項目教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)在機(jī)械設(shè)計中的作用
時間:2022-03-18 11:10:00
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《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是機(jī)械類各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課,在傳統(tǒng)的教學(xué)計劃和教學(xué)模式中,總是先理論后實踐。由于各章內(nèi)容相對獨立,與工程實踐聯(lián)系不緊密,使學(xué)生普遍感到課程知識零碎、繁瑣而枯燥,且平時所學(xué)的理論知識得不到具體的應(yīng)用,因此學(xué)習(xí)目的性不強(qiáng),無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。進(jìn)入《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》這個實踐環(huán)節(jié)時,由于前面所學(xué)的理論知識缺乏系統(tǒng)性,很多知識又忘得差不多了,大部分學(xué)生在面對設(shè)計課題時,感覺不知所措,無從下手,因此教學(xué)效果差,學(xué)生的能力和素質(zhì)得不到應(yīng)有的提高。為了實現(xiàn)高等職業(yè)院校培養(yǎng)具備綜合職業(yè)能力,在生產(chǎn)、服務(wù)、技術(shù)和管理第一線工作的應(yīng)用型人才的目標(biāo),有必要對《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程進(jìn)行教學(xué)改革。近兩年,我院把項目教學(xué)法和現(xiàn)場教學(xué)法應(yīng)用于課程教學(xué)中,使《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》理論教學(xué)與《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》有效地融合,取得了明顯的成效。
1項目教學(xué)法的特點
項目教學(xué)法是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動,改變了以往“教師講,學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式,而是由學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自處理一個項目的全過程,是一種典型的以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。其主要特點是:(1)以“項目”為主線。學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是完成一個具體項目的過程,學(xué)生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣,培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想和方法。(2)以“學(xué)生”為主體。從項目計劃、項目實施到項目總結(jié)都由學(xué)生自主完成。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,通過獨立完成項目把理論與實踐有機(jī)地結(jié)合起來,不僅提高了理論水平和實踐技能,而且培養(yǎng)了合作的能力與自主學(xué)習(xí)的能力。(3)以“教師”為主導(dǎo)。教師不再是授課的機(jī)器,而成為了一名向?qū)Ш皖檰?,是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的引導(dǎo)者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者。
2機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)項目教學(xué)設(shè)計
在項目教學(xué)的過程中,如何合理地確定教學(xué)項目是決定項目教學(xué)成敗的關(guān)鍵。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)的主要教學(xué)內(nèi)容有兩個方面:(1)研究機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計方法。包括平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和其他常用機(jī)構(gòu)等。(2)研究機(jī)械中常用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設(shè)計理論及設(shè)計方法。包括連接件(如螺栓連接、鍵連接、銷連接等)、傳動件(如齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等)、軸系零部件(如軸、軸承、聯(lián)軸器等)。考慮到項目中應(yīng)涵蓋盡可能多的教學(xué)內(nèi)容,同時項目的難易程度應(yīng)適中,可操作性要強(qiáng),本文設(shè)計了3個教學(xué)項目,同時在每個教學(xué)項目中,構(gòu)建了若干個學(xué)習(xí)情境,在每個學(xué)習(xí)情境中完成相應(yīng)的工作任務(wù)。
每個工作任務(wù)緊密聯(lián)系,共同服務(wù)于整個項目,當(dāng)任務(wù)逐一完成時,工作項目也就得以完成。《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》項目教學(xué)的具體設(shè)計見表1。項目一和項目二所涉及的教學(xué)內(nèi)容是機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計方法,兩個項目并列進(jìn)行,可分配給不同的小組(4個~6人一組)來完成。這是因為一個項目很難涵蓋所有的教學(xué)內(nèi)容,如項目一中有間歇運動機(jī)構(gòu)及螺旋傳動,但沒有凸輪機(jī)構(gòu),而項目二正好相反。為了使學(xué)生能了解到自己的項目任務(wù)中沒有涉及到的教學(xué)內(nèi)容,老師會安排各組同學(xué)在完成一定的工作任務(wù)后,將自己的成果向大家展示和匯報,從而方便大家互相學(xué)習(xí)。項目三所涉及的教學(xué)內(nèi)容是機(jī)械中常用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設(shè)計理論及設(shè)計方法。在進(jìn)行項目三時,老師分配給各組不同的設(shè)計參數(shù),這樣,大家既可以相互討論,又必須獨立完成。通過完成具體的工作項目,可以使學(xué)生更深刻地學(xué)習(xí)到機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)的相關(guān)知識,同時,培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力。
3現(xiàn)場教學(xué)與項目教學(xué)有機(jī)結(jié)合
現(xiàn)場教學(xué)又稱現(xiàn)場實驗教學(xué),即把課程中實踐性、操作性較強(qiáng),課堂上不易理解的教學(xué)內(nèi)容搬人現(xiàn)場(實驗室),教師在現(xiàn)場將實物展現(xiàn)給學(xué)生,直觀地進(jìn)行講解,并由學(xué)生親手進(jìn)行操作,促使學(xué)生在興趣中學(xué)習(xí)和理解這些抽象而枯燥的知識,同時鍛煉學(xué)生的動手能力和實際操作能力。在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中把項目化教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,可以起到事半功倍的效果,如項目三中軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項實踐性很強(qiáng)、涵蓋的內(nèi)容多而雜的設(shè)計任務(wù)。在設(shè)計過程中要考慮結(jié)構(gòu)工藝性問題,即設(shè)計的軸要便于加工,便于軸上零件的安裝和拆卸;要考慮軸上零件的定位和固定、潤滑和密封問題;還要考慮軸的強(qiáng)度和剛度、運轉(zhuǎn)靈活等問題。學(xué)生的工程意識、實踐能力普遍比較薄弱,僅靠學(xué)生看書找資料來完成這一項目任務(wù),不僅要花很多時間,而且設(shè)計的結(jié)構(gòu)不一定合理。教學(xué)實踐表明,安排現(xiàn)場教學(xué)可以將理論與實踐緊密結(jié)合,加深學(xué)生對于理論知識的理解,使學(xué)生更好更快地完成項目任務(wù)。
4項目教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合的具體實例
本次教學(xué)選擇的項目是帶式輸送機(jī)傳動裝置(減速器)中的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計。圍繞該任務(wù)的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容有:①減速器的潤滑和密封;②確定各軸的合理外形;③確定各軸段的直徑和長度;④確定軸承和聯(lián)軸器的類型和型號;⑤確定鍵的類型和尺寸;⑥軸的精確校核,軸承的壽命驗算,鍵強(qiáng)度的校核。首先,老師將實驗指導(dǎo)書分發(fā)給學(xué)生,指出本次實驗課的主要學(xué)習(xí)目的、要求和實驗進(jìn)程,并向?qū)W生介紹組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計中各類零件的名稱及功用。
然后以小組為單位,由學(xué)生親自動手,參照指導(dǎo)書上現(xiàn)成的軸系結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行組裝,并分析該軸系結(jié)構(gòu)的特點,如軸上零件的裝配順序、軸的形狀和尺寸、軸上零件的定位與固定、軸承的類型及其潤滑與密封、軸的結(jié)構(gòu)工藝性等,使學(xué)生對軸系各零部件及它們之間的裝配關(guān)系具有一定的認(rèn)識與體會。在此基礎(chǔ)上,要求學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書上給定的設(shè)計參數(shù)和要求,自行確定軸系結(jié)構(gòu)方案,并利用箱體內(nèi)提供的零件進(jìn)行裝配,測繪出軸系結(jié)構(gòu)裝配圖。在此過程中,老師應(yīng)深入學(xué)生中間,主動與學(xué)生交流,并及時發(fā)現(xiàn)問題,提供幫助,多溝通、多鼓勵,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索精神。最后由教師進(jìn)一步分析階梯軸的結(jié)構(gòu)特點,特別對常見的一些軸系不合理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和說明,總結(jié)本次課的重點內(nèi)容及知識點。通過這種循序漸進(jìn)式的現(xiàn)場教學(xué),使學(xué)生直觀具體地掌握了軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計的的方法與程序。
5結(jié)論
項目教學(xué)法和現(xiàn)場實驗教學(xué)法在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中取得了明顯的成效,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;②培養(yǎng)了學(xué)生的小組合作精神;③提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力;④將本課程的知識融合成一個完整的體系,實現(xiàn)了理論和實踐的統(tǒng)一;⑤加強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)技能和動手能力,培養(yǎng)了學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng),使其更適應(yīng)社會的需求。