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機械設計教課效果的方案論文
科學與技術正趨于融合,工程對科學成果有強烈的放大作用,工程中又可以提出科學需要解決的問題。因此,需要從這兩方面提高學生對理論學習和科研訓練的認識,強化學生動手進行機械設計訓練的積極性。本文結合機械設計課程組教學實踐,提出了改善機械設計課程教學效果的四個思路。
強化機械設計教學效果的措施
(一)強化實踐,延長機械設計訓練周期
通常在新生入校之后都會進行專業教育。然而新生剛進入大學,對有些概念和專業方向以及教學培養計劃中相關課程之間的關系,并不能很好理解,到第六學期開始機械設計課程的教學時,忙于應付各單科,而無暇總結和體會課程之間的關系,達不到好的效果。課程組先后增設了入學專業教育、新生研討課、課外科技活動小組以及跨年級的專家學科前沿課程等環節,通過這些環節使學生增強了對學習對象的認識,明確了設計訓練長周期的實際意義。例如:課程組教師利用班導師的便利條件,從大學二年級開始組織課外科技活動小組,取得了一系列的成果。“仿人按摩機器人手臂”分獲吉林省大學生課外學術科技作品競賽一等獎和“挑戰杯”長春工業大學大學生課外學術科技作品競賽一等獎。“超聲波消除應力裝備”獲得“挑戰杯”長春工業大學大學生課外學術科技作品競賽三等獎。“機電創意之星”的3D烤地瓜機、“星星之火”團隊的多功能炭火烤箱、“三維之旅”團隊的Q版高達等作品分獲3D大賽全國三維數字化創新設計大賽吉林省賽區一等獎、二等獎。“樹墻自動修剪機”、“健身洗衣機”、“雙座健身儲能自行車”分獲“全國大學生機械創新設計大賽”東北賽區一等獎、二等獎。在實驗方面,加強了機械專業基礎實驗項目和實驗室的開放。機械設計是一門實踐性很強的課程,要培養學生的設計技能和創新技能,就必須注重實踐教學,課程組重新構建了機械設計實驗教學體系,機械設計實驗包括:基本實驗、綜合設計性實驗、研究型實驗。在增設的綜合設計性實驗基礎上,新開設了機械基礎虛擬實驗,利用ADAMS文秘站－您的專屬秘書，中國最強免費！、ANSYS軟件培訓學生機械運動學、動力學仿真能力。學生在完成必做的基本實驗、綜合設計性實驗基礎上,開放實驗室為學生提供了研究型實驗條件,供學有余力的學生進行研究。使學生深化和鞏固了所學的理論知識,淡化了教室與實訓室的界限,充分發揮了工程環境的教學優勢,激發了學生的學習興趣。
(二)調整重點,增設機械設計討論內容
學習是溫故知新的過程,只有在前面基礎之上的不斷積累,才能夠有所超越。在有限課時內,必須調整講授內容,增設習題討論環節。對于邏輯性強、有明確清晰傳承關系的理論推導內容,借助于參考教材比較容易掌握,應該簡明扼要,主要安排在課后學生自學。對于經驗性公式和具有模糊性設計參數的學習內容,尤其是相互制約影響的參數之間關系的理解和取值趨勢,應該重點講解,將教師豐富的經驗知識傳達給學生。
利用網絡等多種教學平臺,將學生常見問題以及討論過程和結論,提供給更多學生學習與思考。課程組積極為上課教師提供討論素材,以科研成果作為教學案例,大大地充實了機械設計討論內容,提高了學生學習興趣。例如在“大型焊接件殘余應力消除裝備的研制與開發”項目的研究上,教師和學生通力合作、勇于創新,取得了重大經濟效益和研究成果,將研究情況引入課堂,作為教學案例,在機械設計課程討論中予以體現,使學生通過實實在在的項目、研究內容、研究方法,加深對概念的理解及實際應用。
(三)在不斷培養的過程中強化創新意識
機械設計在重視基礎理論學習之上,還要重點培養學生發散性創新思維能力和思維習慣。提高設計效率是未來設計工作者需要不斷努力的方向。因此,必須適當增加培養創新意識的途徑。在課程設計中,課程組嚴格執行學校的相關規定,保證教師投入的精力。每年更新課程設計內容,鼓勵教師在指導課程設計的選題上圍繞科研項目的具體內容提出,使課程設計更多地反映新成果和新技術。
多年來此項制度一直得到了較好的貫徹,在一些項目中本科生甚至作為項目完成的主力隊員,在此方面,課程組教師已積累了豐富的指導經驗。由學生為主體,教師指導完成的項目達十余項。在機電工程學院06級機械設計課程設計中,學生自主提出了設計題目“園林樹干養護溶液噴施機”、“塔式分層獨立旋轉餐盤的創新設計”、“渦流式黑板擦”并進行了相關設計,效果良好。實踐表明,此方法極大地調動了學生的學習積極性,使得其對本專業有了更深的認識,了解了科研與生產實踐相互促進的作用。
課題訓練,提高學生設計適應能力
注重科研與教學的緊密結合既是我們的一貫思路,也是我們的一貫做法,并且在長期的實踐中形成了一系列的規范要求,取得了眾多的成果。在實踐中我們將科研成果及時、有效地轉化在教學活動之中,主要在三個層面展開:展示學科學術前沿、提升課程教學水平、擴展研究性學習空間。即以科研成果展示幫助學生了解學科前沿發展動態,跟蹤國際先進水平,激發學生的專業學習興趣;以科研成果提升課程教學水平,強化實驗課程的工程背景,提高學生的工程意識;以科研項目帶動和支撐研究性學習的開展,實現學生研究能力和創新能力的培養,促進其早出成果,出好成果。
課程組要求教師每個科研項目必須有不少于2名本科生參與。在綜合素質訓練的過程中,每班學生分成若干小組,通過“教師授課—學生實物拆裝—反求工程—確定創新方案”的過程,對學生進行啟發、引導,培養學習興趣。學生根據規定選題和自由選題提出創新設計方案,再通過相關項目的專利檢索,相關資料的搜集突破設計難點,制作出模型。最后通過小組討論,指導老師答辯,全班評選等過程,對新方案做出點評。通過對多種方案的創新構思、運動可行性、功能實用性等的對比、分析、討論,推選出最佳方案。通過創新教育激發了學生對機械知識的強烈好奇心,激發了學生的創新意識,為后續專業基礎課和專業課的學習打下基礎。
強化機械設計教學效果的措施與實踐,是一項復雜的工程,需要各方面的努力。但如果把握好延長機械設計訓練周期,增設機械設計討論內容,在不斷培養的過程中強化創新意識,提高學生設計適應能力的課題訓練等環節,不僅可以使學生掌握扎實的基礎理論,還將大大提高學生的創新意識和實踐應用能力,為后續專業課程的教學與實踐乃至創新人才培養奠定堅實的基礎。
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