基于_卓越工程师教育培养计划_的_机械设计_教学改革研究_解

1、收稿日期 2012-02-02作者简介 解芳 (1981- , 女 , 博士 , 南阳理工学院机 械与汽 车工程 学院副 教授 , 主要研 究方向 :摩擦 学理论 及其应用、 CA E 建模与仿真。基于 /卓越工程师教育培养计划 0的 5机械设计 6教学改革研究解 芳 , 毛翠丽(南阳理工学院 , 河南 南阳 473004=摘 要 > 基于 /卓越工程师教育培养计划 0的目标 、 原则及特点 , 剖析了目前 5机械设计 6教学中 亟待解决 的问题 , 并从课堂教学 、 实验教学和课程设计教学三个方面对机械设计课程 教学改革进行了初步探讨 。 =关键词 > 卓越工程师 教育培养计划

2、; 机械设计 ; 教学方法Study on Teaching Reform of Mechanical Design Based on the/Excellent Engineer Education Training Program 0XIE Fang , M AO Cui -li=Abstract > Based on the objectives, principles and char acteristics of /Excellent Eng ineer Education T raining Prog ram 0, the problems in present teachi

3、ng of /mechanical design 0w ere analyzed, and the course teaching r eform w as discussed in three aspects of classroom teaching, ex perimental teaching and curriculum desig n teaching.=Key words > Ex cellence eng ineer education training plan; mechanical desig n; teaching method1中图分类号 2G 642. 0 1

4、文献标识码 2A 1文章编号 21674-3229(2012 02-0102-03/卓越工程师教育培养计划 0(以下简称 /卓越计 划 0 是贯彻落实 5国家中长期教育改革和发展规划 纲要 (2010-2020年 6和 5国家中长期人才发展规 划纲要 (2010-2020年 6的重大改革项目。该计划 是一种全新的人才培养理念和模式 , 旨在培养造就 一大批创新能力强、 适应经济社会发展需要的各类 高质量工程技术人才 , 全面提高工程教育人才培养 质量 , 促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国。 /卓越计划 0遵循 /行业指导、 校企合作、 分类实施、 形 式多样 0的原则 , 其特点主要在于

5、 :¹行业企业深度 参与培养过程 ; º学校按通用标准和行业标准培养 工程人才 ; »强化培 养学 生的工 程能 力和 创新能 力 1。2011年 10月 , 南 阳 理工 学院 (以 下 简称 /我 校 0 被教育部批准为第二批 /卓越计划 0高校。机 械设计制造及其自动化专业是我校率先启动 /卓越 计划 0的专业之一 , 以培养高素质应用型的 /卓越机 械工程师 0为目标 , 而对于卓越机械工程师而言 , 具 有扎实的综合基础知识是必要前提。本文针对目前 5机械设计 6教学中存在的问题 , 基于培养 /卓越机械 工程师 0的基本要求 , 从课堂教学、 实验教学

6、和课程 设计教学三个方面对机械设计课程教学改革进行了初步探讨。1 5机械设计 6教学中亟待解决的问题1. 1 课堂教学与工程实际脱节课堂教学内容单一 , 只是理论知识的简单讲解 , 缺乏结合工程实际和案例进行教学 , 忽视了机械行 业背景知识介绍以及机械设计方法的具体应用。此 外 , 由于课堂教学学时有限 , 因此在教学过程中对理 论知识的讲解只是 /蜻蜓点水 0, 不能从理论深度出 发 , 只能传授定性的内容 , 如一般的设计步骤 , 而定 量的内容没有时间具体分析 , 如具体的参数如何选 取 , 为什么等。从而导致学生对机械设计的内在基 本原理不清楚 , 也就无法创新。当学生设计具体的 机

7、械零件时 , 相关参数的选取完全参照课本例题 /依 葫芦画瓢 0, 缺乏主观能动性和创新性。教学方式也 以老师 /填鸭式 0讲解为主 , 学生大多只能被动接受 , 缺乏互动性 , 导致学生对该课程的学习缺乏热情和 主动性。1. 2 实验教学缺乏创新性目前 , 南阳理工学院机械设计实验室现有的实 验设备比较陈旧 , 且类型、 数量有限 , 从而导致实验 教学内容单一 , 如现开展的螺栓组连接实验、 带传动#2012年 4月 廊坊师范学院学报 (自然科学版 Apr. 2012第 12卷第 2期 Jour nal of L angfang T eachers College(Natur al Sci

8、ence Edition V ol. 12No. 2滑动率及效率实验、 齿轮传动效率实验等多为验证 性的实验 , 即实验结论已经确定 , 学生只需要按照设 定好的实验方法、 步骤和内容 /完形填空 0, 机械地完 成实验内容。该教学模式事实上仅是对课堂所学理 论知识点的验证 , 学生通过实验只能巩固课堂所学 的基本理论知识 , 而非深化和扩充 , 不利于培养学生 提出问题、 分析问题和解决问题的能力。此外 , 由于 实验教学的学时有限 , 不能针对工程实际开展创新 性的实验 , 也就谈不上学生创新能力的培养。1. 3课程设计理论脱离实践目前 , 南阳理工学院机械设计课程设计题目仍 为单级或双级

9、减速器设计 , 虽然为了鼓励学生创新 , 避免抄袭 , 提供了多个设计方案 , 变化不同的原始参 数 , 做到一人一题 , 但是由于题目所限 , 创新程度大 打折扣 ; 且我校课程设计学时有限 , 两周时间内要完 成 :总体思路设计、 传动零件设计计算、 装配图绘制、 典型零件图绘制和编写设计计算说明书 , 时间紧、 任 务重。有的学生为了赶进度 , 抄袭严重。此外 , 课程 设计过程中理论脱离实践现象时有发生 , 有些学生 在单独设计某一传动装置时 , 如齿轮传动、 链传动、 带传动时不存在任何问题 , 但是却不能兼顾各传动 装置之间的尺寸及连接配合关系 , 尤其在轴结构设 计及减速器箱体设

10、计时存在问题较严重 , 而课堂教 学时对轴结构改错讲解较为深入 , 学生做轴结构改 错题正确率很高 , 但是当实际设计轴时 , 只会 /纸上 谈兵 0, 不能做到理论联系实际。25机械设计 6教学改革措施2. 1课堂教学2. 1. 1调整优化教学内容课堂教学是机械设计教学中最基本的手段 , 也 是教师向学生传授机械设计基本知识和技能的主要 环节之一 , 其目的是使学生掌握系统的基础理论知 识 , 为后续的工程应用和创新奠定理论基础。在 /机 械设计 0讲授中 , 以理论知识为线索 , 突出教学重点 , 简化教学内容 , 以工程案例和企业项目为依托 , 由浅 入深 , 将各部分知识点有机地联系起

11、来。典型的案 例和项目教学不仅能契合相应职位的工作实际 , 同 时也与专业知识的学习相互契合 , 使学生能从中获 得相应的知识和实践经验的积累 , 培养其主动思考、 分析问题的能力。在案例和项目教学中 , 案例和项 目的选择既要兼顾机械设计课程 的基本概念和原 理 , 又要突出专业特色 ; 同时工程案例和项目要不断 更新 , 紧扣学科热点问题 , 密切跟踪企业发展急需解 决的问题 , 真正做到企业需要什么 , 学校就教什么。 此外 , 积极介绍机械设计的新方法、 新理论、 新思路 , 紧跟学科前沿 , 从而最大限度地激发学生的学习热 情。2. 1. 2多种教学方法相互渗透根据各章的内容和特点

12、, 灵活采用启发式教学、 互动式教学、 讨论式教学、 现场教学、 CAI 教学等教 学方法。如带的弹性滑动和打滑概念比较抽象 , 学 生理解比较困难 , 此时可以采用预先制作好的 CAI 课件向学生动画演示带的弹性滑动和打滑 , 对学生 进行直观启发。又如在设计带传动时 , 有 5个受到 限制的参数 , 分别是小带轮的最小基准直径、 带速、 中心距、 小带轮的包角和带的根数 , 为了使学生理解 这 5个参数为什么受到限制 , 可以采用讨论式教学 , 即教师首先提出讨论的问题 , 即各参数受到限制的 原因 ? 并将学生分为 5个学习小组 , 每组分配一个 参数 , 使各小组成员有相对独立的讨论空

13、间。经过 充分、 认真讨论和总结后 , 各小组派代表或组长发言 给出讨论的结果 , 教师在此基础上进行点评 , 并给予 优秀学习小组肯定和奖励。这种教学方式不仅可以 激励每位学生都热情饱满地参与到学习活动中 , 有 效避免上课思想抛锚的情况发生 , 而且通过讨论可 以使重要知识点明朗化 , 有助于学生的记忆 , 达到事 半功倍的效果。此外 , 在讲授轴的结构设计时可以 采用现场教学方法 , 即将课堂设置在学校的实训中 心或实验室 , 让学生通过装拆观察不同用途的轴的 结构特点 , 使学生看得见、 摸得着、 记得牢。2. 2创新实验教学模式机械设计的实验教学是培养学生创新能力的一 个关键环节 ,

14、 其目的是培养学生理论联系实际、 分析 问题和解决问题的能力 , 以及启发学生的创新思维、 激发其创新潜能 3。构建全新的实验教学模式 , 以 满足教学改革对卓越工程师培养的要求是实验教学 改革的根本目标。为了让学生尽快建立起对机械的 感性认识 , 应设立专门的机械设计开放性实验室 , 在 此陈列典型的和能够反映创新意识的机械和机构实 物及模型 , 使学生通过观察、 拆装了解机械结构 , 探 寻其工作原理、 运动方案和关键技术等 , 并在此基础 上进行创造性构思 , 激发创作欲望。此外 , 除了传统 的验证性实验以外 , 增设综合性设计实验 , 综合性设 计实验的内容以教师目前从事的研究课题和

15、学生的 专业特色为主 , 注重结合工程实际、 解决实际问题。 还可根据学生学习情况 , 鼓励一些学有余力的学生 走出学校实验室 , 走进企业实训基地 , 到生产、 服务 第一线去 , 由企业技术人员担任其实验指导教师 , 在 生产一线开展实践。这样不仅有利于使学生所学理第 12卷 #第 2期 解芳等 :基于 /卓越工程师教育培养计划 0的 5机械设计 6教学改革研究 2012年 4月论知识在实际应用中得到加深 , 同时还可使学生了 解到企业现状和需求 , 以及学科未来发展方向 , 增加 其学习的动力和兴趣。2. 3课程设计面向工程课程设计是机械设计课程最重要的模拟实践的 教学环节 , 其对学生

16、综合运用所学知识解决工程实 际问题能力的提高及其创新能力的培养至关重要。 因此 , 重视课程设计 , 对其进行教学改革是实施 /卓 越计划 0的有力保障。首先在设计题目上进行改革 , 除保留减速器这 一传统的设计题目外 , 还增设来自工程实际案例或 企业项目的简单机械为设计题目 , 学生根据确定的 题目可以到学校实训中心或企业实训基地参观相应 机械设备 , 观察机器的结构和运动原理 , 由于选题更 贴合工程实际 , 可以使学生更好地学以致用 , 满足其 设计成就感。其次 , 针对课程设计时间短、 任务重的特点 , 改 变课程设计任务发放时间 , 将课程设计上延到机械 设计课程的教学中去。即在机

17、械设计课程一开始时 就将任务书下发给每一位学生 , 使师、 生在机械设计 课程的教学中始终围绕设计这个主线教和学。学生 学完相应的章节时 , 即可对课程设计中相应的传动 装置进行设计 , 依次进行 , 这样可大大减轻课程设计 的任务量 , 大大提高效率。在课堂教学完成之时 , 就 可以拿出减速器设计方案及设计说明书 , 而在课程 设计期间就只需要完 善设计说明书并完成绘 图工 作。此外 , 与课程设计相关的拆装减速器实验时间 由原先的大一第一学期变更到课堂教学结束之后、 课程设计之前 , 便于使学生对减速器的宏观乃至细 观结构有直观的认识。3结论/机械设计 0是机械类专业一门重要的专业基础 课

18、 , 具有很强的实践性 , 对于 /卓越工程师 0的培养具 有重要意义。因此 , 今后 /机械设计 0教学要面向企 业 , 树立理论联系实际的思想 , 强化实践教育 , 注重 工程实际应用 , 及时根据 /卓越计划 0更新教学内容 , 积极创新教学方法 , 为培养合格的高素质应用型的 /卓越机械工程师 0奠定基础。参考文献 1中华人民共和 国教育 部门 户网 站 . 教育部 启动 实施 /卓 越工 程 师 教 育 培 养 计 划 0(2010 OL .http:P P www. moe. g ov. cn. publicfiles P business P htmlfiles P moe P

19、s4560P 201006P 94139. html.2刘夫云 . /机械设计 0课程教学 内容改革 初探 J. 重庆工 学院学报 , 2007, 21(3 :135-137.(上接 98页 其次 , 在数学教学中努力贯穿逻辑思维与非逻 辑思维的培养 , 注重浸透数学的美。教学过程中 , 通 过数学中的定理、 公式、 图形所呈现出来的简单、 整 齐、 对称及和谐的美 , 使学生认识、 了解、 欣赏数学的 美。欣赏是教育的一部分 , 也是需要指导和培育的。 数学教育本身是为了欣赏数学文化和数学思维的真 善美。可以通过对比分析 , 体察古今中外的数学理 性精神 ; 通过提出问题 , 揭示冰冷形式后面的数学本 质 ; 通过梳理思想 , 领略抽象数学模型的智慧结晶 ; 通过构作意境 , 沟通数学思考背后的人文背景。欣 赏能给人一种震撼 , 如果 在打基础的时 候 , 能够对 /基础知识 0采取欣赏的态度 , 则会形成一种心灵震 憾的力量。教学过程中 , 给学生浸透简