机械设计基础课改

【摘 要】从课程内容构建、教学过程、教学指导和教学评价四个方面来阐述如何进行机械设计基础课程改革,打破原有的教学模式,将讨论课和设计引入到教学中,采用过程考核.

【关 键 词】机械设计；课改

机械设计基础是机械类专业的一门综合性的专业基础课.它是由静力学、工程力学、机械原理和机械设计4门课整合而成.该课程的内容为典型机构和通用零件的工作原理；相应的国家标准；标准零部件的设计与选用三部分内容.本课程是学生最先接触的机械类专业课程之一,高等数学、机械制图、机械制造基础互换性与测量技术是本课程的先修课程,后继课程是普通机加实训、数控编程与操作、机床结构等,在教学中起到承上启下的作用.

本课程的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识,初步具有这方面的分析、设计能力,并获得必要的基本技能训练,同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风.

一、课程内容构建

本课程打破了以陈述性知识讲授为主要特征的学科课程模式,将整个课程分为九个学习情境,分别为：静力学、常用机构、四杆机构、带传动、链传动、齿轮传动、轴零件、联接、减速器设计.创造性的将材料力学的内容打散引入到四杆机构、联接、带、链、齿轮、轴设计等内容中.每个学习情境是一个相对独立的工作任务,学习情境内容的设计由简单到复杂.前8个学习情境内容组合在一起就是第九个学习情境——减速器设计.整个过程基于工作过程模式对课程进行设计,采用“学、做”一体化教学.

本课程采用以过程考核为主的考核方式.对每一个学习情境进行单独考核.不再考核简单的背诵和记忆力,而是考核学生的实际设计能力、所学知识的综合应用能力,培养学生的团队协作能力.

要实现该教学目标,必须要有一定的教学资源.教学资源分为硬件和软件两个方面.硬件资源：1）校内有CAD室4个,配有专门的绘图软件.2）绘图室2个,图板、绘图工具若干,足够胜任设计任务.3）校内有机械传动实验室,普车铣加工车间,数控车铣加工车间,可以进行实际加工.软件资源：有教学资源课件,教学视频和自编的学习材料.

二、教学过程

9个学习情境都是在理论教学讲解完之后,进行设计或应用.整个教学过程的重点是设计过程,所有知识都是为了设计而怎么写作,以适用、够用为度.

在教学过程中采用“学做一体化”.整个教学过程分为4步即：教师讲,学生做,教师点评,学生改进.首先教师讲授设计所需基础知识和设计步骤；其次学生按照设计过程进行设计；学生设计完之后教师进行设计点评,并对设计过程中出现的问题进行重点指正,对优点进行表扬.

整个设计过程分为：各部件设计过程、讲解减速器设计过程、指导学生设计、设计答辩、总结5个步骤.其中各部件设计过程在之前的课程中已经学过；讲解减速器设计过程,以够用为度；重点讲解各部件的相互关联设计,减速器由多个部件组成,前一个零部件设计的数据是后一个零部件设计的基础；指导学生设计,重点的查阅国标和相关技术资料；设计答辩,考察学生的综合知识运用；总结针对设计中出现的问题对学生进行集中讲解,对优点进行表扬,缺点予以指出.

三、教学指导

因该课程研究的对象为机械,而我们的生活中有各种各样的机械,在日常生活和学习中,要多观察多接触一些实物,有意识的运用机械设计基础中的原理、方法进行观察、分析,有助于加深对本课程内容的理解.

本课程可以采用的教学方法主要有教师示范法、小组竞赛法、头脑风暴法、PPT展示讲解法、文献检索法、教学录相演示法等.

为了加深学生对知识的理解,本课程设置了力学和机械两次专题讨论课,要求学生理论联系实际,从实际生活中学习理论知识,分组演示讨论.每组成员通过PPT课件或者实验进行演讲.通过小组互评给出小组成绩,通过组内互评给出个人成绩.通过讨论课测试了学生对综合知识的应用、资料收集能力和团队合作能力.整个过程完全以学生为主体,教师指导.

教学是一个双向的过程,除了对课程的理解和应用,还要对学生的情况有深入了解.学生的优缺点分析如下：

学生的优点：具有一定的制图和识图知识；动手能力比较强,模仿能力强；愿意参与到实际加工中.

学生的缺点：理论知识薄弱；不能很好的查阅资料；没有足够的耐心,对需要长时间完成的工作,往往不认真；团队配合能力比较差.

针对学生的这些优缺点,给予学生不同的学习指导.多数学生对未知的东西都比较好奇,课堂上可以用课堂上采用有趣的实例来增加学生的兴趣.如以生活中常用的手表为例,很多同学都好奇为什么手表的时针、分针、秒针可以实现准确的转动.为了弄明白这一原因,甚至很多学生都有拆手表观察结构的经历.在讲课时可以引入该实例,增加了课堂的趣味性.相信很多学生对都很感兴趣,那么到底是怎么实现击发的呢?我们可以用动画和视频来演示.

“因材施教”不同层次的学生采用不同的教学方法.对多数学生而言,进行减速器设计,重点指导查阅资料的能力,典型零部件的设计和选用.学有余力的学生可以在完成当前任务之后,从兴趣角度出发自己尝试设计其他机构,如无碳小车设计、达芬奇筒设计、火炮的设计等.

四、教学评价

本课程的考核具有多元化,以过程考核为主要考核方法,在提高学生实际设计能力的同时兼顾学生理论知识的掌握.整个成绩由3部分组成,讨论课20%,过程考核40%,综合设计40%.

其中讨论课主要考察学生的资料收集能力、团队协作能力、沟通能力.该部分成绩由学生进行组间互评和组内自评给出.整个过程完全以学生为主体,教师给予指导.

过程考核主要考核学生的设计能力和学习能力.考核学生典型零部件的设计,根据设计情况给出成绩.

综合设计主要考核考核综合运用能力、创新能力、语言表达能力,在学习结束后给出专门设计时间,综合本课程的专业知识,设计减速器或其他机械,根据学生的设计情况和答辩情况给出成绩.

综上所述,本课程改革主要有以下四个特点：讨论课、因材施教、趣味性、多元化考核.希望该课程的改革能给其他同行提供一定的参考.