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[关键词]教学改革 教学方法 工程意识
《机械制造技术基础》是高等本科教育中机械类及近机类专业的一门重要专业基础课程,是一门讲述有关机械产品制造过程的综合性技术课程。在本校的相关专业教学大纲中规定该课程的教学内容由《工程材料及成形技术》和《机械制造技术》两大部分构成:《工程材料及成形技术》部分讲述现代工业常用材料(金属、高聚物、陶瓷、复合材料等)和热加工工艺基础(铸造、锻造、焊接、粉末冶金、热处理等)的相关知识;《机械制造技术》部分讲述机械加工工艺基础的相关知识。课程的教学目的是通过本课程的学习,要求学生能总体地了解和把握机械制造活动,掌握金属切削过程基本规律和机械加工的基本知识,能合理选择材料、毛坯制备、机械加工方法,具有产品质量、公差与配合的基本知识,初步具有解决生产现场工艺问题,决策制造模式方面的能力。课程涉及的知识面广,实践性强。除理论教学外,还包括实验教学、课程设计、生产实习教学环节,注重学生实践能力和创新能力的培养。通过各个教学环节的训练,融知识传授、能力培养、素质教育于一体,使学生树立现代工程意识,掌握机械工程领域中必备的基础知识和基本理论,具备分析解决机械工程中一般技术问题的基本能力,为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下坚实的基础。
一、《机械制造技术基础》的教学现状
《机械制造技术基础》是一门传统的课程,多年来人们积累了许多宝贵的教学经验和教学方法,教学质量也得到一定的提高和改善,但由于其教学内容比较抽象、复杂且涉及实际生产经验等特点,还存在一些问题[1-5]
(一)教学手段的不正确使用
随着科学技术的发展,许多先进的教学手段进入课堂教学,如幻灯片、投影仪、语音设备、多媒体等。最初将这些手段引入教学的目的是使教学内容化繁为简,化难为易,由抽象变为直观,便于观察和认识,有利于学习和掌握教材,提高教学速度和质量。目前,教学过程中存在两种极端情况:一种是有些教师,特别是经验较少的青年教师,在教学过程中把这些设备当做减轻备课任务的一种工具,如把所有内容都打进PPT,上课过分依赖PPT,板书较少,以此减少备课时间;另一种是有些教师对这些教学手段过于排斥,认为他们的应用会分散学生的注意力,仍然采用传统的教学方式,即讲授与板书结合的形式,这样一来教学过程显得过分呆板,课堂气氛不活跃,很多抽象的东西诸如机床的结构、机械加工过程、零件结构的机械加工工艺性等使学生难以理解,渐渐失去学习的热情。
(二)实验与金工实习时间安排不合理,不足以理论联系实践
《机械制造技术基础》这门课是一门与实践密切相关的专业基础课,材料在不同工作环境中的各种特性、设备的各种结构、工艺的各种优缺点及在生产中可能会造成的后果等,学生必须结合大量实践经验才能更好地理解,很多操作步骤和原理听起来很费解,但只要到车间或现场看一眼就很容易理解了。现有的教学模式将理论和实践在时空上分离,先将理论全部学完再进行实践环节,或先进行实践环节完再进行理论学习,缺少工程实践的理论教学,由于学生缺少感性认识而变得十分难解,处于云里雾里的迷糊状态;没有理论支撑的工程实践必然只能停滞在获得一些感性知识和操作技能的较低的层次上[6-8]。
(三)考核方式欠合理
目前《机械制造技术基础》这门课程的学习效果评价方式绝大多数仍然以书面答卷的方式进行,如此一来,学生在学习过程中单纯地追求卷面分数,与考试相关的内容就重视,与考试无关的内容就不重视。有的甚至平时根本不听课,连书本都不翻,凭考前“临时抱佛脚”来死记硬背书中的一些概念、术语和简单理论来达到修完这门课程的目的。这样一来,学生考完这门课后,什么也没学到,什么也没得到,什么也不会做[9-11]。
(四)教学内容相对陈旧
《机械制造技术基础》的教学内容主要涉及传统知识的介绍,缺乏先进性和时代感,导致一些学生主观上认为该课程无用而对它产生排斥思想。尽管有些负责任的教师在教学中采用各种不同挂图、实物模型、动画等方法以适应不同章节的教学需要,仍难以取得较好的教学效果。
二、研究内容
(一)教学内容改革
为将整个机械加工工艺系统诸如刀具、机床、夹具与零件的加工与装配等工艺系统内容融会贯通、综合运用,提出了以金属切削理论为基础,制造工艺为主线,以产品质量、加工效率与经济性三者之间的协调发展为目标,兼顾工艺装备知识的掌握,增加了非传统加工技术与现代制造技术等内容,并注重反映学科理论与技术的新发展。制造工艺中突出零件工艺分析材料选择毛坯零件加工产品装配的技术路线,建立机械制造基础课程新体系。
(二)教学方法改革
1)教学内容体现先进制造技术
《机械制造技术基础》课程的内容是建立在传统的工艺方法基础上的,随着制造技术的发展,工业领域内的新材料、新技术、新工艺不断涌现,大大丰富了课程的内容体系。同时从金属材料到各种无机非金属材料和复合材料,从传统的冷热加工方法到应用声、光、电、磁的特种加工,从数控加工到制造自动化系统,从将大批大量单一零件加工方法应用到单件小批成组零件加工中等,先进制造技术教学内容不断拓展。
2)采用现场比较教学法
在讲授传统的CA6140型普通车床与现代的数控车床的现场教学时,可以利用实验室的车床,让学生了解到了机床每个部分的内部结构,比如机床的布局、传动、结构、操纵;刀具的类型、用途、结构特点、车削用量的选择;夹具中选用通用标准夹具与设计非标准夹具的目的;零件加工乃致延伸其零件装配等内容有机地融为一体进行讲解,及时恰当地引导学生将理论与实践相结合,在较短的教学时间内解决在课堂上单凭教师口授与板书甚至多媒体等无法或很难讲清的,如卧式车床、立式车床、转塔车床的区别与联系,成本、效率、精度和不同的加工机床适合加工哪些表面问题,弥补了理论教学的不足。
通过采取理论教学和现场教学并行,解决了学时少、内容多的矛盾,有利于学生对相关知识点的吸收和巩固,使其认识到不是数控机床或者加工中心就一定都比传统机床好的错误理念,而是数控机床在高精度、曲面加工和多工序统一上有优势等的正确思想。因此现场比较教学法是培养学生工程实践能力的重要途径。
3)主线贯穿教学法
《机械制造技术基础》课程所包含的内容多,覆盖面广,实践性、综合性强,一些学生感到学习时比较枯燥、抽象、难以理解,学习积极性不高,严重影响了教学效果。如何克服困难,提高教学效果,课堂教学是关键。为了能让学生及时地应用所学的知识,教师应提前引导学生从机械设备设计制造的实战观点出发,按机床、刀具、夹具和零件加工及装配和质量保证这个贯穿在整个教材中的主线。为了能让每个学生都参与到实战中来,真正做到以在教师的引导下贯穿主线为主导,学生学有所用为主体,教师和学生共同研究的教学方法,用学为所用的教学思想激发学生的学习积极性。
(三)教学手段的改革
教学手段改革的关键是要求教师必须对刀具、机床、夹具和零件的加工与装配等内容十分熟悉,明确彼此间的关系,并能跟踪机械制造技术的最新发展动态,及时地将先进制造技术补充到教学中去;要特别注重生产实习和课程设计等实践性教学环节,采用形式多样的教学手段和方法,激发学生学习专业知识的热情。
1)明确课程内容
机械制造过程是是一种典型的、具体直观的过程。研究机械制造过程中所涉及的各种问题必须采用系统工程的理论和方法,根据机械系统的目的,从系统是可剖分的,系统一定从属于更大系统,是更大系统的一部分的原理出发,解决整体与部分、部分与部分、整体与外部环境之间的相互联系、相互使用及相互制约的关系中,综合地、准确地分析和研究制造系统。具体到本课程的教学过程,应以机械制造工艺系统为纽带,将机床、刀具、夹具和工艺等相关知识融为一体,从而加强课程的针对性和实用性。
2)培养学生综合分析问题的能力
由于先进制造技术在机械制造过程中的渗透,结合生产实际的需要,已涌现了大量的新工艺、新技术。而这些在教材中很难及时反映。因此,就需要教师坚持继续学习,更新知识、更新观念,及时向学生介绍相关内容并引导学生关注机械制造技术的发展。比如教师可以设计或选择一个零件,这个零件应具备某些特性,有某个表面不能用常规的机械加工方法加工、某个表面要用到复合刀具或某个表面目前还不能加工等,让学生在课外完成这个零件的机械加工工艺过程设计。学生要解决这个问题,必须要查阅相关的资料,这样既能提高学生自主学习的能力,更能激发学生的思维和创新能力。
3)注重黑板板书与多媒体相结合
充分利用计算机软件及硬件技术带来的图形处理及显示的优势,将实体造型应用于课堂教学及实验中,使专业知识中涉及到的大量的结构原理图和实例结构图更直观的呈现出来,加快了学生读图速度,加深了学生对所学内容的理解。而这些不能离开机械设备设计制造的整个工艺系统这条主线。
(四)教材的改革
教材的选取是教学内容和课程体系改革实现的关键。结合应用型人才培养特色,要采用高质量、以工艺为基础,教学内容先进适用,“少而精”,易自学,表述精炼的教材。
(五)实践性教学环节的改革
充分利用大学生科技创新活动机械产品制作,按照以学生主动实践为主,教师辅导为辅,利用课余时间让学生在教师的协助下独立完成零件的加工,这样学生带着问题亲身实践。2010级学生共12人通过参与浙江省首届工程训练综合能力竞赛,完成了一套符合本命题要求的可运行装置,并完成了相关的设计、工艺、成本分析和工程管理4项报告,加强了学生工程意识的培养,培养了学生的动手能力,提高了课程的教学品质和效果。
(六)考核评估体系改革
高等教育应为国家培养对社会有用的人才。卷面考试成绩的好坏很难全面说明一个人能力的高低。课程的考核宜采用合理的考核方式,使学生在学习过程中不再单纯为了通过考试而功利地被动学习,而是主动、勤奋、刻苦地学习,真正在知识、能力和素质等多方面得到全面的提高。为此可以对学生在实践环节、设计环节、课堂环节、答辩环节、操作环节等分别进行考核,从而较全面地考核学生对该门课程的学习情况。考试试卷从试卷库中随机选择。笔试环节严格实行教考分离,建立科学合理的试卷库,采取流水阅卷。
三、结论
本项目的研究成果在我校机械设计制造及其自动化、交通运输及农业机械专业本科班级实施,本项项目实施后,受益学生人数达360人/年。本项目应用到教学实践中,通过各个教学环节的训练,融知识传授、能力培养、素质教育于一体,让学生在掌握知识的深度和广度上达到预期的教学效果,进一步的提高全体学生学习的积极性和主观能动性,使学生树立现代工程意识,掌握机械工程领域中必备的基础知识和基本理论,具备分析解决机械工程中一般技术问题的基本能力,为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下坚实的基础。
致谢
本论文由浙江农林大学工程学院机械工程系机械工程制图教学团队项目资助,项目编号TD1203。
[参考文献]
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随着人类科学技术的发展,人们在生产领域的探索不断深入,微型机械就是人类对物体认识极限的突破。在科学研究和生产进步的探索过程中,某些微小物质是人眼无法看到的,它们小至以微米或是纳米为单位,为此人类需要借助科学仪器来解决新问题。微型机械的设计材料不同于一般的机械,必须严格选择,如果出现问题,研究工作就会无法进行。经过人们的不懈探索,目前我国的微型机械设计制造技术已经取得一定的成果,制造出了很多微型机械的零部件,可是基础理论的不成熟仍然是一块短板,要想完成整套的微型机电系统设计还是有困难的。当前我们在微摩擦学、微热力学等多方面存在问题,这导致微型机械的工作效果很差。所以,对于微型机械设计的基础理论是目前研究的关键,只有建立完善的科学理论指导体系,才能真正促进微型机械的发展。
微型机械设计理论的研究主要有三个方向。首先,在微观的条件下,研究微机械系统的运动规律、系统内部构件的物理特征以及在工作状态下微机械的物理、化学变化,从中得到微系统的各项运行参数,为设计基础理论的研究提供参考资料。其次,在研究现有机械的运行变化的同时,继续钻研微型化与集成化的理论,积极进行新功能的开发,探索新的技术领域。第三,微型系统的加工材料主要是“硅”,在生产材料有保障的情况下,加强对微系统传感器、系统控制和命令执行等功能的测量与检验,在解决这些问题后,微型机械设计系统的研究将会更加便捷。
2微型机械设计基础理论研究的主要内容
2.1微型机械设计基础的研究
微型机械不是简单的把机器外形变小,而是依靠先进科学技术、新型的加工材料,采取创新型的设计思路,设计生产出微机械。因为微机械的特殊功能,在进行基础设计研究的过程中,必须对设计尺度、制造材料、加工方法以及运行机理等内容格外的重视,在充分考虑微型机械功用的前提下进行研究。现在对微型机械设计基础的研究内容主要包括:一是微机构学,主要对微机械的运动机理、动力的传导以及机电系统的特征进行研究;二是材料学,微型机械的制造需要独特的材料作为微机构件,对制造材料在特殊环境下发生的变形效应进行研究;三是微摩擦学,从微观角度对原子与分子在运动过程中发生的碰撞所产生的力学变化进行观察,对产生损伤的机理进行研究,找出解决问题的方法。
2.2微型机械设计所涉及的学科分类
第一,微机构学。在微型机电的研究过程中,微机构学是重点,它主要研究内容是在狭小的空间内进行能量的传递,将某些物质运动进行转化,根据这些运动机理完成一些动作,并确保其精确度。因为运动的空间很小,能够用于支配的能量非常的有限,所以在进行微型机械的设计过程中应该尽量减少零件的使用。在此要求下,微机构学研究的过程中应从三方面出发:首先应该坚持体积的微型化、能源消耗的节约化的设计研究原则,从多功能的微组合角度出发,加强对微机构和微电子组成的集成系统的组合原理进行研究与设计;对微机构组合系统中的动力原理进行分析,重点研究微型机械系统中弹性动力学和多柔性动力学的产生原理;研究微型机械设备在从事制造过程中发生误差的原因,系统内部构件在运动过程中发生摩擦效应产生的影响等。
第二,微机械构件的材料力学。微型机械系统的构件制造材料不同与普通机器产品,首先必须能够满足机械工作的性能要求:其次,应当可以进行纳米技术加工,这就要求所选材料具备特殊的物理性能,如果在一定范围内将构件的尺寸进行缩减,这样就能减少材料的缺陷,增强材料的机械性能,理论研究中将其称为尺寸效应。
第三,微摩擦学。摩擦学是机械设计中必须研究的内容,在微型机械研究中,因为机械本身的能源很小,不会产生过大的摩擦力,所以,应当研究如何让微型机械系统内部实现零摩擦,将构件的损耗度降到最低,从而有效地延长机械使用寿命,重点研究内部构件的分子运动规律、防磨擦材料的研发等。
3总结
【关键词】 机械基础 教学方法
1 理论联系“实件”,有效强化学生的认知能力
正如《〈机械设计基础〉课程重点总结》中的“绪论”部分所说:“零件是制造的单元,构件是运动的单元。一部机器可以包括一个或若干个机构,同一个机构可以组成不同的机器。”机械类教学内容十分抽象,知识面比较广,在较强的专业理论教学中还包含着无数的概念性知识。比如第三章“凸轮机构”中的基圆半径、压力角、传动角、传动效率、有用分力、有害分力等;第九章“机器零件设计概率”中的机器磨损主要类型分为:磨粒磨损、胶合、点蚀、腐蚀磨损等。仅是如此众多的认知概念对于任何一个学习者来说,都无法轻松地掌握,而对于基础较差的职校生来说,更是勉为其难。因此,在职校机械基础教学过程中,尤其关于这样的理论教学和认知教学,鉴于部分学生的读图能力不够、水平不高,教师一定不能简单地对着插图“空口说教”,而要带着“实物或课件”进课堂,让学生在“看得见、摸得着”的实物前加强直觉感知。比如在教学齿轮各部分名称时,应让学生手里拿着“齿轮”,眼睛对着“齿轮”,一一认知齿根圆、基圆、分度圆等各个名称。开展这样的理论联系“实件”教学,既能激活课堂学趣,又能有效强化学生对机械概念的认知能力。
2 充分运用“科技”,有效深化学生的学习能力
在职校机械类教学过程中,认知教学与原理教学是它的“一胞两体”。如果说认知教学还能够有所感知的话,那么机械原理教学则是十分抽象的。而关于机械原理性方面的教学,既是课程教学的重点内容,又是教、学双方的难点所在。对此,以多媒体为主要代表的现代信息技术是目前最为先进的教学辅导手段。它不仅能补充大量的信息资料,以形象生动的演示效果创设课堂教学的有效情境,还能动静结合地突破重难点。比如在教学“齿轮传动”的内容中,关于“热处理”方面:钢在固体状态下被加热到一定温度,保温,不同的冷却方法,改变钢的结构,得到所需性能。退火——放在空气中缓慢降温;正火——空气中对流冷却;淬火——放在水中或油中冷却。对这样的机械原理,如果光靠教师的口语表述,即使描述得再准确再精彩,对所有学生来说也一时难以达到令人满意的效果。有鉴于此,我课前特意借用多媒体科技手段制作了教学软件,在课堂教学中适时地直观演示了“热处理”的全部过程,期间还根据学生的要求,对钢的三种冷却过程实行“定格演示”和“回放”,让学生从中饱览了动静结合的实际状态,在深化学习能力方面获得了事半功倍的效果。
3 开展双边教学,有效培养学生的探究能力
新课标理念在确立“教师主导、学生主体”的教学地位的同时,以提高学生专业化素养和促进终身发展为长远规划,积极倡导自主合作探究的学习方式。实践证明,在学校教育中,以分组合作探究为主的双边教学活动,是有效培养和发展学生自主学习能力的载体。此外,经常开展双边教学活动,还能增进学生之间的友谊和合作精神,有效养成良好的学习习惯,促使学生在“争先创优”中逐步培养学习品德和意志。这对于职业教育和职业学生来说,在诸多方面无疑是大有裨益的。当然,在课堂教学双边活动的培养之下,当学生的学习能力有了一定程度的发展之后,他们的自主学习则不受时间、空间和形式的限制,根据需要随时可以进行或独立思考或合作探究,以充分实现个体在学习中的自主价值,逐步形成学习状态下的良性循环。在职校机械类教学过程中,我们可以把诸如“机器的组成”、“凸轮机构”等介绍性概念性知识,以及学生通过自学能够理解掌握的如“力的基本性质”等方面知识,以给出学习提纲的方式,放手让学生进行自主学习和合作探究,着力培养学生的自主学习能力。
【关 键 词】 课程建设;机械基础;教材开发
《机械基础》是一门从基础课程向专业课程过渡的专业基础课程,课程的教学内容直接影响到该课程能否在专业课程体系中发挥应有的作用。
在《机械基础》精品课程建设中,课程建设小组教师,熟悉本课程内容,在教研活动中与基础课教师、专业课程教师积极进行教学探讨,充分了解涉及的前段和后继课程,对将要教授专业的所有课程进行了比较清晰的系统了解。结合企业调研中,工程机械技术人员的建议,与兄弟院校合作,于2012年8月由人民交通出版社编制出版了这一本,不需增减,可以直接用来授课的一本新颖教材《机械基础》(图解全彩版)。现将教材的研发过程简单记录。
一、《机械基础》教材编写思路
教材研发思路主要从以下几个方面进行考虑:
1. 抓住学生兴趣点。从实例出发。始终以学生兴趣为导向。在每个章节中注重生产和生活实例结合。要多用“图解”,“图片+简要的文字说明”是最好的表达方式。
2. 编排顺序,根据多年教学,讲解中,按照从小到大:连接(零件)――机构――传动-轴系(零部件)――最后总体装配:减速器(机器);由浅到深:机械零件的结构、特点、应用――机械零件的精度与技术测量;由动到静:由机械部分到材料部分,学生在理解上可以更好的由直观到主观,由易到难,学生在学习中更容易接受,不会产生畏难情绪。
3. 简化原理阐述,剔除无用的陈旧内容和繁冗计算。讲究针对性、实用性和直观性。
4. 教、学、做有机结合。工作过程和认识过程兼顾,突出科学性和实用性。理论部分建议采用“行动导向教学”,结合多媒体教学,同时与操作部分、练习部分有机结合, 真正做到“做中学,练中学,学中做”,学以致用。
5. 难点部分:“机械零件的精度”,与操作部分“常用量具测量”有机结合,可以有效克服难点。
6. 保留简单计算:齿轮尺寸计算和定轴轮系传动比计算。针对学生实际,建议有效利用行动导向教学,用大量实例和相互学习及评价,在课堂内完成。
7. 每个单元的主体内容要求,具体参见教材编排大纲。
8. 对课后作业,精选基本知识点对应练习,真正做到以题巩固,学以致用。
二、《机械基础》教材编写过程
(一)前期调研
课题组多次召开教学研讨会,课题组成员、《机械基础》任课教师、基础课教师、专业课程教师积极进行教学探讨,充分了解《机械基础》涉及的前段和后继课程,对将要教授专业的所有课程进行了比较清晰的系统了解,对相关知识点进行专业论证。课题组成员利用假期,深入企业工厂一线进行实地考察,结合企业调研中,工程机械技术人员的建议,及对毕业学生的调查,做出初步的教材编写大纲。机械基础课程与其他课程的关系如下:
前期课程:
1. 《数学》为《机械基础》课程支撑的主要是基本计算能力、一些常用字母概念及单位应用能力。
2. 《机械制图》为《机械基础》课程支撑的主要是基本识图能力。
后期课程:
1. 《机械加工技术》需要《机械基础》课程支撑的主要能力是:尺寸精度、配合精度、几何精度的相关基本概念,相关的技术标准。游标卡尺测内、外径检验孔轴零件的尺寸精度和配合精度。外径千分尺测外径检验轴零件的尺寸精度。
金属材料的性能、黑色金属材料、有色金属材料、非金属材料等各类材料的分类和牌号,各类材料性能和实际应用,了解钢热处理的基本形式。
2. 《内燃机构造与维修》需要《机械基础》课程支撑的主要能力是:螺纹零件、键、销、联轴器和离合器等常用连接零部件及连接方法的特点、类型及适用场合,相关标准及选用方法。
平面四杆机构、凸轮机构等机构的组成、工作原理。
3. 《底盘构造与维修》需要《机械基础》课程支撑的主要能力是:螺纹零件、键、销、联轴器和离合器等常用连接零部件及连接方法的特点、类型及适用场合,相关标准及选用方法。
平面四杆机构等机构的组成、工作原理。
齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系、减速器、等传动的组成、工作原理、分类;齿轮传动、蜗杆传动、定轴齿轮系的传动比计算及简单选用方法;减速器的结构及简单拆装。
4. 《液压与液力》需要《机械基础》课程支撑的主要知识点是:齿轮传动的组成、工作原理;力学基础知识。
5. 《工程机械驾驶》需要《机械基础》课程支撑的主要能力是:螺纹零件、键、销、联轴器和离合器等常用连接零部件及连接方法的特点、类型及适用场合,相关标准及选用方法。
平面四杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等各类机构的组成、工作原理;各类机构的特点和生产生活应用实例;各类机构的工作运行情况;各类机构的组成构件的常用材料和结构。
带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系、减速器、螺旋传动等各类常用传动的组成、工作原理、分类;各类常用传动的传动特点和生产生活应用实例。
6. 《土方机械》需要《机械基础》课程支撑的主要能力是:联轴器和离合器等常用连接零部件及连接方法的特点、类型及适用场合,相关标准及选用方法。
平面四杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等各类机构的组成、工作原理;各类机构的特点和生产生活应用实例;各类机构的工作运行情况;各类机构的组成构件的常用材料和结构。
带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系、减速器、等常用传动的组成、工作原理、分类;各类常用传动的传动特点和生产生活应用实例;各类常用传动的失效形式、基本加工方法、组成传动的零构件的材料与结构;减速器的结构及简单拆装。
轴及轴承的分类、结构、材料、型号,轴系零件的定位方式。
7. 《桥隧机械》需要《机械基础》课程支撑的主要能力是:联轴器和离合器等常用连接零部件及连接方法的特点、类型及适用场合,相关标准及选用方法。
平面四杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等各类机构的组成、工作原理;各类机构的特点和生产生活应用实例;各类机构的工作运行情况;各类机构的组成构件的常用材料和结构。
带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系、减速器、等常用传动的组成、工作原理、分类;各类常用传动的传动特点和生产生活应用实例;各类常用传动的失效形式、基本加工方法、组成传动的零构件的材料与结构;减速器的结构及简单拆装。
轴及轴承的分类、结构、材料、型号,轴系零件的定位方式。
(二)教材编写研讨会
2011年12月17~18日,人民交通出版设在北京召开教材编写研讨会第一次会议,课题组负责人蒋丹与会。会议主要议题:
(1)研讨、贯彻新时期教材开发指导思想,以此为基础展开教材编写工作;
(2)汇报、讨论课程大纲及编写思路,修订和完善编写方案;
(3)确定编写分工及进度计划。在会上,与参编兄弟院校教师认真讨论课题组的编写思路与大纲,进行修订,定出《机械基础》教材编排大纲。并初步定出各个单元编写教师名单。
(三)教材编写、统稿、定稿、出版
2011年12月~2012年5月,由人民交通出版社牵领,主编蒋丹教师于2012年1月给出示范章节,并制定出计划,发放各参编院校。几个月内,主编教师与参编教师,频繁交流,积极沟通,编著教师积极、认真、敬业,用严谨的治学态度、准确的专业知识,在最短的时间内于2012年5月初完成各个章节的初稿。刘宏亮、王振华两位主审认真审阅,主编教师在一个月内顺利完成核实、校正,于2012年5月正式交稿。《机械基础》(图解全彩版)于2012年8月由人民交通出版社正式出版发行。
三、《机械基础》教材编排和学时建议分配
为方便各个专业学习,将教学内容模块化,分为除绪论外七大单元:连接、常用机构、机械传动、轴系零部件、机械零件的精度与技术测量、工程材料、力学。其中将“机械零件的精度与技术测量”“工程材料”和“力学”部分划为带“*”部分,各个学校、不同专业,可以视具体情况灵活选用。建议安排50~80学时进行教学。带“*”单元内容,为各个专业、学校视实际情况灵活选学内容。
【参考文献】
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关键词 机械基础;教学探索;直观性教学
中图分类号 G712 文献标识码 C 文章编号 1005―9646(2009)01―0121―01
《机械基础》是机械类的专业基础课,它包括机械传动、常用机构、轴系零件和液压传动四部分内容,综合性较强,需要对教材整合和探索,用适当的教学方法,方能收到好的教学效果,为此我谈谈自己的一些想法。
1 激发学生的求知兴趣
“兴趣是最好的老师”是调动学生探索知识的内在动力。教师应深入浅出,结合实际进行教学。教学过程中应注重鼓励学生大胆探究。质疑对学生的学习是重要的,心中有了疑问,也就有了一探究的动力。只有唤醒学生的问题意识,激起他们敢想、敢问、敢说的自信心。才能让学生的探究能力得到提高。
1.1结合生产和生活中的实例来调动学习的积极性。
结合生产和日常生活中实例来授课,比如从缝纫机踏板机构、汽车刮雨器、车门的启闭机构、讲解铰链四杆机构及演化形式的类型、特点及应用;从自行车飞轮、家用晾衣架引出棘轮机构;从电影机卷片机构、六角车床的刀架转位机构引出槽轮机构;汽车、普通车床的变速装置,齿轮传动和轮系的有关内容。不但激发了学生的学习兴趣,又调动了他们学习的积极性和主动性。
1.2利用实物、模型、挂图、参观等增加感性认识。
不能照本宣科,要利用现有的教具、模型等实物,在教学中使用教具、安排一定的实验环节,学生的学习兴趣会得到提高。这样生动、直观的形式,使学生带着一种好奇心进入教学中,参观斜口龙门剪床,则使学生对授课的齿轮、偏心轮的内容有感性认识,讲螺纹联接时,可以准备一些常用的螺纹联接件,如螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉等。讲到轮系时,可以带学生去汽车维修的教学实验室,看汽车变速器和差速器,学生对着变速器在教师的引导下总结出轮系的五大特点,把抽象的知识点演变成生动的、易理解的具体形象,教学活动水到渠成,达到事半功倍的效果。
1.3采用多媒体教学手段激发学习热情。
利用投影、幻灯、录像、计算机辅助教学等多媒体手段,使教学变得更加生动、形象,教师可以把有关内容做成课件,在计算机上边演示、边讲解。帮助学生理解这些机构的运动特性和工作原理。
2 调整教学内容,改进教学方法,提高教学质量
2.1 以“实用、够用”为原则,调整教学内容。
让学生更清晰地掌握所学知识。对有关内容进行适当的增减,将知识重新组合。比如,理论推导和繁琐计算可以不作要求,只要记住结论。会用即可。对新出现的国家标准,一些新技术、新工艺等内容要及时补充到课程中来,以培养学生的适应能力和发展潜力。
2.2变“以教师为中心”为“以学生为主体”。
教学的实质是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性。让他们参与到你的整个教学中去,激发他们的学习兴趣,才能提高教学质量。是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中,教师是学生学习的合作者、促进者,适当引导、点拨鼓励学生去动手、去思考、去归纳和总结,形成师生互动的教学模式,活跃课堂气氛,加深对知识的印象。取得良好的教学效果。
2.3注意培养学生的自学能力。
培养和发展学生的自学能力,把学到的知识运用到生产实践中去,解决生产中的实际问题。例如:联轴器和离合器的功用和类型通俗易懂,简单明了,可安排学生自学。老师可以把有关问题写在黑板上,规定适当的时间,让学生带着这些问题去阅读,找出问题的出处,然后对学生进行提问,看其是否找到了问题的答案,最后由老师和学生一起归纳总结出知识要点。归纳和表达使学到的知识融会贯通,我们再因势利导让学生的感性认识上升为理论,对提高教学效果和教学效率无疑是大有裨益的,自主探究学习让学生自主、独立地发现问题,通过实验操作与合作交流等活动,获得知识、技能。教学理论与实践都清楚地告诉我们,所有教学效果都是以学生是否积极参与、怎样参与、参与多少来决定的。培养学生的自学能力就是交给学生独立地打开知识宝库的金钥匙。自学能力的形成在很大程度上取决于学生的自信心和自学习惯的培养。