時間：2022-12-09 06:29:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇減速器課程設(shè)計總結(jié)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
針對應(yīng)用型本科的培養(yǎng)特點，分析總結(jié)了機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計中存在的問題。該文介紹了采用較直觀，且?guī)в幸欢ń忉尯退饕δ艿膱D解圖示教學(xué)方法，讓學(xué)生更容易、更方便地理解設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計方法，以便更好地完成機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，提高教學(xué)質(zhì)量，也為其他地方高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供一定的參考價值。
關(guān)鍵詞
圖解法;機(jī)械設(shè)計;課程設(shè)計;教學(xué)實踐
機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械專業(yè)學(xué)生必不可少的一次實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。目前，各個高校大都采用的是比較經(jīng)典的題目《帶式輸送機(jī)的設(shè)計》，要求學(xué)生主要設(shè)計輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的齒輪減速器。在各類《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》以及《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》中，雖都有減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計圖樣，但是，由于圖樣是經(jīng)大比例縮小的，許多細(xì)節(jié)不能表達(dá)清楚，甚至還容易造成誤解［1－2］。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的安排只有短短3周時間，在這個時間段里，正值期末考試，厚厚的一本設(shè)計指導(dǎo)書學(xué)生沒有時間閱讀。雖然，在此之前學(xué)生們也做過減速器模型的拆裝實驗，但實驗時間短，學(xué)生沒有留下更深的印象，甚至機(jī)器中某些零部件的名字和作用都不清楚，更不用說進(jìn)行合理的設(shè)計和正確的選取。另外，本次設(shè)計是機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生第一次接觸這么復(fù)雜的裝配圖，從何處開始設(shè)計、怎么設(shè)計，令他們感到茫然;在繪制零件圖時，除了課本上講解過的V帶輪、齒輪、鏈輪及軸以外，對零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計或者是標(biāo)準(zhǔn)件、外購件的選取更是不知道如何下手。學(xué)生失去信心后就糊里糊涂地照抄圖，甚至是按比例描圖，不能很好地達(dá)到教學(xué)目的［3－4］。在具有豐富設(shè)計生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的老師的指導(dǎo)下，我們分析了典型的減速器的結(jié)構(gòu)裝配圖，然后，局部分解并標(biāo)出該處關(guān)鍵零件的名稱、作用以及設(shè)計選取途徑，用圖解圖示的辦法，很好地詮釋了結(jié)構(gòu)設(shè)計及設(shè)計方法，直觀明了。經(jīng)過近幾年在教學(xué)過程中的不斷完善和補(bǔ)充，逐漸形成了一套圖解法的教學(xué)模式，取得了良好的效果。
1圖解法授課措施
圖示圖解法，就是將所表達(dá)的重點部分用圖示的辦法表現(xiàn)出來，同時注有簡潔的文字說明，相對純文字的敘述，圖解法作為一種教學(xué)方法，更加直觀、清晰、生動，容易被學(xué)生接受［5］。
1.1三維做出總裝配爆炸圖在課程設(shè)計開始之前，指導(dǎo)教師利用三維軟件Pro/e或其他軟件做出一個三維的裝配模型圖，表現(xiàn)出減速器整體形狀，用三維爆炸圖來展示減速器各個部分的名稱和作用，讓學(xué)生對減速器有個感性認(rèn)識。
1.2用二維圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇視圖，從繪制裝配圖的第一條線開始，到整個裝配圖的完成，分步驟，每隔一個重要環(huán)節(jié)制成一張圖，這樣便于學(xué)生作為參考。如圖1所示為在裝配圖繪制時，中心線位置的確定、畫好齒輪后箱體內(nèi)外壁線的位置、油溝的位置，及上下箱體凸緣的寬度和厚度。其中，分箱面凸緣的寬度尺寸A=δ+c1+c2，此處的c1和c2是分箱面連接螺栓的扳手空間尺寸，查機(jī)械設(shè)計手冊可得。如圖2所示為如何確定減速器中高低速軸的各軸段的直徑和長度及支撐軸承的型號和位置。用類似于圖1和圖2的過程圖共計25張，基本上就能夠把減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程表達(dá)出來。教學(xué)時，可以將這部分圖紙做成PPT，逐張圖按照順序給學(xué)生講解設(shè)計過程。
1.3分析結(jié)構(gòu)重點和學(xué)生容易出錯的部位根據(jù)減速器實際生產(chǎn)和裝配的實踐經(jīng)驗，再針對學(xué)生對結(jié)構(gòu)常見的疑惑和設(shè)計過程中容易出現(xiàn)的錯誤和問題、注意事項等，采用局部放大的形式，制作成圖片，同時，用文字形式簡述該局部的名稱、作用以及設(shè)計依據(jù)的出處和設(shè)計要求。如減速器上檔油盤的設(shè)計注意事項，當(dāng)齒輪速度大于等于2m/s時，采用飛濺，但不希望飛濺起來的油直接進(jìn)入軸承，所以在箱體和箱蓋的結(jié)合面處加油溝和導(dǎo)油結(jié)構(gòu)，把油引入軸承，同時在小齒輪處加檔油盤。詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖3所示。另外，軸承的選用和位置的確定時需注意:軸承外圈端面要與箱體內(nèi)表面有5～10mm的距離，軸承使用時一定要考慮便于拆裝，因此軸肩尺寸和軸套尺寸一定要嚴(yán)格按照軸承標(biāo)準(zhǔn)中給出的尺寸進(jìn)行設(shè)計。詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖4所示。對繪圖容易出錯的地方用圖形表達(dá)出來，讓學(xué)生避免出現(xiàn)同樣的錯誤。如圖5所示的是螺紋連接處的畫法;同時把學(xué)生畫圖時容易遺忘的地方也局部放大重點表達(dá)出來，如圖6所示的是六角螺栓和油塞的畫法和位置，畫圖時要嚴(yán)格按照設(shè)計手冊所規(guī)定的尺寸畫，油塞設(shè)計位置時要考慮能夠把全部的油放完。用以上這樣的圖片共40張，基本上就可以把減速器設(shè)計過程清晰明了地展示給學(xué)生。最后，繪制出一張典型減速器的正規(guī)裝配圖，把以上的局部說明，按照相關(guān)位置標(biāo)出文字，授課時，先將局部圖片用PPT形式給學(xué)生講述。學(xué)生繪制圖紙時，將帶有說明的裝配圖掛在教室，以方便學(xué)生隨時查看，提高學(xué)習(xí)效率。
2注意事項
2.1注重圖紙表達(dá)的完整性學(xué)生先期所學(xué)的機(jī)械制圖，更多的是注重了零件圖形部分的表達(dá)，在本次課程設(shè)計中零件圖和裝配圖的設(shè)計，更要注重圖紙內(nèi)容的完整性，不僅僅是要正確表現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)，還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)尺寸的正確標(biāo)注、適當(dāng)?shù)募庸ひ蟆⒉牧系暮侠磉x擇;以及熱處理要求等信息，力爭完整、正確、全面的圖紙表達(dá)能力的培養(yǎng)［6］。
2.2邊計算邊設(shè)計部分學(xué)生只重視數(shù)據(jù)計算，不重視結(jié)構(gòu)設(shè)計，總認(rèn)為制圖前，要把各個尺寸計算出來，導(dǎo)致整個設(shè)計費工費時。要提醒學(xué)生有些地方是邊結(jié)構(gòu)設(shè)計邊定尺寸的。
2.3嚴(yán)格按照國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)件選擇與裝配結(jié)構(gòu)，必須按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制圖。例如，安裝軸承位置的軸肩尺寸、端蓋形式及其尺寸、密封件位置對軸的要求等，應(yīng)該按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計，不能自由發(fā)揮。對國標(biāo)沒有明確規(guī)定的部分零部件，也要參照《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》推薦內(nèi)容設(shè)計。
3結(jié)束語
經(jīng)過幾年的實際應(yīng)用，圖解法教學(xué)取得了很好的效果。學(xué)生能夠更快地進(jìn)入設(shè)計狀態(tài)，思路清晰;能夠更加方便快捷地運用工具書，照抄圖描圖現(xiàn)象明顯減少;課程設(shè)計完成質(zhì)量得以提高，良好、優(yōu)秀率增加。
參考文獻(xiàn)
［1］紀(jì)小剛.機(jī)械工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計中存在的問題及對策［J］.無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008，7(3):59－61.
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［3］李文斌，董長雙，軋剛.機(jī)械工程類本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)教學(xué)探討［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2007，25(3):69－72.
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【關(guān)鍵詞】減速器；拆裝；多媒體
減速器是典型的機(jī)械基礎(chǔ)部件，被廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器中。因此減速器的結(jié)構(gòu)、功能及設(shè)計一直是我校機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生必須學(xué)習(xí)的內(nèi)容。而清楚地學(xué)習(xí)和了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理是進(jìn)一步分析和設(shè)計減速器的關(guān)鍵[1]。減速器的安裝、拆卸過程以及相關(guān)參數(shù)測量。旨在能使學(xué)生加深對所學(xué)內(nèi)容的理解，提高學(xué)習(xí)興趣，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。增強(qiáng)學(xué)生對過程實踐的感性認(rèn)識，增強(qiáng)學(xué)生綜合解決實際問題的能力，提高教學(xué)質(zhì)量和水平。
1.減速器拆裝實驗的教學(xué)現(xiàn)狀與不足
“減速器拆裝實驗”的教學(xué)目的主要是：通過拆裝掌握減速器的結(jié)構(gòu)、零件功用、裝配關(guān)系以及調(diào)整方法等。裝拆實驗用的減速器有單級圓柱齒輪減速器；單級圓錐齒輪減速器；圓錐圓柱齒輪減速器；展開式雙級圓柱齒輪減速器；同軸式雙級圓柱齒輪減速器；蝸桿蝸輪減速器等。在減速器拆裝實驗中，一般選用單級齒輪減速器或兩級齒輪減速器。因為該類減速器較為典型，只要掌握了它的結(jié)構(gòu)特點、功用及安裝調(diào)整方法等，其他類型減速器就可以舉一反三。達(dá)到事半功倍的效果。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法是通過實物，介紹減速器的主要零部件，有箱體、齒輪、軸、端蓋、滾動軸承、鍵、銷，螺栓、螺釘、墊片等。在教師講解相關(guān)內(nèi)容之后，學(xué)生拆解、裝配減速器。讓學(xué)生在實驗中動手、動腦、動口、動眼、動筆，對學(xué)生出現(xiàn)問題比較多的地方有針對性地進(jìn)行集中輔導(dǎo)答疑。整個過程中讓學(xué)生互相交流，查找資料。在實驗中學(xué)生分組輪換觀察各種不同類型減速器，通過觀察、比較、對每個零件的作用、結(jié)構(gòu)進(jìn)行一番分析。總結(jié)出它們的各自特點和作用。
實驗中存在一些不盡人意之處，減速器拆裝實驗是一個綜合實驗。主要考察學(xué)生的知識點掌握情況、知識的綜合運用，并且要求有較強(qiáng)的動手能力。部分學(xué)生做減速器拆裝實驗時，往往出現(xiàn)對減速器的結(jié)構(gòu)不了解；對零部件知識認(rèn)識不深，零件認(rèn)識只介于書上，出現(xiàn)零件混淆，或者實物完全未接觸過；零部件之間的關(guān)系不清楚，結(jié)構(gòu)不了解；減速器拆完未能完全裝好。如齒輪、軸承、軸套等零件實際上是拆不下來或是不允許拆解的；齒輪與軸裝配的鍵和鍵槽等更是無法窺其全貌；很多零件笨重且有油污；測量的中心距等參數(shù)實際上只是粗測值。一般來講，新鮮事物對學(xué)生往往都有很強(qiáng)的吸引力，而笨重，甚至是“臟兮兮”、“油乎乎”的減速器，會在一定程度上削減學(xué)生學(xué)習(xí)的動力與興趣。基于上述原因，這樣的教學(xué)就很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。
2.實際操作與多媒體教學(xué)相結(jié)合
減速器拆裝實驗過程中教師在個別指導(dǎo)時是和學(xué)生面對面接觸，教師的言傳身教作用得到充分體現(xiàn)。但是，實驗中由于學(xué)生多，指導(dǎo)教師少，工作量大，在解答學(xué)生的共性問題時。往往只有少數(shù)在教師附近的同學(xué)聽得清、看得見，很多學(xué)生看不到實物的具體結(jié)構(gòu)，搞不清楚教師解釋的問題，影響了教學(xué)效果。當(dāng)前，隨著多媒體教學(xué)的普遍應(yīng)用，在實驗中利用多媒體對減速器進(jìn)行虛擬裝配，可提高教學(xué)質(zhì)量。
教師在多媒體演示時可以進(jìn)行動態(tài)教學(xué)，讓學(xué)生在屏幕上觀察零件復(fù)雜形體的外型與內(nèi)腔、各個側(cè)面和局部細(xì)節(jié)特征。將減速器的零件結(jié)構(gòu)和裝拆過程以虛擬動畫的形式，形象、生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前。例如，減速器的主要零部件有箱體、齒輪、軸、端蓋、滾動軸承、鍵、銷、螺栓、螺釘、墊片等，多媒體演示可以直觀地顯現(xiàn)整個零件的結(jié)構(gòu)，裝配體中零件之間的連接關(guān)系，使教學(xué)中的知識更加清晰、生動。虛擬裝拆可以刺激學(xué)生的感官，動畫部分更能抓住學(xué)生的眼球、帶著好奇、興趣，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)。利用多媒體介紹裝配基準(zhǔn)，演示如何進(jìn)行傳動件的周向和軸向固定；軸的支承、固定；軸承類型，軸承如何裝配，間隙如何調(diào)整等。使學(xué)生對齒輪減速器的裝配過程、軸系零部件之間的固定、定位方法、機(jī)械裝置的類型和密封裝置及其他減速器附件結(jié)構(gòu)等有一個直觀的了解，著重講解減速器各組成部分的結(jié)構(gòu)、相互之間的定位關(guān)系。在實驗中教師在多媒體虛擬模型上指定某些加工表面，讓學(xué)生在減速器實物上找到相應(yīng)的地方并分析該零件的結(jié)構(gòu)工藝性及加工要求，以利于后面課程設(shè)計的順利開展。例如：與螺栓頭部和螺母接觸的支承面，應(yīng)加工出沉頭座坑，以減小螺栓的附加應(yīng)力；安裝窺視蓋處應(yīng)設(shè)有凸臺，減小機(jī)械加工表面面積；放油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，以便于加工成為螺塞頭部的支承面等等。這樣，不僅在較短時間內(nèi)能給學(xué)生提供正確的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的幾何構(gòu)思能力，同時介紹了有關(guān)結(jié)構(gòu)工藝知識，培養(yǎng)了學(xué)生合理的設(shè)計思維。這樣更有利于學(xué)生理解減速器的工作原理、裝配關(guān)系、各零件的相對位置關(guān)系，以及各零件的結(jié)構(gòu)特點，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的分析、認(rèn)識和記憶能力，活躍了課堂氣氛。
但是虛擬裝配無法取代學(xué)生親自動手拆裝操作，如果只使用虛擬拆裝實驗，學(xué)生印象不會那么深刻，難以建立拆裝的總體的感性認(rèn)識。減速器拆裝實驗通過與計算機(jī)虛擬拆裝有機(jī)結(jié)合，才能充分發(fā)揮教師的主觀能動性，提高了學(xué)生的空間想象力，使學(xué)生輕松掌握零件的結(jié)構(gòu)，增加學(xué)生知識儲備，為以后課程設(shè)計作了必要的準(zhǔn)備，實現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。在我們的教學(xué)中只有通過不斷地研究新的教學(xué)方法，才能提高教學(xué)質(zhì)量。
3.結(jié)束語
教學(xué)需要創(chuàng)新精神。將板書、教具等傳統(tǒng)的教學(xué)手段與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合。把減速器拆裝實驗與多媒體有機(jī)結(jié)合，使課堂教學(xué)形式由單調(diào)呆板變得豐富生動，使學(xué)生對常見的機(jī)械零件有直觀的感性認(rèn)識，使該課程的理論教學(xué)與實踐訓(xùn)練得到了有機(jī)結(jié)合，有利于學(xué)生動手能力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。大大的提高了教學(xué)質(zhì)量，從而高質(zhì)高效的完成了教學(xué)任務(wù)。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞：高職教育 傳統(tǒng)教學(xué)法 項目教學(xué)法
中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0124-01
UG NX6.0是我院制機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，要求學(xué)生熟練掌握草圖繪制，三維實體建模，裝配圖建模技術(shù)和工程圖的繪制方法等。學(xué)習(xí)任務(wù)艱巨，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法照著課本講解命令的用法，學(xué)生大多不感興趣，積極性不高，而對于實例都比較感興趣。因此嘗試采用項目教學(xué)法進(jìn)行UG的課程教學(xué)，在做項目的過程中學(xué)會基本命令的操作。
1 項目教學(xué)法簡介
項目教學(xué)法是一種宏觀的教學(xué)方法，旨在實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的組織和實施的獨立自主性。其內(nèi)涵是基于項目的一種教與學(xué)的模式，通過典型項目的分析和工作任務(wù)的完成，培養(yǎng)學(xué)生獨立、富有責(zé)任意識、解決實踐問題的能力。
2 UG課程教學(xué)項目教學(xué)法設(shè)計
UG是一門實踐性比較強(qiáng)的課程，光靠理論的講解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，學(xué)生學(xué)好這門課程，精通這個軟件主要靠自己堅持不懈的練習(xí)，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是每一位教學(xué)工作者不斷探索和思考的問題，為此選擇了項目教學(xué)法。在教學(xué)中項目的選擇比較重要，既要讓學(xué)生能運用所學(xué)知識，又要有一定的想象空間，項目設(shè)定須考慮學(xué)生的實際水平，進(jìn)而根據(jù)學(xué)生的情況設(shè)計出激發(fā)學(xué)生興趣的項目。
在進(jìn)行項目教學(xué)時UG教材的知識點需進(jìn)行有效的整合，在項目進(jìn)行的過程中把所有的知識點都學(xué)到。本設(shè)計中的項目是和機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計緊密結(jié)合，由于我校一般是機(jī)械設(shè)計和UG課程同一學(xué)期上，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計題目是減速器的設(shè)計，因此所選項目即為減速器設(shè)計，目的在于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，把所有項目完成之后，既了解了減速器的結(jié)構(gòu)，又使學(xué)生有能力進(jìn)行減速器的三維建模和二維繪圖，同時把兩門課程都學(xué)好了，是一箭雙雕的好事。
構(gòu)建的教學(xué)體系如下所示。
項目一：項目簡介，掌握軟件和軟件的基本操作。
任務(wù)一：草圖的繪制，培養(yǎng)學(xué)生對各種形狀草圖繪制的能力，6學(xué)時。
任務(wù)二：零件三維造型圖的繪制，培養(yǎng)學(xué)生對拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、鍵槽、溝槽、孔和倒斜角命令等命令的使用能力，6學(xué)時。
任務(wù)三：裝配體和工程圖的繪制，培養(yǎng)學(xué)生對裝配體創(chuàng)建和完整工程圖繪制的所有命令的使用能力，6學(xué)時。
項目二：單級圓柱齒輪減速器的零件繪制。
任務(wù)一：主、從動軸的實體建模，考察學(xué)生草圖繪制、旋轉(zhuǎn)或拉伸操作，鍵槽，溝槽和倒斜角的能力，2學(xué)時。
任務(wù)二：鍵的繪制，考察學(xué)生對草圖、拉伸命令的使用能力，2學(xué)時。
任務(wù)三：大、小齒輪的繪制，考察學(xué)生對齒輪插件使用、公式曲線繪制、陣列和拉伸等命令的使用能力，2學(xué)時。
任務(wù)四：軸承的繪制，考察學(xué)生對旋轉(zhuǎn)體、成型特征繪制和圓形陣列等命令的使用能力，2學(xué)時。
任務(wù)五：軸承蓋的繪制，考察學(xué)生對草圖、旋轉(zhuǎn)和拉伸切除等命令的使用能力，2學(xué)時。
任務(wù)六：上箱體的繪制，考察學(xué)生復(fù)雜草圖創(chuàng)建、拉伸體、掃掠、抽殼、簡單孔、沉頭孔、邊倒圓、鏡像特征和筋的繪制等命令的使用能力，4學(xué)時。
任務(wù)七：下箱體的繪制，考察學(xué)生對復(fù)雜草圖創(chuàng)建、拉伸體、掃掠、抽殼、簡單孔、沉頭孔、邊倒圓、鏡像特征和筋的繪制等命令的使用能力，4學(xué)時。
任務(wù)八：螺栓、螺母的繪制，考察學(xué)生對草圖繪制、拉伸、螺紋繪制、倒斜角等命令的使用能力，2學(xué)時。
任務(wù)九：油標(biāo)尺的繪制，考察學(xué)生對圓柱、圓錐、環(huán)形陣列等命令的使用能力，2學(xué)時。
項目三：減速器裝配體的創(chuàng)建。
任務(wù)一：減速器裝配體的創(chuàng)建，考察學(xué)生對添加組件、配對組件、引用集、組件陣列等命令的使用能力，4學(xué)時。
任務(wù)二：生成裝配爆炸圖，考察學(xué)生對裝配爆炸圖的建立、克隆裝配的使用能力，2學(xué)時。
項目四：減速器裝配體的創(chuàng)建。
任務(wù)1：從動軸從程圖的表達(dá)，考察學(xué)生對基本視圖的設(shè)置、添加局部放大圖、斷開視圖、對齊視圖、圖紙的標(biāo)注等命李龜年的使用能力，2學(xué)時。
任務(wù)2：大齒輪工程圖的表達(dá)，考察學(xué)生對視圖參數(shù)設(shè)置、基本視圖創(chuàng)建、全剖視圖、圖紙的標(biāo)注等命令的使用能力，2學(xué)時。
任務(wù)3：下箱體工程圖的表達(dá)，考察學(xué)生對視圖參數(shù)設(shè)置、基本視圖創(chuàng)建、對齊視圖、局部放大圖、半剖視圖和圖紙的標(biāo)注等命令的使用能力，4學(xué)時。
任務(wù)4：減速器工程圖的表達(dá)，考察學(xué)生對創(chuàng)建視圖、標(biāo)注裝配圖尺寸、裝配圖零部件明細(xì)表、標(biāo)注零部件序號、技術(shù)要求等命令的使用能力，2學(xué)時。
在整個項目教學(xué)的過程中，教師進(jìn)行理論和技能引導(dǎo)，項目的計劃和實施環(huán)節(jié)由學(xué)生自行討論決定，教師充當(dāng)咨詢師的角色，并對項目結(jié)果進(jìn)行分析評價。
3 項目教學(xué)法的實施
在項目教學(xué)過程中，學(xué)生是分組合作模式，以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力。項目教學(xué)法的完整工作過程分為：信息、計劃、決策、執(zhí)行、評價和遷移六個基本步驟。具體做法如下。
（1）項目確定之后，老師把項目足夠的信息提供給學(xué)生，項目中待解決的問題應(yīng)包括理論和實踐兩方面的，讓學(xué)生去思考;（2）在獲取信息后，由各組的學(xué)生根據(jù)設(shè)定的項目設(shè)計一個工作計劃，教師負(fù)責(zé)提供咨詢確保制定的計劃合理、可行;（3）決策過程由學(xué)生小組獨立完成，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊創(chuàng)造性的、獨立的開發(fā)項目問題的解決方案的能力，學(xué)生通過各種途徑搜集項目所需要的信息，最終決策出如何具體實施和完成項目計劃中所確定的工作任務(wù);（4）項目執(zhí)行由小組內(nèi)的學(xué)生交流、討論，組員分工協(xié)作共同完成項目。在此過程中，學(xué)生分工合作，創(chuàng)造性的獨立解決項目中出現(xiàn)的問題。（5）評價分為兩個步驟，成果匯報和評價。先由各小組派代表匯報其項目成果，以及在項目進(jìn)行過程中遇到的問題和解決方案，然后師生共同對項目的成果、學(xué)習(xí)過程、項目經(jīng)歷和經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)和評價并打分。對項目的成果進(jìn)行理論深化后，可使學(xué)生意識到理論和實踐間的內(nèi)在聯(lián)系，增加對理論知識的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)項目的開展打好基礎(chǔ)。（6）項目遷移，在作業(yè)環(huán)節(jié)，通過其他類似項目的練習(xí)，體現(xiàn)學(xué)生在項目中所獲得的知識和能力并加以深化，在下一項目的練習(xí)中會把學(xué)生的這種遷移能力反映出來。
4 教學(xué)效果
（1）由于打破了傳統(tǒng)的照本宣科的教學(xué)方法，不再單一的把知識灌輸給學(xué)生，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，做中學(xué)，學(xué)中做，做的過程中發(fā)現(xiàn)問題就會主動去學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)更自覺，更有針對性，更加理解理論與實踐之間相互關(guān)系，學(xué)到的知識更加牢固。
（2）通過項目的完成把在校學(xué)生變成職業(yè)人，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度和獨立解決問題的能力，為學(xué)生將來走上工作崗位奠定良好的基礎(chǔ)。
結(jié)合相關(guān)課程，對“互換性與測量技術(shù)”開設(shè)基于三坐標(biāo)測量機(jī)的綜合性實驗進(jìn)行研究。實驗有豐富創(chuàng)新的實驗內(nèi)容、完整規(guī)范的操作步驟、簡單明確的參數(shù)設(shè)置及必要的數(shù)據(jù)記錄，并對實驗課程的實施和考核細(xì)節(jié)展開分析，形成行之有效的教學(xué)模式。實踐證明教學(xué)效果良好，有利于鞏固學(xué)生測量理論知識，同時為相關(guān)課程的實驗教學(xué)改革提供借鑒。
關(guān)鍵詞:
互換性與測量技術(shù);三坐標(biāo)測量機(jī);綜合實驗
綜合性實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新是實驗教學(xué)研究的熱點［1－3］。作為機(jī)械類、近機(jī)類各專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，“互換性與測量技術(shù)”傳統(tǒng)實驗教學(xué)大都基于一些常規(guī)的實驗儀器，設(shè)備精度較差、操作過程繁瑣且實驗內(nèi)容偏重對理論知識的驗證，缺少綜合性、創(chuàng)新性實驗。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的零件日趨精密復(fù)雜，精度也越來越高，一些新型快捷的高精密測量設(shè)備(如三坐標(biāo)測量機(jī)、影像測量儀等)被廣泛應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中［4］。探討如何在實驗中引入高新設(shè)備以改進(jìn)教學(xué)方式的做法已成為當(dāng)今實驗教學(xué)改革的一種重要途徑［5］。本文基于我校國家級車輛實驗中心所屬精密測量實驗室，改革實驗教學(xué)，開設(shè)綜合性實驗，將三坐標(biāo)測量機(jī)真正應(yīng)用于現(xiàn)代測量技術(shù)的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。
1實驗設(shè)計
綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及一門課程多方面知識或多門課程知識的實驗，能夠培養(yǎng)實驗者的綜合思維方法和創(chuàng)新能力［6］。針對“互換性與測量技術(shù)”實驗課程，本文在實驗內(nèi)容設(shè)置上參考其他院校開設(shè)CMM實驗的經(jīng)驗［7－10］，結(jié)合同一學(xué)期的“二級齒輪減速器課程設(shè)計”、“機(jī)械設(shè)計”及“機(jī)械制造技術(shù)”等課程內(nèi)容，由淺入深地設(shè)計了基于三坐標(biāo)測量機(jī)的綜合性實驗—減速器零部件實物測量分析，如“減速器箱體測量分析實驗”、“判斷減速器軸類零件是否合格實驗”等。實驗旨在讓學(xué)生綜合運用有關(guān)尺寸設(shè)計、加工及測量等方面知識，根據(jù)課程設(shè)計圖紙要求完成減速器零部件的尺寸、公差等全面測量，領(lǐng)會各種公差的定義及作用，判斷圖紙所選取技術(shù)參數(shù)或公差等級的合理性，掌握形位公差的標(biāo)注必須建立在了解零件工作原理的基礎(chǔ)上，是對實驗技能和相關(guān)知識的全面訓(xùn)練和綜合應(yīng)用。下面以二級圓柱齒輪減速器低速軸的三坐標(biāo)測量分析實驗為例。實驗設(shè)備采用德國蔡司公司生產(chǎn)的ConturaG3RDS9168三坐標(biāo)測量機(jī)，其測量范圍為900*1600*800mm，測量精度為1．8μm。
2實驗步驟
測量前首先選擇合適的探針并校準(zhǔn)，然后完成工件的有效裝夾，通過IGES接口將工件的CAD數(shù)模導(dǎo)入測量軟件Calypso，利用軟件脫機(jī)編程完成基本坐標(biāo)系的建立、安全平面的確定、測量元素的定義及評定、模擬測量等，最后聯(lián)機(jī)對實際工件進(jìn)行手動找正，自動完成測量，輸出測量報告并進(jìn)行分析。
2．1探針校準(zhǔn)
由于測量時系統(tǒng)記錄的是探針球心坐標(biāo)，而不是工件接觸點的實際坐標(biāo)，因此必須對測量使用的探針進(jìn)行校準(zhǔn)，從而獲得探針的有效半徑補(bǔ)償值，其原理是從各個不同方向分別測量固定在工作臺上已校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)球，系統(tǒng)按測量坐標(biāo)值計算出各個探針方向的實際球徑和相互位置關(guān)系，存儲這些數(shù)據(jù)作為實際測量時的誤差補(bǔ)償值［11］。實驗中利用蔡司RDS旋轉(zhuǎn)測頭座的CAA功能，即旋轉(zhuǎn)步距角為2．5°且只需簡單標(biāo)定便可實現(xiàn)20736個空間位置的自如使用，校準(zhǔn)步驟如下:(1)將主探針和參考球正確地安裝在三坐標(biāo)測量機(jī)的主軸和臺面上，適當(dāng)移動探針確保所有位置都能校準(zhǔn)到，檢查清潔探針和參考球表面;(2)選擇正確的參考球轉(zhuǎn)角和斜角，在A0B0角度位置進(jìn)行主探針RDS－CAA校準(zhǔn)，完成后確保主探針的形狀偏差S值小于3μm，否則需查找原因并重新校準(zhǔn);(3)卸下主探針，根據(jù)工件形狀特點安裝合適的工作探針，選擇RDS模式，由軟件校準(zhǔn)程序在標(biāo)準(zhǔn)球上自動完成，得到相對主探針XYZ位置值、探針半徑R值、形狀偏差S等，同樣注意S值，否則需重新校準(zhǔn)，由此完成工作探針的選擇與校準(zhǔn)。
2．2工件裝夾
精確的測量來源于精密的測量儀器、正確的測量方法，更離不開可靠的裝夾方式［12］。實驗利用配套的蔡司CARFITCMB－E通用柔性夾具，通過三明治底板、彈性壓板、支撐柱、定位銷、萬向接頭等部件的簡單組合快速地實現(xiàn)減速器零件的裝夾。首先根據(jù)減速器軸外部形狀，使用具體型號的夾具把工件支撐在三明治底板上，然后再根據(jù)工件的側(cè)面特征，選擇緊固型夾具，使其在底板上固定且不動搖。由于安裝板的每個孔及夾具組件都有獨一編號，因此實驗中的裝夾方案可通過記錄這些代號，不同批次的學(xué)生只需按記錄把相應(yīng)夾具組件安裝在三明治底板上，夾上工件，實現(xiàn)快速裝夾及拆卸。
2．3脫機(jī)編程
實驗測量程序的編寫利用Calypso軟件的脫機(jī)編程功能，這種方式的優(yōu)點在于只需導(dǎo)入工件的CAD數(shù)模即可編程，不必等到裝夾成功后，因此實驗裝夾與編程可以分小組并行進(jìn)行從而大大提高測量效率，另一方面在于脫機(jī)程序編寫完成后，可以直接調(diào)用軟件的“模擬”測量模塊進(jìn)行驗證，找出程序運行中可能出現(xiàn)的錯誤測量路徑和測量點，將實際測量中可能出現(xiàn)的撞針等問題降到最低，最大程度地保證測量的安全。實驗脫機(jī)編程的第一步是在Calypso軟件中將三坐標(biāo)測量機(jī)設(shè)置為脫機(jī)模式，然后通過IGES接口將減速器低速軸的CAD數(shù)模導(dǎo)入測量軟件中。第二步是建立工件的基本坐標(biāo)系。本著測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)保持重合的原則，實驗中基本坐標(biāo)系的建立運用典型的“3－2－1法”即校正平面、確定軸線、設(shè)置原點，利用軟件的坐標(biāo)系功能模塊，首先選擇軸的端面圓測量三點或三點以上作為校準(zhǔn)基準(zhǔn)面，確定Z軸正向，然后測量鍵槽長度方向兩點建立基準(zhǔn)軸，確定Y軸，最后指定端面圓心作為計算坐標(biāo)原點。為防止實際測量中探針與待測工件發(fā)生意外碰撞，下一步應(yīng)設(shè)置安全平面。實驗根據(jù)已導(dǎo)入的工件CAD數(shù)模，點擊“從CAD模型獲得安全平面”，輸入合適邊界距離，便可在待測工件自動構(gòu)建一個長方體以保證探針旋轉(zhuǎn)安全性。根據(jù)實驗任務(wù)，需要對軸完成圓柱、鍵槽等元素的尺寸，輪廓度、圓柱度等形狀公差以及對稱度、同軸度等位置公差的脫機(jī)測量程序編寫。如鍵槽的對稱度測量，根據(jù)定義應(yīng)從3個方面設(shè)定:(1)基準(zhǔn)平面的采集與設(shè)定;(2)被測平面的采集與設(shè)定;(3)基準(zhǔn)平面與被測平面之間的位置關(guān)系評價。由于平面的測量至少需3個點，因此分別點擊鍵槽表面所要采點位置，此時模型會顯示采點的位置及其矢量方向，并自動構(gòu)建為平面元素，然后對平面的測量策略及評定如探針?biāo)俣取⒉牲c方式以及濾波粗差等進(jìn)行更詳細(xì)的設(shè)置。通過在CAD數(shù)模上依次設(shè)置待測特征，生成完整測量路徑后，在脫機(jī)狀態(tài)下模擬測量過程從而查看是否會發(fā)生碰撞，如有碰撞則需調(diào)整測量設(shè)置或路徑直至沒有碰撞發(fā)生。
2．4報告輸出
脫機(jī)編程完成后，即可通過聯(lián)機(jī)測量自動生成完整的測量報告，從報告中可直觀地得到測量實際值、公差與理論值的偏差、超差等詳細(xì)信息，據(jù)此與圖紙中的技術(shù)要求進(jìn)行對比分析，以驗證零件是否符合設(shè)計、加工工藝要求或者公差選取是否合理等。
3實驗的組織及考核方式
由于三坐標(biāo)測量機(jī)屬于大型貴重儀器，實驗教學(xué)的開展面臨學(xué)生人數(shù)多、儀器臺套數(shù)少、課時緊張等諸多問題，因此實驗利用學(xué)生的課余時間，采取網(wǎng)上預(yù)約的全開放教學(xué)模式，通過學(xué)校實驗教學(xué)管理系統(tǒng)，采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主、指導(dǎo)教師啟發(fā)為輔的教學(xué)方法和手段。實驗以5～6人為一個項目組，實驗前首先在網(wǎng)站上選擇不同難度等級的任務(wù)書(如測量參數(shù)的個數(shù)、難易程度等)，進(jìn)行資料查閱、方案構(gòu)思等，然后安排兩組同時進(jìn)入實驗室，第一組做實驗的同時，第二組觀摩學(xué)習(xí)，第一組完成實驗后，第二組就可以無縫進(jìn)入。為了避免學(xué)生初次操作用力不當(dāng)而損壞探針，在機(jī)房安裝脫機(jī)測量軟件，只需簡單配置操作手柄完成編程和模擬測量，待練習(xí)成熟后再分組操作，事先讓學(xué)生在木板、塑料或鋁等軟性材料上練習(xí)，操作熟練后再進(jìn)行實體測量，大大提高了設(shè)備的利用率和實驗效果。實驗實施以“學(xué)習(xí)成果”為導(dǎo)向的分組考核模式，重點考核實驗項目組的團(tuán)隊“學(xué)習(xí)成果”和協(xié)作精神。首先根據(jù)該組的“學(xué)習(xí)成果”(如實驗測量分析報告等)確定該組的基本成績等級，然后乘以該次實驗的難度系數(shù)得到該組的考核結(jié)果，最后根據(jù)該組的上機(jī)操作情況，確定組員個體的學(xué)習(xí)成績。例如，某組實驗任務(wù)由5人組成，該組成績等級確認(rèn)為A，實驗難度系數(shù)1．2，則該組考核結(jié)果為1．2*A，計為A+，則大部分組員個體成績應(yīng)被確定為A+或A，最差成績應(yīng)不低于B。
4結(jié)語
實踐證明，在“互換性與測量技術(shù)”課程中開展基于減速器零部件的三坐標(biāo)測量綜合實驗，不但使學(xué)生對高精度、高效率的現(xiàn)代測量技術(shù)和手段在實際工程中的應(yīng)用有了從理論到實踐的全新認(rèn)識，加深了課程設(shè)計中相關(guān)基準(zhǔn)、尺寸和公差等選取原則的理解，而且為后續(xù)“機(jī)械制造工藝”等課程打下基礎(chǔ)，對提高學(xué)生的工程實踐能力及創(chuàng)新意識起到積極作用。
作者：林祖勝 蘭靛靛 柯曉龍 廖文海 龍海飛 單位：廈門理工學(xué)院國家級車輛工程實驗教學(xué)示范中心
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關(guān)鍵詞：實驗改革；公差配合；教學(xué)設(shè)備；減速箱拆裝
中圖分類號：G642.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0185-02
為適應(yīng)教育部卓越工程師培養(yǎng)計劃，達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生綜合工程能力培養(yǎng)的要求，各高校教學(xué)改革不斷強(qiáng)化和深入，實驗實踐環(huán)節(jié)越來越受到高校的重視。通過逐步增加實驗學(xué)時、實驗課程單獨設(shè)課等措施，可以增強(qiáng)實驗課對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。各高校在實驗改革方面進(jìn)行了深入研究，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：改革教學(xué)管理模式，加強(qiáng)實驗過程管理；[1]合理設(shè)置實驗內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)；[2，3]增強(qiáng)理論與實踐結(jié)合，改進(jìn)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加學(xué)生動手機(jī)會；[4，5]利用多媒體及計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行實驗探索等。[6-9]實驗改革強(qiáng)調(diào)實驗管理和實驗方式等方面的改革，但當(dāng)前高校在實驗課內(nèi)容設(shè)置和實驗安排等方面普遍存在一些問題。一方面延續(xù)傳統(tǒng)實驗教學(xué)思路和教學(xué)內(nèi)容，單獨設(shè)課僅僅是一種形式，實驗教學(xué)內(nèi)容往往未自成體系，基本上還是依附于各自的理論課程，實驗安排依附于理論教學(xué)進(jìn)程；[11]另一方面相關(guān)實驗安排在課堂教學(xué)以后進(jìn)行，由于學(xué)生普遍存在課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，學(xué)習(xí)過程不認(rèn)真，最后突擊應(yīng)付考試的學(xué)習(xí)心態(tài)等問題，導(dǎo)致學(xué)生實驗時對實驗課所需掌握的先修內(nèi)容一知半解，實驗課堂上還要重新講解相關(guān)內(nèi)容，實驗課和課堂教學(xué)成為兩門互不相關(guān)的課程，無法做到實驗教學(xué)和課堂教學(xué)相輔相成。這些現(xiàn)象在很多高校的實驗課教學(xué)過程中普遍存在，嚴(yán)重影響了實驗課的教學(xué)質(zhì)量，已經(jīng)引起了許多教育工作者的注意，正逐步上升為亟待解決的共性問題。
一、實驗改革目標(biāo)
針對以上實驗教學(xué)中存在的各種問題，結(jié)合機(jī)械設(shè)計實驗強(qiáng)調(diào)工程技能和實踐動手能力的特點，以機(jī)械設(shè)計實驗為改革對象，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和持之以恒的學(xué)習(xí)態(tài)度為教學(xué)目標(biāo)，以改革舊的實驗內(nèi)容安排和實驗與課堂教學(xué)的協(xié)調(diào)關(guān)系為突破口，逐步實行問題驅(qū)動式教學(xué)和討論式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗要求關(guān)注和學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容，思考課堂內(nèi)容在實驗中的應(yīng)用，最后在實驗課中檢驗和考核課堂所學(xué)內(nèi)容。通過對相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的改革，一方面可以增強(qiáng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的針對性和主動性，另一方面階段性實驗考核督促學(xué)生必須加強(qiáng)課堂教學(xué)的日常學(xué)習(xí)才能較好地完成實驗內(nèi)容，減少應(yīng)試學(xué)習(xí)思想，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成良好的課堂學(xué)習(xí)方式和實驗意識，體現(xiàn)了實驗和課堂教學(xué)相輔相成的關(guān)系。
二、機(jī)械設(shè)計實驗問題分析
減速箱拆裝實驗是機(jī)械設(shè)計實驗課程中重要的實驗內(nèi)容，所用知識點涉及機(jī)械設(shè)計課堂教學(xué)的多個章節(jié)，是機(jī)械設(shè)計實驗中綜合性較強(qiáng)的實驗，因此，應(yīng)以該實驗內(nèi)容教學(xué)改革為入口，探討機(jī)械設(shè)計實驗的改革內(nèi)容和實施方法。
當(dāng)前的減速箱拆裝實驗一般安排在機(jī)械設(shè)計課程后期，要求學(xué)生先期完成齒輪、軸、軸承等章節(jié)知識的學(xué)習(xí)。在實驗過程中，要求學(xué)生首先進(jìn)行減速箱的拆解，觀察各零部件之間的裝配關(guān)系和零件的定位方法，然后測繪低速軸上的所有零件，包括端蓋和部分下箱體，最后根據(jù)測繪結(jié)果繪制低速軸裝配草圖。主要目的是通過拆解、測繪和繪圖的過程，讓學(xué)生掌握齒輪箱體的結(jié)構(gòu)、軸和齒輪的結(jié)構(gòu)、軸上零件的定位和固定方法、密封以及各附屬零件的作用、構(gòu)造和安裝位置。但由于多數(shù)學(xué)生在課堂上為被動學(xué)習(xí)，對學(xué)習(xí)的相關(guān)知識點沒有深入理解和認(rèn)識，導(dǎo)致在軸承和齒輪的定位、套筒的使用、端蓋和軸的配合等環(huán)節(jié)出現(xiàn)了各種錯誤。雖然指導(dǎo)教師在檢查作業(yè)時指出了錯誤并讓學(xué)生修改，但由于學(xué)生理解不深入，沒有真正掌握相關(guān)知識點，在課程設(shè)計環(huán)節(jié)仍然會出現(xiàn)同樣的問題。因此，如何合理安排實驗內(nèi)容和實驗方式，讓學(xué)生真正理解和掌握相關(guān)知識點是重點探討的內(nèi)容。
三、機(jī)械設(shè)計實驗改革內(nèi)容
當(dāng)前開展的卓越工程師教育強(qiáng)調(diào)增加學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。為適應(yīng)教學(xué)要求，北京工業(yè)大學(xué)先期對機(jī)械設(shè)計實驗課程進(jìn)行了改革，實驗獨立設(shè)課，與教學(xué)同步進(jìn)行，一方面增加了實驗學(xué)時與學(xué)生的實踐時間，另一方面實驗與課程分離，擺脫了原有的依附地位，增強(qiáng)了實驗的自主性。針對獨立實驗的優(yōu)勢和學(xué)生實驗實踐環(huán)節(jié)存在的問題，以提高學(xué)生實踐能力和動手能力為目標(biāo)，以減速箱拆裝實驗為突破口，對機(jī)械設(shè)計實驗內(nèi)容及實驗安排進(jìn)行改革，突出讓學(xué)生帶著實驗問題去課堂學(xué)習(xí)的理念和自主學(xué)習(xí)的思想。
實驗改革內(nèi)容以減速箱拆裝實驗為基礎(chǔ)，調(diào)整實驗相關(guān)內(nèi)容及實驗安排，故圖1主要列出了減速箱相關(guān)的實驗內(nèi)容，其他沒有列出的實驗穿行。圖1所示的機(jī)械設(shè)計實驗改革內(nèi)容，是在實驗初期提出相關(guān)問題后，讓學(xué)生逐步在課堂學(xué)習(xí)中找出答案，并逐步完成和完善實驗內(nèi)容；同時針對綜合工程實踐能力訓(xùn)練的要求，把與機(jī)械設(shè)計緊密相關(guān)的測繪、制圖、三維建模、公差標(biāo)注等技能訓(xùn)練融入到實驗內(nèi)容中，通過逐層推進(jìn)的方式，讓學(xué)生逐步掌握和靈活運用知識與技能，從而達(dá)到學(xué)習(xí)和訓(xùn)練同步進(jìn)行的目的。
四、減速箱拆裝實驗的具體實施
1.減速箱拆裝
原有的減速箱拆裝實驗一般安排在學(xué)生學(xué)習(xí)完軸、軸承和齒輪設(shè)計以后進(jìn)行，共4學(xué)時，導(dǎo)致學(xué)生為完成任務(wù)而實驗，根本沒有時間考慮其中的技術(shù)細(xì)節(jié)。為了增強(qiáng)學(xué)生對實驗內(nèi)容相關(guān)知識點的認(rèn)識和理解，根據(jù)帶著問題去學(xué)習(xí)，自己尋找答案的理念，在實驗課第一次課就讓學(xué)生進(jìn)行減速箱的拆解和零件測繪，拆解的對象為使用多年的小型實驗減速箱。該減速箱經(jīng)多年使用，零件磨損和人為造成的裝配混亂，已無法準(zhǔn)確展示零部件的裝配和定位關(guān)系，所以學(xué)生測繪后在后期裝配時需要根據(jù)所學(xué)知識完成零部件裝配，對于錯誤零件尺寸還要根據(jù)裝配要求自行修改完善，最終達(dá)到正確裝配和定位關(guān)系無誤的目的。首次實驗不要求繪制裝配圖，不對測繪結(jié)果進(jìn)行檢查，所有檢查工作在后期實驗內(nèi)容中逐步進(jìn)行，留給學(xué)生充足的理解和修改時間。實驗課堂上僅留下思考題讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中認(rèn)真總結(jié)，尋找答案。
2.減速箱零件繪制及測繪數(shù)據(jù)檢查
三維建模軟件和實驗課相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，以簡單且易于學(xué)習(xí)的solidworks為學(xué)習(xí)對象，讓學(xué)生掌握基本的三維零件建模和三維裝配技術(shù)，為后期的課程設(shè)計和工作打下基礎(chǔ)。在對學(xué)生進(jìn)行三維軟件設(shè)計教學(xué)時，以減速箱零件為建模對象，讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊繪制自己測繪的零件，自己驗證測繪的數(shù)據(jù)是否完整，在學(xué)習(xí)軟件的同時，完成測繪零件建模任務(wù)，同時增強(qiáng)學(xué)生對測繪的認(rèn)識。課后作業(yè)要求提交所有測繪零件的三維圖原始文件，以檢查軟件學(xué)習(xí)和零件繪制情況。針對電子作業(yè)易于拷貝的問題，制定相關(guān)考核原則，所有拷貝作業(yè)全部按0分記。同時要求在課堂學(xué)習(xí)時關(guān)注各類零件結(jié)構(gòu)設(shè)計原則和定位方法。
3.減速箱三維模型初裝配
完成三維建模軟件學(xué)習(xí)后，要求學(xué)生根據(jù)測繪情況和所學(xué)三維裝配技術(shù)，完成箱體零部件的裝配。裝配要求以測繪圖為準(zhǔn)，對發(fā)現(xiàn)錯誤的位置不需修改，以此考查學(xué)生的三維裝配知識和箱體測試結(jié)果，考評時以和實物一致為考核目標(biāo)，不考核裝配關(guān)系是否正確。
4.實習(xí)作品減速箱拆解及錯誤分析
自己往往很難發(fā)現(xiàn)自己的錯誤，而查找別人的錯誤常常比較容易，且錯誤點和錯誤原因也容易掌握，為此應(yīng)安排一次錯誤分析實驗內(nèi)容。北京工業(yè)大學(xué)在學(xué)生進(jìn)行機(jī)械制造課程實驗時，每年都會產(chǎn)生大量的減速箱作品，由于對相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計認(rèn)識不足、公差配合設(shè)置不合理，所以制作出的作品存在各種各樣的問題，這為增加學(xué)生認(rèn)識提供了良好的道具。在錯誤分析實驗中，從學(xué)生制作的作品中挑選一批減速箱讓學(xué)生進(jìn)行分組拆解，每組學(xué)生拆解一臺減速箱，分析減速箱存在的各種問題，并向其他組同學(xué)進(jìn)行匯報，以增強(qiáng)學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計和公差配合選擇的直觀認(rèn)識與理解。
5.減速箱三維模型再裝配
通過前期三維建模知識和課堂理論知識的學(xué)習(xí)，以及減速箱錯誤分析實驗，學(xué)生對減速箱的正確結(jié)構(gòu)有了充分的認(rèn)識和理解。結(jié)合前期實驗內(nèi)容，要求學(xué)生完成箱體裝配圖的修改，檢查零件結(jié)構(gòu)和定位關(guān)系是否合理或正確，對當(dāng)前不能滿足裝配要求的零件自行修改結(jié)構(gòu)及尺寸，以保證零部件裝配關(guān)系正確，以此增強(qiáng)學(xué)生對零件結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件定位的認(rèn)識。
6.零部件二維工程圖和裝配圖繪制
在完成前面的實驗內(nèi)容后，配合公差與實驗設(shè)備進(jìn)行公差配合基本知識和使用問題的講解。課后要求學(xué)生繪制低速軸工程圖和低速軸二維裝配圖，繪圖時要求關(guān)注各類公差的選擇和標(biāo)注、軸的結(jié)構(gòu)、零件定位等問題。通過作業(yè)檢驗前期的學(xué)習(xí)成果，并進(jìn)行圖紙關(guān)鍵位置錯誤檢查和圖紙答辯。
通過各環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和實驗，使學(xué)生逐步掌握零部件測繪、三維建模和裝配、工程圖繪制等技術(shù)，通過實際應(yīng)用增強(qiáng)對課題知識的理解，同時也為后期課程設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。
五、結(jié)束語
針對目前學(xué)生普遍存在的學(xué)習(xí)積極性不高和應(yīng)試學(xué)習(xí)的問題，通過對與課堂教學(xué)緊密配合的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)改革，促進(jìn)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)；通過提高學(xué)生實驗作業(yè)質(zhì)量要求，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性；同時，實驗教學(xué)中交互式學(xué)習(xí)將有效增強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)問題的認(rèn)識和理解，為培養(yǎng)具有綜合實踐能力的人才打下基礎(chǔ)。
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【關(guān)鍵詞】輪機(jī)工程；機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)；課程設(shè)計；教學(xué)改革
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》是機(jī)械類、近機(jī)械類如輪機(jī)工程專業(yè)的一門必修主干課程，而課程設(shè)計則是繼《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程后的一個重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計，使學(xué)生獲得一次完整、系統(tǒng)、全面的機(jī)械設(shè)計的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用已學(xué)過的有關(guān)知識和理論，具備機(jī)械設(shè)計的基本能力、掌握基本設(shè)計方法和技能，并為學(xué)生今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)、專業(yè)課設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及畢業(yè)論文等奠定基礎(chǔ)，同時能夠?qū)窈髲氖录夹g(shù)工作產(chǎn)生重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。
近幾年來隨著教學(xué)改革的深入，學(xué)科建設(shè)的進(jìn)行和課程體系的調(diào)整，課堂教學(xué)時數(shù)不斷被壓縮，而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，要求機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程適應(yīng)時展的需要，這樣在教學(xué)過程中既要介紹傳統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識，同時還要不失時機(jī)地向?qū)W生介紹本課程與輪機(jī)專業(yè)的聯(lián)系，介紹新的理論和技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，因而課程的面廣、內(nèi)容多現(xiàn)象與課時短的矛盾愈發(fā)突出，課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量難以保證。
此外，在理論過程中許多學(xué)生反映，現(xiàn)在許多課程學(xué)得枯燥無味，不知道自己所學(xué)的課程將來到底有什么作用，這些情況反映了目前我們教學(xué)中存在的問題。筆者經(jīng)過多年教學(xué)實踐，對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)進(jìn)行了一些改革的探索和思考。
1 課程設(shè)計的題目多樣化
課程設(shè)計選題，通常大部分工科院校機(jī)械類、近機(jī)械類等專業(yè)課程設(shè)計都是帶式運輸機(jī)的傳動裝置設(shè)計，內(nèi)容陳舊，且題目多年不變。不同專業(yè)的定位與培養(yǎng)目標(biāo)各不相同，如果都是進(jìn)行減速器裝置設(shè)計，就不能很好地反映專業(yè)特點。輪機(jī)工程專業(yè)的畢業(yè)生一般從事現(xiàn)代船機(jī)修造、監(jiān)造、檢驗、修造經(jīng)營及機(jī)務(wù)管理等工作，而帶式運輸機(jī)的傳動裝置的設(shè)計不能很全面地反映輪機(jī)工程的專業(yè)特點。另外，由于是幾個班多人同時進(jìn)行課程設(shè)計，這樣有可能出現(xiàn)一些學(xué)生的題目相同或非常相近，客觀上會造成抄襲現(xiàn)象。
為此我們做了以下嘗試：一方面繼續(xù)保留原有的設(shè)計題目，同時，另開設(shè)一些與輪機(jī)專業(yè)有關(guān)的設(shè)計題目，如零部件或系統(tǒng)測繪與分析，研究對象為船舶柴油機(jī)的活塞、汽缸、曲軸等要零部件；海水、淡水、燃油、滑油等管路系統(tǒng)的測繪與分析，主要從運動、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、工作能力、精度、材料、工藝等方面進(jìn)行綜合分析，既豐富了課程設(shè)計的內(nèi)容，也增加了對專業(yè)知識的了解與認(rèn)識，達(dá)到了課程設(shè)計的目的。
2 鼓勵學(xué)生創(chuàng)新
改革原來在機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計中教師抱著學(xué)生走的被動局面，鼓勵同學(xué)主動觀察日常生活中常見的機(jī)械裝置，要求學(xué)生結(jié)合輪機(jī)專業(yè)，加強(qiáng)方案設(shè)計，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)主動性，破除學(xué)生對創(chuàng)新設(shè)計的神秘感。為鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，我們向?qū)W生提供多個設(shè)計方案參考，學(xué)生也可提出自己更合理的設(shè)計方案。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計，不給學(xué)生過多的限制，而是充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性。為了解決學(xué)生對機(jī)械結(jié)構(gòu)知識普遍缺乏的問題，讓學(xué)生在設(shè)計前參觀機(jī)械傳動陳列室，使學(xué)生對結(jié)構(gòu)設(shè)計有所啟發(fā)。對于學(xué)生中普遍存在的工藝知識和公差知識的缺乏，結(jié)合課程設(shè)計實際進(jìn)行必要的講解和補(bǔ)充，使學(xué)生通過設(shè)計全面掌握和鞏固機(jī)械設(shè)計的相關(guān)知識。另外，我們還積極鼓勵學(xué)生在圖版繪圖完成之后，再利用CAD軟件在計算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計，使學(xué)生通過課程設(shè)計來掌握現(xiàn)代化的設(shè)計手段和方法，但是不主張學(xué)生完全甩掉圖版，否則在時間緊、任務(wù)重的情況下，會有部分同學(xué)拷貝偷襲現(xiàn)象存在。
3 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神和協(xié)作能力
由于學(xué)生多，題目少，可對學(xué)生進(jìn)行題目分組，幾個人一個小組，一套題目。這樣大家可分組坐在一起共同研究一個問題，該怎么設(shè)計這個，怎么設(shè)計那個，集思廣義，博采眾長，既優(yōu)化了設(shè)計，又加深了理解，然后具體分工，確定每個人的具體零件。在制圖過程中，不是各人干各人的，而是保持聯(lián)系，保持一致。這樣做既快又準(zhǔn)確，效率高。不但鍛煉了大家的機(jī)械設(shè)計技能，也培養(yǎng)了同學(xué)們的團(tuán)隊精神和協(xié)作能力，多屆實踐后，同學(xué)對這種團(tuán)隊協(xié)作具有較高的認(rèn)可。
4 優(yōu)化設(shè)計時間
按照教學(xué)計劃課程設(shè)計安排在第四學(xué)期的期末考試階段。完成課程設(shè)計的時間一般為1至2周，在這么短的時間內(nèi)，學(xué)生要完成20頁左右的計算說明書、減速器裝配圖1張；軸、及齒輪工作圖2張，難度是不言而喻的。在期末考試階段學(xué)生還要應(yīng)付很多課程考試，輪機(jī)工程專業(yè)還有輪機(jī)考證的理論和實操訓(xùn)練課程，多方面原因造成相當(dāng)一部分同學(xué)疲于應(yīng)付課程設(shè)計，再加上學(xué)生對于一些先修課程的掌握程度不是很好，最終導(dǎo)致課程設(shè)計質(zhì)量不高。
在這種課時較少的情況下，為提高課程設(shè)計質(zhì)量，需采用“先分散后集中”的模式。即先把設(shè)計計算說明書的撰寫分散安排到機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中，然后再把裝配圖及零件工作圖的繪制集中安排在最后1、2周內(nèi)。同時課程設(shè)計是一項重要的理論聯(lián)系實踐的教學(xué)環(huán)節(jié)，時間安排應(yīng)該固定成為一種制度，尤其不能與其他重要課程的學(xué)習(xí)相沖突。
5 課程設(shè)計與課堂教學(xué)緊密結(jié)合
在機(jī)械設(shè)計教學(xué)過程中，應(yīng)把課程設(shè)計中涉及到有關(guān)問題貫穿于整個教學(xué)過程中，把有關(guān)內(nèi)容靈活的穿插到相關(guān)章節(jié)，比如齒輪、軸、帶傳動、滾動軸承、聯(lián)軸器等，既是理論教學(xué)的重要內(nèi)容，也是課程設(shè)計的重點，在授課過程中應(yīng)講清在課程設(shè)計的應(yīng)用并強(qiáng)化。在習(xí)題練習(xí)中除完成普通習(xí)題外，還要強(qiáng)化與課程設(shè)計有關(guān)的題型，使學(xué)生感到學(xué)有所用，始終對課程設(shè)計抱有一定的參與欲望，既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又調(diào)動了學(xué)習(xí)主動性，加深鞏固了相關(guān)知識。
6 應(yīng)將先修課程內(nèi)容適時適度的穿插到機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是一門綜合性課程，必須先修了機(jī)械制圖、輪機(jī)工程材料、、金屬工藝學(xué)、工程力學(xué)、之后才能開設(shè)本課程，在課程設(shè)計的過程中，需要綜合運用前面學(xué)到的相關(guān)知識。比如選則材料的時候，需要用到輪機(jī)工程材料里的材料選型、熱處理等內(nèi)容；在零件尺寸設(shè)計及強(qiáng)度計算中，需要運用到理論工程力學(xué)的知識進(jìn)行受力分析，進(jìn)行彎矩、扭矩的計算；在減速器裝配圖、零件工作圖繪制過程中，需要運用機(jī)械制圖的視圖、剖視圖、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等。從課程設(shè)計完成效果來看，學(xué)生對于這些先修課程遺忘的較多，靈活掌握程度不是很好，綜合運用知識能力不強(qiáng)，結(jié)果造成課程設(shè)計質(zhì)量不高。因此指導(dǎo)老師應(yīng)把先修課程的內(nèi)容適時適度的有機(jī)穿插到機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的相關(guān)部分講解，使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的同時，復(fù)習(xí)、鞏固、運用已有知識，提高課程設(shè)計質(zhì)量。
7 結(jié)語
使學(xué)生在課程設(shè)計的教學(xué)過程中學(xué)到扎實的機(jī)械基礎(chǔ)知識，掌握一般通用零部件設(shè)計方法，為后繼專業(yè)課程學(xué)習(xí)和今后從事專業(yè)工作打下堅實的基礎(chǔ)，是我們最終的目標(biāo)。經(jīng)過筆者的摸索和實踐總結(jié)出的一些措施和方法，實踐證明能夠較好的提高輪機(jī)工程專業(yè)課程設(shè)計的質(zhì)量。
一、目前教學(xué)中存在的問題
(1)培養(yǎng)目標(biāo)對于高職學(xué)生而言,將來所從事的職業(yè)大多是面向生產(chǎn)第一線。所以,學(xué)生應(yīng)具有解決生產(chǎn)實際問題并在實際工作中應(yīng)用的能力,而不需要象本科生那樣,重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和綜合設(shè)計能力。因此,在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對工程實際中常用機(jī)構(gòu)、零件等知識的學(xué)習(xí)和結(jié)構(gòu)的拆裝等動手能力的培養(yǎng)。
(2)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)時數(shù)目前,課程所選用的教材普遍存在內(nèi)容不符合必須與夠用的原則,有的教材重理論分析,輕實際應(yīng)用,而與工程實際結(jié)合的相關(guān)內(nèi)容偏少,且實例少;有的教材則是在本科教材基礎(chǔ)上的壓縮和刪繁就簡,而導(dǎo)致所含內(nèi)容不夠或教學(xué)時數(shù)較少與教學(xué)內(nèi)容多的矛盾。高等職業(yè)技術(shù)教育培養(yǎng)的是高等技術(shù)應(yīng)用型人才,必須要求實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的課時數(shù)高于理論教學(xué)課時數(shù)。
(3)教學(xué)方法注入式教學(xué)與高職教育的教學(xué)特點不相適應(yīng)。注入式教學(xué)在教育目標(biāo)上,重知識的傳授而忽視學(xué)生能力的培養(yǎng),往往采用的是單向填鴨式的強(qiáng)制灌輸,這樣,既不利于學(xué)生個性的發(fā)展,也不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
(4)教學(xué)手段傳統(tǒng)的教學(xué)手段與現(xiàn)代教育的大信息量、高要求相互矛盾。《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的特點是四多,即講授的機(jī)構(gòu)多、零件多、圖表多及設(shè)計計算多,僅靠一塊黑板、一支粉筆的陳舊教學(xué)手段顯然會影響教學(xué)的效果和知識的傳遞。
二、教學(xué)改革的原則及基本思路
《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程內(nèi)容有較強(qiáng)的理論性和實用性。本著理論必須與夠用及注重培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題和創(chuàng)造性思維能力的原則來實施教學(xué)改革。具體思路如下:
(1)更新舊的教材體系,優(yōu)化重組課程內(nèi)容將《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程體系調(diào)整為:機(jī)械的組成及特性聯(lián)接機(jī)械傳動支承零部件機(jī)械設(shè)計綜述。這樣安排就將以往的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計兩門單列的技術(shù)基礎(chǔ)課程有機(jī)地融為一體,形成了課程新體系。課程新體系首先從機(jī)械的整體出發(fā),從宏觀上使學(xué)生了解機(jī)械整體的基本知識和要求,把握零件和整體的關(guān)系。從簡易的聯(lián)接入手,到各種機(jī)械傳動、支承結(jié)構(gòu),以機(jī)械傳動(除帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動外,還包括連桿傳動機(jī)構(gòu)、凸輪傳動機(jī)構(gòu)、棘輪傳動機(jī)構(gòu)和槽輪傳動機(jī)構(gòu))為課題重點,把握各種機(jī)械傳動的特點,為培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械安裝和調(diào)試能力打下良好基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計綜述一章,強(qiáng)化了整機(jī)設(shè)計的內(nèi)容,對機(jī)械設(shè)計的一些共性問題進(jìn)行綜合闡述,為兩周的課程設(shè)計做準(zhǔn)備。
優(yōu)化重組課程內(nèi)容。如齒輪傳動部分盡可能減少繁瑣的理論推導(dǎo)而直接引用,以突出工程實用。同時,將同一知識點的內(nèi)容融合在一起,以增強(qiáng)知識的系統(tǒng)性和教學(xué)的連貫性。如齒輪傳動與齒輪設(shè)計,帶傳動與鏈傳動。另外,適當(dāng)補(bǔ)充有關(guān)新知識與新技術(shù),以擴(kuò)大學(xué)生的視野,開拓學(xué)生的思路。在螺紋聯(lián)接中增加介紹滾動螺旋傳動,帶傳動部分增加同步帶傳動等新知識。
(2)提高教師的綜合素質(zhì)和工程素質(zhì),增強(qiáng)教師的敬業(yè)精神教師的綜合素質(zhì)應(yīng)包括兩個方面:一方面要有高度的責(zé)任心和敬業(yè)精神,另一方面要有較高的教學(xué)水平。青年教師其理論水平不比老教師低,能滿足高職教育的教學(xué)需要。但由于市場經(jīng)濟(jì)等各種因素的影響,青年教師對教育工作的責(zé)任心和敬業(yè)精神,往往不如老教師,另外,大多數(shù)青年教師沒有機(jī)會參加真正的機(jī)械工程設(shè)計,因此實踐經(jīng)驗相對不足,工程意識相對單薄,在教學(xué)中往往照本宣科,不能做到理論聯(lián)系實際,舉一反三,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對這些問題,應(yīng)該要求青年教師上崗前便通過學(xué)校組織的崗前培訓(xùn)外,還可采取如下措施:一是青年教師在上講臺前要過好三關(guān):即聽課、備課和試講關(guān)。二是通過聽青年教師的課,并了解學(xué)生對青年教師教學(xué)的反映,及時對青年教師的教學(xué)工作加以總結(jié),肯定其成績,指出其不足之處。
(3)充分利用多種教學(xué)手段,改進(jìn)教學(xué)方法,達(dá)到最佳教學(xué)效果隨著教學(xué)改革的深入和課程體系的調(diào)整,機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教學(xué)時數(shù)越來越少,但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械設(shè)計學(xué)科的發(fā)展,需要向?qū)W生講授的內(nèi)容卻越來越多。如何在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi)完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,同時取得比較好的教學(xué)效果,除了要精選教學(xué)內(nèi)容,講授時突出重點、難點,縮短課堂講授與板書的時間外,應(yīng)充分利用有利于改善教學(xué)效果的多種教學(xué)手段,特別是現(xiàn)代化的教學(xué)手段。在教學(xué)實踐中,我們可充分利用實物和模型在課堂上給學(xué)生演示,增加學(xué)生的感性認(rèn)識;通過播放錄像帶使學(xué)生對各種機(jī)構(gòu)和零件的結(jié)構(gòu)、工作原理和在各種機(jī)械中的實際應(yīng)用有深入的了解,提高學(xué)生的工程意識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過引入CAI教學(xué),特別是計算機(jī)動畫可使學(xué)生更形象地理解課堂上不易講清楚的機(jī)構(gòu)工作原理等,使課堂教學(xué)更生動、直觀。總之,行之有效的多種教學(xué)手段的應(yīng)用,不但可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,使課堂教學(xué)變得生動活潑,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情,使教師在同樣的時間內(nèi)向?qū)W生傳達(dá)更多的知識和信息,教學(xué)效果與質(zhì)量都得到提高。因此,現(xiàn)代化的教學(xué)手段必須與傳統(tǒng)的教學(xué)方法有機(jī)地結(jié)合起來,才能充分發(fā)揮教的主體教師和學(xué)的主體學(xué)生的主觀能動性,對提高教學(xué)質(zhì)量起到事半功倍的效果。
(4)改進(jìn)實驗教學(xué),提高課程設(shè)計的質(zhì)量機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實驗是機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)的實踐環(huán)節(jié),是學(xué)生學(xué)習(xí)該課程進(jìn)行工程實踐的主要途徑,對于培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐素質(zhì)、鞏固理論知識、提高實踐動手能力,具有不可替代的作用。對課程原有的實驗進(jìn)行了更新,淘汰了一些內(nèi)容陳舊、驗證性的實驗。如:漸開線齒廓范成實驗,而代之以帶領(lǐng)學(xué)生到專業(yè)的齒輪加工廠參觀,如泰隆減速機(jī)股份公司、飛船廠等,全面了解齒輪的加工過程,從毛坯、鍛造、機(jī)加工、熱處理等全過程。另外,為了配合課程設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生動手能力,增加減速機(jī)的拆裝和軸的測繪兩個實驗。
機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)的最后一個重要教學(xué)環(huán)節(jié),它的實踐性、綜合性和整體性都比較強(qiáng)。課程設(shè)計的目的是使學(xué)生能綜合運用機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)及有關(guān)課程的理論和生產(chǎn)知識進(jìn)行設(shè)計實踐,使理論知識和實踐密切結(jié)合起來,并在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)和運用基本理論進(jìn)行傳動裝置或簡單結(jié)構(gòu)的設(shè)計。通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決機(jī)械設(shè)計問題的能力,使學(xué)生在計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)思、運用并熟悉設(shè)計資料、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等方面必備的機(jī)械設(shè)計基本技能。
由于學(xué)生在課程設(shè)計過程中是第一次較全面的設(shè)計訓(xùn)練,尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝設(shè)計問題。為了加強(qiáng)這一薄弱環(huán)節(jié)可采用多元化教學(xué)手段,從三個方面進(jìn)行努力:1)在課堂教學(xué)中加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容。如聯(lián)接、齒輪傳動、帶傳動、軸等章節(jié)各上一次結(jié)構(gòu)課,讓學(xué)生增加感性知識。在課程設(shè)計之前,安排學(xué)生做減速器拆裝實驗,使每個學(xué)生自己動手把幾種典型減速器拆開,了解各部分的結(jié)構(gòu)以及其各附件作用,并完成一張軸系結(jié)構(gòu)圖,從中了解到結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮的問題。2)利用現(xiàn)代教學(xué)手段使學(xué)生在課程設(shè)計前充分了解設(shè)計內(nèi)容和常見錯誤。零件的加工是學(xué)生的一個薄弱環(huán)節(jié),不了解這方面內(nèi)容,學(xué)生難以設(shè)計出合理結(jié)構(gòu)。針對這一情況,通過教學(xué)錄像帶,使學(xué)生了解箱體、軸、齒輪等常用零件的加工過程,并通過正確的結(jié)構(gòu)和錯誤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比,讓學(xué)生加深印象。此外,還可以在多媒體教室利用課程設(shè)計CAI軟件對學(xué)生進(jìn)行任務(wù)布置,利用軟件中動畫功能和交互性能使學(xué)生全面了解設(shè)計內(nèi)容和步驟的全過程(總體介紹、設(shè)計計算、裝配圖設(shè)計、零件圖設(shè)計、編寫設(shè)計說明書),收到了教師在黑板上講解難以達(dá)到的效果。3)嚴(yán)格把關(guān),規(guī)范課程設(shè)計全過程。課程設(shè)計共分六個階段,即設(shè)計計算、裝配草圖設(shè)計、完成正式裝配圖、零件工作圖設(shè)計、編寫設(shè)計計算說明書、課程設(shè)計答辯。每個階段,指導(dǎo)教師必須嚴(yán)格把關(guān)。通過嚴(yán)格的訓(xùn)練,學(xué)生不僅掌握簡單機(jī)械的設(shè)計方法,而且對機(jī)械設(shè)計課程的內(nèi)容又有更深的理解,對其他課程的有關(guān)內(nèi)容也進(jìn)行了一次全面的復(fù)習(xí),同時也為以后的畢業(yè)設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。
(5)規(guī)范課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié),加強(qiáng)對教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控規(guī)范課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)即對該課程的課堂教學(xué),課程設(shè)計教學(xué)及實驗教學(xué)的各個實施環(huán)節(jié)均要制訂規(guī)范,提出詳細(xì)要求,并要求教師在實踐中遵照執(zhí)行。同時,對考試和考核也進(jìn)行規(guī)范,建立試題庫和習(xí)題集,實現(xiàn)同一課程,同一試卷,教考分離,共同閱卷和同一評分標(biāo)準(zhǔn),對學(xué)生的試卷及課程設(shè)計圖紙及時存檔。嚴(yán)格執(zhí)行學(xué)校的教學(xué)管理制度,完善聽、評課制度,加大教研室、系領(lǐng)導(dǎo)隨機(jī)聽課的頻率,抽查學(xué)生作業(yè),聽取學(xué)生對任課教師的意見并及時反饋給任課教師,通過對課程教學(xué)全過程的監(jiān)控,從而有效地保證教學(xué)質(zhì)量。
1.理論知識沒有形成系統(tǒng)。主要有兩個方面：一是先修課程的理論知識沒有跟《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》聯(lián)系起來。《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》的課程學(xué)習(xí)，要綜合運用到《工程材料》、《工程制圖》、《工程力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》及《機(jī)械原理》等課程的知識，由于這些課程學(xué)習(xí)時是分開單獨學(xué)習(xí)的，學(xué)生在獨立進(jìn)行設(shè)計計算時，往往無法運用這些知識，比如不能運用力學(xué)知識去校核齒輪、軸及軸承等零件的強(qiáng)度；不能運用互換性原理中的公差知識去設(shè)計軸孔配合公差；不能運用工程材料的知識選擇零件材料等。二是本課程內(nèi)各章節(jié)知識沒有形成有機(jī)整體。由于各章節(jié)基本上是以機(jī)器中不同類型的機(jī)構(gòu)來進(jìn)行劃分的，學(xué)生在碰到多機(jī)構(gòu)組合的裝置時，往往不知道如何進(jìn)行設(shè)計，比如不知道軸承設(shè)計的輸入?yún)?shù)應(yīng)該從軸的設(shè)計結(jié)果中獲取。
2.缺乏查閱資料解決問題的能力。查閱資料解決問題是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計必備的技能之一。在實際教學(xué)過程中，由于教材一般不會強(qiáng)調(diào)這方面的知識，學(xué)生在這方面的能力相對匱乏。比如在查閱機(jī)械設(shè)計資料時，遇到圖表不能根據(jù)橫縱坐標(biāo)查到所需的參數(shù)，或者遇到表格不知道表頭所指代的參數(shù)，遇到新的問題不知道從目錄中找到參考資料的位置等。
3.缺乏思考、生搬硬套。學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計計算時，生搬硬套比較多，機(jī)械地套用公式，或者完全按照例題參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，不考慮自己的設(shè)計任務(wù)與現(xiàn)有方案的差異，缺乏獨立的思考。比如在進(jìn)行帶傳動設(shè)計時，未直接給出轉(zhuǎn)速（需要用其他參數(shù)計算得出），有的學(xué)生直接將例題中的轉(zhuǎn)速帶入計算。甚至有些學(xué)生直接照抄別人的設(shè)計結(jié)果，數(shù)據(jù)計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計都相同。
4.對設(shè)計參數(shù)缺乏宏觀把握。對設(shè)計參數(shù)缺乏宏觀把握主要表現(xiàn)在課程設(shè)計的過程中。由于學(xué)生缺乏工程經(jīng)驗，對所設(shè)計的機(jī)構(gòu)沒有在大腦中形成一個宏觀的概念，對其尺寸和參數(shù)也沒有感性的認(rèn)識，因此在設(shè)計出現(xiàn)明顯不合理，甚至錯誤時，不能及時發(fā)現(xiàn)，直到設(shè)計后期，甚至繪圖時才發(fā)現(xiàn)問題，已經(jīng)沒有足夠的時間修改，影響設(shè)計成績。比如在設(shè)計減速器時傳動比分配不合理，導(dǎo)致制圖時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)比例不協(xié)調(diào)等。
5.制圖能力弱。制圖能力弱同樣是主要表現(xiàn)在課程設(shè)計的過程中，課程設(shè)計的最后都要求學(xué)生把自己設(shè)計的裝置按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求的工程制圖樣式表達(dá)出來，在這一過程中出現(xiàn)了很多問題。主要是因為學(xué)生對工程制圖的標(biāo)準(zhǔn)掌握不夠，比如標(biāo)題欄格式、零件簡化畫法、螺紋的繪制、殼體相貫線的繪制等經(jīng)常出現(xiàn)錯誤。綜合上述問題分析可以看出，學(xué)生在創(chuàng)造能力及設(shè)計思維上相對較弱，實際上通過平時作業(yè)和操作實踐，學(xué)生基本都能完全掌握單一零件的設(shè)計，比如設(shè)計帶傳動、設(shè)計齒輪機(jī)構(gòu)、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計等，但卻在需要整合運用這些知識技能時出現(xiàn)了問題。這實際上就是因為心智技能的匱乏，因此，培養(yǎng)心智技能是提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計能力的關(guān)鍵。
二、心智技能培養(yǎng)在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)中的應(yīng)用
1.機(jī)械設(shè)計心智技能形成分析。根據(jù)馮忠良教授的研究，心智技能的形成是階段性的，其過程分為原型定向、原型操作和原型內(nèi)化三個階段。原型定向階段以理論知識傳授為主，讓主體掌握技能操作的原理；原型操作階段通過實踐讓主體熟練掌握操作技能，為原型內(nèi)化奠定基礎(chǔ)；原型內(nèi)化階段在主體大腦中形成內(nèi)化的思維模式，使主體能夠靈活運用操作技能解決實際問題。根據(jù)上述理論，結(jié)合《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)的實際情況，機(jī)械設(shè)計心智技能的形成階段如圖1所示。機(jī)械設(shè)計心智技能的形成分為三個階段：掌握基本理論、熟悉常用設(shè)計和綜合設(shè)計計算三個階段。在整個學(xué)期的教學(xué)過程整體上按照三個階段進(jìn)行劃分，同時每個章節(jié)的教學(xué)同樣按照三個階段進(jìn)行，甚至具體到每次課都盡可能遵循心智技能形成的過程進(jìn)行，如此不斷反復(fù)強(qiáng)化，才能提高心智技能。在整個學(xué)期的教學(xué)過程中，掌握基本理論、熟悉常用設(shè)計和綜合設(shè)計計算三個階段的主要教學(xué)內(nèi)容是：（1）講授常用機(jī)構(gòu)和通用零部件的工作原理、設(shè)計、應(yīng)用等知識；（2）講授常用機(jī)構(gòu)和通用零部件的設(shè)計步驟，通過課內(nèi)實訓(xùn)，大作業(yè)等方式加以鞏固；（3）指導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，獨立進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計，總結(jié)設(shè)計中出現(xiàn)的問題，形成經(jīng)驗反饋。而在具體某個機(jī)構(gòu)或零件設(shè)計的教學(xué)過程中也應(yīng)遵循三階段原則，教師首先講授機(jī)構(gòu)或零件的工作原理。然后按照設(shè)計步驟讓學(xué)生動手練習(xí)，在此過程中不斷發(fā)現(xiàn)和改正出現(xiàn)的問題，再通過針對性布置大作業(yè)及課內(nèi)實訓(xùn)進(jìn)行鞏固。最后提出一些設(shè)計案例，組織學(xué)生進(jìn)行分組討論，培養(yǎng)獨立設(shè)計的能力。
2.教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式。在前述理論研究的基礎(chǔ)上，《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容分為理論教學(xué)內(nèi)容、實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容和討論教學(xué)內(nèi)容。其中，理論教學(xué)內(nèi)容針對機(jī)械制造專業(yè)學(xué)生必須具有通用零部件和常用機(jī)構(gòu)的初步分析能力和設(shè)計能力而設(shè)置，對教材中的內(nèi)容進(jìn)行簡化，重點講授平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、帶傳動、齒輪傳動、滾動軸承、軸、減速器等內(nèi)容。實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與理論教學(xué)的重點相呼應(yīng)，包括平面運動簡圖的測繪、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特性分析、漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)的測定、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)械傳動裝置的拆除和結(jié)構(gòu)分析、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計。討論教學(xué)內(nèi)容則針對常用機(jī)構(gòu)和零件的設(shè)計中存在不確定性的部分，例如平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、帶傳動、齒輪傳動、軸等，這些機(jī)構(gòu)或零件的設(shè)計往往需要學(xué)生在一定范圍內(nèi)去選取參數(shù)，經(jīng)常會讓學(xué)生不知如何進(jìn)行，因此進(jìn)行討論和總結(jié)是有必要的。
三、小結(jié)
長期以來，我國中專學(xué)校采用的是學(xué)歷教育，學(xué)生學(xué)習(xí)以理論教學(xué)為主，實踐教學(xué)較薄弱。現(xiàn)國家提出中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校辦學(xué)方向應(yīng)是培養(yǎng)高素質(zhì)的勞動者，這就使學(xué)生動手能力及綜合素質(zhì)的提高成為教學(xué)改革的重點。《機(jī)械原理與機(jī)械零件》是機(jī)械類的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，由于對機(jī)械接觸認(rèn)識不多，學(xué)習(xí)時感到空洞、抽象和枯燥，且這門課程掌握的好壞將直接影響到后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生內(nèi)在潛能一直是教學(xué)中探討的問題，現(xiàn)就我在教學(xué)中的方法和心得淺談如下：
一、變繁為簡，變抽象為具體，實施聯(lián)想教學(xué)
現(xiàn)階段采用理論與實驗教學(xué)學(xué)時1：1的教學(xué)模式，在課堂教學(xué)中出現(xiàn)難懂和抽象的問題就把學(xué)生帶到實驗室、實習(xí)工廠進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，根據(jù)示教模型和機(jī)構(gòu)實物講解，如：學(xué)習(xí)平面機(jī)構(gòu)時，對縫紉機(jī)、鶴式起重機(jī)、蒸汽機(jī)等模型進(jìn)行觀察，特別是曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動作過程，同時要求學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想，即聯(lián)系生活中的具體實物，如手動跑步機(jī)等，使學(xué)習(xí)內(nèi)容簡單具體化。學(xué)習(xí)齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行范成實驗時，針對某一個實驗結(jié)果講解齒輪加工的各個環(huán)節(jié)、順序及齒輪與齒坯漸開線齒廓被根切的關(guān)系，并參觀車床主軸箱，觀察齒輪工作過程。學(xué)習(xí)輪系時，應(yīng)用生活中用到的削蘋果機(jī)、手表實物講解。講到仿形加工時，以學(xué)生常見到的電動配鑰匙機(jī)進(jìn)行講解。通過聯(lián)系日常生活中看得見、摸得著的實物講解，使學(xué)生能很快地將所學(xué)機(jī)構(gòu)聯(lián)想到實際生活中去，從而使學(xué)生感到所學(xué)知識在日常生活中是非常有用的，這樣就提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并學(xué)會用所學(xué)知識解決一些實際問題，充分挖掘?qū)W生想象力和創(chuàng)造潛能，抓住身邊點滴小事，大膽想象創(chuàng)新。
二、教學(xué)有法，但無定法，因材施教
《機(jī)械原理與機(jī)械零件》是一門綜合專業(yè)基礎(chǔ)課，是對新知識的學(xué)習(xí)了解和對已學(xué)內(nèi)容的鞏固、發(fā)揮。教學(xué)大綱上雖然已明確各教學(xué)環(huán)節(jié)的重點、難點和需掌握、了解的內(nèi)容，但根據(jù)目前學(xué)生基礎(chǔ)較差，有的內(nèi)容按大綱要求強(qiáng)行灌輸，效果不大，有的學(xué)生感覺理論性強(qiáng)，不易懂而放棄這門課的學(xué)習(xí)。因此針對這一情況，教學(xué)上采用理論夠用、實際管用進(jìn)行有的放矢。教學(xué)中，多給學(xué)生參觀、實習(xí)、實驗機(jī)會，這樣才能不斷激發(fā)學(xué)生的求知欲望，為學(xué)生以后走向?qū)I(yè)工作崗位打好基礎(chǔ)，滿足社會對中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)類人才的要求，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競爭能力。
三、把握市場變化，不斷充實新課題
《機(jī)械原理與機(jī)械零件》在學(xué)習(xí)結(jié)束時必須進(jìn)行一次課程設(shè)計，一般都是設(shè)計減速器。隨著學(xué)生一屆一屆的畢業(yè)，本課題始終沒變，但根據(jù)學(xué)生畢業(yè)后反饋的信息，有相當(dāng)一部分學(xué)生在生產(chǎn)流水線上從事維修、檢驗和加工工作，為了使學(xué)生學(xué)以致用，在設(shè)計上增加了課題"機(jī)械扳手"，該課題在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容上和減速器有很多相同點，如需先進(jìn)行電動機(jī)的選擇、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩、效驗軸和鍵的強(qiáng)度等，同樣能使學(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械原理與機(jī)械零件》的基礎(chǔ)上綜合運用《機(jī)械制圖》、《工程力學(xué)》、《金屬工藝學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》等課程知識，并學(xué)會查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，設(shè)計時獨立能力增強(qiáng)，且設(shè)計時課題靈活多樣，效果較好。同時對老師也提出了更高要求，要求老師不斷了解市場，更新知識，為社會培養(yǎng)出合格人才。
以上是我個人從教學(xué)中總結(jié)出的教學(xué)方法，我認(rèn)為作為一個中職教師只要嚴(yán)格按照《中等職業(yè)學(xué)校教師職業(yè)道德規(guī)范》要求自己，再結(jié)合實際教學(xué)情況，就一定能為社會培養(yǎng)出實用型人才。
在以往的教學(xué)安排中，本門課程的教學(xué)一般安排在第二學(xué)年進(jìn)行，課時量控制在120―150學(xué)時左右，同時在期末配有一個星期的課程設(shè)計專用周。近年來，隨著企業(yè)用人需求的不斷變化和教學(xué)改革的不斷深入，中專學(xué)生按照教育部的要求，各專業(yè)都在第三年進(jìn)行不少于一年的頂崗實習(xí)。這樣，各門專業(yè)課的課時均有不同程度的壓縮，《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課時大都壓縮為90學(xué)時，課程設(shè)計專用周有些學(xué)校甚至取消，有些學(xué)校雖有安排，但時間安排在期末，容易受到復(fù)習(xí)考試的沖擊，學(xué)生在時間和精力上都難以保證。“課時少、任務(wù)重、容易受沖擊、質(zhì)量難保證”現(xiàn)已成為課程設(shè)計普遍存在的問題，已引起相關(guān)部門和專家的重視，各地各校也在想盡辦法解決此類問題。
一、教改思路
寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院從2002年以來，在認(rèn)真調(diào)研、深入分析的基礎(chǔ)上，在歷屆教學(xué)當(dāng)中、采取邊教學(xué)邊教改的辦法，逐項改革、穩(wěn)步推進(jìn)，進(jìn)行了大膽的探索和實踐。面臨理論課時減少，但對學(xué)生實踐能力和操作技能要求不斷提高的實際情況，《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計不但不能減少、不能削弱，而且要克服困難、積極應(yīng)對、強(qiáng)化課程設(shè)計本領(lǐng)，提高實踐操作技能，為頂崗實習(xí)和就業(yè)安置打下堅實的知識基礎(chǔ)。
總結(jié)起來，我們的教改做法是：“整體提出設(shè)計思路，分步完成設(shè)計作業(yè)，前期進(jìn)行‘部件’生產(chǎn)，后期完成‘設(shè)備’安裝”。這種時間前移的思路，克服了理論教學(xué)與課程設(shè)計相互脫節(jié)的毛病，既節(jié)約了設(shè)計專用周寶貴的設(shè)計時間，同時又保證了正常的教學(xué)作業(yè)和大型課程設(shè)計的配套完成，使理論教學(xué)和課程設(shè)計互聯(lián)互通、相互促進(jìn)，達(dá)到了二者雙贏的目的。
二、方案設(shè)置
結(jié)合三年制中專學(xué)生“年齡小、底子薄、實踐知識欠缺”的特點，課程設(shè)計任務(wù)一般選擇簡單的單級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計。它的主要內(nèi)容包括：齒輪傳動設(shè)計、皮帶傳動設(shè)計、軸系部件設(shè)計、箱體設(shè)計、聯(lián)接類（聯(lián)軸器、鍵類、螺紋類）零件選擇、密封選擇等，基本可以涵蓋機(jī)械設(shè)計課程的全部設(shè)計內(nèi)容。
按照前述設(shè)計思路，在課程教學(xué)進(jìn)行到學(xué)期中期時，這時常用機(jī)構(gòu)已基本講完，而通用零件剛開始講授。此時，我們就將本門課程的課程設(shè)計任務(wù)書下發(fā)給學(xué)生，并用適當(dāng)時間向?qū)W生進(jìn)行整體設(shè)計思路講解，使學(xué)生有一個概括的了解。然后結(jié)合教學(xué)課程的正常進(jìn)行，在每一教學(xué)章節(jié)完后，逐項拆分設(shè)計任務(wù)并分步完成設(shè)計內(nèi)容。這就像工廠生產(chǎn)設(shè)備一樣，將零件的制造（分步設(shè)計）提前分散到各車間制造完成。
大部分設(shè)計內(nèi)容可隨著課程的進(jìn)度進(jìn)行，到學(xué)期末教學(xué)課程完成時，已基本完成分步設(shè)計。等到課程設(shè)計專用周時，學(xué)生即可按設(shè)計指導(dǎo)書的要求與步驟，利用3-4天時間，將分步設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行整合，完成裝配圖繪制，同時編寫設(shè)計說明書，進(jìn)行答辯及后期資料整理工作，這樣學(xué)生就可以輕松地完成整個課程設(shè)計任務(wù)。
三、方案分析
1.節(jié)省設(shè)計時間。按原有的方案，大量的設(shè)計內(nèi)容集中在一周內(nèi)完成，學(xué)生在短時間內(nèi)要進(jìn)行超強(qiáng)度的勞動，常常需要晚上進(jìn)行通宵加班，才能按時完成設(shè)計任務(wù)，況且還要面臨期末復(fù)習(xí)考試的壓力。新方案由于大量的設(shè)計內(nèi)容已預(yù)先隨著教學(xué)課程而完成，設(shè)計專用周只進(jìn)行整體組合，完成后期資料整理，因而，在3―4天時間內(nèi)，大部分學(xué)生都可完成設(shè)計任務(wù)。既減輕了學(xué)生負(fù)擔(dān)，又節(jié)約了設(shè)計時間。
2.保證設(shè)計質(zhì)量。由于分步設(shè)計是隨著課程進(jìn)度進(jìn)行的，在此過程中，學(xué)生在消化課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，設(shè)計思路比較清晰，設(shè)計計算時間相對較長，指導(dǎo)老師可以隨堂進(jìn)行示教講授。同時教師可對設(shè)計結(jié)果和設(shè)計過程提前進(jìn)行評審，學(xué)生改錯時間也較長，因而，設(shè)計質(zhì)量都可以得到保證。
3.考試與設(shè)計互不沖突。原有方案的課程設(shè)計安排在期末。此時又面臨著別的課程的復(fù)習(xí)考試，學(xué)生既要進(jìn)行高強(qiáng)度的課程設(shè)計，又要分心復(fù)習(xí)其余課程以迎接期末考試，容易引起二者的沖突，對此指導(dǎo)老師的意見也很大。現(xiàn)有方案由于設(shè)計時間的提前可以有效地解決這一矛盾，既保證了設(shè)計質(zhì)量，又不影響學(xué)生期末考試，學(xué)生和教師比較滿意。
4.對課堂教學(xué)有促進(jìn)。如果沒有課程設(shè)計和課堂教學(xué)的互聯(lián)互通、相互配合，課堂教學(xué)就顯得乏味且沒有針對性，尤其是涉及設(shè)計內(nèi)容講得都比較空洞，學(xué)生接觸不到實際的東西，等到后期再進(jìn)行課程設(shè)計時，就顯得無從下手。現(xiàn)有設(shè)計內(nèi)容與課堂教學(xué)同步進(jìn)行，二者可以起到互相促進(jìn)、互相補(bǔ)充的作用。學(xué)生對課堂教學(xué)也愛學(xué)也能學(xué)得進(jìn)，通過對幾屆學(xué)生的教學(xué)考核對比，課堂教學(xué)質(zhì)量比以前有明顯提高。
四、需要注意的幾個問題
1.雖然課程設(shè)計內(nèi)容與課堂教學(xué)同步進(jìn)行，但課程設(shè)計只是對理論教學(xué)的強(qiáng)化，絕對替代不了課堂教學(xué)的主導(dǎo)地位，不能由于課程設(shè)計作業(yè)的提前布置而沖擊正常的教學(xué)。尤其是課堂教學(xué)的思考題、課余作業(yè)、答疑輔導(dǎo)等教學(xué)過程一樣都不能少，都應(yīng)按照正常的教學(xué)進(jìn)度執(zhí)行，這一點尤為重要。
1機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)現(xiàn)狀和問題
對于以研究型的高校而言，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程理論與實踐緊密結(jié)合，實驗室開設(shè)的實驗項目較多而全，其中不乏教師自主研發(fā)實驗設(shè)備，增設(shè)實驗項目。另一方面，教師以自己的研究課題為中心，組建研究梯隊，以博士生帶碩士，碩士研究生帶領(lǐng)本科生的模式完成學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這兩種模式目前在我們學(xué)校是很難實施的。另外一種為高職類院校，其教學(xué)以工程實踐為主，以“應(yīng)用為目的，以必需和夠用為度”，重在培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決工程實際問題的能力、動手能力、合作能力和從業(yè)能力。我校屬于本科院校中的“新生代”，大多數(shù)的課程沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)教師傳授知識的主導(dǎo)性，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，教學(xué)模式看似合理，實際上沒有培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性及應(yīng)用知識、拓寬知識面和創(chuàng)新能力的機(jī)會，這對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)不利。第一，實驗室目前能夠開設(shè)的項目有機(jī)構(gòu)認(rèn)知、機(jī)構(gòu)運動簡圖繪制、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、皮帶傳動、軸系結(jié)構(gòu)、滑動軸承、齒輪范成及減速器拆裝等，這些實驗從內(nèi)容和方法上屬于“示范型”和“驗證型”，比較單一，有些實驗設(shè)備老套陳舊。第二，從實驗授課模式上看很難調(diào)動學(xué)生的積極性，仍然是教師在課下準(zhǔn)備很長時間，給學(xué)生講授實驗過程，課堂上學(xué)生用不到一個小時的時間重復(fù)操作一遍，撰寫實驗報告，實驗課結(jié)束。學(xué)生整個操作過程機(jī)械缺乏思考，知道怎么做，但是不知道為什么這樣做，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問題能力的培養(yǎng)。第三，實驗室場地不足，實驗臺機(jī)組數(shù)過少，造成同組人數(shù)較多，只有個別學(xué)生實際動手操作，其余學(xué)生處于觀望狀態(tài)，“等待”實驗結(jié)果的現(xiàn)象，實驗課堂稍顯混亂。第四，這些實驗都是孤立的沒有系統(tǒng)性，沒有層次。
2機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)的改革措施
本次教學(xué)改革旨在打破原有的傳統(tǒng)方式，以實訓(xùn)項目為導(dǎo)向，以真實的工作任務(wù)及其設(shè)計過程為依據(jù)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合，把課堂講解和實訓(xùn)有機(jī)結(jié)合起來，注重能力本位的培養(yǎng)。在實驗內(nèi)容和手段更新的同時，也注重實驗過程的改革，為滿足不同層次學(xué)生的要求，將實驗分為基礎(chǔ)實驗、創(chuàng)新實驗及自選型創(chuàng)新實驗。基礎(chǔ)實驗就是為滿足教學(xué)課程要求的常規(guī)實驗，通過實驗報告考核實踐成績；創(chuàng)新實驗為提高型實驗，成績考核包括課堂動手能力及報告兩部分；自選型實驗屬于額外加分項目，學(xué)生利用實驗室現(xiàn)有的構(gòu)件自主設(shè)計方案，選擇構(gòu)件進(jìn)行拼搭，繪制簡圖，用Pro/E軟件進(jìn)行運動仿真分析，觀察桿機(jī)構(gòu)的急回特性、極位角及死點等現(xiàn)象并計算相應(yīng)參數(shù)，給出結(jié)論。在教學(xué)方法上要適當(dāng)延長實驗時間，增加組數(shù)，讓每個學(xué)生都能參與動手實做，在成績評定方面應(yīng)該實驗課上教師逐個根據(jù)試驗臺前的表現(xiàn)及問題的回答上直接給出，避免學(xué)生課后實驗報告抄襲，達(dá)不到實驗課的教學(xué)效果。從教學(xué)手段上，提倡教師理論分析、實物演示、多媒體和影像資料等根據(jù)教學(xué)內(nèi)容搭配選用，以達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。
3總結(jié)
通過實驗手段、學(xué)生分組情況、實驗過程及成績評定等方面的實驗教學(xué)的改革，學(xué)生在整個過程中由被動操作變成主動設(shè)計，教師由原來的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)橹粸閷W(xué)生提供技術(shù)支持和考核的作用，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，用新穎的實驗?zāi)Ｊ郊ぐl(fā)對本門課學(xué)習(xí)的熱情，為后續(xù)的課程設(shè)計實訓(xùn)環(huán)節(jié)甚至于畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。讓學(xué)生在完成實驗學(xué)習(xí)的過程中，開闊思路，增長見識，享受動手實做的樂趣，進(jìn)而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。
作者：劉春香 劉喜平 苗淑杰 寧慧燕 徐莉 付彥虹 單位：黑龍江工程學(xué)院
關(guān)鍵詞：以生為本；現(xiàn)代學(xué)徒制；專業(yè)課；創(chuàng)新教學(xué)模式
現(xiàn)代學(xué)徒制實行企業(yè)和學(xué)校結(jié)合交替式培養(yǎng)的模式，學(xué)生具備雙重身份：即在學(xué)校是學(xué)生，在企業(yè)是學(xué)徒工。依靠企業(yè)中的實踐與學(xué)校職業(yè)教育中的理論學(xué)習(xí)密切結(jié)合。每周1~2天在職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)理論知識，4~5天在企業(yè)實踐學(xué)習(xí)，理論課與實踐課課時之比約為3∶7或2∶8。理論學(xué)習(xí)時間之短，要求專業(yè)課教學(xué)必須整合一切教學(xué)資源，以學(xué)生的專業(yè)能力素質(zhì)和專業(yè)技能為本，突出實踐性，大膽地創(chuàng)新教學(xué)模式。
一、推行實施性教學(xué)計劃與開放性課程體系的創(chuàng)新
多數(shù)專業(yè)課實踐性較強(qiáng)，抽象概念又多，設(shè)備及工藝裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有些內(nèi)容在課堂上不能很好地表達(dá)，教學(xué)效果必然差。所以實施性教學(xué)計劃的創(chuàng)新就是要把教材中實踐性強(qiáng)的內(nèi)容放到實習(xí)實驗、課程設(shè)計中去完成，把抽象的知識由模糊變清晰，這樣才能取得事半功倍的效果。例如機(jī)電專業(yè)，機(jī)械基礎(chǔ)中的軸的結(jié)構(gòu)可放在車工實習(xí)現(xiàn)場中，指導(dǎo)學(xué)生動手拆開車床主軸箱，再講解；拉伸試驗可放在實驗室結(jié)合實驗過程和結(jié)論，進(jìn)行現(xiàn)場講解、分析。
開放性課程體系的創(chuàng)新主要突出開放性。表現(xiàn)在兩個方面：一是進(jìn)行多元化整合課程模式，要求課程間整合形成模塊，課程內(nèi)實現(xiàn)知識、技能、態(tài)度整合，整合的突出特征，就是實行理實一體化，而理實一體化整合的有效途徑，是課程的項目化。讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做；二是積極創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，注重學(xué)科間知識的滲透，使學(xué)生所學(xué)的知識由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合，形成綜合職業(yè)能力，實現(xiàn)職業(yè)能力的遞進(jìn)。例如，機(jī)電專業(yè)在機(jī)械制圖測繪綜合練習(xí)時改變以往測繪減速器，而測繪一副典型模具或車床尾座頂尖。又如金屬材料與熱處理課程在適當(dāng)位置插入常用零件如帶輪、鏈輪、齒輪、蝸輪蝸桿等零件的常用材料選擇及熱處理方法。
二、教學(xué)方法與教學(xué)手段的創(chuàng)新
現(xiàn)代學(xué)徒制要求盡量壓縮專業(yè)理論課的教學(xué)時間，以注重學(xué)生的智力發(fā)展和創(chuàng)造思維的形成為主。教學(xué)方法的改革就是全面推行素質(zhì)教育，用啟發(fā)式取代“灌輸式”，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。對教材的主要內(nèi)容、重點和難點講清、講透，對次要內(nèi)容略講或不講，留給學(xué)生自學(xué)、思考。
1充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，加大直觀教學(xué)力度
為進(jìn)一步提高學(xué)生的觀察與思維能力，在專業(yè)課教學(xué)中應(yīng)廣泛應(yīng)用多媒體技術(shù)。例如機(jī)械制圖中的圖樣表達(dá)方式，利用多媒體使學(xué)生能觀察到假想剖切、分離、旋轉(zhuǎn)、投影等整個過程。再如液壓系統(tǒng)分析，通過多媒體技術(shù)可以讓學(xué)生觀察到各控制閥的開啟、油液的流動方向、執(zhí)行元件的動作的全過程。這樣既能有效地培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察思維能力，又能使學(xué)生在寓教于樂中學(xué)到各種專業(yè)的知識和技能。
2講練結(jié)合的教學(xué)方法，突出學(xué)生的主體性
講解與練習(xí)相結(jié)合是專業(yè)課教學(xué)的有效方法之一。在講解過程中，精選授課內(nèi)容，在對重難點講深、講透的同時，要著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，再讓學(xué)生自主練習(xí)，在實際參與和反復(fù)練習(xí)中獲得知識與技能。比如定軸輪系傳動比分析是機(jī)械基礎(chǔ)課的重點和難點。在分析過程中著重講清傳動比的定義和對公式的理解與運用。難點在于怎樣靈活地確定首輪和末輪，再對公式進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變和運用。那么在教學(xué)中得首先分析一種基本形式的定軸輪系例題，然后讓學(xué)生自主練習(xí)一次。再以機(jī)械手表中的齒輪傳動為例，討論首輪和末輪的確定，告訴學(xué)生其實末輪也可以作為首輪，首輪也可以作為末輪，只要對分析問題有利，可以作適當(dāng)?shù)募僭O(shè)。然后讓學(xué)生動手練習(xí)，老師巡視，以發(fā)現(xiàn)問題并作相應(yīng)的提示。最后根據(jù)學(xué)生完成的情況進(jìn)行講解、答疑。
3引導(dǎo)與討論相結(jié)合的教學(xué)模式
在專業(yè)課的教學(xué)中，有些內(nèi)容如果用引導(dǎo)和討論相結(jié)合的教學(xué)模式可能會起到更佳的效果，能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造潛能。例如《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)》課中的基準(zhǔn)選擇的內(nèi)容是該課的重點和難點，它對產(chǎn)品質(zhì)量、夾具結(jié)構(gòu)及操作加工影響均很大。為培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)造思維能力，可采用引導(dǎo)和討論的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。在講授基準(zhǔn)內(nèi)容時，先提出以下問題：什么是基準(zhǔn)？基準(zhǔn)有哪些類型？選擇定位基準(zhǔn)要考慮選擇原則？接著讓學(xué)生觀看基準(zhǔn)選擇的教學(xué)錄像片，使學(xué)生對選擇定位基準(zhǔn)有一個直觀的認(rèn)識。然后結(jié)合實物、模型進(jìn)行講授和課堂討論，在講授過程中重點講解選擇原則。然后結(jié)合幾種不同形狀零件，讓學(xué)生自己分析，選擇基準(zhǔn)并在課堂上展開討論。在討論過程中老師要注意引導(dǎo)、啟發(fā)和總結(jié)。通過課堂討論使學(xué)生能根據(jù)不同零件，不同加工方法，靈活地選擇不同的定位基準(zhǔn)。
三、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新
實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是向?qū)W生傳授專業(yè)知識和操作技能的重要途徑。書本上所學(xué)的理論知識要通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)來消化、鞏固和提高。創(chuàng)新實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)主要從以下兩方面入手：
1課程設(shè)計與專業(yè)實習(xí)相結(jié)合
課程設(shè)計與專業(yè)實習(xí)相結(jié)合是在學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實習(xí)前布置有關(guān)的課程設(shè)計題目。讓學(xué)生帶著問題、帶著任務(wù)進(jìn)行實習(xí)，這樣就能讓學(xué)生把觀察到的、大量的原本是零散、無序的內(nèi)容，按課程設(shè)計的要求清楚地表述出來。而教師在學(xué)生實習(xí)過程中的作用則是引導(dǎo)學(xué)生收集有關(guān)資料、數(shù)據(jù)、參數(shù)等，以便實習(xí)結(jié)束后能結(jié)合實際生產(chǎn)情況進(jìn)行課程設(shè)計。這樣理論聯(lián)系實際的課程設(shè)計不再是紙上談兵，而是理實一體化，既充分調(diào)動和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又讓課程設(shè)計結(jié)合了企業(yè)的實際需求，取得了雙贏的教學(xué)效果。
2頂崗實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合
