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摘要：
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是工科院校的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，本文通過對(duì)各教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)資源的整合與優(yōu)化，豐富教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)課堂開放、實(shí)驗(yàn)室開放，引導(dǎo)大學(xué)生參加機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽，并借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享。
關(guān)鍵詞：
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；資源優(yōu)化與共享；機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)；網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是工科院校中機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課，在本科教學(xué)工作中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。通過學(xué)習(xí)這些課程，培養(yǎng)學(xué)生的“工程綜合”和“工程應(yīng)用實(shí)踐”能力［1，2］。近年來，隨著普通高校的擴(kuò)招，學(xué)生的個(gè)性差異較大，許多高校本科生為多批次錄取，雖為本科，但學(xué)生的學(xué)習(xí)水平參差不齊。在社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的方針指導(dǎo)下，以學(xué)生為本，進(jìn)一步推進(jìn)教學(xué)改革，把教學(xué)資源進(jìn)行整合優(yōu)化，借助多媒體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)用性和時(shí)效性等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)資源共享。
1.課程教學(xué)資源的優(yōu)化與共享
機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)為技術(shù)基礎(chǔ)課程，屬于本科生的必修課程，該課程與工程應(yīng)用聯(lián)系緊密，具有公式多、圖表多、圖形多等特點(diǎn)，由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力差異的存在，過去單一的教學(xué)方法已無法滿足培養(yǎng)需求［3］，因此，機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)方式應(yīng)由過去以教師和教材為中心向以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，課堂為主導(dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)為中心，教材為主導(dǎo)、課程資源為中心轉(zhuǎn)變。新時(shí)期的大學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下，充分利用課程資源實(shí)現(xiàn)自主、自助學(xué)習(xí)。為此，課程組充分利用網(wǎng)絡(luò)資源及兄弟院校的優(yōu)良經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)方法、教材建設(shè)、課件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行資源的優(yōu)化整合。隨著多媒體技術(shù)的深入發(fā)展，教學(xué)方法要改革，要綜合分析運(yùn)用。傳統(tǒng)教學(xué)中教師與學(xué)生心與心的碰撞與情感交流，是任何媒體不及的；借助多媒體，可以節(jié)省時(shí)間，信息量大，利用動(dòng)畫功能，形象、直觀地反映機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，較靜態(tài)圖片易于理解，使不便于描述的難點(diǎn)有所突破。為此，課程組進(jìn)行大量調(diào)研，借助課程研討會(huì)與兄弟院校交流經(jīng)驗(yàn)，合理制定教學(xué)大綱，編寫教學(xué)要求，制作多媒體課件，為適應(yīng)不同專業(yè)、不同層次學(xué)生的要求，同時(shí)考慮不同教師的教學(xué)特點(diǎn)，教學(xué)課件以求大同存小異為原則。同時(shí)，在課件的制作過程中，讓不同層次的學(xué)生參與，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中便于理解和掌握，制作滿足不同層次和不同教學(xué)需要的教學(xué)課件，提高資源共享率。多媒體技術(shù)的運(yùn)用可以刺激學(xué)生的感官，動(dòng)畫部分可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，尤其突出的是連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)和輪系等。如果整個(gè)授課過程全部采用多媒體課件，時(shí)間長了，學(xué)生容易產(chǎn)生視覺疲勞，產(chǎn)生教學(xué)形式過于單一的感覺，可采取例題用黑板講述，或講課過程中增加實(shí)例討論，實(shí)踐證明多種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生良好的效果。總之，在課堂教學(xué)過程中，教師將多媒體課件與板書有機(jī)的結(jié)合運(yùn)用，將增進(jìn)師生間的情感交流和良好互動(dòng)，使得學(xué)習(xí)氣氛和諧，達(dá)到比較理想的教學(xué)效果。大學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅局限于課堂學(xué)習(xí)，尤其是每年有許多學(xué)生要參加研究生入學(xué)考試，機(jī)械基礎(chǔ)課程作為專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課是所考科目之一，學(xué)生需要課下學(xué)習(xí)和鞏固所學(xué)知識(shí)。為此，課程組編寫了相應(yīng)的教材，有《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，教材中增加了實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容，即在每章后附加實(shí)踐環(huán)節(jié)練習(xí)，此練習(xí)通過學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦熟悉和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的一個(gè)過程練習(xí)，比如在學(xué)完“鏈傳動(dòng)”一章之后，設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)為：“觀察一輛變速自行車的滾子鏈傳動(dòng)，分析有幾種傳動(dòng)比，松緊邊的位置，鏈接頭形式，并觀察張緊輪的位置，如何調(diào)整鏈條的松緊程度。”這個(gè)環(huán)節(jié)可以由老師帶著做，也可以由學(xué)生課下自己做。同時(shí)，為方便學(xué)生自學(xué)，課程組專門為學(xué)生制作多媒體課件，該課件模擬教師課堂教學(xué)流程，深入淺出地詳細(xì)講解，例題量大且題型多，并附加基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)試，重點(diǎn)、難點(diǎn)明確，放置于我校網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”精品課中，學(xué)生可以借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的輔助學(xué)習(xí)功用實(shí)現(xiàn)自主、自助學(xué)習(xí)。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，通過教學(xué)資源的優(yōu)化與共享，學(xué)生方便靈活地廣泛涉獵知識(shí)，提高能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)打下良好的理論基礎(chǔ)，以便更好地服務(wù)社會(huì)。
2.改革工程實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化與共享
實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)人才目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，知識(shí)來源于實(shí)踐，能力來自于實(shí)踐，各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力尤其重要。我國的某些理工科重點(diǎn)高等院校如清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢大學(xué)、武漢理工大學(xué)，針對(duì)“重實(shí)踐”提出的教學(xué)理念、教學(xué)方式和方法及教學(xué)內(nèi)容的改革已經(jīng)全面展開。因此，應(yīng)針對(duì)我校特點(diǎn)對(duì)實(shí)踐教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)共享，為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)打下良好的基礎(chǔ)。
2.1對(duì)實(shí)驗(yàn)資源整合優(yōu)化，加快實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
我校是由幾所學(xué)校合并而成的，許多實(shí)驗(yàn)資源重復(fù)，如機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)演示臺(tái)就有多套、同類減速器若干臺(tái)、動(dòng)平衡機(jī)多臺(tái)、齒輪范成儀多臺(tái)等，并且多而雜的教學(xué)模型占據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)室空間，為此，對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整合，淘汰落后和多余的模型和儀器，改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，對(duì)“機(jī)器與機(jī)構(gòu)陳列柜”研發(fā)配置聲控裝置，并與機(jī)構(gòu)的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更翔實(shí)、有趣。為豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，購置一些新型的實(shí)踐教學(xué)設(shè)備，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，完善實(shí)踐教學(xué)體系，開設(shè)出能夠培養(yǎng)工程意識(shí)和綜合能力的實(shí)驗(yàn)。購置了QM-ZXI型組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析實(shí)驗(yàn)箱，通過此套設(shè)備學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)拆裝軸系。通過購進(jìn)HK2B-Ⅱ型機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺(tái)，開設(shè)了“機(jī)構(gòu)系統(tǒng)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)”，利用此平臺(tái)，學(xué)生可以進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，再到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上搭接組裝，然后對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析改進(jìn)，加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)課程增強(qiáng)了自選性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，提高了學(xué)生獨(dú)立開展科學(xué)研究工作的素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室向全校師生開放，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)而優(yōu)則創(chuàng)，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自主研發(fā)設(shè)計(jì)的“高壓電線除冰裝置”獲得2010年河北省首屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽河北省一等獎(jiǎng)，“火災(zāi)逃生地震避險(xiǎn)多用桌”、“救援千金頂”獲得2010年河北省首屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽河北省三等獎(jiǎng)，“社區(qū)太陽能路燈電池板清潔裝置”獲得2012年河北省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽三等獎(jiǎng)；“自行車一體化鏈?zhǔn)匠錃馔?rdquo;獲得2012年河北省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。
2.2建立網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)。
多媒體技術(shù)的發(fā)展，為網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)提供了便利條件。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、三維造型技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)等創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)一步豐富精品課網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。如“桿機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析”可以改變構(gòu)件尺寸觀察運(yùn)動(dòng)軌跡變化，“軸系裝配工藝”可以清楚說明零件間的相互位置關(guān)系、零件裝配工藝等，“軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)”指出尺寸的合理性及如何修正錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)。將大量的實(shí)例分門別類，不但在不增加教學(xué)設(shè)備的情況下加大了實(shí)踐教學(xué)比重，而且實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)環(huán)境的靈活性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.3完善課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
課程設(shè)計(jì)是非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。以往課程設(shè)計(jì)安排在課程教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行，現(xiàn)在將課程設(shè)計(jì)任務(wù)安排在相應(yīng)課程的教學(xué)過程中，將任務(wù)書下發(fā)給每一位學(xué)生，教師以課程設(shè)計(jì)為主線組織教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)利用課外時(shí)間收集資料和考慮各種復(fù)雜問題，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性進(jìn)行創(chuàng)新思維。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中設(shè)計(jì)方案，利用實(shí)驗(yàn)室資源，不斷完善自己的設(shè)計(jì)方案，通過課程設(shè)計(jì)主線，使學(xué)生感受到本課程各部分內(nèi)容的有機(jī)聯(lián)系。同時(shí)，將學(xué)生合理的設(shè)計(jì)方案補(bǔ)充到實(shí)踐教學(xué)中，使課堂教學(xué)不再停留在課本上。根據(jù)我校的實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，編寫《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》教材，并將有關(guān)內(nèi)容置于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供有益的幫助，深受學(xué)生的好評(píng)。
3.結(jié)語
通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程資源優(yōu)化與共享的研究，提高教學(xué)信息資源收藏質(zhì)量,對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行整合和深加工，豐富教學(xué)內(nèi)容，完成網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)，多手段、多方法地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息資源的共建、共知與共享的目的。今后將不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和完善，為人才的培養(yǎng)提供更優(yōu)質(zhì)的資源，進(jìn)行交流與共享。
作者：張君彩 陳青果 單位：河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
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