机械原理知识范文10篇

时间:2023-10-27 17:28:07

机械原理知识

机械原理知识范文篇1

为进一步促进我国工程教育的深化改革,加快建设我国向工程教育强国的转变,更好地推进我国经济转型的升级,2017年,教育部提出了新工科建设[1]。建设与发展新工科成为我国由制造强国向创造强国发展的必然要求,高校培养新工科人才对当今社会新经济发展有重要战略意义。大学生是实施创新发展战略的人才储备,新工科人才的培养是当今社会对高等学校的迫切要求,也是高校义不容辞的职责[2]。

二机械原理课程地位

机械原理课程是机械类各专业必修的一门重要的技术基本课程,其知识面更宽、适用性更广、更接近工程实际,在培养新工科人才中将起到不可或缺的重要作用。本课程研究的内容主要包括机构结构分析的基本知识、机构的运动分析、机器动力学、常用机构的分析与设计和机械系统的方案设计等问题[3]。通过本课程的学习,使学生掌握各种机构中的一些共性问题,理解基本原理,并初步具有设计机械系统方案的能力。本课程的学习为学生后续专业课程的学习打好理论基础,为机械产品的创新设计打下良好基础,为机械的合理使用和革新改造打下良好基础。本课程在创新机械所需的知识结构中占有核心地位,在高层次的人才培养中具有提升学生对机械新产品的开发和创新能力的作用[4]。

三实验教学现状

机械原理实验教学是机械原理课程整个教学过程中的一个重要部分,是学生将机械的理论知识与工程实际相结合的必要手段,对培养学生的创新能力和综合素质起着关键作用[5]。但是,目前的实验教学存在一定的问题,具体表现在以下几个方面。(一)考核方式不完善。传统的机械原理实验教学一般是作为理论教学的辅助手段,大多依托于相应的理论课程。对实验教学的考核也是依托于课程成绩,没有单独的考核成绩,只是作为最终课程考核成绩的一小部分,一般占10%左右。实验考核大多以实验报告完成情况作为评分依据,很难体现出学生对知识的掌握程度。因此教师更加注重学生对课堂理论知识的掌握和理解,对实验教学的重视程度不够;学生为了应对课程考试,也仅仅是注重对理论知识的学习,对实验课程学习的重视程度也不够。这严重阻滞了学生工程实践能力的培养,对学生的培养极为不利。(二)实验教学模式滞后。传统的机械原理实验缺乏系统性,没有形成一个完整的实验教学体系[6]。实验教学的基本要求仅仅停留在学生加深对理论知识的理解以及对课堂上所学理论知识的验证,没有发挥实验教学的真正作用。在实验的开设过程中,往往以教师的讲解为主,学生很少思考,对实验的原理和仪器的测试方法处于一知半解,甚至完全不懂的状态,不主动参与实验,做实验的积极性不高,只是照本宣科的按照实验指导书的步骤和方法进行,不能充分发挥学生作为实验课堂的主体作用。这种实验的开设对学生自身的锻炼意义不大,学生只是为了完成任务,不能真正参与其中,实践动手能力差,不能满足当今社会对人才培养的要求。这些实验的开设没有体现实验课程对学生创新能力发展的价值,只是加深了对理论知识的理解。(三)实验手段简单。传统的机械原理实验中,实验手段比较简单,主要以认知性和验证性试验为主,综合设计性实验没有发挥作用[7]。例如机构结构创新设计实验,学生没有设计思路,为了应付实验,搭建的机构过于简单,而且完全按照书上已有的模型进行搭建,没有自己的思考。这种实验由于学时有限,没有获得充分的重视。但这种实验恰恰是最能锻炼学生的,培养学生如何根据所学知识解决现实生活中遇到问题的能力,能够充分发挥学生的主观作用,有理论教学不可替代的作用。

四实验教学改进措施

新工科背景下对大学生的创新设计能力提出了更高的要求,传统实验教学显然已经不能满足对人才培养的需求。针对传统实验教学中存在的不足,提出以下改进措施。(一)加强实验教学的考核。加强机械原理实验教学的考核,可以增加本实验课程在整个机械原理课程成绩中的比重;也可以单独开设机械原理实验,单独考核,单独计入学分。实验教学的考核可以根据学生出勤、实验完成度、实验创新性、实验报告等综合情况进行评分。这样学生对实验课程的重视程度也会提高,可以大大提高学生对于实验课程学习的自主性和积极性。(二)构建实验教学体系。根据机械原理教学模式的改革,结合我校机械原理实验教学现状及实验室实际情况,采用逐层递进的方式构建新的实验教学体系。1.认知性实验。这是第一阶段实验,带领学生走进机械的世界,学生可以根据机械原理陈列柜中的语音讲解以及动画演示,对课堂上所学的理论知识有一定的感性认知。2.验证性实验,包括机械运动简图的测绘,渐开线齿轮参数测量实验,齿轮范成实验,转子动平衡实验。这是第二阶段实验,此类实验的开设可以增加学生对机械原理课程中理论知识的掌握,实验学时不必过长。3.综合设计性实验,包括平面(空间)机构创意组合实验、机械系统装配训练实验、机械运转速度波动调节实验。这是第三阶段实验,此类实验的开设目的是培养学生的动手能力以及让学生掌握现代化的实验测试手段和方法,适当增加实验学时。(三)增加综合设计性实验。综合设计性实验是当前实验教学的趋势。在保留传统实验课程内容的同时,应大大增加综合设计性实验的开设比例,以此增强学生综合认识问题和解决问题的意识和能力,培养学生的设计能力和创新能力。如平面机构创意组合实验,教师可以根据实际生活中存在的一些问题,让学生们思考如何运用所学知识设计一个方案来解决这些实际问题。学生可以分小组完成也可以独立完成,运用所学的平面机构的知识,提出设计方案,画出机构运动简图,计算自由度,验证设计方案的可行性,在试验机构上进行机构的搭接训练。在搭接过程中,学生可以加深对机构组成原理的认识。同时还可以利用试验机构上配套的计算机仿真软件对搭建的机构运动参数进行测试,掌握测试方法,提高动手实践能力。在此基础上,还可以增加空间机构创意组合测试分析实验。学生在解决生活中实际问题的同时,会大大增加其自信感和成就感,激发学生的热情和兴趣,营造良好的学习氛围。这类实验的开设,能够充分调动学生学习的积极性,对学生的创新设计能力有很大的提高。(四)营造开放式实验环境。机械原理课程是大学生接触的与工程实际联系最紧密的第一门专业基础课程,其教学内容丰富且抽象,这对实验教学提出了颇为严苛的要求。学生对机械的认知完全借助于实验室。就我校目前的机械原理实验室而言,仅在开设实验课时对学生开放,而且个别实验设备出现了闲置的现状。这就要求学校对实验室的开放时间进行合理安排,每个工作日定期对实验室进行开放,这样可以保证有需求的学生能随时接触到实验设备,为学生搭建一个良好的实验环境。同时还可以提高实验设备的有效利用程度,减少实验设备的闲置时间,合理利用资源。开放性的实验环境可以增加学生的学习积极性,给予学生更多自由发挥的空间,引导鼓励学生参加机械类的学科竞赛,有利于培养学生的创新精神。

五结语

新工科对机械工业中创新型人才的渴求与日俱增。然而,传统的实验教学对学生综合能力的培养显然是不够重视的,无法达到教学大纲的要求,无法满足新工科对机械原理课程实验教学的要求。通过加强实验教学的考核,构建实验教学体系,增加综合设计性实验,营造开放性实验环境等措施,提升学生的动手能力和独立思考的能力,这对培养基础扎实,实践能力强,综合素质高,具有创新精神的创造型人才具有重要的现实意义。未来社会最重要的是人才的培养,而创新能力的培养是人才培养的重中之重。只有重视创新人才的培养,才能更好地服务未来的产业。

参考文献

[1]陆国栋.“新工科”建设的五个突破与初步探索[J].中国大学教学,2017,(5):38-41.

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[3]孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2013.

[4]李秀红,李文辉.新工科背景下机械类专业基础课程改革研究[J].教育理论与实践,2019(3):36-38.

[5]徐春明,周艳.机械原理实验教学改革与实践[J].大学教育,2018,(11):89-91.

[6]张超.机械设计基础实验教学模式的探究[J].课程教育研究,2013,(26):254.

机械原理知识范文篇2

关键词:工程教育专业认证;课程设计;陶瓷机械;教学改革

工程教育专业认证是针对高等学校工科专业实施的专门性认证,也是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要基础[1]。高等教育质量问题成为社会关注重点,为进一步提高工科专业教学质量,对标国际标准,教育部于2006年启动了工程教育专业认证试点工作,2013年,中国成为《华盛顿协议》预备会员,2016年正式加入国际工程教育组织[2]。“机械原理与机械设计课程设计”是机械类专业培养学生综合机械设计能力和创新能力的重要实践教学环节[3]。课程主要任务为简单结构运动分析,简单的机械设计,旨在引导学生整合机械原理和机械设计的所学知识:机构运动简图、基本零部件设计校核、传动方案设计等,以期培养学生工科思维。如何对“机械原理”和“机械设计”课程设计教学进行改革,以适应新时代工程教育认证的新要求,是摆在各工科院校面前的一大挑战。

1对“机械原理”和“机械设计”课程设计现状的分析

“机械原理”和“机械设计”作为机械专业学科非常重要的专业基础课程,其课程设计大纲明确了常用机械零部件、机械传动系统、联系实际设计过程、正确的设计思想、分析和解决问题能力等要求指标。但传统的课程设计难以满足新时代工程教育专业认证标准。本校目前仍存在以下问题:①机械课程设计的选题较为单一。“机械原理”课程设计只是对典型机构、四杆机构或凸轮机构运动分析。“机械设计”课程设计一直以来都是以二级圆柱齿轮减速器作为设计题目。题目传统单一,学生抄袭现象严重,不求甚解风气较重。与工程教育专业认证标准的符合学校定位、适应经济发展需要的培养目标尚有差距。机械作为一门工科,理应与实际接轨,应与生产实践相结合,与社会发展需要契合,充分体现出各地区高校的机械专业特色。②机械课程设计的相关性不足。虽然机械原理中的执行机构和机械设计中的零部件设计都得到了训练,但学生学完机械基础系列课程后,缺乏对整体机械的认识,“机械原理”课程设计着重于运动分析,“机械设计”课程设计着重于机构零部件性能参数,二者甚至不在同一机构中,两门课程没有建立必要的对接点,使学生没有形成一个有机的整体系统工程的认识以及掌握机器设计的完整过程。

2课程设计改革探索

[4]景德镇陶瓷大学于2019年全面启动工程教育专业认证工作,“机械原理”和“机械设计”课程设计正是培养机械电子工程学院学生创新及实践能力的关键教学环节之一。对照工程教育专业认证标准,考虑将“机械原理”和“机械设计”课程设计在选题和内容上加以融合,实行统一题目,并且结合立足于本校特色的陶瓷机械,以期满足工程教育专业认证标准的培养目标、课程体系、毕业要求等要求。对照标准,在教学内容、教学目标和组织实施上提升对机械课程设计的改革。2.1教学内容的改革。对照工程教育专业认证标准的培养目标标准:突出学校特色、学校课程特色。根据本校培养方案和要求指标,教研组对课程设计大纲进行探讨,将课程设计的选题立足于极具本校的陶瓷机械特色。从实际陶瓷机械中提炼难度适中又符合机构运动和传动教学重点来自陶瓷生产中实际的设计题目,如颚式破碎机、高压注浆机、厢式压滤机、真空练泥机等。并且带学生进入现场参观陶瓷生产过程,讲解陶瓷机械的内部结构和动作。例如讲解颚式破碎机连杆机构的粉碎黏土材料过程,辊压机的电机到辊轴上的传动过程,在学习专业知识的同时还与实际结合、与陶瓷特色相融合。另一方面,结合教师的科研项目拟定合适的课程设计题目,允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟定课程设计选题。2.2教学目标的改革。工程教育专业认证标准的课程体系标准为工程类专业课程要体现整体系统设计和实现能力的培养。本课题课程设计的选题需具有综合性,全面培养学生的机械设计能力,所选的设计题目所需的机构应覆盖“机械原理”课程中所学的主要机构和“机械设计”重点讲授的带传动系统。在工程教育专业认证理念指导下,将“机械原理”课程设计和“机械设计”课程设计结合起来,统一题目,完成设计的全过程训练。使学生将“机械原理”和“机械设计”的课程设计为相同机构的不同题目,例如高压注浆机机构及传动装置设计、厢式压滤机机构设计及传动装置设计、真空练泥机机构设计及传动装置设计、颚式破碎机机构及传动装置设计,如图1所示。内容之间逐步递进,深入完成课程设计,并且题目贯穿两个课程,由浅而深引导学生自主思考,完成综合性的课程设计。2.3组织实施的改革。工程教育专业认证标准的工程能力和工程要求标准:能否解决简单的实际工程问题,能否就复杂工程问题和同行、其他专业人士及社会公众有效沟通。考核的标准重点分别放置在如下方面:①学生的工程实践性。学生查阅资料的能力、观察分析问题的能力和设计计算的能力,学生对设计课题的理解程度,传动方案和执行机构是否可行。特别关注受力分析、材料选择、工作能力计算、主要参数及尺寸确定、结构设计、设计资料和标准的运用等。鼓励利用计算机二维CAD或者等三维软件进行课程设计。培养学生的创新精神,应对未来工程挑战。②学生撰写报告、文稿设计和发言表达能力,答辩时学生的语言表达能力和对问题的论述能力。并全面分析所设计的机构的优缺点。剖析整个设计计算过程,对设计资料和标准的运用情况的表述,提出今后在设计中应注意的问题,并设想出改进方案。通过这个综合课程设计掌握机械设计的方法和步骤,培养学生发现和分析、解决工程实际问题的能力。

3课程设计具体实施

工程教育专业认证标准提倡的是“做中学”的教学模式和“以工程为导向”的教学方法,以期培养学生的工程设计能力与实践操作能力,有效地提高教学效果。以“化整为零”的教学方式进行课程设计改革,结束“机械原理”和“机械设计”课程学习后再将相关课程设计的集中式设计模式,变为先分散再集中的设计模式,使课程设计所进行的理论设计计算与结构分析设计与理论教学同步进行。具体措施如下。在开始学习“机械原理”课程时,介绍“机械原理”和“机械设计”课程设计的相关内容和设计要求,让学生按自愿组合的方式组成研究学习小组,一般为3~5人,并要求学生优先选择从陶瓷机械中广泛搜集的合适的综合性课程设计题目。在“机械原理”课程教学结束后,进入综合设计的第一阶段,时间为1周。此阶段包含两方面的内容:方案设计,典型机构的分析与综合。方案设计阶段以小组为单位,组织学生参观讨论,在分析机器的结构、传动方式、工作原理以及各部件的功能顺序的基础上,绘制机器运动循环图,确定最佳设计方案;机构的分析与综合阶段主要是从设计方案中选取最具代表性的机构,进行机构的尺寸综合、机构运动分析和力分析,并初步确定其传动方案,编写机构设计说明书,准备第一阶段答辩。“机械设计”课程教学结束后,进入综合课程设计的第二阶段——机械设计课程设计部分,时间为3周。针对第一阶段确定的最佳设计方案中的执行机构及其传动方案,在理论教学中,以课外作业形式要求学生完成挠性传动、齿轮传动、键、轴、轴承等零件的设计计算和选用;在“机械设计”课程教学结束后的集中设计阶段,学生利用所学的零件设计的相关知识,评价在第一阶段初定的传动方案的合理性,并加以优化改进。传动方案确定后,进行传动装置的设计计算、零件的结构设计和强度校核,然后绘制装配图和零件图,编写此阶段的设计说明书,准备第二阶段答辩。明确有目的性的考核。增大课程设计在总分中的比例,以还原工科课程实际工作时的能力要求。考核的标准重点放置在学生的实践性和创新性上,主要考察学生观察分析能力和机械设计计算能力。其中课程期末考试占40%,课程设计占40%,平时成绩占20%。鼓励学生学习并且利用CAD完成课程设计,或者用ADAMS、UG等三维软件进行三维建模或仿真设计,对做出正确仿真的学生给与一定加分。全面准确地反映学生学习能力,刻意地引导学生解决可提升实际运用能力的问题[5]。

4结束语

传统机械课程设计已然无法满足新时期的工程要求,对机械设计及其自动化专业学生的课程设计进行改革迫在眉睫。工程教育专业认证作为推进工程教育改革的主要手段,是增强工程教育人才培养对产业发展的重要保障,是促进工程教育的竞争力的关键因素。实现工程教育标准对学生能力的要求,在学习中走向实践,在实践中把知识反馈给社会,还需不断探索。

参考文献:

[1]王成.以卓越工程师培养为导向的机械原理课程改革与创新[J].中国现代教育装备,2015(11):75-77.

[2]张自强,赵京.科研思维在《机械原理》课程教学中的应用[J].教育现代化,2019,6(56):197-198.

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[4]司慧.改革机械原理和设计课程设计的探索与实践[J].太原理工大学学报(社会科学版),2008(Suppl1):39-41.

机械原理知识范文篇3

关键词:机械原理课程;教学质量;思考

将机械原理课程与其他课程进行对比可知,其不仅对学生的实践性要求较高,而且还需要学生具备较强的逻辑能力。因此,在针对这一课程进行学习时,学生必须主动地参与到实践和操作过程中,而就教师来讲,则需要为学生提供更多、更丰富的实践操作机会。

1机械原理课程概述

机械原理课程是机械设计制造及自动化专业中不可或缺的基础课程内容,具有应用性强和工程性强等特征[1]。在学习此课程时,一方面要求学生对机构结构、机构运动学和机构动力学等理论知识有充分地了解与掌握,另一方面还需要借助实践这一载体促进其理论分析能力和水平的提升。以微观角度来讲,机械原理课程将对学生创新机构运动方案设计能力进行培养作为立足点,以多样化设计目的和设计任务为中心进行深入研究与分析,并依托多样化方案的综合比对和评价从中挑选出最优方案,因此,从这个角度来讲,机械原理课程也具有较强的实践性特征。

2提高机械原理课程教学质量的具体措施

2.1对绪论课设计予以重视。绪论课是机械原理设计的第一节课,具有至关重要的作用。良好的绪论课教学既可以使学生对机械原理课程及重要性有较为深刻的认识与了解,又可以为学生更好地学习机械原理课程提供了重要的方法与辅助。在绪论课教学环节设计这一依托下,机械原理课程将更具丰富性和感染力,对提升学生学习积极性、培养学生创新能力、提高教学质量等大有裨益。在绪论课教学过程中可以将多媒体教学手段应用到其中,以此达到活跃课堂氛围,吸引学生学习兴趣的目的。一般来讲,机械专业学生中男生数量较多,其对于汽车有着较强的好奇心和兴趣,而机械原理课程中机构的结构分析和运动分析又是围绕汽车发动机展开论述的,因此,借助多媒体方式将世界名车的发动机工作过程进行生动化展示,不仅可以使学生直观、生动地学习汽车发动机工作原理,而且对提高学生学习兴趣和教学质量也具有重要作用。就绪论课教学内容来讲,不仅仅要对机械原理课程中的研究对象、内容、性质、学习目的和方法等予以明确,还要将重难点知识进行整合和梳理,同时,各个章节学习内容所花费的课时时间也要进行详细地梳理,从而确保后续学生安排学习时间时的合理性。教师还要根据以往教学经验总结出学生课程学习过程中容易遇到的困难和问题,并在后续教学过程中有针对性地进行侧重与解决。例如机械原理课程的学习是基于学生对理论力学方面知识有一定掌握下来开展的,所以学生在面对机构各点位移、速度等进行分析时,通常会借助理论力学为手段来解决相关问题。但是,机械原理和理论力学在运动层面来讲,无论是其表达方式还是求解方法等都会存在明显不同,如果对其二者间的相同点和不同点不能明确,不仅会制约学生知识迁移能力和举一反三能力,而且对概念理解也会不够清晰甚至混淆,增加了后续学习的难度。在解决移动副两个构件重合点间的速度这一问题时,学生对于动点动系选择和牵连角速度求解过程中会存在疑惑,同时,在针对相对运动原理予以描述时,机械原理和理论力学两者间的描述方法会存在显著的差异,因此无论是动点选择还是动系选择时都会不同,而受到运动件关系不同的影响,列出的矢量方程也会存在显著差异。在开展绪论课教学过程中,将机械原理课程和先驱课程间具有的联系和差异向学生明确,对学习效率的提升具有积极意义。此外,对绪论课中的内容进行剖析可知,其中也囊括了多个重要的概念解释,例如机械、机器、运动链等,且上述概念间也是相互联系又相互区分的。只有对这一内容予以明确,才能更好地掌握此课程学习的本质目的和根本任务,是后续机械系统方案分析与设计的重要基础。2.2借助问题引发学生主动思考。想要使教学质量得到有效地提高,那么还要对学生在课堂教学中的参与度给予重视,推动学生由以往被动学习向主动学习的转变。这就需要教师对机械原理课程教学内容有较高的熟悉度,并将其中的重难点问题予以整合,在问题这一主线引导下拉开教学序幕,学生在试图解决教师提出的问题时,思维就会活跃起来,并积极参与到课堂学习当中,教学质量和效果也由此提升。以机构自由度计算这一部分内容为例,由于此部分内容是需要学生重点掌握的知识内容,对此,教师要遵循深入浅出的原则,对构件和运动副概念予以讲述,并在分析其作用的同时引出平面机构自由度计算的公式。在给出相关计算例题后,教师还要故意展示出解答的误区,引导学生发现其中存在的问题,并借助这一契机,将复合铰链、局部自由度和虚约束等三个需要注意的因素向学生明确,同时还要注重对其的整合与归纳,为学生的理解与掌握奠定良好的基础[2]。就此部分内容来讲,每一小节内容间都存在较强的内在联系,同时逻辑性较强,对于其中涉及到的概念和公式等都需要借助自由度这一主线进行清晰表述。在讲解过程中还可以向学生提出以下问题,如:“在得出公式表达时我们的推理过程是怎样的?我们得出的结构对机构运动具有哪些重要意义呢?”从而使学生以问题为引导,深化对课程重难点知识的理解与掌握,课堂内容的系统性也得到了充分地强化,无论对学生分析和解决问题能力的提升还是教学质量的提升都具有不可忽视的作用。2.3提升实验课程内容的完善性。机械原理实验与理论教学息息相关,是机械理论课程学习过程中的重要实践环节。在实验课开展下,学生的感性认识得以强化,对概念的掌握和理解得到更深层次的巩固,对基本原理掌握更加牢固,机构分析和综合设计的基本方法也得以掌握。机械原理实验课程将学生动手能力和独立分析问题能力以及解决能力作为了着重培养的内容,因此,对学生创新思维的培养和综合素质的提升也具有重要意义。对此,在开展实验课程时,还要根据实际情况增加其在课程中所占比重,并基于现有的验证性实验下将参观实验和综合性、设计性的创新实验纳入到其中。通过实践教学笔者发现,当前许多学生对常用机构掌握不熟练,针对机械感性认识不足,这就使得在面对教材中二维图像时,不能根据机构特性和构成形成具有立体性的直观画面。而通过参观实验室等内容的增加,学生不仅可以亲眼看到丰富的各类型的机构模型、真实机械和一体化设备,而且也是学生获取对抽象运动全面化、清晰性认识的重要辅助。依托新增的组合机构创新设计实验,在实际机构应用设计和搭接依托下也能帮助学生深化对各类机构运动特性的理解与掌握。同时,在典型机构组装这一载体下,无论是活动连接还是固定连接的结构和特征都能得到更好地掌握,学生动手能力和随机应变能力也能得到同步地培养。另外,实验多样化方案的设计也是促进学生发散思维和创新设计能力提升的重要路径[3]。除了上述提到的外,机构仿真设计综合实验的增设也具有突出意义。教师可以在现有实验教学基础上将ADAMS软件应用到实验教学过程中,使学生在软件辅助下建构机构模型,并以预设边界条件和仿真分析为依托,以此获取机构特定点基于运动状态下的位移、速度和加速度等多个变化曲线,其运动特性也能得以确立。之后,还要以此为基础,以仿真结果为依据和参考,实现对机构运动设计方案的调整与优化,借助实验室现有资源整合完成实物搭接和动画演示,通过相关仪器,围绕机构特定点运动曲线实施准确测量,并将最终得出的测量结果与仿真结果进行比对。在这一过程中,学生不仅能够深刻体会到学习具有的乐趣,激发其求知欲,而且学生创新设计意识和能力也得到了潜移默化地培养。此外,依托ADAMS软件对机构运动规律进行设计与分析,一方面使原本复杂、繁琐的计算过程得到了有效地简化,另一方面也是对以往图解法等方法的有效弥补,避免了以往学生掌握不透彻等问题。2.4推动教学团队作用的充分发挥。在信息迅猛发展的今天,如果仅仅依靠教师个人力量进行学习与探索是远远不够的,这时,需要对教学团队的重要性给予充分重视,从而为教学质量的提升及教学水平的提高奠定良好的基础。对此,学校可以建立一支高质量的教学团队,从而使团队中的每一位教师的知识和技能都能得到有效地互补,更好地服务于教学活动。同时,在高质量教师团队的建立下,教师们的教学经验沟通和交流以及知识共享等获得了重要平台。对于青年教师来讲,可以在助课等方式依托下向经验丰富的老教师学习教学经验,并以老教师指导为方向,促进自身教学技能的持续提升[4];而对于老教师来讲,可以加大与青年教师的沟通与交流,并从中获得当前学科最新资讯与动态,确保自身观念和知识的与时俱进。此外,在建设教学团队过程中,还要保证每个教师研究方向的个性化,并在了解和学习其他教师研究课题基础上,实现其与课程章节内容的匹配与整合,将教材中讲述的理论知识与工程实践进行结合,这样不仅可以使学生学习到的理论知识得以灵活运用,体会到学以致用具有的成就感和乐趣,而且在丰富的研究课题支撑下对科研和教学两者间的整合也具有重要辅助作用。

3结束语

总而言之,机械原理课程教学质量的提升需要依赖于新型的、切实可行的教学手段和方式。对此,除了本文提到的几点提高其教学质量的措施外,教师还要加大在此方面的探索力度,注重反思和经验的总结,从而使机械原理课程的教学质量迈向更高的台阶。

参考文献:

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机械原理知识范文篇4

机械设计具有自身的程序,图1为设计的基本程序。图1机械设计的基本程序目前,机械设计教学中主要存在以下问题。

1.1教学内容过于防范

目前,机械设计这门课程包含的内容较多,有机械原理和机械设计。机械设计包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容,所涉及的知识层面较广,教学内容较散,且与其他课程有着很多重复,如机械设计学科中有一项螺纹连接的相关教学内容。可见,教学范围与机械设计这门学科的学习原则不相符合。又如,减速器的类型、样式和设计参数要求,和机械制图中的减速器设计相关知识存在较高重复率,不仅在学科的学习层次上造成混乱,还浪费了学生的学习精力。

1.2与时俱进能力不强

机械设计这门学科的实用性较强,同时其教学内容随着科技的不断发展而不断变化。所以,传统的教学内容如果不进行更新,很难满足现代社会的需求。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求,同时也应当具备系统性。因此,现代机械设计学科紧随时代的变化而改变,将传统的设计技术进行时代元素的融入。如今,很多相关院校对机械设计教学中的设备结构、设备强度和运动学等技术的教学比较注重,教学力度也较大,使能源问题、环境问题的教学很少涉及。尤其是安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素,导致机械设计教学无法满足现代人们的生产需求。

1.3教学方式落后

很多相关院校对机械设计的教学仍然采用讲学通用的原则,对于教学中的重点知识,让学生采取理论知识记忆的灌输性传统学习方法,而对这门学科的实际应用教学涉及较少,仅仅加深了学生的相关知识或原理的理解。同时,缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学,在学生的学习过程中没有充足的时间进行自主探索,严重阻碍学生对知识的理解与掌握,同时一定程度上阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此,应当对机械设计教学体系进行创新。

2创新机械设计教学体系措施

2.1调整教学内容

机械设计的学科教学内容应从实际出发,注重教学的整体性、实践性以及创新性。如今,很多学生对于机械设计的基础知识掌握不明确。所以,机械设计教学中应当遵循适度够用的理论知识学习原则,可采取重点学习、部分理解等方式。首先,教学内容要清晰精简,要精简机械设计这门课程的教学内容,避免学生在相关知识的学习中产生知识重复。同时,在学生的实际应用教学中,如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等注重实践运用的教学环节,不但要适度融入相关基础知识,还要增加其课程。其次,要注重知识的整合。在机械设计的实际教学中,将其中关联性与联系性较大的知识急性整合学习。最后,在机械设计的教学过程中应当注重知识点的增设。不仅要注重知识的重点性,还要考虑知识的完整性,可以增设以电、液为动力的机构组合,结合实际的典型机械等新内容,使学生全面认识现代机械,以适当前生产实际需要,方便计算机辅助设计的应用和推广。

2.2加强学生能力培养

机械设计是一门极具实践性的课程,过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养,以培养学生技术应用能力为主要教学目的,同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。实际教学过程中,教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式,在讲解相关理论知识或原理时,注重培养学生总结结论的能力。同时,在相关知识或原理的讲解时,融入其在实践中的应用,坚持产、学、研相结合,体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。

2.3创新教学方法

目前,相关院校的招生多是面向全国,导致各种学生的机械设计学习基础不一。因此,要不断创新如今的机械设计教学。教学过程中,应当加强直观教学,在学生学习相关理论知识或原理的同时,让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸,提高学生相关知识或原理的实践性。同时,教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术,借助计算机和互联网,利用虚拟现实技术和仿真软件系统,开展机械设计的现代化、立体式教学。此外,教师在机械设计的实际教学中,应当尽量减少相关知识或原理的理论推导,运用例证讲清思路,加深学生对相关理论知识或原理理解,提高课堂教学效率。

2.4增加教学实践

机械设计是一门较注重实践运用的学科,教学时教师不能仅仅注重学生的知识学习,要更加重视学生的知识运用,如绘制机构运动简图。图2为机构简图的绘制步骤。以四杆机构为例,结合日常见到的筛东西、磨豆腐等,布置设计任务。在四杆机构的讲解过程中,不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性,能转化为什么样的运动形式,现实生活中有哪些物品用到了这些机构,不断启发引导学生思考设计任务。一个机器少不了动力,因此课程中增加电动机的选用环节。学生设定自己运动机构的各种参数后,按部就班选用电动机,由此掌握效率等概念,并对整体的机器建立一个大概的认识。电动机选好后,考虑减速的问题。这时,可以引进齿轮机构(包括蜗轮蜗杆)、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用,对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的内容可忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。此外,学习过程中要加入查手册选材料环节,把时间用到应用实践上。

3结语

目前,我国机械设计教学体系仍然存在教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发展以及教学方式过于陈旧和落后等问题。因此,在机械设计实际教学过程中,应当调整教学内容,加强学生能力培养,同时不断创新教学方法,以期为国家培养更多机械设计创新性人才。

作者:李爱军 徐红芹 王红梅 单位:山东理工大学机械学院

参考文献

[1]金京,罗声.基于创新能力培养的机械设计类课程教学改革与实践[J].纺织服装教育,2012,27(6):534-536,539.

[2]钱抗抗.创新教育模式的理论研究与改革实践——浅谈机械设计基础的微课开发与实践应用[J].职业,2016,(11):45.

机械原理知识范文篇5

人才培养模式受到本国社会、经济和科技的发展以及历史文化背景等多种因素的制约和影响。不同的教育理念和培养模式支配着相应的教学内容的调整,教学资源的配备以及教学方法的改革。专业知识的传授是教育的主要内容之一,而创新意识、思维和能力的开发、培养则是教育更本质,更核心的内容。创新意识、思维与能力的培养是提高人才培养质量工作中不可回避的问题,也是对教学改革的深层次研究与探索。因此在教学中,不应出现重书本轻实践、重知识轻能力、重传授轻创新的情况,而应是“基础、实践、创新”教育的和谐统一。机械原理课程属于机械专业的学科基础课,通过对当前社会的人才需求进行分析,结合其课程以及授课对象的特点,从教学内容、教学方法、教学手段等几个方面对机械原理教学的创新模式进行探讨和诠释。

一、教学内容的创新

创新教育的目的就是培养和提高受教育者的创新素质和创新精神。要实现此目的,首先从改变教学内容入手,重视介绍学科发展的新动态、新方向、新内容,注重激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,让学生了解更多更新的理论、技术与方法。例如,在绪论部分的讲述中,以往的内容主要是针对本课程的研究对象、基本概念、课程的地位和作用以及本课程的学习方法等展开的。但是,为了培养学生的创新意识,调动学生的创新积极性,除了经典部分的阐述外,还有必要结合现代科学技术的飞速发展,重点阐述机械原理学科的发展动向。如在机构的结构理论发展发面,可以让学生了解:为了广泛应用机电一体化技术,当今社会也迫切希望开展包括对液压、电磁、光电等非机械传动元件的广义机构设计。在对机构的平衡问题进行介绍时,引申到机构的动力学研究,进而让学生了解到大型机械设备的故障诊断和在线监测都是现代研究者关注的重点。有意识地将一些机械原理学科前沿的研究引入教学内容中,如微型机械的研究,它不是将传统的机械直接微型化,而是已经远远超出了传统机械的概念和范畴,是涉及多学科的综合技术的应用,也推动了处于机械原理学科前沿的微型机构学分支的产生。结合一些相关视频资料,学生在课堂上获取到这些知识的同时,兴趣也被调动了起来,拓宽了知识面和视野。让学生意识到“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”,“一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民族之林”[3]。

此外,在教学内容的创新改革中,还可以尝试重心的转移,强调创新设计能力的培养,突出计算机的应用。教师在教学过程中逐渐实现淡化图解计算分析,强化解析法内容的教学,进一步加强学生对机械系统设计的综合认识。这种重心转移体现在:由图解法为主向解析法为主转变,使计算理论与计算机技术统一起来,提高机构设计的效率和正确性;由手动设计计算向计算机自动计算转变,提高学生计算机应用能力;由过去重机构分析计算向重机构综合转变,提高学生机构方案构思与设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。在教学中不断地营造创新环境,大大提高了学生的创新积极性。

二、教学方法的创新

教学方法应该能够配和教学内容的改革。创新素质就是指由知识结构、智慧品质、人格品质三种成分有机结合构成的综合素质。创新教育就是要培养具有这种综合创新素质的学生。在当前课堂教学中,以知识传授为主导的教学方法并未根本改变,教与学的关系是以教师为主导、为中心的,这种方式在某种程度上制约了学生的学习主动性及其创新潜能的发挥。在机械原理课程的教学方法上,应加强与学生的互动,要将以教师为主的“灌输式”教学向以启发式、问题式、讨论式教学为主的新的教学方法转变,让学生从被动学习转变为主动学习,真正成为教学活动的主体。以学生为本的创新教育教学方法可以通过以下几个方面来实现:鼓励学生不迷信书本知识、不迷信权威观点,敢于提出问题,无论课堂内外,对于任何问题都应多问几个为什么。如对“极位夹角”的概念解释,大部分教材上的定义是“摇杆处于两极限位置时,相应的曲柄位置线所夹的锐角”。在教学中可以引导学生进行思考,对这个广泛应用的定义提出质疑———是否所有的“极位夹角”都是锐角,是否有钝角的情况存在,而不是直接给出学生更完善的定义。在这个过程中,学生开始学会发现问题,也开始尝试如何自己解决问题。

鼓励学生的求异思维和发散思维,开阔学生的思路。当然,创新离不开科学的根基,引导学生要坚持科学的思维,在提出自己独特见解的同时,也应该能用科学的理论对其进行解释和验证。鼓励学生多参加亲身实践,只有亲自动手验证了创新思维的正确性,才能真正达到创新的目的。机械原理是一门既有高度的抽象性,又有很强实践性的课程。如机构运动简图、机构运动分析与力分析模型等都是从实际机械中抽象出来的,许多的概念需要通过动态过程才能得到准确描述。原来的教学方法大多通过教师手工绘制或将静态图展示给学生,教学效果并不理想。因此,现在的教学方法中采用多媒体手段教学,课件中涵盖了丰富的三维动画、趣味的图片、简洁的文字等。通过教师讲解、动态演示与板书相结合的方式,使学生在学习中可直观地了解机构的运动过程及其所具有的特性、产生的各种现象,加快了学生对诸如“死点”、“急回特性”等概念、原理的理解速度,激发起学生的好奇心,强化了直觉思维,加深了学生对这些概念所表达物理意义的理解程度。

三、教学手段的创新

在教学手段上,着重培养学生对机械系统的整体认识,注重学生的参与,与机械原理课程设计、机械原理创新实验相结合,加强学生对所学基础理论知识的理解。培养学生应用所学过的知识,独立解决工程实际问题的能力,培养学生的创新设计能力,使学生得到一次较完整的设计方法的基本训练。在机械原理课程设计中,教师通过介绍创新设计的方法和展示创造发明实例,启迪学生创新的思维,让学生了解设计过程,掌握设计方法。在设计过程中,能在认真思考的基础上提出自己的见解,充分发挥自己的创造性,不是简单的抄袭或没有根据的臆造。教师仅指明设计思路,主要启发学生独立思考。设计方案确定后,安排学生向小组成员介绍自己的方案,并与其他成员讨论,这样既提高了学生学习兴趣,调动了学习主动性,又破除学生对创新设计的神秘感,有助于让学生对自己的设计方案有全面的认识,使学生受益匪浅。

机械原理创新实验是一个针对机械类或相关专业学生的开放性动手实验。它是一个很好地培养学生主动学习能力、独立工作能力、创造能力以及团队协作能力的平台。学生自己拟定、设计机构运动方案,根据机构组成原理对杆组进行拆分,再将构件正确拼装实现机构的运动,这个过程就要求学生必须将所学的理论知识充分地运用到具体的实验中去。例如,学生要设计并实现一个具有急回特性的送料机构,该机构就有多种搭建方案,实验过程中学生首先提交自己根据要求拟定的设计方案,绘制该平面机构的运动简图,再计算所有的杆长、角度、位移等数据,然后在此基础上将运动简图搭建为能够正确运动的实验机构。设计过程中学生将会接触到机械原理的各大机构,也会进一步深入了解各大机构的运动特点,而搭建过程又会涉及到机械设计及零件的知识。将学生分为多组,同组学生共同拟定实验方案、协同完成实验,最后各自撰写实验报告。在设计和拼接过程中学生会遇到各种在理论学习中很少遇到的问题,在发现问题、解决问题的过程中学生各方面的能力也得到了很好的综合培养。该创新实验用问题法、探究式教育来培养学生的创新意识和科研能力,让学生学习到了许多课本上学不到或曾经被忽略的知识,参加过创新实验的学生都深有体会。

机械原理知识范文篇6

1改进实验手段,培养创新能力

机械设计实验是理论课的重要实践环节,它不仅是学生获取知识的有效途径,而且对于提高学生创新能力具有十分重要的作用。现在的学生普遍对工程实践缺乏感性认识,动手能力较弱,虽然在理论课堂学习中接触了一些机械实物模型,观看过工程机械图片和视频展示,有了一些感性认识,但这些知识还不够,还必须从培养学生创新能力出发,合理安排实验内容与改进实验测试手段,以提高学生理论联系实践的能力。学生只有通过机械工程实践的训练,才能牢固地掌握机械设计知识。在实验设备中都增加了现代测试技术,配置了计算机辅助实验系统,包括数据采集、处理和打印设备,实验数据由计算机进行力学参数、机械参数的数据采集、处理、显示与输出。我们不断完善与更新实验项目的内容,由学生任意选择,使学生不仅熟悉各种不同实验设备的工作原理与功能,而且掌握不同实验的测试方法、数据处理以及对实验结果的分析方法。将现代测试技术应用于实验中,明显地提高了实验测量速度与精确度。

在“机械零件认知实验”中,通过利用机械零件陈列柜的展示、对机械实物和模型与展板的观察和分析,使学生认知了机械设计课程中的标准件、通用零部件与机械传动的类型与特点。在机械零件陈列柜中结合文字注释、机器与模型的运动、电脑声控同步的讲解,使学生认知了如牛头刨床、减速器、压面机、破碎机、雕刻机等机器的运动规律,加深了对机器与机械零件的感性认识,解决一些课堂上难以想象的问题。通过机械创新设计电动陈列柜的展示,使学生了解了创新设计的发散思维法、功能设计法、移植设计法、组合设计方法,原理方案、结构方案、外观方案的创新以及新产品示例,拓宽了学生的知识面,提高了学生机械综合设计能力与创新能力。在“带传动滑动与效率的测定实验”中,使学生了解了智能带传动实验台的结构与原理,掌握扭矩、转速、滑动率、效率的测试方法。学生观察了带传动的弹性滑动与打滑现象,并灵活应用实验技能测出带传动的弹性滑动率、传动效率的结果与负载的关系曲线。

在“液体动压润滑动轴承实验”中,学生利用滑动轴承实验台以及多媒体软件对滑动轴承的径向油膜压力分布和摩擦特征进行实测和仿真实验。将实际和理论知识有机地结合起来,利用计算机的人机交互性能,使学生方便直观地实验,增强了学生的实践动手能力。

在“螺栓联接综合实验”中,学生通过计算机测试软件与多通道静动态应变仪,测定了螺栓组在受倾覆力矩时每个螺栓的受力情况,掌握了螺栓受力一变形的规律。通过单个螺栓的静态实验,了解了螺栓受轴向载荷时,螺栓联接相对刚度的变化对螺栓总拉力的影响。通过单个螺栓的动载荷实验,了解了在改变螺栓的相对刚度后,螺栓动应力幅值的变化。利用计算机实现了数据处理的自动化与可视化,使学生容易地掌握了机械参数电测的基本方法。在“减速器的拆装与分析实验”中,使学生了解了减速箱的基本结构、用途及特点,了解了减速器的各个组成零件结构及功用。熟悉了减速器设计以及主要零件的加工工艺性,了解了减速器中零件的装配关系及安装过程,了解了减速器的基本传动参数测定方法与润滑方式。在“组合式轴系结构设计实验”中,学生通过组装不同结构轴系部件的过程,掌握了轴的结构、轴承组合设计的方法以及轴上零件的常用定位与固定方法。上述两个实验是由学生自行创意设计和组装,使学生在机械综合设计方面得到了训练,为后续课程的学习打下基础。在“润滑剂的磨擦磨损与承载能力测定实验”中,使学生了解了在摩擦磨损试验机上进行润滑剂的减摩性、抗磨性、极压性能测定的试验过程,掌握了利用四球法测定润滑剂的摩擦系数、磨痕直径、最大无卡咬、烧结负荷的方法,并且对国内外润滑剂评定测试标准有了深入的了解。

在“机械传动性能综合测试实验”中,首先将常用的机械传动任意进行组装成为被测的机械传动装置,再利用工控机测试系统进行机械传动性能参数,速度、转矩、传动比、功率、效率的数据采集与处理,实验结果与曲线输出的工作。学生通过机械传动装置的组装、仪器调试及测试过程的实际动手操作,锻炼了机械传动综合实验的技能。把计算机技术引入实验教学,实现计算机人机交互的实验方式,使得实验内容的知识性和趣味性融为一体,极大地激发了学生的兴趣与积极性,促进了学生对所学知识与机械工程实践的联系,学生的创新能力作为后天开发的显性创造力,通过学习与培养,得到了锻炼和提高。

2改进教学方法,提高教学效果

机械设计》是一门综合性、实践性很强的课程,课程涉及到机器与机械传动等工程实践知识。在理论课堂上,使用多媒体教学课件进行授课,为学生自主学习创造了有利条件。在实验教学中,我们运用板书与多媒体实验课件相结合、机械设备与模型相结合的教学方式,增大了实验教学的信息量,给教学注入了活力。利用多媒体实验课件介绍每个实验的目的、原理,介绍实验的重点与难点知识,尤其是形象生动的减速器拆装与装配零件的爆炸式动画演示,带传动的弹性滑动、四球法原理的三维动画演示,大大激发了学生的兴趣与好奇心,使得学生对实验内容理解深刻、掌握牢固。在教学中采用启发式、互动式的模式进行教学,充分调动学生的主观能动性,积极培养学生观察、思考、分析与解决问题的能力,使学生完成实验之后,充分感到了探索知识的魅力与成功的喜悦。

机械原理知识范文篇7

创新教育的目的就是培养和提高受教育者的创新素质和创新精神。要实现此目的,首先从改变教学内容入手,重视介绍学科发展的新动态、新方向、新内容,注重激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,让学生了解更多更新的理论、技术与方法。例如,在绪论部分的讲述中,以往的内容主要是针对本课程的研究对象、基本概念、课程的地位和作用以及本课程的学习方法等展开的。但是,为了培养学生的创新意识,调动学生的创新积极性,除了经典部分的阐述外,还有必要结合现代科学技术的飞速发展,重点阐述机械原理学科的发展动向。如在机构的结构理论发展发面,可以让学生了解:为了广泛应用机电一体化技术,当今社会也迫切希望开展包括对液压、电磁、光电等非机械传动元件的广义机构设计。在对机构的平衡问题进行介绍时,引申到机构的动力学研究,进而让学生了解到大型机械设备的故障诊断和在线监测都是现代研究者关注的重点。有意识地将一些机械原理学科前沿的研究引入教学内容中,如微型机械的研究,它不是将传统的机械直接微型化,而是已经远远超出了传统机械的概念和范畴,是涉及多学科的综合技术的应用,也推动了处于机械原理学科前沿的微型机构学分支的产生。结合一些相关视频资料,学生在课堂上获取到这些知识的同时,兴趣也被调动了起来,拓宽了知识面和视野。让学生意识到“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”,“一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民族之林”[3]。此外,在教学内容的创新改革中,还可以尝试重心的转移,强调创新设计能力的培养,突出计算机的应用。教师在教学过程中逐渐实现淡化图解计算分析,强化解析法内容的教学,进一步加强学生对机械系统设计的综合认识。这种重心转移体现在:由图解法为主向解析法为主转变,使计算理论与计算机技术统一起来,提高机构设计的效率和正确性;由手动设计计算向计算机自动计算转变,提高学生计算机应用能力;由过去重机构分析计算向重机构综合转变,提高学生机构方案构思与设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。在教学中不断地营造创新环境,大大提高了学生的创新积极性。

二、教学方法的创新

教学方法应该能够配和教学内容的改革。创新素质就是指由知识结构、智慧品质、人格品质三种成分有机结合构成的综合素质。创新教育就是要培养具有这种综合创新素质的学生。在当前课堂教学中,以知识传授为主导的教学方法并未根本改变,教与学的关系是以教师为主导、为中心的,这种方式在某种程度上制约了学生的学习主动性及其创新潜能的发挥。在机械原理课程的教学方法上,应加强与学生的互动,要将以教师为主的“灌输式”教学向以启发式、问题式、讨论式教学为主的新的教学方法转变,让学生从被动学习转变为主动学习,真正成为教学活动的主体。以学生为本的创新教育教学方法可以通过以下几个方面来实现:鼓励学生不迷信书本知识、不迷信权威观点,敢于提出问题,无论课堂内外,对于任何问题都应多问几个为什么。如对“极位夹角”的概念解释,大部分教材上的定义是“摇杆处于两极限位置时,相应的曲柄位置线所夹的锐角”。在教学中可以引导学生进行思考,对这个广泛应用的定义提出质疑———是否所有的“极位夹角”都是锐角,是否有钝角的情况存在,而不是直接给出学生更完善的定义。在这个过程中,学生开始学会发现问题,也开始尝试如何自己解决问题。鼓励学生的求异思维和发散思维,开阔学生的思路。当然,创新离不开科学的根基,引导学生要坚持科学的思维,在提出自己独特见解的同时,也应该能用科学的理论对其进行解释和验证。鼓励学生多参加亲身实践,只有亲自动手验证了创新思维的正确性,才能真正达到创新的目的。机械原理是一门既有高度的抽象性,又有很强实践性的课程。如机构运动简图、机构运动分析与力分析模型等都是从实际机械中抽象出来的,许多的概念需要通过动态过程才能得到准确描述。原来的教学方法大多通过教师手工绘制或将静态图展示给学生,教学效果并不理想。因此,现在的教学方法中采用多媒体手段教学,课件中涵盖了丰富的三维动画、趣味的图片、简洁的文字等。通过教师讲解、动态演示与板书相结合的方式,使学生在学习中可直观地了解机构的运动过程及其所具有的特性、产生的各种现象,加快了学生对诸如“死点”、“急回特性”等概念、原理的理解速度,激发起学生的好奇心,强化了直觉思维,加深了学生对这些概念所表达物理意义的理解程度。

三、教学手段的创新

在教学手段上,着重培养学生对机械系统的整体认识,注重学生的参与,与机械原理课程设计、机械原理创新实验相结合,加强学生对所学基础理论知识的理解。培养学生应用所学过的知识,独立解决工程实际问题的能力,培养学生的创新设计能力,使学生得到一次较完整的设计方法的基本训练。在机械原理课程设计中,教师通过介绍创新设计的方法和展示创造发明实例,启迪学生创新的思维,让学生了解设计过程,掌握设计方法。在设计过程中,能在认真思考的基础上提出自己的见解,充分发挥自己的创造性,不是简单的抄袭或没有根据的臆造。教师仅指明设计思路,主要启发学生独立思考。设计方案确定后,安排学生向小组成员介绍自己的方案,并与其他成员讨论,这样既提高了学生学习兴趣,调动了学习主动性,又破除学生对创新设计的神秘感,有助于让学生对自己的设计方案有全面的认识,使学生受益匪浅。机械原理创新实验是一个针对机械类或相关专业学生的开放性动手实验。它是一个很好地培养学生主动学习能力、独立工作能力、创造能力以及团队协作能力的平台。学生自己拟定、设计机构运动方案,根据机构组成原理对杆组进行拆分,再将构件正确拼装实现机构的运动,这个过程就要求学生必须将所学的理论知识充分地运用到具体的实验中去。例如,学生要设计并实现一个具有急回特性的送料机构,该机构就有多种搭建方案,实验过程中学生首先提交自己根据要求拟定的设计方案,绘制该平面机构的运动简图,再计算所有的杆长、角度、位移等数据,然后在此基础上将运动简图搭建为能够正确运动的实验机构。设计过程中学生将会接触到机械原理的各大机构,也会进一步深入了解各大机构的运动特点,而搭建过程又会涉及到机械设计及零件的知识。将学生分为多组,同组学生共同拟定实验方案、协同完成实验,最后各自撰写实验报告。在设计和拼接过程中学生会遇到各种在理论学习中很少遇到的问题,在发现问题、解决问题的过程中学生各方面的能力也得到了很好的综合培养。该创新实验用问题法、探究式教育来培养学生的创新意识和科研能力,让学生学习到了许多课本上学不到或曾经被忽略的知识,参加过创新实验的学生都深有体会。

机械原理知识范文篇8

这种从理论到实训实践的传统教学方法的最大弊端是课程理论性太强。由于学生专业基础,工程基础和知识基础都不扎实,再加上现在高职学生的学习积极性普遍不高,造成学习起来很吃力。即使听懂了也不知道怎样才能应用到工程实践上,怎样去解决实际问题。为了提高学生的学习积极性,让学生更能够听懂,达到更好的教学效果,很多人都在《机械设计基础》课程原体系的基础之上进行了教学改革研究。其课程改革综合起来包括:整合课程内容,拓宽知识面,增加信息量的改革1;采用精讲多练、加强自学、分析讨论三环节相结合,以启发式教育为主的教学方法改革2;利用现代教学手段,增强教学的直观性的改革3;重视实验教学,使学生学有所用的改革4;搞好课程设计,培养学生的综合技能的改革等等5。通过这些教学改革,教学效果得到了较大的提高。但并没有摆脱从理论到实践的框框,理论性太强,应用理论解决问题太少,学生学起来还是很吃力。

2.本教学改革的教学模式

本教学改革的基本要求是将从理论到实践的传统的《机械设计基础》课程教学模式,转变成以学生的设计项目做引导,整个教学过程都围绕着学生要解决设计项目的实际问题来进行教学。其教学过程,就是一个学生要完成自己的设计项目,老师要通过教学,指导学生完成其设计项目的过程。而学生的设计项目的内容就包含《机械设计基础》教学目标的内容。老师根据设计项目理论性的问题进行讲解,对方法性的问题进行指导。学生通过自己的努力,去完成自己的设计项目,以这种方式最大程度地去完成《机械设计基础》的教学任务和目标。具体来说学生的设计项目要包含有《机械设计基础》课程中大多数的内容。包括各种简单运动机构,如平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等机构的结构、种类、工作原理、设计计算方法及设计过程;包括各种传动机构,如带传动、链传动、齿轮传动等传动机构的结构、种类、工作原理、设计计算方法和设计过程;包括机械中的轴、轴承、联轴器、离合器、弹簧、连接件等常见通用零件的结构、种类、工作原理、设计计算方法和设计过程;包括有机械系统总体设计的设计原理和方法,如传动方案的确定、原动机的选择、总传动比及各级传动比的确定、传动装置的运动和动力参数的计算。虽然这个项目不可能把所有的机构和零件都包括进去,但可通过老师的介绍,掌握大多数的设计原理和方法后,学生可根据自己的设计项目去选择具体设计内容。这种项目引导化的教学模式具体以以下步骤来完成:

3.教学模式的实施

(1)学生的设计项目我们给学生的设计项目就是设计一个简单的将产品从一个地方转到另一个地方的产品运送机。其结构简图如图二所示。图二设计项目简图这个设计项目几乎包括了《机械设计基础》课程中的大多数内容,包括机械系统总体设计、带传动设计、齿轮设计、离合器设计、轴设计、工作机的机构设计、连接的键设计、轴承选择设计、螺钉选择设计等。学生把这个项目设计出来后,《机械设计基础》中要掌握的内容都掌握了。我们不主张分组进行设计,而是每个学生都给这样的机器产品项目设计,但每个学生工作机的运动参数,如功率、转速、工作机工作的方式不一样。这样每个学生都要去完成自己的设计项目,都学到了机械设计的原理和方法,避免了吃大锅饭的现象。(2)学生的知识储备学生拿到设计项目后,开初由于没有知识储备是不能完成设计项目的,需要老师进行教学,使学生有足够的知识储备后才能进行相关的设计。如学生获得的设计项目,都含有工作机的机构设计,传动设计中的带传动设计、齿轮设计,输入和输出轴的设计,轴轮连接的键设计,离合器设计等等设计。老师在进行教学时,先进行各种类型设计的知识介绍,让学生先进行知识的铺垫,理解和掌握了这些知识后,才进行后续相关设计。比如,在完成工作机的设计时,老师先围绕学生要完成的工作机的机构设计,介绍各种机构的组成、材料、分类、工作原理、设计原理、设计方法和设计过程,让学生了解和掌握了这方面的知识后,以进行自己的机构设计。再比如,在完成带传动和齿轮传动的设计时,老师也先围绕学生要完成的带传动和齿轮传动,介绍各种带传动和齿轮传动的组成、材料、分类、工作原理、设计原理、设计方法和设计过程,让学生了解和掌握了这方面的知识后,学生也才能进行自己的传动设计。其他的设计内容的知识储备也按照这种方法来完成。这样学生就可以知道自己的设计内容用什么原理和方法去完成,学的知识究竟用来干啥,用来怎样解决具体问题。(3)学生设计内容的选择学生通过老师对项目中的每个内容进行讲解后,就掌握了这方面的知识,就可以选择这方面的知识去解决自己的问题。比如老师讲解了机械系统总体设计的设计原理和方法后,学生就可以进行总的传动方案的设计、原动机的选择设计、总传动比及各级传动比的确定、传动装置的运动和动力参数的计算,确定出该项目机器的各基本参数。又比如老师讲解了带传动的工作原理、设计原理和设计方法后,学生根据自己项目的要求选择自己所需要的带传动的种类,进而进行具体的带传动设计。再比如,老师讲解完了机构的种类、工作原理和设计原理后,学生就可以根据自己的设计项目的工作方式和特点,选择符合自己工作机要求的运动机构,进而进行相应的运动机构的设计。(4)学生完成自己的设计项目学生选择出了符合自己项目工作特点的设计原理和方法后,就可以进行自己的具体设计。包括系统总体设计、带传动设计,齿轮设计、各轴设计、连接键设计、轴承选择设计、离合器设计等等的设计。主要是要完成其设计过程,计算出各零件相应的尺寸参数,进行各尺寸的校核,画出相应的设计零件的零件图,最后写出一部完整的、符合要求的设计说明书。学生在完成设计过程中,可以按照老师介绍的方法和过程来完成,也可以通过查阅资料,用不同的方法来完成,也可以相互讨论来完成,但最终要独立完成自己的设计说明书。(5)学生对自己的设计进行阐述、答辩学生的设计说明书完成后,可以通过主动申请或老师指定同学来进行阐述、答辩。阐述是说明自己的设计是采用什么设计思路完成的,整体和每个具体机构和零件是怎样进行设计的,采用的设计原理和设计方法是什么,最后达到了什么效果,还有哪些不足需要改进的地方等等。答辩是学生对自己的设计进行阐述后,学生和老师都可以根据他的设计过程、原理和方法提出各种问题,让他进行解答。这样,通过学生的阐述和答辩后,更加巩固了所学的理论和设计方面的知识,了解了自己哪方面需要进行改进,还需要增加哪些方面的知识,怎样改进可以达到更好的设计效果。虽然不可能每个同学都进行答辩,但参加的同学越多越好。(6)老师的点评与打分同学完成阐述和答辩后,老师都要对同学的设计、阐述和答辩进行点评,指出哪些方面是搞得好的,哪些方面需要进行改进,采用哪种方案可以获得更好的效果等等。最后根据每个同学的设计的情况和效果进行评价,评价结果作为期末成绩的主要依据。

4.效果分析

(1)改变了传统教学的弊端本教学的项目化引导的教学改革模式,实施的是一种从学生获得设计项目,到老师指导学生完成项目,再到学生具体完成设计项目,最后到学生描述自己的设计项目的过程。整个教学过程就是围绕着学生要解决设计项目的实际问题来进行的过程,就是学生要完成自己设计项目的知识准备的过程,就是一个老师要指导,学生要具体完成自己的设计项目的设计过程,就是一个有目标的有的放矢的过程。这就很大程度地改变了传统《机械设计基础》课程的空洞的理论教学模式,学生学起来就没有这样枯燥,会更感兴趣,就会有更好的效果。(2)改变了传统的学习弊端本教学改革模式改变了以老师讲解为主,学生在课堂上听老师讲解为辅的这种传统的学生被动的学习方式,而是以学生的设计项目来引导,具体的设计实践来带动学生的学习方式。这样学生的整个学习过程就是要具体去完成自己的设计的过程,就是一个有的放矢的过程。这样的学习就容易达到比较好的效果。(3)学生的作业达到了更好的效果本教改模式改变了传统的老师课后布置作业的为作业而作业的作业方式,而是将完成老师布置的设计项目作为每个学生的作业。项目完成的过程,就是作业完成的过程。在完成自己设计项目的过程中,涉及到的知识问题和方法问题,学生可以去查资料,去相互讨论,去问老师。这种边设计边掌握相关知识,边设计边进行知识积累,边设计边完成自己的“作业”的作业形式,更能达到知识的巩固的作用,更能达到作业效果。(4)达到了更好的实训实践效果本教改模式改变了传统的理论课上完后,单独进行课程设计的实训实践体系,将课程设计的内容,融合到了教学过程中。这种上课开始就将设计的实训实践项目交给学生,让实训实践过程在整个教学过程中完成,将实训实践和理论教学有机的结合起来的教学过程,更能体现在实践中完成理论的学习,更能实现理论和实践的统一,更能达到更好的实训效果和教学效果。

5结束语

机械原理知识范文篇9

关键词:产出导向,创新意识,工程应用

社会经济发展中出现的新产业、新技术、新业态,对工程技术人才的培养提出了更高要求。紧紧把握世界高等教育发展的先进理念,参考工程教育专业认证的标准,在人才培养中遵循三大基本原则:(1)教育价值转型,“突出学生为中心”。(2)教学模式转型,“突出产出导向”(Outcomebasededucation,OBE)。(3)“突出教学质量持续改进”。各高校专业点根据人才培养目标,确定相适应专业人才毕业要求,合理设计特色鲜明的课程体系,落实产出导向的教育(OBE),培养适合经济社会发展需求的各类专业人才。地方本科高校如何按照《专业教学质量国家标准》要求,参考工程教育专业认证要求,对培养目标、培养标准、培养方案和培养模式进行相应调整,重构工程人才培养体系,提高人才培养的社会需求符合度,促进地方区域的经济发展,提出了新的研究课题。

1《机械制造装备》课程教学改革的特点

《机械制造装备》课程是高等院校机械制造类学生的一门主干专业课程,是机械制造技术的重要载体。这门课的学习需要学生有前期机械、电子和自动控制等方面较扎实的专业基础知识,同时还要能设计出满足实际工况的机床传动系统和维护各种机械设备。就需要学生具有较强的机械结构识图能力,对机械行业的工作现场、机械设备的系统性及工程设计制造的合作性等方面有一定的了解和熟悉,才能有很好的学习效果,真正达到该课程的教学目的。

2存在的问题

目前机械制造装备课程教学中存在以下问题:1.根据人才培养方案教学课时需缩减为50学时左右,但课程教学内容多而课时少,在有限学时数如何完成教学目标,是该课程教改面临的首要问题;2.目前该课程为大班授课的形式,教师无法对所有学生对知识的理解程度的差异化来进行因材施教;3.课程专业性较强,学生自身的学习能力较弱,需要教师引入更加生动灵活的教学手段进行驱动。4.学生学习的主动性不够。学生长期以来习惯于教师密切指导下的学习,以课堂讲授为主,依据教材逐章讲解说明,常常满足于上课能听懂,在课余时间很少能主动参阅相关书籍。传统的教学中只注重知识传授,对学生主动汲取知识能力和工程能力的培养不足,这样就形成了“学生被动的学习,教师被动的教”的局面,很难达到课程的教学目的和人才培养目标。

3课程改革的内容

机械类专业教学质量国家标准要求在人才培养中遵循“以学生培养为中心”、引入“产出导向(OBE)”、突出“持续改进”的教学改革理念。在课程教改中结合工程教育专业认证标准和地区行业发展的需要,将机械制造装备课程教学目标和教学模式重新整合,明确课程具体教改内容和教学形式,在课程教学中突出“一个核心、两个关键点”,即以培养学生应用能力为“一个核心”,以课程教学目标达成度和教学过程的评价为两个关键点。在课程建设中注重“三度”即关联度、饱和度及亮度的融会贯通。在课程目标的制定中注重与前期课程的关联度,前期专业基础课的实现度在该课程中需进行监测和检验,以便持续改进前期课程的目标实现度。在教学内容的完善中,需结合地区经济和产业结构特征,增加新的教学内容和实践环节,实现课程建设具有饱和度和亮度。在课程内容的理论教学部分以概念和基础原理为主,强化应用;在实践教学环节加强基础素质和能力的培养,把培养学生工程系统理念和解决复杂工程问题的能力放在突出的位置来考虑。通过课程开设的实践环节,将课堂教学与实验实践、工业现场项目相结合,突出学生工程实践及工程应用能力的培养,构建一个由课堂教学和多层次实验实践环节组成的完备课程教学体系。在课程教学中发现问题,持续改进,提高课程教学效果,实现应用型人才培养目标。(1)完善课程教学目标,形成具体指标。根据贵州省及西南地区经济发展和产业结构调整的需要,通过“五业”(产业、行业、企业、职业和专业)联动对机械类人才需求进行调研和分析研究,在机械类专业教学质量国家标准的指导思想下对机械专业人才培养方案进行完善和补充。根据培养方案确定培养目标,由培养目标的实现度提出相应的毕业要求,将各项毕业要求分解成一系列可量化的指标点,由指标点的完成需要构建课程体系,明确课程体系中《机械制造装备》课程的教学目标,并通过该课程的理论和实践教学环节,落实课程教学完成的具体指标点,由课程教学完成后的具体指标考核结果对照毕业要求中该课程对应的指标点的达成度,通过教学过程中的分析和评价发现教学中存在的问题和不足,不断完善课程教学目标和人才培养方案,对后续教学持续改进,提高机械类应用型人才培养质量。(2)教学内容的改革。《机械制造装备》这门课程由金属切削机床、机床典型部件和传动系统设计、机床刀具及夹具等内容构成。根据《国标》的要求在相关的知识点设置课程考核指标内容。在教学内容的组织和编排上突出培养学生的应用能力为主。机械制造装备课程的知识内容主要由两条主线贯穿,一条主线是知识递进的过程:功能→原理→应用。从零件成型运动的实现引入机床主运动和进给运动传动原理的分析设计,进一步应用到不同机床总体传动系统的设计。另一条主线是按系统构成的过程,从零件→机构→整机。从刀具切削零件成型运动的过程中引入机构的功能和典型部件结构,从机床总体传动系统的实现引入整机结构的思想。教学中这两条主线不是平行延伸,其中功能→原理→应用的主线需要嵌入到零件→机构→整机的主线中。但这两条主线的知识的延伸都是要为机床和机械设备的设计制造运行服务,从机械制造工程应用的角度对机床、刀具和夹具的有效结合来进行强调和突出。同时考虑专业课程的递进和关联性,在教学内容上知识体系以理论和应用有机结合,在实践教学过程中通过工程项目引入《机械制造技术基础》《金属切削原理与刀具》《单片机原理及应用》《机床电气控制》等相关课程内容,将这些课程贯穿起来,培养学生的工程装备系统意识,培养对复杂工程问题的分析能力,增强学生学习的主动性和积极性,使学生从“被动的学习”转变为“我要学”从而提高课程教学效果。(3)教学实践环节的改革。在机械制造装备课程的实践教学环节将工程教育的CDIO理念应用于该课程的教学中,在课程实践环节知识体系的安排中,根据“基础—提高—创新”的思想,从学生认知过程建立以演示性实验、动手拆装实验和工业现场项目实验构成三个层次的实践。在各种机床成形运动、传动原理和分类等内容的讲授中以演示性实验来巩固知识点,通过带领学生参观典型机床加工,使学生能“看中学”;在机床机构的讲授中以让学生动手拆装机床的主要部件结构来加深理解,使学生能“做中学”;在机床系统的知识点讲授中以普通机床和数控机床传动系统的设计使学生理解具体应用,使学生能“用中学”。在这三个层次的实践环节中根据项目内容设置指标点,并对学生学习效果进行考核。将学生分成多个组,使学生在组中通过实践环节中的合作、交流,培养团队协作精神和交流沟通能力。通过三个层次的实践环节使学生形成团队工作、相互沟通、应用知识和总结知识的能力,进一步提高学生分析复杂工程问题的能力。同时通过学生实践环节的考核情况发现存在的问题,持续改进,完善课程教学体系。(4)教学方法的改革。突出教学方法的创新对学生学习的重要性,通过引入现场教学和混合式教学模式,让学生参与教学过程,教师教学的重点从课堂知识讲授变为既有课堂教学也有工程情境创设教学,培养学生专业学习兴趣,以工业现场与课堂教学相结合激发学生学习的内动力,教师从教学的“主导者”变成引导者,教学过程实现以“以学生的培养为中心”,有助于创立一种认知环境使学生更深刻地理解工程理论和原理。(5)制定课程评价方法。结合课程在人才培养中的要求,建立基于“持续改进”课程教学质量评估体系。课程成绩的评定方法采用:考试成绩(60%)、自主学习(5%)、课堂讨论(10%)、出勤(5%)和实践环节(20%)。在课前通过提问形式了解学生自主学习情况,在教学中通过课堂讨论、提问方式掌握学生学习状态,通过出勤和实践环节了解学生专业课程学习的热爱度。通过这种成绩评定形式突出学生学习的主体责任,在教学过程中全程监控学生学习情况,培养学生的专业学习兴趣,发现教学中存在的问题,不断改进,提高人才培养质量。

4教学效果的评估

经过近几年的教学改革实践,通过课程“三度”教学研究的深入,不断完善课程知识体系和引入有效的教学模式,学生学习的积极性得到了提高,连续两届机制专业学生的期末考试成绩普遍提高,不及格率大幅降低,课程改革取得显著效果。

5结语

机械原理知识范文篇10

【关键词】机械原理与机械设计;实验教学改革;成效分析

随着现代职业技术的快速发展和社会、行业对技术技能型人才的需求不断提升,机械原理与机械设计课程的实验教学改革面临着诸多挑战。课程涉及的实验设备、教学内容、评量方式以及学生积极性都对教学效果有着显著的影响,如何全面提升教学效果、调动学生积极性,是机械原理与机械设计课程的实验教学改革致力于解决的主要问题。

1课程改革背景

1.1实验教学概况。教研室遵循人才培养方案要求,在机械制造与自动化、机械设计与制造两个专业中开设机械原理与机械设计课程,共计48学时教学外加36学时(两周)课程设计,课程涵盖的实验主要包括以下三类:1.1.1演示类实验。包含机构运动演示和机构运动简图测绘,前者目的是使学生了解构件间运动关系及主动件、从动件概念,并深化机构及其组成概念;后者主要要求学生掌握比例尺运用、视图选取、运动副符号及自由度计算等方面。1.1.2验证类实验。包括齿轮范成原理实验和齿轮参数测绘实验,前者要求学生使用范成仪绘制正、负变位齿轮和标准齿轮,通过观察、分析和比较,了解标准齿轮与变位齿轮的区别;后者要求学生使用游标卡尺测量奇、偶数齿轮基本参数,了解齿数、模数、分度圆、齿顶圆、齿根圆、齿距等参数和尺寸计算基本知识。1.1.3减速机拆装试验。该实验为演示性试验,10-20人一组,部分同学拆装,部分同学观看,主要了解减速机的结构、轴上零件的装配关系、窥视孔、放油塞、油标尺、放气孔、及吊钩等附件的位置、尺寸大小等,为减速机设计奠定基础。1.2教学改革前存在问题。1.2.1部分实验设备老化,无法满足实验要求。由于实验室搬迁和设备自身老化,部分实验设备准确性、稳定性和可靠性不足,此前开设的相当一部分演示与测绘实验已无法开出,教学效果受到了较大影响。课程相关实验在一段时间里主要是减速机拆装实验,但由于设备有限,分组时每组学生较多,限制了学生实践能力的提高。1.2.2教学方法较为模式化。多数实验教学模式较为固定,学生严格按照步骤详细、易于操作的实验指导书完成实验,教师主要指出原则性错误并负责学生安全。该模式在培养学生严谨细致、精益求精的素养方面具有积极意义,但与激发学生求知欲、树立其创新精神并最终解决实际工程问题的目标具有一定的矛盾。1.2.3个性化考核方式有待实现。目前考核内容主要包括实验完成度和按时到课情况。实验内容的设定方面未能充分反映学生的水平差异,学生完成的实验项目以及实验报告内容基本相似,而考勤情况相同的学生基本会取得相同的实验成绩。评量方式与因材施教、个性化评估的初衷存在冲突。1.2.4学生的学习重视度有限。由于上述原因,外加本课程实验为课内实验,并未单独设置考核学分,学生对实验环节的重视程度有限,直接导致日后进行课程设计和毕业设计时毫无头绪,也对学生参与各级各类机械创新设计大赛和学历提升方面产生了一定的负面影响。

2课程实验教学的改革思路

基于上述问题,在学校和分院的支持下,我们从软硬件建设、实验教学运行制度、教师素质方面推进课程的实验教学改革,力求使学生在理实一体、个人素质、团队协作和不断创新思维、创新设计方面得到切实提升。2.1整合提升软硬件建设。2.1.1整合实验教学设备,开设各类综合实验。在认知类实验中,购置现代化的机械原理演示设备和贴合行业企业应用的机械机构模型,提升学生对行业企业发展状况与趋势的认知度;引入信息化教学手段和相关软硬件资源,起到辅助教学和增强实验直观度的作用;充分利用实验室现有的小型车床、铣床、钻床等加工设备加工构件,将教学软件应用和实践动手环节充分结合。在此基础之上,开设机构创新设计、机构组合方案设计和机构运动分析及参数测量等实验,学生根据指导书搭建基本机构后,能够自主进行模组拆分、简图绘制、参数测量和误差分析等实验环节。2.1.2结合网络在线资源,开发虚拟仿真实验。引导学生在学习时利用网络平台上教师上传的理论知识、实验指导书、实验课件和实验设备资料,做好预习复习,同时引入一定数量切合实验内容的精品在线开放课程内容,丰富学习素材。同时,利用计算机虚拟仿真技术,开发虚拟实验项目,如机构运动分析及参数测量虚拟实验,机构组合方案和机构创新设计虚拟实验,V带传动与链条传动仿真实验,齿轮的加工方法及参数测量仿真实验等。将实体设备与仪器上运行的实验与信息化手段充分融合,丰富学生的学习方式与手段,提升学生的学习兴趣与学习接受度。2.2改革实验教学运行制度。2.2.1实验类别从验证型向研究创新和综合设计型转化。综合设计实验内容,从以往的验证型实验向研究创新型实验转化,例如将机构创新设计,机构组合方案设计和机构运动分析及参数测量转化为研究性实验;将齿轮范成原理与齿轮参数测绘实验转化为综合设计性实验;将减速机拆装实验纳入到减速机设计当中,引导学生结合现有减速机设备修正优化手工绘制的减速机设计图纸。转化后的实验主要采用开放方式,学生在其中通过自行设计机构、改变构件的结构尺寸、运动副形式和机架并最终调试成功,在强化基本概念、掌握机构基本组成和各种演化手段的基础上,建立机构运动简图和工程实际结构的联系,不断提升自身在实践过程中的研究创新能力。2.2.2推进科研、创新成果转化,有机结合课内外实验。推动最新的教科研成果和各类大赛优秀学生作品向教学资源转化,相比于成果内容介绍,更注重成果获取过程中值得借鉴的思维方式、创新精神和设计灵感,拓展学生在机构制作创新方面的视野,激发学习兴趣。以此结合虚拟试验和网络平台,将部分开放性实验和优秀教学资源的学习任务放在课外完成,使学生不必完全在固定的时间和地点进行实验及学习。在课程结束之前,学生能够充分利用图书馆、实验室和计算机房等设施完成各类实验任务。2.2.3机械原理与机械设计实验正式纳入课程设计考。机械原理方案的实现是机械设计的关键,通过将实验项目纳入课程设计考核提升学生对实验环节的重视。教师参考学生在运动分析、结构设计、受力分析、强度和自由度计算环节后于实验室拼装的机构,结合其运动特性重点考核学生在机构设计合理性、经济型和实用性方面的优秀程度。实验指导教师通过针对性的意见建业以及公开量化的评分标准,一方面提升学生对于自身作品的理解程度,另一方面将优秀机械设计的标准以较为直观的方式传递给学生。2.3实现理论实验教师“双师化”。实验教学由专职实验人员负责向实验员与“双师型”教师共同负责转化。机械原理与机械设计课程的实验内容除了综合性实验之外,还包含开课前由理论授课教师在机械原理实验室开展的“认知实验”,主要目的是增强学生的工程意识和对机构的感性认识;根据理论授课的进度安排,也会统一安排学生前往校内机械类相关的实验室和加工中心进行参观学习,主要目的是提升学生对先进机械设备在总体设计和操作规范方面的直观认识。上述教学过程对于教师的综合素质有着较高的要求,教师要在掌握课程理论知识的同时熟悉各类行业企业先进设备,并将其原理和相关知识深入浅出地传授给学生。这就需要更多教师“双师化”,在实验教学场所由专职实验人员和“双师型”教师共同完成教学内容,提升学生的学习兴趣与成效。

3改革取得的初步成效分析

经过课程组教师的不懈努力,在学校和学院的大力支持之下,课程的教学改革在诸多方面取得了较好的效果。实验设备和教学环境方面,通过充分发挥演示陈列室功能,全面整合新老设备,目前开出的实验项目能够充分实现实验教学目标,外加新配备的投影仪等多媒体设备,实验教学环境得到了较大改善。实验教学方法方面,新增的各类综合实验内容较为开放,教师在教学环节中主要进行方向引导、兴趣激发和工程问题情境创设等方面的工作,学生在方案设计、软件应用和设备操作方面具有较高的自主性,有利于培养学生创新精神并提高其解决实际问题的能力。相应的成绩考核方面,由于自主性高的实验过程具有众多潜在的评分细节,同时采用2-3人的小组人数,指导教师能够全面细致地评价每一名学生在实验过程中的表现情况,最终给出充分体现学生个人水平的考核成绩。最后实验室全开放制度持续推行,目前已有10名学生长期参与实验室管理工作,并结合工作经验和理论知识在职业院校技能大赛、“互联网+”大赛等项目中得到了良好的锻炼并获得各类奖励。这些成果起到了一定示范辐射作用,大部分学生的主动性和积极性随着实验室的全面开放不断改善,整体教学效果逐渐提升。

4结语

机械原理与机械设计的实验教学改革不仅需要充分认识课程的教学概况和存在问题,还需要有科学清晰的教学改革思路,将软硬件条件、实验教学运行制度和教师素质等多方面综合考虑、整体设计。但整个教学改革过程中最重要的是学校为实验教学创造了良好的教学环境,培养了学生们积极学习的良好作风;课程组教师用先进知识武装自己,不断提升自身“双师”素质;全体学生主动学习、重视创新,不断探索新知、锐意进取。

总之,教学改革任重而道远,培养高素质军工特质技术技能人才,服务地方经济发展将是我们不懈追求的目标。

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