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学习结果体系下的机械设计课程建设

2019/09/30 阅读:

摘要:概述了基于学习结果的教学体系的内涵,在此基础上,结合机械设计这门课程的教学实际,以学生的学习效果为目标,通过对机械设计课程目标、内容的设置和教学方式以及考核方法的实践,引导学生主动思考,分析问题、解决问题,激发学生的学习兴趣,促进学生工程应用能力的提高。

关键词:机械设计;课程目标;课程建设

基于学习结果的教学体系是以学生为主体,通过一段时间的学习,能够观测出学生应达到的知识及实践技能。对于教师,需要制定出一套能够展示学生学习结果的课程目标,围绕学习结果,制定出相应的任务目标、教学方法、教学实践活动和评估方法,保障课程学习目标的达成。现以《机械设计》课程建设为例,结合目前机械设计制造及其自动化专业教学中“理论联系实际”的本质要求,提出关于《机械设计》课程建设的几点建议。

一、我校《机械设计》课程教学现状

(一)理论教学方面,与工程实际联系不够目前我们的教育提供给学生实践的机会太少,没办法建立感性认识,在理论学习方面,大多数学生缺乏学习的积极主动性,授课教师劳心于概念、原理的讲解,学生疲于设计步骤、设计公式的死记硬背、生搬硬凑,而与实际生产应用实践联系少之又少,虽然有一部分学生通过参加机械创新设计大赛,对公式的应用有了较好的理解,但这样的学生毕竟是少数,大部分学生就业后,在相当长的一段时间内,不能满足企业的工作状态与生产实际需求,难以实现理论与实际的有机结合,工作适应期较长。

(二)实验教学方面,缺乏创新目前大部分应用技能型本科院校由于经费支持不够,学校提供给学生实践的机会很少,一些实验设备还是停留在二十前的教学要求上,开设的多为演示性、验证性的实验项目,如现在开展的带传动、齿轮传动效率、螺栓联接综合实验、液体动压轴承实验等,学生按照实验老师给定的步骤和实验方法进行完成各实验项目,然后生成实验报告便可。对学生而言,这些实验项目不能促使学生去发现课堂理论知识学习的不足,不利于学生发现问题解决问题的创新思维的培养。课程设计与理论教学是分开进行的,联系不够紧密。在人才培养方案里,《机械设计》和《机械设计课程设计》是两门独立的课程,各有学时和学分安排,一般将课程设计设置在理论教学结束后的两周内完成。这样的安排,虽然紧凑,对训练学生的设计能力也有一定的作用,但也存在着一些弊端:1)前学后忘;课程知识点太多,系统性不强,学生在学习的过程中生搬硬凑、死记硬背,基础知识掌握得不到位,到了后面的课程设计的环节,不能够将所学理论知识灵活运用;2)设计计算说明书行文不规范,抄袭现象比较严重;学生为了尽快完成任务,照搬课程设计指导书进行模仿,往往不求甚解,由于每个学生所给的初始条件不同,稍作改变,一些需要查表或计算的数据就不准确,在答辩的时候,学生对自己的设计也是似懂非懂,根本达不到课程设计的目的。

二、课程建设目标拟定

《机械设计》是机械设计制造及其自动化专业的一门核心课程,涉及的先修课程比较多,主要培养学生对所学机械基础课程的综合应用能力和创新设计能力。本课程拟定采用将学生进行分组,完成一次通用机械产品的设计,采用“项目式教学”,通过“选题、调研、可行性分析与评价、方案设计、产品设计、图纸绘制及三维造型、设计报告编制、设计答辩”一系列完整的设计步骤,初步形成产品的设计的工程教育理念,为今后进行产品设计打下坚实的基础[1]。通过课程设计,让学生初步熟悉产品设计的一般步骤和基本方法,为今后踏入工作岗位打下坚实的基础。另外,在教学中还需要对学生灌输一些作为未来工程师所需具体的职业道德和社会责任感。

三、课程建设的主要内容

(一)构建课程教学环节课程包括理论授课、实验教学和课程设计等三个环节。要达到学生的知行合一,课程建设目标可以从四个层次来考虑,一是进行通用小型机械装置的设计,机械设计这门课主要是围绕回转运动展开的,实质上是减速器的一个设计问题。二是解决机械中通用零件的设计问题,包括传动件(带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮传动等)、连接件(螺纹连接、键连接)、紧固件、轴承及轴的设计等,要求学生能够正确描述这些机械零部件设计要求(包括功能要求、经济性要求、劳动保护要求、环境保护要求和可靠性要求等);了解这些通用零部件在通用机械中的实际应用并给出实例;能够分析它们的失效形式和理解其设计准则;能够根据其特定应用要求,选用合适的机械零件。三是在进行与机械设计相关的实验和计算分析。四是在课程学习和实践的基础上,明确作为一名工程师所需具备的基本素质和应掌握的基础知识及基本技能;学会自主学习,能够进行资料检索、市场调研、问题分析和整理,进行工程设计的表达,体验解决工程问题的具体过程[1]。

(二)课程教案的制定及实施教案是教师以授课节次/章为单位编写的教学设计方案,是教学目标、教学内容、授课方法、教学思路的客观反映,是为保障学习效果和教学效果而制定的。以带传动的工况分析为例进行教案设计。首先确定教学目标,一是知识目标:紧边拉力、松边拉力、有效拉力等概念的理解,带的弹性滑动和打滑的机理;二是能力目标:学生所需具备的专业技能;三是素质目标:培养学生积极思考和主动参与学习的精神。其次是教学过程规划及重点内容的解析。具体说来就是把教学内容分解为四个层次,以带传动的运动分析为例进行说明,一、提出问题,什么是弹性滑动和打滑?二、难点解析,产生弹性滑动和打滑的原因分析;三、归纳总结,弹性滑动和打滑的结果分析;四、实践应用,进行实例分析。

(三)教学方法改革,提高教学效率学习方法很重要,俗话说磨刀不误砍柴工,以教师引导学生学习为主,教会学生一般学习规律,把握所学知识的内涵,并建立起相关性和重要性,理解了事物的本质,这样才能自然而然的吸收知识,不然知识记忆的过程会很痛苦,因为看上去太过抽象的内容而显得无关紧要,在课间与学生的交流时,学习不太好的同学往往说得最多的一句话就是:太难学了,那么多的知识点,学了有什么用啊?一脸无可奈何的笑。其实问题的实质是学生还没有真正把握学习的方法,这个需要老师在平时的教学中积极引导,帮助学生搭建知识联系,最好是能够联系实际。在教学中要以问题为重点,而不是以教学内容为重点。举个例子进行说明一下,如果要想了解减速器的工作原理,我们采取的最好的办法就是对它进行拆装,把拆下来的每个零件都研究一下,可以将这一过程记录下来,加深印象,然后再按照拆的逆过程组装起来,在这个过程中我们还要用到一些工具,比如螺丝刀、扳手等。当你把减速器装置拆开再组装起来的时候,你就自然理解了里面各零件的工作原理、装配关系以及功能,还有这些工具的作用。但是如果学习过程反过来的话,给你先上一堂关于减速器的课,或者上一堂关于扳手、螺丝刀的课,那么教学效果就会明显差许多的。让学生在课堂上有发言的机会,上课时引入一些与生活实际相关的问题,比如在讲授传动篇这一模块,链传动的传动特点,链条的跳齿现象,骑过自行车的同学就会积极发言,在生活中碰到这一现象的时候,采用什么办法解决?跳齿发生的机理是什么?引导思路,让学生自己去看书,并用相应理论去解答,同学们可以自由讨论,充分发表自己的看法,这样一来,课堂气氛便活跃起来了,课堂教学也就有了,学生在谈论过程中加深了对知识的理解,既提高了学生的自主性,又能锻炼学生对习得知识的实际应用能力,激发学生学习这门课程的兴趣,充分发挥学生的学习主体作用。

(四)改变考核方式,加强课堂教学管理课程考核方式可以多样化,比如学生的出勤、上课状态(是否睡觉、玩手机等做一些与本课程无关的事情)、课后作业是否保质保量的按时完成、课堂发言是否积极等情况建议纳入平时成绩的考核,由前面组成的平时成绩占课程总成绩的40%,实验成绩占10%~20%,期末考试成绩共占50%~60%。考核这一过程比较琐碎,需要任课教师花时间费心思,很多老师为了图省事,明明学生的期末考试成绩很一般,平时成绩却给了高分,最后学生通过课程考核。这样就给学生传递了一个信号,老师没有注重平时成绩考核,只要按时出勤、不调皮捣乱,平时其实也不用好好学习,期末突击一下,通过考试还是很轻松的,抱着这样一种心态他还怎么去自主学习?又怎么来保证课堂学习效果和教学效果呢?所以为了保证学生的课堂学习效果,需要任课教师严格落实,为此学校专门设有督导办公室,各系部成立的有督导小组,由教师督导员和学生督导员组成,以保证课堂教学管理的落实。

四、教学实践总结

结合机械设计这门课程的教学实际,只有在教学内容上和教学方法上不断地进行改革和创新,加强课堂教学管理,想办法调动学生探究工程实际应用的积极性,充分发挥学生的主观能动性,培养出能够跟市场接轨的应用型人才。本研究探索的机械设计教学改革模式不仅适用于机械设计学科,也可适用于机械原理、机械设计基础等相关学科的教学,具有一定的普适性。

【参考文献】

[1]朱永梅.以工程能力为导向的机械设计课程改革研究[J].潍坊学院学报,2012,12(6):89-92.

[2]郝智秀,季林红,冯娟.基于CDIO的低年级学生工程能力培养探索:机械基础实践教学案例[J].高等工程教育研究,2009(5):36-44.

作者:雷芳 胡雄杰 单位:湖北文理学院理工学院

学习结果体系下的机械设计课程建设

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