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篇機械設計基礎課程教案范文,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: 機械設計;教學模式;創新設計;實踐
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2012)07-0253-02
0引言
機械設計課程是機械專業的重要技術基礎課,它在學生學好專業課程和培養實際設計能力等方面起著重要作用。其教學目標是使學生掌握常見零部件的基本知識,初步建立機械零件和簡單機械系統設計的能力。近年來,我校機械設計課程經過省、校、院各級教改項目、精品課程建設,已經取得了一定的教改成果。本文結合筆者的教學實踐,談一些體會。
1針對教學內容特點,合理組織教案[1,2]
1.1 以工程設計過程為背景機械設計課程基本概念多,邏輯性差,缺乏系統性,實踐性強。因此,不少學生在學習中感到比較吃力,沒有頭緒,抓不住重點。為解決這一問題就需要教師在組織教學活動中,充分理解教材內容的特點,合理組織教案。在教學內容的組織方面,我們追求教學內容新、課堂教學信息量大,注意將學生的能力培養和素質教育結合起來。在課堂教學以及實驗教學中,設置了很多啟發點,激勵學生的學習積極性。具體方法:①以工程設計過程為背景,以掌握通用零部件設計能力和創新能力培養為主線,從整體和系統的角度,將課程知識體系整合為“機械設計總論”、“連接零部件的設計”、“機械傳動設計”、“軸承設計”和“軸系部分設計”五大模塊,體現學生設計能力培養的循序漸進性。②在強調和培養傳統設計能力的基礎上,結合具體章節(如齒輪傳動、蝸桿傳動及軸設計等)介紹現代機械設計的方法,旨在開闊學生的視野,提高學習興趣。③對傳統內容精簡壓縮,簡化公式演繹推導,重結論、重應用。
1.2 突出工程觀點機械設計課程是一門實踐性很強的課程,而學生缺乏實踐經驗和感性認識,因此我們充分利用實驗課、課程設計等實踐環節,培養學生應用工程觀點提高分析問題和解決問題的能力。實驗課在傳授知識和技能方面有著理論課無法替代的作用,它的特點是觀察目標明確、清晰,原理結構易懂、有針對性,可動手操作等。我們要求學生仔細觀察、分析,并將實際結果和有關原理進行分析、對比和歸納總結。如動平衡實驗、螺栓組連接實驗等幾個驗證性實驗,目的就是驗證理論知識,培養實驗動手能力,同時提高學生應用工程觀點分析問題的能力。課程設計是本課程及相關課程知識的一次綜合運用,是學生第一次較全面的設計訓練,是對學生設計思想、設計方法和設計能力的一次鍛煉和檢查。在此過程中,前一階段教學中存在的問題會顯露出來,因此這是系統培養和強化學生工程觀點的一次難得的機會。
1.3 將單個零部件的設計與整機設計結合起來在實際的工業應用中,零部件往往不是單獨使用的,它們要相互連接、配合形成系統進行工作。因此,機械設計課程教學的目標決不僅僅是為了能夠進行單個零部件的設計,而是面向實際機械系統的設計。但目前國內高校機械設計課程的內容在編排上都是以零部件進行分塊講解,各個零部件之間沒有很好地建立有機的聯系,學生在學完整個課程之后雖然能夠進行單個零部件的設計,但面臨整機設計中的零部件之間相關問題設計往往無所適從。為此,我們在教學中每講到某一個零部件的設計時總要抽出一定的時間詳細介紹一下該零部件與其他零部件之間的關系、設計中如何進行相互協調等。
2合理使用教學方法與教學手段
2.1 采用多媒體教學,提高教學效果學校在多個校區建立了設備先進,條件優越的多媒體教室,能保證全校機械設計課程的多媒體教學。從2000年開始研究利用信息技術進行教學手段和教學方法的改革,進行多媒體課件的研制工作,完成了《機械設計基礎》、《機械工程基礎》、《機械設計》三門課程的多媒體課件,所用素材內容豐富、經典生動,學生反映良好,使用方便省時高效;使教師授課空間由二維的黑板擴展到了更真實、自然的多維空間,為改革傳統的教學方法和教學手段提供了新的發展機遇。
2.2 多樣化的課堂教學幫助學生掌握重點、克服難點理論課加強啟發式,采用多媒體和黑板相結合,并輔以配套電子版教材,幫助學生聽課與復習;習題課通過抓住典型習題,舉一反三,以點帶面;討論課以實際工程為背景,使學生在分析能力提高中理解重點;實驗課充分發揮開放實驗室的作用,使學生在自主動手能力提高中突破難點。
2.3 建設“機械設計”省級精品課程網站利用校園網提供的網絡教學平臺, 為學生提供了教學課件、學習指導、復習思考題、練習題等大量的學習資源,節省了學時,提高了教學效率和教學質量,也培養了學生的自學能力。
3開放主題的小論文,培養學生主動獲取知識的能力
由于學時的限制,在講授機械發展史等內容時,只能給學生一些很粗淺的認識。我們嘗試讓學生對這部分內容進行自學,并且給學生獲取比教材上內容更豐富和具體的知識的途徑,要求學生以“各種機械的發展史”為主題寫成學習小論文。學生通過查閱相關資料,對各種機器的相關技術及發展有了較深入的認識,并完成了諸如“機器人的發展”、“抽油機的發展”、“聯合收割機的發展”、“輪式拖拉機的發展”等小論文的寫作,并編輯成冊,培養了學生主動獲取知識的能力。
4工程實踐能力和創新能力的培養[3-4]
以機械設計課程體系的教學內容為背景,以強化設計型、綜合型和加強學生動手能力培養為目標,我們將原“機械設計”的實驗環節從課程中剝離出來,于2006年構建了單獨設置、學分單列的機械設計實驗課程,并新編了“機械設計實驗指導書”和“機械設計實驗教學大綱”,按五大模塊體系設置了5個實驗項目,其中:創新設計型實驗1個,綜合型實驗3個,驗證型實驗1個。對每個實驗項目規定了難度等級,要求每位學生至少完成3個實驗項目,其中包括2個必做項目和1個選做項目,便于因材施教和培養學生個性發展。
為進一步提高本科生科研能力、創新能力和實踐動手能力,進一步激發學生的科技創新熱情,依托西南地區較早建立的機械創新設計實驗室,我校每年都舉辦大學生機械創新設計大賽,學生可根據自身的興趣愛好和創新需求自由申請項目,也可申請參加教師從現有教學、科研、生產和管理研究課題中細化出來的項目或企業界設立的項目,學校給予經費支持,機械基礎教學部配備指導教師。近幾年來,學生的科技創新活動如火如荼的進行,優秀作品曾多次獲得四川省“挑戰杯”、全國“挑戰杯”、全國大學生機械創新設計大賽獎項以及全國機器人足球錦標賽冠、亞軍。
5加強師資隊伍建設
機械設計課程教學組鼓勵和支持青年教師在職提高學位,實行指導教師責任制,安排富有教學經驗的老教師在教學和科研上對新進教師進行指導和幫助,實行一對一的傳、幫、帶,并訂有明確具體的培養計劃,幫助他們提高教學能力,過好教學關。要求新進教師必須經過聽課、輔導答疑、批改作業、指導實驗、指導課程設計、試講、點評、講近機類課程等階段后,才能講機類課程。經常開展有關本課程的教改與建設、教材建設、教學方法與手段運用以及老教師示講、試講等教學法活動;鼓勵青年教師在教學方法、教學手段等方面勇于創新,創造條件鼓勵教師參加各種學術會議。鼓勵青年教師積極參與本課程組主持或參加的校級及省教育廳立項的課程建設與教改研究項目。另外,加大引進具有豐富實踐經驗的高級工程技術人才,把不同經歷的教師融為一個有機整體,使教師間共同磋商,相互學習,取長補短。
6結束語
經過幾年的實踐,我校機械設計課程的教學取得了較好的效果。機械設計作為專業技術基礎課,課程內容多且實踐性強,需要積極探索各種教學方法和手段,緊密結合工程實際,培養學生的工程意識和創新設計能力。
參考文獻:
[1]朱維兵.加強機械基礎系列課程建設的思路和構架[J].高等教育研究(成都),2004,20(2):71-72.
[2]秦小嶼.提高機械設計課程教學效果的幾點思考[J].高等教育研究(成都),2009,26(1):50-51.
關鍵詞 Pro/E三維設計;機械制圖;機械設計
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)03-0099-03
Mechanical Foundation Course Teaching Reform and Practice based on Pro/E 3D Technology//He Qiumei, Sun Lijun
Abstract In view of the contradiction between current enterprise’s demand for qualified personnel and high quality innovative talents shortage, pro/E 3D design project curriculum was developed based on the systematization of working process. Network teaching platform was created with distinctive characteristic. Combined with the actual situation of students in higher vocational colleges and the immanent connection between each course, pro/E technology was integrated into the mechanical drawing, mechanical design basis course on the training of students’ engineering ability and occupation quality of occupation. Experience proves that teaching resources quality and teaching effect are improved obviously. Students’ engineering practice ability and innovative ability are strengthened through research training, skills competition and innovation works.
Key words Pro/E 3D design; mechanical drawing; mechanical design basis
國家大力推動自主創新、實現從“制造大國”到“創造大國”轉變的新時代,體現了科技進步和產業升級的要求。為適應新時代3D技術大眾化的要求,大力推動3D技術應用與創新型專業人才培養,提出在高職院校樹立起新的教育質量觀念,引入三維CAD等現代科技發展的新成果,對機械基礎類課程進行融入3D技術的教學改革,對學生創新素質與實踐能力的培養進行認真系統的研究和創造性實踐,取得一定的成效。
1 開發與建設Pro/E軟件課程
從企業對人才的需求出發,尊重學生個性化發展和自主學習的需要,按照當今先進職教理念,對Pro/E三維設計課程進行教學改革,將其建設成為高職院校中具有一定影響力的精品課程。
1.1 基于工作過程系統化、項目化開發課程
參照三維數字建模師相關職業資格標準,突出崗位職業能力的培養,以機械行業中典型機械產品設計生產過程中的工作任務及其工作過程為基點進行課程內容的重組,體現課程的職業性;通過分析職業崗位所需的知識、能力和素質需求,設計綜合性學習項目,采用合適的教學載體,將課程內容任務化、項目化,強調整體的連貫性和系統性。并不斷根據時代的變化探索制定最適合學生學習的、形式多樣的教學方法和手段,讓學生在做中學、學中做,通過機械產品設計過程的思考培養學生的創新思維能力。
1.2 充分利用網絡教學平臺
依托網絡教學平臺,把網絡課程作為實施傳授知識、培養能力、提高素質等人才培養的重要載體和手段。Pro/E三維設計網絡課程建成之后,應根據需要不斷更新和完善,形成豐富多樣的教學資源和開動式的交流互動答疑系統,包括課程標準、教學課件、電子教案、動畫、圖片、視頻、習題庫、試題庫等。特別突出職業考證與技能競賽、學生作品的展示,使學生形成基于網絡的開放式主動學習的方法。
1.3 課程融入職業資格標準,開展技能考證
課程融入三維數字建模師相關國家職業資格標準,開展職業技能考證的培訓和鑒定工作。該項目由中國圖學學會和國際幾何與圖學學會在全國系統內聯合組織展開,并按《CAD技能等級考評大綱》進行考核。實踐證明,通過考證培訓,增強了學生的職業技能,促進就業。
2 利用Pro/E三維設計技術提升機械基礎類課程質量
結合學生的實際情況以及各課程之間的內在聯系,從培養學生的工程職業能力和工程職業素質出發,將Pro/E三維設計技術引入機械基礎類課程教學中,取得較好的效果。按照優質課程的要求進行建設,緊扣當前學習環境網絡化、學習資源數字化、學習方式多樣化的特點,提升課程建設水平和精品課程輻射示范作用。
2.1 引入Pro/E三維設計技術到機械制圖課程中
一方面,利用Pro/E軟件制作大量的教學模型供機械制圖課程教學使用,如零件模型、裝配體、工程圖、分解動畫、裝配動畫、運動仿真視頻等,便于學生的認識和理解,而且使用方便,教學效果顯著增強;另一方面,在Pro/E軟件教學過程中,教師應該有意識強化學生對零件圖和裝配圖的表達方法、尺寸標注以及公差與配合、表面粗糙度等基本知識,引導學生在使用Pro/E軟件進行三維建模的同時生成二維工程圖,強化學生的空間想象能力和形象思維能力,提高識圖能力和工程制圖能力。
2.2 引入Pro/E三維分析技術到機械設計基礎課程中
首先,利用功能強大的Pro/E軟件建立教學資源庫,運用于機械設計基礎課程教學。同時也用于完善該課程的網絡教學平臺中的虛擬裝配平臺、運動仿真平臺、機械設計動畫教學系統等,為學生提供豐富的立體的學習環境、虛擬實訓,進行個性化學習,提高學習效率。
其次,Pro/E軟件是實現機械產品設計任務的工具,因此應注重Pro/E軟件操作能力與機械設計知識相結合。通過項目教學,讓學生掌握Pro/E的裝配設計和運動仿真技術,并引導學生將這些技術應用于機械設計的機構綜合、機械零件及整機的分析計算、設計審查與評價、設計信息處理等。設置綜合性項目,讓學生綜合運用多門課程的知識進行實踐。學生在進行機械結構設計時,利用Pro/E的虛擬裝配與分解,加深對組件的結構和特征的認識,檢查裝配體中是否存在干涉現象,學會解決干涉問題。通過利用Pro/E的運動仿真功能,學生能更直觀地了解自己的設計是否符合要求,并能盡早發現設計中的不合理之處,及早修改設計方案,從而防止后期修改時消耗更多的資源和時間。這就為學生掌握傳動機構的設計提供了有力的實驗環境。
將Pro/E應用到機械設計基礎課程中,首先是具有較大的新穎性,改變了原有相對較為陳舊的分析技術和分析方法,實現了教學創新;其次是改變了原來學生用圖解法或解析法進行機械原理課程設計的傳統做法,實現機械的計算機化輔助設計和分析。
3 促學生出成果,重在創新作品與參加技能競賽
Pro/E三維設計課程與機械基礎課程之間的關系緊密,在教學中應相互滲透、相互促進,并進一步向專業化發展,以適應社會經濟產業的發展和國家大賽的要求。
3.1 注重培養學生的工程實踐能力,豐富學生作品
注重培養學生的職業技能和創新思維能力,鼓勵學生組團參加工程實踐活動,進行面向生產制造等工程應用目的的作品設計,如專用精壓機的設計、紙杯機的設計等,并利用Pro/E技術進行仿真與展示。還可以以頂崗實習的方式或兼職參與企業的設計項目。
3.2 高度重視技能競賽,以賽促教、以賽促訓、以賽促用、以賽促新
全國三維數字化創新設計大賽和“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽已成為我國圖學界中規模大、規格高、水平強、影響廣的賽事。對于大賽,各職業院校應廣泛動員、積極參與、扎實準備、精心組織,把大賽作為對日常培訓、教學工作和實踐水平的檢閱,把培訓和應用作為大賽的前期準備和根本目標,工作重點落在人才培訓、教學改革、課程建設和實踐應用上。宣傳貫徹技術標準,以“三維數字化”與“創新設計”為特色,重點體現現代三維設計制造方法與實際應用流程,以創意、創新、創造為核心,突出三維技術對創新實踐的支持和推進,引導參賽選手面向實際應用需求,積極開展實用創新,解決實際的市場需求或產品研發中的重要或關鍵技術問題。
3.3 把大賽納入教學體系,做好宣傳工作,辦好競賽培訓班,形成長效機制
在全省和全國職業技能大賽的影響下,把3D大賽納入教學體系,從院系政策、指導教師、強化培訓、參賽組織、后備選手、教學經驗等多方面,形成保證質量的長效機制。針對競賽開辦強化訓練班,以優化參賽團隊的結構層次,提升整體技術水平和創新水平。充分利用網絡教學平臺,開設專門的競賽模塊,為參賽團隊、選手搭建更為便捷的交流、分享平臺。組織優秀作品展、大賽經驗交流研討會、學生社團活動等系列活動,讓更多人群積極加入進來。進一步通過互聯網,全方位、立體化加大競賽的宣傳力度,讓大賽優秀作品和團隊引起學校和社會更加廣泛的關注和認可,營造良好的氛圍,由此帶動的平臺作用突顯。
4 注重師資隊伍建設,編寫與出版配套教材
優良的教學團隊是教學改革成功的重要保障,可以通過派教師下企業鍛煉、到國外學習西方發達國家的職業教育理念、進修、培訓、提升學歷、技能競賽等途徑,加強教學團隊的實力。通過加強校企合作,讓教師到企業參與技術開發,同時讓企業參與教學,實現互利共贏。
通過建立有效的團隊合作機制,促進教學內容、方法的改革,加強教學研討和經驗交流,建設一支人員結構合理的教學團隊,提高教師的教學水平,使得團隊思想開放和具有創新開拓精神,具有較高職業教育理論和實踐水平。同時,注重教學經驗的積累與分享,與企業生產第一線的研發人員和實際工作經驗豐富的能工巧匠共同開發配套的教材,按照基于工作過程系統化教學模式開發,根據項目實施情況對校本教材作進一步修正,同時根據技術的不斷革新,調整教學內容,保證教學內容的前沿性。
5 結束語
當前創新型人才緊缺的狀況,促使教育工作者思考和嘗試Pro/E三維設計課程開發,注重培養學生的工程實踐能力,開展職業資格考證,鼓勵學生參與企業項目設計,創新作品,勤出成果,參與技能競賽。實踐證明,效果良好。廣東水利電力職業技術學院學生近3年在省級和國家級“高教杯”產品信息建模大賽中榮獲一、二等獎,全國3D創新設計大賽二、三等獎。
Pro/E三維設計課程與機械基礎課程之間的關系緊密,在教學中相互滲透、相互促進,并進一步向專業化發展。構建Pro/E軟件課程與機械基礎課程相結合的課程核心框架,拓寬專業基礎。以“質量工程”系列精品建設為著力點,建設相關聯的1門省部級精品課程,每年為全系5個專業700余名學生提供系列優質課程,精品課程的示范和輻射帶動作用持續提升。
參考文獻
[1]程萍,惠相君.利用Pro/E進行機械設計基礎教學的研究[J].職業教育研究,2012(2):168-169.
[2]李秀紅,張明.改革機械設計教學 培養學生的創新能力[J].太原理工大學學報:社會科學版,2010,28(2):80-82.
[3]莫麗萍,艾靈仙.項目驅動教學法在《Pro/E機械設計》課程中的應用[J].江西電力職業技術學院學報,2011,24(1):82-85.
[4]戴進,鐘定銘.Pro/ENGINEER課程創新教學實踐探討[J].裝備制造技術,2008(4):160-162.
關鍵詞:機械制造;資源庫;建設方案
作者簡介:張翼飛(1982-),男,河北石家莊人,中國人民軍械工程學院,講師;許寶才(1972-),男,河北石家莊人,中國人民軍械工程學院,講師。(河北?石家莊?050003)
基金項目:本文系2010年軍械工程學院基礎部教學研究與改革基金項目(項目編號:JXJJ1009)的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)28-0063-02
“機械制造基礎”作為機械類、近機類專業技術基礎課,在培養學員工程素質和綜合能力上發揮極其重要的作用。該課程在教學上有自身鮮明的特點:首先,機械產品加工制造涉及的資源信息十分龐雜,內容和形式多種多樣,主要包括冷熱加工幾十種加工方法的原理、工藝及設備,對教員的理論知識儲備量、綜合素質等要求較高;其次,該課程與工程實際聯系緊密,實踐性強,內容更新快,隨著各種先進制造技術不斷應用于工業生產,傳統的教學內容和方式與不斷涌現的新材料、新技術、新工藝的矛盾十分突出,給廣大教學工作者帶來不小的挑戰。因此,為了提高教員備課效率,改善教學質量,根據“機械制造基礎”課教學的需要,將各種教學資源(CAI課件、教案、圖片、動畫、音頻、視頻等素材)進行有效地更新和整合,對組建該系列課程教學資源庫進行了有效地嘗試,并詳細探討了該資源庫建設的特點、內容和實施方案,取得了良好的教學效果。
一、共享資源庫建設特點
1.分散建設,資源共享
機械制造基礎資源庫內容豐富,信息量大,單靠某個人收集、制作材料、編制課件,力量十分有限,必須由機械專業教學組牽頭,通過多渠道、多方式分散建設,并在統一的界面環境下實現共享。在分散建設過程中,數字資源本身存儲在分散于校園網內的個人電腦中,而不是僅存儲在某臺服務器上,通過加盟制、獎勵制、交換制等方式鼓勵、引導教員甚至學員將自己的教學經驗、教學成果、學習成果等充實到資源庫中,并且保證這些教學資源內容能快速檢索、歸檔、上傳、下載,在統一的界面環境下對這些分布式存儲的教學資源進行集中管理,實現在網絡環境下的資源共享。
2.信息先進,實用性強
信息源是資源庫的核心,信息源采集的先進性和實用性某種意義上決定了資源庫的質量。其先進性體現在各種文獻資料要能及時反映最新的教學和科研成果,各種動畫、視頻等多媒體素材要能真實地反映工藝的原理和過程,為確保資源庫的質量,必須不斷地修改、更新和充實資源庫的信息內容,使資源庫經常有新資料、新信息,從而保持其信息的先進性和旺盛的生命力。同時,該資源庫主要是滿足特定教員的教學需求,因此其實用性、易用性同樣重要,這就要求對資源信息進行有序、有效的配置和規范,宜將現有各載體上的相關數據、引進的數據、網絡上搜索下載的數據等按統一格式進行預處理和標引,最大程度滿足用戶獲取所需信息的便利性。
3.服務教員,促進教學
機械制造基礎教學資源庫的建設有效地推動了教學方法和教學手段的改革,使教學方法更加新穎、教學手段更加先進、教學內容更加豐富。對一些抽象的、學生難以理解的、傳統教學手段很難表達的教學內容或無法觀察到的現象,可通過圖、文、聲、像的綜合功能生動、直觀地顯示出來,從而調動學生學習的積極性、主動性和創造性,加深學生對所學知識的理解。同時,該資源庫的應用也會極大地提高教員的參與意識和教學興趣,通過該共享平臺教員可以集中備課、議課,教員之間可以更有效地交流,形成一種研究型教學模式,全方位促進教學。
二、共享資源庫建設內容
根據資源庫的建設思想,收集、制作、整理及編排與機械制造基礎課程內容相關的輔助教學媒體資源,建設中的機械制造基礎課程輔助教學資源庫是以機械制造工程領域內反映制造基礎內容的,以文字、圖形、聲像媒體等形式進行總體規劃建設,體現若干個工程(或工藝)過程及其基本原理。同時,對上述這些數字資源進行計算機網絡化處理,以現代教育理念為指導思想,結合機械制造基礎課程的要求和特點,構建了機械制造類課程數字化教學資源體系的系統模型,如圖1所示。
該模型針對機械制造基礎課程的理論授課、實踐教學、綜合考核三個環節,整合和完善各類教學資源,形成了理論教學資源庫、實踐教學資源庫以及知識與技能強化訓練資源庫三大模塊。其中,理論教學資源庫是整個教學資源庫的基礎模塊,按照學科及課程設置進行分類,主要包括多媒體課件庫、標準教案庫及學科知識庫(學科論文、文獻資料、教學錄像等);實踐教學資源庫構成了該體系的應用模塊,針對金工系列課程實驗多、實踐環節豐富等特點,構建了網絡虛擬實驗庫、工程實踐多媒體素材庫以及實踐案例庫;知識技能強化訓練庫構成了對教學結果的評價模塊,它由課程習題庫、課程試題庫(需要權限)以及綜合測評系統組成。通過以上三大模塊內容構建一個全方位、開放性的數字化教學資源支撐下的全新的教學體系和模式,為實施素質教育和創新教育提供了一個有效的平臺。
三、共享資源庫建設方案
1.數字化資源的設計與制作
機械制造課程共享資源庫建設的基礎是數字化資源的建設,從內容形式看主要包括文字、文檔、圖片、表格、動畫、音頻、視頻等。應用Dreamweaver、Auto CAD、UG、Pro/E、3ds max、Flash、Premiere、Photoshop、Fireworks、Mp3matePro、Deform3d、Microsoft Office等多媒體制作及模擬仿真軟件可以有效地制作、展示反映機械制造基礎技術和工藝的視頻資源、典型零件加工工藝過程資源、動畫資源、計算機模擬仿真資源、文檔文獻等。例如,傳統的齒輪范成實驗是利用齒輪范成儀來實現輪坯與刀具之間的相對運動過程,并用鉛筆將刀具相對輪坯的各個位置記錄在圖紙上,由于不能夠演示切削運動,學生只能看到一個平面的齒廓外形,對齒輪的范成法加工原理還是不易理解。利用3ds max軟件制作三維齒輪加工模擬動畫,學生可以通過視頻直接觀看到車間的齒輪加工實際過程,直觀形象,教學效果良好。因此,對廣大機械制造類課程教員而言,除了掌握專業基礎知識外,熟練掌握該類軟件的運用十分必要,這也是設計與制作優良的機械制造數字化資源的基礎。
教員通過軟件自己設計與制作數字化資源的同時,還可通過互聯網大量搜集和精心選取,諸如國家精品課程網、數字化圖書館、國內外高校主站、專業加工制造論壇等等。這些網站能搜集到大量具有價值的數字化資源,諸如具有前沿性、熱點性、廣泛影響性的文章和經典著名的教材、著作,反映各種加工方法的歷史、現狀及發展趨勢的資料,體現有關工藝的原理、過程、生產設備的圖片、視頻素材,以及各種優秀的教學錄像等等。
2.網站建設
機械制造基礎共享資源庫系統采用瀏覽器/服務器(Browser/Server)架構模式,客戶端運行環境為Windows/2000/XP+IE6.0以上版本,服務器端采用Windows 2000 Server+IIS5.0+ASP框架,后臺數據庫采用SQL2000Server、Access 2000。網站內容包括前述的理論教學資源庫、實踐教學資源庫、知識與技能強化訓練資源庫三個模塊,在建設過程中注重用戶的交互作用,使教員和學員既是網站內容的消費者,又是網站內容的制造者,所有功能都能通過瀏覽器完成。
四、結束語
建設“機械制造基礎”課共享資源庫,是為了整合優秀的教學資源,從而實現教育資源的廣泛共享,凸顯專業的示范與輻射效應。在該資源庫建設過程中,文中初步探討了其建設特點、建設內容和實施方案,為下一步實質性建設該資源庫打下了一定的基礎,同時筆者也充分認識到,教學資源庫建設是一項長期的任務,是一個復雜的系統工程,需要充分發揮廣大專業教員的積極性,共同參與到教學資源庫的建設中。
參考文獻:
[1]吳濱,江樹勇,佟永祥,等.構建基于大工程觀的機械制造基礎課程資源庫[J].中國現代教育裝備,2009,(14):55-57.
[2]黃玲,李清,王曉美.試論專題特色庫建設的基本原則[J].高等工程教育研究,2006,(S1):116-118.
關鍵詞:教學設計;教學過程;教學組織;教學實施
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0168-03
年輕教員在接受一門課程的教學任務后,首先要全面認識本專業的教學總體設計,然后認真搞好本門課程的教學設計,并在每節課的授課過程中做好組織與實施工作,才能上好課。
一、年輕教員必須明確所任課程在本專業的地位、作用和目的
我國目前的教育結構有四種,即研究型人才培養模式、工程型人才培養模式、應用型人才培養模式、普通高中與9年義務教育。研究型人才培養模式用于培養各專業的博士、碩士層次的研究人才;工程型人才和應用型人才培養模式用于在本科、高職院校、中專、技校等培養這兩類技能和管理型人才;普通高中與9年義務教育為基礎教育。
在各種教育結構中,都詳細制定了相應的人才培養方案。方案中對人才培養的指導思想與原則、人才培養方案的主要內容及要求都做出了詳細的規定。這個方案就是各個專業人才培養的總體設計,是各個專業組織實施教學的基本依據。眾所周知,這個總體方案就是以先進的教育理論為指導,采用系統工程的方法,結合各自專業創辦的歷史和對人才的現實需要制定的。
課程設置是人才培養方案的核心內容。它明確規定了每門課程的類別、地位、學時、教學要求、主要內容、實踐環節和考核方法等。每位教員只有從本專業人才培養方案出發,清楚認識所任課程在其課程體系中的地位、目的和要求。才能自覺地圍繞人才培養方案的主旨,有的放矢地搞好教學工作。比如機械制圖課程,對行器動力工程專業而言,重點是讀圖。即能讀懂零件圖、局部裝配圖和總裝配圖,讀懂飛機圖。而不是用尺規繪制飛機或航空發動機的零件設計圖。再如,機械設計基礎課,主要講常用機械及通用零件的工作原理、基本的設計理論、設計方法及設計步驟,對于機械零件的強度計算、剛度計算則講得很少。這樣處理的目的是為了使學員能理解飛機或發動機構造中的有關常用機構的運動原理。就是在有關機械零件的設計中,如鏈條傳動,在飛機和航空發動機中根本不用,可以不講;再如,航空材料學課程中,盡管鑄鐵是工業重要的結構材料,并且白口鑄鐵一節在相圖理論中又有重要的理論意義——共晶反應典型代表。但在航空材料學中不應該講。因為從實際應用角度看,碳鋼尚且極少應用,更何況鑄鐵。因此,在航空材料學課程中,我們一直將有色金屬及其應用,即鋁合金、鎂合金和鈦合金作為重點講述。只有這樣,才能積極地自覺地圍繞著本專業的核心課程,搞好所任課程的教學工作。
年輕教員要加強現代先進教育理論的學習,明了應用型人才和技能型人才在教育理念上與研究型人才的區別,后者要求“理論夠用,注重應用”、“不追求每門課程中理論的系統性和完整性”、“注重實用技能的培養”。只有深刻了解學員的培養目標,了解他們就業的需求,只有這樣,才能主動地、積極地在教學實踐中探索適于應用型和技能型人才的教學內容和教學方法,并取得良好的教學效果。
二、年輕教員要用系統的觀點和方法看待教學過程,分析教學過程,搞好教學設計
眾所周知,教學是由學校、專業、教員、學員、教材、教學媒體、評估方法等組成的動態系統。說它是動態,主要指時間、空間、內容、方法和對象都會發生變化。
用先進的教育理論做指導,采用系統的觀點和方法和現代教學技術,分析教學過程中的問題和需求,確定教學目標,建立解決問題的步驟,選擇相應的策略和媒體,并對教學的結果進行分析和評價,稱為教學設計。分析教學系統中各個要素及其在整個系統中的功用,進行優化處理,使得系統綜合功能發揮最好,就是教學設計。
它包括四個層面的設計,即學校、專業、課程的宏觀與微觀設計。學校層面的設計,包括學校的定位,辦學的目標,辦學的條件等;專業層面的設計,包括專業的定位、目標、教學條件等;課程宏觀層面的設計,包括課程的標準、教材的選擇、教學計劃的安排、教學方法的確定、教學媒體的選擇等;課程的微觀設計,包括每一節課的內容選擇、講授方法和步驟安排、重點和難點的處理、教學媒體的選擇和使用、作業的布置等。
教學實施則指講好每次課,做好每次試驗、安排好復習和考試、做好授課總結等。顯然,年輕教員必須了解前兩個層次的設計,而重點是做好后兩個層次的設計及其做好教學的實施工作。
為了搞好所任課程宏觀層面的設計。首先,認真研究所任課程的課程標準。只有這樣,才能明確所任課程在專業中的地位、與前后課程的關系;才能有針對性地選擇好教材;才能對學員提出合理的要求;才能使自己的工作不陷入盲目性。其次,認真選擇合適的教材十分重要。畢業于地方本科院校的各個專業的年輕教員,到軍隊院校的相應專業擔任專業基礎課比較多。由于地方各個本科院校的同名專業與軍隊院校的專業有很大區別。因此,選擇教材對搞好教學是十分重要的,這就使得年輕教員在教材選取上面應該注意很多地方。再次,要安排好教學進度計劃和考核方法。對教學計劃中的主要內容,必須采用考核方法,否則可以安排自學或簡要介紹,也就沒有必要安排相應的考核。
為了搞好所任課程微觀層面的設計。首先就要備好課。也就是要用對比的方法讀參考書,用壓縮的方法寫講稿,用歸納的方法提煉教案中板書內容,即做好所任課程的細節設計工作。備課時,找三種層次的教材,琢磨同樣問題各自的提出、展開、論述和講法的特點,從中選擇出適合自己的講法。
1 機械設計基礎雙語教學的必要性
隨著我國由機械制造大國向機械制造強國的邁進,如何擴大和深化中國制造在世界范圍的影響,快速吸收國外機械行業的先進知識與理念,成為我國面臨的一大難題。為適應國際化與全球化的趨勢,教育部明確提出各高校需開設5%~10%的雙語課程,以提升學生跨文化交流、合作與參與國際競爭的能力,為我國機械行業培養具有較強工程實踐能力、優秀創新能力和良好綜合素質的優秀工程應用型人才[1]。為實現這一目標,把英語教學和學科專業課程的教學結合起來,實施雙語教學,成為有效方法之一。此外,實施雙語教學對解決目前就業難的問題也是十分有效的,尤其是精通一門或多門外語的“雙語專業人才”供不應求[2]。
“機械設計基礎”作為一門培養大學生的設計能力、創新思維的機械類課程[3],是工科生由公共課轉入專業課學習的基礎課程。對機械設計基礎采用雙語教學,其首要目標是課程的國際化學習,使學生掌握常用機構和通用零件的工作原理、結構、設計理論及其在外文文獻中的規范化表達。學生通過原版教材能夠深入了解國外先進的工程理念和應用成果,大量接觸本專業詞匯及特定表達,在學習專業知識的同時,提高專業知識的外語表達能力[4-5]。
2 做好機械設計基礎雙語教學的對策
“機械設計基礎”不同于一般公共課,它涉及知識面廣,理論性強,與實踐結合緊密[6]。簡單的將中文教學內容轉變為英文教學的傳統雙語教學方法,并不能獲得理想的教學效果。所以,研究“機械設計基礎”雙語教學的方法與技巧,改革傳統雙語教學模式,成為擺在“機械設計基礎”授課教師面前的一個重要課題。
2.1 提高重視程度
“機械設計基礎”雙語課程是一門文理兼備的課程,既具有機械原理與機械設計等實踐性較強的學習內容,又具有較強的外語學習內容。在教學過程中,既需要理論聯系實踐,不斷提高學生設計與創新技能,又需要學生重視外語知識的學習與掌握。所以,教師首先要從思想上正確認識這門課開設的意義及所面臨的困難,提高對該門課程教學實踐的重視程度。
2.2 雙語教材建設
好教材是教學進展順利的前提,是提高教學質量的保證。目前的雙語教材主要有兩類,一類是根據國內優秀機械設計基礎教材翻譯而成,側重基本概念及定理的演繹推理,方便外語基礎薄弱的學生對照中文版教材學習。另一類為國外優秀原版教材,以國外知識體系為基礎,側重學生提出問題、分析問題及解決問題能力的養成,內容涵蓋較廣,適合外語水平較好的學生學習。
在選擇機械設計基礎雙語教材時,一方面需要考慮學生對機械專業知識的掌握程度,為后續專業課學習奠定基礎,教材應該保證基礎理論與實踐應用等相關內容;另一方面,考慮學生對專業術語的外語表達能力,教材應該突出學生需要掌握的機械外文詞匯、術語與表達方式,以提高學生的文獻閱讀與學術論文撰寫能力。高校應鼓勵教師根據學生實際情況及教學要求,參照國內外優秀教材自行編寫雙語教材。
2.3 雙語教學內容探索
在機械設計基礎雙語課程教案設計及課堂講授過程中,教師應根據所授專業與班級學生的實際狀況,將機械知識與專業外語學習結合,合理調整與安排教學內容。
(1)教學內容重點突出
機械設計基礎雙語課程內容多且課時有限,應改變傳統的“填鴨式”教學方法,重視學生在課堂學習過程中的主體地位,精簡講授內容,突出機械知識難點與外語掌握重點,將部分內容改為輔導內容,這既有利于學生課外掌握外語知識,又有利于課堂上理解重點內容,提高學生學習過程中的主動性,培養學生提出問題、分析與解決問題的能力。
(2)中英文比例靈活調整
機械設計基礎雙語教學的目的在于學生在掌握機械知識的基礎上,能夠靈活應用外語開展學習與交流。授課重點在于機械知識的講授,并非純粹的純英文授課,學生接受專業知識能力受其外語水平制約嚴重。教學過程中應平衡好專業教學與外語教學之間的矛盾,不能過分追求英文教學比例,推薦采用60%~70%的外語授課比例。具體授課過程中,開始階段用中文解釋內容重點與難點,避免學生因畏難心里而喪失學習興趣和信心;隨課程內容深入而逐步提高英文比例,到教學中期英文授課內容提高到80%比例[6];后期課堂可采用全英文授課,讓學生循序漸進適應英文授課。
2.4 不斷創新雙語教學手段
適宜的教學手段能使師生協作,達到良好的授課效果。考慮到學生對英文講授的理解速度慢,課堂教學應減少理論推導,靈活運用模型展示、多媒體技術、課堂討論等多種教學手段,吸引學生興趣,持續保持課堂專注度,提高教學質量和效率。
(1)模型演示
模型演示有利于學生對機械原理的直觀認識,深化對英文描述的理解,生動形象的教具演示來闡述抽象的機構理論知識,更便于專業知識理解與英文記憶。
(2)多媒體技術
在描述機構死點問題時,教師利用含有英文講解的飛機起落架視頻演示,不僅具有了模型演示的形象直觀性,也非常有利于學生課后溫習與掌握。
(3)學生講課
大部分機械理論體現在生活實際中,應鼓勵學生觀察并用英文描述與機械有關的常識。每堂課前五分鐘由學生英文講解與機械相關的生活現象,將會極大地提高學生學習主動性。
2.5 改革考核方式
目前僅有的期中與期末兩次考試成績并不能準確反映學生對課程的掌握程度。由于機械設計基礎雙語課程知識量大,需要學生課外花費較多精力來消化課堂內容,容易引起學生平時不學習而最后突擊考試。所以,加大平時成績比重,將課后作業、課堂討論、實驗報告、課外論文等納入考核范圍,采用多樣化的考核方式,通過對學習過程與應用能力的綜合權衡,公正考核出學生對專業知識掌握的真實水平。
2.6 雙語教師隊伍的建立
雙語教學一方面要求授課教師具有扎實的專業理論與實踐知識,另一方面要具有較高的英語授課水平。雙語教師隊伍的建立有兩種方式,一種是聘請國外優秀教師前來授課,但國內外教學模式的差異導致教學效果并不理想;一種是組織年輕教師進入國外高校觀摩學習,提高教師雙語教學水平,并吸收國外優秀教學模式。在此基礎上,通過與國外院校合作辦學,為教師提供雙語教學學術交流活動。