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獨立學(xué)院機械設計教學(xué)方法探究
1、課程特點(diǎn)
機械設計是高等院校機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課，它綜合運用了高等數學(xué)、機械原理、工程力學(xué)、機械制圖、公差與測量技術(shù)、金屬材料等多門(mén)課程的基本知識，去完成機械常用機構和零部件的設計。這門(mén)課程的理論性、綜合性、實(shí)踐性都比較強，是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)基礎課。
機械設計這門(mén)課程的實(shí)踐性也較強，內容豐富，概括了機械領(lǐng)域基本零部件的設計內容。此外，該課程公式繁多，計算過(guò)程復雜，與工程力學(xué)、機械原理等其他相關(guān)課程聯(lián)系緊密，是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎課教育中一門(mén)重要的綜合性的課程。機械設計對后續專(zhuān)業(yè)課程和實(shí)踐教育起著(zhù)承上啟下的作用，為畢業(yè)設計打下堅實(shí)基礎。因此，在學(xué)習中要注意理論聯(lián)系實(shí)際，加強實(shí)踐環(huán)節的訓練，培養工程意識，掌握工程設計的理念和方法;要求在學(xué)習過(guò)程中，對于典型的常用零件注意掌握設計原則、計算方法和工程圖表示，以形成適應于現代機械工業(yè)人才需求模式的知識結構和能力。
獨立學(xué)院對機械專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養模式重點(diǎn)在于培養出知識結構合理、專(zhuān)業(yè)基礎扎實(shí)，能夠掌握現代機械設計制造技術(shù)的工程技術(shù)應用型人才。所以，對獨立學(xué)院學(xué)生開(kāi)展這門(mén)課程的教學(xué)方法與研究型院校應有所不同，必須針對課程和獨立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)適當調整，找出新方法、新思路來(lái)滿(mǎn)足教學(xué)需要。
2、教學(xué)現狀
從近幾年的教學(xué)和實(shí)踐過(guò)程來(lái)看，我院在機械設計這門(mén)課程的“教”與“學(xué)”的過(guò)程中普遍存在一些問(wèn)題，總結起來(lái)有：
2.1教材的選取基本參照母體高校這個(gè)問(wèn)題在獨立學(xué)院中比較普遍，也存在爭議。一是認為獨立學(xué)院的學(xué)生底子差，按照一本院校的教學(xué)方法和教材上課對學(xué)生來(lái)講存在很大的難度，不利于對知識的掌握和理解;另外一種想法是，應該選一本好的教材，教師在理解的基礎上結合工程實(shí)際靈活應用、因材施教，這樣才有利于學(xué)生對機械設計這門(mén)課程的全面了解，對將來(lái)的后續學(xué)習也打下堅實(shí)基礎。前一種想法在獨立學(xué)院中比較普遍，我院在前幾年的教學(xué)過(guò)程中也遇到這類(lèi)問(wèn)題，學(xué)生普遍反映該課程知識面比較深奧，公式繁多，很難理解，基本上在學(xué)習到第三章機械零件的強度后，就有一部分同學(xué)開(kāi)始知難而退了。這是機械設計這門(mén)課程目前面臨的一個(gè)最大的問(wèn)題。
2.2課程的安排和教師教學(xué)方面機械設計課程的開(kāi)設基本是在學(xué)生學(xué)習完高等數學(xué)、機械原理、工程力學(xué)、機械制圖、公差與測量技術(shù)等前期基礎課程后在大三上學(xué)期開(kāi)設的，所以老師在授課的時(shí)候幾乎是按照教學(xué)大綱的進(jìn)度將內容講授一遍，完全忽略了學(xué)生對難點(diǎn)知識的消化和掌握。
而這門(mén)課程的特點(diǎn)是：后面很多章節的內容只是針對了不同的研究設計對象(比如連接件、傳動(dòng)件等)，但是研究的主要內容還是集中在疲勞強度、接觸強度以及基于強度展開(kāi)的其他參數計算設計上面。所以，忽略了這個(gè)問(wèn)題將直接導致學(xué)生越學(xué)越感覺(jué)枯燥，面對大量的公式和計算完全喪失學(xué)習興趣。
2.3實(shí)踐和設計上敷衍了事大部分學(xué)生由于在理論學(xué)習階段對很多知識沒(méi)有掌握清楚，所以在實(shí)踐設計過(guò)程中就完全不明白了。具體體現在：設計中整體結構選擇不合理、零件選擇不合理、計算錯誤多、不會(huì )查閱手冊選擇合適的參數值、驗證錯誤等等，這樣就導致了一部分學(xué)生在這個(gè)環(huán)節大量抄襲。有的學(xué)生設計說(shuō)明書(shū)出現大量錯誤，最后導致零件在結構上無(wú)法裝配或是零件結構尺寸明顯錯誤現象出現，盡管這樣，他們還是不能找出錯誤所在。
從以上反映出來(lái)的一些情況看，機械設計這門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程還有大量的工作需要完善，這種完善體現在教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”、兩個(gè)方面。對此，我們在教學(xué)的方法、手段、內容選擇與時(shí)間安排上做了積極探索，這里，僅就“教”這個(gè)方面提出一些改進(jìn)方法，以供探討。
3、機械設計教學(xué)方法探討
3.1選一本好的教材，科學(xué)選擇教學(xué)內容關(guān)于教材的討論前面已經(jīng)敘述過(guò)，作為獨立學(xué)院，我們還是偏向選擇一本好的教材，對此，我們選擇了與總校一樣的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材——濮良貴主編第八版機械設計。該教材針對獨立學(xué)院的學(xué)生的確顯得深奧，針對這種情況，我們結合幾年的教學(xué)實(shí)踐，對該教材的內容做了取含，比如：整個(gè)第七章，以及變位齒輪、圓弧齒圓柱齒輪等一些內容不做介紹;對該教材的某些重點(diǎn)內容做出調整，比如：第二篇連接，第三篇機械傳動(dòng)，第四篇軸系等，里面的各種零件都涉及疲勞強度、接觸強度等的計算。那么我們將該部分內容的重點(diǎn)放在了第一篇總論的第三章機械零件的強度里面做了重點(diǎn)介紹。在后面幾篇內容的學(xué)習中，我們會(huì )將不同零件的強度公式、計算等拿來(lái)跟第三章零件的強度反復比較，講清楚它們的聯(lián)系與不同，讓同學(xué)們將這部分重點(diǎn)內容連貫起來(lái)。這樣一來(lái)，做到了對知識的系統掌握，同時(shí)又能了解不同零件各自的設計特點(diǎn)。
3.2合理安排教學(xué)與實(shí)踐的時(shí)問(wèn)，做好一次課程設計大部分獨立學(xué)院目前都安排有64課時(shí)的理論教學(xué)時(shí)間，我院也參考總校給這門(mén)課程安排了64課時(shí)的理論教學(xué)。此外，我們還安排了24課時(shí)的課程設計時(shí)間。由于我們對教材的一些內容做出了調整，突出了一些重要知識點(diǎn)，相應的弱化了一些知識點(diǎn)，這樣一來(lái)，64課時(shí)的理論教學(xué)時(shí)間基本上能滿(mǎn)足我們的教學(xué)和學(xué)生對理論知識的學(xué)習、掌握。
機械設計課程設計是對同學(xué)們在學(xué)習完機械設計這門(mén)課程知識的一個(gè)總的檢驗，其重要性不言而喻，但是，往往就是這個(gè)過(guò)程做得不好，主要體現在兩個(gè)方面：一是安排的24課時(shí)是遠遠不夠的;二是設計過(guò)程中同學(xué)們普遍存在抄襲現象。造成這兩個(gè)問(wèn)題的主要原因基本上足由丁該門(mén)課程本身需要很長(cháng)的理論教學(xué)時(shí)間，基本上要上到學(xué)期末，所以課程設計安排的時(shí)間就非常緊湊。另外，從這門(mén)課程本身的知識結構來(lái)看，需要應用大量的機械原理、工程力學(xué)、機械制圖、高等數學(xué)等課程的知識，這些知識學(xué)生一般都差不多忘記了，現在要求他們在很短的時(shí)間內應用起來(lái)做某一機械設備的設計，這就直接導致了很多學(xué)生不愿花時(shí)間，也沒(méi)有更多的時(shí)間讓他們去做這次課程設計。
針對這些現象，課程組老師進(jìn)行了大量調研工作，集思廣益，對這門(mén)課程的教學(xué)與實(shí)踐時(shí)間進(jìn)行了合理的安排，、目的在于讓同學(xué)們利用所學(xué)知識完成一次好的課程設計。具體做法是：在學(xué)習完第三篇機械傳動(dòng)后，開(kāi)始布置課程設計內容，設計分為幾個(gè)組，每個(gè)組選擇兩個(gè)合適的設計方案，同時(shí)復習機械原理、高等數學(xué)等知識，熟悉繪圖軟件。這個(gè)時(shí)間段差不多有一個(gè)月，與教學(xué)活動(dòng)同時(shí)進(jìn)行。在完成教學(xué)任務(wù)時(shí)，每個(gè)組的前期準備工作已經(jīng)完成，讓每個(gè)組將各自的設計方案在課堂上答辯，最后選擇一個(gè)總體設計方案。在最終確定設計方案后，給出每個(gè)學(xué)生具體設計參數，再用兩周時(shí)間完成計算、設計說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)和零件圖、裝配同的繪制。達樣做的好處是：一是通過(guò)組的方式，讓同學(xué)、積極參與方案設計與選擇，最大程度調動(dòng)了每個(gè)同學(xué)的參與熱情，同時(shí)也讓每個(gè)同學(xué)r解了各自設計的具體內容;二是充分利用了課程設計前的時(shí)間對關(guān)聯(lián)知識進(jìn)行充分復習，能與新學(xué)到的機械設計知識融合起來(lái)參與設計，最大限度的避免丁此前設計過(guò)程中出現的抄襲現象;三是給每個(gè)學(xué)生不同的設計參數，讓每個(gè)學(xué)生在集體討論選擇方案的基礎上得到鍛煉，掌握機械設計過(guò)程中的重點(diǎn)，同時(shí)也避免了抄襲。四是將24課時(shí)的設計時(shí)間化整為零，避免了一學(xué)完理論知識就進(jìn)行設計的計劃安排，將設計的整體難度讓學(xué)生分時(shí)問(wèn)段進(jìn)行消化，激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性。
通過(guò)上述方式，在每次設計答辯時(shí)，我們明顯發(fā)現近兩年學(xué)生的課程設計內容和質(zhì)量都有了很大提高。以往那種設計內容不飽和、方案不完整、計算錯誤、裝配圖、零件圖與設計說(shuō)明書(shū)不符、答辯時(shí)不能對設計作出合理闡述等現象有了明顯減少。
3.3精選習題，上好一堂習題課針對不少同學(xué)抱怨這門(mén)課程的課題題量大，計算復雜，公式繁多而且難以理解等問(wèn)題，我們采取了精選、題，上好一堂習題課的方法，提高同學(xué)們的學(xué)習興趣，讓同學(xué)們敢干面對解決這些難題。具體做法是在完成每一篇的內容學(xué)習后，安排一次習題課。
習題的選擇既有結合零件設計的實(shí)際應用，又有一些不同高校的考研試題。對于獨立學(xué)院的同學(xué)們來(lái)講，他們對之前接觸到的教材上的習題顯得有些排斥，需要老師給他們一些信心。這時(shí)，我們適時(shí)的精選一些考研試題，讓同學(xué)們體會(huì )到原來(lái)研究生入學(xué)考試的試題難度也不過(guò)如此，讓他們感受到原來(lái)基本知識還是在教材上;讓同學(xué)們認識到他們也有這個(gè)能力去解決這些難題。這個(gè)方法體現出來(lái)的效果非常明顯，以至于每次的習題課反而成了同學(xué)們最?lèi)?ài)聽(tīng)的一堂課。而且在習題課上，我也充分感受到了我們獨立學(xué)院學(xué)生對知識掌握的那種渴望。他們經(jīng)常會(huì )積極參與討論，提出自己的一些想法或者解題思路。通過(guò)在學(xué)習完每、篇知識后安排的一一次習題課，還讓學(xué)生對前面的知識得到鞏吲，、同時(shí)明顯地感到同學(xué)們利用習題課的復習，加深了對所學(xué)知識的理解。
除去以上介紹的三點(diǎn)，我們還積極安排學(xué)生參與實(shí)驗、采用多媒體教學(xué)、采用更加靈活的課堂教學(xué)方式、鼓勵并指導學(xué)生參與一些機械設計比賽、鼓勵學(xué)生參與教師的科研項目，積極創(chuàng )新等方式充分調動(dòng)同學(xué)們學(xué)機械設計課程的積極性，變被動(dòng)枯燥的學(xué)習為積極主動(dòng)的去獲取知識;變對知識的死記硬背，對公式的生搬硬套為解決實(shí)際設計過(guò)程的理論工具。
4、結語(yǔ)
機械設計是機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，它著(zhù)重介紹了機械設計的基本知識、理論和設計方法，涵蓋了非常廣泛的其他本專(zhuān)業(yè)的基礎課程知識，所以對于“教”、與“學(xué)”都提出了更高的要求。我們在長(cháng)期的教學(xué)實(shí)踐和近幾年的教學(xué)改革過(guò)程中進(jìn)行了積極探索，提出了一些新的教學(xué)方法和思路，這些方法跟思路在日常教學(xué)過(guò)程中正發(fā)揮著(zhù)積極作用，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習熱情、引導學(xué)生主動(dòng)學(xué)習，積極創(chuàng )新有很大幫助結合近幾年機械設計課程的教學(xué)改革，我們總結出上面幾點(diǎn)新的教學(xué)方法，供老師們參考并共同討論，希望能形成一套針對獨立學(xué)院機械設計課程更加科學(xué)、嚴謹、完善的教學(xué)方法。
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