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《機械設計》是一門實踐性很強的課程,因為知識都是來源于工業生產中的經驗總結。比如齒輪,早在公元前300年,古希臘哲學家亞里士多德在《機械問題》中就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉運動的問題。希臘有名的發明家古蒂西比奧斯在圓板工作臺邊緣上均勻地插上銷子,使它與銷輪嚙合。在公元前100年,亞歷山人的發明家赫倫發明了里程計,在里程計中就使用了齒輪。隨著社會的發展,工業革命的興起,人們對齒輪的要求越來越高,工程師根據這些要求對齒輪進行了系統化的總結,最終形成了一套完整的知識體系。但是,在實際的課堂教學中,我們早已習慣于向學生滿堂灌,灌輸機械設計的理論知識,從鏈傳動到帶傳動,從齒輪傳動到蝸桿傳動,讓學生記住大量的經驗公式,而不是讓他們知道如何去使用這些公式[3,4]。例如,在齒輪傳動的知識中,涉及到強度計算的公式有很多,而且公式當中包含大量的參數,但是,教師在課堂中只是告訴學生,這個公式用來計算什么,至于這個公式如何得來,公式中的參數有何含義,為什么要設置這樣的參數,卻從來不告訴學生。當然,這當中存在課時有限的問題。鑒于課時不足,教師一般不會向學生作過多解釋,考試時學生知道這個公式用來算什么即可。學生連公式都不甚了解就盲目背公式,應付考試,難免會對本課程感到厭煩,而越厭煩越學不好,最后導致惡性循環———學生背公式、背知識點應付考試,教師在有限的課時內疲于趕課程進度。如此一來,學生根本無法真正掌握機械設計的知識,這一點在每年招聘季用人單位筆試中都會凸顯出來。作為實踐性很強的《機械設計》課程,除了理論課,還有一個機械設計課程設計需要學生完成,這一點全國高校機械專業幾乎都是一致的。但是,該課程設計與理論課是完全分離開的。這里存在一個問題,正是因為學生在學習《機械設計》理論部分知識時,糊里糊涂地去背公式、背知識點,壓根不知道怎么用,所以根本就掌握得不扎實,往往在期末考試結束后,都已經忘得差不多了。而機械設計課程設計恰好是在理論課結束后開始。此時,很多學生會覺得很茫然,面對課程設計的題目,無從下手。但是,不會做也得做,畢竟要拿學分,時間有限,把心一橫,你抄我我抄你就這樣形成了。這樣一來,看似做得如火如荼的機械設計課程設計,最終一點效果也達不到,別說把理論知識用于指導實踐了。
二、機械設計教學的一些建議
(一)理論知識與課程設計相結合的教學方法
《機械設計》作為一門實踐性很強的專業基礎課,只有把學到的知識應用到現實的機械設計中去,知識點才能掌握得扎實,才能真正達到學習本課程的目的。因此,理論知識部分不應該與實踐部分———機械設計課程設計分離開。我們需要把課程設計糅合在理論教學中。我們做的課程設計的題目一般是減速箱的設計,里面會涉及到齒輪傳動、帶傳動、軸配合、軸承配合、鍵連接、摩擦等知識點。那么,我們可以在課程開始前給學生布置任務,說明整個課程設計中需用到的知識點。在課程講授過程中,講到課程設計需要用到的知識點時,就給學生重點強調,加深印象,并引導學生課后完成課程設計相應部分的內容。這個過程有助于學生加深對知識點的理解,學生在實踐過程中遇到不懂的地方也會及時反饋,教師再詳細講解。有這樣一個教學、實踐、反饋互動的過程,相信學生掌握知識的程度會更好。當我們以這樣一種課程設計(類似于實際機械設計中的一個完整的項目)的方式作為作業布置給學生,不僅能夠把整個課程零散的知識點串聯起來,讓學生體會到實際的機械設計會考慮很多現實因素,理論上的最優值在實際當中不一定能用得上,加深他們對經驗公式的理解,也加強了他們學以致用的能力。而且,這種訓練與企業實際的機械設計流程類似,當學生經歷了這樣一個過程以后,畢業后走上工作崗位,從事機械設計方面的工作,就不會感到茫然不知所措,不知如何下手。
(二)用實際設計項目代替課后作業
在平時的教學中,為了讓學生鞏固已學過的知識,任課老師一般會在課后布置相當數量的題目讓他們回去做。筆者認為,這種做法,其實是高中學習的一種延續,應試教育的一種繼續。對于應付考試,效果可能非常明顯。但是,《機械設計》是一門專業基礎課,如果日后從事機械相關工作,不可避免地要用到本課程的知識。而使用高中的學習方法學習本課程,顯然是不行的,期末考試結束后,學生就已經把知識忘得一干二凈,更別提在日后的工作中會把本課程的知識熟練地應用在實際的設計中。另外,課本上的很多作業題目,基本上都是好多年沒有改變過,本屆學生做完以后,精明的下一屆學生會找師兄師姐索要這些作業的答案,他們就可以不費吹灰之力地完成作業。這樣培養出來的不是人才,而是印刷機。因此,在作業布置方面,任課老師也需要花點心思。其實,如果教師自己有機械設計方面的研究項目,可以把其中一些內容整理成作業的形式,布置給學生做。這樣,既避免了作業題目年年一樣,一成不變,從而導致作業抄襲,也可以引導學生把理論知識應用到實際中,達到學以致用的效果。就算教師自己沒有研究項目,也可以想一些與實際相關的設計題目,引導學生使用理論知識來進行設計。
(三)引導學生參加機械創新設計競賽
學生在學習機械設計的過程中,隨著知識和經驗的不斷積累,想象力逐漸豐富,思維也比較敏捷,但學生通常理論基礎不扎實,學科知識面窄,學科之間缺乏合理的整合,思考問題缺乏靈活性和全面性,在獨立解決創新設計課題方面能力不足,雖然有創新熱情,但獨特的創新目標不明確,從而妨礙了創新能力的培養。這一問題困擾我們多年,尤其是高校學生在學習主動性欠缺的情況下,傳統的課堂教學模式基本上無能為力。為了克服這一困難,我們積極探索新的教學模式:走出課堂,積極參加機械創新設計競賽。為了開發學生的機械設計創新能力,不少高校開展了種類繁多的機械創新設計競賽。因此,任課老師可以結合課堂教學,正確引導學生參加此類競賽。當然,參加這樣一種活動,目的并不是為了拿獎贏得榮譽,主要是為了鍛煉學生的思維能力,鍛煉學生學以致用的能力。在參賽過程中,學生結合自己的想法,提出一個自己的創新設計課題,老師根據課題的實際情況對學生進行個性化的指導。這種基于項目的工程教育強調工程基礎,采取獨立學習、項目團隊、技術討論等教學方式,將學生置于競賽狀態下去完成實際項目,在實踐中培養學生的創新精神和綜合能力,形成集教學、訓練和創新活動為一體的新的教學模式,達到培養創造性人才的目的。大學生所處的年齡,是創造力最旺盛的時期,他們會有各種各樣的想法。他們的這些想法,看似稀奇古怪、不著邊際,但是,作為老師,我們不要隨意否定,扼殺他們的創新潛能,而應適當地鼓勵他們,引導他們結合理論知識來實現他們的想法。
三、結語
關鍵詞:工程教育認證;機械設計基礎;輪機工程;工程案例;項目化教學
0前言
《機械設計基礎》課程是我國高等院校機械類和近機械類工科專業開設的基礎必修課程之一,也是浙江海洋大學輪機工程專業開設的一門重要專業基礎課,本課程注重多學科基礎理論和實踐知識的綜合運用[1][2]。近年來,國家對輪機工程專業人才培養提出了更高的要求[3]。而傳統的“機械設計基礎”課程的教學方式存在機械式灌輸,課堂氣氛沉悶,學生活躍性低,教學效果差等問題[4]。導致原有的教學模式已經無法滿足現在國家和社會對輪機工程畢業生的需求。為了適應全球化的時代需要,培養工程技術人才的高等工程教育的學制與質量必須進行多方互認,即開展工程教育認證[5]。工程教育認證作為國際上公認的工程教育質量保證制度,是實現我國高等工程教育和工程師資格與國際互認的關鍵基礎[6]。本文則基于工程教育認證的基本理念,通過修訂教學大綱,增配教學資源,改進理論與實踐教學方法,完善考核方式,建立閉環教學反饋系統等措施,完成了對《機械設計基礎》課程的教學改革探索。可為相近的工程類專業工程教育認證提供一定的經驗,促進我國高級應用型工程人才的培養。
1工程教育認證背景下《機械設計基礎》課程教學要求和目標
《機械設計基礎課程》是連接輪機工程基礎課和專業課之間的橋梁,涵蓋多學科理論、知識點散而雜、理論性強,要求理論與實踐的綜合運用。工程教育認證對本課程的理論和實驗教學都提出了新的更高的要求[7]。理論教學應一改傳統的滿堂灌、機械式教學,運用靈活、新穎的方式,理論教學的內容包括:一是“機構的組成和機械設計概論”等機構和機械設計的共性基礎知識;二是連桿、凸輪、輪系等“常用機構”的工作原理、應用和運動設計方法;三是帶傳動、鏈傳動、齒輪和蝸桿傳動等“機械傳動”的工作原理、標準規范和設計計算方法;四是軸承、軸、聯軸器、離合器和制動器等“軸系零部件”的工作原理、組合設計和選用計算方法;五是常用機械靜聯接和彈性聯接的工作原理、標準規范和計算方法[8]。實驗教學應改變以往單一性驗證實驗的機械套路,在實驗的安排上,將原本的單一知識點驗證性實驗改為三級階梯式實驗教學。分別為要求學生掌握實驗基本方法的第一級基礎實驗;強化學生動手操作能力和解決工程實際問題,融入項目化教學并要求理論與實踐結合的第二級核心實驗;要求學生獨立設計并完成的第三級突破創新型實驗,通過三級實驗教學的遞進式培養,逐步實現機械設計基礎實驗由理論知識點到工程運用實踐的過渡[9]。該課程的教學目標是讓學生掌握對機械結構原理的認知,培養學生良好的操作動手能力、靈活的創新思維以及分析、解決實際工程問題的能力。為培養出能夠從事輪機系統的設計、制造、監修與監造、設備維護和管理等工作的綜合性應用型工程技術人才打下良好的專業基礎[10]。
2《機械設計基礎》課程存在的問題
2.1大綱制定不合理
原本的教學大綱對課堂理論教學和實驗、實踐教學的課程量規劃不合理。理論教學時長占比過大,達到了90%,導致實驗和實踐教學的學時被大量擠壓?!稒C械設計基礎》這門課程的目標是讓學生在熟練地掌握常用機構和零件知識的同時,具備良好的實踐操作能力和解決實際工程問題的能力。實驗和實踐環節的課時過少,直接導致無法有效的鍛煉學生的實踐操作能力。原有的考核方式為學期末筆試占總成績的60%,平時分占總成績的40%(20%的課堂出勤、20%的實驗報告組成),存在無法準確評價學生的實際成績,不能通過考核反向刺激學生主動學習以達到教學目標等問題[11]。多數學生通過期末短時間的突擊便可以達到較高的最終考試成績,成績的水分過高,不能準確地對學生的實際成績進行評價。而課堂教學的平時成績僅將課堂出勤率作為評定標準,無法驅動學生主動學習,實驗成績占比過少,則無法改善學生對實驗課的輕視現狀。
2.2理論教學枯燥無味
目前教室理論知識教學仍然采用黑板板書加多媒體課件的教學方式[12]。這種傳統的教學方式,有其優點,但缺點更甚。首先,這種教學方式對老師的教學水平要求極高,大多數老師都無法將課堂氣氛調動起來,只是按部就班地機械式灌輸,導致學生大都提不起學習興趣。其次,多媒體課件內容沒有及時更新,且重要的機構和零件的內容沒有做到圖文并茂,通俗易懂。
2.3實驗教學與理論知識脫節
實驗教學一向都是教學效果較不理想的環節。一方面,通常實驗教學和課堂教學分別是由兩個老師負責,實驗課老師往往應付了事,對學生的實驗學習效果要求不高,且二者之間沒有做到無縫對接。另一方面,實驗教學依舊采用傳統的單一性驗證實驗,還未形成系統規范的實驗教學體系,實驗對學生能力的鍛煉與實際工程需求不符[13]。這就導致實驗環節和理論教學脫節,無法有效訓練學生的創新思維和動手能力,學生不能在實踐中主動學習理論,做到理論和實踐相結合。大多數學生隨大流做完實驗,卻并不知道做的實驗是在證明什么或有什么實質性意義。
2.4教學資源匱乏
教學資源緊缺不光是浙江海洋大學面臨的問題,也是眾多高校面臨的共同窘境?!稒C械設計基礎》教材章節中,包含眾多的典型機構和重要零件。這需要學生有較強的立體空間思維能力和想象力,而能夠輕松理解這些機構和零件的立體形狀和運動狀態的學生少之又少。課堂教學缺少可用的立體教學素材,比如典型的機構和零件三維模型。學生無法形成一個直觀的感受,理解不了書本的內容,也自然喪失了學習興趣。實驗教學中儀器設備資源的短缺問題更加明顯。實驗儀器和設備一方面數量嚴重不足,另一方面儀器和設備老舊,部分零件丟失。導致實驗課時,一部分學生在做,一部分學生在旁邊看,另一部分學生則完全脫離了實驗課堂。
2.5師資力量不足
學校缺少可以同時擔任理論和實踐教學的雙向老師,理論課老師缺乏實踐經驗,而實驗課老師理論知識又儲備不足。導致理論教學與實踐教學之間沒有相互銜接、相互促進,理論無法指導實踐,實踐也不能反作用于理論。
3《機械設計基礎》課程教改探索
3.1教學大綱的修訂
第一,針對學時占比不合理的問題,對大綱中的課堂理論教學時長和實驗教學時長進行了調整。實驗教學學時由原來的10%增加到25%,其中包括5%的校外企業參觀實踐時長。第二,根據輪機工程專業人才培養目標和行業要求,對《機械設計基礎》課程的五大部分內容以及各章節的教學時長進行適當的增加和刪減。突出課程的重點內容,讓學生掌握得更牢靠,縮減不必要的課程內容,以減小學生不必要的學習壓力,提高整體的學習效率。最后,考慮到原有的考核方式無法準確地體現學生的實際成績,對考核方式進行了修改和完善。其中,期末閉卷筆試占40%,課堂成績(課堂出勤與問答情況15%,工程案例報告15%)占30%,實驗、實踐成績(實驗成績占25%,校外參觀實踐占5%)占30%。
3.2理論與實踐教學方式改革
針對課本和多媒體課件內容陳舊,與當今實際工程問題和科技前沿相距較遠的問題。在課堂教學中引入當前行業相關的前沿科技成果,以多媒體課件展現給學生,拓展學生的專業視野,將課本知識與前沿科技接軌。同時及時更新多媒體課件,在重要的機構和零件的章節,加入直觀的實物、動畫視頻和三維模型,幫助學生理解機構的工作原理和運動狀態?!稒C械設計基礎》課程知識點具有范圍廣、數量多、內容雜、原理難的特點,相鄰章節的內容相差很大,學生很難將前后章節的知識點聯系到一起。而在課堂理論教學中融入工程案例,則可以較為有效改善這個問題[14]。例如汽車的自動變速箱,由行星齒輪機構、軸系等組成[15]。它將齒輪、軸系的傳動、摩擦與等知識點綜合于一體,學生在學習案例的過程中,自然將各部分的知識點融合到一起,以變速箱為載體加強對知識點的理解。對每一個工程案例都設置相應的學習任務,并要求學生撰寫案例報告。融入工程案例既可以讓學生見識到實際工程中基礎零部件的應用,又能拓寬學生視野,提高學生的實際應用與工程創新能力。建立三級階梯式實驗教學。第一級是基礎,鍛煉學生基本的實驗操作,要求學生掌握實驗原理一般性方法。第二級是核心,要求學生能拓展書本的理論,獨立完成實驗操作,鍛煉學生的實踐操作能力,做到實踐與理論結合,理論指導實踐,在實踐中學習理論。為了達到第二級的教學目的,在這一級中融入項目化教學,以學生為主體,從計劃、實施到總結都由學生獨立完成,老師作為項目的引導者和指導者[16]。例如:設立內燃機的拆裝和性能分析項目,將項目分為齒輪機構、凸輪機構、曲柄滑塊機構三個部分,并在每個部分設置幾點相應的工作學習任務。因為一個項目涵蓋的課程內容不夠全面,可在全班設立不同的項目,將學生分組完成不同的項目,最后在課堂上一起交流匯報。第三級是突破,要求同學能夠自己獨立地設計并完成實驗,強化學生的創新設計能力。三級階梯式實驗教學從基礎到核心到突破,層層遞進,以達到鍛煉學生實踐動手和解決實際工程問題的能力。
關鍵詞:機械設計課程;設計教學;質量
0引言
機械設計是機械類專業的一門主干課程,該課程在學生綜合能力培養中起著重要作用。為此,許多學校都在機械設計教學中下足了功夫,但是整體來看,我國機械設計教學中始終存在內容單一、創新性差等問題,這不得不引起我們的重視。
1機械設計課程設計教學存在的問題
1.1內容陳舊
長期以來,機械設計課程設計的題目都以減速器設計為主,課程設計題目可謂是千年不變。多年不變的題目,只能導致抄襲現象越來越嚴重。一些學校為了避免學生抄襲雖然會在減速器設計中更改一些數據,但是許多學生在減速器設計中,都是直接從網上下載設計說明書,對數據尤其是圖紙標注數據稍加修改,就不再理會其他東西。這種機械式的模仿設計,必然會影響學生的學習主動性和思考積極性,這對學生長遠發展極其不利。
1.2學時少,教學壓力大
近年來,隨著新型機械、技術工藝的興起,一些新的課程也逐漸進入到機械類課程體系中來,機械設計課程設計教學課時也隨之被壓縮。而另一方面,機械設計課程設計教學內容卻沒有任何變化,教師要在更少的科室內完成教學任務,學生在較少的課時內仍要學到同樣多的東西,這對他們來說是一個不小的挑戰,機械設計課程設計教學質量也可能會因此而大打折扣。
1.3教學手法單一
機械設計基礎課程教學內容不僅包括常用機械機構、通用零件的工作原理、結構特點和機械設計理論和計算方法等內容,還涉及高等數學、工程制圖、工程力學、金屬材料及加工等方面的知識。整體來說,機械設計課程設計教學內容具有概念多、公式多、圖表多、內容枯燥等特點,這給教師的教學能力和教學技巧都提出了較高的要求。但是,許多教師在教學中都存在照本宣科的思想,除了必要的教輔工具,他們很少會借助其他工具、資料來教學。有的教師因為教學經驗不足,難以設計一些全局問題來引導學生進行問題討論和研究,導致機械設計課程設計教學目標難以實現。
2提高機械設計課程設計教學質量的策略
2.1全面進行課程設計
系統論告訴我們,所有的課程及課程教學都是一個系統的工程,機械設計課程設計教學也不例外,并且,機械設計課程設計教學對課程教學設計的系統性要求更高。因此,在機械設計課程設計教學中,學校要遵循系統論原則,做好課程整體設計,明確機械設計課程設計教學目標,細分機械設計課程設計教學能力目標、認知目標。然后,將理論教學與課程設計教學結合起來,做好課程全面、系統的設計,立足于課程設計任務之上提升設計教學的高度,要求學生不僅要根據設計題目分析參考材料,深入進行設計研究,還要進行設計比較和創新,設計出多種可行性方案并從中篩選出最優方案。如在平面連桿機構類型和應用教學中,教師可以舍棄教材所用的演化法,借助多種演變途徑將各種平面連桿機構演變出來,并本著創造性設計理念,分組合利用多媒體課件或者模型演示平面連桿機構,對兩連架桿的類型進行歸納總結。這樣不僅消除了學生的理解障礙,還能提高教學質量。
2.2合理安排課時,科學選擇教學內容
機械設計基礎課程知識點繁多,內容瑣碎,機械設計課程設計教學目標的實現,要以一定的課時、科學完善的教學內容為基礎。因此,在機械設計課程體系建設中,學校既要多開設一些自然工程課程,還要建立健全機械設計課程設計教學管理機制、保障機制、監督考核機制,明確機械設計課程設計教學目標和教學任務,保障機械設計課程設計課時,為機械設計課程設計教學打好基礎。與此同時,做好課程內容選擇和組織工作,設計理念和思維遷移到生產、生活的各個領域,啟發人們的創造性思維和創造性活動。比如,將機械設計課程設計理念向服裝造型設計領域滲透,采用衣片組合方式、變異法進行機械設計。在高校機械設計課程設計基礎教學中,教師還要科學進行課程設計教學時間管理,如提前下發課程設計要求,將課程設計過程和機械設計課程同步進行,以確保課堂教學有序進行。在學生完成課堂課程設計的條件下,教師還要鼓勵學生根據自已的需要選擇課程設計題目,選取機械設計大賽中的工程對象為設計題目,引導學生積極參與社會實踐和自主學習,爭取使學生在開放性的設計中鍛煉和提高自身的創新設計能力。
2.3創新教學手法,提高教學質量
新穎有趣的教學手法,是提高教學質量的關鍵。這就要求機械設計課程設計指導教師應積極參加工程設計、研究工程課題,努力學習機械設計課程設計教學手法和技巧,不斷豐富自己的工程設計知識,提高自己的教學能力,以滿足機械設計課程設計教學需求。在機械設計課程設計教學中,教師既要注意機械設計細節知識和知識的連貫性,做好教學設計,巧妙導入新知識。還要引入多種教學方法,并使多種方法相互滲透,如教師可將傳統的講授法與目標教學法、探討互動式教學法與多媒體教學法、情境教學法結合起來,針對不同內容采用不同方式進行教學,使學生愉快地投入到學習中去。如講述與數據推理、運算有關的知識時,教師要利用板書來演示整個推理的過程。而在講述與齒輪受力分析有關的知識時,教師可以將分析討論法與多媒體教學法結合起來,先講述齒輪受力和運動情況,再用多媒體演示相關內容,讓學生對所講的知識有一個全面、感性的認識。在此基礎上,教師還可以借助課程設計總結和討論,讓學生提出自己不懂或感覺含糊的問題,然后借助生生討論、師生交流等幫學生釋疑解惑,以使學生有更大的收獲。
3結語
【關鍵詞】 機械設計基礎 教學研究 案例教學法
【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)06(b)-0039-01
引言
機械設計基礎課程是機械類專業一門重要的技術基礎課程。它對后續相關專業課程的學習起到了承上啟下的作用。機械設計基礎課程從體系上可以分為機構和傳動兩大部分。由于機構比較抽象,在課程的教學中引入案例教學法使學生從感性認識逐步上升為理性認識,再通過課程設計和實驗回歸于實踐,這一過程符合認知的一般規律。因此在課程中引入了案例教學法。通過幾年的實踐、改進和提高,教學效果越來越好。
1 案例教學方法
1.1 什么是案例教學法
“案例教學法”又稱“蘇格拉底式教學法,它由古希臘哲學家蘇格拉底最早開創[1],由哈佛法學院前院長克里斯托弗哥倫布郎得爾于1870年前后最早使用于哈佛大學的法學教育之中,并隨后擴展到醫學、工商管理和市場營銷等教學中,但直到今天,在工科教學中運用甚少。
機械設計的基本理論和方法都是人們在長期的生產、生活實踐中總結、抽象出來的,在機械設計教學中只有理論聯系實際,結合案例講解相關內容,學生才易于理解,才能使學逐步建立起工程的觀點。
1.2 案例教學法的特點
①可以充分調動學生的學習積極性和學習興趣。機械設計基礎是一門強調工程實踐、,動手能力的課程。在課堂采用案例教學,可使學生從以往滿堂灌式的被動學習向主動學習轉變,這就是案例教學方法的最主要特點。②將復雜問題簡單化,化抽象為具體,化難為易。案例教學法的特點是運用案例個別的個性來說明、展示一般性。其采用的方式是,從實際案例出發,提出問題、分析問題、使問題更加生動形象,更易于解決。③促進師生的交流和溝通。案例教學方法的另一個特點是,老師和同學間,同學和同學間可以通過案例在課堂上面對面互相交流、互相提問、互相討論,形成自己的見解。
2 案例教學法在機械設計基礎教學中的應用實例
2.1 案例教學法成功的關鍵
①案例教學方法的效果主要取決于所選案例是否形象。由于案例來自生產、生活實際。有的案例內容學生可能聽說過或者在生活中曾經接觸到過,容易引起學生的共鳴,學生也樂于接受。②案例的選擇除了必須來自生產、生活實際之外,還必須具有一定的典型性。并且應當盡量貼近學生的生活。這就要求教師本身必須應該具有較豐富的生活經歷、較豐富的工程經歷,并對各種零部件在工程實際中的應用非常熟悉。否則是很難舉出典型、生動、貼近生活的案例的。因此要求教師、特別是青年教師要多接觸生活多參與工程設計的項目,經常和企業聯系。這樣才能夠積累各種各樣的案例。
2.2 案例教學法在機械設計基礎教學過程中的應用舉例
在講解緒論時,可以用單缸發動機結構分析為案例[2],通過單缸發動機構造的講述使學生感性認識,了解什么是機器,什么是機構;在講解連桿機構一章時,以機車車輛機構為例講解雙曲柄機構,以縫紉機的腳踏機構講解曲柄搖桿機構讓學生對四桿機構有更加深刻的認識;在講解齒輪系這一章時,可以用汽車的減速器作為例子,通過減速器內部的輪系結構分析汽車的各個檔位特點,分析傳動比的分配情況;在講解螺紋聯接和螺旋傳動這一章的螺紋旋向時,可以用生活和工程實際作為案例。在家里使用過煤氣灶的同學知道煤氣管減壓閥與煤氣壇聯接處用的是左旋螺紋,更換過自行車腳踏板的同學知道腳踏板軸一端是左旋螺紋,一段是右旋螺紋。開過車床,并留心觀察、思考的同學知道車床的進刀絲桿和車床尾部頂尖都是采用的左旋螺紋,等等。
在機械設計基礎這門課程教學過程中,很多地方都可以用到案例教學法,使教學內容更加生動形象,化難為易,學生更易于接受。
2.3 案例教學法要突出重點,不可濫用
案例教學方法在課堂上應該靈活掌握,并不是所有章節,所有內容都適合案例教學方法的。對工程應用較多的重要知識點為了講清、講透,使學生徹底理解,就應盡量采用案例教學方法。對非重點內容,主要涉及到計算、強度、標準結構的還是用傳統教學方法為好,因為課堂學習有限。案例教學方法以課堂分析、討論為主,所花時間較多,因此,教師應該精心選擇重要章節、重要知識點采用案例教學方法來講解,這樣才能突出案例教學方法的優勢。
3 “案例教學法”的實施步驟
“案例教學法”就是在教師指導下,根據教學目標和內容的需要,采用案例組織學生進行學習、研究、鍛煉能力的方法。
實施案例教學法,包括以下幾個操作步驟[3]:①選編案例。這是實施機械設計基礎案例教學的基礎和前提。②分析案例。分析案例的關鍵是師生互動,將案例中的內容與機械原理、機械設計基礎知識聯系起來,討論其發展變化規律。③總結和評價案例。這是對前一階段案例教學的概括和提升,討論結束的時候,教師要進行總結,并讓學生寫下這個案例的討論過程,目的在于幫助學生更好地分析討論的整個過程和結果,進而加深印象,同時它也使教師了解到本次案例教學的成果如何。
總之,在案例教學法中,教師與學生在起點上處于同等地位,避免了學生的心理負擔,使他們可以大膽地放開思路,擴展視野。在相互的辯論中以理服人,通過自己的思考來互動性地運用所學習的知識與經驗,從而達到最佳的教學效果。并且,在一個方面推動了學生的思維能力與語言表達能力,案例教學法是當前機械設計基礎教學改革的一個有益的方向[4]。
參考文獻
[1] 金妙翠.案例教學法的研究與實踐[J].職教論壇,2002(16).
[2] 王紅姝.淺談案例教學法的實踐與應用[J].黑龍江高教研究,2000(3).
【關鍵詞】高職教育;機械設計基礎;教學模式;教學設計
當前中國的高等教育正面臨著新的機遇和挑戰,高職的教學改革已經宏觀發展到微觀---每門課程的教學改革。《機械設計基礎》是機械類專業一門重要的專業技術基礎課,為了適應社會對實用型應用型機械技術人才的需求,在改革《機械設計基礎》課程體系的同時,必須對教學模式進行改革。
1教學模式的分析與確定
高等職業教育的目標是“以就業為導向,以服務為宗旨?!备呗毥逃囵B的學生應當具有良好的職業道德和職業素質,應當具有熟練地職業技能,扎實系統的專業應用知識,走上職業崗位之后還應當具備持續發展能力。從工作領域看,高職教育培養的學生主要從事生產、技術、營銷、服務等領域的工作;他們不僅應當能夠從職業崗位的第一線起步,勝任一線工作,而且還能夠脫穎而出,展示自己的學習和工作潛力,具備解決工作中實際問題的能力[1]。因此,高等職業院校機械類專業培養的學生應是從事機械方面技術應用型,技術技能型,熟練操作型的高技能人才。
根據對我院機械類專業畢業生就業崗位和崗位能力的調研,機械類專業畢業生的就業崗位為:生產工藝設計,機械設備操作,小型產品的開發,設計,生產,設備管理維修,生產管理等。應具備的職業崗位能力為:常用機構和典型零件的設計能力,常見機械故障分析解決能力,機械標準件型號、參數的選擇與確定能力,機械工具手冊的使用能力。
針對上述能力的要求,我們確定了本課程教學目標:在學習完本課程后,使學生掌握常用機構、通用機械零件和機械傳動的基本知識、基本理論和基本技能,初步具有分析、設計和維護機械傳動裝置的能力。將此能力目標進行分解,構成本課程教學單元的單項能力和相關知識點。
《機械設計基礎》是一門重要的專業基礎課,既有基礎性又有很強的實踐性。傳統的教學模式是以知識為本位,以知識的傳授、掌握為主。所有的課堂活動都是為了理解知識、掌握知識,知識和能力是脫節的,認為掌握知識自然就具備了能力,沒有把二者以一體化方式來進行。這種模式是對傳統高校教學模式的簡單復制,忽視了高職教育的目標和特點――學生專業技能與崗位能力的培養。教學效果往往是學生對老師講的內容能聽懂,但是自己做的時候卻無從下手。
因此為了實現本課程的教學目標,我們提出了符合高職教育理念的,以能力為本位,學生為主體,以職業活動為導向,知識和能力一體化的教學模式。我們構建了幾個貫穿全課程的綜合訓練項目,按照專業能力要求和知識模塊將其分解為各項任務,教、學、做緊密結合,課本知識為項目任務服務,通過任務(項目)的完成達到本課程的教學目標。
2 課程教學設計
課程的教學內容的安排,課程綜合項目,單元項目,任務的選擇與設計都要緊緊圍繞著課程教學目標――學生職業能力目標培養來進行。
我們根據《機械設計基礎》的課程的教學目標,提出了典型、實用機械如:沖壓機,自動運輸機,鉆床,減速器等的分析設計為貫穿教學的項目(任務),以這些項目為主體,通過完成產品項目的整體方案分析設計,機構分析設計,零部件分析設計,裝配設計等項目任務,來訓練學生在機械方面的綜合職業能力。
基于職業能力目標的教學設計,我們首先根據選定項目的工作順序劃分課程單元,不會按照知識內容劃分單元,然后以技能,知識,態度三個方面分析確定單元教學的能力目標,知識目標,情感目標。然后根據這些教學目標制定了項目任務驅動,知識、能力、實踐一體化的教學思路。
具體的單元教學設計步驟如下:
(1) 告知――單元教學目標
(2) 引入――項目任務
(3) 針對任務中的問題進行提問,學生分組討論,師生互動,分析歸納本單元知識點
(4) 任務分析,學生分組討論、練習
(5) 檢查提問,點評,過程考核
(6) 知識點歸納,任務完成總結
在新的教學模式下,試卷―知識考核不應該是衡量學生學習成績的惟一評判標準。學生學習成績的評定在包含知識考核的同時應更注重能力考核,強調學生的技能,體現綜合應用能力。因此,課程考核分為過程考核和終結考核,其中過程考核考試占40%,終結考核占60%。課程考核作為教學評價重要手段,對學生學習具有重要的導向作用。
3 結束語
新的教學模式在徐州工業職業技術學院機械類和近機械類專業實施以后,教學效果明顯。通過對比傳統教學模式,學生在學習興趣、學習成績、學習能力和專業實踐能力方面得以顯著提高。但同時還存在教師工程經驗和教學設備資源不足的問題,這些改革中出現的問題需要通過不斷地教學改革來得到發展和解決。
【參考文獻】
[ 1 ] 戴士弘. 職業教育課程教學改革[ M] .北京: 清華大學版社, 2 0 0 7
[ 2 ] 龔曉群. 《 機械設計基礎》課程任務驅動、案例教學模式研究[ J ].南京工業職業技術學院學報, 2 0 0 8