發布時間:2023-03-24 15:14:14
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的現代機械設計論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
論文摘要:文化現代化是人們的精神文化、觀念形態、思維方式等的現代化過程和目標。當前和諧社會建設的背景下建設和諧校園文化對于最終實現文化現代化具有重要意義。本文主要從文化現代化視野下探討和諧校園文化建設的困境,以期尋找校園文化的和諧之路。
1 文化現代化與和諧校園文化
現代化包括經濟現代化、政治現代化、文化現代化、人的現代化等在內的社會各個領域內的全面發展和進步。筆者認為文化現代化的“文化”應該特指狹義文化意義上的文化,主要體現在上層建筑和精神領域內,是與經濟現代化、政治現代化并列的范疇。本文的“文化現代化”總的來講就是人們的精神文化、觀念形態、思維方式等的現代化過程和目標。
社會主義和諧文化既是文化現代化建設的重要內容,又是實現文化現代化建設任務的重要舉措。因為文化現代化目標的實現需要在和諧社會背景下促進經濟、政治、文化、社會等多方面、多層次的和諧發展,而和諧校園文化建設作為和諧文化建設的一個重要組成部分,已經引起了各高校的高度重視。筆者認為高校和諧校園文化是以社會主義和諧思想為內涵,以大學校園文化為表現方式的文化現象,是中國特色社會主義和諧文化在高校的體現和延伸。
2 目前我國高校和諧校園文化建設的困境
2.1 多元文化的興起導致和諧校園文化建設的復雜性和艱巨性
多元文化是指在人類社會越來越復雜化,信息流通越來發達的情況下,文化的更新轉型也日益加快,各種文化的發展均面臨著不同的機遇和挑戰,新的文化也將層出不窮。在多元文化的碰撞中,文化力量作為一種“軟實力”,它的強弱已經成為國際競爭的重要因素。當前我國的主流文化是以為指導的社會主義文化,而以工業文明為背景的西方文化,對我國文化影響逐步增強。如何正確吸收西方文化中科學的成分,如何正確處理傳統文化與西方文化的關系,并形成融合多種文化的校園文化,這是和諧校園文化建設面臨的一大考驗。[1]
2.2 由于缺乏和諧校園文化建設的整體認識導致校園文化建設中缺少系統性
目前我國一些高校只注重校園物質文化建設,忽視大學精神的培養、沒有形成相配套的制度文化建設方案、不注重培養學生的行為文化。校園物質文化建設的目的應該是使它成為承擔精神文化的載體,建設物質文化不是目的,而是手段。離開了校園精神文化建設,單純的物質文化建設就失去了文化建設的意義。這種忽視精神文化建設使校園文化建設流于形式的行為在許多高職院校普遍存在,是高職院校文化建設中最突出的問題。
2.3 校園文化建設不注重以人文本,功利主義色彩濃厚
文化現代化最終目的是實現人的全面發展,實現人的現代化。在校園文化建設中,學生是校園文化的主體,教師是校園文化的主導,是決定性的因素。校園文化建設要始終圍繞提高學生素質來開展,以一切為了學生,為了一切學生和為了學生一切為宗旨。而我國目前絕大多數高職院校都不能很好的把學校文化建設與人的全面發展結合起來,而都把校園文化建設附屬于學生管理部門,只把校園文化建設看作教育教學活動的管理方法和管理手段,從而使校園文化建設局限在學生管理和思想政治教育的層次上。有的學校把校園文化建設與學校的專業設置、師資配備、課程開設等割裂開來,缺乏校園文化建設的合力,極大地限制了校園文化功能的發揮。很少有學校把校園文化建設納入學校長遠規劃,削弱了校園文化在高校學生培養目標的完成過程中的作用。這種把校園文化局限在學生管理與思想政治教育的層次上的校園文化建設,在目前許多高職院校還普遍存在。[2]
3 和諧校園文化建設的路徑選擇
3.1 堅持以社會主義核心價值體系主導校園文化建設
社會主義核心價值體系是一個包括指導思想、中國特色社會主義共同理想、以愛國主義為核心的民族精神和以改革創新為核心的時代精神、社會主義榮辱觀四個方面基本內容的統一整體。社會主義核心價值體系與和諧文化建設是緊密聯系在一起的;建設和諧文化,是構建社會主義和諧社會的重要任務;社會主義核心價值體系是建設和諧文化的根本。[3] 轉貼于
高校必須堅持以社會主義核心價值體系引領校園文化建設,沒有社會主義核心價值體系的引領和主導,和諧校園文化建設就會迷失方向、失去根本。堅持的指導地位,為建設高校和諧校園文化提供堅實的思想基礎;樹立中國特色社會主義共同理想,為建設高校和諧校園文化確立明確的奮斗目標;弘揚民族精神和時代精神,為建設高校校園文化提供強大的精神動力;樹立和踐行社會主義榮辱觀,為建設高校校園文化提供有力的道德基礎。[4]
3.2 積極培育大學精神,引領校園文化建設
大學精神是大學自身存在和發展中形成的具有獨特氣質的精神形式的文明成果,它是科學精神的時代標志和具體凝聚,是整個人類社會文明的高級形式。文化現代化主要體現在上層建筑和精神領域的現代化,大學精神的培養正是為了使師生的人生觀、價值觀、理想、信念能順應時代潮流,映射時代精神。
因此,在校園文化建設中,應高度重視具有本校特色的精神文化教育,挖掘學校的歷史文化內涵,繼續加強校風、校訓教育,激勵師生進一步弘揚傳統,增強對學校的榮譽感、對社會的歷史使命感,推動社會和高校自身的發展。[5]筆者認為大學精神的核心是以育人為第一要旨,以全面人才教育為大學使命。育人的重點,首先是培養學生對國家、對民族的責任感。其次是理想、信念教育。第三是培養愛心。要教育學生愛父母、愛生活、愛事業、愛祖國。第四是培養高尚的人格。
3.3 構建和諧制度文化,營造人性化管理氛圍
高校制度文化是和諧校園文化的重要組成部分,是學校辦學、治校的基本保證,具有導向、約束和規范作用。高校和諧制度文化建設,要遵循以人為本與科學規范相統一的原則,為師生員工提供一個規范有序又富有人文氣息的工作、學習、生活環境。一是要樹立與學生成長成才相適應的先進教育理念。二是要構建與學生成長成才相適應的人才培養體系。高校在管理過程中,要把剛性管理制度的強制性實施,發展成為師生自覺行為準則和彈性的約束機制,實行柔性管理。要建立人性化管理制度,要求管理者要具有人性化的思想和自身體驗人性化的管理,使新的教育理念和新的教育方法不斷充實到老師們的頭腦當中,落實到對學生管理的具體行動中去。[6]
參考文獻
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[4] 黃昕.文化多元與沖突背景下高校和諧校園文化建設[J].思想教育研究,2008,6.
機械設計具有自身的程序,圖1為設計的基本程序。圖1機械設計的基本程序目前,機械設計教學中主要存在以下問題。
1.1教學內容過于防范
目前,機械設計這門課程包含的內容較多,有機械原理和機械設計。機械設計包括材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內容,所涉及的知識層面較廣,教學內容較散,且與其他課程有著很多重復,如機械設計學科中有一項螺紋連接的相關教學內容。可見,教學范圍與機械設計這門學科的學習原則不相符合。又如,減速器的類型、樣式和設計參數要求,和機械制圖中的減速器設計相關知識存在較高重復率,不僅在學科的學習層次上造成混亂,還浪費了學生的學習精力。
1.2與時俱進能力不強
機械設計這門學科的實用性較強,同時其教學內容隨著科技的不斷發展而不斷變化。所以,傳統的教學內容如果不進行更新,很難滿足現代社會的需求。現代機械設計教學應當滿足工程性和技術性需求,同時也應當具備系統性。因此,現代機械設計學科緊隨時代的變化而改變,將傳統的設計技術進行時代元素的融入。如今,很多相關院校對機械設計教學中的設備結構、設備強度和運動學等技術的教學比較注重,教學力度也較大,使能源問題、環境問題的教學很少涉及。尤其是安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經濟因素,導致機械設計教學無法滿足現代人們的生產需求。
1.3教學方式落后
很多相關院校對機械設計的教學仍然采用講學通用的原則,對于教學中的重點知識,讓學生采取理論知識記憶的灌輸性傳統學習方法,而對這門學科的實際應用教學涉及較少,僅僅加深了學生的相關知識或原理的理解。同時,缺乏案例式教學、現場教學以及討論啟發式教學,在學生的學習過程中沒有充足的時間進行自主探索,嚴重阻礙學生對知識的理解與掌握,同時一定程度上阻礙了學生運用所學知識解決實際工程問題能力的發展。因此,應當對機械設計教學體系進行創新。
2創新機械設計教學體系措施
2.1調整教學內容
機械設計的學科教學內容應從實際出發,注重教學的整體性、實踐性以及創新性。如今,很多學生對于機械設計的基礎知識掌握不明確。所以,機械設計教學中應當遵循適度夠用的理論知識學習原則,可采取重點學習、部分理解等方式。首先,教學內容要清晰精簡,要精簡機械設計這門課程的教學內容,避免學生在相關知識的學習中產生知識重復。同時,在學生的實際應用教學中,如實驗、實習、課程設計、社會調查、畢業論文以及課外科技活動等注重實踐運用的教學環節,不但要適度融入相關基礎知識,還要增加其課程。其次,要注重知識的整合。在機械設計的實際教學中,將其中關聯性與聯系性較大的知識急性整合學習。最后,在機械設計的教學過程中應當注重知識點的增設。不僅要注重知識的重點性,還要考慮知識的完整性,可以增設以電、液為動力的機構組合,結合實際的典型機械等新內容,使學生全面認識現代機械,以適當前生產實際需要,方便計算機輔助設計的應用和推廣。
2.2加強學生能力培養
機械設計是一門極具實踐性的課程,過程中應當注重學生設計技能和創新能力的培養,以培養學生技術應用能力為主要教學目的,同時注重學生工程意識、工程實踐能力、創新意識以及社會實踐能力的培養。實際教學過程中,教師應當徹底摒棄傳統的灌輸式教學模式,在講解相關理論知識或原理時,注重培養學生總結結論的能力。同時,在相關知識或原理的講解時,融入其在實踐中的應用,堅持產、學、研相結合,體現機械設計教學的基礎性、系統性、實踐性以及現代性。
2.3創新教學方法
目前,相關院校的招生多是面向全國,導致各種學生的機械設計學習基礎不一。因此,要不斷創新如今的機械設計教學。教學過程中,應當加強直觀教學,在學生學習相關理論知識或原理的同時,讓學生接觸各類種機械、機構、零件、部件、圖紙,提高學生相關知識或原理的實踐性。同時,教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現代教學技術,借助計算機和互聯網,利用虛擬現實技術和仿真軟件系統,開展機械設計的現代化、立體式教學。此外,教師在機械設計的實際教學中,應當盡量減少相關知識或原理的理論推導,運用例證講清思路,加深學生對相關理論知識或原理理解,提高課堂教學效率。
2.4增加教學實踐
機械設計是一門較注重實踐運用的學科,教學時教師不能僅僅注重學生的知識學習,要更加重視學生的知識運用,如繪制機構運動簡圖。圖2為機構簡圖的繪制步驟。以四桿機構為例,結合日常見到的篩東西、磨豆腐等,布置設計任務。在四桿機構的講解過程中,不斷提醒雙曲柄機構、曲柄搖桿、雙搖桿機構分別有什么運動特性,能轉化為什么樣的運動形式,現實生活中有哪些物品用到了這些機構,不斷啟發引導學生思考設計任務。一個機器少不了動力,因此課程中增加電動機的選用環節。學生設定自己運動機構的各種參數后,按部就班選用電動機,由此掌握效率等概念,并對整體的機器建立一個大概的認識。電動機選好后,考慮減速的問題。這時,可以引進齒輪機構(包括蝸輪蝸桿)、帶傳動、鏈傳動。齒輪機構重點講傳動比的分配、計算及選用,對于漸開線的形成等和現場應用聯系不密切的內容可忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應用。此外,學習過程中要加入查手冊選材料環節,把時間用到應用實踐上。
3結語
目前,我國機械設計教學體系仍然存在教學內容過于龐雜、無法適應時代的快速發展以及教學方式過于陳舊和落后等問題。因此,在機械設計實際教學過程中,應當調整教學內容,加強學生能力培養,同時不斷創新教學方法,以期為國家培養更多機械設計創新性人才。
作者:李愛軍 徐紅芹 王紅梅 單位:山東理工大學機械學院
參考文獻
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[2]錢抗抗.創新教育模式的理論研究與改革實踐——淺談機械設計基礎的微課開發與實踐應用[J].職業,2016,(11):45.
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。基于高校教材是傳授知識、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。“機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。
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關鍵詞:機械設計;自動化;自動化檢測
0 引言
近10年來,隨著科學技術的進步,大多數工業生產環節朝著全自動的方向更新更快地發展。但是,我國機械自動化技術起步相對晚一些,相對于發達國家存在一定差距。自動化技術在機械設計制造過程中的應用是機械制造業進行技術革新的新方向。不僅僅是機械設計行業,自動化已經深深扎根于各個領域。除了這些傳統工業領域,該行業將進一步向機光電一體化發展,向環保這樣的新興領域拓展。本論文主要探討的是機械設計中的自動化。
1 自動化技術在機械設計中的重要性
1.1 機械設計制造業的生產效率的提高
國家經濟的騰飛的同時,機械設計制造業也在的飛速發展,生產線上的人們也把更多的注意力放在其產品生產效率及其質量。自動化技術的應用大大地促進了我國的生產能力,自動化技術與機械設計制造的結合能夠使得機械設備生產效率大大提高,并且保證機械設計制造過程中的各個環節的安全性。
1.2 資源的配置優化度提高
將自動化技術投放到機械設計制造業中,能夠對多種資源進行重新地科學合理的配置,從而提高其勞動生產率,為機械制造業創造更多的經濟效益及社會效益。同時還能夠有力的提升機械設計制造企業的市場競爭力。在機械制造業發展中,最為核心的就是機械設計,在機械設計環節,應該將自動化技術和機械設計進行合理結合,這樣才能夠不斷提升機械設計創新能力,從而推動機械設計制造業的進一步發展。
2 自動化技術與機械自動化技術
現如今隨處可見的自動化技術是一種動態的發展理念,以往的自動化技術多指的是用機械技術代替人工來進行一些操作,能夠按照預先設定的指令去完成所需要處理的任務。人們對于自動化技術的認識也在慢慢發生改變,現階段自動化的定義如下:第一,取代人工的勞力運動或者取代人腦活動,將人工操作與機械的運作協調統一,使機械系統在制造運作的過程中更加便捷,流暢,高效,而且管理更加的方便。第二,在機械設備的功能上,某些自動化設備在其間的環節上能夠完全取代人力和腦力勞動,最大程度的實現機械設備的自動化,使得機械制造的環節更加的順暢。第三,指在自動化的運行上,在需要機械自動化的地方實現生產過程的具體化,從而大大縮短產品在整個過程中的生產時間,使整個過程的制造能夠機械的連續的生產。
3 機械設計中自動化技術的應用
3.1 集成系統在機械設計中的運用
集成系統又被稱之為計算機綜合設計制造系統,將其應用于機械設計中,能夠使產品的研發周期大幅度縮短,還能有效減少重復設計等不必要的資源浪費。在此之前,機械設計過程中也采用了多項計算機輔助技術,其中比較有代表性的有工藝規劃技術、測試技術、輔助設計工具、質控軟件等等。集成系統的到來將這些獨立的輔助技術整合到一起,構建起了一個完整、統一的數據模型和信息共享平臺,這很大程度上保證了單個技術之間的協調性,全面提升機械設計效率。雖然這些計算機輔助技術都能使機械設計的成本有所降低,但由于它們彼此之間相互獨立,沒有形成統一,因此在縮短設計周期、降低人工成本、提高工作效率和機械使用性能等方面的效應并不突出。這個系統首先以電子信息和先進的管理理論為理論基礎,并通過計算機、傳感器、自動化等技術對機械設計過程中的物質、信息、參量等進行整合,大幅度提升了工作效率。
3.2 計算機綜合機械制造技術系統應用
計算機綜合機械制造技術系統,通俗地說就是集成性機械制造技術系統,在這一技術系統成型之前,我國機械設計制造領域的生產實踐領域內的計算機輔助技術初具規模,具體涉及機械制造產品設計、工藝實踐流程規劃、生產技術參數測試、產品質量控制等多個具體的環節。而這些作為獨立個體存在的計算機輔助技術盡管對所在的領域發揮著十分重要的積極作用,但是由于相互之間并未形成穩定有效的相互聯系和相互配合關系,所以也就無法保證我國機械設計制造企業整體生產規模帶了正面影響,給我國機械設計制造企業綜合市場競爭力水平的提高設置了一道隔膜。計算機綜合機械制造技術系統的建設形成,對原有的單獨存在的機械設計制造技術形態的有機整合,通過對相關計算機輔助技術形態應用功能進行了的集中整合,以及在實際應用層次的相互協調,促進了我國現代機械設計制造企業產品生產效率以及質量水平的有效提升,從而增加了市場競爭力。
3.3 自動化檢測技術在機械設計中的運用
自動化技術是一門綜合性技術,其中涵蓋的內容既多且廣,自動化檢測技術是其中較具代表性的一類,也是自動化技術十分重要的組成部分。該技術的基礎是傳統儀器設備和傳感器的結合。在機械設計制造中,關鍵環節是要確保產品的合格率以及提高產品質量,通過應用自動化檢測技術,機器可以自行檢測從而減少人力付出。以自動化檢測技術為核心開發出來的自動檢測系統,主要是由以下幾個部分所組成的:傳感器、信號調節模塊、數據處理模塊、結果輸出模塊,同時,系統中還含有智能芯片,有利于提升信息的處理效率,增強檢測的可靠性。
4 自動化技術在機械設計中的發展方向
自動化技術在機械設計中地位已經得到了大部分的廣泛重視,目前我國對該技術的研究還比較落后,無法與世界發達國家相。因此,為了促進自動化技術在機械設計中的應用,必須要明確該技術的發展方向,從而實現我國機械設計水平和制造水平的進步。我國機械設計中自動化技術依然具有產品接口不匹配的問題,這主要是由于我國沒有針對不同的產品進行統一標準的制定,從而使機械設計自動化出現一定的資源浪費情況。因此,還需要針對自動化技術實現模塊化,確保產品接口及其他因素的統一,避免浪費。微型化自動控制技術能夠實現能耗小、占地面積小等優勢,因此機械設計自動化需要向該方向發展,從而實現自動化技術向更加廣泛的領域擴充。自動化技術還需要注重對網絡技術應用,以提高自控能力和檢測能力。
作者簡介:劉洋(1994―),男,四川南充人,沈陽理工大學本科在讀。
關鍵詞: 現代機械設計 系統化 結構模塊化 產品特征 智能化
隨著近年來人類科學技術水平的加速發展,特別是計算機軟硬件性能的持續提高,以及計算機技術對各行各業全面深入的滲透,各技術領域的思維、觀念和方法不斷得以更新。機械設計作為一個具有幾百年歷史的技術領域,也在世界科技進步的大潮中獲得了新生。目前,計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究,并初見成效。
根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征,我們可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。
一、系統化設計方法
系統化設計方法的主要特點是:將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統,每個設計要素具有獨立性,各個要素間存在著有機的聯系,并具有層次性。所有的設計要素結合后,即可實現設計系統所需完成的任務。
系統化設計思想于上世紀70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出,他們以系統理論為基礎,制定了設計的一般模式,倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協會在這一設計思想的基礎上,制定出標準VDI2221技術系統和產品的開發設計方法。
由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同,進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。具有代表性的系統化設計方法有設計元素法、圖形建模法、“構思”―“設計”法、矩陣設計法、鍵合圖法,等等。
二、結構模塊化設計方法
從規劃產品的角度提出:定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎,引用已有的產品解(如通用零件部件等)描述設計任務,即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解。這樣,能夠在產品規劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾,早期預測生產能力、費用,以及開發設計過程中計劃的可調整性,由此提高設計效率和設計的可靠性,同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層:(1)產品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄,對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。
這種方法認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解,而具有新型解的專用功能只是少數。因此,在專用機械設計中采用功能化的產品結構,對于評價專用機械的設計、制造風險十分有利。
這種方法提倡在產品功能分析的基礎上,將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構,通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件,甚至是一個系統。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的接口(連接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化,具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術,將變形設計與組合設計相結合,根據分級模塊化原理,將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級,并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規格的功能模塊,再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
這種方法以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具,提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排,形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息,非常有利于設計工程師選擇解元素。
根據機械零部件的連接特征,將其歸納成四種類型:
1)元件間直接定位,并具有自調整性的部件;
2)結構上具有共性的組合件;
3)具有嵌套式結構及嵌套式元件的連接;
4)具有模塊化結構和模塊化元件的連接,并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規則,由此實現元件間聯接的算法化和概念的可視化。
在進行機械系統的方案設計時,用“功能建立”模塊對功能進行分解,并規定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機構型式的一一對應。“結構建立”模塊則作為功能解的選擇對象,以便于實現映射算法。
三、基于產品特征知識的設計方法
基于產品特征知識設計方法的主要特點是:用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗,建立相應的知識庫及推理機,再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。
機械系統的方案設計主要是依據產品所具有的特征,以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策,完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計,必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協調、管理和使用。
四、智能化設計方法
智能化設計方法的主要特點是:根據設計方法學理論,借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術,以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。在利用數學系統理論的同時,我們考慮了系統工程理論、產品設計技術和系統開發方法學VDI2221,研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件MUSE。上述各種方法并不是完全孤立的,各類方法之間都存在一定程度上的聯系。
機械產品的方案設計正朝著計算機輔助實現、智能化設計和滿足異地協同設計制造需求的方向邁進,由于產品方案設計計算機實現方法的研究起步較晚,目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設計工具軟件。我認為,綜合運用文中四種類型設計方法是達到這一目標的有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領域較多,不僅與機械設計的領域知識有關,而且涉及系統工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網絡技術等各方面的領域知識,但仍然是產品方案設計必須努力的方向。
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【關鍵詞】教學過程 教學環節 優化設計 教學策略
【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)11-0064-02
教學過程是一項復雜的系統“工程”,它是由多個教學環節組成的,對每個環節的設計和籌劃,都會直接影響整個課程的教學質量和發展前景。在推進現代化教學的過程中,我們注重以現代化教學理念為指導,從優化教學過程設計入手,對《機械設計基礎》“教什么”和“如何教”等問題進行了一系列的探索和嘗試,增強了教學的科學性和針對性,教學效率和教學效果有了很大的提高,促進了學員創新精神和創新能力的培養。
一、堅持以學員為主體,優化教學策略的設計。
教學策略的設計是教學設計的有機組成部分,是開展課堂教學的重要基礎,是提高課堂教學質量的重要措施。在課程教學設計過程中,我們改變了以教員為中心,從教員的主觀愿望出發,憑借教學經驗進行教學安排和策劃的傳統做法;堅持以學員為主體,從激發學員的學習“興趣”入手,確立了“聽、看、動、思”的教學策略。
1.“聽”即聽教員講授
緒論課作為教員與學員接觸的“第一印象”,是能否激發學員的學習興趣并使他們對本門課程產生強烈求知欲的關鍵。為講好緒論課,課堂設計著重從以下幾個方面進行了引導:闡述機械發展的歷史,讓學員認識到古老的機械工業為人類文明的發展做出了巨大的貢獻,同時展望未來,讓學員認識到無論現在還是未來,機械工業仍然是國民經濟發展的支柱產業;其次,介紹建國后我國機械工業迅速發展的大量事實以及對國民經濟發展所起的巨大作用,既宣傳了我們的偉大成就,同時也指出目前我們在某些方面相對發達國家所存在的巨大差距。這種情感教育,激發了學員的責任感和歷史使命感,提高了學習的自覺性和積極性。
2.“看”即參觀和觀看
教學中注意把課堂教學策略和課程教學策略結合起來,使課后活動與課堂教學有機結合,更好地為課堂教學服務。緒論課后安排學員參觀實驗室和地方工廠,讓學員親眼目睹各種各樣的機械產品、先進的數控設備和自動化生產線,讓學員認識到機械行業工作人員的無限光榮和責任重大,并鼓勵學員學習機械設計人員和制造人員認真負責、一絲不茍的敬業精神,對學員形成良好的性格品質產生積極的影響。同時,在教學過程中安排觀看與機械設計有關的錄像片,如:機械工程博覽、古代機械、專利產品介紹等,讓學員感到機械設計課程有意思、有學頭。
3.“動”即動手
機械設計課的特點是實踐性強,講授中要用到大量的教具模型和實物樣件,其中大量實物樣件是從裝備上拆卸下來的,和實際專業結合非常密切。教員積極鼓勵學員大膽動手操作教具模型,分解實物樣件,建立空間概念,掌握運動原理,了解機構的組成和裝拆過程,增加感性認識,消除陌生感和神秘感。
4.“思”即思維方式
創新設計意識的產生來源于創造性思維的形成。在教學過程中,教員反復引導學員應用“抽象――發散――收斂”的思維方式去分析問題和解決問題,鼓勵學員對同一設計題目多角度、多側面提出多種不同的設計方案,反對一條路走到黑,允許互相辯論,允許不同意見乃至錯誤意見的出現和存在。
通過教學策略的優化,調動了學員學習的積極性和主動性,促進了學員動機、興趣、情感、意志和性格等非智力因素的和諧發展,把握了教學的方向性。
二、緊密結合教學實際,優化教學內容的設計。
傳統教學過分強調教材的權威性,較少考慮教學需要和學習者的實際情況,過于強調教學內容的完整性,限制了教員靈活處理教學內容的主動權。為了改變這種現狀,在現代化教學實踐中,我們著力優化教學內容的設計,同時針對《機械設計基礎》課存在的學時少、內容多的矛盾,注意精煉理論體系和內容,貫徹“少而精”的原則,以便更好地體現時代性和先進性的要求,更好地為人才培養服務。
1.強調系統性,優化教學內容的整體結構。
機械設計基礎教學內容主要由機械原理和機械零件兩大部分組成。在機械原理部分,緊緊抓住常用機構的工作原理、結構特點和設計方法這條主線講解;而在機械零件部分,則抓住失效、強度條件、設計步驟和零件結構這條主線來講授,從而將較分散的內容有機地結合起來,形成了脈絡清新的統一體。
2.強調先進性,優化教學內容的比重分配。
在內容的設計上注意突出先進性的比重,逐步用先進的設計方法取代比較落后的設計方法。如教材中機構設計內容,作圖法占的篇幅很大,過去花費的課時較多,而解析法卻介紹很少。現在根據計算機輔助機構設計技術已被廣泛采用的現實,教學重點不斷向解析法上傾斜,淡化幾何作圖法的講解,逐步建立了面向計算機應用的內容體系。
3.強調應用性,優化教學內容的組織安排。
在教學內容的組織上,針對課程的特點,強調應用性,簡化公式的數學推導過程,避免知識內容過深過細,而把精力放在工程技術問題的簡化處理和結論的具體應用上。如在零件強度的講授中就是這樣處理的,從而節約了大量的課時用于實踐環節。
4.強調靈活性,優化教學內容的處理方式。
當今社會知識量的極度膨脹,已使我們無法用有限的課堂教學使之無所遺漏地傳授給學員,必須對教學內容進行靈活處理,否則就會導致課時越拉越長,學員的負擔越來越重。我們一方面刪除先修課程講過的重復內容,突出本課程內容體系特色;另一方面把教材中比較簡單的內容安排給學員課后自學,但自學不等于放任自流,教員事先給出自學提綱和思考題,必要時安排課堂討論,檢查自學情況。
三、強化創新精神和創新能力的培養,優化實踐教學的設計。
機械設計課程不同于一般的技術基礎課,它的實踐性很強,在學習設計理論的同時,更重要的是需要通過反復設計實踐才能逐漸掌握。為此,在教學過程中,采用了課堂講授與設計實踐、開放教學相結合的教學方法,使學員始終處在“理論學習――設計實踐――理論學習”的交替過程中。
1.合理安排實踐性環節
在課程進行當中,根據學員的認知規律安排三種設計性實踐教學環節。一是在每一個教學專題講完后,各安排一次單項設計性大作業,此類作業主要讓學員熟悉掌握機構和零部件的設計方法,為以后的綜合設計打基礎。二是在課程中期,精選設計題目,分組選題,進行方案設計,并安排時間組織課堂討論,此類作業主要是培養學員的創新設計能力和團隊精神。三是在課程結束前安排一次綜合性課程大作業,此作業是培養學員綜合運用所學知識,創造性地解決工程實際問題的能力的實踐環節,也是對學員進行工程師素質基本訓練的重要途徑。鼓勵學員使用計算機繪制裝配圖和零件圖。此類作業既是對全部內容的總結、綜合和提高,又是熟悉一個完整設計過程的最好的一次實戰練兵,對學員設計能力和設計水平的提高起到了至關重要的作用。
2.實行開放式教學
在學員的創新精神和創新能力的培養上,注重教學設計的開放性,實行開放式教學。為了實現機械設計課程教學結束后,學員創新意識和創新能力培養的延續性,面向高年級學員開設了“機械創新設計”選修課,并在其中挑選對機械創新設計特別感興趣且學有余力的學員開展第二課堂活動。第二課堂活動一般可分為五個階段:第一階段:動眼,以看為主,學員可自己選擇內容和方式,實驗室為其提供的有:大學生發明創新實例光盤、創造發明系列叢書等,目的在于開拓視野,啟發思維。第二階段:動腦,以構思和提出設計方案為主。第三階段:動手,學員可按照設計方案在機構創新組合實驗臺上搭建真實機構或與工廠協作做出樣品,檢驗方案的可行性。第四階段:動口,講解、演示、答辯、評出優秀作品。第五階段,參賽,推薦優秀作品參加山東省大學生機電產品創新設計大賽。
四、注重教學環節的一致性,優化考核評價標準的設計。
考核評價必須與整個教學設計的各個環節相一致,為教學設計的整體思路服務。由于傳統教學的評價體系只是應試指標,且是靜態評價,方法單一,大多是靠期末的筆試來進行的,無法全面真實地反映平時教學的效果。特別對于像機械設計這樣實踐性很強的技術基礎課來說,一個學員的設計水平和設計能力是很難在一份試卷上反映出來的。比如,少數學員平時學習不認真,盡管設計能力一般,但考試前抓突擊,往往也能考個好成績。為了解決好這個問題,調動大家平時學習的積極性,認真完成平時的設計大作業,以實現提高學員工程設計能力和創新設計能力的目的,我們改革了“一份試卷定乾坤”的傳統做法。規定機械設計考核成績由三部分組成:平時一般類型的作業成績,各種類型的設計大作業成績,課程結束考試成績,三部分成績的比例可根據具體的教學環境特點而定。這種考核成績能夠比較全面地反映學員對本課程內容的掌握程度,對端正學員的學習態度、加大學員平時參與教學實踐的投入力度、提高學員的創新設計能力起到了積極的促進作用。
五、結束語
幾年來,在《機械設計基礎》教學過程優化設計的研究和教學實踐的初步嘗試過程中,取得了較好的效果,得到了院領導和專家的好評與肯定。《機械設計基礎》課程被列為學院現代化教學“示范性主干課程”建設項目,配合該課程開設的“機械創新設計”選修課也被列入學院現代化教學“研究式課程”建設項目。在總參軍訓部舉行的軍隊院校素質教學案例征集評比中獲一等獎兩項;在學院優秀素質教育案例評比及課堂教學實踐中獲一、二、三等獎各一項;在學院舉辦的當代教學方法創新研究與實踐中獲一等獎一項;教學改革經驗論文“提高綜合素質,培養創新設計能力”在學院舉辦的創新教育研討會宣讀交流,并獲優秀論文一等獎;“加強機械基礎系列課程建設,培養學員創新素質”榮獲院校級教學成果二等獎;本科學員在山東省舉辦的大學生機電產品創新設計大賽上獲特等獎一項,一、二等獎多項。
參考文獻
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關鍵詞:創新教育;機械設計類課程;教學改革;創新思維
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2016)03-004-01
深化教育改革全面推行素質教育有很多方面其中最重要的是創新精神和創新能力。創新教育的目的是要培養出具有創新意識,創新精神和創新能力的人才。因此,素質教育的重點,就是要把創新教育貫徹落實帶教育教學全過程中去。實施創新教育,轉變教育觀念是關鍵。機械設計類課程是機械類和機電類專業的一門必修主干課程是一門重要的技術基礎課,是對學生進行設計能力、創新能力、工程意識訓練的主要課程對學生學習專業課程起到承上啟下的作用。在培養創新能力和素質教育方面有著其他課程不可替代的作用。近年來隨著創新教育的實施,教學改革的不斷深入,要求我們必須對原有的教學理念、教學方法和教學內容、實驗教學等進行改革探索和嘗試。
目前高等機械教育在培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才方面存在一些薄弱環節,需要在改革中不斷加強和完善。目前高等工機械教育的主要問題是:(1)教育觀念陳舊,教育模式落后。學生知識面狹窄,課程內容落后于時代,缺乏反映學科發展前沿的有關新學科、新技術和新思維的知識。不能激發學生思考新問題、探討新知識的創新欲望。(2)教學方法呆板,過于重視考試和成績。缺乏啟發式、研究式的學習氛圍。眾多企業家強調高校必須“高度重視培養學生的創新精神和創新能力”。(3)重理論、輕實踐重計算推理、輕實驗論證,理論脫離實際,不利于培養學生發現問題和解決問題的能力。企業家們一致認為“學校教育應注意理論和實際緊密結合,應注重培養學生解決實際問題的能力”。(4)受計劃經濟和傳統文化的影響,在工程教育中,缺乏基本的經濟分析和市場需求預測分析,使學生的經濟和效益意識比較淡薄。企業認為學校“應加快知識產權法律的普及教育,從而提高工程技術人員對無形資產的保護意識”。
由于我國繼續工程教育體系尚未建立,嚴重制約了機械技術人員的繼續教育和素質、能力的提高。所以我們應該采取以下改革措施:(1) 建立機械專業創新人才培養模式與相應的課程體系。 (2) 構建創新系列課程并進行教材及教學資源建設。(3) 建立創新人才基地。加強創新實驗環境和條件的建設,使機械基礎實驗課程建設成為既是基礎課程的實驗教學基地,又是創新人才培養的實踐基地。學生可以進行機械創新設計、機械制造工程實踐、現代制造技術實驗及培訓、CAD培訓、信息網絡與CG實驗、以及學生自主創新活動。(4) 開發與應用現代教育技術,建立適應創新教育的實踐性教學體系。將機械類專業實驗與實踐性環節劃分為課內及課外兩大部分。課內分為基礎課實驗實踐、專業課實驗實踐以及大型實踐環節三大類。其中基礎課實驗與實踐按機械設計基礎、機械制造基礎、其他學科基礎模塊規劃;專業課實驗與實踐按機械類專業學生不同研究方向規劃。課外部分包括課外活動與社會實踐,按社會調查、課外讀書、科技活動、學科競賽、夏令營活動、小論文以及技能培訓等進行組織規劃。 開發與應用現代教育技術,從創新能力培養的規律出發,在改造傳統實驗的基礎上增設一批新的實驗項目,形成不同實驗模塊、不同層次(基礎層次、提高層次和設計創新層次)等實驗教學體系。
以國家高職院校機械基礎課程教學改革精神為依托,在我校機械類人才培養總體框架下,建立創新人才培養體系。該體系分為創新教育課程、創新實踐環節和創新理論研究與人才培養三個部分。創新教育課程包括人文類基礎系列課程、科學類基礎系列課程、機械類系列課程和創新理論與方法系列課程。創新實踐環節由創新認識、創新實驗與實訓以及創新活動三個部分組成。創新理論研究與人才培養從創新人才培養的模式、教育方法、評價體系等方面開展理論與實踐的探討,并積極與國外有關高校交流與合作,不斷改進創新教育。
創新思維是一切創新的源泉,是創新素質的核心內容。創新思維包括形象思維、歸納思維、觀察思維和發散思維等。同志指出:“創新是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。”在科學技術日新月異的今天,中國要想由“制造大國”轉變為“創造強國”,職業教育應走在教育的前列,而作為職業教育的核心教學——專業課教學更應該轉變教育觀念,大膽進行改革,切實培養學生的創新能力、創新精神、創新思維。 由機械類專業創新人才培養計劃、創新系列課程和創新教育實踐性教學體系、創新人才培養基地、“課外學分”機制、以及人文與科技氛圍等所構成的機械類專業創新人才培養教學體系,正在我校實施。
對于培養專業型技能人才,我們不能僅僅用學習文理科得教學方式去進行,我們需要更多的是學生的實踐能力。要真正的理論聯系實踐,要以就業,要以實際操作為教學目的,傳授社會上急需要用的技能,一些先進的領先的技能。引進專業技能高超的師傅或是老師進行手把手的教學,在上理論課的時候也要注意實體的演示,讓學生直觀的去了解所要學習的這項技能。在上完理論知識的同事應該花大量的時間進行實踐,先是在學校里面進行實戰的操作和訓練,應該設有實訓課,一周最起碼是一天的內容,讓學生充分的動手動力。最后加上去社會上實踐,去廠和企業實戰演習操作和生產。只有這樣我們的職業學校才能培養出我們社會所需的應用型人才,才不會在面臨就業的時候遇到各種的困難和問題。我相信我們職業教育在我們每個職業教育人的努力下會走的更遠更好,我們所培養的人才會在各個領域里得到充分的發揮。
參考文獻:
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論文摘要: 實踐教學是提高大學生創新能力的重要環節和有效途徑。本文分析了高等教育中機械設計實踐教學的現狀,指出了存在的不足,結合教學實際,對機械設計實踐教學各環節的內容、教學方法、教學手段、考核制度等進行了研究與探索,構建了新的實踐體系和實驗管理模式,為提高機械設計實踐教學質量提供了保障。經過教學實踐,證明實踐教學改革對提高學生的創新能力有較大的促進作用。
0引言
機械設計是一門實踐性很強的技術基礎課,是對學生進行機械綜合設計能力、創新能力和工程意識訓練的主要課程。其實踐教學環節對實現課程教學的目標,培養學生的創新思維和潛能起著關鍵作用。目前,在實踐教學環節中普遍存在,測試儀器和設備落后,教師隊伍力量薄弱,實驗教學內容陳舊,實踐教學學時相對較少,內容脫離科技發展和企業需要等問題,不利于學生綜合知識的運用和動手、創造能力的提高[1-3]。在培養過程中,教師掌握實踐教學的開發、設置、實施、管理和評價的主動權,學生只是被動完成和接受,教學互動較差,無法提高學生的積極性,達不到學生運用知識和提高能力的目的。因此,完善實踐教學體系,加強學生實踐能力的培養,探索學生專業素質培養的新途徑和新方法,是擺在學校面前的一大現實問題。
1更新教學內容,優化培養環節
實踐教學是專業技術應用能力和專業技術理論的有機結合,是培養學生動手能力、實踐能力、創新能力和獨立工作能力的主要途徑。加強實踐教學環節不僅可以提高學生的綜合素質和創新設計能力,而且可為學生專業課程的學習和專業人材培養目標的實現打下良好的基礎。
1.1 完善基礎實驗,擴寬學生的知識面購置新式機械零件陳列柜、機械創新設計陳列柜等設備,增加學生的感性認識,調動學生的熱情和積極性,使學生得到工程能力的培養和訓練。完善實驗內容,將單純的基礎性實驗轉變為理論知識、測試手段、方法并重的交叉性綜合實驗項目。如帶傳動實驗和滑動軸承動壓油膜形成原理實驗。在實驗中,教師除了實驗內容的介紹外,還要加強測試技術、設備的原理講解。通過介紹測試手段和方法,使學生不僅掌握了課程教學中所學的理論知識,而且對各種傳感器及不同測量和數據處理方式有新的認識。
1.2 增設設計性、創新性和綜合性實驗,提高學生的動手能力
根據學生特點和生產實際,增設和拓展實驗項目,增強學生綜合認識問題和解決問題的意識和能力,為學生提供廣闊的思維空間,培養學生的設計能力和創新能力。這類實驗只給出實驗題目、實驗重點、難點,由學生查閱資料,擬定實驗方法,然后在教師指導下獨立完成。如機構運動方案創新組合實驗。學生根據自己的能力、特長、興趣設計實驗,利用各種運動副和構件搭建各種新型機構,驗證機械傳動設計方案,加深對機構組成理論的認識,培養學生機構創新設計意識和綜合設計能力,訓練學生的實踐動手能力。
1.3 增加創新實踐環節,提高學生的創新能力和協作能力實踐教學不僅僅是為了驗證理論教學中的某個公式或結論,更是設計中的一個重要環節。當學生有了一定的實驗能力以后,便可給學生獨立完成實驗的機會,以鍛煉、提高其實驗能力。為了培養大學生的創新思維、競爭意識、團隊合作精神和理論聯系實踐的能力,學院為學生提供科技制作場所,利用教學資源,廣開興趣小組,對一些在動腦、動手及創新方面有特長的學生進行重點培養,因材施教。在學生中,展開“創新設計”大賽、“挑戰杯”之類的課外科技活動,鼓勵學生參加教師的教改課題,拓展創新實踐途徑,增強學生的團隊協作意識,培養了學生豐富的個性和全面的能力,為機械設計課程提供好的選題和實踐項目奠定基礎。
2改革教學手段,探索教學方法
機械設計實踐教學相對其他課程枯燥乏味,圖形復雜、結構抽象。教學手段和方法是影響學生的學習主動性、興趣和教學效果的關鍵。多媒體技術、網絡技術、虛擬仿真等現代信息技術可為提高教學質量提供了重要技術支持和依托。
2.1 引入多媒體,豐富教學手段應用多媒體教學,改變了傳統的“教師口述+板書”的教學授課方式,擴充了課堂信息量,突破了實驗設備的局限,擴大了現代實踐教育的規模,提高了教學質量。如齒輪范成模擬實驗和機構運動簡圖的繪制實驗。通過多媒體給學生播放一些機構運用的錄像,齒輪嚙合和軸系運動的影片,將難以講授和理解的內容表達的直觀易懂,生動形象,加深學生對所學知識的直觀認識和理解。
2.2 利用froe等軟件,擴充實驗內容實驗設備匱乏是目前高校普遍面臨的問題。引入計算機虛擬、仿真實驗技術,可有效地彌補實踐教學資源的不足,節約學生的實驗時間,提高實踐效果。利用計算機輔助軟件,將機械零部件、機構三維化,并進行各種裝配、拆卸、組合實驗,可達到一些在實驗設備上難以完成或無法完成的實驗項目。在減速器裝拆課程設計在中,學生不受所給設備和條件的限制,運用所學理論知識,利用計算機軟件設計減速器,模擬機構的運動和裝配,檢驗機構的運動狀況和故障等,可充分調動學生的積極性,拓寬學生的設計思路,為畢業設計等工作提供參考。
2.3 以互聯網為載體,實現資源共享利用互聯網絡技術,將實踐大綱、指導書、課程資源庫等資料上傳共享。學生通過網絡可以預習實驗、預定實驗,提交作業,甚至與老師互動交流。“以趣引思,以疑引思,以用引思”,最大限度地調動學生的求知欲和鉆研精神。同時,網絡教學信息量大,信息傳遞便捷、交互性強,不受時空限制,有利于培養學生提出問題、解決問題的能力和創造能力。
3加強教學管理,完善考核制度
實踐教學是一個教學相長的互動過程。嚴格的管理和完善的制度是設備順利運轉,教師辛勤工作,發揮專長,學生不懈努力,健康成長的保障。
3.1 根據內容特點,改革考核方式在實踐教學的考核過程中,變一次性考核為過程考核,激發學生的自主性。在實驗中,隨時對學生實驗課程的預習情況、原理認知、注意事項、操作態度、實驗進行狀況等情況進行考核。在評價手段上,盡可能的采用課堂提問、書面作業、專題報告、技能測試等多種評價方式。在學習成績評定中,加大實驗操作、平日表現等方面的成績比重,實行實驗成績的“一票”否決,加強對學生學習過程和應用能力的綜合檢查與評定。鼓勵學生進行“產學研”合作,積極引入企業評價考核機制,及早與企業接軌。在培養方案允許的情況下,實行實踐單獨設課,保障學時數,提高實踐教學的針對性,便于科學管理和評價。
3.2 規范管理體系,提高教學質量教學管理是實踐教學環節的另一重要部分,是保證實踐教學順利進行的重要保障。加強教師和教學質量的考評,是提高教學質量的根本。學院根據學科特點,規范教學檔案,實現授課經驗的制度化,鼓勵優秀老師的“傳、幫、帶”。同時,組織教師互相學習,結成梯隊,參加各項學術活動。制定規范的實驗課程表和計劃,將實踐環節與理論課程同等對待。要求對開課老師進行嚴格的“試講”和“試做”考核,并定期組織聽課和經驗交流,保證了實踐環節的教學質量。對考核不合格的老師將進行培訓或停課的處理。除此之外,學院實驗設備專人管理,定期檢修,保證設備的使用率。對利用率低的設備,鼓勵老師積極展開實驗教研項目的研究,拓展實驗,改進實驗設備,杜絕設備的閑置。
4結語
實踐教學是學生從理論知識走向社會實踐的橋梁和過度,是關系高校教學質量的關鍵,對推動教學改革,培養學生理論聯系實際的能力具有重要的意義。經過實踐和思考,機械設計實踐教學環節的改革,在挖掘學生的潛力、培養學生的動手能力和創新能力等方面取得了一定的成績。通過實踐教學環節的學習與鍛煉,學生參與實踐環節的主動性和積極性大大提高,參加各類大賽的熱情高漲,取得的成果明顯增多。但是,實踐教學是一個系統工程,還必須在各個環節上綜合運用,才能取得良好的改革效果。為此,為了進一步提高學生的綜合能力,今后對機械設計實踐教學模式的探索還有待于進一步完善。
參考文獻:
[1]沈萌紅,周震宇.現代實驗教學模式和“機械設計教學實驗室”的現代化建設[J].實驗技術與管理,2003,20(20):13-15.