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[关键词]精度设计 培养方案 教学实践 改革
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A
引言
机械产品往往由于丧失精度而报废,周期性检修的实质就是对其精度的检定和修复,没有足够的几何精度,机械产品就失去了使用价值。因此,从理论上讲,无论何种生产类型、何种功能要求,都应该对零件的几何要素提出精度要求。精度设计用以确定机械各零件几何要素的公差。机械产品的精度设计是联系产品使用性能和生产制造过程的桥梁[1],精度设计给定的公差等级、采用的公差原则对生产设备的选择、工装夹具的设计和制造、检验方法的制定等方面有着决定作用,它直接影响着生产成本的高低,进而影响着产品的市场竞争能力。
《互换性与测量技术基础》是高等院校机械类、仪器仪表类和机电相结合类各专业必需的主干技术基础课程[2],涵盖了几何精度设计与检测两方面的内容。在几年的教学实践中发现以下问题:
(1)学生没有充分意识到几何精度对机械产品使用性能的重要性。在课程设计和毕业设计时,只做完系统设计与参数设计,精度设计基本就没做或者很少做。
(2)学生不具备相应的精度设计能力,不能灵活运用所学的相关知识进行机械产品设计。在课程设计和毕业设计时,精度的确定并没有考虑产品的性能要求和生产成本之间的关系,所做的设计在目前生产条件下无法制造生产,或者造成生产成本的增加。
(3)学生不能正确运用设计标准和规范。比如,在齿轮的设计中,图纸表达不完善,参数表只有结构参数的内容,而没有精度参数的内容,甚至没有参数表;标准件并没有按照国家标准选用规格;已废除的国标仍在使用。
鉴于此,作者对课程教学进行研究,并进行大胆尝试与改革。
一、建设课程群,确立精度设计地位
课程群是为完善同一施教对象的认知结构,而将本专业或跨专业培养方案中若干门在知识、方法、问题等方面有逻辑联系的课程加以整合而成的课程体系[3]。以实现学生综合设计能力、创新能力为培养目标,把“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“互换性与测量技术”4门课程的各教学环节进行优化重组融合,形成机械类专业基础课群。机械产品的设计过程通常可分为三个阶段:系统设计、参数设计和精度设计[4]。如果说系统设计为机械产品的一次设计,那么精度设计就是系统的三次设计。系统设计以整机的功能为目标而进行的机械基本工作原理和总体布局设计,是运动学的设计,主要由机械原理课程承担;参数设计以保证系统的能量转换和工作寿命来确定机构各零件几何要素的公称值,由机械设计课程承担;精度设计以保证机械产品的性能要求同时考虑制造的经济性来确定机械各零件几何要素的允许误差,由互换性与测量技术课程承担。
通过分析,互换性与技术测量课程的教学内容应该以精度设计为主线,以提高精度设计能力为目标,和机械原理课程及机械设计课程共同研究机械产品的设计。
二、设计性能检测实验,增强精度设计意识
在几年的教学实践中发现,学生能够理解机械结构参数对机械性能的重要性,却认识不到几何精度对机械性能的重要影响,甚至错误的认为机械设计就是做系统设计和参数设计,认为精度无关紧要。
为了更好的帮助学生理解几何精度设计在生产实际中的应用,体会几何精度对机械产品性能的重要影响,增强学生综合运用知识能力,强化机械设计、几何精度和机械制造之间的相关性,指导毕业生研制出机械性能检测实验台,使学生通过实验,切身体验几何精度对机械产品性能的影响,增强精度设计意识。
本实验台的整体结构系统图如图1所示:
图1:机械性能检测实验台整体结构系统图
直流电机作为动力通过一个一级传动机构驱动发电机工作,并设计的检测系统(传感器、采集卡、PC机自行开发的测试系统)对其性能指标进行检测,如传动效率、振动、噪声、温度等。传动机构的主要零件是可以拆装的,同时,主要零部件配备有多套(结构参数相同,仅精度不同)。实验时,学生组装不同精度的传动机构,进行整机运行,通过测试性能指标比较来反映整机的运行性能。
通过本实验可以加强学生对几何精度影响产品使用性能的主要认识,增强工程意识,并通过此综合实验培养学生综合运用所学相关知识的能力。
三、进行综合设计,提高精度设计能力
依据机械类专业教学计划,机械原理课程和机械设计课程及互换性与测量技术课程一般都安排有相应的2~3周的课程设计。课程设计一般要求学生在相对集中的时间内运用所学的相关知识完成一个具体的小设计[5]。目前,一般教学安排都是每门课程独立安排相应的课程设计,而这样做的结果对学生造成一种误导,形成“机械设计就是系统设计”,或者“机械设计就是参数设计”,“质量(使用性能)是检验出来的”等错误认识;同时也不能增强学生综合设计能力的培养;另外,也不利于“培养学生的工程实践能力和创新能力”教学目标的实现。以至于做毕业设计甚至在实际工作中,出现图纸表达不清楚、不合理、不符合规范,或者设计出来的产品依据目前的生产条件根本没法生产或者是生产成本过高等问题。
针对以上问题,把机械原理课程设计、机械设计课程设计及互换性与技术测量课程设计进行优化、整合。以培养综合设计能力为目标,进行综合性课课程设计。
(一)课程设计内容优化改革
目前,机械设计课程设计所做的机械产品设计基本上都是只考虑系统设计和参数设计,至于精度设计,基本就没做或者做的很少,有的只是在图纸上参照相关的设计做了些公差标注,至于为什么要选用这些精度项目?为什么要确定如此精度?学生基本就不知道。
曾经针对此问题,提出在互换性与测量技术课程设计调整精度设计的内容,让学生各自找出自己所做的机械设计课程设计,对整个设计进行完善。学生在系统设计和参数设计的基础上进行精度设计,并对前期的错误进行更正,形成完整的机械产品技术资料。
通过此项改革,提升了学生对精度设计在机械产品设计的重要性认识,但是,这样就会由于工作的不连续就耽误了很多时间。首先,对机械设计课程设计、机械原理课程设计、互换性与技术测量课程设计时间进行调整,调整为同时进行;然后,对其设计内容进行整合,取消原来的独立课程设计,实行综合课程设计,涵盖系统设计、参数设计、精度设计等内容。
(二)选题来源于工程实际
目前,机械设计课程设计题目大多是“一级或二级齿轮减速器”的设计,它涵盖了“机械设计”课程中大部分内容,有助于学生加强相关的知识的综合运用能力,但这样就出现题目单一化,不能充分调动学生的创新意识。通过对以往的课程设计答辩情况来看,部分学生曾出现抄袭现象。基于此,课程设计的选题来源于工程实际,解决所在城市厂矿的实际问题。根据任务的大小对学生进行分组,使学生协同完成整个设计任务,而所做设计是否能满足实际需要,可以直接在生产中得到检验,在工程实际中体会精度设计与生产性能及生产成本的关系,增强学生的工程意识。另外,设计要变为产品,图纸是设计工作者和制造工作者之间的沟通语言,这样,图纸的表达必须规范。学生在实际工程中体会图纸表达规范化的重要性,并能运用国标进行规范化设计。
四、改革考核办法,激发学生学习动力
以往,对于课程设计的考核方法是“考勤(10%)+报告(20%)+答辩(70%)”,这种考核办法能够使老师对学生的知识及素质得到全面的考核。但对学生来说有种“课程到此为止”的感觉,学生只知道自己的一个综合分数,并不知道自己掌握的相应知识到何种程度,是否满足工程实际所需?或者对于实际工程,还需要哪此方面的知识?其它同学是个什么样的水平?
一种理想的课程考核模式,应该能够全面、正确、有效地实现检查评价、教育激励、诊断反馈和导向等多种功能[6,7]。因此,在对精度设计进行考核时,采取了以下措施:
1.学生作为评委对学生进行答辩。这时,老师只是作为场外指导,对学生解答不了,而对他们的能力提升有关键作用的知识点做出解释和阐述,同时也从学生的答辩时所提的问题及回答情况对答辩学生和答辩评委的知识和能力掌握程度做出全面判断。
2.指导老师和学生进行互动,并做总结。在答辩进行完毕,指导老师就精度设计和学生进行互动,学生在互动中调动学习的积极性,并能对知识理解的更深刻。然后通过老师的总结,使学生对精度设计的脉络有个更清楚的知识,能够掌握精度设计的要领,并能体会精度设计在机械产品设计中的地位。从而激发学生学习知识的积极性和动力。
五、结束语
精度设计作为机械产品设计的一个重要环节,在理论教学与实践教学中应该加强学生精度设计能力的培养。近年的教学实践,学生精度设计能力有了很大的提高,为以后的毕业设计和工作打下良好的基础。
[参考文献]
[1]王永泉,马秋生,潘艳波.机械产品精度设计与生产成本的关系[J].机械设计与制造,2005(5):147~148.
[2]王伯平.互换性与测量技术基础(第3版)[M].机械工业出版社,2009.
[3]李慧仙.论高校课程群建设[J].江苏高教,2006(6):73~75.
[4]杜文华,郑江.机械基础系列课程教改中机械精度设计的实现[J].华北工学院学报(社科版),2004,20(3):89~91.
[5]刘小康,余洁冰.工科学生课程设计与综合素质培养[J]. 高教探索,2009,(5):133~134.
[6]施军.高校考试制度改革的若干思考[J].江苏高教,2003,(5):57~59.
关键词:工程案例教学;机械设计;应用
作者简介:于克强(1978-),男,黑龙江海林人,黑龙江科技大学机械工程学院,讲师;陈国辉(1979-),男,山东烟台人,黑龙江科技大学机械工程学院,讲师。(黑龙江 哈尔滨 150022)
基金项目:本文系黑龙江科技大学教学研究项目(项目编号:JY13-66)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0080-02
机械设计课程是高等工科学校机械类本科专业的一门主干技术基础课,是学习专业课程和从事机械产品设计的必备基础。它对后续相关专业课程的学习起到了承上启下的作用。本课程以机械系统设计为主线,打破传统机械原理课程和机械设计课程的界限,从认知规律出发进行教学内容和实践环节的整合与提高,使基本机械设计知识完备,突出创新设计和现代机械系统总体方案设计的训练。机械设计课程的培养目标是通过课程的学习使学生具有较强的机械创新设计能力、工程实践能力。机械设计课程和其他先修课程最显著的区别是实践性非常强,绝大多数内容与生产、生活实际密切相关。因此很多内容只有结合工程实际的案例讲解才能达到好的教学效果。
一、工程案例教学的特点
工程案例教学的最显著特点是利用工程实际、日常生活实际中典型机械或典型机械的零部件作为讲解相关机械设计内容的一种案例,然后通过案例提出问题,引导学生分析、讨论,最后由教师总结,达到使学生牢固掌握相关内容的目的。在引导学生学习知识的同时给了学生充分的自由,促进了学生的主动性,学生成了教学活动中的主体,改变了教师讲、学生听的传统的以教定学的教学模式,创造了学生主动参与、自主合作、探索创新的新型的学习模式。工程案例教学的特点总结起来有三个特点,即:直观性、典型性、系统性。[1]
二、工程案例教学在机械设计教学中的应用
1.机械设计课程工程案例教学的步骤
(1)工程案例教学前期准备阶段。前期准备阶段包括教师的准备工作和学生的准备工作两个方面。教师的准备工作是精选工程案例,认真了解学生的背景与学习状况,教师在学生学习过程中营造适于讨论的教学气氛,制定工程案例教学进行的计划,并且对于工程案例教学法进行的模式、应该注意的事项以及学生可能会有的反应应事先做好充足的准备与规划。另外,教师应提前给学生列出一些思考题,让学生有针对性地开展准备工作。学生的准备工作是学习前熟悉案例相关的知识点、阅读案例材料,查阅指定的资料和读物,搜集必要的信息。学习中要参与案例的讨论,积极思索,初步形成关于案例中的问题的原因分析和解决方案,学习后要能与同学分享学习的心得。
(2)工程案例教学讨论阶段。讨论阶段包括班级小组讨论和班级集中讨论两个过程。班级小组讨论是将学生划分为几个小组,小组成员要多样化,这样他们在准备和讨论时表达不同意见的机会就多些,学员对案例的理解也就更深刻。通过小组讨论明确小组成员各自的任务,小组成员以自己有效的方式组织活动,教师不进行干涉。班级集中讨论是工程案例教学的中心环节。一般按摆事实、找问题、查原因和做决策这几步进行。[2]班级所分的几个小组各派出1个代表陈述本组对案例的分析和结论,发言时间控制在10分钟,每个小组发言后都应该解答其他小组提出的问题。在课堂讨论结束前,教师要结合课程教学的内容说明该案例所涉及的课本理论,还应就教学目的进行讲解说明,并就有关要点归纳总结。
(3)撰写总结报告阶段。总结报告是学生根据讨论的结果和教师最后总结的内容写一份总结报告。总结报告内容一般由设计思路、基本步骤、得出的结论等构成。
2.机械设计课程工程案例教学的应用
案例是实施案例教学的前提条件之一。案例选择要围绕课程教学目标和专业培养方向,并考虑学生的现状和特点。[3]下面就以机械设计课程中的锥齿轮部分教学实例说明工程案例教学在机械课程中的应用与实践。
齿轮传动部分内容是机械设计课程中非常重要的部分,在以往内容的讲解过程中直齿轮和斜齿轮部分学生理解起来相对容易一些,但是锥齿轮部分由于应用相对较少,而且结构相对复杂,所以学生对锥齿轮的内容掌握有些困难。
(1)前期准备阶段。案例选用以往完成的项目中升降机部分为例。该装置是摇动手柄通过锥齿轮将水平运动变为竖直运动,然后通过梯形螺旋机构来使上端转台上升或下降。升降机部分平面图见图1。
授课班级为机电1班,班级共35人。班级大部分学生学习很认真,中等生占70%左右。根据班级学生学习情况将班级分为5组,每组7人,让学生主要针对机构中锥齿轮的工作情况讨论锥齿轮的结构、特点、定位、安装注意事项以及轴交角的作用等内容。在讨论前给学生提出两个思考题:若由安装或制造误差导致两轴心线不垂直即两锥齿轮轴交角∑≠90゜怎么处理?水平轴为什么设计成锥齿轮轴的形式而不是设计成用键联接的形式?另外,让学生预先了解该装置的工作原理和结构特点以及锥齿轮在装置中的作用,并准备好工具进行拆卸升降机。
(2)讨论阶段。首先进行小组讨论阶段,每个小组选出一个组长负责管理,小组里每个成员都要发表意见,针对不同意见进行讨论,然后由组长再进行整理总结拿出最后意见和结论。班级集中讨论阶段主要是将班级的这五个小组集中在一起,让他们每组的组长阐述本组的意见和结论,找出其中的相同点和不同点。对于不同点再进行讨论得出最后的结论,并记录讨论过程。讨论后教师针对讨论情况作出归纳总结,并在此基础上详细讲解有关锥齿轮传动的理论知识。
(3)撰写总结报告阶段。学生根据讨论的过程记录、讨论的结果和教师最后总结的内容写一份包含设计思路、基本步骤、得出的结论等内容的总结报告。
3.工程案例教学方法应用注意事项
(1)好案例是提高工程案例教学效果的基础和前提。在选择案例时一定注意案例的内容和机构要与授课内容紧密相关,且原理和结构简单,学生容易理解,最好是能使学生感兴趣的案例,这样能激发学生的学习兴趣。
(2)工程案例讨论要注重过程。学生由于学习成绩的好坏或对相关知识的掌握程度不同,所以对案例的分析程度和结论会有很多不同点,教师应做好启发、引导学生,营造轻松、和谐的课堂氛围,消除紧张心理,使学生大胆参与案例分析、讨论。特别要注意的是在学生对案例进行分析、讨论过程中,即使学生的分析、回答是错误的,教师也不应急于纠正,而是尽量让学生自己通过讨论、分析得出正确的结论。
(3)要针对讨论过程进行评价。案例分析过程的评价要主要针对讨论过程进行评价,而不能只从最后的结果得出评价结论。主要是针对学生讨论过程中发言次数、认真思考程度、对知识的掌握程度和最后总结报告等内容进行分项打分,最后得出总成绩。
三、工程案例教学在机械设计教学中的意义
工程案例教学引入很多科研项目和工程上的一些应用实例。这些都是和所讲内容密切相关的案例。通过案例分析不仅可以提高学生对所学知识的理解能力,而且可以提高学生分析问题解决问题的能力,帮助学生活学活用所学的知识。
工程案例教学提供了一个轻松、和谐的课堂氛围,而且为学生提供了一个陈述和表达自我思想和观点的机会。学生们在所有案例讨论中了解到所学知识的一些工程应用,无疑对他们将来的职业生涯会有很大帮助。
工程案例教学改变了以往教师一言堂的形式,激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。
四、结束语
教学实践表明,工程案例教学缩短了理论教学与生活实际的差距,把抽象的理论具体化,并可实现三方面能力的提高,有利于提高学生理论联系实践能力,有利于提高学生分析、解决问题的能力,有利于提高学生机械创新设计的能力。通过在黑龙江科技大学机械设计课程的教学实践,表明工程案例教学的融入大大提高了学生的学习兴趣、学习成绩和实践动手能力,在学校举办的慧鱼大赛中学生也取得了骄人的成绩。
参考文献:
[1]金晓怡.机械设计课程案例教学的研究与实践[J].机械制造与研究,2011.6(3):73-76.
教学案例指对一个教学过程中一个实际事件或情境的描述再加上作者的看法。
一般由案例背景、案例描述、案例分析三个部分组成。教学案例是教师在教学过程中,对教学的重点、难点、偶发事件、典型的教学事例的处理过程、以及对该案例记录的剖析、反思、总结。因此,教学案例就是对课堂教学中真实发生的某种具体教学情景的记叙,不仅记叙教学行为,还记叙伴随行为而产生的思想、情感及灵感,反映教师在教学活动中遇到的问题、矛盾、困惑,以及由此而产生的思想、思路、对策等。
教学案例不是课堂实录,也不是教师教案、教师个案。如果对教学事件做静态的,缺少过程性的描述,没有以客观真实为基础,缺乏典型意义的教学事件,都不能称为教学案例。
(来源:文章屋网 )
[关键词]信息化;生源;机械设计;基础教学;方案
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.12.189
[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)12-0-01
1 机械设计基础教学的新形势
1.1 生源质量的下降
近年来,高职生源质量下降,部分高职院校的平均成绩在200分以下,从教学实践中发现学生学习主动极差,社会能力和方法能力也在逐年下降。按照传统的教学模式,采用已有的教学方法,教师施教困难,学生接受困难,因此基于生源特点的教学方案势在必行。
1.2 信息化水平提高
随着信息化水平的提高,大数据时代初步形成,学生的认知方式也充满“微特征”,出现了“碎片化学习”。在教学中要采用信息技术手段和计算机辅助设计,融合现代教育理论,重构教学内容。微课程、翻转课堂重新定义课堂教学,为现代教学提出了新目标,指明了新方向,提供了新方法,拓展了新思路。
2 基于生源特点的信息化教学实施方案
2.1 更新教学理念
课堂教学已采用CAI多媒体课件,但只是将书本中的教学内容重现,没有重构教学内容,也没有提升教学效果,教师依然是课堂的主角,而作为课堂主体的学生处于被动地位。通过微课程和翻转课堂,教师由施教者变为指导者,由课堂的主角变成课堂导演。学生在课堂中分组协作,自主学习,积极探讨,有效锻炼其职业方法能力和社会能力。
高职学生的实操能力远高于理论学习能力,要强化实践教学。部分高职院校的实验设备不足,实践教学课时不多,且缺乏连续性和创新性,影响教学质量的提高。要采用理实一体化教学,用理论指导实践,用实践验证理论。
2.2 优化教学计划
目前高职院校的机械设计基础教学基本分为“两段式”:60~80学时的理论教学,衔接集中的1~2教学周的课程设计实践教学,部分院校穿插6~10学时的验证性试验。从学时比例分析,实践教学学时仅占10%(课程设计学时不包括在内),远不能达到高职理实一体化教学的要求。要将课程总学时调整为64学时,包含32学时的理论学时,28学时的实践学时,4学时的机动学时。
2.3 革新教学内容
对专业岗位群的典型工作任务进行分析,该课程的主要内容选取把握4点原则:(1)以实际应用选取知识点;(2)围绕实际项目选取知识点;(3)以产品设计选取知识点;(4)以创新能力培养及软件的应用选取知识点。
解构和重构课程的学科体系,首先将课程划分为机械设计概论、运动机构、传动件、联接件、轴系零件5个模块;其次以对象、现象、机构、零部件为载体,设计30个学习情境,将知识点的学习融入到学习情境中;最后采用任务驱动将每一个教学情境具体化,设置不同的教学情景,例如将课程设计的设计计算内容划分为5次大作业。从具体到抽象,从现象到本质,从局部到总体,从简单到复杂,有序安排符合学生成长规律的教学内容和项目。
2.4 创新教学方法
为更好实现理实一体化教学,应采用多元化的现代教育技术方法与手段。(1)采用模块划分,以任务驱动为载体的项目教学法;(2)采用CATIA和ADAMS(运动学和动力学仿真软件)的计算机辅助设计教学法;(3)采用微课程和翻转课堂。
在教学中充分应用信息化教学手段,形成课件、动画视频、微课程视频、实物模型、计算机辅助仿真、教学挂图及机械陈列室参观等多种手段科学组合的立体教学模式,使教学形象、生动、高效,激发学生兴趣,加深对所学内容的理解,提高教学的信息量和整体质量。
2.5 开发教学资源库
为更好的辅助教学,要根据生源特点和信息化教学条件开发教学资源库,采用基于工作过程的课程开发模式,建设和开发教学资源库,主要包括:(1)开发教学大纲、课程标准、教学计划、教学实施方案等教学文件;(2)采用Adobe Captivate 开发交互式课件,包括视频、测验等;(3)将课程设计的设计计算内容开发为5次大作业;(4)编写包括ADAMS、DIY、机械创新设计等在内的实验指导书1册,包含14实验项目;(5)开发理实一体化的项目任务书16个;(6)开发典型机构的教学挂图10幅;(7)制作微课程视频44个。
2.6 拓展评价方式
采用多元化的学生考核评价方式,主要分为3种考核方式:(1)考试考核:考核成绩采用实验成绩30%+项目任务书考核成绩30%+理论成绩40%。(2)技能竞赛:参加全国大学生机械创新设计大赛或全国信息技术应用水平大赛中的“高端设备安装与制造―CAD-CAE-CAM”,获奖后可替代本课程学分。(3)免试考核:学生正常参加上课,通过申请免试课题,相关的创新性设计和课题研究通过答辩,即可替代修的本课程学分。
“机械制造装备设计”是一门历史发展悠久的专业课程,是机械类专业一门重要理论实践专业课程,主要是教授学生机械制造装备设计方法、金属切削机床设计,典型部件设计,工业机器人设计、机床夹具设计以及物流系统设计和机械加工生产线总体设计等的基本理论与方法,为学生从事制造业工作打下基础,现已成为众多高等学校机械工程学科本科教学中量大面广的重要的一门专业课。其包含知识面广、专业性强、实践性高等特点,使得学生在学习时难度较大,教师的教学效果不太理想。
目前,由于本课程书本上的繁琐理论使学生无法理论联系实践,对学生的学习兴趣产生极大的冲击,逐渐对机械缺乏感性认知,便造成了以下弊端:1)教学模式相对单一或不足,在对其讲述中仍旧采用的是传统教学过程,即教师通过系统细致的讲解,使学生掌握大量知识的教学方法,形式比较单一,学生只是一味地接收教师的知识灌输;2)课堂气氛不活跃,目前由于网络的发达,很多学生处于老师在上面讲,学生在课堂上玩手机、睡觉等的现象比较多,学生主动参与课堂讨论的机会太少,学生创新性思维难于得到有效培养;3)学生的学习效果及考核方式比较单一,考试只注重书中基础理论的考察,而较少注重学生的设计分析能力的考察;4)实践环节太少,导致学生没有实践经验和动手能力差,甚至有些高校所开的实验课与课堂重要的结构原理方面的相关联程度太少,从而影响力学生对相关理论知识的充分理解,甚至使培养的学生与社会需求脱节。可见,现今的传统教学模式很难兼顾到这两个方面,在一定程度上,这种教学模式导致了理论与实践相脱离,学生的创新性思维得不到有效锻炼,这就很难培养出学生的实际操作能力与解决实际问题的能力。
随着计算机的广泛应用及互联网的普及,“翻转式课堂教学”在全国各所学校逐步慢慢推广,其教学模式逐渐变得可行和现实,可以将专业课程进行案例化、专题化课堂教学模式的探索与实践,以加强大学生创新能力的培养、提高大学生的实践能力,完善大学生实践平台,为进一步深入地进行工科专业课程体制改革,以及推进应用型人才培养模式改革奠定基?A。
2 教学方法改革研究
针对上述问题的存在,该课程改革的总体理念与思路就是将通过翻转式教学将实践、理论和设计三者相互融合,交叉进行,使得三个方面能够相辅相成,并相互促进,从而能够实现对该课程知识体系的完全理解与把握。具体说来,包括以下几个方面:
2.1 基于翻转式教学的“机械制造装备设计”课程混合式教学设计研究
基于翻转式课堂教学就要综合考虑教学目标、教学环节、教学内容、知识点难易等方面的因素,通过对课程体系进行优化重组,明确指出哪些内容需要使用传统教学方法,哪些内容需要以案例化为载体的翻转式教学,哪些内容是需要让学生进行深入讨论的部分,最后在教学活动中以传统教学和“微课-讨论-实践”相结合的方式为主线,对整门课程进行混合式教学设计。
2.2 “机械制造装备设计”课程案例化、专题化研究
对“机械制造装备设计”课程混合式教学中需要以微课为载体的翻转式教学和需要让学生进行深入讨论的部分,考虑实践以及实习现场或者是实验室的相关设备和实物分析图,或者用用三维软件对某些难以理解的结构进行三位运动装配模拟仿真,对相关知识点进行重构组合,结合理论讲授部分,将其相关部分以制作短小视频的方式制作成案例、专题,可以利用相关的平台让学生提前进行观看预习或者以点播式的方式先在课堂上让学生自主学习,而后让学生进行分组讨论,培养学生的自主学习能力、提高学生学习的灵活性。
2.3 基于网络平台的实践环节加强研究
通过大学生科技竞赛、技能培训基地和校企合作研究,以及设置开放性、设计性和综合性实验项目,打造学生真正的实践环节平台。在对课堂上没讨论完或没讨论彻底的问题或者课后遇到新的难题留在结合相关的实践环节在网络平台上进行探讨,以便进行充分的探讨达到更深层次的认知。教师可将课堂上问题与解决方案,甚至精彩的讨论环节进行资源整合并上传网络,学生们永久可以下载保留。利用互联网将实践过程中的经验体会结合案例化和专题化内容整理成微视频,通过论坛,微信以及微博、云空间等平台共享,让更多的人进来讨论,批评改正,优化提升。
2.4 教学改革课程考核方法改进研究
通过尝试改变以往课程考核集中在期末,一卷定成绩的古老方法。在学习评价方法上可以做如下考虑:增加课堂提问环节10分、课堂分组讨论环节10分、实践与试验环节20分、基础知识理论考试50分、附加分制10分(学生根据自己学习的程度,选择一个与课程相关的问题进行分析,并提出带有自己的思考的设计或解决方案来)
3 改革方法分析
3.1 改革目标
通过对“机械制造装备设计”专业课程进行案例化、专题化课堂教学模式的探索与实践,提高大学生的创新与实践能力,完善相关教学实践平台。激发学生独立思考和发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养学生的科学精神和创新思维习惯,切实提高教学质量。并加强了学生们学习时自主规划能力与探索能力,让学生们的思维得到更灵活的运用,尤其是工科学生的实践能力得到明显提升。从而为郑州轻工业学院作进一步深入地进行工科专业课程体制体制改革,以及推进我校应用型人才培养模式改革奠定良好基础。
3.2 改革中的关键问题
3.2.1 “机械制造装备设计”混合式教学体系设计及评价问题
一方面,“机械制造装备设计”课程强调理论的讲解,但要与案例分析和软件工具紧密结合,最后要落实到专业技能的提高上来。另一方面,作为应用型本科院校的学生不仅要掌握软件操作,更要掌握一些其它深层次知识,如何建立具有可操作性、可评价性的混合式课程体系是本课题的关键性问题。
3.2.2 “机械制造装备设计”课程案例化、专题化课堂模块设计问题
在对“机械制造装备设计”课程相关知识点进行案例化、专题化的过程中,如何结合交叉学科知识把短小精悍的视频设计的生动易懂,使学生把应该掌握的必要知识及能力融入。而课堂活动模块设计翻转课堂的课堂教学环节,实际上是帮助学生进行知识内化(下转第95页)(上接第93页)的环节。教师课堂活动模块的设计直接影响教学效果。在“机械制造装备设计”课程案例化、专题化课程教学中,如何进行课堂活动模块设计是本课题的关键问题。
3.3 主要特色
3.3.1 构建新的教学理念与教学模式,将理论教学与实践教学有机的结合在一起,实现在互联网新时代下对创新实践型人才的培养;突出“以基于翻转式教学的交互式教?W模式、强化实践环节、以教师为主导、以学生为主体”的专业课程核心教学理念。
3.3.2 打破传统教学过程中的“以老师为中心、以教材为中心”的教学模式,采取提出问题、分析问题、解决问题的方式授课,可以充分调动学生的学习积极性,活跃课堂气氛,使学生的学习过程由被动接受变为主动思考。
3.3.3 通过整合优化教学内容,极构建网络教学平台,进而加强实践环节建设,体现课程的先进性和实用性。