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关键词:起重机械;故障\断;优化设计
随着高层建筑在城市的大规模应用,电梯起重机械在人们的生活中已成为不可缺少的代步工具,起的作用越来越大。但冲顶、墩地、溜梯等电梯故障的出现给人们的生活也带来了巨大的不便,严重的甚至危及人们的生命安全。为了尽可能的减少这些故障问题的出现,保障人们的生命财产安全,文章通过对当前已知的电梯起重械的故障特点进行分析,有针对性的提出了一些故障检测与优化改良的措施。
1 电梯起重机械故障特征
为了方便建筑高层居民的生活,电梯在高层建筑中被非常广泛的应用。相关机构通过一系列的调查发现,电梯的安全度比爬楼梯安全要高出50倍。除此之外,我国在欧洲EN81标准基础上制定了GB7588《电梯制造与安装安全规范》标准,这项规定也使得我国成为电梯方面要求最高的国家。这项条文出台不久国家就规定所有相关机构必须严格遵守,强制落实。根据此条文的相关内容。电梯的零部件要先经过相关的权威机构进行检验和型式试验合格后方可实用。另外在新电梯投入使用前或者经过改造再次运行前都要由相关的机构进行严格详细的检测。尽管这些规定在法律法规、标准、规范、规程上保障了电梯的安全性,但电梯实际故障还是时常发生。这就要求我们对已经出现的电梯故障加以分析并提出解决这类问题的有效方法方案。
1.1 机械疲劳引发的故障
随着科技的发展,电梯中的荷载称量方式也应与时俱进,那些与时展脱节的技术与设备应该及时淘汰。举例来说,当前电梯中采用的电磁式称量装置能够对对电梯荷载进行持续的检测,并通过与群控系统关联对电梯的启动与运行进行适时的调节,保证电梯的顺利、安全运行,这是传统的开关荷载检测技术与设备无法实现的。
1.2 系统出现的故障
相比其他部件,电梯门是故障发生率最高的部位。为了保障电梯的安全性,一般会在电梯上的轿箱的底盘上安装两个微动开关,只要电梯的荷载不超过满载值(满载值一般是极限载重额的80%)只会触发一个微动开关,这时电梯能正常运行;一旦超过满载值就会同时触发两个微动开关,电梯将停止运行,并发出警示,同时电梯门也不会关闭。
1.3 自然磨损引起的故障
如同其他的机械部件,电梯内的部件也会随者使用时间的延长而逐渐磨损。尽管这种现象不可避免,我们还是可以通过一些手段减小磨损带来的影响,避免电梯出现故障。
2 电梯起重机械故障诊断系统优化设计措施
为了保障人们的生命安全,现实生活中的电梯都会有一定的保护措施。这种保护作用通常是通过一些保护装置来实现的,装置会在特定的情况下如电梯超载时发出警示同时阻断电梯的运行,以此来保护电梯里的人们。这些装置种类繁多,按照安装位置的不同可以分为以下几类。
2.1 活动轿厢
这种荷载装置是将橡胶固定在底盘和轿厢底盘的中间。通过橡胶的形变来感知荷载的变化,将这个装置与控制系统联动。一旦超载,橡胶发生形变触发保护机制。由于这种方法费用低、安全性好,是当前应用最为广泛的装置,这种方法唯一的缺点就是一旦损坏更换极其不方便。
2.2 活动轿厢地板
这种装置主要是被安装在电梯内部,但是并不会直接与电梯部件接触。当电梯内有荷载时,电梯的地板会发生轻微形变向下凹陷,当荷载超过一定值时,地板就会与装置接触引发保护机制。
2.3 轿顶称量装置
顾名思义,这种装置通常是被安装在电梯箱的顶部的绳头组合处,它的主要部件是杠杆和弹簧组。该装置通过杠杆的摆动幅度来反映电梯箱内荷载的大小,一旦超载,杠杆摆动幅度达到一定程度就会出发保护机制。
2.4 机房称量装置
如果超载装置无法安装在轿底或轿顶,而且电梯采用2:1绕法的时候,可以在机房中安装超载装置。这种装置与轿顶的称量装置比较类似,也是安装在电梯顶部的绳头结合处。不同的是这种装置的杠杆是随着绳头组纵向移动。一旦荷载超过一定值,刚好自动达到一定距离就触发保护机制。
2.5 电磁式称量装置
随着科技的发展,电梯技术也取得了很大的成就,为了准确获取所有的电梯荷载情况,以便及时的对电梯的运行状况进行调整电梯的群控技术得到了很大程度的发展。
3 电梯起重机械故障诊断系统的应用及改善
(1)电梯主要是用来垂直输送人员或者材料的装置,电梯作用的发挥离不开各个部件的正常运作。只有电梯的各个部件都符合相关的安全规定,各个运行环节都按照相关要求进行操作,电梯顺利进行,才能保证电梯的安全。这就需要设计人员在设计电梯时充分考虑所有因素,设计出最合理的电梯结构,施工单位认真负责,严格按照设计和相关规范施工,确保施工质量,投入运行后相关的人员及时维护。只有通过多方努力才能实现电梯安全。
(2)对电梯的维护通常由以下两种方式来进行:
a.通过科学的管理对电梯发生的故障进行预测,并做好预防措施,降低故障率,保证电梯的顺利运行,即维护形式的措施;b.而维护类别的措施也是一种在做好预测、预防措施的同时根据实际的情况进行调整以减小部件的磨损度。通过平时的小规模维修来减少大规模修理的次数。这也是当前应用最广的方法。
(3)除了对电梯进行及时的维修外,还要注意对电梯备用部件的管理。
a.通过协调各个部门,及时的采购相关的部件,并对采购的部件进行严格的检测保证其质量。b.注意加强对仓库的监管,确保替换的备用部件达到相关标准的要求。对于电梯也要进行及时的检测,依据检测结果,对电梯故障进行预测,有针对性的进行预防和优化改良。降低电梯的故障率,降低对人们生活的影响。
4 坚持定期检验检测
为确保电梯安全运行,最重要的是严格执行《特种设备安全法》的规定,坚持定期检验,《特种设备安全法》第40条明确规定“未经定期检验或者检验不合格的特种设备,不得继续使用”违反了《特种设备安全法》的这一规定,属违法行为。
综上所述,对电梯起重械进行故障诊断对减少电梯起重械故障有着非常显著的效果。因此必须通过科学的检测手段、先进的检测技术、专业的检测设备对电梯起重机械进行系统、严格的检测,预防电梯起重机械故障。并根据对已知的电梯故障的分析结果提出相应的优化方案。
参考文献
[1]陈本明.起重机械存在的安全隐患及其分析[J].科技资讯,2015(16).
[2]刘钰,周鑫.浅谈起重机械的安全管理[J].品牌与标准化,2015(14).
[关键词]:机械设计基础 多媒体教学 应用 意义
一、前言
信息技术的发展为多媒体与课程教学的有机结合提供了现实条件。现如今,随着计算机的不断发展,多媒体教学给教育领域带来了新的动力。在机械设计基础课程中运用多媒体进行教学,不仅能够改变传统教学的单调模式,充分发挥教师的主导作用,还能够充分调动学生的学习积极性,增强学生不断学习的兴趣和主动性性。
二、多媒体在机械设计基础教学中的应用
机械设计基础课是机械类专业的一门重要的技术基础课,它涉及的知识面极广,理论性强,与实践结合紧密。如何在机械设计基础课程教学中更好地发挥多媒体教学的优势,达到应有的效果,就成为摆在机械设计基础教师面前的一个重要课题。这也需要教师在利用多媒体教学时多思考、多研究、多总结。
1.多媒体在机械设计基础课程设计中的应用
在机械设计基础课程中,无论是常用机构、机械运动还是轴系零件的教学内容,它们的实物、模型都非常多,而且很抽象,学生很难理解。在机械设计基础课程设计中运用多媒体,可将课程设计的题目制成多媒体课件,更可将复杂的机械运动过程和工作原理制成多媒体课件,在讲授相关内容时巧妙地将现有教具与多媒体课件结合使用,让学生在机械设计基础课程设计期间将工作重点放在机械设计基础课程的设计方案的构思、分析、比较及参数的选择和计算机制图上,而不是放在大量的人工计算和人工制图上。这种方式不仅可以使学生学会综合运用以前所学的知识,大大提高他们独立分析问题、解决问题的能力,化抽象为形象、生动,同时还可以领略高科技成果给他们带来的乐趣。
2.多媒体在机械设计基础课堂教学中的应用
许多学校机械类专业的的机械设计基础课程的教学以往多是采用直观式教学方式,换而言之就是教师主要借助挂图、简易实物模型等来说明机械的工作原理、结构、设计理论和计算方法。但由于以往教学方式存在的极大地局限性,使得机械设计基础课堂教学十分呆板,教与学往往难以达到共鸣,因此,很难收到预期的教学效果。而多媒体教学正好能够有效弥补这些不足,起到十分重要的作用。多媒体在机械设计基础课堂教学中的应用主要体现在讲授的一些具体内容上。教师在讲授相关内容时,可以在详细讲解的基础上,根据学生实际的知识水平,利用现有教具来有效配合动画片段,使学生对一些模糊、抽象的机械运动和工作原理有一个更清晰的感性认识,这样学生在思考时也更容易些,更容易接受教师传授的这些知识。
比如,教师在讲授用解释法设计凸轮曲线时,由于内容过于抽象,借助传统的教学方式很难用语言表现出来,而应用计算机的多媒体技术,把反转法原理处理后的两种情况制作成平面动画片段存入计算机,通过大屏幕将动画片段慢放,并对其两种情况分别演示出来,然后对照分析得出结论:两种情况下各构件的相对运动并不改变,因此可知经过反转法处理的凸轮结构,凸轮处于相对静止状态,从动件尖端始终与凸轮接触,尖端的运动轨迹便是凸轮的理论轮廓。实际上,这时凸轮轮廓的设计也就转化为设计凸轮机构从动件尖端相对凸轮的运动轨迹,而由动画片段已清晰看出用反转法处理后的凸轮机构从动件尖端相对凸轮的运动,是既绕凸轮轮心转动又沿凸轮径向线移动。由于在机械设计基础课程中利用多媒体教学,内容讲解十分直观、通俗易懂,使很难讲解的抽象问题在很短的时间内迎刃而解,学生更容易理解,因而大大增强了学生学习的主动性和积极性。
3.多媒体在习题课和课外辅助教学中的应用
机械设计基础课中习题课和课外辅助教学主要涉及机构的设计、零部件的设计等基本概念及计算方式,形式可以是多种多样的,比如选择题、判断题、填空题等。并且可以进行现场评分以评价学生对知识掌握的情况。传统的教学方式容易造成学生对教学内容理解的困难,使用多媒体课件后不仅没有这些困难,还可以使学生不断巩固所学的基础知识,可以提高学生分析问题、解决问题的能力,达到“一题多改”“一题多解”,在很短的时间内便可较好的解决相关问题,同时也可发挥多媒体在机械设计基础教学中应有的作用和价值。
总地来说,多媒体在机械设计基础教学中的应用涉及课程内容的各个方面,尽管应用多媒体教学有诸多的益处,但如果应用不当则难以发挥其应有的作用。因此,在机械设计基础教学中要科学合理应用多媒体,使其发挥应有的作用。
二、多媒体在机械设计基础教学中的意义
1.可激发学生的学习兴趣和创造能力
由于多媒体教学课件是新技术和新知识的引用,增强了学生对机械设计基础课堂教学内容以及计算机学习的兴趣,大大扩展了学生的眼界。机械设计基础课堂上,通过多媒体课件中图像、声音、动画等的合理使用,可以大幅度调动学生的主动性,学生对下次机械设计基础课也会有期待。同时还可给予学生足够的想象空间,充分调动学生的学习积极性和主动性,充分发挥他们的创新能力和想象力。
2.可营造良好的课堂气氛
多媒体教学形式活泼、新颖,再加上图文并茂产生的效果,在机械设计基础课堂教学中采用多媒体课件,可在摆脱传统的教学方式毫无生气、枯燥无味的课堂气氛的同时,使学生的注意力更加集中,思维更加活跃,充分调动学生的主观能动性,课上能跟随教师讲课的思路去积极地思考问题、分析问题,使学生尽可能在课堂上消化本堂课的学习重点和难点,从而提高机械设计基础教学效果。
3.可化抽象为形象、生动
多媒体教学课件涉及文本、声音、图像、动画、数字、视频等多种媒体信息,它可以将抽象的概念变成具体的形象,将语言难以表述的知识点变成直观的画面,通过计算机提供的中介融进学生的大脑,学生凭借自己的联想和想象能力就可以比较迅速的把握机械设计基础要学的知识点着重点,这无疑就等于节省了教学用时。在机械设计基础教学中,通过合理有效地实施多媒体教学,可以扩大课堂内的知识容量,增加学生知识信息的接收量,更充分地发挥多媒体教学的作用,从而提高机械设计基础教学的整体效果。
三、结束语
在机械设计基础教学中,应用多媒体课件的教学效果比较理想,可达到教得活、学得活的教学目的。同时,整个机械设计基础教学环节的设计、安排都要由教师完成,因此,只有精心设计和巧妙使用多媒体教学,才能达到预期效果,才能使机械设计基础教学取得良好的效果。
参考文献:
[1]卢耀舜.提高机械设计基础教学质量的探索与实践[J].中国科技信息,2007,(23).
[2]齐明俐.机械设计基础教学探讨[J].怀化学院学报,2006,(2).
[关键词]飞行机械设计 基础实验 教学改革
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2013)01-0240-01
机械设计基础课程的主要任务是使学员掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识,初步具有这方面的分析、设计能力,并获得必要的基本技能训练,同时,注意培养学员工程意识以及正确的设计思想和严谨的工作作风,而其中机械设计基础的实验课程,则是使学员掌握常用机构的组成、工作原理、设计方法的重要途径。[1-2]结合自身十余年的教学经验,本人对机械设计基础实验课程的各教学环节进行了反复思考,从方法、手段和内容等方面进行了探索和实践,并在此过程中对该课程进行了全面深入的改革。
一、当前实验教学中存在的不足
首先,在传统实验中,指导教员只侧重于教学员如何使用实验设备和仪器来达到实验目的,由于学员缺乏对测试方法的研究,因此在实验课程结束之后,学员并没有完整地认识到实验的一般方法和手段。
其次,传统的实验内容只是针对机械设计基础课程中的某一知识点而设计,缺乏与其他学科的交互与关联,已不能代表当今机械设计基础课程的发展方向和趋势。
再次,传统的实验成绩评价方式相对单一,只是简单地依据实验报告质量而定,在机械设计基础课程结业考试中并不涉及实验内容,因此,一些学员对实验报告完成不认真,从而很难达到实验教学的基本目的。
二、实验教学改革的实践与探索
(一)更新观念,确立机械设计基础实验教学新目标
1.培养学员的动手与工程实践能力
由行学员都是从高中直接考入航空大学,严重缺乏工程实践和动手能力。因此,在实验课程的这个环节中,应重点加强学员对设备和仪器的操作能力和常用机械结构的拆装能力,这样才能补充和完善理论课程教学中的不足,从而为学员初步搭建理论联系实际的桥梁。同时,要特别对航空机械中运用较多的机构进行重点讲解和操作,如航空维修中的千斤顶、活塞发动机中的凸轮顶杆机构、涡喷式发动机中各种齿轮等,这些知识对学员今后从事飞行实践都具有非常重要的指导意义。
2.培养学员对知识的综合运用和创新能力
培养学员对知识的综合运用和创新能力是飞行人才培养的一个主要目标,不仅要体现在理论教学上,更要在实验课程上得到全面的落实,如学员可以放弃书本中提到的零件间的典型组合,凭借自己的想象力,勇于创新,通过零件间的全新组合,来完成某一机械结构所具备的功能。
(二)对机械设计基础实验课程的结构进行优化,构建其新的体系
1.对相对落后的实验进行改造和更新
对于一些方法和手段比较落后的实验进行了突破和创新,如学员可根据计算机课程中的C程序知识,在程序中设定渐开线齿廓的包络线轨迹,利用打印机最终完成打印,从而彻底放弃利用范成仪的方法,这样既使实验省时省力,又可以向学员展示多学科融合的魅力。
2.新增开设设计性强的实验
通过购置相对先进的设备仪器,开设和新增了加强学员设计能力的综合性实验。如在实验《轴系结构设计》中,学员可利用各种传动机构和零件(轴、带、电机、齿轮和链等)设计各种不同的传动方案,这样不但使学员能够灵活应用所学知识,加深对各零件功能的认识,而且还可以对机械设计能力和创新能力进行重点培养。
3.建立开放式的感性认知实验
通过建立开放式的机构、零件陈列室和机械装拆实验室,使学员有更多的自主时间来安排学习。通过参观零件陈列室中的各平面连杆机构、间歇运动机构、螺纹、键、销、滑动轴承、滚动轴承、联轴器、离合器、制动器、轮系和不同的齿轮机构等,这些开放式的机构可以使学员对机构、零件的外表和内部构造有更直接清晰的认识,极大开拓了学员们的视野,确保能够补充和完善理论课程教学中存在的不足。[3]
4.完善和改革实验考核标准
可采取实验操作和实验理论相结合的考核方式,除实验报告评价、书面考试外,教员还可以通过技能展示、口头提问和观察学员实验过程等多种形式评定学员的实验成绩,并计相应的学分,以期对学员的实践能力能较合理地进行评价。
三、结语
经过改革和完善后的机械设计基础实验教学,可以较好地满足实验教学对培养军事飞行人才的要求,改革后的实验教学取得了良好的效果。随着航空大学教学改革的不断深化,对机械设计基础实验教学仍需进一步探索,以确保飞行人才培养目标和机械设计基础课程教学目标的全面实现。
【参考文献】
[1]苏静,黄力刚.高职机械设计基础实验课教学的改革与完善[J].济南职业学院学报,2010,80(3):85-86.
实验教学是重在培养学生动手能力、实践能力以及创新能力的重要过程,是应用性强专业通常所采取的一种通用性的教育教学模式。机械设计基础专业技术课程的终极目标是培养现代化所需要的实践性人才,然而受到传统教育教学模式的影响,我国高职机械设计基础课程的教学往往过分重视理论教学,实验环节只是作为辅助手段。这种现象严重制约了高校机械专业学生的实践能力的培养和发展,不利用今后操作能力的提升。正是这种现象的存在,导致很多高职院校机械专业在资金投入上往往不能有效地向实验器械的购买增加上倾斜,使得高职机械设计基础课程的实验设施设备普遍滞后,实验项目仅仅是最基础、最普遍的常识性实验。这种单一性的实验,直接导致学生对机械设计基础专业的理解严重不足。尤其是有些实验虽然是以实验的形式出现,但是仍然具有极强的理论性认知,不能通过过程验证来激发学生的求知欲,导致学生兴趣和积极性的不足,失去作为实验教学的意义。如何加入更多的实际动手性操作实验势在必行。同时,高职学校机械设计基础课程的实验设置上过多地将视角放在了教师操作、学生观摩上,学生只能通过视觉感官来体验实验的内容,而不能通过亲身的实验操作来获得更加深刻的体会,导致学生当时明白,但是很快就遗忘,不利于学生综合能力的显著提升。此外,高职院校对机械设计基础课程的评价模式也存在弊端。实验教学环节由于实验实施设备的不足,导致学校在对实验教学进行评价时,只是将实验教学作为考察部分,不能有效地激发学生对实验的重视,如此一来,学生的能力如何提升?
2高职机械设计基础实验教学建议
2.1更新机械设计基础课程理念
任何体制创新、制度创新都取决于观念的更新。高职机械设计基础课程实验教学体系的改革首要的就是要更新观念,建立适应现代化发展的高等教育教学管理理念,彻底打破传统教育教学模式的影响,建立以实验为导向,以培养学生实践能力、创新能力为目标的课程理念,为优化高职院校的竞争力的全面发展奠定坚实的基础。机械设计基础实验教学是以培养学生的动手实践能力为目的,使学生掌握科学实验的基本方法和技能,具有创新设计能力及应用现代技术手段分析和解决工程实际问题的能力,最终实现由知识传授到技能培养,再由技能培养到综合素质提高的全面转变。这是机械设计基础实验教学改革的目标与核心任务。一切以优化高校发展、促进优势学科建设、规范管理为基础,切实将高职机械设计基础学科建设放在重要的位置。
2.2加大投入,优化设施设备
高职机械设计专业实验教学体系的构建作为一个系统的工程,需要大量的物质基础来保障其有效运行。这种投入涵盖了大量的人力资源和物力资源来保障其有效运行。实验室的优化首当其冲,良好的实验室、合理的实验设施设备是保证高职机械设计基础实验教学顺利进行的前提。
2.3建立适合学科发展的实验体系
总体上看,高职机械设计基础专业的实验涵盖以下几种主要的类型:基础性实验、综合性实验、创新性实验以及设计性实验。目前,高职机械设计基础实验过多的注意力放在基础性实验上,如何在实验内容上进一步优化至关重要。适当地加大创新性、综合性、设计性实验的成分,将进一步提高机械设计专业的学科建设,这些才是高职实践性教学所必需的,是培养机械专业学生解决实际问题能力的关键。只有这样,才能切实提高高职机械设计专业学生的动手实践能力。首先,在内容上的优化还应以提升学生的设计能力为基础,在实验内容上鼓励学生自主设计。如四杆机构、凸轮机构和齿轮机构等的教学,应不断地鼓励学生自主设计,并自主地查阅资料来根据机械设计基础模拟相关机构的运动规律。不断地自主实践才能真正提升学生的能力,教师充当的角色也应发生变化,切实起到主导的作用。其次,在实验教学环节上也应进一步优化,建立适应相应实验项目的不同实验分组模式,如轴系结构设计与分析实验是具有较强的分析和综合性的实验,实验目的旨在提升学生的实践能力。这就要求教师在分组时切实增加学生的动手机会,分组人数不易过多。而相反在设计性的实验教学中应适当增加小组人数,通过大家的集思广益来拓展思维,优化思维,并通过小组讨论来不断地优化小组设计,提升小组成员的合作意识。再有,高职机械设计基础实验教学应不断优化实验教学的方式、方法。在教学中不断增加开放式教学模式,提高学生的设计、创新能力,在高职机械设计的实验教学中突出学生的主体地位,鼓励学生自主思考、自主查阅相关资料、自主讨论、自主构思、自主分析。教师在实验组织上更多的应该是通过集体的分析来对学生的创意进行比较,总结学生的经验。最后,在高职机械设计基础的教学评价机制中,应不断更新机械设计基础评价模式,增加动手环节比重。切实提高实验教学成绩的比重,并将学生自主动手操作能力和设计能力的提升作为评价的重要内容。
2.4加强教师梯队建设
高职机械设计基础专业教师作为教学的管理者和具体的实施者,其能力的高低将直接影响高职机械设计实验课程的效果。因此,我国高职院校应该提高专业实验教师的综合素质,适应现代机械课程建设的高速发展,通过不断的人员培训来提高专业教师的专业素质,适应现代机械高速发展对机械设计专业的高要求。这种梯队建设应重点强化高职机械设计专业师资队伍创新精神和创新能力的培养,鼓励专业教师不断进取,不断更新个人的知识结构,不断加强自身学习,吸取国内外的先进技术,全面提升个人的综合素质,为培养优秀的机械设计专业人才奠定坚实的基础。
3结论
关键词:机械设计基础;教学改革;教学研究;任务驱动
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0120-02
“机械设计基础”是近机类专业学生在学完机械制图、工程材料、材料力学等基础课程后进入专业课程学习前必修的技术基础课,包含机械原理和机械设计两部分的内容,内容多,涉及面广。因此,及时地发现学生在学习过程中的问题,并采取有效的措施改进教学方法,激发学生的学习兴趣,是教师教学方法研究的重要课题。
一、教学现状分析
1.先修课程开设不足
“机械设计基础”的主要先修课程有机械制图、工程材料、机械制造基础、理论力学、材料力学、金属工艺学、互换性与技术测量、金工实习等,只有学完这些先修课程,才能为本课程的学习打好基础。但是目前北京信息科技大学(以下简称“我校”)近机类和非机类专业上述先修课程存在开设不足问题,使本课程的授课讲解困难重重。
2.学生学习兴趣不高
“机械设计基础”课程涉及的基础理论内容较广,且相对独立,其特点是概念多,原理多,公式多,图表多,内容比较枯燥和单调,所学知识在学生以前的学习中很少接触,初学时往往会感到吃力。同时,“机械设计基础”课程是一门实践性很强的课程,学生缺乏工程意识和实践能力,容易导致学习效果不理想。
3.教学方法不当
目前尽管“机械设计基础”教学大多已采用了多媒体,在开课初期,多媒体丰富的动画的确可以调动学生的学习兴趣。但是随着教学内容的深入,由于多媒体教学提供的信息量大,速度快,学生对教学内容无法及时思考和总结,易造成填鸭式教学,便会感觉课程内容枯燥,进而失去学习的兴趣,进而影响教学质量。
4.考核方式单一
学生成绩的考核评定采用期末考试成绩(70%)+实验成绩(10%)+平时成绩(20%)作为最终的评定标准。由于“机械设计基础”是一门实践性很强的课程,这种简单评定标准无法全面反映学生的实际水平,也不能激发学生学习的积极性,因此对于学生成绩的考核评定方法应该进行适当的改革。
二、教学方法改革措施
1.优化教学内容
“机械设计基础”包含了机械原理和机械设计的两部分内容。两者的研究内容很不相同,主要内容是研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。[1]现有的教材,为了追求理论知识的系统性和完整性,致使该课程内容多,知识点散,且大多数偏重于理论分析,未考虑到近机类专业学生的先修课程开设不足的实际情况,例如带传动受力分析或齿轮传动设计的推导公式过于冗长,对于近机类专业学生不易理解和掌握,因此对教学内容进行优化,对一些复杂的的理论推导及证明予以删除,重点强调公式的实际应用。增加工程实例的讲解,同时把课程设计相关内容分解成若干任务融入课堂教学,使学生在学习“机械设计基础”课程内容的同时,能够将所学知识应用到实际设计中。
2.教学方法多样化,激发学生兴趣
为了提高学生的学习热情和效率,可根据教学内容的需要,灵活采用多种教学方法,发挥不同教学方法的长处。
(1)多媒体与板书相结合。“机械设计基础”是一门理论性和实践性都较强的课程。传统的“教师口述+ 板书”的授课方式,已不能满足现代教育的需要。适度使用多媒体教学方法,通过生动的动画、视频等多媒体手段,使学生更形象地理解机构工作原理和机器零部件的具体结构,能将抽象的、难以理解的内容变得简单直观,有利于学生理解其运动规律。在对重要知识点的公式进行讲解时,则以板书为主。通过“多媒体+板书”的授课方式,提高学生的学习主动性。
(2)现场实物教学。在教学过程中,安排学生参观机械零部件陈列室或实习中心,结合课程教学内容对照实物进行讲解,学生能够更加直接地感受到所学知识的实际应用,加深对教材内容的理解。对于比较复杂的部分,例如轴系结构的设计,可首先组织学生现场观察后亲自装拆,增加感性认识,然后再进行课堂讲解,使枯燥的教学内容变得生动。
(3)工程案例教学方法。由于“机械设计基础”各章节之间的内容自成体系,独立性强,知识点多,学生初学时很难把握课程的中心内容。采用典型、实用的工程案例方法进行教学,就能把这些独立的章节内容串联起来,同时可使学生直接接触到工程应用,激发学生的学习兴趣。例如,在讲解机械原理的内容时,可选择以冲床为例,逐步向各知识点辐射进行讲解,这样就把机构的运动简图画法、自由度计算、连杆设计、急回特性、运动分析、凸轮机构设计、齿轮机构设计和飞轮设计等知识点联系起来,课程的学习就会显得具有系统性,同时提高学生分析问题和解决工程实际问题的能力。
(4)任务驱动式教学方法。任务驱动式教学方法是以教学任务为主线,选取一个典型的项目作为总任务贯穿教学的始终,按知识点将总任务分解为若干个具体子任务,把课程教学的主要内容融入到总任务的各个阶段,使教材中各章节的零散知识有机地联系在一起,有利于帮助学生构建完整的知识体系。课程的总任务将在课程设计中得以充分体现。
在进行“机械设计基础”课程教学时,将“多媒体+板书”的授课方式贯穿始终,根据现有条件和教学进度,适时安排现场实物教学。在讲解各章知识点内容后,采用典型工程案例进行分析,在此基础上把各项子任务分配给学生,每个子任务都是总任务的一部分,并且相互关联,学生分组独立完成全部子任务后,总任务也就得以完成。通过多种教学方法的融合,充分调动了学生的积极性和学习兴趣。
三、任务驱动式教学方法的实施
任务驱动式教学方法是通过实施一个完整的任务而进行的教学活动,在此过程中把理论知识与实践活动有机地结合起来。笔者连续两年在2010级、2011级工业设计专业进行了“机械设计基础”教学改革。
1.任务的选择与设计
根据“机械设计基础”教学目标,笔者分别选取牛头刨床、带式卷扬机作为机械原理部分和机械设计部分的总任务,如表1所示,按机械原理部分的知识点把牛头刨床分为6个具体的子任务。如表2所示,按机械设计部分的知识点带式卷扬机分为8个具体的子任务,[2]在教学过程中,任务与教学内容有机地融合在一起,各个子任务之间可以是递进的,也可以是并列的,分别承载着独立的知识点。全部子任务完成后,经过合并整理也就完成了总任务,达到教学目标。
2.任务驱动式教学的实施过程
在任务驱动式教学实施过程中,教师根据教学内容编制好总任务书和各子任务书,学生每4~6人为一小组,以小组为单位完成任务。教师事先讲解教学内容的知识点,随后讲解其在典型工程案例中的应用,最后派发相关子任务,学生接到任务后,确定在各自小组内的分工及合作形式,对于学生遇到的问题,教师提供适当的指导和帮助,引导学生查找相关的设计资料,探索自行解决的方法,变被动接受知识为主动寻求知识,充分突出学生的主体性与教师的主导作用。
每一子任务完成后,各小组选择出一位同学进行试讲,展示本组任务成果,其他组同学可以对其成果提出质疑、进行评价。在这个过程中,可以培养学生分析问题和现场处理问题的能力。任务讲解完毕后,教师对出现的错误进行更正,对其成果质量进行评价,加深学生的印象,最后要求学生在进一步修改的基础上提交任务报告书和PPT。各子任务完成后,教师进行串讲,各小组在此基础上整合原有成果,完成总任务的设计。[3,4]
3.考核评价方法的确定
根据任务驱动式教学方法的特点,该课程最终的评定成绩将由平时成绩、综合能力成绩、实验成绩、期末考试成绩几部分组成,可以更全面地反映学生的实际能力和学习情况。成绩评价的重点放在过程之中,激励学生进行自主性的学习。[5]
四、结束语
任务驱动式教学方法,是在教师主导下,以典型任务为驱动,学生以组为单位独立完成一系列子任务,最终完成总任务的一种教学方法。学生通过分组讨论、查找相关设计资料、理论分析,自行寻找完成任务的方法,最后在老师的指导下完成工作。
实验证明,采用任务驱动式教学使学生学习本课程的积极性得到极大激发,取得了明显的教学效果。通过小组内成员之间以及师生之间的讨论、沟通、合作和交流,既培养了学生的团队合作精神,又使学生理论联系实际,锻炼了分析问题、解决问题的能力。课程结束后,学生普遍认为收获很大,综合素质得到了提高,随之积极参加、开展学校的各种课外科技活动。
在教学改革的过程中,也发现了一些不足之处,比如目前与任务驱动式教学相关的教材、讲义比较少;总任务的数量比较少,有待进一步开发更多典型的任务;在实施过程中,组内个别成员过度依赖其他同学。教学改革是一个动态的过程,针对上述问题,笔者将在今后的教学过程中不断改进,最终达到全面提高学生综合素质的目的。
参考文献:
[1]杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]邢琳,张秀芳.机械设计基础课程设计[M].北京:机械出版社,
2008.
[3]龚厚仙.基于项目驱动的“机械设计基础”课程改革[J].职业技术教育,2011,(17):31-33.
[4]李云松.“机械设计基础”课程教学模式探索[J].设计与研究,
2011,(2):28-31.