時間:2022-06-11 22:35:34
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇機械原理論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)02(b)-0180-03
Reform and Practice of the Mechanical Principle Course Based on the Innovative Talent Training
Wang Min Luo Xiaolin
(College of Mechanical Engineering, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou Guangdong , 510665, China)
Abstract: As a backbone professional basic course of machinery majors,the mechanical principle course has a pivotal position in training students’engineering practice and innovation ability.With science innovation center and off-campus practice teaching base as linkages, the teaching reform and practice of the mechanical principle course were promoted and the students’ project practice ability and innovation ability were cultivated through restructuring the teaching content, optimizing the teaching means, constructing piecewise practice teaching and strengthening the construction of innovative teachers.
Key Words: Innovative talents; Mechanical principle; Educational reform
《機械原理》作為機械類及近機械類專業的一門主干專業基礎課,承擔著培養學生機械系統整體運動方案設計的重要任務,在培養大學生工程實踐及創新能力方面具有其他課程所無法比擬的優勢。但該課程內容缺乏關聯性、系統性,學生無法從整體上順利完成系統的運動方案設計,也無法從機械產品綜合設計的角度理解該課程所述知識的真正用處。并且由于課時壓縮及學生整體素質的下滑,使得學生普遍反映該課程內容枯燥難懂,機構運動費解難明,于是產生了嚴重的厭學、畏難情緒,期末考試不及格率大,學生的創新意識、創新能力培養更無從談起。
多年來,研究人員結合機械原理課程理論教學和實踐教學兩大模塊,通過合理整合教學內容,優化理論教學;改進教學方式、方法;改進作業方式;構建分段實踐教學模式;鼓勵、支持學生參加科研活動及各種科技競賽;強化創新型教師培養等方面的改革,以期激發學生學習興趣,提高學生自主學習能力。近年來初見成效,學生學習主動性提高,不及格率明顯降低,學生在各級各類有關機械創新的大賽中也獲得了較好成績。
1 重組教學內容,優化理論教學
為培養學生的分析能力、綜合能力及創新設計能力,研究人員將《機械原理》課程按照“機構分析”“機構設計”和“綜合設計”的模塊進行劃分,如圖1所示[1]。機構分析模塊主要內容包括:機構的結構分析、平面機構的運動分析、平面機構的力分析、機械的效率與自鎖、機械的平衡、機械的運轉及其速度波動的調節等,通過該模塊的學習提高學生分析問題的能力。機構設計模塊主要內容包括:平面連桿機構及其設計、凸輪機構及其設計、齒輪機構及其設計、齒輪系及其設計、其他常用機構、工業機器人機構及其設計等。綜合設計模塊主要內容為機械系統的方案設計[2]。學生通過對機構設計及綜合設計模塊的學習,在結合自身實踐經驗與理論知識的基礎上,實現機械系統的設計,從而培養了學生的創新思維及綜合設計能力。
2 改革教學方式、方法,優化教學手段
近年來,由于專業基礎課學時受到不同程度的核酰所以在有限的課堂教學時間內,教師基本需“滿堂灌”才能完成教學計劃,學生完全是被動地接受。這種單一的灌輸式填鴨式教學方式,嚴重束縛了學生的創新意識。為改進這種現狀,機械原理課堂教學過程中加強啟發式、討論式及案例式等先進教學方式的應用[3],并借助現代信息技術,采用“多媒體課件+黑板+教具”三位一體的教學手段,強化大學生進行自主學習和自我教育的能力,培養學生的創新意識及創新能力。
課堂講授過程中,采用“多媒體課件+教具+黑板”三位一體的教學手段,充分發揮各自優勢,提高教學質量。首先,采用多媒體教學不僅能節省板書時間,而且可根據教材內容,將文字、圖片、聲音、動畫等結合起來,使教學更形象、生動,激活課堂氣氛,提高學習效果。特別是機構的運動等一些難以用語言來描述的教學內容,采用多媒體教學具有突出的優勢。其次,將一些機構的實物模型和教學用具帶入課程輔助教學,使原本枯燥、抽象的教學難點變得形象生動。比如在講授齒輪時,將齒輪模型帶入課堂,針對實物進行講解,學生更容易接受[4]。最后,教學過程中,授課教師也要注意板書教學的合理運用。講解課程習題的具體運算過程時,使用板書教學效果更好。比如用矢量方程圖解法求解機構的速度和加速度時,采用板書教學,雖然耗時,但教學效果好。
3 構建分段實踐教學模式
構建以培養學生的工程實踐和創新能力為目標的分段實踐教學體系[5],主要包括實驗教學、課程設計和科技創新三部分[6],如圖2所示。實驗教學除包括“機構運動簡圖測繪”“齒輪參數測定”等一些驗證性實驗外,增設開放性實驗室,學生可利用課余時間在實驗室進行機械創新設計;課程設計中鼓勵學生采用計算機進行輔助設計及三維建模、分析、優化,并動手制作實物樣機模型,以提高他們的綜合分析能力及實踐能力;以機械創新大賽和工程訓練綜合能力競賽為契機,積極鼓勵學生參加各級各類競賽,激發他們的學習積極性、主動性和創造性。
(1)增設開放式實驗,構筑學生創新實踐平臺。
把示范性、驗證性的實驗,變為設計型、綜合型的實驗,并實行開放式教學,為學生進行科技制作提供必要的工作條件[7]。在W院現有大學生科創中心的示范作用下,爭取創建機械創新設計實驗室,組建機械創新小組、機械設計小組等。
(2)改革課程設計,鼓勵學生創新。
對“機械原理”課程設計的題目、內容及考核方法進行改革,探索基于項目形式的課程設計教學模式[8]。課程設計過程中,以學生為主,教師只做適當的引導;課程設計成果也不再局限于設計說明書和圖紙,鼓勵學生采用計算機軟件(比如Pro/E、3Dmax、UG等三維設計軟件)設計自己所提出的方案,繪制虛擬的三維造型,并通過軟件對方案進行模擬仿真。
(3)以機械創新大賽為契機,強化學生創新能力。
積極鼓勵并組織學生參與各種機械創新大賽,如國家機械創新大賽、省機械創新大賽、校機械創新大賽,使學生在競賽中鍛煉交流,有意識地更新和夯實基礎知識,培養學生的自主意識和創新能力。同時,學院也制定了相關政策,鼓勵學生參與到教師的科研項目中,學習教師在科學研究過程中的經驗與成果,以強化學生的工程意識和工程素質,并通過幫助教師解決實際問題,鍛煉學生的工程能力和創新能力。實踐證明,讓學生參與各項科技創新競賽是培養學生創新能力的最有效途徑。機電學院的學生在近幾年的國家級、省級機械創新設計大賽中均獲得較好的成績:第四屆“機械創新”比賽全國總決賽二等獎;第五屆“機械創新”比賽廣東省賽二等獎3項;第六屆“機械創新”比賽廣東省賽二等獎3項。
4 加強基礎作業,增加課程小論文
機械原理教學過程中除完成常規習題作業外,適當布置幾篇小論文。例如:在講授機械原理緒論部分涉及到機械發展的歷史,雖然這不是機械原理課程的核心內容,但了解機械發展的歷史對學生進一步學習相關課程是有幫助的,故該部分內容可布置相應的課程論文。讓學生完成課程小論文,一方面可培養學生撰寫科技論文的能力,另一方面又能夠使學生從被動學習轉化為主動學習,學生在進行相關資料檢索、整理、分析的過程中,既加深了對機械原理課程的了解,又能從中體會到機械原理課程的奧妙與樂趣,從而激發學生學習的興趣。
5 加強創新型師資建設,促進創新型人才培養
俗話說“嚴師出高徒”,所以,創新型人才的培養關鍵在教師,只有建立一支創新型指導教師隊伍,才能培養出合格的創新人才。本著“請進來,走出去”的原則,建立專任教師和兼職教師相結合的高水平師資隊伍。一方面聘請企事業單位具有豐富經驗的工程技術人員出任兼職教師,開設專題講座,講授專業概論、學科前沿,指導學生實踐實習、課程設計和畢業設計等教學環節。另一方面,更為重要的是制定相關激勵政策,鼓勵教師主持參與教研和科學項目研究,組織教師到企事業單位或科研院所學習、培訓、工程現場實踐等,以提高教師自身的工程實踐能力和創新思維能力。教師在教科研中形成的新思想、新方法,及創造的新成果會潛移默化地滲透給學生,進而激發起學生們的創新精神和創新欲望。只有教師的教學能力和創造性思維能力活躍起來,才能保證創新教育的順利開展,促進創新型人才的培養。
6 結語
《機械原理》課程在培養學生機械綜合設計能力、創新能力和解決實際問題的動手能力中占有十分重要的地位。采用“多媒體課件+教具+黑板”三位一體的教學手段,保證教學效果。以機電學院大學生科技創新中心為紐帶,鼓勵學生參加各級各類大學生科技創新競賽;鼓勵學生參與教師的教學和科研項目,以多元化的實踐模式促進學生工程實踐能力和創新能力的培養。以校外大學生實踐教學基地為依托,加強創新型師資建設,開展創新性教育,提高學生運用現代科學技術解決工程實際問題的能力和實踐動手能力,促進創新型人才培養。
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論文關鍵詞:TRIZ理論,機械制圖,教學創新
機械制圖作為工科學生的基礎課,是今后學習機械專業課程的基礎,也是未來就業的基本要求之一,對工科學生的重要性不言而喻。傳統的教學方法過于注重演繹和傳授,教學的結果過于注重作業和考試成績,使學生缺乏創新能力和學習興趣。面對著這一現實,制圖教師必須在教學中改變傳統的教學方法,樹立創新教育觀念,把單純的“講、寫、畫”的傳統教育模式,轉變為對學生創造能力培養的現代教育模式。針對這種情況,我們嘗試性的把TRIZ理論中的方法創新引入高職院校機械制圖教學中,培養學生學會學習,學會創新,從而提升實際教學效果,力圖培養學生的創新能力。
一、創新教學模式及操作要點
創新的課堂教學模式是指依據教學內容和要求,由教師創設情境,以問題的發現、探究和解決來激發學生的求知欲、創造欲和主體意識,培養學生學會學習,學會創新,發展智力和創新思維能力的一種模式。在反復研究與實踐中,我們認為新教育目標與教學目標,要通過知識教學過程實現。當然這里的知識教學與傳統的重知識傳授、輕能力培養,重智輕德,重分數輕素質,重結果輕過程,重學科體系輕實踐能力,重傳承輕創新等是完全不同的。其一教育論文,欲求知識,要求課堂教學不能開始就講,直接傳授,傾囊而出,而必須先激發動機,產生興趣,產生求知欲。其二,感知發現知識,要求基本知識點要由學生通過感知,獨立思考,合作交流總結概括出來。其三,加工論證知識,要求學生總結發現知識重點后,進一步通過學生之間、師生之間的討論碰撞進行加工、論證。其四,轉化重構知識,要求課堂練習有層
次、可選擇,鼓勵一題多解式的求新求異,課后應用創新,并且重新改組充實知識結構。TRIZ理論創新的教學觀相應的教學模式的基本環節是:激發動機―誘導發現―加工論證―應用創新。
創新教學模式的基本點是探究式獲取知識,創新性應用知識,是在課堂教學過程中,在教師的組織、引導、促進下,學生主動感知、發現、獲取知識,加工轉化建構知識,而非被動聽講、消極接受、機械訓練的僵化灌入。
(一)激發動機,包括預習展示、確認目標、形成探究動機。教學實踐已證明,學生沒有預習就進入學習,往往一開始就處于被動接受狀態。即便是教師采用啟發式教學,引用了許多導入的材料、背景知識或進行聯系密切的復習,多數學生也很難積極主動學習。為此在機械制圖的課堂教學中要改變教師一味傳授講解知識的傳統教學方法,而要采用啟發式和討論式的教學方法,在教學中啟發學生與老師一起思考,激發學生的學習興趣。比如在機械制圖“組合體”這一章的教學中,組合體的“形體分析”是要求掌握的重點內容,其目的是要培養學生對組合體的形體表達能力和空間想象力。因此在教學過程中,可以安排一些多種形式的,約束條件少,富有趣味性的題目來啟發學生主動創造怎么寫論文。
(二)誘導發現,包括感知分析、抽象概括和合作交流。傳統的講授,往往忽視知識的產生、發展過程,這對于簡單的事實、符號教學可以有效。但對于有來龍去脈、有豐富內涵與外延的概念和原理等規律性的知識教學,恐怕不行了。以《平面物體的截交線》一課為例,探索創新教學方法具體步驟包括:1.教師講解理論依據―――“截交線”的兩個基本特征。通過給出“截交線”的定義,配合模型教具進行直觀講解,幫助學生建立空間概念。2.實施
“開放式”教學。發給學生模型,學生自行觀察拿到的模型的平面,自行測量模型的尺寸,自行確定比例,自定尺寸和模型擺放方式,選擇視圖,開始作圖,學生自行求作截交線。學生自行確定截面位置,結合實際模型,在自己的三視圖上求截交線;學生自行驗證理論教育論文,以自己所作的截交線,驗證截交線的兩個特征,或以截交線的兩個特征來檢驗自身視圖是否正確。教師作巡回指導和隨時答疑。3.總結、鞏固。選擇視圖具有代表性的作者上臺將其所做的三視圖、截平面和截交線展示并當眾講解。最后,教師本人或學生對照黑板上的視圖,再次驗證截交線的特征,鞏固復習新課。這種教學方法,使用直觀的研究對象(模型),學生易于接受,課堂學習氣氛活躍,便于激發學習興趣。學生自定視圖尺寸,自定截面,“開放式”的自主學習,增強了學習的主動性,培養了動手和創新能力。
(三)加工論證,包括歸納表達、討論碰撞和印證加工。通過獨立思考和小組合作學習,學生基本上能用自己的話表達出已獲得的認知和概念的含義,事物的特點等。這還不夠,應該進一步表達,進行全班交流,引發重點討論碰撞。在此基礎上教師抓住重點問題、核心問題、疑難問題發表自己的見解,即重點講解。此時的講解是學生急需的、高度期待的,他們急于聽老師的講解、意見以及看問題的方法、角度、技巧。此時,教師的講解、觀點最容易引起高度的注意和認同,對他們的認識起到印證作用,有助于他們的理解和加工,促進其思維的深度,提升其價值觀,是一種師生有效的適當的深層的情感、認知互動互促??梢?,TRIZ理論創新教學主張學生在教師的引導下,主動探究式獲取知識,決不意味著排斥教師的講解,相反非常重視教師的講解,重點講、精講。然而這里的講與傳統的授受是根本不同的:一是在學生已有主動認知基礎上的;二是非全面的全程的;三是必要的急需的;四是能引起學生積極主動地講??梢?,這樣的講能真正起到教師引導促進的作用,其結果是引導和促進學生主動構建,而非被動攝入。從情感上說,這種講會與學生真切情感相呼應,使他們感到豁然開朗,似曾相識,不謀而合,原來我也能經歷、發現,也會探究,從而使他們受到成功的激勵,受到鼓舞,產生極大的自信心,獲得一種難以言表的精神享受與愉悅。
(四)應用創新,包括選擇練習,總結質疑和重構延伸。在師生加工論證知識點的基礎上的課堂練習應該是有層次的、可選擇的,能有助于思維發散和能力轉化。必須承認,共識度再大,學生之間的理解和內化水平也是有差異的。因此,練習題應是豐富多層次,由低到高,由單一到綜合的教育論文,這樣才能有利于不同層次學生的練習鞏固,不同程度的提高。教師用課件承載多樣多層的習題,供學生按需選擇。選擇練習題目由基本練習、復式練習、綜合練習、延伸練習組成,對基本練習和變式練習要限定時間,綜合練習和延伸練習要鼓勵學生獨創,求異求新,一題多解,一題多問、多變、多思,多題歸一。這是發散―聚合―發散的創新思維的練習,是獨創的個體學習和合作的集體學習。這時教師的作用更多的是引導學生思考、啟發思路,肯定推進,釋疑、導疑,對其中具有共性,很有價值的問題,在短時間內不能討論清楚講解明白的,要引向課后,變成探究性作業,繼續學習探究。在學生回顧、總結評價主要收獲后,教師要進一步引導學生對新學的知識,重組建構到舊的認知體系框架中去,同化和順應,形成新的知識網絡。
二、TRIZ理論對于創新教學的實踐指導
創新教學中,既要重視理論教學,讓學生掌握該課的基本原理、作圖和讀圖方法以及有關機械零件的基本結構及裝配的基本知識等,形成扎實的基本理論知識體系,同時還必須與生產實踐緊密結合起來。許多已經畢業的學生說“:工作后才知道制圖中所學的零件是什么。”這不能不引起我們的深思,這說明我們過去的教學只注重了課本理論知識的講解,而忽視了與生產實際之間的聯系。因此,在機械制圖課堂教學過程中,要與生產實際緊密聯系,既要讓學生看模型,又要讓他們看一些實物,二者緊密結合。利用課外時間帶領學生到工廠或實訓車間參觀認識零件,了解生產知識,幫助學生了解掌握工廠中用的實際圖紙,明確“學了制圖是用來干什么的”,使理論知識與生產實踐緊密結合起來,有利于提高學生的綜合素質,為就業打下良好的基礎怎么寫論文。學以致用,是教育者的責任,也是創新教學的目的。
TRIZ理論提供創新的解決方案,而培養學生自主學習和教師的教學意識方法創新,以及雙方共同發現問題和解決問題的能力,各個方面都涉及創新能力的培養,因此,TRIZ理論能在教學創新研究進行的過程中為學生和教師提出解決問題的思路。
(一)TRIZ理論在創設情境中的作用。教學模式創新的首要任務是創設問題情境,給學生思考的引子;創設的問題具有引導性,才能引發學生提出問題。引導學生研究的問題看作一個個待解決的問題,采用TRIZ理論進行求解,獲得需要設置的問題。具體到一門專業課程,創設問題情境就歸結為各子課題的引導問題情境的設計,究竟采用什么樣的啟發方式才能引起學生思考和幫助學生提出合適的問題,提出這個題目后,根據TRIZ理論教育論文,進行程式化描述,解決沖突,獲得合適的情境設計。問題創設過程是教師為主、師生共同參與的過程。在創設問題情境階段所面臨的課程的子課題劃分、待求的題目獲得等問題,都需要采用TRIZ理論進行解決,進而對師生的創新思維進行開發。
(二)TRIZ理論在研究性教學過程中的作用。研究性教學過程重點是幫助學生對自己先前提出的問題進行求解,安排好學生的討論、成果交流和總結,使研究性教學有序地進行,達到傳授專業知識和激發學生創新能力的目標。例如 TRIZ理論與創新技術中的40個創新原理中,其中很多都可以解釋上述課程中的理論知識或實驗環節。教師在課堂上可以把這些原理穿插到課堂教學中,并進行相關案例拓展,同時讓學生參與互動,讓學生們相互啟發,激發它們的創新思維,培養他們的創新能力,而且這樣也能提高課堂的教學效果。在這一過程中,需要研討探究和驗證假設,即學生對自己提出的問題進行研究求解,并給出結果。TRIZ理論給出問題的解的多種方案,解決問題求解過程中的各種矛盾,給出較佳的方案。這個問題探究的過程,TRIZ理論發揮的作用最大。針對一個個實際問題,TRIZ理論指導學生進行創新解決,首先通過問題分析和定義把這些實際問題轉換為TRIZ問題模型,然后利用 TRIZ的分析工具得到問題通解,最后得到特定解。
(三)TRIZ理論在教學創新研究理論歸納中的作用。課題是研究重視過程,TRIZ理論側重于提供方法上的指導。由于TRIZ理論系統本身就具有綜合性,所以從TRIZ理論演化出來的分立小課題,最后還可以運用系統化的方式整合起來,提供一個成型的規律或者方法,能指導更大范圍的創新實踐應用。
通過上述分析,TRIZ理論在教學創新研究中扮演著重要的角色,是教學創新研究實施過程中的一個重要工具,二者的結合,將構建比較完善的教學模式創新,為培養創新型人才提供更好的途徑,充分調動教師和學生的積極性、創造性,必將探索出一條廣闊的教學新路。
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關鍵詞:卓越工程師;科研項目;機械設計課程;教學模式
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)53-0190-02
目前社會對人才的需求產生了很大的變化,用人單位對高校本科生、研究生的社會適應性提出了越來越高的要求,更加強調學生的實踐動手能力和項目研發能力,所以畢業生如何能夠在短時間內盡快適應崗位的需要和單位的要求,在一定程度上成為衡量高校人才培養質量的重要指標[1]。2010年6月23日,教育部在天津召開“卓越工程師教育培養計劃”啟動會,聯合有關部門和行業協會,共同實施“卓越工程師教育培養計劃”,主要目的就在于培養和造就一大批創新能力強、適應社會發展需要的高質量工程技術人才[2]。對于機械專業的畢業生而言,不僅要培養學生熟練掌握專業基礎理論知識的能力,更要注重培養學生的實踐應用能力和創新能力,所以將各類科研項目引入課程體系,加深對課程理論的應用和理解,盡快使學生了解科研項目的研發過程,參與項目的具體研究和實施,通過自身的深度參與,將所學的知識學以致用。在機械工程專業的培養計劃中,現代機械設計類課程是與工程應用聯系最為緊密的課程,也是將來對機械專業學生的工程應用能力和社會適應性影響最大的主干課程,其中的理論力學、材料力學、有限元分析、機械振動、機械設計、優化設計與理論、機械結構測試與分析既有相當的理論深度與價值,又可以獨立解決很多的工程問題,這些課程最適合采用教學與科研項目集合教學方式。
一、在理論教學中灌輸科研項目研究的前瞻性
對于機械專業的本科生、研究生而言,所有機械設計類課程都具有相當重要的理論價值,可以提高學生的理論素養。但是這類課程在教學和學習過程中往往比較枯燥,且具有一定的難度,如果純粹按照嚴謹的理論體系進行教學,學生容易失去學習的興趣和動力,甚至覺得所學的知識一無所用。所以迫切需要教師在教學過程中,灌輸教學內容的理論意義、價值與應用,要做到這一點,最好的也是最自然的方式就是將教師的課題引入到教學過程中來。機械專業教師所研究的課題,無論是縱向或橫向課題,在其所用的研究理論、研究方法和研究手段上,必定都存在與機械設計類課程非常貼切的內容,需要應用機械設計系列課程的理論和方法去解決。例如在解決某型號轉塔沖床在加工過程中的振動和噪聲問題,就要了解機床的結構設計特點及工作原理,需要涉及機械設計與機械原理等課程的內容;要對機床的振動與噪聲進行實際測量,需要掌握機械振動、機械測試與分析等課程有關的知識;為了對機床進行減振降噪,可以在有限元分析、優化設計等課程中提出解決這一問題的方法與思路??傮w而言,任何一個課題的研究,尤其是橫向課題,都有很多可以在教學過程中值得與學生分析與探討的內容,可以讓學生了解所學知識的重要性和工程應用價值。
二、在研究方案制定過程中培養學生的研發能力
目前針對工科專業的研究性教學而言,以“項目和課題研究為導向”的教學方式非常貼切現行教學改革的要求和趨勢。該教學模式可以將學習、研究、實踐有機地結合起來,充分發揮學生的主體作用,使學生能創造性地運用所學的知識和能力,通過自己的主動探索、主動思考、主動實踐,自主地發現問題、研究問題和解決問題。首先,教師在講課內容中要增加具體的工程實例,同時注重引導學生注意身邊的工程問題,鼓勵學生參與提煉工程主題,并將工程主題與教學重點內容結合起來。在進行項目研究方案的制訂與討論過程中,可以先介紹課題的來源、背景、研究需求和研究目標,讓學生以分組的形式去查資料,閱讀查文獻,了解目前的研究現狀及研究方法,制定課題的研究方案,引導學生展開課堂討論,并根據所學的知識提出解決問題的方法,這樣可以將抽象的理論與具體的工程背景結合,使抽象的工程問題變得豐滿有趣,從而強化學生的工程概念與背景。然后,將學生帶到企業,進入生產現場和使用現場,獲得對所研究課題的感性認識,掌握和了解課題實際存在的問題,形成教學與實際結合起來的課外教學方式,通過學生親身實踐、工程技術人員的介紹以及教師的深入分析,使學生對研究的內容和課題有較為深刻的理解,便于制定更為具體和合理的研究計劃。例如在對某型號的路燈燈桿進行強度與可靠性研究時,可以運用力學知識進行理論計算,再進行實際測量,最后進行優化設計,這一過程幾乎會涉及到機械設計類的所有課程。
三、在項目實施過程中鍛煉學生的實踐能力
對于工科的本科生和研究生而言,我們現在的人才培養非常重視專業知識的學習,畢業后學生可以掌握本專業系統的理論知識和一定的實踐能力。但很多畢業生在進入工作崗位后,往往還需要2~5年時間的重新學習與培訓,才能具備較好的工程素養,也才能獨立解決工程實際問題,從而造成企業人力與財力的浪費,使得企業在招聘人才時,首先考慮的不是學生的文憑和學習成績,而是工作經歷和工作經驗。近幾年本科教學大綱經歷了至少兩次修訂,修訂過程中已經注意到這個問題,并且正在進行較大幅度的改革,其主要做法是加大實踐性教學環節的比重,實行企業與學校的聯合培養模式,其目標就是在工程應用、生產實際中培養學生獨立思考與解決問題的能力。如果能夠讓學生參與到教師與企業合作的課題中來,在項目研究與實施的過程中,讓學生將學到的知識應用于解決具體的工程問題,就可以實現新大綱修訂的宗旨,滿足新大綱的要求。橫向課題是企業在生產過程中或客戶在使用過程中發現和提出來的技術難題,往往具有一定的難度,課題的研究也是一項系統工程,其研究成果可以直接提升產品質量,產生明顯的社會和經濟效益。所以首先需要對研究的對象進行全面的了解、分析、調研與查閱資料,包括設備的結構、功能、使用方法、產品質量的評估等,這方面的研究可以培養學生畫圖、識圖、查閱文獻的能力。確定了詳細的研究方案之后,就要進行課題的研究,該研究過程往往歷時幾個月,甚至一年以上。在此研究過程中,學生需要參與大量的研究工作,可以在教師的指導下將學到的系統知識應用于理論計算,通過對理論知識的復習和應用,了解理論研究的價值,加深對理論知識的理解;學生還可以從事實驗分析和實際測試,不但可以在實驗室對試樣進行試驗,進一步熟悉實驗室儀器與設備的使用方法和技巧,還可以到車間進行實際測量,掌握現代測試儀器的操作和使用,并在試驗和測試完成后,進行數據的處理工作;在試驗研究的基礎上,培養學生利用先進的計算機仿真手段進行優化設計,通過學習先進的三維設計軟件、有限元計算軟件等進行結構的改進設計研究工作,并將計算結果與實驗結果進行對比,及時了解優化設計的效果,從而達到研究的目的。讓學生深度參與課題的研究過程,一方面可以使學生獲得較為全面、系統的學習與訓練。對機械專業學生而言,可以對實驗應力分析、有限元分析、機械振動、機械結構的測試分析以及優化設計等現代設計類的重要課程和知識點有非常深刻的了解;另一方面還可以對企業的產品、要求、技術、研發甚至市場都有比較全面的接觸。這樣對畢業生就業而言,所提供的參與這些企業課題研發的經歷,對企業來說無疑具有極大的吸引力。最為關鍵的是,這些學生一旦進入相關行業,馬上可以發揮很大的作用,能夠獨當一面解決企業面臨的具體工程問題。
四、在項目成果的總結中提高學生的綜合能力
學生通過參與科研項目的研究過程,可以了解企業的技術改進與研發過程,可以應用到所學的很多知識,也可以掌握很多新的思想、理念、方法和研究手段,可以培養動手能力和創新意識,但更為重要的是還需要通過對項目的總結來進一步提升他們的綜合能力和素質。
項目研究過程還包括對研究結果的總結,尤其是需要對照預期的研究指標進行分析與匯總,形成一系列的研究成果。這一過程可以提供學生撰寫總結報告、學術論文與專利的機會。相對于知識的學習和動手能力的培養,我們目前對這種能力的要求不是很高,甚至不作要求,一般總是認為本科生沒有能力獨立撰寫和發表學術論文。但實際上對很多學生來說,只要閱讀過一定數量的科技文獻,再經過一定的指導和鍛煉,加上教師的認真修改,本科生完全可以發表學術論文,甚至是質量較高的國際論文。相對于較為專業的學術論文而言,撰寫專利,尤其是實用新型專利或外觀設計專利,相對來說比較容易,只要鼓勵學生善于觀察、敢于思考、勇于創新,再加上一定的指導,應該可以完成專利的授權,這一點對將來學生在企業工作非常有利。
目前所有大學都越來越重視大學生的第二課堂,對工科學校來說這是培養“卓越工程師”的主陣地,也是培養大學生創新意識和動手能力的主課堂,對拓展學生的綜合素質起到非常重要的作用。學生可以從參與的課題中提煉新的內容,作為大學生課外科技活動項目,也可以將研究成果進行整理,參加各項科技競賽活動,如“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、機械設計創新大賽等。通過競賽調動學生的主動性、積極性、創造性,激發學生的潛能,展示學生的才能。
總之,讓學生參加教師的項目與課題,提供他們走進企業的機會,參加工程項目的測試、分析與優化等綜合性的研究工作,可以增強學生的工程概念與意識,提高與鍛煉學生解決工程實際問題的能力,最終提高學生的社會適應性,成為合格的卓越工程師。
參考文獻:
一、機械原理課程教學現狀
機械原理課程涉及到機構學、機器動力學、機構設計等,對學生數學、物理、力學等基礎知識要求較高,而且機械原理課程具有理論性強、實踐性強,涉及內容廣泛等特點,因此學生在學習過程中會具有一定的困難,給教師帶來一定的教學困擾。
在傳統機械原理課程的教學中,教師為了提高教學效率,往往會直接將機械原理課程的問題、內容及結論直接傳遞給學生,并讓學生通過反復應用和死記硬背的方式,強行記住課程內容。然而這種教學方法會讓學生無法明白結論的緣由以及課程內容中涉及到的公式從何而來,從而導致學生在學習和應用所學內容時,只懂得生搬硬套,不知道結論和公式的意義,不利于培養學生的主觀能動性,并會讓學生漸漸失去學習機械原理課程的熱情。學生被動接受知識的教學方式,且在學習過程中缺乏主動思考,會影響學生的創新能力,與如今我國機械制造業需要創新性人才的要求不符。如今我國主張素質教育,致力于培養學生的創新意識和創新能力,因此機械原理教師需要加強對課程教學結構和教學方法的改進。
二、機械原理課程科學方法及科學思維教育途徑
(一)研究教學法
機械類專業學生在進行機械原理課程的學習時,不僅需要注重掌握課本知識,還需要注重掌握學習過程,從而獲得自主學習的能力。研究教學法主要是通過設置問題,并引導學生進行研究和探討,從而讓學生自主掌握相關知識的教學過程。在設置問題時,要注重問題的新穎性,確??梢砸饘W生的學習興趣。
如教師在進行機構組成教學時,首先可以引導學生了解機構組成原理,讓學生明確基本結構加若干個基本桿組可以組成任何平面機構。隨后教師可以通過多媒體播放一張機械機構的結構圖,并讓學生通過觀看該結構圖,分析此機構能否完成其工作,符合機械機構設計師的設計要求。這種通過將理論與實際結合起來的教學方法,可以很快提起學生的學習興趣,讓學生利用所學知識及課程知識,對該結構圖進行分析和討論,從而活躍了課堂氛圍,并讓學生進入主動思考模式中。教師需要引導學生分析該機構圖存在哪些問題,如何進行改進,讓學生有明確的思考方向,并在該方向中應用發散性思維進行教學內容的思考,并用于在課堂上發表自己對結構圖問題的看法,并提出改進措施。學生學過思考和討論之后,會更加具有學習熱情。
另外教師還可以讓學生通過參觀機構模型,讓學生將課本知識與實際機構模型結合在一起,從而將思維中比較模糊和抽象的知識,形成具象、生動的知識。學生在談論學習和參觀學習之后,會逐漸認識到機械原理是從機械應用逐漸發展而來,在提起學生學習興趣的同時,使學生的思維更加靈活和實際。
(二)理論與實踐結合
機械原理課程具有理論性強、實踐性強等特征,教師不僅需要讓學生掌握理論知識,還需要讓學生通過動手實踐,在提高動手能力的同時,鞏固理論知識。另外學生通過動手實踐,可以針對實際工程中存在的問題進行分析,使學生的思維更加靈活。
如教師在進行連桿機構的解析法運動教學時,如果只進行公示推導和求解,往往會讓學生不知所云,感到教學的枯燥和乏味。此時教師可以讓學生自主進行連桿機構的運動分析,并結合軟件編程,讓學生自主繪制出運動曲線,從而提高學生的實際應用能力,讓學生更加具有學習熱情。
(三)機械創新大賽
我國很多地區和學校都有機械創新大賽,教師可以組織學生成立創新設計小組,讓學生通過自主創新和實踐,設計出具有新穎性和實用價值的機械。為了讓設計小組有更加全面的思考方向,可以讓不同專業的學生給出設計意見,從而有效培養學生的思維創新能力和動手實踐能力。
如2012年曾有學生利用行星齒輪的自傳和公轉,設計出能夠全面無死角清洗鞋面的鞋面清洗機。該機械設計不僅具有創新性,還具有一定的實用價值,并可以讓其他學生進行參考和學習。
(四)論文考核
為了培養學生自主思考能力和創新能力,教師可以學生撰寫科研報告的形式,作為考核方式。學生可以根據教師提供的方向,自主進行課題的研究,并通過查閱相關資料和自主實驗獲得數據,從而撰寫科研報告。該種考核方式可以有效讓學生主動學習和探討,有效培養學生的創新能力,且學生在撰寫科研報告過程中,可以進一步鞏固課本知識。
1.1課程教學體系現狀
《機械設計基礎》課程開設在大學農牧學院的能源與動力工程專業,共有三個模塊,分別為理論教學模塊60學時、實驗教學模塊4學時以及課程設計1周。
1.2教學體系中存在的問題
課堂教學模式陳舊,重講輕練。課堂教學中,教師常過分強調知識的全面性,造成課堂教授內容過多,與學生互動較少,同時沒有給學生留下足夠“學”的時間。例如在講平面四桿機構設計時,課堂時間大部分在講授其設計基本思路與方法,很少講習題,更沒有時間讓學生練習,嚴重阻礙知識體系的掌握。實驗教學條件和內容不完善,學生缺乏參與感。受實驗教學條件的限制,現有實驗教學內容僅包括機械原理認識實驗與機械零件認識實驗,均為參觀性實驗。學生在實驗過程中只能對常用機械零件產生感性認識,而沒有實際動手操作,致使參與感嚴重缺失。課程設計時間短,題目單一,且與實際脫節。課程設計的時間為一周,只能做一個題目,即二級變速器的設計。在這一周的時間內,需對設計的各環節進行分析、計算、選型和作圖等,時間非常倉促,學生非常吃力。加之設計題目與實際脫節,學生對設計內容不感興趣,阻礙了學生設計能力的提高。課程考核方式單一,偏重于理論知識的考核,實驗等實踐內容幾乎不在考核之列,造成學生對實驗課程和課程設計不重視,專心于理論知識的學習,不利于學生機械設計綜合設計能力的提高。
2教學體系改革措施
課堂教學、課程設計、實驗教學是機械設計課程整個教學體系中不可忽略的三個重要環節,本課程的教學改革也應從這三個環節入手。課堂教學應提高教學效率,課程設計應提高學生的工程設計能力,實驗教學應以培養學生的動手能力和創新能力為目的。同時理順課堂教學、課程設計與實驗教學之間的關系,建立多元化的教學體系。
2.1改革課堂教學方法,整合教學內容,提高教學效率
針對教學模式陳舊、重講輕練的現狀,課堂教學應遵循精講多練的原則。在理論授課時精講基本概念、基本理論和基本方法,使知識易于理解、掌握和記憶。同時給學生留出一定的思維空間,避免滿堂灌和填壓式的教學方法。同時課堂教學應多采用現代教學手段,例如對于一些較為復雜的空間模型和機械運動規律的講授,應采用幻燈片、動畫或錄像等方式,更有利于對常用機械零件的結構和特點的認識和掌握。在課程教學體系改革的大背景下,課程教學內容需要整合,應以機械零件設計為主線,以基礎理論側重實用為原則。機械原理和機械零件設計都是以機構運動簡圖為研究模型建立機械運動簡圖,因此應把結構分析,機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號,機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。對于機構原理部分的內容,過去主要是采用講授圖解法。隨著計算機輔助機械設計的應用與推廣,其教學內容應該以講授解析法為主,并增加計算機輔助機械設計的內容,向學生簡單介紹AutoCAD的操作知識以進行機械設計,課后要求學生利用計算機完成簡單機構的設計任務。對于機械傳動和零件設計,應盡量減少理論計算公式的推導,增加零件細部結構的設計介紹和常用設計參數的選取原則的介紹,并加強對機械組合的介紹,比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等。多向學生介紹機械方面的新發展、新思路,以開闊學生的眼界。此外,參考教材的選用應著眼應用性和先進性。將版本較老、內容較難的教材改為內容較為簡單、學生感興趣、應用型強的教材。
2.2完善實驗條件,注重實驗教學,重點培養學生的動手和創新能力
針對學生對本課程的學習積極性很高,但學習很吃力的現狀,分析其原因,主要是因為學生對理論推導的課程內容有所排斥。但學生對事物的感性認識能力較強,且比較愛動手操作。應對實驗條件和實驗教學內容做出調整。例如建設機械設計綜合實驗室,購買機械設計課程相關教學儀器設備,用于滿足教學實驗條件,并在維持總學時(64學時)不變的情況下,大幅加大實驗學時所占的比例。其中,理論學時由60學時壓縮至36學時,實驗學時由4學時增加至28學時。為增加學生對機械機構的操作能力和創新能力,實驗教學在課程教學中所占的比例大幅增加,實驗教學內容也有了相應的調整,包括認識實驗、操作實驗和創新實驗。其中,認識實驗主要是參觀機構工作原理,4個實驗共8學時;操作實驗主要是常用機械模型的制作,3個實驗共14學時;創新實驗主要是根據學生的興趣進行機械模型創新設計,1個實驗共6學時。
2.3健全課程設計內容,全面提高學生機械設計能力
機械設計課程設計是提高學生機械零件設計能力的一個重要環節。課程設計給定的時間短,涉及知識面廣,完成的內容多,計算量大,繪圖工作繁重,有時一個普通的傳動方案就需要幾個小時甚至幾天的時間。鑒于該現狀,應使課程設計的題目多樣化,并給出設計功能要求,讓學生根據自己的興趣選題并擬定結構方案,指導教師給出合理建議,并盡量借助于現代設計手段、設計方法指導學生完成課程設計任務。在課程設計過程中,要求學生在手工計算的基礎上,完成裝配草圖設計,并運用CAD軟件完成裝配工作圖和零件工作圖的繪制。這樣不僅能使學生在學習期間接觸和掌握計算機輔助繪圖技巧,又可以加深學生對行業標準和設計規范的理解掌握,全面提高學生的機械設計能力,為其今后從事設計工作打下良好基礎。
2.4考核形式多樣化,全面考察學生的學習成果
傳統的機械設計課程的課堂教學多,考核多以閉卷考試為主,因而導致學生對實驗、設計不感興趣,偏重于書本知識的掌握,形成了“高分低能”的不良現象。而社會的發展要求學生具有理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力,因此,課程的考核形式應多樣化,以全面考察學生的學習成果為目的,不能單純以書面考試為主。按照這一思路,課程的考核形式也應作出相應的調整。例如新制定的考試方案中,閉卷(或開卷)考試占30%,實驗完成情況占30%,課程小論文占20%,平時表現占20%。其中,閉卷(或開卷)考試內容為課堂教學的重點及難點;實驗成績包括實驗模型制作水平、實驗積極性及實驗團隊合作情況;學生可自行擬定課程小論文題目及內容,但論文中必須能反應學生對本課程結構體系的認識及學習感受(需對課程教學提出合理建議或意見)或對課程某一典型章節(典型機械結構)的深入理解;平時表現包括課堂教學及實驗教學出勤率、學習積極性及作業完成情況。
3結論
3.1《機械設計基礎》課程教學體系的改革應從課堂教學、課程設計和實驗教學三個環節著手,應理順課堂教學、課程設計和實驗教學之間的關系,建立多元化且結構合理的教學體系。
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09274數字印刷(實踐)
義烏工商職業技術學院
057983803592
3100701護理學
02896病原生物學與免疫學基礎實驗
02900生理學實驗
02902病理學實驗
10268人體解剖學實踐
10285藥物學(一)實踐
10288生物化學(三)實踐
10289護理學基礎實踐
10290內科護理學(一)實踐
10291外科護理學(一)實踐
20022臨床考核(面試)
浙江大學
ce.zju.edu.cn0571-88981102
3100803中藥學
03036有機化學(四)實驗
03039中藥化學實驗
03041中藥鑒定學實驗
03043中藥炮制學實驗
03045中藥藥劑學實驗
浙江中醫藥大學
0571-86613544
4020105金融
10103公司報表分析
10218統計學概論實踐
10270金融專科畢業論文
浙江財經大學
0571-88923845
4020166會展策劃與管理
08723會展策劃與組織實踐
08724會展項目管理實踐
08726會展客戶關系管理實踐
08728會展信息技術實踐
08730會展經典案例分析(實)
08731會展設計實踐(實)
浙江樹人大學
057188297197
4020201工商企業管理
05857商務溝通與談判(實)
10216工商企業管理??茖n}調研
10218統計學概論實踐
10222基礎會計學實踐
浙江工商大學
0571-88071024-8305
4020203會計
06131電算化會計信息系統(實踐)
10217會計??飘厴I設計
10218統計學概論實踐
10222基礎會計學實踐
浙江財經大學
0571-88923845
4020211飯店管理
08640飯店禮貌禮節(實)
08643客房與前廳服務技能(實)
08644餐飲服務技能(實)
10097畢業實習報告
10271飯店康樂服務技能(實)
10272飯店管理實務(實)
浙江商業職業技術學院
0571-58108373
4020234物業管理
05568房屋機電基礎知識實踐
05569房屋維修與管理(實踐)
浙江工業大學
0571-88320108
4020311空中乘務
00510秘書實務(實踐)
01429民航乘務英語(實踐)
01432空中乘務基礎(實踐)
01434形體訓練(實踐)
01435普通話與播音技巧(實踐)
01611溝通技巧(實踐)
03920茶藝實訓(實踐)
03957形象塑造(實踐)
04572民航安全與應急處理(實踐)
04575航空服務技能實訓(實踐)
09420航空服務禮儀概論(實踐)
浙江育英職業技術學院
057186877035
4050102秘書
00347辦公自動化原理及應用實踐
00510秘書實務(實踐)
00903電子商務案例分析(實踐)
03334電子政務概論實踐
10251公關禮儀實踐
10252公共關系口才實踐
浙江工商大學
0571-88071024-8305
4050224韓國語
01106韓國語會話(實踐)
01107韓國語聽力(實踐)
06916韓語綜合技能考核(實踐)
09268外貿單證操作(實踐)
浙江樹人大學
057188297197
4050226商務英語
00094外貿函電(實踐)
00593聽力(實踐)
00594口語(實踐)
05857商務溝通與談判(實)
溫州職業技術學院
057788373414
4050303公共關系
00510秘書實務(實踐)
00638企業形象與策劃(實踐)
01611溝通技巧(實踐)
04106公共關系實務(實踐)
中國計量學院
0571-86875601
4050402服裝藝術設計
00673素描(二)(人物線描為主)
00674色彩
00675構成(平面、色彩、立體)
00676基礎圖案
00678服裝效果圖
00679服裝工藝
00680服裝結構設計
00681服裝款式設計
00682服裝CAD(一)
00684服裝紙樣放縮
10091畢業設計
浙江科技學院
0571-85121904
4050404工業設計
00694設計素描
00695設計色彩
01594基礎構成
01596效果圖表現
01607設計初步
01608產品CAD
01609產品工藝基礎
01610結構基礎
03842工業設計??茖I專題設計
04107機械制圖(三)(實踐)
06217人機工程學
07943工業設計??茖I綜合設計
10211工業設計??茖I畢業設計及論文
中國美術學院
0571-86652216
4050405室內設計
00640平面廣告設計
00673素描(二)(人物線描為主)
00674色彩
00675構成(平面、色彩、立體)
00692計算機輔助圖形設計
00705表現圖技法
00709室內設計
00713字體設計
00714插畫技法
00715包裝結構與包裝裝潢設計
00718標志設計
10072攝影
10074室內設計制圖
10075環境設計
10077企業形象設計(CIS)(實踐)
10078畢業設計
浙江科技學院
0571-85121904
4080301機械制造及自動化
02183機械制圖(一)(實踐)
02186機械設計基礎實驗
02188電工與電子技術實驗
02190機械制造基礎實驗
02192機械制造技術實驗
02195數控技術及應用
03197理論與實踐(畢業設計)
10278三維CAD設計與實踐(實)
10280互換性與測量技術基礎實踐
浙江工業大學
0571-88320108
4080304模具設計與制造
01619機械工程基礎實踐
01621模具材料與熱處理實踐
01623冷沖壓工藝與模具設計實踐
01625模具軟件(UG)實踐
01627模具軟件(PRO/E)實踐
01629模具數控加工實踐
01631級進模與自動模實踐
01633壓鑄模及其它模具實踐
02183機械制圖(一)(實踐)
02221塑料成型工藝與模具設計實踐
05512現代模具制造技術實踐
10213模具設計與制造??茖I畢業設計
杭州職業技術學院
0571-86916822
4080306機電一體化
02183機械制圖(一)(實踐)
02195數控技術及應用
02231機械制造實驗
02235電子技術基礎(一)實驗
02359單片機原理及應用實驗
10080電氣控制及PLC技術實驗
10082CAD/CAM技術(實踐)
10083綜合設計
寧波大學
0574-87220028
4080701計算機及應用
00343高級語言程序設計(一)實驗
00895計算機與網絡技術基礎(實踐)
00901網頁設計與制作(實踐)
02121數據庫及其應用實驗
02317計算機應用技術實驗
04731電子技術基礎(三)實踐
07871多媒體應用技術(實踐)
08418網絡信息資源與利用(實踐)
10293面向對象程序設計JAVA(實踐)
寧波大學
0574-87220028
4080744數控技術應用
01667數控加工工藝及設備(實踐)
01668機床設備電氣與PLC控制(實踐)
02183機械制圖(一)(實踐)
02188電工與電子技術實驗
04081計算機輔助制造技術(實踐)
04110公差配合及測量(實踐)
05788數控編程(實踐)
05790數控機床操作(實踐)
07998數控技術應用畢業實習與考核(實踐)
溫州職業技術學院
057788373414
4080765計算機控制技術
01641電器與電機實踐
01643可編程控制器(西門子)實踐
01645單片機原理與接口技術實踐
01646組態控制技術
01647變頻器原理及應用
01648觸摸屏應用基礎
01650電器控制與PLC實踐
02151工程制圖(實踐)
02270電工原理實驗
04731電子技術基礎(三)實踐
10214計算機控制技術??茖I畢業實習
杭州職業技術學院
0571-86916822
4081322食品質量與安全
01617食品質量與安全專科專題調研報告
02065無機及分析化學實踐
02067有機化學(二)實踐
02518食品微生物化學實踐
03247食品分析技術實踐
03789食品生物化學實踐
03796食品工藝學實踐
07854儀器分析(三)實踐
10212食品質量與安全??茖I畢業實習
中國計量學院
0571-86875601
4081702汽車運用技術
02188電工與電子技術實驗
03986汽車故障診斷與檢測實踐
05876汽車發動機構造與維修實踐
05878汽車底盤構造與檢修實踐
05880汽車電氣設備與維修實踐
10191畢業實習
10284汽車電腦控制系統(實)
浙江交通職業技術學院
浙江師范大學
0571-88174012
0579-82282367(cjy.zjnu.net.cn)
4082207計算機信息管理
01264Visual basic 數據庫應用實踐
02317計算機應用技術實驗
02383管理信息系統實驗
02651綜合作業
04755計算機網絡技術實踐
06628網站建設與網頁設計實踐
10281Visual Basic 程序設計(實)
浙江工業大學
0571-88320108
4082209建筑經濟管理
02276計算機基礎與程序設計實驗
02390建筑材料實驗
02397混凝土與砌體結構課程設計
02656建筑施工(二)課程設計
04228工程量清單計價實務(實)
10282建筑制圖(實)
浙江工業大學
0571-88320108
4082238產品質量工程
01613機電產品質檢技術實踐
中國計量學院
0571-86875601
4090114園林
00113測量學(實)
01441計算機輔助園林設計(實)
02429園林植物栽培管理(實踐)
02559園林設計(實)
02691花卉學(實)
03697盆景與插花藝術(實)
06640園林規劃設計(實)
06641園林工程(實)
06787園林樹木學實踐
浙江農林大學
0571-63741669
4100801藥學
03025生物化學及生化技術實驗
03030藥劑學實驗
03032藥物分析實驗
10068畢業實習及考核
10108藥物化學實驗
10109藥理學(二)實驗
浙江醫藥高等專科學校
0574-88222703
5090504淡水養殖
11788漁業資源調查(實踐)
11974常見魚病診治技能實訓(實踐)
11975水產動物餌料配制技術實訓(實踐)
11976名優魚類養殖技術實訓(實踐)
11977淡水養殖??茖I畢業考核
浙江廣播電視大學
057188983038
5090638農產品營銷
11948農產品經紀人技能(實踐)
11950農產品市場調查(實踐)
11951農村專業合作社專題(實踐)
11952地方特色農產品營銷策劃(實踐)
11953農產品營銷??飘厴I考核
浙江廣播電視大學
057188983038
5090639社區管理
04106公共關系實務(實踐)
11956社會調查專題(實踐)
11957民事調解方法與實踐(實踐)
11958社區管理實務(實踐)
11961社區管理專科畢業考核
浙江廣播電視大學
057188983038
5090640農家樂經營與管理
08644餐飲服務技能(實)
11952地方特色農產品營銷策劃(實踐)
11966服務禮儀實訓(實踐)
11967家庭旅館服務實訓(實踐)
11968農家樂旅游調研(實踐)
11970農家樂經營與管理??飘厴I考核
浙江廣播電視大學
057188983038
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2016年自考報名時間及入口匯總(全年)
2016年自考時間安排匯總(全年)
關鍵詞 機械設計基礎;創新能力:TRIZ理論
中圖分類號 G642.0
文獻標識碼 A
文章編號 1005-4634(2012)05-0081-03
0 引言
《機械設計基礎》是天津城市建設學院非機類專業學生所學的一門專業基礎課,主要研究機械的常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本設計理論和計算方法,具有較強的理論性、實踐性和應用性。現代社會需要具有創新能力的人才,所以結合天津城市建設學院非機類專業特點,并針對本課程特點,提出具體的改革方式來加強學生創新能力的培養。
1 《機械設計基礎》課程中存在的問題
《機械設計基礎》課程通常采用課堂教學、實驗和課程設計方式實施教學。如今的教學中存在以下問題。
1)教學內容多,課時少;
2)教學模式比較陳舊,現代教育手段得不到正確使用;
3)學生的自主性和創新性差;
4)實驗教學環節重理論、輕實踐;
5)學生對課程設計的重視度不夠、依賴性強,無創新性。
總體而言,現在的學生會背書、有技能,但缺乏創新能力。因此,在《機械設計基礎》課程教學中,培養學生掌握設計的基本原理和最新方法,還應注重培養學生的創新能力。創新思維的探索在國內外從沒有停止過,并已取得許多可喜的成果,如試錯法、頭腦風暴法、形態分析法、焦點對象法、多角度思考法、檢核表法等。但上述創新方法基本以心理機制為基礎,且邏輯性不嚴密。TRIZ是前蘇聯G.enrich S.Altshuller和他的同事,經過50多年對數以萬計的專利文獻和自然科學知識進行研究、整理和歸納,最終建立的一整套系統化的、實用的、解決發明問題的理論和方法體系。TRIZ理論的原理、法則、程序、步驟、措施等,來源于人類長期探索與改造自然的實踐經驗的總結,具有嚴密的邏輯性,而且應用的有效性較高。ZLOTIN把知識從0級到4級分為了5個等級(0級最低,4級最高),不同級別的知識可以用于解決不同級別的問題,如表1所示。使用TRIZ理論解決問題時,其步驟如圖1所示。
2 《機械設計基礎》課程改革措施
充分考慮天津城市建設學院教學的實際情況和本課程特點,基于TRIZ,對《機械設計基礎》課程提出具體的改革措施。
1)優化教學內容,構建培養創新能力的教學體系。(1)選取來源于現實生活的教學素材,并使教學內容貼近非機類各專業方向;(2)傳統和現代技術手段相結合,注重教師的引導作用,采用學生的融入式教學;(3)融入TRIZ理論,如講解齒輪機構在當今國內外的發展狀況時,引導學生采用TRIZ理論中40個發明原理中的問題模型進行分析:應用最廣的是直齒漸開線齒輪,但其壽命短、承載能力有限。因此,人們嘗試在同樣厚度的齒輪上,增加接觸線長度的斜齒,即斜齒輪。但斜齒輪在傳動過程中,易產生對傳動系統不利的軸向分力,所以,誕生了人字齒輪,可是人字齒輪的加工復雜。同時,講解齒輪機構的設計及其在生活中的應用時,穿插TRIZ理論及其有關的創新實例,并讓學生在課堂及課后應用TRIZ理論進行思考,啟發學生在原有基礎上不同角度的創新。
2)優化實驗內容,培養學生創新能力。(1)組織學生拆裝與專業相關的機器,為學習專業課打下良好基礎;(2)開設創新性和綜合性實驗…,如機構創意設計實驗,主要對常見的機構進行創意組合,由學生自己設計機構用途和機構簡圖,再根據其機構簡圖搭建機構,并分析其合理性。在實驗中,學生可使用TRIZ理論中的合并、分割、嵌套、替代等發明原理,解決設計的機構如何達到機構功能的要求;(3)從各自專業出發,鼓勵學生構想出一些新的機構、機器或對現有機器的不合理部分提出改革設想,然后進行設計并付諸實施。
3)改革課程設計的教學模式,加強學生創新設計能力的培養。(1)組成興趣設計小組,讓學生在設計過程中對現有的問題提出創新性解決方案;(2)TRIZ理論中的39個標準工程參數與機械產品有著非常密切的關系,所以,課程設計中要以學生為主,教師只起指導作用,引導學生將TRIZ理論中的39個標準工程參數應用到課程設計中,為以后的實踐性工作打下基礎;(3)重視答辯。
4)構建第二課堂,培養學生的創新能力。結合專業優勢,鼓勵學生積極參與教師課題和各級挑戰杯及創新大賽。(1)參與教師課題,使學生接觸學術發展的尖端知識,并增加他們的求知欲和探索欲;(2)對于各種競賽活動,采用自主研究模式,即由教師指導學生應用TRIZ理論提出問題和解決問題,搜集資料制定研究計劃,最后提交研究成果(論文或生產成品)。自始至終,指導教師不應直接參與其中,更不應把自己的觀點強加給學生,只在必要時給予一定的技術指導。
在參加天津市高校第二屆機械創新設計大賽的時候,學生提出問題:出門需帶東西多時,只有拉桿箱和塑料袋為伴,可是塑料袋提東西重了手會疼,拉桿箱拖東西輕松,但是不方便攜帶。這個問題屬于TRIZ理論中的物理沖突,即為了實現某種功能,一個子系統或元件應具有一種特性,但是同時出現了與該特性相反的特性?,F在要求既能載重物,又要攜帶方便。在TRIZ理論中,Mann曾經提出:解決物理沖突的分離原理與解決技術沖突的發明原理之間存在關系,對于一條分離原理,可以有多條發明原理與之對應,如表2所示。
所以,上述問題屬于時間分離,根據表2中的發明原理15動態化:使一個物體或其環境在操作的每一個階段自動調整,以達到優化的性能。按照此原理,學生設計了多功能小拖車,鋁合金材料,折疊前尺寸為95×35cm,折疊后尺寸為40×35cm,如圖2所示。小拖車功能如下:
(1)拉桿的伸縮設計(如圖3)。伸縮設計可自由調節拉桿長度,當老人使用時,調節到拐杖的長度,用于老人暫時的站立休息;
(2)底板旋轉設計(如圖3)。底板沿水平面旋轉90度與拉桿成一條直線,拖車可被折疊;
(3)底板腿的伸縮設計(如圖4)。底板腿的伸縮設計使拖車折疊成小板凳,走路累的時候可以坐在上面休息。
3 結束語
將上述改革措施應用到天津城市建設學院各專業的《機械設計基礎》課程教學中,經過近兩年的實踐,取得了良好的效果。
1)充分調動了學生學習《機械設計基礎》課程的積極性和求知欲,提高了教學質量;
2)提高了學生分析問題與解決問題的能力,為專業課程的學習打下了良好的基礎;