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关键词:机械设计 实践教学 双师型教师
《机械设计基础》是高职院校机电类、机械类和近机械类专业的一门主要的专业基础课,对于学生学习专业课程起到承上启下的重要作用,是机械或近机械工程师的必修基础课程,高职机械类或近机械类学生一定要学好这门课程。而现阶段大多数高职院校机械设计基础课程的总体教学效果都不太理想,其原因是多面的,如课时减少、内容陈旧、教师教学方法不当以及学生学习不认真等。为改变此现状,对机械设计基础课程教学改革进行探讨已十分必要。笔者结合自身的教学经验,就改善高职机械设计基础课程教学效果,教师在教学中应注意些什么作几点探讨。
1. 合适的教材
选择适宜的教材对于保障学生的学习效果非常重要。国内各高职院校原有的《机械设计基础》系列教材,在结构体系上是分散地介绍各种机械零件和机构的知识和设计方法,只见局部,不见整体;从内容上看,旧教材很多地方显得陈旧和落后,缺乏工程应用实例和背景的介绍。合适的高职机械设计基础教材应以简练、实用为主要特点,旨在提高学生实践能力为原则,辅以对机械设计最新方法和成果的介绍,以利学生开拓视野,了解机械设计发展的最前沿。
2. 科学的教学方法
采取恰当的教学方法是保证机械设计基础教学质量的关键。以前甚至现在,多数高职机械设计基础教学基本上沿袭传统的授课方法――“板书+讲解”,教师在台上费劲地讲解,学生在台下不知所云。这种古板的、教与学严重脱节的教学方法尤其不适应现代高职学生对此门课程的学习。尝试新的、科学的教学法势在必行。比如任务驱动式教学法:在上减速器装拆实验课时,可以把学生分成小组,每个小组先承担不同的任务,等任务完成后先总结心得、交流;然后再互换任务,完成后再总结交流。让学生做教学的主动人,教师做主导者。在教学过程中,学生的积极性大大提高,教学效果明显好转。
3. 多样、有效的教学辅助手段
在教学过程中使用多种行之有效的教学辅助手段使教学事半功倍。机械设计基础课多数内容理论性较强,同时高职学生学习基础一般较差,再者部分院校的教学条件所限,学生动手机会较少,在教学过程中学生普遍感觉较难。在学校条件允许的前提下,教师在上课时应尽可能使用实物模型、图片录像等,以使学生加深感性认识。特别是应学会制作、使用计算机课件,配以多媒体技术,将在课堂上难以用语言描述的结构、运动过程等用动画形式直观体现出来,使学生一看就懂,迅速提高教学效果。
4. 丰富的实践教学
足够课时的实践教学是提高教学效果的有利保证。机械设计基础是工程实践性很强的专业基础课。在保证课堂教学质量的同时,教师(学校)应多开展实践教学。各学校可根据实际条件来进行教学,做实验、进工厂或科研单位参观实习等均是非常有效的办法。很多高职院校采取两年在校学习,半年至一年在工厂实习的学制,现在看来教学效果还是比较好的。
5. 双师型教师
理论和工程素质俱佳的现代高职教师――双师型教师,是保证高职学生学好机械设计基础课程的前提。许多教师特别是年轻教师没有机会参加真正的工程实践设计,实践经验不足,工程意识较单薄,在教学中往往照本宣科,不能理论联系实际,课堂教学显得死板而不活跃,影响学生学习兴趣,很难保证教学质量。高职教师须重视自身工程素质的培养,多利用机会去工厂等一线生产单位参观、学习,努力使自己成为理论和动手能力都在行的双师型教师,从而在教学过程中从容面对学生。
6. 公正的考核
以前大多数教师(学校)对学生的学习成绩评价较为简单,通常是试卷成绩占70%左右,平时占30%左右。这里的30%大都由课堂表现、出勤率等构成,而实践成绩基本不包括(可能根本就没有上过实践课),这样的评价方法是不公正、不恰当的。针对高职学生的特点,机械设计基础课程的最终成绩,其中实践成绩占的比例应该提高,笔者认为50%较好,以实验作业、工厂实习表现等为依据。
7. 学生的自学能力
科学技术日新月异,新的机械设计技术也在不断被开发出来,书本上的知识永远跟不上现实技术的发展,高职教师应注意对学生自学能力的培养。教师在教学过程中不要大包大揽,要有计划地安排部分内容让学生自学,及时进行指导,多表扬和肯定,使学生在不断的成功体验中建立学习自信心,逐渐养成自学的习惯。平时注意把生活中的有关机械设计的细微发现与学到的专业基础知识结合起来,真正做到理论联系实践,提高学习效果。
结束语
在学校尽可能保证教学条件的前提下,高职教师转变教学观念,全身心地投入到高职专业基础课教学中去,在教学过程中尝试做到以上几点,并加以改进、完善,师生积极配合,笔者相信,提高高职机械设计基础课程的教学效果并非难事。
参考文献:
关键词:专业课 创新教学
进入21世纪,面对新的形势和新的要求,必须要进行教学创新,这在教师中已经形成了共识。一谈到课堂教学创新,很多人都会想到利用计算机等现代化教学媒体进行教学,但在长期的教学过程中,大量使用现代化教学媒体受到多方面因素的制约,例如学校的硬件设施是否足够,教师是否有熟练应用现代化教学媒体的能力,教师是否有足够的时间去制作课件等等。那么如何在教学手段受限制的条件下,结合机械专业课的特点,对课堂教学进行创新呢?笔者结合自己的教学提出自己的看法,愿与同仁们共同商榷。
一、教学目标的创新
在传统的教学过程中,教师依据教学大纲和教材进行教学,教学活动依据教材内容顺序进行,教材中的知识点在教学过程中都要体现出来,教学目标也是依据教材内容来确定的。这样很难避免在教学中以传授知识,甚至是简单记忆为主要教学目标的现象。教学目标的创新,要求教师能够首先明确学生的培养目标、社会对中等职业学校学生的要求,结合学生的自身特点,设计出本课程的教学目标,最终分解到每一次课的教学过程中去,并根据此目标组织教学。
以机械专业课中的《机械制图》为例,其教学内容主要由画法几何和机械制图两部分组成,其主要目的是培养学生的绘图、看图能力。我们对机械专业学生的培养目标是具有一定素质和技能的机械类技术工人,社会对中等职业学校机械专业学生的要求也是“来者能干”“一干就好”,而学校招生的学生总体素质并不高、基础较差,因此,笔者确定“掌握概念、强化应用”的教学目标,去除类似画法几何里面转换等繁杂的内容,以必须和够用为度组织教学。
二、教学内容的创新
面向21世纪的教学改革,注重学生能力和素质以及创新意识的培养。从这个角度看,要求教师以培养能力为目标确定教学内容,而不是依据教材内容、知识体系来挖掘培养什么能力。在实施教学过程中,教师应该根据能力培养的教学需要和最新的专业发展技术对教材内容进行增删和结构调整。同时,也不要过分强调课程自身的体系,而是要对课程与相关课程进行整合,建立新的教学内容和课程体系,逐步由狭隘的专业对口教育转向适应性教育。
以机械专业课中的《机械设计基础》为例,其教学内容包括机械中常用机构和通用零件的工作原理、运动特性、结构特点、设计计算等方面。由于职业学校培养的不是专业设计人员,因此笔者在教学过程中将大量的专业设计计算的教学内容删除,而增加各种机构的结构特点和变化情况,让学生了解机构在应用过程中可能出现的问题,并让学生考虑如何避免和解决。另外,在教学过程中,将本课程与《机械制图》《机械基础》《金属材料学》《金属工艺学》等相关课程进行整合,形成机械应用的相关知识体系,培养学生对知识的理解和应用能力。
三、教学方法的创新
教学是教师传授和学生学习的共同活动,教师和学生是教学过程中的两个主体。单调机械地教师讲学生听的单向传输形式必须打破,应采用师生互动的双向教学形式。
首先,建立多种学生课堂组织形式,改变一直以来保持的“秧田式”的组织形式。这样,一方面让学生有一个新鲜的学习环境,激发学生的学习兴趣;另一方面,可以充分发挥学生之间的互助学习力量,相互帮助,共同提高。笔者在《机械制图》“组合体”教学过程中采用四人坐在一起的“分组式”,《机械基础》“带传动”教学过程中采用教师在中心,学生在四周的“环绕式”,都起到了较好的教学效果。
其次,采用能充分发挥学生主动性、创造性、参与性的教学方法。教师要尽可能让学生通过观察、讨论,独立地去发现问题,抓住问题的实质,从不同的方面、不同的途径去探索解决问题的方法,鼓励学生进行发散性思维,诱导学生提出自己的见解和方法,充分发挥学生的自主学习能力,使得学生在将知识牢牢掌握的同时,拓展了学生的思维空间。笔者在《机械基础》“链传动”教学过程中,让学生自己拆装自行车上的链条,在实践中掌握链的结构和传动特点。
再次,营造以学生为中心的课堂氛围。教师在课堂中要尊重学生的观点和问题,鼓励学生提问、概括、陈述、假设和总结,高度评价学生的积极参与。同时,教学中师生要积极开展双向交流,各抒己见,彼此阐明对问题的认识和看法及理由,平等、公正地进行讨论和验证。对学生的错误观点不要冷嘲热讽,要消除学生特别是后进生的“恐惧”心理,营造学生可以自由发展的宽松氛围。
最后,设计具有一定研究性的课外作业。课外作业是学生巩固知识、拓宽视野的重要途径。当课外作业具有研究性和探索性时,会激发学生对知识的探求兴趣,培养学生良好的学习习惯,开拓学生的思维空间,培育学生的创新能力。笔者在《机械制图》教学过程中曾要求学生制作“只具有一个面的物体”和“由一面一线构成的物体”等课外作业;在《机械设计基础》教学过程中提出“设计爬楼自行车”的课外作业,学生为此自行成立了研究小组,提出了很多设计方案。其结果不是主要的,但达到了“激发兴趣、拓展思维、提高能力”的目的。
四、教学评价的创新
传统的教学评价都是通过一张试卷来决定,这在很大程度上不能客观地反映学生对专业课的学习情况和所具有的专业能力,更不能反映出学生是否已经达到了专业培养目标,满足社会对他们的要求。从这一角度考虑,必须改变“一张试卷定终身”的评价方法,让学生把注意力从对知识的记忆转向对知识的理解和应用上,教师要依据专业培养目标和专业课本身的特点,结合学生的实际情况,设计出对学生的评价标准,让学生通过努力能够达到基本要求,满足社会对他们的需要。
“教无定法”,教学创新的方法和途径很多,只要具有很强的责任心、不断进取的精神、强烈的创新意识,转变观念,勇于创新,敢于探索,就一定能在课堂教学中充分发挥学生的主动性和创造性,培养出具有一定社会适应能力的职业学校学生。
参考文献:
1.《机械基础》(第三版).中国劳动社会保障出版社,2001
2.《职业技术教育》.吉林教育出版社
摘 要:生产实习是机械设计制造及自动化专业学生培养中的一个重要的环节,是促使学生从理论知识到实践能力、素质转化的重要途径。要做到这一点,首先要加强实习基地建设,采用灵活的实习机制。其次要加强实习教学师资队伍建设。最后要强化学生生产实习过程的管理。
关键词:机械设计制造自动化实习教学
生产实习是机械设计制造及自动化专业学生培养中的一个重要的环节,是促使学生从理论知识到实践能力、素质转化的重要途径。随着经济的发展和高校扩招,高校生产实习遇到了各种问题,比如说实习单位的接纳能力有限,经费紧张,学生对生产实习的认识不足等问题。这些问题的存在直接影响着生产实习的质量,成为高教研究的一个热点。而生产实习教学现状并不乐观,还存在着诸多问题:一方面随着大学生人数的增加,实习单位的接纳能力受限,加上许多企业从经济效益、安全角度考虑,学生实多是参观、听讲座,动手操作机会少,没有达到理论联系实际、培养实践能力的目的。另一方面学生对生产实习重要性缺乏正确的认识,对生产实习缺少兴趣,对待实习敷衍了事,没有全心投入到实习中,从而影响了生产实习的效果。那么,应该用什么样的方法和措施来提高生产实习的质量呢?
首先要加强实习基地建设,采用灵活的实习机制。选择好合适的实习单位是搞好实习的前提,好的实习单位可以提高学生的实习积极性,让学生学到先进的专业知识和现代生产管理方式。为了使学生学到先进的生产技术,实习地点尽可能选在生产装备先进,技术水平较高的大、中型企业中进行。建立起长期相对稳定的生产实习基地有利于指导教师实习能力的培养和提高,学校可以通过技术合作以及人才培养与交流等方式构建企业、学校及学生之间的生产实习教学模式。建立起长期相对稳定的生产实习基地。允许学生根据自己的实际情况,自主选择实习单位,或是去自己将来的工作单位实习,这种灵活的实习方式一方面可以缓解实习人数多造成的困难,另一方面,学生选择自己感兴趣的单位或者对自己以后将要从事的工作有帮助的实习单位有利于提高学生实习的积极性。对于这种自主实习,要加强管理,需履行一定的手续,包括接收单位来函证明,学生向教学管理部门提出申请,实习结束时,实习单位应对学生的实习表现给出评定意见。
其次要加强实习教学师资队伍建设。实习的指导工作好坏关系到实习效果的优劣,指导教师需要具有扎实的专业知识以及相应的实践经验,才能较好地传授专业知识,解答学生提出的各种理论和实际问题。因此,对没有带过生产实习的教师必须进行必要的岗前培训,对实习流程方法等进行讲解,另外,定期选派实习教师赴实习企业进行业务培训,既密切了学校与企业的关系,同时也加强了实习师资队伍建设,锻炼了年轻教师的工程实践能力。
最后要强化学生生产实习过程的管理。强化学生生产实习的管理是提高生产实习质量的一个重要环节,那么如何做好这项工作呢?
一要加强学生对生产实习的重要性的认识。对实习重要性的认识不足,使得学生实习的积极性不高,实习走过场,不肯深入学习,达不到应有的效果。有些实习环节虽然只能看,不能动手,但是可以了解机械产品从原料到成品的全部生产过程,从设备的工作原理和工艺流程等方面都可以进行深入学习和思考,看到和学到书本上学不到的知识,而且通过实习还为后续专业课的学习和毕业设计打下坚实的基础。
二要合理安排实习过程。为了充分利用好实习时间,在下厂之前,安排一天到二天的实习讲课,必要时可以在教室里通过多媒体进行教学,除进行实习动员和入厂教育外,还结合实习的内容,详细介绍与现场有关的理论知识,着重介绍实习单位可以看到和实验的相关知识,让学生对本专业的生产实习先有大概的了解,并提出一些思考题,让学生先通过看书,查资料对相关知识进行学习,这样一方面让学生对生产实习做好准备,另一方面可以充分利用实习时间,使学生在企业中的生产实习收到事半功倍的效果。在学生在实习过程中,注意提出问题,引导学生思考,这样有助于巩固以前学过的知识,同时指导老师对设备工艺等知识进行详细的讲解,提高学生实习的积极性。在保证安全和质量的前提下,与实习单位协商,多为学生提供动手操作的机会,培养学生综合运用所学知识,提高实践能力和创新意识。
三要建立合理的生产实习考核内容评价体系。建立合理的生产实习考核内容评价体系对指导学生的生产实习有着重要的意义,一方面可以调动学生实习的积极性,另一方面也可以比较真实地反映学生的生产实习成绩。改变以前只通过撰写实习报告的方式,采用多种方式来评定学生的实习成绩。学生生产实习的考核内容有:实习出勤率、实习笔记、实习报告、实习考试等4项主要评定内容,平时注意及时抽检。邀请学生的辅导员一同参与实习工作,做好学生的思想工作,辅导员了解学生生产实习情况杜绝了盲目请假、逃避生产实习的情况。在实习过程中,在每个车间实习完后,让学生分组进行汇报,对学生的实习效果进行考核,同时实习指导教师对汇报进行点评,指出其优点与不足。最后指导老师要对整个实习进行总结,对表现优秀的个人与小组进行奖励,对违纪和实习态度不端正的个人和进行评批与教育。
四要采取形式多样的讲座和交流活动调动学生的积极性。生产实习不仅要学习专业知识,还要让学生学习社会知识,请实习单位的领导和工程技术人员就行业现状、发展规划发表看法,对运行中的典型事例进行详细分析,鼓励学生刻苦学习,早日成为有用之才。在一拖实习时,我院师生与单位领导组织座谈会,单位领导结合自己的工作与生活经历,就企业需要什么样的人才、大学生如何正确定位、如何真正的融入企业等问题进行了交流,学生兴致很高,感觉收获颇丰。指导教师经常利用空闲时间与同学们一起谈心,增加了解,沟通思想,了解学生的对生产实习的认识和感受,收集学生和实习接收单位的意见,对实习中存在的问题及时采取措施进行改进。
总之,生产实习改革是一项综合性的系统工程。要提高生产实习的质量,必须使实习基地、学生、指导教师三者有机的结合,明确实习目的,要让学生提高对生产实习重要性的认识,从而提高其积极性,同时指导教师要认识到生产实习是一场高于理论教学的教学过程,必须精心组织、悉心指导,加强管理,不断总结方法,不断探索,切实保证逐年提高生产实习质量。
参考文献:
[1]周静伟.改革生产实习模式,促进实践能力提高[J].高等教育研究.2003.(1):51-53.
[关键词]预选士官 工程制图 教育
[中图分类号]G423.07 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2014)07-0212-01
一、深入了解预选士官的思想动态,及时做好思想教育工作
在对预选士官学员进行授课之前,教员应该做好课前摸底和课前动员工作,深入了解学员的学历水平和思想动态。笔者了解,他们大多年龄较小,处于17―20岁之间,在初中和高中的时候就一直对学习很厌烦,来当兵也是为了逃避学习,可以说具有普遍性。因此,怎样改变预选士官学员的固有想法,让他们能真正认识到学习的重要性和迫切性,就显得十分重要。在上课之前要用大量的时间和他们交流思想,换一种他们能够接受的方式给他们讲授学习的意义和重要性,给他们介绍机械制图这个学科的内容和学习方法,介绍制图这个学科的应用价值,给他们举例说明学好制图课对今后学习和工作的重要性。例如学好制图课程之后可以进行机械设计,可以根据自己的设计思想设计出机械或者部件,学好制图可以帮助后续课程的学习,学好制图可以对自己使用的机械进行维修保养和维护,汽车是每个家庭必备的工具,学好机械制图后可以自己看图,了解各部位的工作原理以及各部件之间的连接关系等,以后有故障了自己就可以排除和解决,免了修车费用,对故障判断也就准确了。给他们讲授自己的维护机械的经历和体会,让学员真正感受到机械制图对后续专业课程的重要性,以及在今后生活中也是意义非凡,极大地激发了学员的学习兴趣,让他们真正感受到学好机械制图对今后工作和生活是多么的重要。
通过这样的思想动员和直白的教育,学员们开始思考问题了,他们真正从内心深处认识到了学习的重要性。由以前的看着管着也不愿意学,变成了积极主动地向教员请教,甚至有很多学员听完思想教育后给我发短信说,教员的一番话让我茅塞顿开,充分地认识到了学习的重要和生活的艰辛,下决心从现在开始抓紧时间努力学习,不仅要学习文化专业知识,更要注重道德修养和性格修炼。
二、讲授知识要注重适用性和知识性及趣闻性
由于预选士官的知识水平参差不齐,有的高中毕业,也有个别的初中还没读完,而有一部分已经读完大学或者中专的全部课程。如何照顾好各层次的学员,让他们都能把制图课程学好,这就是教员必须思考的问题。因此,在教学时不应拘泥于固有的教学思路,课堂教学过程中,教学时间是属于教员和学员所共有的。在有限的时间里,能引起学员的注意力,提高学习兴趣,使他们认识到知识的实际应用是教学的关键。只有做到这些,学员的学习兴趣才能提高上来,教学质量才是真正地进一步提高,一堂课才是一堂精品课。所以,在传授知识的同时,应该灵活使用教学方法、教学手段,增强课堂的活跃度,多和学员进行思想交流,眼神沟通,做好互动,增加高级的互动,紧紧抓住学员的思路,让学员对你讲授的知识产生浓厚的兴趣。如果教员没有充分备课,对讲授的内容思路和条理不清晰,内容不连贯,学员听起来感觉枯燥无味。都是些干巴巴的书本上的文字和语言,学员睡觉也就不可避免了。因此,提高学员的学习兴趣,首先教员就应该做到十分熟悉教学内容,对讲授的知识进行重新组合,能够吸引学员的注意力,这才是一堂课继续下去的前提。在讲授知识的同时,要做到深入浅出,要让学员明白事情的原理而不是知识本身。这样就要求理论和实际相结合,理论讲得简单些,用通俗的语言进行解释和讲解,针对性要强一些,关键是拿出具体实例来验证理论。这样即使学历低些的学员也能掌握所学的知识,也能集中注意力听讲,也能积极参与课堂实践。为了增强学员的学习兴趣,在讲授制图知识的同时,尽可能多地联系实际,把实际问题和教学内容联系起来,让学员切实感受到知识没和实际脱节,每个知识点都能和工作实际相连。
关键词:工程实践;产品建模与仿真;案例教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)18-0138-02
产品建模与仿真课程是为机械设计制造及自动化专业开设的一门专业课,该课程是在前期公共基础课和专业基础课学习的基础上,讲述产品设计建模的基本理论和方法、产品模型数据交换的方法以及产品建模与仿真分析平台的应用等内容。通过本课程的学习学生能够掌握产品零件及整机设计建模的基本理论和方法,能够利用典型的产品建模与仿真平台或数字化设计系统来建立完整的产品虚拟模型,能够利用虚拟模型代替实物模型进行仿真分析,从而提高产品设计的效率,降低产品开发的成本。课程的开设可以为学生后续毕业设计以及将来的工作开展打下良好基础,使学生能够更好地适应现代社会发展对新型产品技术开发人员的需求。
一、目前课程授课现状
课程的授课目标要求学生一方面掌握产品设计建模的理论和方法,另一方面要求学生以典型的数字化设计系统为工具将相关理论及方法运用到具体实践中用于产品开发。为符合应用型人才培养的总体目标,目前课程的教学较多地在数字化设计系统的技术运用层面对学生进行强化,如美国PTC公司开发的Cero软件的具体操作和使用。在讲授这类课程时多是遵循单项的、以知识积累为中心的传统教学模式,单纯地教给学生具体命令的操作技能。另外由于学时的限制,教学过程中偏重于软件的操作和讲解,而对学生的工程实践能力培养还没有做好。在现行的教材中也存在着许多问题,内容的编排以软件说明为主线,系统的解决工程问题思想较弱;以命令操作为核心,与实际工程问题的联系不够密切;学生普遍表现还是为了建模而建模,不会灵活运用所学内容,在面临具体工程问题的分析和求解时,仍然不知所措。
二、课程教学方式方法改革的一些思考
1.案例教学法在本课程教学过程中的积极作用。案例教学法是一种理论联系实际、启发式的教学相长的教学过程[1]。它要求在教学过程中以案例为基本教材,在教师的组织运用和指导下,启发学生独立思考,从案例的出处、案例在专业领域中发挥的作用、案例的专业结构组成以及案例覆盖课程知识点的综合情况等多个方面对其进行分析和研究,提出学生自己的看法,并做出评价和决策,目的是提高学生对同类问题的解决和处理能力。案例教学法是一种激发学生学习兴趣,启发学生研究实际问题,注重学生能力培养的现代教学方法,它有着传统教学方法所不具备的特殊功能[2-4]。对本课程来说引入案例教学,促进学生认识课程内容对解决工程实际问题的作用和意义,激发学生主动深入研究课程内容,培养其灵活运用现代设计方法解决具体机械设计问题的能力等多方面都有着非常积极的作用。
2.什么样的案例才能够充分发挥作用服务于本课程。对本课程的教学来说,案例的出处、性质以及教学过程中案例的合理应用都是需要进行归纳和研究的内容。目前大学老师基本都在搞好本科教学的同时开展着具体科研工作,而机械工程的大部分科研课题都有着非常好的工程背景,如果将老师科研与工程实践过程中的具体问题,提炼为教学案例引入本课程,并将案例分解为工程问题及需求、工程中的通常解决办法、课堂内容知识点与工程问题的联系、学生上课后应掌握的程度和目标、相似问题的进一步归纳和举例,五个部分依次有层次有目的性地将学习与实践联系起来,可以使学生更加明确学习目的,建立学习兴趣,知道学为所用并能够学以致用。
3.改革教学手段以多种形式组织精选案例实施。在教学手段方面,在课堂教学引用案例的同时,同步建立网络化互动教学平台,作为课后知识加强和讨论应用的主要途径,教师完善课程资源,将精选案例经过加工组织后通过微课、MOOC的形式保存在云端实现网络化共享,以使学生可以随时随地下载并进行学习。在实施的过程中更多注重案例的工程性内涵,课堂具体知识点与工程问题的点面有机结合,以及灵活的教学方法和教学手段应用。系统性地开展课内教学与课外实践,解决目前课堂内容过于具体、学生被动接受、不能灵活运用所学知识的现状。如此在消化案例服务课程的内涵以及案例本身包括的具体内容同时,进一步在课外进行延伸实践。学生可以基于收获的知识在更大范围参与开放实验、大学生科技计划以及各类学科竞赛等课外科技活动,并从项目全局出发,以解决工程问题为目的进行工程技能训练。
三、以管道检测机器人为例说明具体实施过程
作为服务课程的教学案例必须非常丰富,而且一定要精选案例使其具备工程性强、覆盖面大的特点。限于篇幅,下文以管道检测机器人为例对其服务课程的作用及实施过程做一简要说明。
1.案例的来源。作者所在学院有一个研究方向为智能机器人技术,其中有一个典型机电产品管道检测机器人。作者在项目研发过程中做了部分工作,在完成整机方案设计、结构设计以及制造装配等环节中都运用到课程相关理论及具体内容,后将相关体会整理后作为教学案例引入到课堂教学取得较好的效果。
2.案例的具体组成内容。案例的具体组成包括机械产品的方案设计及描述、零件结构设计与三维建模、机械运动与结构强度等仿真分析、整机虚拟建模与装配、零件制造工艺分析、零件图与装配图纸绘制、技术文档的整理汇编等。所述内容全部以研制的管道检测机器人为载体,反映到三维数字化设计系统当中。
3.案例在课程开展过程中的随堂实施。讲绪论课的时候,就将案例引入,从案例的来源、包括的具体内容、解决的具体问题出发,向学生解释说明常见的工程问题及需求、通常的解决办法等。使学生对课程的目的和意义有一个全面的了解,树立学习自信并增强学习兴趣。在后续授课环节中,进一步以案例所包括的具体内容作为例子引出具体知识点。增强课堂内容与工程问题的实际联系、让学生认识上课应掌握的程度和达到的目标。比如机械零件的建模会用到哪些操作命令,如何组织各命令的顺序才能使模型更加简洁、结构更便于加工制造、更方便输出工程图以及数控加工程序等。从工程实际中提出问题,并通过课堂授课将其解决突破,让学生真实感觉到点滴知识的实际用途,待课程结束时,整个案例也基本完成,学生同样完成了一整的产品数字样机,体会到学习本课程的成就感。
4.案例在课外使用时的资源共享。课程所学内容在后续专业课程的学习和实践中还会被经常用到,为了更好服务学生将来从事具体的学习和工作实践,必须建立从始至终的学习方案、学习指导,并在后续课程设计、毕业设计、大学生科技计划、课外科技活动和科技竞赛等实践环节中逐步实施。当然这仅靠一个案例是不够的,需要不断精选转化教师科研工作过程中的成果,建立优良、完善的典型案例资源库供学生课后学习提高。基于互联网的发展和普及,电脑、手机等接收终端可以非常方便地获取网络上共享的数字资源。在正常课堂教学引用案例的同时,同步建立网络化互动教学平台,可以作为课后知识加强的主要途径。教师不断完善课程资源、将精选案例通过微课、MOOC的形式保存在云端实现网络化共享,使学生可以随时随地下载并进行学习。目前已有部分案例资源经过整理后,以文本文档、PPT、教学视频、互动APP等形式分别存储到校园网、百度云端、360云端等网络平台上,学生可以非常方便快捷地进行访问和下载。
5.课程开出效果及评价。通过将典型案例贯穿整个课程学习的始终,并延伸到后续学期的学习实践当中,学生反馈非常好,具体表现在以下几个方面。(1)学生学完本课程后基本掌握了计算机辅助设计这一现代设计方法。在每学期结束后的教学质量评价中学生给课程及任课教师的评价连续几年都是优秀;(2)在后续专业实践环节特别是课程设计、毕业设计当中,本课程所掌握内容发挥了非常积极的作用,学生在很多地方用到课程所讲内容及方法,使得后续学习的目的性更强;(3)运用课程所学知识在后续学期的课外实践中取得更加优秀的成绩,每年都有比较多的同学积极参加“机械创新设计大赛”、“三维数字化创新设计大赛”等科技竞赛获得北京市级、国家级奖励,通过案例的运用、项目的训练使学生得到非常好的锻炼。
四、结论
通过将教师科研工作过程中完成的具体机械结构等工程实践转化为教学案例,可以让学生更加直观地认识课堂讲授知识点与工程实际问题的联系。加上学生在后续课程设计、毕业设计、大学生科技计划项目、课外科技竞赛等项目的执行过程中不断深入体会和应用,从项目训练入手,从工程角度对问题进行思考,经过实践并完成项目后,参与学生都获得较大程度的提高,基本具备了解决实际工程问题的能力。总之,将工程实践转化为教学案例对提升产品建模与仿真课程的教学效果发挥了非常积极的作用,能够使学生掌握一定的技术以更好地适应现代社会发展对新型产品技术开发人员的需求。
参考文献:
[1]徐敬尧.案例教学法的探索与实践[J].中国电力教育,2009,(5):98-99.
[2]刘萍,李永宁.案例教学法在“计算机文化基础”课程教学中的引入与实践探微[J].计算机教育,2007,(2):36-38.