前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇机械原理讲解范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
机械原理作为机械与近机类重要的理论基础课程,在整个专业教学过程中占有重要的地位,不少学者提出了机械原理创新实验教学方法[1]。机械原理是在已学的工程制图、理论力学等基础课后开设的专业基础课程,通过机械原理的学习,逐步拥有把本专业所学知识运用于实践的能力。学生对机械原理基本概论与原理掌握程度直接影响后续课程的学习。而面对机械原理枯燥的概念性知识的讲解,虽然可以借助多媒体等一些现代化手段进行课堂生动讲解,但学生将所学知识运用于实际的能力较差。通过实验教学这一环节可很好的深化学生对基本概念的理解和掌握。传统的机械原理实验课程教学[2]多采用先对模型以及典型机构的观摩加深学生的印象,也有采用创新性实验设计的方式让学生在实验过程中动手做自己的实验,在部分学校实践教学中取得了较好教学效果[3]。针对我校现阶段所处的发展时期,在机械原理教学过程中为了提高学生的学习兴趣,加深课堂所学概念和原理的理解,提出了一种实验创新教学模式。
1 合理的利用学校现有资源
我校目前正处于机械专业发展的初期,在资源有限的条件下,为了给学生创造良好的学习条件,我们在做相关专业的某一个实验时,同时会向学生开放所有的实验室。实验室所有的设备器材都可以使用,例如我们在进行机械原理齿轮凸轮创新机构设计时,我们会提供齿轮凸轮传动机构的机构运动简图,以及齿轮的表达符号,同时开放齿轮凸轮柜(包括各种类型的齿轮与凸轮),齿轮范成法制造过程实验室,以及减速箱拆卸组装实验室参观具体的运动模型等等。这样整合所有实验室的资源,把实验室变成一个类似小工厂的模式。尽可能多的包括实验教学中的所有模型。其次,充分利用学校实验室配备的多媒体教学资源,在模型进行讲解的同时,作为实验老师,还会对所认识的机械结构或机构进行动画演示,然后让学生学习相关模型的动画制作。同样以齿轮凸轮创新机构设计为例,我们不但给学生讲解动画运动的机构运动原理,并教学生运用软件进行动画制作(采用软件进行动画制作教学过程使学生的学习兴趣有明显的提高),让学生在看演示听讲解的过程进一步对其工作原理有充分理解。
这样在实验教学过程中,不只是老师单调乏味的讲解自己的观点,通过这种动画制作的方式,增加了师生之间的交流,具有很好的互动性,使得实验气氛活跃,增加学生的学习兴趣。
2 充分利用学生的资源
现在的大学生基本上都有自己的学习电脑,遇到不会的问题第一时间都会到网上搜索,因此充分利用学生自己的资源也相当重要。机械原理主要侧重在对基本概论、符号、字母以及基本原理的理解掌握。为了提高学生的学习兴趣,在机械原理实验教学过程中,将参与实验的学生采用分组合作的方式,通过实验室的第一步讲解,以及动画的观看,课后会让学生回去制作自己设计方案,一般每4-5人一组设计一个可行的实验方案。实验方案不限制任何机构的选择,提倡学生在课外进行自主设计,并把自己的想法用简单的机构符号绘制出机构运动简图,并对其是否干涉以及自由度等进行运动原理的计算。同样像齿轮凸轮机构的创新实验,每一个小组的人员首先提出自己的设计意图包括自己设计的运动简图,在一起进行讨论,然后选择一个较为好的实验设计方案,进行运动动画的制作以及运动简图的绘制。并在下一次实验时对各组做好的机构模型进行拼接。
通过实验过程中学生课后自主设计过程的实施,提供了学生创新创作的广阔平台,使学生对所运用到的实验模型的的表示符号,机械运动原理的设计方法以及合理性计算有了更加深厚的理解和掌握。
3 实验室动手实践
机械设计过程理论和实践存在一定的差异,因此虽然每一组都有自己绘制好的机构运动简图,但在实验室进行具体拼接和装配的过程中,总是会存在这样或那样的问题。像齿轮凸轮机构的创新设计,不同的实验设计组提出的设计方案各不相同,但都会存在问题,最常见的问题有部分机构虽然原理上能行,一个自由度一个驱动机,但凸轮就是不能动;还有就是有的同学在设计机构时由于运动链条数过多造成计算自由度选择原动机数目不准确。在这种情况下,一方面,促使学生反思自己设计方案上的问题,在设计小组内进行的讨论,以寻找解决问题的方法,另一方面,指导老师根据自己的实践经验和知识积累,指导帮助他们从哪些地方去寻找问题的根源并解决问题,从而使所设计的机构能到达预期的目标。
通过讲解和学生自己动手创作过程后,在实践过程中让学生感受理论知识与实践工程操作的区别,体会工程实践中并不是所有设计好的机械原理图都能转化成所需要的运动机构,促使学生从实践中不停的反思,培养学生创新设计思维与解决工程实际问题的能力,同时培养学生工程实践当中的团队协作能力,增加师生之间的互动,在通过这样一系列实验设计课程锻炼后,加深学生对机械原理中知识链的理解和掌握。
4 总结
通过采用上述的创新实验教学模式,一方面,充分利用了学校对学生开放的实验室资源和学生自己拥有的资源。另一方面,通过分组自主创作的方式,充分调动了学生学习的积极性,提供学生课后创新创作的广阔天空,提高学生的创作兴趣,锻炼学生的团队协作能力,增加师生互动提高学习效率。通过多组机械班的实验教学,对其中创新性实验设计采用该实验教学模式,取得了较为满意的教学效果。明显提高了学生的学习兴趣,学生表现出对机械原理中基本概念理解清晰,对常见符号以及对机构运动简图的识图制图能力运用自如,并能根据工程实践合理的选择相应的机构。基本能达到学以致用的效果,使学生具有根据实际问题提出具体可行的解决方案的能力。
【参考文献】
[1]牟萍,文宁,凌丹,杜丽.挖掘创新点,促进机械原理实验改革[J].实验技术与管理,2010(4).
[关键词]机械原理 教学改革 工程 ADAMS
[中图分类号] TH111;G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)05-0103-02
机械原理是机械系一门重要的专业基础课,它主要研究机械的设计以及力学分析,为机械设计过程中的方案设计阶段服务。由于方案设计在机械设计中占据着举足轻重的地位,所以机械原理就成为机械类学生一门十分重要的课程,也成为考研的专业课之一。
但是在几年的教学过程中,笔者发现,机械原理的讲授内容有很多已经过时,在工程设计实践中几乎没有用处,而我们却花费了大量的时间来做仔细的讲解;而对于工程急需的部分内容,我们却很少涉及;另外,我们过于强调分析而忽视了设计,导致学生学完机械原理以后,甚至简单地以为机械原理只是理论力学的延伸,是理论力学的一种应用;最后,课程设计内容几十年来都在做牛头刨床的力分析。虽然我们也追加了某种机器的方案设计部分,但是因为课程设计时间少,学生实际上把大量的精力耗费在力分析上面,而对于方案设计只是匆匆带过,这实际上混淆了机械原理的主要目的,又起到一种误解作用。
针对上述情况,许多机械原理一线教学的老师都提出了自己的改革方案,有些老师把许多计算机软件如AutoCAD,PRO/E,ADAMS,RecurDyn, MATLAB等引入机械原理的教学中,[1-3]有的对机械原理的内容进行重新组合分块而加强学生的动手部分,[4]有的对于课程设计给定了多种题目,并采用先进的计算机虚拟设计手段来进行课程设计。[5]笔者在上述方法的启发下,也进行了一些教学改革,改革的主要目的是面向工程,希望机械原理能够真正地为工程设计服务。下文对笔者的一些改革进行简要介绍。
一、设计与分析地位的界定
机械原理总体上分为两块内容:机构的设计以及力学分析。机构的设计包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和轮系的设计。而力学分析部分包括:运动分析、速度波动分析、力分析、机械效率、机构的平衡。
在工程师的实际设计中,我们发现,他们很少用到分析的内容,如果用到机械原理,主要是在进行机构的设计。所以,从工程实际应用而言,机构的设计部分应该占据主导地位。但是我们的传统教学却习惯于从分析开始,在介绍了机构的结构分析以后,就花费了很多时间介绍运动分析、力分析、机械效率、机械平衡、速度波动的调节,让学生感觉好像在学习理论力学,只不过把解析法换成了图解法;而对某些内容只是感觉比理论力学处理的对象更多一些,方法都来自于理论力学。学生要到第8周才开始进入机构的设计部分,此时学期已经过半。这给学生造成一种强烈的感觉,机械原理就是理论力学的延伸。显然,这是一个误区,对于学生正确地理解机械原理的核心是不利的。
传统的教学方法对分析部分花费了太多的精力,而实际上,这些内容在实践中用处不大。运动分析这一部分,是当机构处于某个位置时,用作图法把构件的速度和加速度求出来。在实践中需要面对的一般都是整个周期,需要得到整个周期内的加速度,用图解法会相当困难,所以在工程设计中几乎都不会用到这种方法。对于力分析更是如此,力分析要求在运动分析结束后拆分杆组,再用动静法来进行静力分析,过程十分繁琐,在设计实践中不可能使用。换一句话说,这种方法只具有理论上的意义。但这并不意味着这些内容不需要,应该尽量简化,只阐述其思路就足够,并不需要花费很多时间。
对于运动学花费太多的教学时间的结果,导致机构设计部分这个主体内容课时被压缩,学时显得相当紧张。因为没有充足的时间来讲解这部分内容,最后的方案设计部分有些老师甚至都来不及展开,就进入了课程设计阶段。这样,学生甚至都没有弄清楚机械原理就是用来做方案设计的,这对于他们理解机械原理的作用显然是不利的。
有鉴于此,笔者以为,从为工程服务的观点出发,机械原理应该强调设计而适当降低分析的地位。在机构的结构分析介绍完以后,应该马上进入机构的设计部分,以便让学生明白机械原理就是来做机构设计的。应花费11周左右的时间后,对于力学分析部分用3周共6次课左右结束,基本上相当于一次课结束一章的内容。这样,就有充足的时间用来讲解机构的设计内容,使得机械原理的教学内容能够真正对工程设计发挥作用。
二、机构设计部分的讲解方式
机构设计包括两块:简单机构的设计及机械系统的方案设计。简单机构的设计包括:连杆机构、凸轮结构、齿轮机构的设计以及轮系传动比的计算。对于每一块内容,应该分成三个部分来讲解:理解、设计与分析。
理解,就是迅速接受前人在这种机构设计方面所积累的经验。比如连杆机构,第一步就是理解,弄清楚各种连杆机构的关系以及它们在工程实际中的应用;对于凸轮机构,弄清凸轮机构的类型及其应用;对于齿轮机构而言,理解占据最重要的地位,因为齿轮机构的正确啮合条件、无侧隙啮合条件、定传动比条件都是很重要的内容,通常老师都会花费不少精力在这一块内容上面。
设计是主体。连杆机构的设计,是机械原理的重头戏。传统的设计方法是老师用粉笔+直尺+圆规进行的,这实际上很不方便。在实际工程设计中,设计人员不大可能用铅笔、直尺来设计,而AutoCAD是他们最常用的工具软件,所以,用AutoCAD来进行机构的结构设计是最合适的方式,这使得他们日后在需要时,很自然地就用AutoCAD来做方案设计。另一个方面,用AutoCAD进行连杆机构的设计比直尺、圆规要优越很多。如刚化反转法是连杆机构设计的重要方法,手工操作十分麻烦,而用AutoCAD则轻而易举。基于AutoCAD的种种优越性,笔者强烈建议,教师在上课时就直接用AutoCAD来进行连杆机构设计的教学,何况在使用多媒体以后,用AutoCAD可以放大比例看清楚其中的每一个细节,这都具有黑板教学不可比拟的优越性。
凸轮机构的设计,也建议以图解法为主,此时仍旧是用AutoCAD教学。以图解法为主的原因是,这种方法能够清晰地说明原理。而对于凸轮机构的设计而言,弄清楚原理相当重要。至于解析法,把公式推出来后,说明其意义就可以了。齿轮机构的设计则强调是根据中心距和传动比来设计齿轮机构的,这也是设计中最经常出现的问题。
三、课程设计的处理
课程设计通常包括两个内容:牛头刨床的动力分析和飞轮的设计,以及某机构的方案设计。课程设计一般是一周的时间,前者在课程设计中通常要花费4-5天左右,由于时间关系,方案设计只能草草地做两个机构运动示意图。显然,这并不符合机械原理教学的主要目的。
机械原理教学的主要目的是教会学生做方案设计。最后的课程设计内容应该强化这一点,但是现有的教学方式却没有突出这一点。由于把主要时间花费在牛头刨床的动力分析上面,让学生误以为机械原理的主要目的是做机构分析的,这显然并不利于学生对于机械原理主要内容的把握。另外,由于时间的限制,学生对于所做的方案设计基本上只是画出一个示意图,都没有确定一些主要尺寸,这使得方案设计做得很草率。
课程设计同样应该强化机构设计部分,对于传统的牛头刨床的力分析部分,建议使用ADAMS来做辅助计算,这是比较实际的方式,一般学生建模结束后,最多一天的时间就可以用ADAMS做完飞轮的设计,从而有足够的精力来做机械系统的方案设计。至于方案设计本身如何处理,许多研究者已经提出了较为成熟的改革方案,这里不再赘述。
四、结语
机械原理作为一门重要的专业基础课,从其根本意义上来说,是为方案设计服务的,但是传统的教育模式并没有突出这一点。在授课时强调设计而弱化分析,在设计时突出用AutoCAD来绘图而少用手工绘图,在课程设计中加强方案设计而用ADAMS来进行牛头刨床的机构分析,这会加强设计的成分,而且所用的方法可以切实在工程设计中发挥作用。本文采用上述方法进行了机械原理的教学改革,取得了较好的效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 车焕文.Pro/E在《机械原理》教学中的应用[J].中国科技信息,2011(2):185-186.
[2] 陈奇,朱家诚,公彦军.将计算机软件引入机械原理教学的探索与研究[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2011(1):145-148.
[3] 肖启明.RecurDyn在机械原理教学中的应用研究[J].重庆三峡学院学报,2011(3):135-137.
机械工程学科的研究生,大多数来自机械工程及自动化本科专业,一般具有较扎实的机械专业的基础,在“机械设计、机械制造”领域具备一定的专业知识,但是电子方面的基础知识却比较薄弱,许多研究生连常识性的电子知识都不具备,甚至对“测量”、“控制”领域一无所知。因此需对其在电子技术、计算机技术、机电系统集成技术等方面进行专业培养。由机械电子系统的构成要素可见,机械电子工程技术一般包括六大共性关键技术:机械技术、传感检测技术、计算机与信息技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统集成技术。如图1所示。因此,机械电子工程的教学将以机械电子工程的原理与系统设计为主线,在上述各关键技术为主要模块深入展开,而在每一关键技术中,又分别设置三个层次的教学内容:基础要求模块、较高要求模块、高要求模块,形成“一纵三横”的模块化结构。模块化教学设计很好地实现了引导学生根据自身条件及科研需要有针对性地选择要学习的内容,做到因需施教,因材施教。
2“一纵三横”的模块化教学
“一纵”是指按机械电子工程原理与系统设计为主线的纵向结构,具体包括:传感检测技术模块、计算机与信息技术模块、自动控制技术模块、伺服传动技术模块、系统集成技术模块。“三横”是指在每个技术模块中又细分为三个层次的教学内容:基础要求模块、较高要求模块、高要求模块。具体内容如下:传感检测技术模块:基础要求模块包括传感与测试技术基础知识(传感器的基本构成、传感器的静态数学模型及其静态特性指标、传感器的选用),机电系统最常用的位移检测(光栅传感器、绝对码编码器、增量码编码器),力学量检测(应变式多维测力弹性体、扭矩传感器等),视觉检测(线阵CCD和面阵CCD的基本原理)。较高要求模块包括双目视觉检测的基本原理及标定,触觉传感器(指端应变式触觉传感器、多功能触觉传感器)。高要求模块包括机电测试新技术,现场总线系统,虚拟仪器技术,多传感器数据融合等。计算机与信息技术模块:基础要求模块包括计算机控制技术基础,计算机控制系统的组成、分类,及常用控制器(工控机、PLC、单片机),软件方面要求测量数据的预处理,数字滤波,线性化处理,标度变换。较高要求模块包括PLC、单片机的应用高级技巧。高要求模块包括PMAC原理及应用,基于DSP的运动控制及DSP运动控制卡。自动控制技术模块:基础要求模块包括PID控制算法的基本原理,标准PID算法的改进,数字PID参数的选择。较高要求模块包括模糊控制,模糊控制的定义及特点,模糊控制系统的组成,模糊控制系统的基本原理,应用模糊控制算法解决实际问题。高要求模块包括其它先进控制方法,如智能控制、自适应控制、模型预测控制、神经控制等。伺服传动技术模块:主要讲解直流电动机、交流电动机、步进电机及其控制。基础要求模块讲解三种电机的基本原理、机械特性及最常用的控制方法。较高要求模块讲解更深一层次的原理,如直流电机的电枢电动势、电磁转矩,交流电机的旋转磁场和定转子的电路分析,变频控制的原理及实现方法,步进电机的磁阻最小原理等。高要求模块讲解三种电机的先进控制技术,如直流电机的双闭环控制、交流电机的矢量控制等。系统集成技术模块:基础要求模块主讲机电系统各模块之间的级联设计,重点讲解模块之间的电气性能的相互匹配、信号耦合、时序配合、电平转换接口。较高要求模块主讲机电系统的电磁兼容技术,重点讲解接地技术、屏蔽技术、共模干扰的抑制、差模干扰的抑制、供电系统抗干扰、印刷电路板的抗干扰等。高要求模块重点讲解软件抗干扰技术,如软件冗余技术、软件陷阱技术、“看门狗”技术等。
3以案例为载体,推进模块化教学设计
针对上述的模块化教学内容,设计了针对不同教学内容相应的数字化资源,建设了课程网站,开发了多媒体课件,设计了多个教学案例。在典型的机电一体化的应用领域,将“加工中心”、“工业机器人”、“自动导引车”、“汽车防抱死刹车系统”制作了教学案例,并对一些复杂系统进行了分解设计。采用单片机进行直流电机控制、采用PLC对交流电机进行变频控制,基于MATLAB的模糊控制仿真等案例模块在教学中起到了很好的效果。通过这些案例,是将机械电子工程领域的科研成果及前沿技术引入教学,最大程度地吸引了学生的学习兴趣,激发了研究生的学习动力。
4结语
关键词:机械设计 教学体系 创新
机械设计是机械类专业的一门重要技术基础课程,能够培养学生的工程设计能力。因此,应当加大机械设计教学体系的创新力度,培养学生具有分析、解决工程问题,设计、创造新的机械装备的能力,为国家培养更多机械设计创新性人才。
一、目前机械设计教学体系存在问题
目前机械设计教学体系主要出在以下几方面问题:①教学内容过于庞杂。目前,机械原理和机械设计是解析设计教学的课程内容,同时机械设计也包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容,所涉及到的知识面相对较广,同时教学内容也相对零碎,且与其他课程存在较多交叉重复,例如机械设计教学中的螺纹联接、键联接等相关教学内容明显与少而精的教学原则相悖。如减速器的类型、样式和设计参数要求和机械制图中的减速器设计相关知识存在着较高的重复率,既失去了机械设计的学科特点,同时又浪费了教学时间。②无法适应时代的快速发展。目前,很多院校的机械设计教材存在着内容庞杂、理念陈旧、脱离工程实践、跟不上时展以及深度不足等问题。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求,同时也应当具备系统性。社会性以及经济性,并能够随着社会的发展,提出更多满足实际生产需要的新设计理论和设计方法。目前,很多院校的机械设计教学对设备结构、设备的强度和运动学更新等相关技术内容较为注重,在一定程度上忽视了能源、环境方面知识在教学中的渗入以及安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素,导致机械设计理论教学与实践之间出现严重的脱节。③教学方式过于陈旧、落后。一些院校在教学过程中在机械设计教学中仍然采用教师将书本知识和相关原理一讲到底,学生对知识死记硬背的传统灌输式教学方式,并未在实际教学中辅以相关知识或原理的挂图来进行补充讲解,以加深学生的相关知识或原理的理解,同时缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学,也并未留给学生进行问题独立分析和思考的时间,在一定程度上影响学生对课堂相关知识或原理的理解和掌握,同时在一定程度上还阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此,应当对机械设计教学体系进行创新。
二、创新机械设计教学体系措施
(一)调整教学内容
院校开展的机械设计各项教学内容都应当紧贴实际,注重整体性、实践性以及创新性。目前,很多院校的机械设计新生缺乏机械方面相关基础知识,因此,机械设计在教学中应当调整教学内容,坚持适度、够用的教学原则,避繁就简、突出重点、深入浅出。一方面,应当做到精简,对机械设计教学的传统性、叙述性内容进行压缩,尽量减少机械设计教学中相关理论知识的重复,同时在相关教学环节中,如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等教学环节,融入机械教学相关理论知识。另一方面注重知识的整合。在机械设计的实际教学中,可以将理论力学、材料力学与机械零件的相关知识点进行整合。此外,在机械设计的教学过程中还应当注重知识点的增设。在充分考虑知识点的系统性和完整性时,可以增设以电、液为动力的机构组合,结合实际的典型机械等新内容,使学生全面认识现代机械,以适当前生产实际需要,方便计算机辅助设计的应用和推广。
(二)加强学生能力培养
机械设计是一门极具实践性的课程,在进行过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养,以培养学生的技术应用能力为主要教学目的,同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。在实际教学过程中,教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式,在讲解相关理论知识或原理时,注重培养学生总结结论的能力,同时在相关知识或原理的讲解时融入其在实践中的应用,坚持产、学、研相结合的方向,体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。
(三)创新教学方法
目前,大多数院校都是面向全国招生,导致机械设计学生的相关实际机械知识参差不齐。因此,在机械设计的实际教学过程中,应当注重教学方法的创新。教学在教学过程中应当加强直观教学,在学生学习相关理论知识或原理的同时,让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸,提高学生相关知识或原理的实践性。同时,教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术,并借助计算机和互联网,利用虚拟现实技术和仿真软件系统,来开展机械设计的现代化、立体式教学。此外,教师在机械设计的实际教学中,应当尽量减少相关知识或原理的理论推到,同时运用例证来讲清思路,加深学生对相关理论知识或原理理解,提高课堂教学效率。
结束语
目前,我国机械设计教学体系仍然存在着教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发以及教学方式过于陈旧和落后等问题,因此,在机械设计实际教学过程中,应当调整教学内容,加强学生能力培养,同时不断创新教学方法,为国家培养更多机械设计创新性人才。
参考文献:
[1]韦林,陈勇棠,刘驰等.机械创新设计能力培养的探索与实践[J].机械职业教育,2009,(10):13-14,28.
[2]徐广红,刘静,付群峰等.基于创新能力培养的机械设计类课程教学体系改革与实践[J].江西理工大学学报,2009,30(2):61-63.
[3]付晓莉,张伟杰,车江宁等.机械设计实验教学体系的创新与实践[J].实验室科学,2009,(4):20-22.
【关键词】机械原理 课程 设计
机械原理课程设计的主要目的是为学生在完成课堂教学基本内容后提供一个较完整的从事机械设计初步实践的机会。《机械原理课程设计》的编写宗旨就是指导学生能在短时间内,将所学的机械基础理论运用于一个简单的机械系统,通过机械传动方案总体设计,机构分析和综合,进一步巩固掌握课堂教学知识,并结合实际得到工程设计方面的初步训练,培养学生综合运用技术资料,提高绘图、运算的能力。同时,注重学生创新意识的开发。
1 目前在机械原理教学中存在的一些普遍问题
1.1教学内容乏味
就现阶段的机械原理教育课程来看,教学的内容非常乏味,主要原因就是因为部分老师在教学时只针对书本上的内容进行讲解,从不去扩展,这样就限制了学生的思维,使他们的思维发散不出来,限制了其想象力。但是机械原理是机械专业的一门重要的基础课程,对于学生日后的关于机械方面学习很重要,如果只是讲解书本上面的知识,涉及的内容就十分有限,这样学生对于这一方面的理解就会被限制在了书本上,根本拓展不开。
1.2需要做的修改
长期以来,各校在“机械原理课程设计” 中尝试了不同的教学改革。进入21世纪后,我国高校机械原理课程设计的教学改革更是进入新一轮。各校对“机械原理课程设计”的目的、内容、方法、题目、组织形式作了深入研究,探索机械原理课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、创新设计和解决工程实际问题能力,提出适合创新人才培养目标的机械原理课程设计实施方案。这些教学实践为“机械原理课程设计”课程教学改革提供了理论准备。本文旨在总结各校近年“机械原理课程设计”课程教学改革成果的基础上,探索机械原理课程设计进一步改革的方向。
1.3机械原理的重要性
在机械原理的理论教学中,尽管可以安排一些实物、模型、甚至录相,增加学生的感性认识和实践知识,但是光有这些是远远不够的。在机械原理实践环节教学中加强学生对机构、零件结构和机械设计等工程实践知识的认识和对仪器设备的动手操作、机械结构的装拆等实际动手能力的培养,是对理论课程教学不足很好的补充和完善。其次可以培养学生的创新和综合设计能力。
2机械原理课程设计的教学改革与实践
机械原理课程设计主要侧重于机械运动方案设计而机械方案设计是机械设计乃至以后的制造和使用最关键的阶段是决定机械产品质量好坏、性能优劣和经济效益高低的关键步骤其创新特性效果如何直接影响机械产品的功能质量和使用效果。因此我院的机械原理课程设计也经历了“机构的图解法分析机构的解析法上机分析机构创新设计”三个发展阶段。我们把培养学生设计思维能力和创新设计能力同时兼顾培养学生基本设计能力和应用计算机进行工程设计能力作为机械原理课程设计教学改革的宗旨。
2.1选题
传统机械原理课程设计教学模式中仅仅以指导书为蓝本教师的程序化指导贯穿始终。其题目一般是由教师指定几个具有代表性的题目如半自动平压模切机。为了充分发挥学生的主动性如今的选题原则是在不脱离机械原理课程内容的基础上学生根据其兴趣、爱好和能力自由选择这样就大大激发了学生的创新意识。有很多学生的创新设计题目极具研究和应用价值。创新需要基础素材没有丰富的基础知识就不会有创新成果出现。因此我们将课程设计提前布置使学生在学习机械原理课程时能有的放矢的认真学习、研究相关章节内容。因为他们知道这些知识对他们学期末进行课程设计大有帮助这样又反过来促进了学生学习机械原理课程的积极性和主动性。
2.2设计过程的控制与要求
在进行机械原理课程教学的同时,就让学生对课程设计进行选题并说明整个设计过程的要求。这一阶段为分散教学,要求学生选题并提出多个运动方案。在集中设计阶段,第一天完成多个运动方案的评价与优选,确定本课程设计的运动方案;第二天,确定机械的总体尺寸,给出各执行机构与传动机构的初选尺寸,绘制机械系统运动简图,编制机器运动循环图;第三天,对所选机构进行运动分析,绘制运动线图;第四、五天,编写设计说明书,进行答辩。由于严格要求按给定的时间进度设计,所以,绝大多数学生都能按时完成任务。在机构的评价与优选过程中,采用个人、教师及学生小组的多层次的机构评价和优选方式,既发挥了学生的主动性,又加深了学生对各种运动方案的认识,同时还加强了学生的团队协作意识。课程设计说明书作为一种技术说明书,强化其编写工作,可以提高学生在以后的实际技术工作中,编写技术报告、可行性论证报告和产品说明书等技术文件的基本技能。所以在课程设计过程中,对如何编写课程设计说明书,给出了详细的写作要求并提供了写作样本。我们运用公开、透明及自评、互评及教师评分相结合的评价方式,对学生的课程设计进行评分。首先,学生对自己的设计进行说明及展示设计说明书,并对自己这的课程设计进行自我评价;然后由同学对其进行质询与评价;最后,由老师进行讲评并给出成绩。这样,使学生体验主动参与、自由发表个人见解,并认真听取他人意见的学术气氛,并学会用理性与公正的态度评价自己和他人的工作。
3结束语
机械原理课程设计教学改革是进入21世纪后,面向创新人才培养,我国工科课程教学实践环节改革的成功尝试。全国高校围绕机械原理课程设计所进行的教学实践,无论对于机械原理精品课程建设,还是深入开展包括机械学科在内的工科课程体系教学改革,都富有借鉴意义。机械原理课程设计的各种教改尝试,既有鲜明的主线,又各具特色。既有成功验,也有需要探讨、摸索之处。因此有必要总结、梳理,以利进一步改革。
参考文献: