前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇縫紉機的機械設計范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
關鍵詞:通風設計;人防地下室;進風系統;消防
我市民用建筑建設地下防護工事源于大連市相關規定,并且城市人防設施建設逐漸的成為了城市建筑要求的必要結構。在人防設施中其采暖設計、空調設計以及通風設計必須要以戰時的防護要求為基礎進行設計,若其使用要求同戰時的防護要求相去甚遠時,應當對其進行功能轉換設置予以協調。地下室通風設計上,平時按照防火分區要求進行設置,而在戰時則應當分別獨立設置防護單元。現根據實際操作中遇到的難題進行分析,并針對各個問題提出相應的解決措施。
1 風機合用問題
人防設施在通風上不同于普通建筑,分為了三種方式,清潔式、濾毒式以及隔絕式。而人防通風的進風系統又能夠分成兩種,一種是慮毒式以及清潔式共用一個通風機通風的系統;另一種則是分別在兩種形式的通風口設置通風機的系統;這兩種形式都能夠在設計中予以實現,但實際中需要根據具體的應用分析。若是在初期設計中沒有做人防設計考慮時,由于進風機房空間有限,無法設置兩臺風機則考慮使用共用風機系統,若是空間允許,則一般使用兩臺風機系統。
對二等人員掩蔽所進行分析,在戰時濾毒式通風的人員風量標準是2到3(M3/P?H)而清潔式通風的人員風量標準則是5到7(M3/P?H)。因此若是進風系統選擇合用風機則應當將風量設定為清潔式通風風量。由于戰時階段濾毒通風的系統風量過大,因此在設置過濾器時應當盡量偏大用以滿足濾毒要求,配合過大的濾毒風量。若防護單元面積接近最大值,即接近800平米時,必須增加過濾器數量,用以滿足過濾要求,這一點必須予以重視。
2 如何協調人防同消防工作
相關規定中有要求,地下室的防火區中最大的建筑面積是五百平米,若是系統自帶滅火系統且同時又設置有自動報警裝置時,地下防火區中的建筑面積可以達到兩千平米。但是實際的建筑中,我們往往可以發現,地下車庫幾乎都可以滿足兩千平米的防火分區建筑面積最大值的條件。而地下防護單元的面積最大規定值是八百平米。因此建筑設計中為了增加建筑面積,往往會減小機房、豎井以及管道的面積,或者將排煙系統和通風系統合成一個系統,在平時用以為地下環境換氣,而當發生火災時則用來排煙。雖然風管以及風口被公用,但是火災另外設有補風系統。但是為了加大防火分區的建筑面積,提供車位以及減少機房數量,防火分區往往僅設置一套排煙系統,防煙分區的風口轉換通過控制用以切換和開關。
人防工程的通風問題要結合平時的使用以及戰時的使用狀況,所以,在設計時對風管的設計應當盡可能考慮戰時所需,這樣不但縮短了戰前施工所用的時間,且能夠有效降低成本。但是戰時對防護單元的通風系統要求中需要每個系統都是獨立的,風管不能從防護單元之間穿過。如此一來消防要求中的兩千平米同人防要求中的八百平米就產生了矛盾之處,若是單單考慮消防需要,則人防要求無法達到。防護單元的封堵處在平時都是敞開的,而在戰時則用鋼板隔開封堵,而消防系統則會穿越封堵或者是防護單元隔墻,如若不然則不能保證排煙口同最遠排煙處三十米的距離要求,若是僅僅以戰時的單元防護獨立性作為系統設計的要求,那么排風系統以及通風系統會當然的滿足二者的需求,但是建設的施工設計應當考慮建設的成本以及經濟合理性,并且有些工程消防設計是預先設計,人防則是后位,若是對原有的排煙系統以防護單元要求進行改造,那么排煙豎井集氣室附近預埋的風管增加,如此無法滿足人防要求。下面以北京銀泰中心地下人防工程作為案例進行分析:
該中心人防單元設置在地下二、三層車庫,每層車庫設置防護單元兩個,一共四個,每個防護單元的面積約為八百平方米,而排煙系統的設置面積是一千六百平米,即兩個防護單元作為一個防火區,排風系統以及補風系統都跨月了防護單元。若在設計中以人防的通風作為基礎條件進行考慮則需要增設兩套排風系統,用以滿足防護單元的排煙要求,而地面部分為廣場,機房以及豎井的設置都會影響地面設施。針對該類問題可以將跨月防護單元的風管以及排煙管道從戰時封堵處穿過,在戰前將封堵割開,由于封堵墻為鋼板,則對排煙風管隔斷寬度為封堵墻厚度的部分,之后就按不同的防護單元的風管焊接在用以分割不同防護單元的鋼板上,使得人防通風系統成為兩個獨立的個體,便于戰時的使用,而無需增設排煙以及通風系統。
3 排風系統中的問題
3.1 戰時排風系統與平時通風系統的協調
戰時干廁、防毒通道設有戰時排風系統由于戰時干廁以及防毒通道的位置選擇往往無法做到充分利用平時的通風管如補風管或排煙管,因此要再設計另外的戰時排風系統。由于戰時排風系統中無法體現平時的通風系統,尤其是通風管打架問題,因為地下車庫往往層高較低,如不妥善考慮,可能會造成戰前風管無法施工或者戰時干廁處人的正常高度無法滿足。這個問題看似雖小,但在一些工程中常見,應當引起廣大設計人員的重視。
3.2 注意校核防毒通道的換氣次數問題
由于平時工程中無論冷凍機房還是防排煙通風機房在建筑布置時,出于整體考慮,常常會有些角落等建筑無用的面積加進,使得機房增大,當然這對操作、維修非常有利,但在人防設計中則應注意防毒通道不應過大,因為它除了應滿足建筑疏散的要求還應滿足最小30~40次/時(二等掩蔽所)或40~50次/時(其他類型地下室)的換氣次數的要求,如果防毒通道過大,為滿足換氣次數要求,必然會使風機型號及風管偏大,這是沒有必要的。
4 預埋件問題、留洞問題
人防工程無論是新建還是改造,由于工程對于防護以及使用要求在人防設施的外墻出的鋼筋混凝土在結構上需要采取整體式的預制裝配結構。一般的工程期預留洞僅僅對剪力墻較為重視,而人防工程則不同,對預埋風管處應當預先留洞,并做預先處理,這不僅僅需要預埋測壓裝置或者是風管,同時還需要將平時所使用的通風系統預埋件考慮在內,設計以及施工人員需要對該類問題進行相當的重視。
上述問題都是在人防設計中經常會遇到的一些問題,為了協調好人防設施結構以及消防設施結構之間的關系,在設計時應當盡可能主動,在設計初期便進行二者的把握,同時考慮,在排煙機房、豎井以及風管的設計上應當充分的考慮平時使用以及戰時使用情況,使得保證戰時的通風系統、濾毒室以及風口的設計更合理。
參考文獻
[1]馮正良.建筑節能融入建筑類職業院校教育教學中的探討[J].中國建設教育,2008,7.
關鍵詞:機械設計基礎課程;教學探索與實踐;教學方法;教學手段
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)20-0207-02
機械設計基礎課作為高等職業教育機電類各專業重要的技術性基礎課程,對于提高學生的實踐與創新能力起著非常重要的作用。本課程的學習,旨在培養學生對常用機構基本結構的分析、機械零部件選用及設計能力,使學生初步獲得正確的管理、使用和維護機械的基本知識和要領,為后期專業課的學習以及從事本專業相關工作的可持續性發展打下良好的基礎。探索并采用與專業及課程特點相適應的教學內容、教學過程、教學方法和教學手段,是提高教學質量之關鍵。本文根據機械設計基礎的課程特點,就如何精選教學內容、正確采用各種先進的教學方法和手段,進行了探索與實踐。
一、優化課程教學內容,培養學生工程素質
據教育部16號文件對高職機電類專業培養“高素質技能型人才”的人才培養目標,結合行業企業對人才職業能力的需求,優化教學內容,教學內容的選取以突出適用性為原則。機械設計基礎的課程特點是理論性強,涵蓋了機械原理、機械設計、工程力學等方面內容,知識點比較多,同時這門課程還具有很強的應用性和實踐性,在教學安排時,應適當調整理論教學時數,增加一定的實踐教學時數。
1.精選并更新理論教學內容。在教學內容的選取上調整思路,強調基本知識、基本原理和基本方法,注重理論知識與工程實際應用相融合。從實際應用出發,圍繞機器組成,以工程實際項目及創新能力培養等為主選取知識點;以機構分析、零件選用、機械傳動及創新設計為主線,引入能體現機械設計現狀的、與日常生活和實際生產相關的新型機構及現代機械設計方法等最新成果,突出技術發展前沿,拓寬知識面,豐富課堂信息量,調動學生學習的興趣及積極性,提高教學效果,完成課程教學及學習目標。
2.貼近工程,增加實踐教學內容。接觸本門課程前,學習學生對機械的了解局限于生活之中,缺少工程觀念,缺乏抽象思維,無法將理論知識和工程實際相結合,但是他們的共性是好奇心強,很容易被新鮮事物所吸引。針對這一現狀,我們在教學中穿插一定的實踐教學環節。例如,開課前安排學生參觀機構與刀具陳列室,機械原理及機械傳動陳列室等;開課三周后,安排學生現場參觀典型機械產品和現代化機械加工設備,并進行機械拆裝實訓,課程學習最后階段安排實踐性創新設計等。這一環節,使學生深切感受到工程,建立工程觀念,實現理論與實踐的有機融合,為課程的深入學習奠定必要的基礎。
3.教學內容的組織與實施。機械設計基礎課程的特點是各章節內容的關聯性少,學生一接觸本課程就會產生“沒有系統性”、“邏輯性差”等錯覺。針對這一現狀,教師應該怎么教?學生應該怎么學?在教學內容的組織和實施過程中,遵循由易到難、由簡單到復雜、由具體到抽象的原則,對學生引導鼓勵。針對需要解決的難題,采用教師引導,學生分組分析討論的措施,調動學生的主觀能動性,使學生成為課堂的主體,將教、學、做融為一體,激發學生的學習興趣。
二、改進教學方法,培養學生的學習能力
在教學過程中,怎樣才能把以教師為中心轉變為以學生為中心,怎樣才能充分調動學生自主學習興趣和學習能力,是我們一直在思考和探索的問題。高職學生比較習慣和適合感性認知的教學方式,因此在課堂教學中,應以精講多練為原則,以啟發式教育為主,同時注重采用“對比式”、“案例式”、“演示法”、“現場教學式”等多種教學方法,對理論性較強的內容,可結合工程案例的分析進行講解,以理論的應用為切入點,使學生能對基本概念有較具體的認識。對實踐性較強的內容,則采取任務驅動、學做合一、行動導向的現場教學法等,強調以知識為載體,培養學生發現問題、理解問題、分析問題、解決問題的思維方式與方法。
1.啟發式教學法。啟發式教學重在調動學生“學”的積極性。在教學過程中,聯系工程實際,充分調動學生學習的主動性和積極性,啟發學生積極思考問題,加深對基本知識的理解和掌握,并在求解過程中進一步思考,培養創新意識,取得良好的效果。例如在講解“機構的死點”內容時,首先播放縫紉機的工作過程以及飛機起落架在降落和起飛時相關工作視頻與動畫,繼而拋出問題:飛機著陸時其起落架為什么能穩固地支撐在地面,起飛時又是怎樣收縮回機身的呢?縫紉機腳踏板機構在工作時為什么會出現瞬間卡死甚至反轉現象,又是怎樣克服“卡死”而繼續工作的?等等。學生進行觀看視頻并思考,隨后在與學生相互討論的基礎上展開授課,引導學生對機構的運動進行分析,找出機構死點位置,引出“死點”概念,并對工程中眾多實例進行剖析與歸納,說明“死點”在工程中的利用以及傳動中“死點”的克服方法。合理的啟發式教學法能使枯燥的理論知識與實際生活相結合,使“教”與“學”的過程具體又生動,使學生在主動學習的同時更加深刻地理解并掌握相關概念及原理,提高課堂效率。
2.對比式教學法。對比分析法是通過相關類型的對比激發學生積極思維,加深對各種事物和現象相互聯系的系統化認識,并學會類似問題的處理方法。例如:在學到壓力角的內容時,打破以往傳統的授課順序,先引出壓力角的概念,再將齒輪的壓力角、連桿機構的壓力角、凸輪機構的壓力角等加以對比,分析壓力角在機構中的共性,判斷壓力角在每種機構運動過程中所起的作用、機構傳動過程中壓力角的瞬時變化情況以及對機構傳動的影響等,掌握在機構設計時壓力角的大小控制等問題。又如:在講到凸輪機構從動件的運動規律時,將常見的等速運動、等加速等減速運動、余弦加速度運動、正弦加速度運動等幾種運動規律通過運動方程及運動線圖進行分析比對,明晰每種運動規律的運動特點,總結其應用范圍,加深理解,便于記憶。在機械設計課程教學中正確使用對比式教學方法,不但使學生易于掌握機械知識,在培養學生思維方式和創新意識方面也起著重要的作用。
3.案例式教學法。實行案例教學的宗旨是為了使學生成為教學的主體,有針對性地培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力與意識。例如:在講解齒輪嚙合傳動時,首先給出汽車變速箱的工程案例,通過對傳動過程的仿真模擬,實現對嚙合傳動的感性認識,掌握嚙合傳動的基本原理、類型及其在工程中的應用。通過案例引導學生分析討論,學生可以獲得初步的感性知識,以便于后續知識的學習與理解。
4.演示教學法。通過展示各種實物裝置、模型、錄像等進行的演示法教學,學生可以通過觀察獲得對機構與機器等的感性認識,促進學生對所學內容的理解與掌握。機械設計課程教學中,對于比較抽象的知識點,例如,對于聯軸器與離合器的學習,就可采用演示法教學,首先通過爆炸圖及動畫對聯軸器及離合器的結構及工作過程進行分解演示,學生對聯軸器與離合器進行感觀上的認識,了解聯軸器及離合器的構成和應用,再進行理論講解,使復雜問題簡單化、直觀化,使單調死板的課堂趣味化。
5.現場教學法。現場教學法是將抽象性的、不易理解的理論知識以現場實物的形式進行直觀展現并進行講解,使學生在親身體驗中學習知識、完成任務;例如在執行“帶式輸送機傳動裝置”的設計任務時,通過“觀看帶式輸送機傳動裝置工作視頻―教師現場示范拆裝并現場講解―學生分組拆裝并現場提問―小組討論,歸納總結”四步走的方法,學生可以掌握帶式輸送機傳動裝置的基本組成、工作原理以及設計時應該注意的事項,然后結合所學知識,在教師的引導下完成設計工作任務。現場教學法重在使學生在提高動手能力及實踐操作能力的同時加深對知識的理解與掌握。
三、合理采用現代化教學手段,提高教學效果
機械設計基礎課程實踐性很強,課程內容包括機構工作原理、機械傳動等,傳統的、以教師為中心、語言加粉筆的教學模式需要教師花費大量的課堂時間來表達講解,課堂信息量較少,無法從根本上解決少課時多內容等矛盾。
隨著計算機技術的應用與普及,廣泛采用多媒體技術與手段,充分利用多元化現代技術與多媒體相結合,針對相關知識特點,采用形象逼真的動畫、爆炸圖、圖片等制成PPT、CIA教學課件或教學視頻,虛實結合,教學過程中給學習者以強烈的視覺沖擊,變抽象教學為直觀教學,不僅擴大了課堂信息量,而且使教學內容更加形象、生動,學生興趣高,教學效果好。
多媒體教學和傳統教學手段各有所長,不能互相替代,所以在采用現代化教學手段的同時,應以傳統教學手段的成熟模式為框架,根據教學內容的特點及學情不斷調整,靈活運用,實現媒體教學和黑板板書教學有機結合,達到最佳教學效果。
四、結語
職業教育改革的目的是提高教學質量,而采用科學的教學方法和手段是提高教學質量的突破口。教無定法,只有結合課程內容和學情特點,不斷挖掘并總結合理的教學方法和教學手段,才能獲得更加理想的教學效果,提升人才培養質量。
參考文獻:
關鍵詞:創新思維;非線性;自組織性
引言
“中國制造2025”戰略規劃明確指出,創新是關鍵,創新人才驅動未來制造業。創新人才培養是實現“中國制造2025”和“十三五”規劃的核心問題,對工科院校肩負著不可推卸的責任。在過去二十年,國家對提升工科大學生創新能力提出了相關政策,工科教育界探索多種培養模式。很遺憾的是,培養效果不被社會所接受。個人認為存在幾個關鍵的因素:1.在人才培養過程中,政府職能部門以及教學的管理部門干涉太多[1,2]。看似加強管理有利于人才培養質量的提升,實際上是典型線性思維指導下的產物。2.在以前的人才培養模式中,缺失系統的科學思維的培養[3-8]。3.傳統的人才培養模式沒有充分利用創新思維形成的本質特征[9-12]。因此,本文以機械大類專業學生為研究對象,從科學思維培養和創新思維形成層面入手,優化課程體系、轉變傳統教學思維方式、構建院級創新實踐平臺、緊跟學科前沿等途徑,探討一種基于非線性科學創新思維的人才培養模式。
一、基于非線性思維邏輯的新課程體系設計
(一)優化課程結構
就本校機械工程學院機械設計制造及其自動化專業2015版培養方案的課程體系看,總學分182.5,通識課程68學分,占37.3%;專業相關課程73.5學分,占40.2%;實踐教學41學分,占22.5%。實踐教學所占比例較少,出現了典型的重理論輕實踐的現象。從課程內容看,通識課程中的人文素質類課程太少。基于上述問題本文結合開放性、協調性和動態性原則對目前的課程體系進行調整。設計以人文社會學和自然課程為基礎,專業課程和實踐教學為重點的專業內非線性思維邏輯的課程結構體系,如,添加人文素質課程。學習專業課過程實際上是對之前所學基礎課程的知識進行整合的一個過程,而整合知識的一個最有效的媒介就是實體實踐。因此,為了利于創新能力的培養,個人認為在專業課程教學過程中很有必要增加實踐環節,甚至是實體實踐環節(通過實際參與某一產品的設計、制造過程)。如《機械工程設計》是在開設《機械原理》、《機械設計》等專業基礎課的一門綜合性很強的專業課,需要整合產品的“功能原理設計”、“實用化設計”和“商品化設計”等相關的知識,是一門多學科交叉的課程,所以為了使學生對所學知識進行系統整合,使之形成一個有機的整體,必須開設實踐環節課程。目前,該課程只有理論教學部分,沒有實踐,學生對該課程的理解完全局限于對零散知識點的了解,遠沒有達到知識整合和人才培養效果。正如有學生反映參加“工程實訓大賽”比之前學幾年的理論課收獲更大。所以,個人認為可以在理論課以后再加實體實踐環節,以具體的實際問題為引子,通過發現問題、解決問題這樣的一個反復過程,使學生加強對知識的理解和領悟,從而應用非線性思維、創新思維,培養學生的創新能力。
(二)優化課程內容
從非線性創新思維培養的四個要素來看,課程內容應該主要包括基本知識和基本技能兩部分的內容,并能為非線性思維的培養服務。個人認為,在一些基礎學科課程需要添加非線性科學的相關部分內容,如大學物理和化學等課程的教學內容需添加非線性部分的知識。而專業課程,則需結合機械專業人才培養特點編寫合適的教材。如《機械工程設計》這門課我們目前采用的教材是“十五”規劃教材《機械設計學》,內容陳舊,缺乏創新技法相關知識介紹,落后于“十三五”教育培養目標。因此,該教材有必要重新編寫,并添加TRIZ理論、頭腦風暴法等非線性創新技法的相關內容[13]。這兩種創新技法均源于自組織特性的創新思維技法,學生通過靈活應用可以在機械原理方案設計、結構設計和商品化設計中提出奇思妙想,達到創新能力培養的目的[14]。在教學內容需要注意上述問題外,在課程教學中進行前沿知識的滲透是很必要的。前沿意識是科學研究應有的基本意識,也是拓寬思路、進行創新思維的一種有效途徑,更是將教學過程處于開放系統的必要。因此,在科技日新月異的時代,教材內容緊跟科研前沿是很有必要的。如《機械工程設計》這門課還將縫紉機作為功能分析和功能原理設計實例。顯然,八、九十年代幾乎家家都有的縫紉機已遠離現代人的視線,再用來做實例顯然不合適了,需要緊密結合國家科技發展方向,選擇新時代的典型實例,如機器人的設計等。
(三)課程實施方案設計
自組織理論表明,一個開放、遠離平衡的系統,在一定條件下可以自發地組織成時間和空間的有序結構。創新思維的自組織運行過程有五個階段,即開放條件下的信息輸入、遠離常規思維平衡態的信息突現、非線性相互作用觸發的思維漲落、漲落觸發的思維突現、創新思維整體有序結構的形成和輸出。培養學生的創新思維只有緊密結合創新思維的這一形成特點,才能有效地培養學生的創新能力。所以,在教學過程中需將整個思維系統置于開放環境中,如首先將每堂課的教學內容以問題的方式呈現出來,然后采用具體案例或項目的形式對知識點進行整合和鞏固。如《機械工程設計》課程教學過程中,在講機械產品功能原理設計時,將混沌理論應用于課堂教學上,緊扣創新思維的自組織特征,充分調動學生的主動性,進行多次設問、多向討論、引導,培養學生的發散思維。在課外,再布置相關的較簡單的題目讓學生思考,或以某個問題為主題,引導學生充分利用當代的信息媒體,將學生的思緒放置于一個大的信息開放環境,通過學生的個體感悟和主體參與等漲落因子,促成創新思維的形成。總之,在課堂上教師為引導者,為學生營造一個開放的、遠離平衡的思維系統環境,通過思維的自組織機制培養學生的創新能力。
二、實踐教學體系結構研究
(一)現有實踐教學體系的現狀分析
對于工科大學生,實踐是必不可少的環節。目前機械設計制造及其自動化專業的實踐教學由課程設計、認識實習、金工實習、生產實習、綜合訓練、畢業實習和畢業設計幾部分組成,共34學分。在這些實踐活動中估計使學生記憶深刻的應該是金工實習,為什么呢?因為金工實習是學生自己動手制作一把小錘子,人人參與、親身體驗,所以記憶最深刻。課程實習僅需交文檔材料,有很大部分同學不是自己獨立完成的,根本就沒有理解消化課程設計中涉及到的相關知識。認識實習和生產實習都是一種走馬觀花的方式完成,記憶自然不會很深刻。綜合實訓是主題式的教學方式,對象更具體些,可能效果較好。畢業實習目前幾乎都是放羊,自然沒有任何效果。畢業設計現在也成了雞肋,沒有這個環節肯定不合理,有這個環節又達不到人才培養的應有目標。
(二)新型實踐教學體系研究
基于目前實踐環節現狀,本文提出實體實踐的實踐教學思想。將生產實習時間壓縮為兩周,將剩余的一周和畢業實習與畢業設計進行整合,整個畢業設計時間增加五周,畢業設計內容在原來的基礎上增加縮小比例的實體模型制作部分。題目由畢業老師自行擬定,難度可以適當降低,既可以一人一題也可以兩、三人一題,不硬性規定3張零號圖量,關鍵看設計、加工質量。由于涉及到教師、學生和資源等問題,一下子全面實施有一定難度,以一個班的學生為試點開展這種新型的畢業設計模式,經過逐步驗證后再全面放開。
(三)科技創新平臺建設
目前與機械相關的各種國家級和省級競賽比較多,但是僅少數學生有機會參與,輻射面太窄,還無法滿足機械專業學生實踐培養需求。基于此,針對機械設計制造及其自動化專業,從大二開始成立科研興趣小組,題目類型可以多樣化,可以來源于老師科研的需要、也可以來源于生活或校企合作過程中的實際項目。經費也可以通過多種途徑集資,如學科經費、教師的科研經費、合作單位資助等。組隊方式自由,最好混年級搭配組合,以2~3人為一組。研究周期為一年以上,每半年定期對各科研項目小組進行答辯檢查,評出等級,參與者根據所獲得的評分等級獲得相應學分,并規定每個學生在校期間必須參與1次以上這樣的科研實踐活動。
三、結束語
關鍵詞:機械設計基礎;學習興趣;互動教學;多媒體教學;課程設計
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2011) 18-0000-02
Methods to Improve Mechanical Design Basis Teaching
Yang Yang
(Pizhou Campus Xuzhou Radio and TV University,Pizhou 221300,China)
Abstract:The mechanical design is based on a very important professional courses,with a strong theoretical,comprehensive and practical.Teachers should be based on the characteristics and requirements of the course,carefully study the materials,we must change the traditional teaching methods,teachers can not rely solely on the teaching,and allow students to participate in the process of teaching and design practice,innovative teaching methods for teaching practice.Use of appropriate teaching methods to stimulate student interest in learning,improve teaching standards.
Keywords:Mechanical Design;Learning interesting;Interactive teaching;Multimedia teaching;Curriculum design
機械設計基礎是一門非常重要的專業課,本課程的目的是使學生掌握機械設計的基本理論知識,同時通過生產實習、課程設計等實踐環節使學生具備分析和解決機械設計問題的能力,學習機械制造的新工藝、新技術及發展方向,為學生走向工作崗位、從事生產設計實踐打下堅實的基礎。教師應認真研究教材,積極研究教學理論和教學方法,努力提高教學水平。
一、抓住學生的好奇心,培養學習興趣
愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”當人們對某一事物產生興趣,就會激感、意志去追求和探索這一事物。教學也是這樣,一旦學生對某門學科感興趣,他們就會深入地、興致勃勃地學習這門課。因此,機械設計基礎課的第一節課――緒論課就顯得尤為重要。在緒論課的教學中要告訴學生這門課在今后的學習甚至工作中的作用,以及學好這門課將會提高很大的競爭優勢,以激發學生的求知欲。講課時,采用實物與設計過程方法對照講的方法,使學生從感性上認識到機械設計課的目的。從而使學生覺得既熟悉又新奇,于是追求新知識的愿望油然而生。
二、加強師生互動教學
機械設計基礎教師應在專業課上有著豐富的經驗和知識,可以通過靈活多樣的教學方法,將機械設計基礎課程內容生動地傳授給學生。對于每節課程教師都應結合內容和設計實踐經驗進行認真地備課,將教學內容的重點和難點,通過生活和工作中的實際案例進行分析,這樣可以化解學生對抽象概念和復雜設計公式和過程的畏難情緒。教師應對學生學習中存在的難點問題進行互動討論,以降低課程難度。教師應盡量避免抽象的機械概念和公式,而采用直觀的教具和生動的比喻加深理解,化難為易。教師還應通過課程作業與學生進行互動,對在作業中存在的問題,在課堂上進行詳細的講解。在課堂進行輔導,能夠加深學生對所學知識的理解,從而成為機械設計基礎教學的重要組成部分。教師應指導學生從多個角度分析問題,并且應強調對機械結構實物觀察的重要性,鼓勵學生多查找參考資料,這樣就可以拓展解題思路和專業視野。
教學中還可采用頭腦風暴式教學方法,即學生按照教師布置的思考題在課前進行準備。課堂上學生各抒己見,相互批判評價,充分地討論之后,教師做總結,指出要點。例如在學習曲軸設計的內容時,曲軸與一般的軸不同,它由主軸軸頸、連桿軸頸和連接板組成,結構細長,多曲拐,剛性差,其制造過程很有特點。組織學生參觀曲軸加工現場并翻閱技術資料,自己根據零件加工特點,提出設計的方法并相互討論,在此基礎上,教師總結曲軸設計的工藝難點和解決方案。這樣以學生主動思考、積極討論為主,教師提示、答疑為輔,能夠充分調動和發揮學生的主觀能動性,將被動學習變為主動學習,可以收到很好的教學效果,便于培養學生自學能力,促使學生動腦筋想問題,使其思維能力和表達能力都得到鍛煉,提高他們分析和解決問題的能力,有利于培養創造性人才。
三、培養學生發現問題和解決問題的興趣
在機械設計基礎課程的教學中,教師提出與課程重點內容相關的問題,激發學生的思考,開展探究性教學。教師設置思考情境,通過學生的思考分析加深對知識的理解。例如,教師講解傳動機構時,可以讓學生思考生活中騎自行車,腳踩自行車的反轉踏板時,自行車卻不能倒車的原因。再如,讓學生思考蝸桿傳動在實際生活有那些應用。
四、注重各門課程、學科之間、理論與實踐的內在聯系
機械設計基礎課程的目的是要使學生全面掌握機械設計知識和具備一定的機械設計能力,具有較強的理論性、綜合性。要注重本課程與其他課程的關系,機械制造技術與其他學科之間的聯系,理論與實踐的聯系。全面了解和掌握專業知識和技能。
機械制造專業的各門課程是一個有機的整體,密不可分。機械設計基礎與“機械制圖”、“機械原理與設計”、“數控加工與編程”等其它專業課和基礎科有密切的內在聯系。例如在介紹機床夾具的內容時,夾緊力可以由機械、液壓或氣動裝置提供,夾具的結構就有變化。教學中,要把機械原理、機械零件、氣動和液壓傳動等課程的知識聯系起來,使學生全面掌握要點,提高機械設計水平。
機械設計基礎和電機與電氣控制技術、PLC、單片機及計算機輔助設計與制造等其他學科也有著密切的聯系。例如機械裝置采用不同的控制方式,導致機械內部結構有很大差異。普通機械有復雜的機械傳動和變速機構,而數控機械采用CNC、伺服電機、滾珠絲杠等部件,機械機構大大簡化。在教學中,應引導學生了解并掌握不同學科領域的知識,使他們深刻認識現代機械制造技術的飛速發展,從而不斷完善知識結構。
理論與實踐更是緊密聯系密不可分。機械設計技術的實踐性很強,在課堂教學時一定要理論聯系生產實際,而在實習時要聯系理論知識,這不僅有利于知識的傳授和能力的培養,還能帶出理論聯系實際的良好學風。
五、采用多媒體教學方法、實物直觀教學方法
當前,由于信息技術的迅速發展,多媒體技術已經廣泛應用于學校的教學中。特別是機械類課程,通過多媒體的教學能夠改善教學環境,提高以學生為主體的教學實踐,通過直觀、形象的教學圖片等,增強學生的理解力。機械設計基礎課程中的機械機構教學內容,客觀上應有動態的演示。例如教學平面連桿機構、凸輪機構時,最佳的教學就是應用多媒體教學課件,把曲柄搖桿機構的急回特性、死點位置,在凸輪機構中從動件的運動規律進行直觀、生動的演示。教師應選取具體案例并接近生活進行講授,如縫紉機、內燃機、搖頭風扇、汽車雨刷、飲水機等案例,促進學生對平面連桿機構、凸輪機構應用到機器上的理解。因此,教師應采用多媒體案例教學方法擴大學生的空間想象和抽象思維。
另外也可以利用各種教具、掛圖、實物、模型、錄像等直觀教學手段增強學生的感性認識。例如在介紹零件的制造過程時,可通過觀看錄像讓學生直觀了解工廠生產的過程,包括生產技術準備、毛坯制造、零件的各種加工過程等。必要時還可以帶學生到工廠參觀,進行現場教學。對于工步、走刀、工序等較難掌握且容易混淆的概念,可以組織學生觀看車削、銑削的加工錄像,有針對性地講解和區分。講解數控加工機床時,可利用數控加工仿真軟件介紹數控車、銑和加工中心的對刀、設置刀具補償、工件的定位和裝夾、刀具運動軌跡等內容,帶領學生深入工廠觀看數控機床加工現場,都可收到很好的效果。
六、認真搞好課程設計工作
機械設計基礎課程設計是學生對理論知識的綜合應用,對繪圖、制圖、加工方法、刀具應用、材料選擇、夾具設計和工藝實施等各方面知識和能力的訓練,是學生獨立思考、翻閱技術資料、完成設計的一個實踐過程。設計的課題應選擇有一定難度和代表性的零件,要求學生完成工藝設計、專用夾具設計、編寫工藝規程等,學生要深入工廠,研究技術資料、夾具、刀具和量具,獨立完成課程設計。有生產條件的學校可以組織生產并驗證工藝的可行性。
總之,機械設計基礎是一門綜合性、實踐性都很強的課程。任課教師認真研究教學方法,不斷提高知識水平,真正做到理論聯系實踐,必然能教好這門課,取得理想的效果。
參考文獻:
[1]羅小霞.淺談機械基礎教學應用探究性學習模式[J].職業,2010,9
[2]韋競章.談如何提高中職學校機械基礎教學的實效性[J].中等職業教育:理論版,2010,3:30-31
隨著科技發展和社會需求的變化,不斷進行課程改革,完善課程教學,是保證教學質量、培養學生職業能力的要求.《機械設計基礎》課程是機械類課程中的重要基礎平臺課程,是培養學生機械基本知識,基本技能,分析、解決實際問題,理論性與實踐性并重的課程.近年來我國高等職業教育把“工學結合"作為人才培養模式改革的重要切人點,在高職各專業的教學中,推行工學結合模式的專業課程,直接為培養職業能力服務.然而,與專業課相比,作為專業基礎課的《機械設計基礎》課程,不僅具有更強的理論性、普適性,而且具有較強的技能性、技術應用性要求,教學有其特殊規律.《機械設計基礎》課程如何體現“工學結合”內涵、如何解決教學內容與產業需求脫節的問題,所涵蓋的知識如何實現向職業能力轉化,是高職《機械設計基礎》課程教學改革所面臨的重要課題.圍繞這一課題,廣東科學技術職業學院機電學院以職業能力為本位,對《機械設計基礎》課程進行了基于職業能力的課程改革研究與實踐,取得了較好的成效,并把該課建設成為具有高職工程教育特色的校級精品課程.
2課程改革思路
職業教育應與社會需求相適應,職業教育的重要特征就是職業崗位的針對性.經過對珠三角企業生產情況和我院畢業生就業狀況進行的調查研究以及廣泛征求行業專家的意見,我院明確了高職機械類專業畢業生的就業崗位(群)有機械設計、制造、安裝、測試、運行、維修等方面的技術、工藝或管理工作.這些職業崗位大多需要解決機械設備使用保養、維修改善、技術改造、故障診斷、仿制或設計制造,乃至發明創造等過程中一系列生產現場的技術問題,同時,面臨制造技術的突飛猛進和制造業的快速發展,畢業生還需具備對擇業的適應能力以及可持續發展能力.因此,《機械設計基礎》課程改革應順應滿足上述崗位(群)的職業能力及知識的要求,同時反映先進的設計思想及課程實施的可操作性.課程內容體系的重構和排序還應充分考慮高職學生的認知規律,教學過程應有利于學生職業能力的訓練與職業素質的培養,重視創造性思維的養成.《機械設計基礎》課程的改革,首先要進行教學內容體系的重構,再據此來設計教學項目和優化組織教學過程.其總體設計思路是:打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,將機械產品設計制造和機械設備維修維護過程所涉及的工程材料知識、材料強度和剛度分析知識、機械傳動知識、機構設計、常用零部件選用與設計的相關知識等進行深度融合,以典型機器的結構為載體,實驗任務為驅動,以課程設計為導向,進行課程內容體系重構,設計涵蓋課程知識和職業能力目標的典型教學項目.圍繞教學項目來組織教學活動,合理安排和設計教學項目的實施情境和流程,做好教學項目相關的課程知識鏈接,保證教學項目的系統化和系列化.采用教學、實訓、綜合訓練的螺旋漸進式教學安排,盡量貼近職業崗位實際工作需求和過程來組織教學,逐步培養學生的職業能力和職業素質.
3課程內容的教學項目設計
機械設計基礎涵蓋的內容多,實現崗位工作能力所涉及的知識面廣.經過多年來的研究與探索,我院確定《機械設計基礎》課程內容體系以兩個典型機器(牛頭刨床、皮帶輸送機)和生活中常見機器(如自行車、修鞋機、縫紉機、烤箱、汽車車門開啟機構等)的結構為載體,以“機械設計、制造、安裝、測試、運行、維修”等崗位職業能力及其支撐知識為目標,設計六個課程內容教學項目,對應十二個課程知識單元,根據典型機器每一部分的構造設置知識群(點),并融合到所設計的項目中去.其中知識的選取緊緊圍繞相應崗位能力和素質要求的需要來進行,以“必須、夠用”為度,適當添加現代設計知識,如綠色設計思想,計算機輔助設計手段的運用等,支持學生職業能力的可持續發展.課程主要內容體系結構見表1.
4課程教學組織旳優化安排
教學條件和教學過程的組織安排是實現教學目的的保障.我院建立了“機械基礎教學實訓中心”,其中分設多媒體教學區、機器及模型區、實驗實訓區等,實現課堂與實訓地點的一體化,營造有較強工程背景和職業氛圍的教學環境.在此基礎上我院將整個教學安排分為三個環節,有針對性的采用工學結合、任務驅動、項目導向等教學模式,教學過程融“教、學、練”為一體,以達到理論聯系實際、學以致用、發展職業能力的目的.
4.1課堂教學環節
課堂教學在“機械基礎教學實訓中心”的多媒體教學區和機器及模型區進行,使用PPT課件和機器實物進行講授,并輔以網絡、VCD、動畫演示、現場錄像等,進行理論教學與實際應用緊密結合的教學,消除學生對機器的抽象感,提高學生的學習興趣和理解能力.課堂教學圍繞教學項目來組織,面對看得見、摸得著的完整機器,分析其組成及構造,根據每一部分的構造展開相關知識的教學.在具體的機器實物中,每一種機構和零件的作用、結構都顯而易見,其受力狀況等問題的分析也明顯容易得多,可以節省分析的時間,讓學生可以專注于教學內容本身,提高教學效率.課堂教學的主要目的是使學生熟悉傳動機構的工作原理,工程材料的相關知識,材料強度和剛度的計算,通用機械零件的選用等知識,初步掌握簡單機械產品開發設計的一般方法,熟悉整個設計流程,培養對機械運動和機構的分析能力,解決常用機構及通用零部件的分析、選用、簡單設計和維護問題等.課堂教學中注意結合高職學生的認知規律,采用“認識-了解-認知"的教學模式.“認識”即通過實實在在的機器結構作為教學載體進行講解,激發學生對機械的興趣;“了解”即由老師引導,提出問題,由學生通過查閱資料,自主學習,對機械現象進行分析,從而由感性認識過渡到理性認識;“認知”即為理性認識的提升,在分析機器機械構造、運動和設計的同時對所涉及的技術知識進行學習,有的放矢,提高學習效率和學習效果.教學過程突出“興趣,目標,效果”.
4.2技能實訓環節
技能實訓環節是《機械設計基礎》課程教學的重要組成部分,技能實訓的目的是提高學生的實踐動手能力和理論聯系實際的能力,從而啟迪創新思維,開拓創新潛能.在這一環節中,我們設計了九個集知識、技能、應用于一體的實訓任務,實訓任務的安排從認知性、驗證性向綜合性、創新性逐步提升.技能實訓環節穿插于課堂教學環節中,在“機械基礎教學實訓中心”或校外實訓基地進行,采用工學交替、任務驅動等教學模式,學生分組完成9個實訓任務.該環節以任務為驅動,由老師布置實訓任務,提供實訓設備和工具,提示學習情景及知識內容,提出技能要求,由學生自行查找資料,進行小組討論,確定實現方法和步驟,協同合作,最后完成實訓任務,寫出實訓報告.由老師進行過程督導和結果評價.實訓任務和對應的學習情景見表2.
4.3綜合能力訓練環節
該環節是“基于工作過程的綜合實訓周”,即以機械產品為對象,進行為期1周的產品項目設計.以“機械產品設計”等相關崗位能力為目標,以企業實際設計項目為載體,以工作過程為導向,以項目團隊為組織形式,真實地完成企業中實際機器產品的設計.如以某企業輸送設備和自動輸送帶的設計為載體及工作項目,完成“產品調研及資料的收集—產品設計整體方案的確定—產品材料的選擇—零部件強度設計—通用件的選用—產品結構設計"^繪制零件圖—繪制裝配圖—撰寫設計說明書—設計答辯”的整個技術流程.通過這個“基于工作過程的綜合實訓周”訓練環節,學生可熟悉實際產品開發的設計流程,了解機械設計的全過程,提高實際工作能力和全局觀念,體驗實際工作氛圍,有效地培養技術應用能力和職業素質,充分鍛煉崗位職業能力.
5課程考核方式旳變革
課程考核是評價教學效果,檢驗是否達到教學目的的重要措施之一.采用有效的考核方式對課程教學具有積極的促進作用.傳統的“筆試”建立在“知識本位”基礎之上,很難對學生的能力做出正確、全面的評價,這種考核方法不再適合基于職業能力培養的《機械設計基礎》教學評價.為此,我們對該課的考核方式進行了改革,教學效果評價采取過程評價與結果評價相結合的方式,以教學的項目(任務)為單元,以學生對每一個任務的設計思路、方案確定、運用相關知識和技術資料的能力、動手能力、職業素質表現為評價重點,從專業能力、方法能力和社會能力等方面對學生進行綜合評價,由學生自評分、學習小組的互評分和老師評卷分共同確定學生的學科成績,從而完善課程考核的激勵導向功能,有效地解決以往閉卷考試無法對學生學習態度、學習過程和綜合能力作出檢查與評定的弊端,使職業能力培養的目標更加明確.
6結語