構和通用零部件的三維動畫插播片、圖片庫和課程測試題庫,開發了課程CAI課件。
3.建成了常用機構和通用零部件陳列室、軸系零件拆裝實驗室、液壓傳動陳列室等,供學生參觀和認知學習,提供了直觀教學環境和開放式的教學環境。
4.開放了機械設計實驗室和械計創新活動室,激勵學生的學習興趣,為培養和提高學生的機械設計動手能力、分析問題和解決問題能力以及參與科技創新活動提供了場所和便利。
在上述教學方法及有關措施下,本課程教學得到校內外專家的一致好評,課程組教師教學評價均獲得學生“優良”的好評。學生的課程學習效果也取得豐富成果,如在教育部主持舉辦的“2014年全國大學生機械設計創新大賽”上,學生參賽的7件作品,全部獲得陜西賽區省級獎,其中省級一等獎1項、省級二等獎1項、省級三等獎4項;學生在參加2013年“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”中,獲得陜西賽區省級二等獎2項;學生積極參加Solidworks考試認證中心的認證,多名學生獲得Solidworks考試認證中心頒發的“機械設計Solidworks證書”。
五、教材建設
教材建設是高等教育課程改革的重要組成部分,也是教學內容和課程體系改革的成果體現。早在1988年國家教委頒發的《高等學校教材工作規程(試行)》中就指出:高等學校教材是體現教學內容和教學方法的知識載體,是進行教學的基本工具,也是深化教學改革,提高教學質量的重要保證?;诟咝=滩氖莻魇谥R、培養技能的重要工具,在人才培養過程中扮演著極其重要的角色,所以,我們在精品課程建設規劃中,針對教材建設制訂了規劃,組織了教材編寫力量,先后出版了質量較好的《機械設計基礎》、《機械設計基礎課程設計》(國防工業出版社出版)兩部精品教材。在《機械設計基礎》教材編寫中,我們堅持以應用型本科技術人才培養的實際需要為宗旨,遵循對機械的認識規律及循序漸進的原則,遵循理論聯系實際和注重機械設計能力培養的要求,優化了課程知識體系;以常用機構和通用零部件為對象,以設計為主線,突出了機械系統方案設計、機械零部件的工作能力與結構設計,并吸納了現代設計方法及技術。
由于“機械設計基礎”課程的主、輔教材配套齊全,使用效果好。為培養厚基礎、強能力、高素質、寬口徑應用型本科技術人才發揮了重要作用。
六、實踐教學活動創新
“機械設計基礎”課程實踐教學環節包括實驗教學、課程設計、設計作業訓練和課外科技創新實踐活動等內容。
1.實驗教學。以培養學生動手能力為中心,利用機構和機械零件陳列室、機械設計基礎實驗室、汽車工程實驗實訓基地的開放式教學環境和條件,采用課內外相結合的教學體系和分模塊、分項目的實驗教學內容,全面培養學生理論聯系實際的工作作風、動手操作能力、分析解決問題能力,促進學生的個性發展。
2.課程設計教學?!皺C械設計基礎課程設計”是工科院校機械類、近機類學生在學習了機械制圖、工程力學、工程材料、公差與配合、機械設計基礎、機械制造基礎等課程之后首次進行的一次較全面、較系統、較長時間、較貼近工程實際的綜合性設計訓練,對于培育學生的設計意識,鍛煉學生的設計能力,培養學生的創新精神,激發學生的學習興趣,加深學生對課堂教學內容的理解和掌握都具有十分重要的作用和意義。為了突顯上述功能,我們對課程設計教學進行認真改革與建設,豐富和深化課程設計內容,實現設計題目多樣化。以設計為主線,既有傳動裝置設計的傳統題目,也有從生產實踐中新開發的新題目。對完成的設計圖紙,既可采用手工繪圖方式完成,也可采用計算機輔助繪圖方式完成。在完成的設計項目計算說明書中,必須有設計方案評價、設計工作總結等內容,否則不予通過。通過這些措施的實施,培養的學生設計能力發揮,促進學生分析解決問題能力和創新能力的提高。
3.設計作業訓練。機械設計基礎課程是一門設計性、實踐性、綜合性很強的課程,為了實現基礎理論與設計實踐的有機配合、實現“教、學、做合一”和“講-練-實踐”相結合,我們安排了“軸系零件”測繪、上機進行“計算機輔助設計”等的設計作業訓練。通過設計作業訓練,培養學生的機械結構設計能力、計算機輔助設計能力和繪圖能力,為后續的專業課程學習以及日后從事機械設計工作打下良好的基礎。
4、課外科技創新實踐活動教學。借助本課程的學習,為了培養學生的創新意識、綜合設計能力和團隊協作精神,我們借助汽車工程實驗實訓中心和汽車工程技術創新基地,開展了學生課外科技創新實踐及機械創新設計的實踐教學環節。幾年來,這一課外科技創新實踐教學活動取得了豐碩的成果。
七、本課程的建設成果
1.建設出了一支知識結構和年齡結構合理,學術水平和教學水平高的師資隊伍。教學與科研互動,共同協調發展,成果顯著。幾年來,課程組一位教師受到省級教書育人先進個人表彰;課程組先后完成了省級教改研究項目3項、省級科研項目4項、校教改項目5項,獲校級教學成果獎4項,并獲校級優秀教學團隊一支;幾年來,教學團隊在國內外各類期刊及國際學術會議上發表科研論文40余篇、教改研究論文10余篇,獲國家發明專利和新型專利2項。
2.創建了“機械設計基礎”課程新體系,面向應用型本科技術人才,以培養學生綜合設計能力為主線,以工程應用為目的,以“必須、夠用”為度,以講清概念、強化應用為重點的原則來確定本課程的主要內容和體系結構,對教學內容作了重大的改革,以機械設計為主線,將機械原理、機械零件等課程的主要內容進行精選和融合,優化組合,使其成為一門完整體系的綜合化課程,并編寫出版了配套教材。
3.適應應用型本科技術人才培養需要,構建了“工學結合”、“教、學、做合一”的課程教學模式,注重實踐性教學環節,加強基本設計訓練,培養學生的工程意識和綜合分析與設計能力,構建了課程的直觀教學陳列室和新的實驗教學體系,開放了課程實驗教學環境,促進了學生的個性化發展。
4.重視教材建設,編寫出版了“機械設計基礎”課程教材3部,主、輔教材配套齊全,水平高,使用效果好,并將教學改革思路與成果融入到教材中。
5.以理論教材為藍本,利用現代計算機信息技術和網絡技術,建設出本課程的立體化教材系統及其素材庫,并實現了網絡化教學和精品資源共享。
本課程于2011年評為省級精品課程,2014年經陜西省教育廳批準又被升級改造為省級精品資源共享課程,本教學團隊將以此為新起點,繼續奮發努力建設好這一省級精品課程。
參考文獻:
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關鍵詞:機械設計基礎 理實一體化 項目 成果
機械設計基礎作為一門專業基礎課正進行著課程改革,以適應不斷發展的職業教育,其關鍵之處就是將理論知識更多地溶入實踐操作過程,即所謂的理實一體化教學。作為一種不同于傳統教學方法的創新教學模式,它具有理論教學與技能訓練相結合,教學過程突出技能訓練,有效提高教學質量和效率等特點,這種新教學模式的研究和推廣充分體現了現代職業教育更加貼近經濟生產的特色。在課程改革過程中,結合我校機電專業建設的特點,經過幾年探索和實踐,機械設計基礎課程的教學改革取得了較明顯的效果。即以實際工作過程為參照,對課程內容進行了科學的模塊化處理,具體做到了“四個整合”(陳述性知識與實踐性知識整合、理論知識學習與實踐技能訓練整合、專業能力培訓與職業素質培養整合、工作過程與學生認知心理過程整合),并通過一系列科學的教學設計,將所要學習的內容細化成具體的學習情境,參考實踐操作規程,制定出符合理實一體化教學特色的教學模塊,使該課程的建設上了一個臺階。
一、深入研究,對課程教學內容進行科學的處理
多年來筆者一直從事機械設計基礎課教學工作,由于教學理念以及設施設備等原因,以往對于該課程的教學內容大部分采取照本宣科的模式,以至于教師教得辛苦,學生學得痛苦。隨著這幾年學校對于實訓設備的大量投入,以及現代教學理念的推廣應用,該課程的教學模式有了質的變化。近幾年來,在機械設計基礎課教學過程中積極推廣理實一體化教學模式,即理論實踐一體化教學——充分利用現代教育技術,將理論、實驗、實訓等教學內容一體化設置;講授、聽課與實驗、操作等教學形式一體化實施;教室、實驗室與實訓場地等教學硬件一體化設置;知識、技能與素質等職業要求一體化訓練,由此形成融知識傳授、能力培養、素質教育于一體的一體化教學模式。我們將機械設計基礎課程的理論知識教學環節由原來的300多學時削減到100學時左右,大幅度增加實驗和實訓的時間分配。例如,在齒輪傳動的教學過程中,我們用10個左右的學時講一些簡單的定義、尺寸計算、加工原理和安裝維護等方面的知識,理論上做到夠用。但是大幅度增加實訓環節的課時量,這種新型教學模式從根本上有利于貫徹“能力為本位,就業為導向”的職教理念和創新人才培養模式,有力地推動了職業教育的良性發展。
具體到課程設置時,我們從職業教育的特點以及學生的實際能力出發,從社會的需求和學生就業崗位出發,建立以學生技能等級逐層遞進為訓練順序,以技能及相關文化和職業道德為橫向結構的教學體系。將理、實教學學時調整為3:7,減輕了課業負擔,加強了技能培訓,充分利用我校較好的硬件設施,使學生在拆卸中學原理,在裝配中長技能,每一個學生均能在理論知識與實踐技能相結合的學習環境下培養出較為全面的職業素養,幾年下來,學生身上充分體現出理論知識基礎實、興趣濃、吸收快等特點。并結合新知識、新技術、新工藝、新方法,不斷改進和調整教學方法和課程結構,使學生及時了解并掌握與經濟發展相貼近的課程內容。將傳統枯燥的“一支粉筆、一本教案、一張掛圖”的教學模式轉化為一堂利用現代化教學手段演示的生動、形象、具體的實際操作技能課,讓學生全面接觸實踐操作,使教學內容與崗位實踐融合,提高了學生的實際動手能力,形成了一切以培養學生技能為目的,提高學生職業素養為核心的體系。最終達到提升學生的勞動力價值和人力資本增值的核心競爭力目標。
二、編寫制定出實用性較強的理實一體化教學方案
依據模塊化、項目化的要求和項目課程標準及技能鑒定標準,按科學性、合理性、實用性、針對性、適時性、有效性原則編寫出項目課程教學教案。具體在該課程的以下幾個章節:1.螺旋傳動;2.齒輪傳動;3.餃鏈四桿機構;4.軸系零件;5.綜合知識的課程設計。以上每個章節我們都編寫了項目課程教學的課改教案、多媒體課件,添置配備了教學教?;驅嵨锝叹撸ㄒ话銥?~4個學生一組)和部分學生自制教具。同時在編寫教案處理教材時注重實踐知識和創新內容的融入環節。針對社會需求,緊緊圍繞機械設計基礎課程的特點,進行課題訓練,學生實習分組,根據課題和設備條件確定教學程序。例如:鉸鏈四桿機構章節中機構方面內容的創新我們把它作為重點教學內容,并且讓學生按照設計方案結合實際自己動手操作,去完成搖頭式電風扇的機構創新構思設計,教師在此實施的過程中評價學生方案的優劣,從而推選出最佳設計方案。
通過這種理實一體化教學方法的實施和推廣,學生的思維有了更廣闊的施展空間,例如在生產實際中經常遇到螺紋滑扣的問題,我們就讓學生運用所學的螺紋知識,結合理實一體化教學過程中學到的設計理念,設計出了圖示中的“萬能扳手”(如圖所示),有效地解決了實際工作中遇到的問題,并獲江蘇省2009年度職業學校中職組創新大賽的三等獎。
三、教師隊伍建設要求相應提高
在對課程教學計劃重新制定的同時,也對教師的專業素質和適應能力提出了更高的要求,由于這種教學模式涉及到理論和實踐兩個方面,要求教師既要懂得理論講授、又能夠進行實踐教學。為此,學校加大了對專業教師職業技能方面的培訓力度,在教學不太緊張的階段,安排部分專業教師參加各種各樣技能培訓,學校制定相應的政策鼓勵教師利用假期或雙休日到企業去鍛煉,并且是帶著教學中的疑難問題到企業去求解。另外我們還從長期合作的企業里引進優秀的工程技術和管理人員充實教學一線,聘請一支既有實踐經驗又有較高理論水平的工程技術人員作為兼職實習指導教師。通過這些措施,培養出一支合格的能開展理實一體化教學的師資隊伍。
四、通過多種途徑,設計出可行性較強的實訓項目
要想真正實施好理實一體化教學,除了要求我們必須具有既能滿足理論教學、又能滿足實訓教學的一體化教學場所,還要有一套可操作性強的學生訓練項目。有了有可操作性的項目,結合學校現有的設施設備以及校企合作過程中的部分實習基地,就能夠培養出社會真正需要的專業技術人才。因此我們首先對部分企業進行調研,然后依據企業需要與學校實際情況制定出一套行之有效的教學項目,同時根據項目內容對學校機電專業實驗室和實訓工廠進行了科學的規劃和布置。例如增加設備的投入、學生動手制作一些小的實訓器材、在實訓工廠增設一些現代化教學設施等等。而且投入巨資即將完工的實訓基地也充分考慮到這些,所有的一切都是為了保證能夠有一套切實可行的實訓項目讓學生使用。
五、建立有效的教學質量評價體系
整個教學過程的教學質量評價可分為過程評價和結果評價,且以過程評價為主,評價方式參照企業質量管理體系的部分內容。首先通過分析調研確定評價要素,并在此基礎上設定評價指標。評價指標的實施,盡可能排除感情因素的影響,設定一系列科學規范的評價規則,使教學質量評價指標形成系統,成為體系。例如,根據學生對操作技能掌握的程度不同可獲得不同的成績評價,并以適當的方式予以公布,這樣學生對職業技能的掌握就有較高的主動性和積極性,教學效果就十分明顯。通過建立這樣一個科學實用的質量評價體系,讓理實一體化的教學模式順利推進。
總之,以項目課程理實一體化教學方法為核心的機械設計基礎課程改革,已逐步成為學校機電類專業課改比較理想的模式。能否取得良好的教學效果關鍵在于項目的構建和是否編制出與之相適應的項目教材,這就需要我們有更大的課程改革步伐和決心。推而廣之,職教課程改革如果能夠始終緊扣理實一體化的理念進行,應該能夠大放光彩。
參考文獻:
【關鍵詞】軟件仿真;機械設計基礎;項目式教學
《機械設計基礎》課程是工科院校機械類專業學生的專業基礎課程,在教學中占有重要的地位。該課程主要闡述了關于機械零部件的基本知識、基本理論及基本設計方法,是一門研究機械共性問題的主干課程,學生對這門課程的掌握狀態會直接影響到后期專業課程的學習。因此,該課程的教學方法和教學內容要適應學生的學習能力,并且要充分調動學生的學習積極性,項目式教學模式的引入無疑是一個解決問題的很好的方法。
1.《機械設計基礎》課程項目式教學的探討
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020 年)》明確提出:“把提高質量作為重點。以服務為宗旨,以就業為導向,推進教育教學改革。實行工學結合、校企合作、頂崗實習的人才培養模式。”作為高職院校,培養優秀的生產、建設、管理和服務第一線的應用人才是當前的核心目標,課程的建設與改革都是為了實現這一目標而服務的?;谶@個理念,對于高等職業技術學院來說,要以“工學結合”作為切入點來進行項目式教學的課程改革建設。
《機械設計基礎》課程的改革建設也須從培養機械生產一線技術應用型人才的目標入手,要求該課程應該多注重培養學生掌握通用零部件的工作原理和設計準則,熟悉常用機構的結構特點和工作原理,并初步具有分析和設計機械零部件的能力。而《機械設計基礎》課程的最大特點就是理論知識含量較大,所以在以往的教學中我們都會采取傳統的教學模式“課件+習題”,在授課時運用多媒體課件,有時會借助大量的掛圖、模型等進行講解,幫助學生理解和掌握新知識,然后在課后布置大量的習題,讓學生練習鞏固。但高深的理論知識對于高等職業院校的學生來說的確過于枯燥,掌握起來難度太大,這樣的教學手段對目前的高職教育來說明顯力不從心,雖然能讓學生從感觀上對所學內容有表層的了解,卻無法讓學生對所學知識進行靈活運用。特別是對于作為專業基礎課程的《機械設計基礎》,該課程的涉及面較廣,應用性較強,各章節的內容彼此獨立,于是收效不是很好,學生興趣不高等諸多問題就暴露了出來。
學校的教學內容落后于企業的生產實際,教材內容滯后于生產發展,這是職業教育面臨的有待解決的客觀實際問題,無疑項目式教學模式是解決這一問題的突破點。項目式教學模式主要是以實際的工程項目為對象,例如在企業中經常使用的工具、設備中的常用零件和機構,將這些工具和設備作為項目進行分解,并將分解后的部分與所要講授的機械設計基礎理論知識點相鏈接,在教學中讓學生參與項目設計的全過程。對于實際的工程項目則需要教師在企業中作大量調研,從企業的崗位設置和需求出發進行篩選,最重要的是這些項目必須是企業中的一些新工藝、新方法、新產品的典型案例,同時要能夠突出教學內容和專業特色。通過這樣的教學項目將學校教學與企業生產之間架起了一道橋梁,可以使學生所學的知識真正做到“從企業中來,到企業中去”。
但項目式教學在機械設計基礎課程中的運用也會遇到一些阻礙。首先由于學生剛接觸機械專業知識,對實際生產中的一些零件及機構都很陌生,其次是從企業引入的項目通常是多個零件及機構的組合,相互之間的聯動關系僅憑想象很難理解,而如果通過拆卸工具或設備讓學生更加全面地了解熟悉這些內容,不僅成本高,而且執行起來難度也會更大。另外,要想在機械設計基礎課程的教學中真正實施項目式教學模式并不是一件容易的事,因為這門課程不僅涉及到理論力學、材料力學、機械原理和機械零件的相關理論知識,而且它的運用隨著機械行業現代化的發展也在發生著日新月異的變化,所以教學項目的選擇若要適應企業的發展,可能每年都要發生變化,這對要求教師時刻與企業保持聯系,并且要提高教師的綜合能力。因此,進行機械設計基礎課程建設時,我們必須突破傳統的教學手段,改變教師傳統的教學理念,才能更好地配合項目式教學模式的實施。
2.軟件仿真輔助教學的作用
在機械設計基礎課程的教學中,我們以前只是從教材提供的教學內容出發來設計教學過程,但在引入項目式教學模式后,教學方法的選擇應該考慮企業采用的設計手段,目前借助軟件的強大功能進行設計已成為了企業的常用方法,所以,軟件的介入可以讓學生在校學習期間就能夠適應企業的工作模式,畢業后能夠直接滿足或者較快適應企業相關崗位的需求。
軟件仿真輔助教學方法具有很大的優點。首先,可以利用軟件三維造型的功能,將所有的零件和機構進行隨意的拆裝、放大、旋轉,能夠選取零件的不同部位,改變對模型的觀察方向,非常接近現實中的產品零件。以前面對二維圖紙學生會很難想象出零件和機構的空間狀態,這種方法會有利于讓學生對各種零件和機構空間結構及組成有更深的了解。其次,可以利用軟件的裝配功能,顯示各零件之間的相互位置關系,各機構之間的連接關系。以前裝配圖的學習是學生面臨的最大問題,而運用軟件進行裝配,可以讓同學們在學習設計的同時熟悉零件的結構工藝性及零件拆裝順序等相關知識,老師也可以通過動態的演示給學生正確的示范。另外,可以利用軟件的運動仿真功能,把各種復雜的機構通過形象生動的動畫演示出來,讓學生在學習中加深感性認識。
除了運用軟件仿真輔助教學外,還應該讓學生運用軟件仿真進行設計實踐。因為這種方法來自于企業的常用設計方法,所以學生要掌握這種方法必須要有實踐過程。在這個階段的學習中,學生為主體,教師只是起到輔導作用。學生可以根據自已的實際情況,自主選擇設計命題,可以按自已的想法進行設計,也可以根據企業提供的要求進行題材選定。在設計中根據自已的設計理念隨意組合所學的不同機構,根據需要改變參數,并通過軟件的仿真輔助驗證自己設計的正確性。這種角色的互換,讓學生在真實的產品設計過程中,檢驗自已的綜合機械設計職業能力,并將機械設計與加工聯系起來,既可以提高學生的學習興趣,又可以培養學生的創新意識。
采用這樣的教學手段并配以相應的實踐,不僅可以使學生較好地掌握各種常用機構和通用零件的工作原理、結構特點等,而且可以使一些在普通條件下無法觀察的過程生動地顯示出來,增強學生對抽象的零件和機構的理解,讓學生的學習過程變得更加直觀。
3.結論
在機械設計基礎課程教學中,采用項目式教學模式能夠較好地使理論與實踐相結合。為了讓學生更好地掌握所學知識,在教學中應用軟件仿真進行輔助教學,可以克服以前機械設計基礎課程傳統教學方法的不足。借助軟件的各種功能,通過將復雜的二維圖形演變為生動形象的三維造型,同時通過軟件的模擬、運動仿真及動畫技術的應用,也可以激發學生的學習積極性,提高學習的趣味性。
參考文獻:
關鍵詞:《機械設計》;實踐環節;實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)22-0028-02
由于歷史的原因,目前傳統的《機械設計》課內實驗是以對某些重要理論的驗證為主而設置的,這些實驗對于學生鞏固和深入了解教師在課堂上所講授的知識有著重要的作用,但隨著科學技術的進步,過去單一的以驗證性實驗為主的模式日益表現出不足的一面,主要表現在偏理論,輕實踐,對提高學生動手能力和主觀創新性思維幫助不大?!稒C械設計》是高等工科院校機械類專業的一門重要的技術基礎課程,就課程的內容而言,本身就是一門實踐性很強的課程,具有創新性、實踐性、綜合性的特點。在整個課程體系中起著承上啟下的重要作用。從課程內容及教學要求看,涉及前期的數學、機械制圖、物理等課程的基礎知識,要綜合運用這些知識才能進一步學習本課程的內容。而本課程對后續專業課程的學習也具有重要意義和作用。要培養學生初步具有獨立設計機械產品的能力,就必須在教學環節中有效利用有限的時間科學合理的安排學生的教學和實踐環節。在這方面,本校機械設計教研室的老師們通過多年的探索,開發了一批綜合性、創新性試驗,達到培養和提高學生的實際動手能力、創新能力、綜合設計能力和團隊合作精神的目的,從而培養高素質的卓越工程師。
一、完善和改革傳統實驗
《機械設計》是一門傳統課程,在歷史上漫長的教學實踐中,前輩教師們已經開設了一系列行之有效的實驗,這些實驗都很重要,部分實驗是需要保留的,但也需要根據現在的教學實踐進行改進和完善,特別是隨著多媒體技術的發展,這些實驗過去是采用單一的紙、筆記錄數據,再加以分析的方法,而現在已經發展為聲、光、電一體,數據與圖形結合的高效而形象的實驗。在具體的《機械設計》課程的實驗中,要充分利用這些科學技術的新成果,改進和完善傳統實驗。在具體實踐中保留了若干重要的傳統實驗。帶傳動彈性滑動與傳動效率實驗是機械設計課程中非常重要的驗證性實驗,在實驗中要求學生在張緊初拉力不變和主動輪轉速不變的情況下,在五種不同的負載作用下,測得主從輪轉速并計算彈性滑動率和效率,繪制出效率和彈性滑動曲線,驗證教師在課堂上講授內容,從而加深并進一步理解相關的概念。減速器拆裝實驗使學生具體形象地了解軸系結構,通過拆裝和簡單測繪加深對滾動軸承,軸上零件的定位方法的理解,為后續的課程設計打下一個良好的基礎。其他一些傳統實驗如機構運動簡圖測繪等重要認知實驗也作了保留。
二、開設機械設計綜合設計實驗,加強結構設計實驗
為進一步鞏固和加深學生所學的本門課程的理論知識,培養學生運用理論知識獨立解決有關本課程實際問題的能力,使學生從原理上對于機械的運動學、動力學分析,并通過機械零件設計將原理上的設計轉化成實際的結構,并且使其具有合理的結構和較高的效率。本校教師購置和開發了機械系統創新搭接及運動測試實訓平臺4臺,在此基礎上再自主設計了搭建若干種新型機構的組合方案,使學生建立一套完整的、系統的從原理到實際結構的設計體系。我們可以在學習中就對學生提出機械系統方案設計的有關要求,題目也可提前布置。為開闊學生思路,選題實現了多樣化,老師可以給每個學生布置不同的題目。題目中要求學生作多種方案的對比,能提出不同方案并進行分析對比,提高學生分析問題和解決問題的能力,培養學生具有一定的機構和機械系統創新設計的能力??勺寣W生在設計中學會運用設計手冊及其他參考資料,但也要防止學生生搬硬套或抄襲等情況發生。鼓勵學生獨立完成設計,但也要注意團隊精神的培養。具體措施有:①采用教師指導與學生自主學習相結合的方法,教師要將實踐課上要思考和解決的問題提前布置給學生,要求學生必須通過案例分析、企業實踐、仿真模擬對機械原理相關知識進行深化理解,以便達到很好的學習效果;②學生上講臺展示自己的實踐課程作業,其余小組同學也參與到對其作業的討論中,最后由指導教師統一集中進行實踐作業的課堂點評和升華;③采取指定答疑時間和答疑教師的方式進行定時定點輔導,采用網絡答疑的方式進行一對一的專題輔導;④課內實驗課評價與考核依據實驗報告,要求學生以書面形式完成實驗報告,實驗報告內容應包括測試數據、數據處理結果及分析、思考題等??己朔绞绞强疾閷嶒炦^程及實驗報告。實驗課考核成績確定以五級制計算,并以10%比例計入課程總成績。通過近兩年的實踐,學生自主搭接各類萬向連軸節,帶傳動,齒輪傳動及各種機構,理論聯系實際,收到了良好的教學效果。
三、編制多媒體參數化模擬實驗
近年來,隨著計算機多媒體技術的發展,使教學實現形象化成為可能,在教學實踐中,編寫動畫課件,尤其是可參數化的課件,使學生在課余時間可以隨時打開電腦學習,許多過去難以講解的內容,在運用了多媒體技術后都變得不再那么困難了。在近幾個學期,先后編制出了齒輪范成、鉸鏈四桿機構、帶傳動、螺栓連接等多方面的參數化課件,使教學兩方面都得到了許多的便利。以鉸鏈四桿機構為例,有曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構,究竟是哪一種機構,取決于四桿的長度比,而雙搖桿機構中兩連架桿搖動的范圍是在兩死點之間,編制了動畫課件后,學生只要輸入不同桿長,軟件就自動判斷出活動范圍,把機構的類型和活動情況真實地以動畫表現出來。這就為教師課堂演示和學生的自主復習提供了便利和直觀的方式。目前,本校教師正繼續開發一些能用于學生課外完成作業和自主學習的參數化動畫課件。從以上這些從實踐中得來的體會不難看出,培養卓越工程師的教學方式應該更能加強動手能力和創造能力的鍛煉,同時引進新的教學手段,保留傳統教學中的優良實踐環節,使學生在大學四年的學習中增長知識,提高動手能力和創新能力。
四、注重課程設計實踐環節
課程設計是提高學生工程設計能力的首個環節,也是學生理論聯系實際的初次嘗試。在教學上,要使學生初步掌握自己使用技術資料的能力。教師應在課堂上講清楚課程設計的步驟和作法,引導學生自行計算,查資料,同時要注意學生的差異性。由于學生之間的能力差異,有些同學制圖純熟,設計中理論聯系實際的能力強,上手很快;而有的同學由于前期課程掌握不夠優秀,眼見別人快完成了,自己卻進度很慢,從而產生煩躁和焦慮的不良情緒,甚至覺得自己天生就不是學機械的料,干脆抄別人的。因此,教師要根據學生不同的學習情況進行分組,對有些同學要鼓勵其做得更好,充分發揮想象空間;而對有的同學只要求掌握基本內容,會模仿即可,要因材施教。
參考文獻:
[1]胡恩明,等.人才培養模式改革研究與實踐[M].北京:高等教育出版社,2004.