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[關鍵詞]教學改革 教學方法 工程意識
《機械制造技術基礎》是高等本科教育中機械類及近機類專業的一門重要專業基礎課程,是一門講述有關機械產品制造過程的綜合性技術課程。在本校的相關專業教學大綱中規定該課程的教學內容由《工程材料及成形技術》和《機械制造技術》兩大部分構成:《工程材料及成形技術》部分講述現代工業常用材料(金屬、高聚物、陶瓷、復合材料等)和熱加工工藝基礎(鑄造、鍛造、焊接、粉末冶金、熱處理等)的相關知識;《機械制造技術》部分講述機械加工工藝基礎的相關知識。課程的教學目的是通過本課程的學習,要求學生能總體地了解和把握機械制造活動,掌握金屬切削過程基本規律和機械加工的基本知識,能合理選擇材料、毛坯制備、機械加工方法,具有產品質量、公差與配合的基本知識,初步具有解決生產現場工藝問題,決策制造模式方面的能力。課程涉及的知識面廣,實踐性強。除理論教學外,還包括實驗教學、課程設計、生產實習教學環節,注重學生實踐能力和創新能力的培養。通過各個教學環節的訓練,融知識傳授、能力培養、素質教育于一體,使學生樹立現代工程意識,掌握機械工程領域中必備的基礎知識和基本理論,具備分析解決機械工程中一般技術問題的基本能力,為后續課程的學習及今后從事科學研究、工程技術工作打下堅實的基礎。
一、《機械制造技術基礎》的教學現狀
《機械制造技術基礎》是一門傳統的課程,多年來人們積累了許多寶貴的教學經驗和教學方法,教學質量也得到一定的提高和改善,但由于其教學內容比較抽象、復雜且涉及實際生產經驗等特點,還存在一些問題[1-5]
(一)教學手段的不正確使用
隨著科學技術的發展,許多先進的教學手段進入課堂教學,如幻燈片、投影儀、語音設備、多媒體等。最初將這些手段引入教學的目的是使教學內容化繁為簡,化難為易,由抽象變為直觀,便于觀察和認識,有利于學習和掌握教材,提高教學速度和質量。目前,教學過程中存在兩種極端情況:一種是有些教師,特別是經驗較少的青年教師,在教學過程中把這些設備當做減輕備課任務的一種工具,如把所有內容都打進PPT,上課過分依賴PPT,板書較少,以此減少備課時間;另一種是有些教師對這些教學手段過于排斥,認為他們的應用會分散學生的注意力,仍然采用傳統的教學方式,即講授與板書結合的形式,這樣一來教學過程顯得過分呆板,課堂氣氛不活躍,很多抽象的東西諸如機床的結構、機械加工過程、零件結構的機械加工工藝性等使學生難以理解,漸漸失去學習的熱情。
(二)實驗與金工實習時間安排不合理,不足以理論聯系實踐
《機械制造技術基礎》這門課是一門與實踐密切相關的專業基礎課,材料在不同工作環境中的各種特性、設備的各種結構、工藝的各種優缺點及在生產中可能會造成的后果等,學生必須結合大量實踐經驗才能更好地理解,很多操作步驟和原理聽起來很費解,但只要到車間或現場看一眼就很容易理解了。現有的教學模式將理論和實踐在時空上分離,先將理論全部學完再進行實踐環節,或先進行實踐環節完再進行理論學習,缺少工程實踐的理論教學,由于學生缺少感性認識而變得十分難解,處于云里霧里的迷糊狀態;沒有理論支撐的工程實踐必然只能停滯在獲得一些感性知識和操作技能的較低的層次上[6-8]。
(三)考核方式欠合理
目前《機械制造技術基礎》這門課程的學習效果評價方式絕大多數仍然以書面答卷的方式進行,如此一來,學生在學習過程中單純地追求卷面分數,與考試相關的內容就重視,與考試無關的內容就不重視。有的甚至平時根本不聽課,連書本都不翻,憑考前“臨時抱佛腳”來死記硬背書中的一些概念、術語和簡單理論來達到修完這門課程的目的。這樣一來,學生考完這門課后,什么也沒學到,什么也沒得到,什么也不會做[9-11]。
(四)教學內容相對陳舊
《機械制造技術基礎》的教學內容主要涉及傳統知識的介紹,缺乏先進性和時代感,導致一些學生主觀上認為該課程無用而對它產生排斥思想。盡管有些負責任的教師在教學中采用各種不同掛圖、實物模型、動畫等方法以適應不同章節的教學需要,仍難以取得較好的教學效果。
二、研究內容
(一)教學內容改革
為將整個機械加工工藝系統諸如刀具、機床、夾具與零件的加工與裝配等工藝系統內容融會貫通、綜合運用,提出了以金屬切削理論為基礎,制造工藝為主線,以產品質量、加工效率與經濟性三者之間的協調發展為目標,兼顧工藝裝備知識的掌握,增加了非傳統加工技術與現代制造技術等內容,并注重反映學科理論與技術的新發展。制造工藝中突出零件工藝分析材料選擇毛坯零件加工產品裝配的技術路線,建立機械制造基礎課程新體系。
(二)教學方法改革
1)教學內容體現先進制造技術
《機械制造技術基礎》課程的內容是建立在傳統的工藝方法基礎上的,隨著制造技術的發展,工業領域內的新材料、新技術、新工藝不斷涌現,大大豐富了課程的內容體系。同時從金屬材料到各種無機非金屬材料和復合材料,從傳統的冷熱加工方法到應用聲、光、電、磁的特種加工,從數控加工到制造自動化系統,從將大批大量單一零件加工方法應用到單件小批成組零件加工中等,先進制造技術教學內容不斷拓展。
2)采用現場比較教學法
在講授傳統的CA6140型普通車床與現代的數控車床的現場教學時,可以利用實驗室的車床,讓學生了解到了機床每個部分的內部結構,比如機床的布局、傳動、結構、操縱;刀具的類型、用途、結構特點、車削用量的選擇;夾具中選用通用標準夾具與設計非標準夾具的目的;零件加工乃致延伸其零件裝配等內容有機地融為一體進行講解,及時恰當地引導學生將理論與實踐相結合,在較短的教學時間內解決在課堂上單憑教師口授與板書甚至多媒體等無法或很難講清的,如臥式車床、立式車床、轉塔車床的區別與聯系,成本、效率、精度和不同的加工機床適合加工哪些表面問題,彌補了理論教學的不足。
通過采取理論教學和現場教學并行,解決了學時少、內容多的矛盾,有利于學生對相關知識點的吸收和鞏固,使其認識到不是數控機床或者加工中心就一定都比傳統機床好的錯誤理念,而是數控機床在高精度、曲面加工和多工序統一上有優勢等的正確思想。因此現場比較教學法是培養學生工程實踐能力的重要途徑。
3)主線貫穿教學法
《機械制造技術基礎》課程所包含的內容多,覆蓋面廣,實踐性、綜合性強,一些學生感到學習時比較枯燥、抽象、難以理解,學習積極性不高,嚴重影響了教學效果。如何克服困難,提高教學效果,課堂教學是關鍵。為了能讓學生及時地應用所學的知識,教師應提前引導學生從機械設備設計制造的實戰觀點出發,按機床、刀具、夾具和零件加工及裝配和質量保證這個貫穿在整個教材中的主線。為了能讓每個學生都參與到實戰中來,真正做到以在教師的引導下貫穿主線為主導,學生學有所用為主體,教師和學生共同研究的教學方法,用學為所用的教學思想激發學生的學習積極性。
(三)教學手段的改革
教學手段改革的關鍵是要求教師必須對刀具、機床、夾具和零件的加工與裝配等內容十分熟悉,明確彼此間的關系,并能跟蹤機械制造技術的最新發展動態,及時地將先進制造技術補充到教學中去;要特別注重生產實習和課程設計等實踐性教學環節,采用形式多樣的教學手段和方法,激發學生學習專業知識的熱情。
1)明確課程內容
機械制造過程是是一種典型的、具體直觀的過程。研究機械制造過程中所涉及的各種問題必須采用系統工程的理論和方法,根據機械系統的目的,從系統是可剖分的,系統一定從屬于更大系統,是更大系統的一部分的原理出發,解決整體與部分、部分與部分、整體與外部環境之間的相互聯系、相互使用及相互制約的關系中,綜合地、準確地分析和研究制造系統。具體到本課程的教學過程,應以機械制造工藝系統為紐帶,將機床、刀具、夾具和工藝等相關知識融為一體,從而加強課程的針對性和實用性。
2)培養學生綜合分析問題的能力
由于先進制造技術在機械制造過程中的滲透,結合生產實際的需要,已涌現了大量的新工藝、新技術。而這些在教材中很難及時反映。因此,就需要教師堅持繼續學習,更新知識、更新觀念,及時向學生介紹相關內容并引導學生關注機械制造技術的發展。比如教師可以設計或選擇一個零件,這個零件應具備某些特性,有某個表面不能用常規的機械加工方法加工、某個表面要用到復合刀具或某個表面目前還不能加工等,讓學生在課外完成這個零件的機械加工工藝過程設計。學生要解決這個問題,必須要查閱相關的資料,這樣既能提高學生自主學習的能力,更能激發學生的思維和創新能力。
3)注重黑板板書與多媒體相結合
充分利用計算機軟件及硬件技術帶來的圖形處理及顯示的優勢,將實體造型應用于課堂教學及實驗中,使專業知識中涉及到的大量的結構原理圖和實例結構圖更直觀的呈現出來,加快了學生讀圖速度,加深了學生對所學內容的理解。而這些不能離開機械設備設計制造的整個工藝系統這條主線。
(四)教材的改革
教材的選取是教學內容和課程體系改革實現的關鍵。結合應用型人才培養特色,要采用高質量、以工藝為基礎,教學內容先進適用,“少而精”,易自學,表述精煉的教材。
(五)實踐性教學環節的改革
充分利用大學生科技創新活動機械產品制作,按照以學生主動實踐為主,教師輔導為輔,利用課余時間讓學生在教師的協助下獨立完成零件的加工,這樣學生帶著問題親身實踐。2010級學生共12人通過參與浙江省首屆工程訓練綜合能力競賽,完成了一套符合本命題要求的可運行裝置,并完成了相關的設計、工藝、成本分析和工程管理4項報告,加強了學生工程意識的培養,培養了學生的動手能力,提高了課程的教學品質和效果。
(六)考核評估體系改革
高等教育應為國家培養對社會有用的人才。卷面考試成績的好壞很難全面說明一個人能力的高低。課程的考核宜采用合理的考核方式,使學生在學習過程中不再單純為了通過考試而功利地被動學習,而是主動、勤奮、刻苦地學習,真正在知識、能力和素質等多方面得到全面的提高。為此可以對學生在實踐環節、設計環節、課堂環節、答辯環節、操作環節等分別進行考核,從而較全面地考核學生對該門課程的學習情況。考試試卷從試卷庫中隨機選擇。筆試環節嚴格實行教考分離,建立科學合理的試卷庫,采取流水閱卷。
三、結論
本項目的研究成果在我校機械設計制造及其自動化、交通運輸及農業機械專業本科班級實施,本項項目實施后,受益學生人數達360人/年。本項目應用到教學實踐中,通過各個教學環節的訓練,融知識傳授、能力培養、素質教育于一體,讓學生在掌握知識的深度和廣度上達到預期的教學效果,進一步的提高全體學生學習的積極性和主觀能動性,使學生樹立現代工程意識,掌握機械工程領域中必備的基礎知識和基本理論,具備分析解決機械工程中一般技術問題的基本能力,為后續課程的學習及今后從事科學研究、工程技術工作打下堅實的基礎。
致謝
本論文由浙江農林大學工程學院機械工程系機械工程制圖教學團隊項目資助,項目編號TD1203。
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隨著人類科學技術的發展,人們在生產領域的探索不斷深入,微型機械就是人類對物體認識極限的突破。在科學研究和生產進步的探索過程中,某些微小物質是人眼無法看到的,它們小至以微米或是納米為單位,為此人類需要借助科學儀器來解決新問題。微型機械的設計材料不同于一般的機械,必須嚴格選擇,如果出現問題,研究工作就會無法進行。經過人們的不懈探索,目前我國的微型機械設計制造技術已經取得一定的成果,制造出了很多微型機械的零部件,可是基礎理論的不成熟仍然是一塊短板,要想完成整套的微型機電系統設計還是有困難的。當前我們在微摩擦學、微熱力學等多方面存在問題,這導致微型機械的工作效果很差。所以,對于微型機械設計的基礎理論是目前研究的關鍵,只有建立完善的科學理論指導體系,才能真正促進微型機械的發展。
微型機械設計理論的研究主要有三個方向。首先,在微觀的條件下,研究微機械系統的運動規律、系統內部構件的物理特征以及在工作狀態下微機械的物理、化學變化,從中得到微系統的各項運行參數,為設計基礎理論的研究提供參考資料。其次,在研究現有機械的運行變化的同時,繼續鉆研微型化與集成化的理論,積極進行新功能的開發,探索新的技術領域。第三,微型系統的加工材料主要是“硅”,在生產材料有保障的情況下,加強對微系統傳感器、系統控制和命令執行等功能的測量與檢驗,在解決這些問題后,微型機械設計系統的研究將會更加便捷。
2微型機械設計基礎理論研究的主要內容
2.1微型機械設計基礎的研究
微型機械不是簡單的把機器外形變小,而是依靠先進科學技術、新型的加工材料,采取創新型的設計思路,設計生產出微機械。因為微機械的特殊功能,在進行基礎設計研究的過程中,必須對設計尺度、制造材料、加工方法以及運行機理等內容格外的重視,在充分考慮微型機械功用的前提下進行研究。現在對微型機械設計基礎的研究內容主要包括:一是微機構學,主要對微機械的運動機理、動力的傳導以及機電系統的特征進行研究;二是材料學,微型機械的制造需要獨特的材料作為微機構件,對制造材料在特殊環境下發生的變形效應進行研究;三是微摩擦學,從微觀角度對原子與分子在運動過程中發生的碰撞所產生的力學變化進行觀察,對產生損傷的機理進行研究,找出解決問題的方法。
2.2微型機械設計所涉及的學科分類
第一,微機構學。在微型機電的研究過程中,微機構學是重點,它主要研究內容是在狹小的空間內進行能量的傳遞,將某些物質運動進行轉化,根據這些運動機理完成一些動作,并確保其精確度。因為運動的空間很小,能夠用于支配的能量非常的有限,所以在進行微型機械的設計過程中應該盡量減少零件的使用。在此要求下,微機構學研究的過程中應從三方面出發:首先應該堅持體積的微型化、能源消耗的節約化的設計研究原則,從多功能的微組合角度出發,加強對微機構和微電子組成的集成系統的組合原理進行研究與設計;對微機構組合系統中的動力原理進行分析,重點研究微型機械系統中彈性動力學和多柔性動力學的產生原理;研究微型機械設備在從事制造過程中發生誤差的原因,系統內部構件在運動過程中發生摩擦效應產生的影響等。
第二,微機械構件的材料力學。微型機械系統的構件制造材料不同與普通機器產品,首先必須能夠滿足機械工作的性能要求:其次,應當可以進行納米技術加工,這就要求所選材料具備特殊的物理性能,如果在一定范圍內將構件的尺寸進行縮減,這樣就能減少材料的缺陷,增強材料的機械性能,理論研究中將其稱為尺寸效應。
第三,微摩擦學。摩擦學是機械設計中必須研究的內容,在微型機械研究中,因為機械本身的能源很小,不會產生過大的摩擦力,所以,應當研究如何讓微型機械系統內部實現零摩擦,將構件的損耗度降到最低,從而有效地延長機械使用壽命,重點研究內部構件的分子運動規律、防磨擦材料的研發等。
3總結
【關鍵詞】 機械基礎 教學方法
1 理論聯系“實件”,有效強化學生的認知能力
正如《〈機械設計基礎〉課程重點總結》中的“緒論”部分所說:“零件是制造的單元,構件是運動的單元。一部機器可以包括一個或若干個機構,同一個機構可以組成不同的機器。”機械類教學內容十分抽象,知識面比較廣,在較強的專業理論教學中還包含著無數的概念性知識。比如第三章“凸輪機構”中的基圓半徑、壓力角、傳動角、傳動效率、有用分力、有害分力等;第九章“機器零件設計概率”中的機器磨損主要類型分為:磨粒磨損、膠合、點蝕、腐蝕磨損等。僅是如此眾多的認知概念對于任何一個學習者來說,都無法輕松地掌握,而對于基礎較差的職校生來說,更是勉為其難。因此,在職校機械基礎教學過程中,尤其關于這樣的理論教學和認知教學,鑒于部分學生的讀圖能力不夠、水平不高,教師一定不能簡單地對著插圖“空口說教”,而要帶著“實物或課件”進課堂,讓學生在“看得見、摸得著”的實物前加強直覺感知。比如在教學齒輪各部分名稱時,應讓學生手里拿著“齒輪”,眼睛對著“齒輪”,一一認知齒根圓、基圓、分度圓等各個名稱。開展這樣的理論聯系“實件”教學,既能激活課堂學趣,又能有效強化學生對機械概念的認知能力。
2 充分運用“科技”,有效深化學生的學習能力
在職校機械類教學過程中,認知教學與原理教學是它的“一胞兩體”。如果說認知教學還能夠有所感知的話,那么機械原理教學則是十分抽象的。而關于機械原理性方面的教學,既是課程教學的重點內容,又是教、學雙方的難點所在。對此,以多媒體為主要代表的現代信息技術是目前最為先進的教學輔導手段。它不僅能補充大量的信息資料,以形象生動的演示效果創設課堂教學的有效情境,還能動靜結合地突破重難點。比如在教學“齒輪傳動”的內容中,關于“熱處理”方面:鋼在固體狀態下被加熱到一定溫度,保溫,不同的冷卻方法,改變鋼的結構,得到所需性能。退火——放在空氣中緩慢降溫;正火——空氣中對流冷卻;淬火——放在水中或油中冷卻。對這樣的機械原理,如果光靠教師的口語表述,即使描述得再準確再精彩,對所有學生來說也一時難以達到令人滿意的效果。有鑒于此,我課前特意借用多媒體科技手段制作了教學軟件,在課堂教學中適時地直觀演示了“熱處理”的全部過程,期間還根據學生的要求,對鋼的三種冷卻過程實行“定格演示”和“回放”,讓學生從中飽覽了動靜結合的實際狀態,在深化學習能力方面獲得了事半功倍的效果。
3 開展雙邊教學,有效培養學生的探究能力
新課標理念在確立“教師主導、學生主體”的教學地位的同時,以提高學生專業化素養和促進終身發展為長遠規劃,積極倡導自主合作探究的學習方式。實踐證明,在學校教育中,以分組合作探究為主的雙邊教學活動,是有效培養和發展學生自主學習能力的載體。此外,經常開展雙邊教學活動,還能增進學生之間的友誼和合作精神,有效養成良好的學習習慣,促使學生在“爭先創優”中逐步培養學習品德和意志。這對于職業教育和職業學生來說,在諸多方面無疑是大有裨益的。當然,在課堂教學雙邊活動的培養之下,當學生的學習能力有了一定程度的發展之后,他們的自主學習則不受時間、空間和形式的限制,根據需要隨時可以進行或獨立思考或合作探究,以充分實現個體在學習中的自主價值,逐步形成學習狀態下的良性循環。在職校機械類教學過程中,我們可以把諸如“機器的組成”、“凸輪機構”等介紹性概念性知識,以及學生通過自學能夠理解掌握的如“力的基本性質”等方面知識,以給出學習提綱的方式,放手讓學生進行自主學習和合作探究,著力培養學生的自主學習能力。
【關 鍵 詞】 課程建設;機械基礎;教材開發
《機械基礎》是一門從基礎課程向專業課程過渡的專業基礎課程,課程的教學內容直接影響到該課程能否在專業課程體系中發揮應有的作用。
在《機械基礎》精品課程建設中,課程建設小組教師,熟悉本課程內容,在教研活動中與基礎課教師、專業課程教師積極進行教學探討,充分了解涉及的前段和后繼課程,對將要教授專業的所有課程進行了比較清晰的系統了解。結合企業調研中,工程機械技術人員的建議,與兄弟院校合作,于2012年8月由人民交通出版社編制出版了這一本,不需增減,可以直接用來授課的一本新穎教材《機械基礎》(圖解全彩版)。現將教材的研發過程簡單記錄。
一、《機械基礎》教材編寫思路
教材研發思路主要從以下幾個方面進行考慮:
1. 抓住學生興趣點。從實例出發。始終以學生興趣為導向。在每個章節中注重生產和生活實例結合。要多用“圖解”,“圖片+簡要的文字說明”是最好的表達方式。
2. 編排順序,根據多年教學,講解中,按照從小到大:連接(零件)――機構――傳動-軸系(零部件)――最后總體裝配:減速器(機器);由淺到深:機械零件的結構、特點、應用――機械零件的精度與技術測量;由動到靜:由機械部分到材料部分,學生在理解上可以更好的由直觀到主觀,由易到難,學生在學習中更容易接受,不會產生畏難情緒。
3. 簡化原理闡述,剔除無用的陳舊內容和繁冗計算。講究針對性、實用性和直觀性。
4. 教、學、做有機結合。工作過程和認識過程兼顧,突出科學性和實用性。理論部分建議采用“行動導向教學”,結合多媒體教學,同時與操作部分、練習部分有機結合, 真正做到“做中學,練中學,學中做”,學以致用。
5. 難點部分:“機械零件的精度”,與操作部分“常用量具測量”有機結合,可以有效克服難點。
6. 保留簡單計算:齒輪尺寸計算和定軸輪系傳動比計算。針對學生實際,建議有效利用行動導向教學,用大量實例和相互學習及評價,在課堂內完成。
7. 每個單元的主體內容要求,具體參見教材編排大綱。
8. 對課后作業,精選基本知識點對應練習,真正做到以題鞏固,學以致用。
二、《機械基礎》教材編寫過程
(一)前期調研
課題組多次召開教學研討會,課題組成員、《機械基礎》任課教師、基礎課教師、專業課程教師積極進行教學探討,充分了解《機械基礎》涉及的前段和后繼課程,對將要教授專業的所有課程進行了比較清晰的系統了解,對相關知識點進行專業論證。課題組成員利用假期,深入企業工廠一線進行實地考察,結合企業調研中,工程機械技術人員的建議,及對畢業學生的調查,做出初步的教材編寫大綱。機械基礎課程與其他課程的關系如下:
前期課程:
1. 《數學》為《機械基礎》課程支撐的主要是基本計算能力、一些常用字母概念及單位應用能力。
2. 《機械制圖》為《機械基礎》課程支撐的主要是基本識圖能力。
后期課程:
1. 《機械加工技術》需要《機械基礎》課程支撐的主要能力是:尺寸精度、配合精度、幾何精度的相關基本概念,相關的技術標準。游標卡尺測內、外徑檢驗孔軸零件的尺寸精度和配合精度。外徑千分尺測外徑檢驗軸零件的尺寸精度。
金屬材料的性能、黑色金屬材料、有色金屬材料、非金屬材料等各類材料的分類和牌號,各類材料性能和實際應用,了解鋼熱處理的基本形式。
2. 《內燃機構造與維修》需要《機械基礎》課程支撐的主要能力是:螺紋零件、鍵、銷、聯軸器和離合器等常用連接零部件及連接方法的特點、類型及適用場合,相關標準及選用方法。
平面四桿機構、凸輪機構等機構的組成、工作原理。
3. 《底盤構造與維修》需要《機械基礎》課程支撐的主要能力是:螺紋零件、鍵、銷、聯軸器和離合器等常用連接零部件及連接方法的特點、類型及適用場合,相關標準及選用方法。
平面四桿機構等機構的組成、工作原理。
齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系、減速器、等傳動的組成、工作原理、分類;齒輪傳動、蝸桿傳動、定軸齒輪系的傳動比計算及簡單選用方法;減速器的結構及簡單拆裝。
4. 《液壓與液力》需要《機械基礎》課程支撐的主要知識點是:齒輪傳動的組成、工作原理;力學基礎知識。
5. 《工程機械駕駛》需要《機械基礎》課程支撐的主要能力是:螺紋零件、鍵、銷、聯軸器和離合器等常用連接零部件及連接方法的特點、類型及適用場合,相關標準及選用方法。
平面四桿機構、凸輪機構、間歇運動機構等各類機構的組成、工作原理;各類機構的特點和生產生活應用實例;各類機構的工作運行情況;各類機構的組成構件的常用材料和結構。
帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系、減速器、螺旋傳動等各類常用傳動的組成、工作原理、分類;各類常用傳動的傳動特點和生產生活應用實例。
6. 《土方機械》需要《機械基礎》課程支撐的主要能力是:聯軸器和離合器等常用連接零部件及連接方法的特點、類型及適用場合,相關標準及選用方法。
平面四桿機構、凸輪機構、間歇運動機構等各類機構的組成、工作原理;各類機構的特點和生產生活應用實例;各類機構的工作運行情況;各類機構的組成構件的常用材料和結構。
帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系、減速器、等常用傳動的組成、工作原理、分類;各類常用傳動的傳動特點和生產生活應用實例;各類常用傳動的失效形式、基本加工方法、組成傳動的零構件的材料與結構;減速器的結構及簡單拆裝。
軸及軸承的分類、結構、材料、型號,軸系零件的定位方式。
7. 《橋隧機械》需要《機械基礎》課程支撐的主要能力是:聯軸器和離合器等常用連接零部件及連接方法的特點、類型及適用場合,相關標準及選用方法。
平面四桿機構、凸輪機構、間歇運動機構等各類機構的組成、工作原理;各類機構的特點和生產生活應用實例;各類機構的工作運行情況;各類機構的組成構件的常用材料和結構。
帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系、減速器、等常用傳動的組成、工作原理、分類;各類常用傳動的傳動特點和生產生活應用實例;各類常用傳動的失效形式、基本加工方法、組成傳動的零構件的材料與結構;減速器的結構及簡單拆裝。
軸及軸承的分類、結構、材料、型號,軸系零件的定位方式。
(二)教材編寫研討會
2011年12月17~18日,人民交通出版設在北京召開教材編寫研討會第一次會議,課題組負責人蔣丹與會。會議主要議題:
(1)研討、貫徹新時期教材開發指導思想,以此為基礎展開教材編寫工作;
(2)匯報、討論課程大綱及編寫思路,修訂和完善編寫方案;
(3)確定編寫分工及進度計劃。在會上,與參編兄弟院校教師認真討論課題組的編寫思路與大綱,進行修訂,定出《機械基礎》教材編排大綱。并初步定出各個單元編寫教師名單。
(三)教材編寫、統稿、定稿、出版
2011年12月~2012年5月,由人民交通出版社牽領,主編蔣丹教師于2012年1月給出示范章節,并制定出計劃,發放各參編院校。幾個月內,主編教師與參編教師,頻繁交流,積極溝通,編著教師積極、認真、敬業,用嚴謹的治學態度、準確的專業知識,在最短的時間內于2012年5月初完成各個章節的初稿。劉宏亮、王振華兩位主審認真審閱,主編教師在一個月內順利完成核實、校正,于2012年5月正式交稿。《機械基礎》(圖解全彩版)于2012年8月由人民交通出版社正式出版發行。
三、《機械基礎》教材編排和學時建議分配
為方便各個專業學習,將教學內容模塊化,分為除緒論外七大單元:連接、常用機構、機械傳動、軸系零部件、機械零件的精度與技術測量、工程材料、力學。其中將“機械零件的精度與技術測量”“工程材料”和“力學”部分劃為帶“*”部分,各個學校、不同專業,可以視具體情況靈活選用。建議安排50~80學時進行教學。帶“*”單元內容,為各個專業、學校視實際情況靈活選學內容。
【參考文獻】
[1] 東北工學院《機械基礎》編寫組. 機械基礎[M]. 北京:冶金工業出版社,1978.
關鍵詞 機械基礎;教學探索;直觀性教學
中圖分類號 G712 文獻標識碼 C 文章編號 1005―9646(2009)01―0121―01
《機械基礎》是機械類的專業基礎課,它包括機械傳動、常用機構、軸系零件和液壓傳動四部分內容,綜合性較強,需要對教材整合和探索,用適當的教學方法,方能收到好的教學效果,為此我談談自己的一些想法。
1 激發學生的求知興趣
“興趣是最好的老師”是調動學生探索知識的內在動力。教師應深入淺出,結合實際進行教學。教學過程中應注重鼓勵學生大膽探究。質疑對學生的學習是重要的,心中有了疑問,也就有了一探究的動力。只有喚醒學生的問題意識,激起他們敢想、敢問、敢說的自信心。才能讓學生的探究能力得到提高。
1.1結合生產和生活中的實例來調動學習的積極性。
結合生產和日常生活中實例來授課,比如從縫紉機踏板機構、汽車刮雨器、車門的啟閉機構、講解鉸鏈四桿機構及演化形式的類型、特點及應用;從自行車飛輪、家用晾衣架引出棘輪機構;從電影機卷片機構、六角車床的刀架轉位機構引出槽輪機構;汽車、普通車床的變速裝置,齒輪傳動和輪系的有關內容。不但激發了學生的學習興趣,又調動了他們學習的積極性和主動性。
1.2利用實物、模型、掛圖、參觀等增加感性認識。
不能照本宣科,要利用現有的教具、模型等實物,在教學中使用教具、安排一定的實驗環節,學生的學習興趣會得到提高。這樣生動、直觀的形式,使學生帶著一種好奇心進入教學中,參觀斜口龍門剪床,則使學生對授課的齒輪、偏心輪的內容有感性認識,講螺紋聯接時,可以準備一些常用的螺紋聯接件,如螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘等。講到輪系時,可以帶學生去汽車維修的教學實驗室,看汽車變速器和差速器,學生對著變速器在教師的引導下總結出輪系的五大特點,把抽象的知識點演變成生動的、易理解的具體形象,教學活動水到渠成,達到事半功倍的效果。
1.3采用多媒體教學手段激發學習熱情。
利用投影、幻燈、錄像、計算機輔助教學等多媒體手段,使教學變得更加生動、形象,教師可以把有關內容做成課件,在計算機上邊演示、邊講解。幫助學生理解這些機構的運動特性和工作原理。
2 調整教學內容,改進教學方法,提高教學質量
2.1 以“實用、夠用”為原則,調整教學內容。
讓學生更清晰地掌握所學知識。對有關內容進行適當的增減,將知識重新組合。比如,理論推導和繁瑣計算可以不作要求,只要記住結論。會用即可。對新出現的國家標準,一些新技術、新工藝等內容要及時補充到課程中來,以培養學生的適應能力和發展潛力。
2.2變“以教師為中心”為“以學生為主體”。
教學的實質是一種全體參與的過程。要充分發揮學生的主體性。讓他們參與到你的整個教學中去,激發他們的學習興趣,才能提高教學質量。是一種師生交往、交流、互動、對話的活動。在這樣的活動中,教師是學生學習的合作者、促進者,適當引導、點撥鼓勵學生去動手、去思考、去歸納和總結,形成師生互動的教學模式,活躍課堂氣氛,加深對知識的印象。取得良好的教學效果。
2.3注意培養學生的自學能力。
培養和發展學生的自學能力,把學到的知識運用到生產實踐中去,解決生產中的實際問題。例如:聯軸器和離合器的功用和類型通俗易懂,簡單明了,可安排學生自學。老師可以把有關問題寫在黑板上,規定適當的時間,讓學生帶著這些問題去閱讀,找出問題的出處,然后對學生進行提問,看其是否找到了問題的答案,最后由老師和學生一起歸納總結出知識要點。歸納和表達使學到的知識融會貫通,我們再因勢利導讓學生的感性認識上升為理論,對提高教學效果和教學效率無疑是大有裨益的,自主探究學習讓學生自主、獨立地發現問題,通過實驗操作與合作交流等活動,獲得知識、技能。教學理論與實踐都清楚地告訴我們,所有教學效果都是以學生是否積極參與、怎樣參與、參與多少來決定的。培養學生的自學能力就是交給學生獨立地打開知識寶庫的金鑰匙。自學能力的形成在很大程度上取決于學生的自信心和自學習慣的培養。