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為了調動學生的學習積極性,通過分析傳統教學模式下“機械設計基礎”課程教學過程中當前存在的問題,結合該課程的特點從教學方法、教學手段、教學內容、教材建設、實踐教學等方面對課程教學的改革進行了研究。經過幾年的研究與實踐,課程教學效果得到了改善,學生的學習興趣得到了激發,實踐能力獲得了鍛煉。
關鍵詞:
機械設計基礎;教學研究;教學方法;近機類專業
“機械設計基礎”課程是北京信息科技大學近機類專業工業工程、工業設計的一門重要專業基礎課程,其任務是培養學生對機械機構的分析與設計能力,使學生初步掌握基本的設計理論和設計方法。課程在基礎課與專業課之間起承上啟下的作用,與后續課程銜接緊密,為今后學習專業課程以及工作打下必要的基礎,可增加學生的專業適應能力,使其能滿足市場經濟對人才的需求,有利于學生就業選擇。“機械設計基礎”課程因其具有分散性、綜合性及實踐性和公式多、概念多及圖表多等特點,給教學工作帶來不小的困難,因此怎樣充分地利用現有教學資源調動學生的學習積極性,變被動學習為主動學習,實現北京信息科技大學高素質應用型人才的培養目標,在本課程教學中研究與探索新的教學方法就顯得更加迫切和必要了。
一、教學現狀分析
1.工業工程、工業設計專業的學生在開始學習機械設計基礎課程的時候,大多數學生以前極少關注機械的結構,對機械缺乏一定的感性認識,或對機械的整體認識是模糊的。
2.課程涉及的基礎理論內容較廣且相對獨立,其特點是概念多、原理多、公式多、圖表多,內容比較枯燥和單調,所學知識在學生以前的學習中很少接觸,初學時往往會感到吃力[1]。在傳統教學中,以教師講授知識為主,學生只是被動地聽講;教學方法單一,無法吸引學生的注意力。
3.部分教學內容陳舊。教師過于注重單個機械零部件的講解,而對實際工程的機械設計方法介紹不多,忽略了學生的能力與素質培養,使學生容易出現厭學、懼學、棄學的情緒,或為取得好成績而“死記硬背”,出現“高分低能”的現象。
二、豐富教學方法,完善教學手段
1.教學方法多樣化。采用圖示教學法與任務驅動教學法相結合進行教學。(1)圖示教學法。圖示教學法是烏克蘭教育家沙塔洛夫經過30多年的潛心試驗與研究,提出的一種新的教學方法。該教學方法的核心是“綱要網絡”圖表,此圖表是一種由文字、圖形、公式、方框、流程線和表格等組成的教學輔助工具[2]。在講解各章內容時,利用圖表將各個概念、知識點、公式有機串聯起來,使其相互關系形象直觀地表達出來,有利于學生對所學知識的理解和記憶。按內容和應用可將圖表分為“講授型”和“概括總結型”。例如,在講授“帶傳動和鏈傳動”的知識時,當講解到離心拉力Fc,可列舉如圖1所示的“講授型”圖表,并加以解釋,如“當帶作圓周運動時,帶本身的質量將在圓周方向產生離心力Fc,而Fc將作用在帶的全長上,因此在帶各處的橫截面上均產生離心拉應力σc;σc過大,將帶來不良后果:①降低帶的壽命。②帶與帶輪表面的正壓力下降,導致最大摩擦力下降,從而降低帶的傳動能力。因此應限制帶的速度。”在對帶傳動進行小結時,可采用如圖2所示的“概括總結型”圖表,由圖表可知帶是處于變應力狀態下工作的,帶中產生的瞬時最大應力發生在帶的緊邊開始繞向小帶輪處。通過圖表可將相關內容有機串聯起來,讓學生從煩瑣的筆記中解脫出來,減輕了學生的學習壓力,加深了學生對知識的理解和記憶。(2)任務驅動教學法。任務驅動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法,其特點是“學中用,用中學,以用促學”[3],改變了以往“教師講,學生聽”的被動教學模式,創造了以學定教、學生主動參與、自主協作、探索創新的新型學習模式。任務驅動教學法的核心工作是根據教學內容設計任務[3]。如在講授“平面連桿機構”一章時,教師先提出一些與平面連桿機構相關的問題,然后為學生設計了一項任務為“休閑娛樂機械和家庭用機械的設計”,設計的機械必須包含平面連桿機構,并對設計任務進行了一定的解釋與提示,如休閑娛樂機械可以是小區活動場所的健身器材;家庭用機械可以是與生活密切相關的家庭用機電產品,包括窗戶的開啟機構、折疊桌椅、家用折疊梯子、雨傘等。此外,還要求工業設計專業的學生應用本專業知識對產品進行造型設計,工業工程專業的學生應用本專業知識進行產品進行成本核算,等等。在實施過程中,采用企業產品設計模式進行,由學生根據自身專長和興趣愛好組隊,每組3~5名學生,選出1名組長,領導本小組成員進行產品設計。鼓勵小組成員進行實地調研,且每位成員均須提出自己的設計方案,由組長組織小組展開討論,選擇最佳設計方案。例如,有小組學生通過調研設計了一款新型家用折疊人字梯,如圖3所示,應用了平行四邊形機構使踏板同時展開或收起。伴隨著一個接著一個的成就感,可培養學生對機械的學習興趣,提高學生自主學習及與他人協作的能力,為將來工作崗位上的團隊合作奠定基礎。
2.完善教學手段。(1)利用多媒體與實物模型相結合的教學手段。多媒體課件具有信息量大、圖文并茂、聲光色結合的立體效果,能擴寬學生的眼界,便于理解,實物模型的示教能起到直觀形象的作用。同時,在講解重點內容時輔以傳統的板書,使重點突出、要領清楚,達到教與學的互動效果。通過多種教學手段的應用,對提高學生的學習能力收到了較好的效果。例如,將雷達天線、縫紉機踏板、汽車前窗刮雨器、攪拌機、飛機起落架、牛頭刨床等機構以動畫形式顯示,使死氣沉沉的課堂變得生動活潑,增加了學生的感性認識[4]。讓一些難以想象的機構生動地呈現在學生面前,便于學生理解。(2)引入計算機輔助工程技術。學生學習計算機軟件的積極性普遍比較高,尤其是工業設計專業的學生。因此,在“機械設計基礎”課程中將計算機輔助工程技術引入課堂教學,收到了良好的教學效果。例如,在講解凸輪機構時,可演示如何應用ADAMS軟件解決問題;在講解軸系零部件時,可采用Pro/Engineer建立虛擬的減速器裝配體,并將其演示給學生,使學生產生好奇心,萌發急于尋求答案的求知欲望,增強學習的自覺性。為了便于學生學習,開設了多項關于相關軟件應用的開放性實驗。3.豐富考核方式。為了增強學生對機械的總體認識,在開學之初便將機械發展史作為一項大作業布置給學生,并計入總評成績。讓學生自行學習查找相關資料,寫出相關機械的發展歷史,如中國機械發展史、世界機械發展史、汽車發展史、飛機發展史、機器人發展史等,讓學生在查找資料的過程中,對機械及其發展有一個總體的認識[5]。同時,在應用任務驅動教學法教學過程中安排了設計任務,將根據學生完成的作品質量計算平時成績并計入總評。
三、精練教學內容,進行教材建設
1.精練教學內容,挖掘教學素材。從生活中挖掘教學素材,可以拉近學生與機械之間的距離。機械與生活緊密相連,挖掘生活中的“機械設計基礎”課程教學素材,可以使枯燥的機械生動化,單一的教學內容變得豐富多彩。列舉生活經歷或新聞報道中引人入勝、趣味性強的案例,并編擬貼近實際且內容新鮮的應用問題,讓學生感到所學內容有用、有趣[6]。例如,應用折疊雨傘、折疊桌椅、窗戶開啟機構講解平面連桿機構;應用機械鎖、開關等講解凸輪機構;應用機械鐘表、玩具等講解齒輪機構。
2.建設課程教材。因材施教,積極進行教材建設。課程組在老教師的帶領和指導下,虛心向兄弟院校取經學習,以極大的熱情教書育人和潛心進行教學研究,應用圖示教學法進行了教學實踐,將積累的經驗和教學成果固化進教材,正式出版了《機械設計基礎》教材,并編寫了《機械設計基礎實驗指導書》。
四、加強實踐教學
1.引導學生進行大學生科技創新計劃項目。以大學生科技創新計劃項目為載體,引導學生進行主動實踐、自主學習的實踐教學模式。為了擴大學生的視野,提高他們實踐動手能力,鼓勵學生課余時間走進實驗室進行學習與研究,使得學有所需的學生都有機會參與其中,充分利用實驗室的各種資源,得到有益的鍛煉和提高。工業工程、工業設計專業的學生先后開展了“基于人因工程學的超市貨架設計”、“節•閱———公共綠色照明閱讀桌創新設計”、“模塊化組合式家具設計”等多項大學生科技創新計劃項目的研究。有工業設計專業學生參與的捷能車隊更是通過大學生科技創新計劃項目的研究收獲了多項成果,該團隊設計的節能車多次獲得Honda中國節能競技大賽最佳技術獎、最佳設計獎、最吸引眼球獎等。
2.積極組織學生參加競賽。組織學生參加機械創新設計大賽、三維數字化創新設計大賽,讓學生真刀實槍的去干,利用課堂上教授的理論知識,品嘗創新的滋味。工業設計專業學生參與設計的“家用多功能折疊購物車”、“防反光可調節黑板”等作品先后獲得首都高校機械創新設計大賽的獎項。“農用翻土機設計”、“自動選種機”、“按摩椅設計”等作品獲得了全國三維數字化創新設計大賽的獎項。
3.設置開放性實驗。為了使課程實踐環節得到進一步充實,增加實驗學時,課程組開發了多項開放性實驗,如“典型機構運動仿真分析與驗證”、“典型機械拆裝測繪與結構分析實驗”、“小型機器人創意設計與制作實驗”、“機械方案創新創意設計模擬實施與分析改進”、“常見機械傳動系統建模與仿真分析實驗”等,完成實驗的學生可以獲得創新學分,鼓勵學生課余時間走進實驗室。
五、結論
經過幾年的研究與實踐,北京信息科技大學近機類專業工業工程、工業設計的“機械設計基礎”課程教學效果得到了改善,學生的學習興趣得到了激發,學生的實踐能力獲得了鍛煉。課程教學的改革與研究使學生能學以致用,增強了學習的自覺性,促使學生從“要我學”向“我要學”轉變。
參考文獻:
[1]劉相權“.機械設計基礎”課程任務驅動式教學改革研究[J].中國電力教育,2014,(11):120-121.
[2]滕啟.機械設計基礎[M].北京:中國電力出版社,2013.
[3]劉相權.基于任務驅動教學法的《機械設計基礎》教學研究[J].中國科技信息,2012,(24):177.
[4]李國珍.機械設計基礎教學中的幾點體會[J].遼寧師范大學學報,2009,32(8),增刊:197-198.
[5]宋瑞銀,張美琴.應用型院校機械原理教學中的創新能力培養[J].遼寧師范大學學報,2009,32(8),增刊:170-172.
1教學中存在的問題
1.1在專業教學計劃中,有的仍保留著傳統機械類課程的學科,《機械設計基礎》課程的講解需要有《高等數學》、《工程制圖》、《金屬工藝學》、《幾何量公差與檢測》、《理論力學》、《材料力學》等先修課程的知識作為基礎,但各門課程的教學時數較少,采用傳統單一內容的學科型體系教材,上述先修課程安排在《機械設計基礎》課程之前開設,為學習《機械設計基礎》課程作好充分的知識準備。
1.2在專業教學計劃中.有的雖將傳統的機械類課程進行了綜合.內容多.涉及面廣.但實際教學中,很多教材在內容上追求理論知識的系統性和完整性.授學時存在隨意壓縮.教學內容隨意增減教學內容取舍不當。《機械設計基礎》包含《機械原理》和《機械設計》兩部分的內容.教材配套不到位.未達到課程綜合的真正目的。
1.3工程性和實踐性不夠突出。《機械設計基礎》課程有很強的工程性和實踐性.講解時以工程應用為背景.通過理論講解與工程實踐相結合.使學生靈活運用各章節所學的知識.消除由于章節多而帶來的“繁雜”感:保證在今后的實際工作中自覺運用所學知識指導機械設計.提高設計能力.培養創造精神。目前在理論教學與工程性和實踐性方面有嚴重脫節現象。
1.4課程未能弓I入“現代機械學”的教學內容及設計思想隨著科學技術的發展,現代機械的應用范圍不斷擴大。目前,大多數《機械設計基礎》教材沒有“現代機械學”這方面的內容,若適當增加這方面的相關內容,可以加深學生對機械的發展及整個機械大系統的理解。
1.5教學方法不夠多樣.教學手段比較單一。由于受傳統教學思維的影響或者受到教學設施的限制,目前《機械設計基礎》課程的教學主要是依靠教師的課堂講解.缺乏實踐訓練教材.盡管大部分學校采用了多媒體輔助教學.但效果卻不明顯。
1.6教學手段落后。總之這門課程的教學''''由于無明確的課程開設目的定位、導致了教材無一套與所給教學時數相適應的系列教材,也無與教育培養目標相一致的課程內容。從而達不到教學目的:由于無開設這門課程的學要求.導致了各學校、各專業開設該課程的差異性、隨意性很大從而其重要性也受到了嚴重忽視。因此,這門課程的教學改革研究迫切性和重要性也就不言而喻了。
2問題產生的原因與解決辦法
2.1先修課程不足的問題,為保證《機械設計基礎》課程體系的完整性和知識的連續性對學好該課程有重要的作用.因此.在制定人才培養方案時要經過充分的討論如果實在沒辦法開足先修課程.也要留一定的學時供任課教師在講解時補上先修課欠缺的內容.確保課程體系的完整性和知識的連續性。
2.2將傳統的機械設計基礎’按高校教育的要求進行綜合,制定出新的、與高校教育的培養目標相適應的課程標準,編寫出具有特色的新系列教材。
2.3工程性和實踐性不夠突出的問題主要是教師受到實際條件的限制或者教師未能深刻認識到實踐教學對本課程的重要性。學校要為本課程的工程實踐和實驗創造必要的條件.保證實踐和實驗的順利進行。通過增加實踐性教學內容和習題,增加應用性的設計方法、經驗數據和公式、圖表,增加零、部件結構設計方面的方案比較與優化等內容.將學生引向實際設計.培養學生的設計能力和創新精神。
【關鍵詞】高職教育 機械設計基礎 課程改革
0 引言
高等職業技術教育是為社會培養高等應用性實用型技能綜合式人才,讓學生充分就業。而《機械設計基礎》是高職機械類專業一門很重要的主干基礎課,主要內容包括機械傳動知識、常用機構、軸系零件等,但它同時也是一門能直接用于生產的設計性課程,旨在培養學生綜合運用選修課程中所學知識和技能,解決機械工程實際問題的能力,為后繼專業課程教學和學生日后從事設計工作打下堅實基礎。因此,它的教學直接影響到學生后續課程的學習,對培養學生具有機械設計知識、設計技能和創新設計的能力尤為重要。因此,如何教好這門課,是當前高職院校機械類專業需要認真研究探討和解決的問題。
1 機械設計基礎教學中存在的問題
隨著教學改革的深入和課程體系的調整,《機械設計基礎》課程的知識不斷更新,需要學生掌握的東西越來越多,既要學生掌握必要的理論知識,又要能對知識點進行運用,由于該課程涉及知識點多、難度大,并具有一定的實踐性,高職學生自身基礎知識的薄弱使他們對各章節之間的教學聯系缺乏清晰的認識,學習效果差。如果只滿足于給學生講道理,這樣的教學過程完成后,學生僅僅簡單地記住了一些名詞術語或要點,對知識點的理解和運用仍然沒有質的提高。傳統的教學經常把理論與實踐相分離來進行教學,這樣的結果是學生到上設計課的時候已經忘記了前面學習的理論知識,不能很好地突破該課程的重點、難點,學生大多只是為了一時完成任務,勉強交上一份設計,但對于機械設計的實踐運用能并沒得到真正的提高。為了更好地幫助學生解決就業,培養社會需要的技能型人才,對教學方法的改進迫在眉睫。
2 整合課程內容,調整課程結構
2.1 對于教材中過深的、不必要的理論知識,予以大膽刪除
高等職業教育培養目標強調的是人才的應用性,其畢業生所從業的崗位,決定了他們沒有必掌握計算公式、定理、方法等的推導過程,而更應注重于如何運用這些公式、方法等來解決實際設計問題。因此,對教材中一些過深的、不必要的理論推導、證明都應予以刪除,以便學生集中精力掌握這些公式、定理、方法的實際應用,解決實際設計問題。這樣更符合培養目標的要求。例如:平面四桿機構的設計方法中的解析法;齒輪傳動中按輪齒齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度設計計算公式的推導過程;凸輪機構常用的從動件運動規律的推導過程等等都應刪除。而以機械傳動、機械零件的設計為重點,保證實用性。
2.2 落實課程設計所必要的基本知識和基本理論,側重基本設計方法和實踐性內容
機械設計所需的基本知識和基本理論、緊密結合工程實際且多樣化的設計方法,是培養機械設計能力的根本保證,教學時應以設計為線索,以解決實際問題為目標,構建起設計基本知識和基本理論比較完備,設計方法實用、多樣的基本內容體系。精講“帶傳動設計”“齒輪傳動設計”“軸的設計”等這些關乎減速器設計質量的課程內容,特別要增加實用性、實踐性內容和習題,增加應用性的設計方法、經驗數據和公式的使用、查圖表等內容。突出應用性,將學生引向實際設計。
3 改革教學方法,提高教學效率
《機械設計基礎》課程主要研究常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法,由于大多數學生缺乏實踐知識,他們在學習過程中普遍感到抽象、難學,尤其是機械原理這部分知識,認為機構運動簡圖與實際機器相差甚遠,很難將兩者統一起來。因此有必要對教學方法進行改革。
3.1 注重理論聯系實際
在講解機構時,列舉了實際機器和日常生活中的應用實例,又特別介紹了與專業有關的金屬切削機床等應用實例,因而增強了基礎課與專業課之間的聯系。在講授“鉸鏈四桿機構的演化”內容時,我們就地取材,用雨傘作教具。采用學生熟悉的生活工具模擬學習內容,不僅取材簡單,而且生動形象,容易與實際的機器相結合,克服結構運動簡圖抽象的特點。還可以組織學生到生產現場或學院實訓基地進行現場教學時,事先布置一些思考題,讓學生帶著問題一邊參觀一邊討論,把課堂理論知識和實踐知識有機地結合起來。
3.2 適當運用現代教學手段
機械原理部分有一些機構的原理比較抽象,無法用語言形象地表達清晰,很難在學生中形成深刻的印象。如四桿機構的演化、死點位置的應用和危害及機構通過死點的方法,各種間歇運動機構的原理等,是教學環節中不易掌握的難點,由于學生沒有太多的實際生產經歷,很難通過想象加以理解。而CAI教學和傳統的教學相比,具有直觀、形象、信息量大等優勢。運用計算機的動畫制作技術,將一些難以想象和無法用語言表達的機械運動過程和工作原理制成多媒體課件,在講授相關內容時巧妙地將現有教具與多媒體課件結合使用,使那些難以想象的機械運動過程和工作原理演示出來,可以提高學生的學習興趣,拓展延伸了實驗教學空間,也提高教學效率,改善教學效果。
3.3 以實驗教學促技能
機械設計實驗是學生職業技能培養的重要環節,因為它的實驗課題是以機械工程技術為背景的。因此,在豐富多彩的教學實驗教學過程中,我們可以從注重實驗室環境布置開始,自制一些文字、圖片和教學掛板,介紹減速器的分類、發展趨勢、加工過程及設計方法。還可以在課程設計期間全面開放實驗室,學生可在實驗室沒課的任意時間進入實驗室,針對自己選定的研究課題,進行探索性實驗。一方面極大激發了學生的學習熱情,培養了學生的實踐動手能力、設計能力及科研能力。
3.4 搞好課程設計,培養學生的綜合技能
機械設計基礎課程設計是機械設計基礎課程教學的最后一個環節,其目的是培養學生綜合運用基礎理論知識的能力、工程分析能力和運用資料等基本設計能力。要求學生從總體方案的布局到零部件結構設計一起完成,使設計更加系統和完整。為鼓勵學生創新,應要求學生自己設計多套方案,進行比較選擇,充分發揮學生的想象力和創造性。在設計前應先組織學生對該傳動裝置進行拆卸、安裝,使學生熟悉裝置的基本構造,整體組成結構及各部分結構、功能和調整;各個零件之間的連接關系與特點 ,然后找出標準件與非標準件,明確傳動裝置布置形式與空間位置的關系,建起一個立體的概念,避免出現閉門造車和照抄照搬式的設計,與生產實際相脫節。對于學生中普遍存在的工藝知識和公差知識的不足,應在設計中逐步給予講解和補充,使學生通過設計全面掌握和鞏固機械設計的相關知識。
4 結語
總之,《機械設計基礎》教學應與生產實踐、技術推廣、社會服務緊密結合,更好地面向社會、面向市場,適應企業需求和崗位需要,與生產實踐緊密結合。全面推進教學改革措施,才能取得良好的效果。必須刪掉陳舊或重復的教學內容,增加新發展的內容,拓寬學生的知識面;充分利用計算機的輔助教學作用,使計算機貫穿于整個教學環節,使教學方法上一個臺階,為學生學習專業課和走向工作崗位打下堅實的機械設計基礎。
【參考文獻】
[1]范林.機械設計基礎教學改革探討[J]. 天津職業院校聯合學報,2008(3).
[2]黃立城. 對高職類《機械設計基礎》課程教學的幾點看法[J]. 職業,2011(17).
[3]江凌云. 機電一體化專業機械設計基礎課程教學改革初探[J]. 大眾科技,2006(06).
[關鍵詞]實驗課程;機械設計;教學
[DOI]1013939/jcnkizgsc201519254
1《機械設計基礎》課程教學及實驗課程的現狀[JP]
目前,大部分中職院校教學條件有限,在授課中教師任然是以示教板或多媒體課件的方式進行直觀的講授,學生只有被動的接受,很少主動地對內容進行思考,最終達到的效果也只是對理論知識的掌握,學生并不能積極主動的參與到教學中,難以提高學生學習興趣。
機械行業在近幾十年來得到了較快的發展,行業發展對機械設計也提出了新的要求。但在教學過程中,使用的教材還是以傳統、經典的教學理論為主,缺乏先進技術的引入,導致《機械設計基礎》的教學只是基礎教學,教學內容缺乏新的設計理論和方法。
該課程主要講授的內容是組成機器的一些常用機構和通用零件的機構、原理及應用等基本知識,要求學生初步具有分析、設計和選用機構及零件的能力,有較強的綜合性和實踐性,但內容繁雜,缺乏系統性。經常出現學生畢業工作后在實際的接觸中對一些常用的機構和零件,例如聯軸器、軸、軸承等仍不知所以然,甚至不認識。歸根結底,我們中等職業教育的學生,學習基礎差,課程內容雖然在生活中很常見,但平日里缺乏觀察,學起來抽象,缺乏想象能力,又沒有相關的工作經驗,書本與黑板上出現的簡單線條使他們無法與結構復雜的機械零件聯系起來。
因此,在教學中首先應解決學生的感性認識,開設《機械設計基礎》實驗課程,以先進的教學理念為指導,做好教學目標設計。但在中職院校中,大多是因教學條件有限,實驗室設備不健全,或者完全沒有機械設計實驗室,實驗教學環節大多是被忽略的,造成學生不能對所學知識靈活的運用,理論與實踐完全脫離。學生能力的培養比知識傳授更為重要,實驗教學目標必須突出社會所需的各種能力培養,出動手能力外,還要著眼于學生未來發展,關注知識綜合應用能力、創新意識和思維設計,實現“學以致用”的終極目標。
2建立實驗室及對實驗室的幾點要求
中職院校應對《機械設計基礎》實驗室引起重視,并建設本課程的專門實驗室,具備實驗與理論一體化教學的能力。結束教師帶著模型與示教板進課堂的時代,實驗室的建設首先按照以培養學生工程應用能力、創新設計能力為主線,計算機應用能力、工程實踐能力、動手能力為輔線的思路展開;其次應與機械科學、機械工業現狀與發展趨勢相一致。實驗室的建設實驗室在規劃時,應注重經濟效益,以最小的投資,建設出最具特色的實驗室。根據大綱對課程實驗的要求,應配備足夠數量的常規儀器與設備,具有獨立的實驗操作平臺,將教學模型及常用機構、零件的展示柜環布于教室,添置投影儀與學生用電腦。
教師制作課程內容相關的多媒體課件,收集大量圖片與視頻材料,并根據教學內容與學生的接受能力安排在專業教室上課。講授的同時,學生可直接觀察零件或機構的模型,并通過老師的講解,課件的演示,對所講授內容得到更為深刻的理解與掌握,提高學習興趣,并開設網絡課堂。擬將各類拓展實驗項目以網絡為基礎,開設與實物實驗相對應的虛擬實驗內容,使學生可以利用網絡進行虛擬實驗。例如齒輪范成實驗,利用計算機仿真實驗可代替一筆筆繪制類似加工過程,省時省力且更具體形象。
根據大綱對實驗課程的要求,學生還要完成《機械設計基礎》實驗項目,這些實驗項目不僅培養了學生的創新精神和實踐能力,還加強了學生對儀器設備的操作、機械結構的拆裝等實踐動手能力,為學好后續課程打好基礎。
3實驗課程體系的建立
基于上述機械設計教學中出現的不足以及對實驗室的建設,我們培養綜合素質較高,且具有較強動手能力和創新能力的新型人才,要打破原有教學模式,提升試驗課程的地位,建立新型試驗課程體系。
31建立新型實驗教學方法
首先按照目前教學大綱要求開設經典的實驗,學生通過經典實驗能對所學知識進一步掌握和靈活運用,能夠提升學生的感性認識。其次為培養學生的創新能力和實踐能力,我們新增開設綜合性實驗,綜合之前學過的專業基礎課程,涵蓋材料、制圖、極限配合、工程力學等多方面內容,培養學生的創新意識及綜合實踐能力。針對不同的實驗項目,采用不同的教學模式。充分發揮學生的自主性,合理采用“項目驅動”法,以課題的形式讓學生以團隊合作的方式自主研究,評價其可行性,提高自學及討論研究能力。
試驗中要以學生為主體,發揮學生的主動性和鉆研精神,教師在實驗過程中以引導為主,重視理論指導,對于拓展性知識,教師首先要做好鋪墊,以免學生因理論知識不足失去實驗興趣。在實驗過程中,教師要積極鼓勵學生創新,培養學生創新意識及能力,加強創新技法的應用,引導學生深入把握實驗原理,強化動手環節和數據分析處理環節,培養學生的表達能力與溝通能力。
32建立科學的實驗成績評價體系
以往的機械設計考核中,只采用試卷考試的方法,將考試成績作為評價學生學習能力的唯一標準,嚴重限制了實驗課程考核的必要性。實驗課程的評價方式只是根據學生的實驗報告來打分,而且實驗成績作為平時成績的一小部分,在總成績中所占比例微乎其微。因此導致部分學生對實驗課程不重視,不認真做實驗,抄襲別人實驗數據等現象。所以筆者認為,該課程成績應以實驗考核為主,采取實驗理論和實驗操作相結合的考試方式,書面考核重點理論知識并以占據總分小比例為輔。教師需根據培養目的和培養方案制定合理、公平的考核方案,督促學生認真完成每一個實驗。考核的方式既包含書面考試、實驗報告評價,還包括觀察學生實驗過程、展示技能,體現創新能多種形式進行綜合評定。
33建設一體化師資力量
隨著實驗教學的不斷改革,先進設備的應用,綜合性實驗內容的增加,這就要求教師不但要具備扎實的理論基礎,還要有較強的實踐動手能力,達到“一體化”教師的要求。21世紀是科技的競爭,歸根結底是人才的競爭。現在大多數中職院校仍存在著理論教師只愿意承擔理論教學,不愿承擔實驗教學任務,很少花時間去了解專業方面的新知識,更談不上接觸專業的前沿領域,對實驗教學工作的重要性認識不足,缺乏對“一體化教學”的認知。要改變理論教師不兼實驗教學的狀況,鼓勵和提倡理論教師擔任實驗教學,對于綜合性、設計性的實驗,理論教師最清楚課程當中要解決的問題,通過理論指導可進一步改進實驗教學的效果,實驗得到進一步完善,還能避免理論教學與實驗教學相脫節的現象。
4結論
關鍵詞:機械設計基礎 理實一體化 項目 成果
機械設計基礎作為一門專業基礎課正進行著課程改革,以適應不斷發展的職業教育,其關鍵之處就是將理論知識更多地溶入實踐操作過程,即所謂的理實一體化教學。作為一種不同于傳統教學方法的創新教學模式,它具有理論教學與技能訓練相結合,教學過程突出技能訓練,有效提高教學質量和效率等特點,這種新教學模式的研究和推廣充分體現了現代職業教育更加貼近經濟生產的特色。在課程改革過程中,結合我校機電專業建設的特點,經過幾年探索和實踐,機械設計基礎課程的教學改革取得了較明顯的效果。即以實際工作過程為參照,對課程內容進行了科學的模塊化處理,具體做到了“四個整合”(陳述性知識與實踐性知識整合、理論知識學習與實踐技能訓練整合、專業能力培訓與職業素質培養整合、工作過程與學生認知心理過程整合),并通過一系列科學的教學設計,將所要學習的內容細化成具體的學習情境,參考實踐操作規程,制定出符合理實一體化教學特色的教學模塊,使該課程的建設上了一個臺階。
一、深入研究,對課程教學內容進行科學的處理
多年來筆者一直從事機械設計基礎課教學工作,由于教學理念以及設施設備等原因,以往對于該課程的教學內容大部分采取照本宣科的模式,以至于教師教得辛苦,學生學得痛苦。隨著這幾年學校對于實訓設備的大量投入,以及現代教學理念的推廣應用,該課程的教學模式有了質的變化。近幾年來,在機械設計基礎課教學過程中積極推廣理實一體化教學模式,即理論實踐一體化教學——充分利用現代教育技術,將理論、實驗、實訓等教學內容一體化設置;講授、聽課與實驗、操作等教學形式一體化實施;教室、實驗室與實訓場地等教學硬件一體化設置;知識、技能與素質等職業要求一體化訓練,由此形成融知識傳授、能力培養、素質教育于一體的一體化教學模式。我們將機械設計基礎課程的理論知識教學環節由原來的300多學時削減到100學時左右,大幅度增加實驗和實訓的時間分配。例如,在齒輪傳動的教學過程中,我們用10個左右的學時講一些簡單的定義、尺寸計算、加工原理和安裝維護等方面的知識,理論上做到夠用。但是大幅度增加實訓環節的課時量,這種新型教學模式從根本上有利于貫徹“能力為本位,就業為導向”的職教理念和創新人才培養模式,有力地推動了職業教育的良性發展。
具體到課程設置時,我們從職業教育的特點以及學生的實際能力出發,從社會的需求和學生就業崗位出發,建立以學生技能等級逐層遞進為訓練順序,以技能及相關文化和職業道德為橫向結構的教學體系。將理、實教學學時調整為3:7,減輕了課業負擔,加強了技能培訓,充分利用我校較好的硬件設施,使學生在拆卸中學原理,在裝配中長技能,每一個學生均能在理論知識與實踐技能相結合的學習環境下培養出較為全面的職業素養,幾年下來,學生身上充分體現出理論知識基礎實、興趣濃、吸收快等特點。并結合新知識、新技術、新工藝、新方法,不斷改進和調整教學方法和課程結構,使學生及時了解并掌握與經濟發展相貼近的課程內容。將傳統枯燥的“一支粉筆、一本教案、一張掛圖”的教學模式轉化為一堂利用現代化教學手段演示的生動、形象、具體的實際操作技能課,讓學生全面接觸實踐操作,使教學內容與崗位實踐融合,提高了學生的實際動手能力,形成了一切以培養學生技能為目的,提高學生職業素養為核心的體系。最終達到提升學生的勞動力價值和人力資本增值的核心競爭力目標。
二、編寫制定出實用性較強的理實一體化教學方案
依據模塊化、項目化的要求和項目課程標準及技能鑒定標準,按科學性、合理性、實用性、針對性、適時性、有效性原則編寫出項目課程教學教案。具體在該課程的以下幾個章節:1.螺旋傳動;2.齒輪傳動;3.餃鏈四桿機構;4.軸系零件;5.綜合知識的課程設計。以上每個章節我們都編寫了項目課程教學的課改教案、多媒體課件,添置配備了教學教模或實物教具(一般為3~4個學生一組)和部分學生自制教具。同時在編寫教案處理教材時注重實踐知識和創新內容的融入環節。針對社會需求,緊緊圍繞機械設計基礎課程的特點,進行課題訓練,學生實習分組,根據課題和設備條件確定教學程序。例如:鉸鏈四桿機構章節中機構方面內容的創新我們把它作為重點教學內容,并且讓學生按照設計方案結合實際自己動手操作,去完成搖頭式電風扇的機構創新構思設計,教師在此實施的過程中評價學生方案的優劣,從而推選出最佳設計方案。
通過這種理實一體化教學方法的實施和推廣,學生的思維有了更廣闊的施展空間,例如在生產實際中經常遇到螺紋滑扣的問題,我們就讓學生運用所學的螺紋知識,結合理實一體化教學過程中學到的設計理念,設計出了圖示中的“萬能扳手”(如圖所示),有效地解決了實際工作中遇到的問題,并獲江蘇省2009年度職業學校中職組創新大賽的三等獎。
三、教師隊伍建設要求相應提高
在對課程教學計劃重新制定的同時,也對教師的專業素質和適應能力提出了更高的要求,由于這種教學模式涉及到理論和實踐兩個方面,要求教師既要懂得理論講授、又能夠進行實踐教學。為此,學校加大了對專業教師職業技能方面的培訓力度,在教學不太緊張的階段,安排部分專業教師參加各種各樣技能培訓,學校制定相應的政策鼓勵教師利用假期或雙休日到企業去鍛煉,并且是帶著教學中的疑難問題到企業去求解。另外我們還從長期合作的企業里引進優秀的工程技術和管理人員充實教學一線,聘請一支既有實踐經驗又有較高理論水平的工程技術人員作為兼職實習指導教師。通過這些措施,培養出一支合格的能開展理實一體化教學的師資隊伍。
四、通過多種途徑,設計出可行性較強的實訓項目
要想真正實施好理實一體化教學,除了要求我們必須具有既能滿足理論教學、又能滿足實訓教學的一體化教學場所,還要有一套可操作性強的學生訓練項目。有了有可操作性的項目,結合學校現有的設施設備以及校企合作過程中的部分實習基地,就能夠培養出社會真正需要的專業技術人才。因此我們首先對部分企業進行調研,然后依據企業需要與學校實際情況制定出一套行之有效的教學項目,同時根據項目內容對學校機電專業實驗室和實訓工廠進行了科學的規劃和布置。例如增加設備的投入、學生動手制作一些小的實訓器材、在實訓工廠增設一些現代化教學設施等等。而且投入巨資即將完工的實訓基地也充分考慮到這些,所有的一切都是為了保證能夠有一套切實可行的實訓項目讓學生使用。
五、建立有效的教學質量評價體系
整個教學過程的教學質量評價可分為過程評價和結果評價,且以過程評價為主,評價方式參照企業質量管理體系的部分內容。首先通過分析調研確定評價要素,并在此基礎上設定評價指標。評價指標的實施,盡可能排除感情因素的影響,設定一系列科學規范的評價規則,使教學質量評價指標形成系統,成為體系。例如,根據學生對操作技能掌握的程度不同可獲得不同的成績評價,并以適當的方式予以公布,這樣學生對職業技能的掌握就有較高的主動性和積極性,教學效果就十分明顯。通過建立這樣一個科學實用的質量評價體系,讓理實一體化的教學模式順利推進。
總之,以項目課程理實一體化教學方法為核心的機械設計基礎課程改革,已逐步成為學校機電類專業課改比較理想的模式。能否取得良好的教學效果關鍵在于項目的構建和是否編制出與之相適應的項目教材,這就需要我們有更大的課程改革步伐和決心。推而廣之,職教課程改革如果能夠始終緊扣理實一體化的理念進行,應該能夠大放光彩。
參考文獻: