時間:2023-03-15 14:56:09
導(dǎo)語:在機(jī)械設(shè)計技術(shù)論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘要:在機(jī)械設(shè)計中引入CAD技術(shù),可以解決機(jī)械企業(yè)中重復(fù)性設(shè)計多、信息資源利用率低的難題,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計;CAD技術(shù)
1CAD技術(shù)的發(fā)展
CAD(ComputerAidedDesign)是計算機(jī)輔助設(shè)計的英文縮寫,是利用計算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計算能力,輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計與分析,達(dá)到理想的目的,并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)誕生以來,已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域,產(chǎn)品的設(shè)計效率飛速地提高?,F(xiàn)已將計算機(jī)輔助制造技術(shù)(Com-puterAidedManufacturing,CAM)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)(ProductDataManagement,PDM)及計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(ComputerItegratedmanufacturingsystem,CIMS)集于一體。
產(chǎn)品設(shè)計是決定產(chǎn)品命運的研究,也是最重要的環(huán)節(jié),產(chǎn)品的設(shè)計工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前,CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)(ICAD)(IntelligentCAD)。21世紀(jì),ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向,以提高新時代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。
以智能CAD(ICAD)為代表的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、智能活動是由設(shè)計專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計的過程,采用單一知識領(lǐng)域的符號推理技術(shù),解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來,盡可能多地使計算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計過程,借助計算機(jī)的支持,設(shè)計效率有了大大地提高。
2三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的優(yōu)點
通過實際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機(jī)械設(shè)計過程中具有更大的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在以下幾點:
2.1零件設(shè)計更加方便
使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設(shè)計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設(shè)計零件導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。
2.2裝配零件更加直觀
在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達(dá)到要求,及時對設(shè)計進(jìn)行更改,避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報廢。
2.3縮短了機(jī)械設(shè)計周期
采用三維CAD技術(shù),機(jī)械設(shè)計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設(shè)計和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開發(fā)設(shè)計時,只需對其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計和制造,而大部分零部件的設(shè)計都將繼承以往的信息,使機(jī)械設(shè)計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計能力,能夠通過快速重構(gòu),得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。
2.4提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量
由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時采用CADCIMS組織生產(chǎn),機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計、運動方針和優(yōu)化設(shè)計等,保證了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。同時,大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用
3.1零件與裝配圖的實體生成
3.1.1零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,將其分解成若干基本體,對基本體進(jìn)行三維實體造型,之后再對其進(jìn)行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。
對于有些復(fù)雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過多,導(dǎo)致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機(jī)器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”,進(jìn)而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。
3.1.2實體裝配圖的生成。在零件實體構(gòu)造完成后,利用機(jī)器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現(xiàn)。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,從普通機(jī)床到數(shù)控機(jī)床和加工中心,從人工設(shè)計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數(shù)字化和計算機(jī)化方向發(fā)展。同時,模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現(xiàn)代制造技術(shù)。
一個完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),進(jìn)行統(tǒng)一管理,而實體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來源之一。
3.3機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用
機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、強(qiáng)度設(shè)計評價與壽命預(yù)估、動力學(xué)/運動學(xué)仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問題后,才能由CAE解決設(shè)計的合理性、強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態(tài)特性等。
4CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢
4.1圖形交互技術(shù)
CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具,務(wù)求易學(xué)好用,得心應(yīng)手。一個友好的、智能化的工作環(huán)境可以開拓設(shè)計師的思路,解放大腦,讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此,智能化圖標(biāo)菜單、“拖放式”造型、動態(tài)導(dǎo)航器等一系列人性化的功能,為設(shè)計師提供了方便。此外,筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術(shù)也正在研究之中。
4.2智能CAD技術(shù)
CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設(shè)計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設(shè)計在運用知識化、信息化的基礎(chǔ)上,建立基于知識的設(shè)計倉庫,及時準(zhǔn)確地向設(shè)計師提品開發(fā)所需的知識和幫助,智能地支持設(shè)計人員,同時捕獲和理解設(shè)計人員意圖、自動檢測失誤,回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設(shè)計新手也能做出好的設(shè)計來,現(xiàn)代設(shè)計的核心是創(chuàng)新設(shè)計,人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中,用智能設(shè)計、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計制造,這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。
4.3虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在CAD中已開始應(yīng)用,設(shè)計人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品,可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計效果,可直接操作模擬對象,檢驗操作是否舒適、方便,及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運動機(jī)構(gòu)的碰撞等問題,及早看到新產(chǎn)品的外形,從多方面評價所設(shè)計的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進(jìn)行加工、測試、仿真和分析,以評價其性能,可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和成本、外觀等,基于虛擬樣機(jī)的試驗仿真分析,可以在真實產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題,從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務(wù)時代繼續(xù)發(fā)展的一個重要方向.另外,隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計面向產(chǎn)品的整個生命周期設(shè)計理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展,利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù),實現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計和制造,已成為機(jī)械設(shè)計制造業(yè)的發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
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我國剪紙藝術(shù)在民間淵源頗深,并根據(jù)地理分布不同大致分南北兩派,雖然各派系藝術(shù)形態(tài)各有特色,但是鑒于材料與造型手法的單一性,以及中華民族共性的審美形象和思想內(nèi)涵,在其紋樣形態(tài)方面依舊可以總結(jié)出以下三點共有特征[2]。(1)祈福避災(zāi)的一致性在所有的剪紙紋樣中,都體現(xiàn)出祈福避災(zāi)的思維,所以其在民間的圖案紋樣,主題紋樣多采用諧音的傳統(tǒng)吉祥紋樣,如麒麟、龍鳳、松鶴、蝙蝠、如意、松竹、梅花、蘭花等題材,寓意為“龍鳳呈祥”、“松鶴延年”、“五福六壽”等祈福愿望。另外,剪紙的輔助紋樣也一致選用典型民族風(fēng)格的式樣,如祥云紋、卷草紋、弦紋、谷紋、蒲紋等作襯托和背景。圖1為“龍鳳呈祥”紋樣;圖2為“祥云”紋樣。(2)構(gòu)圖的“一點透視”性在剪紙紋樣的構(gòu)圖中,“一點透視”現(xiàn)象是指將多個不同角度的物體,有秩序的以一個角度的透視關(guān)系排列出來。由于剪紙的紋樣受制于制作材料的空間局限,表現(xiàn)三維空間的場景與層次深度感有先天的困難,紋樣具體形象之間的比例與透視關(guān)系也很難精準(zhǔn)控制,于是往往采用“一點透視”的構(gòu)圖手法。此外,通過將個別紋樣造型夸張變形,以期達(dá)到構(gòu)圖和諧、符合本民族的審美情趣,也成就了剪紙紋樣特有的非自然性和浪漫主義色彩。圖3為夸張變形的花草紋樣。(3)紋樣單元組合的連續(xù)性單元組合構(gòu)圖模式也是一種紋樣造型手段,連續(xù)性則是這種構(gòu)圖模式的特點,通常表現(xiàn)為同一種紋樣反復(fù)衍生并與其他紋樣組合。這種紋樣的單元組合不強(qiáng)調(diào)透視關(guān)系,也沒有三維景深的層次要系,有助于問題的論證和探索。舒威霍弗(AntonSchweighofer)認(rèn)為,類型學(xué)的目的不是發(fā)明新東西,而是發(fā)現(xiàn)某些已經(jīng)存在的新東西。到目前為止,該方法研究領(lǐng)域主要有兩個方向:一是對設(shè)計中現(xiàn)存或過去風(fēng)格,進(jìn)行分析、梳理與歸納;二是如何基于原有產(chǎn)品風(fēng)格的元素,創(chuàng)造出全新且具原創(chuàng)價值的產(chǎn)品風(fēng)格[4]。類型歸納法在剪紙藝術(shù)鞋靴設(shè)計中的應(yīng)用方法可分以下幾步:(1)確定典型紋樣形態(tài)和色彩搭配通過對傳統(tǒng)民間剪紙藝術(shù)常見的裝飾紋樣和典型色彩配置構(gòu)成、工藝處理、情感體驗的研究,提取具有典型特征的代表,如云紋、回紋和錦紋,以及常用吉祥色彩色相,如紅、綠、黃、黑、白等,挖掘視覺情感體驗,如色彩視覺平衡、色彩心理,將其作為鞋靴創(chuàng)新設(shè)計的基點。(2)尋找傳統(tǒng)與現(xiàn)代鞋靴形態(tài)折中點現(xiàn)代鞋靴形態(tài)變化受市場消費文化、功能滿足影響很大,因此鞋靴種類繁多,需要總結(jié)現(xiàn)代鞋靴發(fā)展的特點,此外還應(yīng)考慮地域消費差異、社會流行趨勢、等因素帶來的動態(tài)變化,建立客觀因素與規(guī)律性變化之間的聯(lián)系。將以上兩點作為基點,綜合各項設(shè)計要求與限制因素,創(chuàng)新現(xiàn)代鞋靴形態(tài),特別是對外觀形態(tài)變化“度”的掌控,既要避免變化不夠,導(dǎo)致鞋靴創(chuàng)新體驗不足,又要避免設(shè)計的鞋靴外形過于突兀和前衛(wèi),不被市場所接收。
2剪紙藝術(shù)色彩特征
(1)祈福避害的主觀色彩這種對色彩的主觀選擇體現(xiàn)在剪紙依據(jù)人們的心理需要與感受,主觀的對事物色彩進(jìn)行改造,充分發(fā)揮主觀的想象,而具體事物色彩是否寫實則不重要,只是作為一種心理寄托,反映在剪紙藝術(shù)上就是色彩純度高、設(shè)色主觀性強(qiáng)、不求色彩對比平衡、凡是與吉慶相關(guān)的色彩都會被大膽使用,例如紅色、綠色、藍(lán)色[3]。(2)五行觀念下的色彩我國民間剪紙色彩設(shè)色,也根據(jù)《易經(jīng)》與八卦方位所推崇的五行學(xué)說,通過五個方位對應(yīng)“綠、紅、黃、白、黑”五色,進(jìn)行五行色彩的生克搭配。在我國廣大民間不單是剪紙,包括皮影戲、臉譜、宗教神邸、圖騰等,都將五行色視為正色,賦予神秘的玄學(xué)色彩。(3)色彩與紋樣的互補(bǔ)出于對形式結(jié)構(gòu)以及色彩視覺平衡的追求,都會考究色彩的色相與紋樣形態(tài)之間的和諧匹配。通常而言,高純度的色彩配合,剪紙紋樣的刀工較為粗獷,其次,通過色彩的冷暖對比,匹配紋樣面積的大小,使色彩與紋樣互補(bǔ),達(dá)到視覺色彩效果的平衡。
3剪紙藝術(shù)在現(xiàn)代鞋靴設(shè)計中的應(yīng)用
3.1類型歸納法
類型學(xué)原理,是一種分組歸類方法的體系,最初使用在工業(yè)時代的建筑設(shè)計領(lǐng)域,這種分組歸類方法可以在各現(xiàn)象之間構(gòu)建橫向聯(lián)于其他藝術(shù)類型的特點,其紋樣形態(tài)反映出的祈福避災(zāi)主旨、造型夸張的浪漫主義、華麗的四方連續(xù)形式美感,以及寓意為祈福避害的五行色、主觀偏好色以及冷暖色調(diào)互補(bǔ)紋樣面積的設(shè)計手法,是鞋類設(shè)計師重要的靈感來源,亦是當(dāng)代學(xué)者研究的范本[5]。通過對剪紙藝術(shù)紋樣元素、規(guī)律的研究,領(lǐng)悟其精神基因核心,對其基本形態(tài)進(jìn)行歸納、分類、重構(gòu)與創(chuàng)新,將這種新的形態(tài)歸納應(yīng)用于現(xiàn)代鞋靴設(shè)計中來。在現(xiàn)代鞋靴設(shè)計中,在進(jìn)行針對剪紙紋樣的裝飾效果設(shè)計時,通常有四種設(shè)計路徑。(1)形象提煉可以吸取剪紙紋樣祈福避災(zāi)的寓意下的紋樣造型與文化內(nèi)涵,通過寓意聯(lián)想,從具象的剪紙中提煉出抽象的神似的藝術(shù)造型,以情理交融手法引發(fā)人們情感共鳴,將剪紙花鳥魚蟲等蘊(yùn)含諧音寓意的圖案、紋樣運用到設(shè)計中,以表達(dá)美好的愿望[6]。(2)變形將傳統(tǒng)剪紙紋樣進(jìn)行抽象變形歸納,分析其典型形態(tài)特征,將繁瑣的剪紙紋樣理性整理為若干種幾何形態(tài),使其視覺效果即保存有原紋樣形式美感,又符合現(xiàn)代審美基本規(guī)律。此外,還可以將原有的紋樣夸張或者抽象化,通過二次變形形成不同風(fēng)格的圖騰紋樣。圖4所示的休閑鞋的修飾手法即是對圖2“祥云”紋樣的變形,由鞋幫到鞋面采用舒緩過渡設(shè)計,并在鞋舌與鞋口處,也采用變形祥云紋樣與整體呼應(yīng),整體效果動勢較強(qiáng),且?guī)в袀鹘y(tǒng)韻味。(3)解構(gòu)組合傳統(tǒng)剪紙紋樣通常采用“一點透視”構(gòu)圖,而將其運用于鞋靴設(shè)計時,設(shè)計師可以將不同剪紙紋樣以“多點透視”手法夸張變形,將提取的不同紋樣元素以符合東方民族審美的方式,進(jìn)行有規(guī)律的創(chuàng)作。圖5所示女靴靴筒刺繡的花卉植物,即是由圖3夸張變形的花草紋樣演變而來,這種紋樣的線條大膽潑辣,走向不拘一格,適于使用在青年運動風(fēng)格風(fēng)格的鞋靴上。紋樣的“二、四方連續(xù)”造型也在鞋靴設(shè)計中可以大量使用,這種形態(tài)的紋樣修飾在鞋靴的面料之上,富有很強(qiáng)的節(jié)奏感、跳躍感,有些品牌的鞋靴設(shè)計,甚至以此為品牌一貫風(fēng)格,有效提高了品牌辨識度。如圖6Gucci品牌的四方連續(xù)紋樣。(4)與現(xiàn)代科技相結(jié)合隨著歷史發(fā)展到現(xiàn)代社會,發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)不僅提高了人們的生活水平,同時也給傳統(tǒng)民間紋樣的創(chuàng)新提供了廣闊天地,海量新生事物、形態(tài)與設(shè)計元素,可以融入傳統(tǒng)紋樣的創(chuàng)新中。從前受到客觀條件限制而無法理解的自然現(xiàn)象、無法觀測的微觀事物,以及廣袤的宇宙世界,都可以作為創(chuàng)新紋樣的新元素。同樣,受制于過去生產(chǎn)力和地理條件的制約,世界各地域或多或少會處于封閉狀態(tài),從而出現(xiàn)不同的地域特色,給紋樣帶來了地域性特征。在當(dāng)今社會條件下,設(shè)計師可以將不同地域特色的紋樣與風(fēng)格相結(jié)合,創(chuàng)新形態(tài)紋樣;這些新生衍變的紋樣,與上述的例子相似,同樣可以運用在現(xiàn)代鞋靴的設(shè)計中。
3.2剪紙圖案色彩的設(shè)計
【關(guān)鍵詞】工程機(jī)械;設(shè)備管理;維護(hù)
一、工程機(jī)械設(shè)備的配置
隨著我國工程項目建設(shè)中機(jī)械化程度不斷的提高,施工機(jī)械設(shè)備在工程項目建設(shè)中的地位也愈來愈高。增強(qiáng)工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置、成本核算,使用治理、可以加快工程項目進(jìn)度,提高工程質(zhì)量縮短工期和減輕勞動強(qiáng)度,從而節(jié)省勞動力,提高勞動生產(chǎn)率,降低工程造價從而獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益,同時對加速工程項目建設(shè),改變公路交通面貌都起著十分重要的作用。
1 機(jī)械自身的條件,一方面是機(jī)械本身設(shè)計制造時的條件,主要是科技含量的多少、性能的高低等。這就要求使用者在購買時要選擇那些適應(yīng)企業(yè)自身發(fā)展及公路建設(shè)發(fā)展趨勢的設(shè)備,既要有工程機(jī)械的管理超前意識,又要避免盲目性。另一方面則是使用期內(nèi)的自身條件,主要是機(jī)械的完好率、工作效能的發(fā)揮等,而正確的操作及時的保養(yǎng)與維修,就能夠從根本上解決問題,避免因機(jī)械的技術(shù)水平低或維修率高而影響工程的質(zhì)量和工期。
2 施工機(jī)械的選型,不同機(jī)械和同一類機(jī)械的不同型號,都有各自最合理的作業(yè)范圍.如果超出了這個范圍,不是造成機(jī)械資源的浪費,就是造成工期浪費工程質(zhì)量保證率低所以在施工時,要根據(jù)其自身的性能特點.并結(jié)合施工條件、施工方法和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行機(jī)種、機(jī)型的合理選擇.以發(fā)揮出機(jī)械施工的最大效益。施工機(jī)械的配套機(jī)械化施工不僅是單機(jī)操作.更主要的是配合作業(yè),因此,除正確選型外,還要根據(jù)施工工藝、施工組織進(jìn)行合理搭配,形成單項工程機(jī)械化搭配不當(dāng)就容易引起資源浪費,影響質(zhì)量和工期。例如瀝青路面施工如果拌和設(shè)備生產(chǎn)能力或運輸能力較攤鋪設(shè)備的能力小,勢必影響施工的連續(xù)性橫縫較多,處理不當(dāng),就會影響面層平整度,同時也影響工程質(zhì)量進(jìn)度。
二、工程機(jī)械施工設(shè)備管理與維護(hù)中存在的問題
在工程機(jī)械施工過程中,各種施工機(jī)械都有其獨特的技術(shù)性能,比如施工機(jī)械的便甩性能分為牽引特性、動力特性、機(jī)動性、穩(wěn)定特性和經(jīng)濟(jì)特性等。為了高質(zhì)量地使用公路施工機(jī)械,取得良好的實物成果和經(jīng)濟(jì)成果,了解施工機(jī)械的使用性能是非常重要的。結(jié)合實踐經(jīng)驗,我們從機(jī)械的使用性能出發(fā),分析公路機(jī)械施工設(shè)備管理與維護(hù)中存在的不良因素。
1 機(jī)械管理與生產(chǎn)管理不合理
機(jī)械管理往往是一些工程技術(shù)人員,但這些人員常被安置在技術(shù)研究等相關(guān)部門,不能在生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用。 而生產(chǎn)管理的人員盡管長期實踐, 但是卻對公路建設(shè)機(jī)械的正確使用、定期保養(yǎng)等專業(yè)知識掌握不夠全面、操作機(jī)手的施工技術(shù)知識掌握有限,在指導(dǎo)公路建設(shè)施工過程中產(chǎn)生很多弊端,就大大削弱了機(jī)械設(shè)備的正常管理。
2 機(jī)械設(shè)備管理的壽命短
施工單位在施工過程中往往過于重視經(jīng)濟(jì)效益,因此在公路建設(shè)施工過程中對于機(jī)械的使用率也是越大越好。 在這種情況下,很多單位便不得不加班加點,長時間超負(fù)荷工作。 這種“輕管理,重使用”的行為大大影響了機(jī)械的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命。此外,對于某些發(fā)生故障的機(jī)械,施工單位不愿承擔(dān)高額的維修費用,這些因素都導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的使用壽命大大縮減。
3 施工機(jī)械設(shè)備配套不夠
公路建設(shè)工程項目中標(biāo)后,公路建設(shè)施工單位要組建項目部,從現(xiàn)機(jī)械設(shè)各中抽調(diào)的部分設(shè)備技術(shù)狀態(tài)較差,投入工程建設(shè)難免會影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。而在某些情況下,大型或特殊的設(shè)備不到位、設(shè)備不配套同樣是很棘手的問題。
三、工程機(jī)械管理維護(hù)存在問題的原因
由以上分析可以看出,公路施工中工程機(jī)械的管理維護(hù)工作存在著很多弊端,制約著施工單位工程效益的提高。結(jié)合公路建設(shè)施工過程中的不同因素,我們可以將造成這些問題的主要原因歸結(jié)為以下幾個方面。
1 沒有制定規(guī)范的機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)制度,導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備完好率低下
機(jī)械設(shè)備在施工過程中往往更多地發(fā)揮自身的使用性,而忽略其保養(yǎng)性,也忽視了機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)制度對人的活動的制約性,沒有能明確落實到人。不少操作人員只是注重使用,對出現(xiàn)的問題不能及時解決;此外,在機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障需要維修時,許多維修人員責(zé)任心不強(qiáng),應(yīng)付差事,不從根本上解決故障問題,從而造成設(shè)備故障的不斷擴(kuò)大和發(fā)展。種種原因的出現(xiàn),致使了機(jī)械設(shè)備的使用壽命和安全性降低。
2 忽視老舊機(jī)械的及時更新,導(dǎo)致施工效率降低,影響施工競爭力
目前部分施工企業(yè)片面追求經(jīng)濟(jì)利潤,而忽視機(jī)械設(shè)備的故障及老化現(xiàn)象,機(jī)械設(shè)備長期得不到更新。 甚至單位違反國家有關(guān)規(guī)定繼續(xù)使用破舊機(jī)械和報廢機(jī)械,致使施工過程中故障連連,影響了公路建設(shè)的質(zhì)量,不僅危害施工人員的人身安全,而且造成整體的施工效率低下,最終影響整個施工過程的發(fā)展。
3維修的安全性差
事故率高確保工程機(jī)械維修的安全作業(yè),是工程機(jī)械維修中要首先重視的問題。由于一些修理場地的環(huán)境 較差和一些維修技術(shù)人員的安全意識不強(qiáng),有可能發(fā)生維修事故。事故一旦發(fā)生,不僅造成工程機(jī)械 損壞,延誤時間,而且容易造成人員傷亡。
四、解決工程機(jī)械管理與維護(hù)存在問題的措施
1 管理層為了保證施工機(jī)械的使用壽命, 在施工過程中應(yīng)該做到定人定機(jī),而且要包使用、包保管、包包養(yǎng),機(jī)械操作人員要做到懂構(gòu)造、懂原理、懂性能,會使用、會保養(yǎng)、會檢查、會排除故障。只有這樣,才能正確使用機(jī)械,嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)操作規(guī)程,并對機(jī)械設(shè)備實行目標(biāo)成本管理,將操作者經(jīng)濟(jì)效益與機(jī)械使用費掛鉤,并加強(qiáng)對機(jī)管人員的職業(yè)道德教育與培訓(xùn)。此外,還要重視環(huán)境因素對使用機(jī)械的影響。工程大部分是露天作業(yè),因為溫度、污染、路況、天氣等因為都對施工有重要影響。不少施工單位忽視了這個方面,并未采取相應(yīng)的保護(hù)機(jī)械的措施,致使機(jī)械使用性能降低,使用壽命縮短,甚至釀成事故。
2 保養(yǎng)層對機(jī)械實行定期保養(yǎng)是延長機(jī)械壽命的關(guān)鍵
為了保證機(jī)械設(shè)備的使用效率,不少施工單位對設(shè)備的保養(yǎng)有相關(guān)規(guī)定,但是一到工期緊任務(wù)重時,依然會忽視保養(yǎng)工作。這主要是操作人員的保養(yǎng)意識不夠造成的。實際上,保養(yǎng)對于機(jī)械設(shè)備壽命的延長和效率的提高有著不可替代的作用,只有注意及時保養(yǎng),才能確保施工安全順利進(jìn)行,保證施工過程的經(jīng)濟(jì)效益不受影響。
3 維修層延長機(jī)械設(shè)備使用壽命, 維修是一個不可忽視的關(guān)鍵方面
對于某些機(jī)械設(shè)備,可以在機(jī)械設(shè)計時采用維修性設(shè)計,提高機(jī)械的維修性,同時還要注意在必要的時候進(jìn)行零件換位。施工機(jī)械上的許多零件,在運行中往往承受負(fù)荷較大,容易造成磨損,適時地更換受到有均衡負(fù)荷零件的位置,使它們的磨損均衡,則可延長其使作壽命。
綜上所述,機(jī)械設(shè)備的管理是工程施工中一門綜合性學(xué)科,我們要充分認(rèn)識到機(jī)械設(shè)備管理工作的重要性。機(jī)械設(shè)備管理水平的好壞,將直接影響施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。因此加強(qiáng)工程機(jī)械設(shè)備的管理,做到科學(xué)管理,合理使用.及時保養(yǎng),視情維修。經(jīng)濟(jì)核算,以便更好的為工程建設(shè)服務(wù),取得設(shè)備管理的最佳經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞]課程設(shè)計 試卷庫 學(xué)生創(chuàng)新大賽 CDIO
綜合素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是新世紀(jì)高等學(xué)校人才培養(yǎng)和教學(xué)改革的主要目標(biāo),機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)和就業(yè)是直接面向機(jī)械工程的主戰(zhàn)場,顯然具有強(qiáng)烈的工程背景和鮮明的機(jī)械特色,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和知識更新的快速變化,原有傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能適應(yīng)當(dāng)今社會對高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求,所暴露出來的缺陷也非常明顯,特別是重理論、輕實踐,工程意識淡薄,導(dǎo)致創(chuàng)新動力不足。為此,探討、研究如何圍繞和重視工程意識下創(chuàng)新能力培養(yǎng),進(jìn)行課程改革,以適應(yīng)時代的需要,為社會輸送合格人才,顯得十分重要和迫切。近幾年來,為了培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新意識和能力,我們已在相關(guān)方面做了大量的卓有成效的嘗試和改革。
一、探索創(chuàng)新考核模式,并在教學(xué)過程中實施
從2011年起,我們就以機(jī)械設(shè)計及理論平臺課程群為切入點,包括《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》、《精密機(jī)械設(shè)計》等課程,對工科課程考核方式的改革做以探索,使之克服現(xiàn)有考核方式的缺欠,形成一套切實可行的、與用人單位的要求接軌的、以考察能力而不是考察知識為主的考核系統(tǒng)。這個考核系統(tǒng)包含的題目沒有唯一正確的標(biāo)準(zhǔn)答案,也不是客觀的標(biāo)準(zhǔn)化考試。教師根據(jù)具體需要選擇閉卷、開卷、閉卷和開卷混合、小論文、小設(shè)計、口試、實驗、參與科研、實地調(diào)查等多種方式。像實驗、論文、設(shè)計、口試、參與科研實地調(diào)查等,均可適當(dāng)采用等級制;增加平時考試的次數(shù)和在總成績中所占的比例;改變一門課程結(jié)束時進(jìn)行一次考試的習(xí)慣做法。教師在課堂教學(xué)的過程中有意識地隨時觀察和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn),通過面談、正式作業(yè)、項目調(diào)查、書面報告、討論問題、寫論文等方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行即時的和全面的評價。
通過詳實的企業(yè)調(diào)研,編制了包括《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》、《精密機(jī)械設(shè)計》各20套考題的試卷庫;選定各課程中近10種小論文的題目;選定近100道來自生產(chǎn)實際的口試題。并把這種考核內(nèi)容和考試模式在教學(xué)中試點應(yīng)用,學(xué)生普遍反應(yīng)這種考核模式擯棄了單純的死記硬背,對學(xué)生的理解能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極作用,使得“校園人”和“社會人”自然銜接,縮短“斷乳期”。
二、更新傳統(tǒng)課程設(shè)計模式
《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》是機(jī)械設(shè)計課程的后續(xù)必修課,對多門課程起到融會貫通的作用。傳統(tǒng)的課程設(shè)計模式是老師指定題目,學(xué)生按步驟計算,最后成圖。由于設(shè)計時間短,學(xué)生對方案的修改很排斥,更無法做到多種方案比較。我們采用的方法是:讓一部分學(xué)生從學(xué)期初就開始用C、VB等計算機(jī)語言,進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計,把課程設(shè)計中耗時多的模塊譬如:帶傳動設(shè)計、齒輪設(shè)計、軸的設(shè)計編成參數(shù)化設(shè)計程序,學(xué)生利用編制的程序輸入原始參數(shù),原來齒輪設(shè)計需要兩天的計算量,現(xiàn)在則需要十幾分鐘,這樣就使改變參數(shù)帶來的重復(fù)計算工作量大大降低,學(xué)生可以做出多種設(shè)計方案,實現(xiàn)方案的優(yōu)化。
三、基于CDIO理念的課程教學(xué)體系
為了加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、溝通技巧、管理能力、領(lǐng)導(dǎo)才能、實際應(yīng)用能力和團(tuán)隊合作能力,我們在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中引入了CDIO(構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作)工程教育模式,在課堂教學(xué)中增加了基于功能原理方法論的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計知識點;隨課堂教學(xué)的進(jìn)展,同步了22個設(shè)計題目,每4或5個人組成一個設(shè)計組,組內(nèi)按設(shè)計任務(wù)進(jìn)行合理分工,課程結(jié)束時,提交了設(shè)計結(jié)果(包括設(shè)計的三維數(shù)字模型、仿真模型、設(shè)計報告)。通過基于項目的學(xué)習(xí)方法,同學(xué)們一方面掌握了理論知識,同時也鍛煉了解決實際工程問題的能力和團(tuán)隊合作的能力,取得了良好的教學(xué)效果。
四、指導(dǎo)學(xué)生參加各種創(chuàng)新大賽,取得豐碩成果
機(jī)電學(xué)院的學(xué)生參加大賽由來已久,繼山東省機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計大賽之后,從2011年,我們又牽頭組織學(xué)生參加全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽,此項賽事是教育部主辦,每年參賽規(guī)模大,參加學(xué)校多,對學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)有很大好處。2011年,我們獲得最佳指導(dǎo)教師獎3項,優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎2項,全國二等獎3項,全國三等獎5項,全國優(yōu)秀獎9項;2012年,獲得最佳指導(dǎo)教師獎5項,優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎5項,全國二等獎4項,全國三等獎7項,全國優(yōu)秀獎5項。煙臺大學(xué)連續(xù)兩屆獲得優(yōu)秀組織獎。對此項比賽,學(xué)校給予了充分的肯定。
綜上所述,我們針對學(xué)生學(xué)業(yè)能力的評價,創(chuàng)建了一種多層次多視角的以能力為主和知識為輔的綜合考核系統(tǒng),對學(xué)生的理解能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極作用;我們在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計中引入計算機(jī)輔助技術(shù),培養(yǎng)了同學(xué)們在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的能力,加強(qiáng)了與工程實踐的接軌;2006--2012年學(xué)科組指導(dǎo)學(xué)生參加全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽和山東省機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計大賽,獲得諸多獎項;2011-2012年組織學(xué)生參加全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽,獲得多項優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎和學(xué)生國家級獎、省級獎,我們通過把大學(xué)生機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計大賽、信息技術(shù)大賽等各種創(chuàng)新設(shè)計競賽作為檢驗教學(xué)效果和學(xué)生能力培訓(xùn)的一個平臺引入教學(xué)過程中,從而加強(qiáng)了學(xué)生基礎(chǔ)知識和實踐能力的培養(yǎng);在課程教學(xué)中引入基于項目的學(xué)習(xí)理念,加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、溝通技巧、管理能力、領(lǐng)導(dǎo)才能、實際應(yīng)用能力和團(tuán)隊合作能力的培養(yǎng)??傊?,成果所解決的問題正是當(dāng)前高等教育面臨的應(yīng)試教育與素質(zhì)教育之間轉(zhuǎn)變的重要問題,我們通過創(chuàng)新性教育和教學(xué)不僅提高了學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新的積極性,而且對于進(jìn)一步深化機(jī)械本科教學(xué)改革、加快創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)步伐、全面推進(jìn)創(chuàng)新教育理念都是具有深遠(yuǎn)意義的。
[參考文獻(xiàn)]
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關(guān)鍵詞: 機(jī)械設(shè)計;教學(xué)模式;創(chuàng)新設(shè)計;實踐
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2012)07-0253-02
0引言
機(jī)械設(shè)計課程是機(jī)械專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,它在學(xué)生學(xué)好專業(yè)課程和培養(yǎng)實際設(shè)計能力等方面起著重要作用。其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握常見零部件的基本知識,初步建立機(jī)械零件和簡單機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的能力。近年來,我校機(jī)械設(shè)計課程經(jīng)過省、校、院各級教改項目、精品課程建設(shè),已經(jīng)取得了一定的教改成果。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實踐,談一些體會。
1針對教學(xué)內(nèi)容特點,合理組織教案[1,2]
1.1 以工程設(shè)計過程為背景機(jī)械設(shè)計課程基本概念多,邏輯性差,缺乏系統(tǒng)性,實踐性強(qiáng)。因此,不少學(xué)生在學(xué)習(xí)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(xué)活動中,充分理解教材內(nèi)容的特點,合理組織教案。在教學(xué)內(nèi)容的組織方面,我們追求教學(xué)內(nèi)容新、課堂教學(xué)信息量大,注意將學(xué)生的能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育結(jié)合起來。在課堂教學(xué)以及實驗教學(xué)中,設(shè)置了很多啟發(fā)點,激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。具體方法:①以工程設(shè)計過程為背景,以掌握通用零部件設(shè)計能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線,從整體和系統(tǒng)的角度,將課程知識體系整合為“機(jī)械設(shè)計總論”、“連接零部件的設(shè)計”、“機(jī)械傳動設(shè)計”、“軸承設(shè)計”和“軸系部分設(shè)計”五大模塊,體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計能力培養(yǎng)的循序漸進(jìn)性。②在強(qiáng)調(diào)和培養(yǎng)傳統(tǒng)設(shè)計能力的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體章節(jié)(如齒輪傳動、蝸桿傳動及軸設(shè)計等)介紹現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的方法,旨在開闊學(xué)生的視野,提高學(xué)習(xí)興趣。③對傳統(tǒng)內(nèi)容精簡壓縮,簡化公式演繹推導(dǎo),重結(jié)論、重應(yīng)用。
1.2 突出工程觀點機(jī)械設(shè)計課程是一門實踐性很強(qiáng)的課程,而學(xué)生缺乏實踐經(jīng)驗和感性認(rèn)識,因此我們充分利用實驗課、課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)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(biāo)明確、清晰,原理結(jié)構(gòu)易懂、有針對性,可動手操作等。我們要求學(xué)生仔細(xì)觀察、分析,并將實際結(jié)果和有關(guān)原理進(jìn)行分析、對比和歸納總結(jié)。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(yǎng)實驗動手能力,同時提高學(xué)生應(yīng)用工程觀點分析問題的能力。課程設(shè)計是本課程及相關(guān)課程知識的一次綜合運用,是學(xué)生第一次較全面的設(shè)計訓(xùn)練,是對學(xué)生設(shè)計思想、設(shè)計方法和設(shè)計能力的一次鍛煉和檢查。在此過程中,前一階段教學(xué)中存在的問題會顯露出來,因此這是系統(tǒng)培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生工程觀點的一次難得的機(jī)會。
1.3 將單個零部件的設(shè)計與整機(jī)設(shè)計結(jié)合起來在實際的工業(yè)應(yīng)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(tǒng)進(jìn)行工作。因此,機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)的目標(biāo)決不僅僅是為了能夠進(jìn)行單個零部件的設(shè)計,而是面向?qū)嶋H機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計。但目前國內(nèi)高校機(jī)械設(shè)計課程的內(nèi)容在編排上都是以零部件進(jìn)行分塊講解,各個零部件之間沒有很好地建立有機(jī)的聯(lián)系,學(xué)生在學(xué)完整個課程之后雖然能夠進(jìn)行單個零部件的設(shè)計,但面臨整機(jī)設(shè)計中的零部件之間相關(guān)問題設(shè)計往往無所適從。為此,我們在教學(xué)中每講到某一個零部件的設(shè)計時總要抽出一定的時間詳細(xì)介紹一下該零部件與其他零部件之間的關(guān)系、設(shè)計中如何進(jìn)行相互協(xié)調(diào)等。
2合理使用教學(xué)方法與教學(xué)手段
2.1 采用多媒體教學(xué),提高教學(xué)效果學(xué)校在多個校區(qū)建立了設(shè)備先進(jìn),條件優(yōu)越的多媒體教室,能保證全校機(jī)械設(shè)計課程的多媒體教學(xué)。從2000年開始研究利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革,進(jìn)行多媒體課件的研制工作,完成了《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》、《機(jī)械工程基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計》三門課程的多媒體課件,所用素材內(nèi)容豐富、經(jīng)典生動,學(xué)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(kuò)展到了更真實、自然的多維空間,為改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段提供了新的發(fā)展機(jī)遇。
2.2 多樣化的課堂教學(xué)幫助學(xué)生掌握重點、克服難點理論課加強(qiáng)啟發(fā)式,采用多媒體和黑板相結(jié)合,并輔以配套電子版教材,幫助學(xué)生聽課與復(fù)習(xí);習(xí)題課通過抓住典型習(xí)題,舉一反三,以點帶面;討論課以實際工程為背景,使學(xué)生在分析能力提高中理解重點;實驗課充分發(fā)揮開放實驗室的作用,使學(xué)生在自主動手能力提高中突破難點。
2.3 建設(shè)“機(jī)械設(shè)計”省級精品課程網(wǎng)站利用校園網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺, 為學(xué)生提供了教學(xué)課件、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、復(fù)習(xí)思考題、練習(xí)題等大量的學(xué)習(xí)資源,節(jié)省了學(xué)時,提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。
3開放主題的小論文,培養(yǎng)學(xué)生主動獲取知識的能力
由于學(xué)時的限制,在講授機(jī)械發(fā)展史等內(nèi)容時,只能給學(xué)生一些很粗淺的認(rèn)識。我們嘗試讓學(xué)生對這部分內(nèi)容進(jìn)行自學(xué),并且給學(xué)生獲取比教材上內(nèi)容更豐富和具體的知識的途徑,要求學(xué)生以“各種機(jī)械的發(fā)展史”為主題寫成學(xué)習(xí)小論文。學(xué)生通過查閱相關(guān)資料,對各種機(jī)器的相關(guān)技術(shù)及發(fā)展有了較深入的認(rèn)識,并完成了諸如“機(jī)器人的發(fā)展”、“抽油機(jī)的發(fā)展”、“聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展”、“輪式拖拉機(jī)的發(fā)展”等小論文的寫作,并編輯成冊,培養(yǎng)了學(xué)生主動獲取知識的能力。
4工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3-4]
以機(jī)械設(shè)計課程體系的教學(xué)內(nèi)容為背景,以強(qiáng)化設(shè)計型、綜合型和加強(qiáng)學(xué)生動手能力培養(yǎng)為目標(biāo),我們將原“機(jī)械設(shè)計”的實驗環(huán)節(jié)從課程中剝離出來,于2006年構(gòu)建了單獨設(shè)置、學(xué)分單列的機(jī)械設(shè)計實驗課程,并新編了“機(jī)械設(shè)計實驗指導(dǎo)書”和“機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)大綱”,按五大模塊體系設(shè)置了5個實驗項目,其中:創(chuàng)新設(shè)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(guī)定了難度等級,要求每位學(xué)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(yǎng)學(xué)生個性發(fā)展。
為進(jìn)一步提高本科生科研能力、創(chuàng)新能力和實踐動手能力,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新熱情,依托西南地區(qū)較早建立的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實驗室,我校每年都舉辦大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,學(xué)生可根據(jù)自身的興趣愛好和創(chuàng)新需求自由申請項目,也可申請參加教師從現(xiàn)有教學(xué)、科研、生產(chǎn)和管理研究課題中細(xì)化出來的項目或企業(yè)界設(shè)立的項目,學(xué)校給予經(jīng)費支持,機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)部配備指導(dǎo)教師。近幾年來,學(xué)生的科技創(chuàng)新活動如火如荼的進(jìn)行,優(yōu)秀作品曾多次獲得四川省“挑戰(zhàn)杯”、全國“挑戰(zhàn)杯”、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽獎項以及全國機(jī)器人足球錦標(biāo)賽冠、亞軍。
5加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)
機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)組鼓勵和支持青年教師在職提高學(xué)位,實行指導(dǎo)教師責(zé)任制,安排富有教學(xué)經(jīng)驗的老教師在教學(xué)和科研上對新進(jìn)教師進(jìn)行指導(dǎo)和幫助,實行一對一的傳、幫、帶,并訂有明確具體的培養(yǎng)計劃,幫助他們提高教學(xué)能力,過好教學(xué)關(guān)。要求新進(jìn)教師必須經(jīng)過聽課、輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)、指導(dǎo)實驗、指導(dǎo)課程設(shè)計、試講、點評、講近機(jī)類課程等階段后,才能講機(jī)類課程。經(jīng)常開展有關(guān)本課程的教改與建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)方法與手段運用以及老教師示講、試講等教學(xué)法活動;鼓勵青年教師在教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面勇于創(chuàng)新,創(chuàng)造條件鼓勵教師參加各種學(xué)術(shù)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(shè)與教改研究項目。另外,加大引進(jìn)具有豐富實踐經(jīng)驗的高級工程技術(shù)人才,把不同經(jīng)歷的教師融為一個有機(jī)整體,使教師間共同磋商,相互學(xué)習(xí),取長補(bǔ)短。
6結(jié)束語
經(jīng)過幾年的實踐,我校機(jī)械設(shè)計課程的教學(xué)取得了較好的效果。機(jī)械設(shè)計作為專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,課程內(nèi)容多且實踐性強(qiáng),需要積極探索各種教學(xué)方法和手段,緊密結(jié)合工程實際,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新設(shè)計能力。
參考文獻(xiàn):
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機(jī)械設(shè)計具有自身的程序,圖1為設(shè)計的基本程序。圖1機(jī)械設(shè)計的基本程序目前,機(jī)械設(shè)計教學(xué)中主要存在以下問題。
1.1教學(xué)內(nèi)容過于防范
目前,機(jī)械設(shè)計這門課程包含的內(nèi)容較多,有機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計。機(jī)械設(shè)計包括材料、力學(xué)、熱處理、機(jī)械原理、公差與配合、機(jī)械零件、機(jī)械CAD等內(nèi)容,所涉及的知識層面較廣,教學(xué)內(nèi)容較散,且與其他課程有著很多重復(fù),如機(jī)械設(shè)計學(xué)科中有一項螺紋連接的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容??梢?,教學(xué)范圍與機(jī)械設(shè)計這門學(xué)科的學(xué)習(xí)原則不相符合。又如,減速器的類型、樣式和設(shè)計參數(shù)要求,和機(jī)械制圖中的減速器設(shè)計相關(guān)知識存在較高重復(fù)率,不僅在學(xué)科的學(xué)習(xí)層次上造成混亂,還浪費了學(xué)生的學(xué)習(xí)精力。
1.2與時俱進(jìn)能力不強(qiáng)
機(jī)械設(shè)計這門學(xué)科的實用性較強(qiáng),同時其教學(xué)內(nèi)容隨著科技的不斷發(fā)展而不斷變化。所以,傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容如果不進(jìn)行更新,很難滿足現(xiàn)代社會的需求?,F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計教學(xué)應(yīng)當(dāng)滿足工程性和技術(shù)性需求,同時也應(yīng)當(dāng)具備系統(tǒng)性。因此,現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計學(xué)科緊隨時代的變化而改變,將傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)進(jìn)行時代元素的融入。如今,很多相關(guān)院校對機(jī)械設(shè)計教學(xué)中的設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備強(qiáng)度和運動學(xué)等技術(shù)的教學(xué)比較注重,教學(xué)力度也較大,使能源問題、環(huán)境問題的教學(xué)很少涉及。尤其是安全、人機(jī)關(guān)系、美學(xué)等社會因素和價值工程、周期費用分析等經(jīng)濟(jì)因素,導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計教學(xué)無法滿足現(xiàn)代人們的生產(chǎn)需求。
1.3教學(xué)方式落后
很多相關(guān)院校對機(jī)械設(shè)計的教學(xué)仍然采用講學(xué)通用的原則,對于教學(xué)中的重點知識,讓學(xué)生采取理論知識記憶的灌輸性傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法,而對這門學(xué)科的實際應(yīng)用教學(xué)涉及較少,僅僅加深了學(xué)生的相關(guān)知識或原理的理解。同時,缺乏案例式教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)以及討論啟發(fā)式教學(xué),在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中沒有充足的時間進(jìn)行自主探索,嚴(yán)重阻礙學(xué)生對知識的理解與掌握,同時一定程度上阻礙了學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際工程問題能力的發(fā)展。因此,應(yīng)當(dāng)對機(jī)械設(shè)計教學(xué)體系進(jìn)行創(chuàng)新。
2創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計教學(xué)體系措施
2.1調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
機(jī)械設(shè)計的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容應(yīng)從實際出發(fā),注重教學(xué)的整體性、實踐性以及創(chuàng)新性。如今,很多學(xué)生對于機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)知識掌握不明確。所以,機(jī)械設(shè)計教學(xué)中應(yīng)當(dāng)遵循適度夠用的理論知識學(xué)習(xí)原則,可采取重點學(xué)習(xí)、部分理解等方式。首先,教學(xué)內(nèi)容要清晰精簡,要精簡機(jī)械設(shè)計這門課程的教學(xué)內(nèi)容,避免學(xué)生在相關(guān)知識的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生知識重復(fù)。同時,在學(xué)生的實際應(yīng)用教學(xué)中,如實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、社會調(diào)查、畢業(yè)論文以及課外科技活動等注重實踐運用的教學(xué)環(huán)節(jié),不但要適度融入相關(guān)基礎(chǔ)知識,還要增加其課程。其次,要注重知識的整合。在機(jī)械設(shè)計的實際教學(xué)中,將其中關(guān)聯(lián)性與聯(lián)系性較大的知識急性整合學(xué)習(xí)。最后,在機(jī)械設(shè)計的教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)注重知識點的增設(shè)。不僅要注重知識的重點性,還要考慮知識的完整性,可以增設(shè)以電、液為動力的機(jī)構(gòu)組合,結(jié)合實際的典型機(jī)械等新內(nèi)容,使學(xué)生全面認(rèn)識現(xiàn)代機(jī)械,以適當(dāng)前生產(chǎn)實際需要,方便計算機(jī)輔助設(shè)計的應(yīng)用和推廣。
2.2加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)
機(jī)械設(shè)計是一門極具實踐性的課程,過程中應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生設(shè)計技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),以培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力為主要教學(xué)目的,同時注重學(xué)生工程意識、工程實踐能力、創(chuàng)新意識以及社會實踐能力的培養(yǎng)。實際教學(xué)過程中,教師應(yīng)當(dāng)徹底摒棄傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式,在講解相關(guān)理論知識或原理時,注重培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)結(jié)論的能力。同時,在相關(guān)知識或原理的講解時,融入其在實踐中的應(yīng)用,堅持產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合,體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計教學(xué)的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實踐性以及現(xiàn)代性。
2.3創(chuàng)新教學(xué)方法
目前,相關(guān)院校的招生多是面向全國,導(dǎo)致各種學(xué)生的機(jī)械設(shè)計學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一。因此,要不斷創(chuàng)新如今的機(jī)械設(shè)計教學(xué)。教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)直觀教學(xué),在學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識或原理的同時,讓學(xué)生接觸各類種機(jī)械、機(jī)構(gòu)、零件、部件、圖紙,提高學(xué)生相關(guān)知識或原理的實踐性。同時,教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù),借助計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng),利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和仿真軟件系統(tǒng),開展機(jī)械設(shè)計的現(xiàn)代化、立體式教學(xué)。此外,教師在機(jī)械設(shè)計的實際教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)盡量減少相關(guān)知識或原理的理論推導(dǎo),運用例證講清思路,加深學(xué)生對相關(guān)理論知識或原理理解,提高課堂教學(xué)效率。
2.4增加教學(xué)實踐
機(jī)械設(shè)計是一門較注重實踐運用的學(xué)科,教學(xué)時教師不能僅僅注重學(xué)生的知識學(xué)習(xí),要更加重視學(xué)生的知識運用,如繪制機(jī)構(gòu)運動簡圖。圖2為機(jī)構(gòu)簡圖的繪制步驟。以四桿機(jī)構(gòu)為例,結(jié)合日常見到的篩東西、磨豆腐等,布置設(shè)計任務(wù)。在四桿機(jī)構(gòu)的講解過程中,不斷提醒雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿、雙搖桿機(jī)構(gòu)分別有什么運動特性,能轉(zhuǎn)化為什么樣的運動形式,現(xiàn)實生活中有哪些物品用到了這些機(jī)構(gòu),不斷啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考設(shè)計任務(wù)。一個機(jī)器少不了動力,因此課程中增加電動機(jī)的選用環(huán)節(jié)。學(xué)生設(shè)定自己運動機(jī)構(gòu)的各種參數(shù)后,按部就班選用電動機(jī),由此掌握效率等概念,并對整體的機(jī)器建立一個大概的認(rèn)識。電動機(jī)選好后,考慮減速的問題。這時,可以引進(jìn)齒輪機(jī)構(gòu)(包括蝸輪蝸桿)、帶傳動、鏈傳動。齒輪機(jī)構(gòu)重點講傳動比的分配、計算及選用,對于漸開線的形成等和現(xiàn)場應(yīng)用聯(lián)系不密切的內(nèi)容可忽略不講。帶傳動、鏈傳動重點講傳動特點和應(yīng)用。此外,學(xué)習(xí)過程中要加入查手冊選材料環(huán)節(jié),把時間用到應(yīng)用實踐上。
3結(jié)語
目前,我國機(jī)械設(shè)計教學(xué)體系仍然存在教學(xué)內(nèi)容過于龐雜、無法適應(yīng)時代的快速發(fā)展以及教學(xué)方式過于陳舊和落后等問題。因此,在機(jī)械設(shè)計實際教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng),同時不斷創(chuàng)新教學(xué)方法,以期為國家培養(yǎng)更多機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新性人才。
作者:李愛軍 徐紅芹 王紅梅 單位:山東理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院
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關(guān)鍵詞:語義網(wǎng)技術(shù);機(jī)械設(shè)計;現(xiàn)狀;應(yīng)用意義
前言
機(jī)械設(shè)計主要是指對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、各零件的材料、形狀尺寸等各方面進(jìn)行構(gòu)思、分析進(jìn)而得出具體結(jié)論的工作過程。而目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速,對于機(jī)械設(shè)計的要求也就越來越高,新時期的機(jī)械設(shè)計要更趨向于信息化、創(chuàng)新化、智能化,將語義網(wǎng)技術(shù)運用到機(jī)械設(shè)計上可以使設(shè)計更加方便、完善。
1.語義網(wǎng)的概述
語義網(wǎng)的概念最早是由蒂姆?伯納斯-李提出來的,目前對于語義網(wǎng)的概念還沒有統(tǒng)一的界定。但是語義網(wǎng)是未來網(wǎng)絡(luò)的一個大膽設(shè)想。它是萬維網(wǎng)的拓展、延伸,更加能夠高效的理解詞語,并能快速理清各個邏輯關(guān)系。更加方便人們與電腦進(jìn)行溝通,提供高效的智能服務(wù)。
雖然對語義網(wǎng)目前還沒有準(zhǔn)確的定義,但是語義網(wǎng)相對于萬維網(wǎng)來說具有以下幾點區(qū)別:(1)面對的對象不同,萬維網(wǎng)主要面對的對象是人,供“人”閱讀和使用,而語義網(wǎng)面對的對象是機(jī)器。能夠直接和計算機(jī)進(jìn)行交流和合作。(2)側(cè)重點不同,萬維網(wǎng)側(cè)重的是信息的格式,而語義網(wǎng)則側(cè)重的是語義內(nèi)容。(3)工作方式不同,萬維網(wǎng)主要是人們用來搜集、整理信息的,而語義網(wǎng)的檢索更加智能化,不必從大量的檢索信息去挖掘所需數(shù)據(jù)。(4)主要任務(wù)不同,萬維網(wǎng)的任務(wù)主要是幫助人們獲取信息,供人們使用和交流。而語義網(wǎng)則是通過與計算機(jī)的交流,讓計算機(jī)幫助人們完成一些工作,從而讓網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更加智能化、自動化[1]。
2.語義網(wǎng)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀
語義網(wǎng)雖然在學(xué)術(shù)界還沒有統(tǒng)一的界定,但是其本身特有的優(yōu)勢已經(jīng)受到越來越多的人喜愛,同時被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。在機(jī)械設(shè)計中,語義網(wǎng)的應(yīng)用也是剛剛起步,但是卻起到很大的作用和效率。尤其在機(jī)械設(shè)計零部件、產(chǎn)品概念的設(shè)計上等應(yīng)用現(xiàn)狀較為明顯。
2.1在機(jī)械設(shè)計零部件中信息重用的應(yīng)用
語義網(wǎng)的發(fā)展突飛猛進(jìn),被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域,在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域效果也較為顯著。語義網(wǎng)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同的是可以將設(shè)計信息達(dá)到共享,對于機(jī)械零部件設(shè)計環(huán)節(jié)來說,信息共享尤為重要。所以,語義網(wǎng)可以實現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品零部件信息重用,這樣,大大提高了設(shè)計人員的工作效率,不必將大量的時間耗費在研究新產(chǎn)品上,提高了成功率的同時,也減少了企業(yè)的部分開銷[2]。
2.2語義網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品信息語義交換中
語義網(wǎng)技術(shù)能夠高效的理解詞語及邏輯關(guān)系,在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用,可以實現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品信息語義交換,也就是說可以將機(jī)械產(chǎn)品信息資源應(yīng)用到各個系統(tǒng)中,并且還可以對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行自動處理和語義交換,這樣就更容易讓工作人員對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)、研究。
2.3語義網(wǎng)廣泛應(yīng)用到概念設(shè)計中
在產(chǎn)品的設(shè)計概念中,最重要的就是要構(gòu)建合理的產(chǎn)品系統(tǒng)構(gòu)架,確保子系統(tǒng)的配置與各個系統(tǒng)之間的交互順利。在交互的環(huán)節(jié)中,其接口部分尤為重要,它是完成各系統(tǒng)間交互的重要環(huán)節(jié)。將語義網(wǎng)運用到產(chǎn)品概念的設(shè)計中,可以有效發(fā)揮其優(yōu)勢,順利完成各項工作環(huán)節(jié)。保障產(chǎn)品概念設(shè)計更加快速、準(zhǔn)確[3]。
3.語義網(wǎng)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用意義
3.1語義網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以使機(jī)械設(shè)計更加信息化、智能化
語義網(wǎng)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中具有重要的應(yīng)用意義,它能夠使機(jī)械設(shè)計更加信息化、智能化。語義網(wǎng)本身具有的優(yōu)勢可以為計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)提供相應(yīng)的語義交換平臺,可以有效的實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,快速理清各種邏輯關(guān)系之間的聯(lián)系。因此,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,語義網(wǎng)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中被廣泛的應(yīng)用,同時,語義網(wǎng)帶來的便利也使得機(jī)械設(shè)計更加的協(xié)同化、智能化,成果較為顯著。
3.2語義網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中是必然趨勢
機(jī)械設(shè)計方法論的發(fā)展常常與其他領(lǐng)域研制的成果相結(jié)合,比如綠色設(shè)計、智能設(shè)計等設(shè)計成果都是引入其他領(lǐng)域的研究成果,而取得的成功方案。但是,隨著目前的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,很多設(shè)計成果已然遇到了發(fā)展瓶頸,尤其在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中,網(wǎng)絡(luò)信息不斷增長,很多網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)及內(nèi)容不能被很好的篩選和解讀,檢索率下降,就不能提供更加準(zhǔn)確、快捷的信息資源。比如,基于知識設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的知識庫共享問題,以及重用困難、數(shù)據(jù)檢索率低等,面對日益突出的設(shè)計問題,將語義網(wǎng)技術(shù)結(jié)合到機(jī)械設(shè)計中去,是機(jī)械設(shè)計發(fā)展的必然趨勢。
3.3研究基于語義網(wǎng)技術(shù)的機(jī)械設(shè)計是適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然要求
語義網(wǎng)以其獨特的優(yōu)勢和高速運轉(zhuǎn)的能力必然會成為未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一顆璀璨“明珠”,必會代替萬維網(wǎng)而成為主流技術(shù)。在信息共享、語義轉(zhuǎn)換的特殊功能下為制造企業(yè)提供了可靠的共享平臺,為產(chǎn)品設(shè)計提供了便捷的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的Web信息處理也必然會轉(zhuǎn)向語義網(wǎng)的知識處理。因此,研究語義網(wǎng)技術(shù)的機(jī)械設(shè)計是適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然要求,是未來科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的研究熱點。
4.結(jié)束語
綜上訴述,隨著計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)械設(shè)計必然會更加信息化、智能化、協(xié)同化。語義網(wǎng)的出現(xiàn),更是引起了極大的反響,在各個領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。其獨特的優(yōu)勢及其高速運轉(zhuǎn)的能力在機(jī)械設(shè)計中得到了很好的應(yīng)用,且效果顯著。它是未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,因此,研究給予語義網(wǎng)技術(shù)的機(jī)械方法和技術(shù)研究具有重要意義。
參考文獻(xiàn):
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作者簡介:
[關(guān)鍵詞]民辦高校應(yīng)用型本科機(jī)械設(shè)計制造及其自動化人才培養(yǎng)方案
[作者簡介]孫芹(1979-),女,山東威海人,山東英才學(xué)院機(jī)械學(xué)院,講師,碩士,研究方向為機(jī)械制造及其自動化、數(shù)控技術(shù)。(山東濟(jì)南250100)
[中圖分類號]G642[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1004-3985(2012)21-0090-02
一、高等教育的分類
我國著名教育家潘懋元先生指出:“高等學(xué)校的分類是一個世界性的難題,又是關(guān)系到中國高等教育能否持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前,我國還沒有一個權(quán)威的分類方法。”在我國,受到廣泛關(guān)注和認(rèn)同的高等教育分類法有兩種。
1.國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類法。聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)1997年公布的《國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類法》,將教育分為3個層次、7級、3種類型。其中,第3層次中的第5級是高等教育,分為5A和5B兩種類型,如圖所示。
歸納上述第5級的教育,高等教育可分為:學(xué)術(shù)型、應(yīng)用型、實用型3種類型的教育。
2.潘懋元教授分類法。依據(jù)《國際教育標(biāo)準(zhǔn)分類法》,我國高等教育可分為綜合研究型、專業(yè)性應(yīng)用型和職業(yè)性技能型三類。在此基礎(chǔ)上,我國高等學(xué)??煞譃榫C合研究性研究型大學(xué)、專業(yè)性應(yīng)用型大學(xué)或?qū)W院和職業(yè)性技能型的高職院校三類。
二、社會人才需求情況調(diào)查與分析
依據(jù)中國勞動力市場信息網(wǎng)監(jiān)測中心的2010年第四季度部分城市公共就業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)市場供求狀況分析,106個城市中,用人單位通過公共就業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)招聘各類人員約478.5萬人,進(jìn)入市場的求職者約473.3萬人,崗位空缺與求職人數(shù)的比率約為1.01。按行業(yè)分組的需求人數(shù)分析,制造業(yè)需求人數(shù) 131.8289萬,所占比例約為27.5%,占到總需求量的1/4還要多。按文化程度分組的供求人數(shù)分析,職高、技校、中專需求人數(shù)94.6331萬,所占比重54%,大專需求人數(shù)81.2272萬,所占比重17%,大學(xué)需求人數(shù)40.7119萬,所占比重為8.5%,由以上數(shù)據(jù)可見,職高、技校、中專、大專需求占到總需求量的70%以上,即技能型人才需求量最大。
三、應(yīng)用型本科機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案的實踐
民辦高校從辦學(xué)條件、生源質(zhì)量、師資隊伍和水平來看,都與辦學(xué)多年、文化積淀深厚的公辦本科院校有著較大的差距。因此,人才培養(yǎng)方案的制訂應(yīng)從學(xué)生的實際出發(fā),做到有教無類、因材施教,以應(yīng)用為切入點實施教學(xué),尊重學(xué)生興趣愛好和實踐能力的培養(yǎng),走特色發(fā)展之路。
1.人才培養(yǎng)的目標(biāo)和規(guī)格。在培養(yǎng)目標(biāo)上,培養(yǎng)具備扎實的機(jī)械設(shè)計制造基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力,掌握現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法和先進(jìn)制造技術(shù),具有較強(qiáng)的工程實踐能力和開拓精神,能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計、制造、應(yīng)用研究、科技開發(fā)、運行管理和相關(guān)技術(shù)工作的高級技術(shù)應(yīng)用型人才。
在培養(yǎng)規(guī)格上,強(qiáng)調(diào)知識、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。(1)在知識結(jié)構(gòu)上。畢業(yè)生應(yīng)具有外語、文獻(xiàn)檢索和科技寫作等工具性知識;具有扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)和社會科學(xué)基礎(chǔ)知識;掌握本專業(yè)需要的計算機(jī)、數(shù)學(xué)等專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識和機(jī)械學(xué)、電子學(xué)等專業(yè)知識;(2)在能力結(jié)構(gòu)上。畢業(yè)生要掌握中等復(fù)雜程度零件的機(jī)械設(shè)計、制造和工藝編制的方法;具有一般機(jī)械設(shè)備安裝、調(diào)試、運行、操作和維護(hù)的能力;具有數(shù)控機(jī)床操作、編程的能力;具有獲取知識、應(yīng)用知識和創(chuàng)新能力;具有一定的外語應(yīng)用能力。(3)在素質(zhì)結(jié)構(gòu)上。注重培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國,遵紀(jì)守法的思想道德素質(zhì);培養(yǎng)學(xué)生良好的文化素質(zhì);培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、扎實,富有創(chuàng)新精神的專業(yè)素質(zhì);培養(yǎng)學(xué)生良好的身心素質(zhì)。
2.結(jié)合目標(biāo)定位,合理制訂人才培養(yǎng)方案。在人才培養(yǎng)方案的制訂過程當(dāng)中,學(xué)校必須考慮學(xué)生的就業(yè)能力、就業(yè)范圍,加強(qiáng)基礎(chǔ)理論課和專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),同時考慮學(xué)科之間的交叉,培養(yǎng)機(jī)械類通用型本科人才,為學(xué)生的創(chuàng)新能力和職業(yè)適應(yīng)能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ),并重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué),使學(xué)生在學(xué)校就獲得工程實踐能力的基本訓(xùn)練,考取國家職業(yè)資格證書。因此,學(xué)校必須對部分課程進(jìn)行整合,加大實驗、課程設(shè)計、實習(xí)實訓(xùn)、畢業(yè)論文等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的力度,重構(gòu)課程教學(xué)體系,同時,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)注重課堂內(nèi)外、校內(nèi)、校外的有機(jī)結(jié)合,使學(xué)生更多地接觸社會,達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)。此外,還應(yīng)重視個性化人才培養(yǎng),以科技創(chuàng)新為導(dǎo)向開設(shè)選修課程,學(xué)生可以結(jié)合自己的興趣自由選擇,并開設(shè)創(chuàng)新實驗室,學(xué)習(xí)方向完全取決于個人的興趣,從而制定出創(chuàng)新型、應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)方案。
3.以就業(yè)為導(dǎo)向,提高學(xué)生職業(yè)適應(yīng)能力。學(xué)院要注重研究社會對人才的需求,及時對專業(yè)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整,提出“訂單式教育”,即社會需要怎樣的人才,學(xué)校就培養(yǎng)怎樣的人才。學(xué)院還根據(jù)不同專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)需求,積極開展“特色課程教育”,全方位增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力。
4.完善課程體系,提升學(xué)生知識遷移能力。為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量,滿足社會對高素質(zhì)人才的要求,不斷完善課程體系,注重學(xué)生基本理論和專業(yè)技能的培養(yǎng),突出學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。(1)課程體系的設(shè)置體現(xiàn)知識、能力和素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。課程設(shè)置體現(xiàn)“計算機(jī)不斷線”,加大課程設(shè)計,強(qiáng)調(diào)機(jī)械設(shè)計理論、機(jī)械工藝和先進(jìn)制造技術(shù)理論學(xué)習(xí),并根據(jù)專業(yè)特點安排實驗實訓(xùn)課程。通過實踐把理論知識進(jìn)行強(qiáng)化,并提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。同時,課程體系注重課程間的相互聯(lián)系,重視精品課程建設(shè),重點專業(yè)課程至少要達(dá)到院級優(yōu)質(zhì)課建設(shè)水平,課程建設(shè)在知識、能力和素質(zhì)整體架構(gòu)中有目標(biāo)、有計劃地開展。(2)嘗試對畢業(yè)設(shè)計(論文)進(jìn)行改革。為實現(xiàn)應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo),學(xué)生的畢業(yè)論文內(nèi)容既要包含設(shè)計又要包含制造,而且學(xué)生必須在數(shù)控機(jī)床上至少加工出畢業(yè)論文中的一個中等復(fù)雜的零件,通過畢業(yè)設(shè)計,讓學(xué)生掌握機(jī)械零件從設(shè)計到制造的全過程。
5.加強(qiáng)特色實踐教學(xué)環(huán)節(jié),強(qiáng)化學(xué)生工程實踐能力。實踐教學(xué)是應(yīng)用型本科教育教學(xué)體系中的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力及分析問題和解決問題能力的重要途徑。應(yīng)用型本科教育的特點決定了其實施主體要建立與相關(guān)專業(yè)未來的崗位群工作現(xiàn)場相近的實訓(xùn)場所,以便讓學(xué)生盡可能地在相近的“職場情境”中開展有針對性的專業(yè)技能訓(xùn)練,進(jìn)而實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生處理生產(chǎn)現(xiàn)場各種實際技術(shù)問題的能力。
在課程體系框架下,將實踐教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為實驗、課程設(shè)計和綜合實訓(xùn),實踐教學(xué)環(huán)節(jié)要與相應(yīng)階段的理論教學(xué)相對應(yīng)。鼓勵學(xué)生參加各種機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計大賽,通過大賽,強(qiáng)化學(xué)生的工程實踐能力,同時也使師資隊伍得到鍛煉。鼓勵學(xué)生參與教師的科研項目,構(gòu)建學(xué)研結(jié)合、層次遞進(jìn)的立體化、開放式的實踐教學(xué)體系。除了校內(nèi)實踐教學(xué)之外,學(xué)校還應(yīng)把“注重實踐、復(fù)合培養(yǎng)”作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制的突破口。因此逐步實現(xiàn)學(xué)院與行業(yè)企業(yè)的教學(xué)資源共享,教學(xué)過程共管,共同建設(shè)專業(yè),共同建設(shè)實訓(xùn)實習(xí)基地,共同確定職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)方案、課程內(nèi)容和質(zhì)量考核體系,讓企業(yè)專家參與人才培養(yǎng)方案的制訂,充分發(fā)揮行業(yè)、企業(yè)在學(xué)校建設(shè)中的重要作用,校企合作為學(xué)生實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)提供了理想的場所。
6.構(gòu)建完善的教學(xué)管理機(jī)制,保障培養(yǎng)方案的有效實施。以全面提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo),建立起由組織系統(tǒng)、評估系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)成的質(zhì)量監(jiān)控體系,對教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量實施全過程監(jiān)控。(1)組織系統(tǒng)。學(xué)校建立了校、院、教研室三級監(jiān)控組織系統(tǒng),三級組織各負(fù)其責(zé),上下協(xié)調(diào),運行有效。(2)評估系統(tǒng)。學(xué)校以各教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),通過教學(xué)評價、教學(xué)檢查、教學(xué)督導(dǎo),對教師的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評估。(3)信息系統(tǒng)。教學(xué)質(zhì)量信息采集主要來源于教學(xué)評價、教學(xué)檢查、教學(xué)督導(dǎo)活動和學(xué)生信息員報送信息以及畢業(yè)生質(zhì)量跟蹤調(diào)查獲得的信息。(4)調(diào)控系統(tǒng)。健全的組織系統(tǒng)、嚴(yán)格的評估系統(tǒng)、暢通的信息系統(tǒng),為教學(xué)質(zhì)量的調(diào)控創(chuàng)造了條件。學(xué)校的人才培養(yǎng)方案執(zhí)行情況及與社會需求的適應(yīng)情況、學(xué)科專業(yè)建設(shè)情況、課程建設(shè)情況、教學(xué)基本設(shè)施情況、教學(xué)管理水平和效率、師德、學(xué)風(fēng)等方面的問題,都可以得到及時的調(diào)控。為了保證教學(xué)質(zhì)量,學(xué)校實行了“教學(xué)質(zhì)量一票否決制”。明確規(guī)定,凡出現(xiàn)重大教學(xué)事故或在教學(xué)評價、教學(xué)檢查、教學(xué)督導(dǎo)中評定結(jié)果為不合格的教師,當(dāng)年考核為不合格。對于嚴(yán)重不負(fù)責(zé)任、授課效果極差、學(xué)生反映強(qiáng)烈或連續(xù)出現(xiàn)嚴(yán)重教學(xué)事故的教師,取消其授課資格,聘期內(nèi)不再繼續(xù)聘任其從事教學(xué)工作。對教學(xué)質(zhì)量綜合評價結(jié)果差的外聘教師,取消其授課資格。
四、結(jié)束語
對機(jī)械設(shè)計制造及自動化本科專業(yè)的人才培養(yǎng)方案的探討與實踐,旨在提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力、工程實踐能力和職業(yè)適應(yīng)能力,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神和創(chuàng)新意識,使畢業(yè)生得到社會和企業(yè)的認(rèn)可,從而吸引優(yōu)秀教師、優(yōu)秀生源來學(xué)校工作、學(xué)習(xí),把學(xué)校建設(shè)成一流的應(yīng)用型本科大學(xué)是必然的趨勢。
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[關(guān)鍵詞]機(jī)械原理 卓越工程師計劃 教學(xué)內(nèi)容與課程體系 CDIO 教學(xué)方法改革
[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)01-0132-03
機(jī)械原理是機(jī)械類和近機(jī)類專業(yè)十分重要的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程,是理論課程向工程實踐課程轉(zhuǎn)換的過渡性環(huán)節(jié),具有增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)造能力的作用,在機(jī)械類高級工程技術(shù)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)系列課程中是不可替代的。[1]但是,傳統(tǒng)機(jī)械原理教學(xué)存在目標(biāo)單一、內(nèi)容陳舊、方法死板、考核簡單片面等不足,與理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計等相關(guān)課程間存在教學(xué)內(nèi)容重復(fù)或脫節(jié)、整體協(xié)調(diào)性不足等問題[2] [3],導(dǎo)致教師講課費力,學(xué)生聽課乏力,教與學(xué)的效果不理想,甚至造成對立的師生關(guān)系。
學(xué)校針對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)國家級“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”項目的實施需要,進(jìn)行了基于項目的CDIO教學(xué)模式、基于網(wǎng)絡(luò)資源和創(chuàng)意興趣的自主學(xué)習(xí)模式等教學(xué)方法改革探索與實踐。本文從機(jī)械原理的課程體系、教學(xué)方法等角度進(jìn)行全面介紹。
一、面向卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建
處理好機(jī)械原理與理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計等專業(yè)基礎(chǔ)課間分工和銜接,不同于機(jī)械制圖與建模、剛體運動與力分析、零部件強(qiáng)度計算與校核、材料成型與加工等專一知識和能力的培養(yǎng)[4],機(jī)械原理以培養(yǎng)學(xué)生面向機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析能力為主,在機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)器動力學(xué)和常用機(jī)構(gòu)等基本知識學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,更加注重機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計和綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)。[5]處理好機(jī)械原理課程內(nèi)部各章節(jié)間內(nèi)在關(guān)系,機(jī)械原理教學(xué)內(nèi)容可劃分為機(jī)械系統(tǒng)、基本原理和常用機(jī)構(gòu)三大模塊,構(gòu)建各教學(xué)模塊間有機(jī)聯(lián)系,課程體系與教學(xué)模塊關(guān)系如圖1所示。
機(jī)械系統(tǒng)模塊是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)觀念的重要途徑,利用完整的機(jī)械系統(tǒng)實例把課程知識點串聯(lián),貫穿緒論、機(jī)器人機(jī)構(gòu)及其設(shè)計、機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計等章節(jié)的教學(xué)全過程,形成閉環(huán)。
基本原理模塊包括結(jié)構(gòu)分析、運動分析、力分析、效率與自鎖、機(jī)械平衡、機(jī)械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)等章節(jié),重點講授:1.機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析中機(jī)構(gòu)組成、自由度計算、組成原理和型綜合等知識點;2.機(jī)構(gòu)運動分析中解析法;3.平面機(jī)構(gòu)力分析中運動副總反力和機(jī)構(gòu)受力分析;4.機(jī)械自鎖和速度波動調(diào)節(jié)。而與理論力學(xué)等前期基礎(chǔ)課聯(lián)系緊密的運動分析圖解法采用實例化教學(xué),在學(xué)生自學(xué)、練習(xí)、討論基礎(chǔ)上,點明速度影像和加速度影像等知識點;實踐性較強(qiáng)的機(jī)構(gòu)運動簡圖、機(jī)械平衡以實驗教學(xué)為主線。
常用機(jī)構(gòu)模塊包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系和其他常用機(jī)構(gòu)等章節(jié),重點講授:1.連桿機(jī)構(gòu)中平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計的圖解法和解析法;2.凸輪機(jī)構(gòu)中輪廓曲線設(shè)計解析法;3.齒輪機(jī)構(gòu)中漸開線直齒圓柱齒輪嚙合定律、嚙合傳動、變位齒輪和斜齒圓柱齒輪;4.齒輪系的傳動比和效率計算。而常見多桿機(jī)構(gòu)、凸輪基本尺寸確定、漸開線特性、其他常用機(jī)構(gòu)等知識點以自學(xué)、調(diào)研等自主學(xué)習(xí)方式為主。
二、基于認(rèn)知規(guī)律的“以生為本”教學(xué)方法改革與實踐
國內(nèi)眾多高校長期開展機(jī)械原理精品課程建設(shè),使教學(xué)理論、課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段等研究工作不斷深入,在教材、電子教案、電子教具、教輔參考資料、教學(xué)視頻和網(wǎng)絡(luò)平臺等教學(xué)資源建設(shè)方面進(jìn)展顯著,為機(jī)械原理課程教學(xué)方法改革奠定基礎(chǔ)。
(一)基于慧魚組合模型的機(jī)械系統(tǒng)概念強(qiáng)化與貫穿
課程學(xué)習(xí)前,利用工程訓(xùn)練中心慧魚創(chuàng)意組合模型,讓學(xué)生按照已有拼裝路線親手搭建典型的機(jī)械系統(tǒng)模型,如各種類型機(jī)器人,使課程教學(xué)從“積木游戲”場景中開始,逐步了解機(jī)械原理所學(xué)的連桿、凸輪、齒輪及齒輪系等機(jī)構(gòu);課程教學(xué)結(jié)束前,要求學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容,自主搭建一個新型的綜合型機(jī)械系統(tǒng)。學(xué)生能夠全程深度參與課程教學(xué),實現(xiàn)寓教于樂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情。
以學(xué)生自主搭建典型機(jī)械系統(tǒng)模型為課程學(xué)習(xí)對象,貫穿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析、運動分析和連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系等教學(xué)全過程。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決其隱藏的科學(xué)問題,包括概念理解、問題分析、問題求解等主要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),教師承擔(dān)定義闡述、提出問題、思路引導(dǎo)、方法總結(jié)和疑難解答等輔工作,激發(fā)學(xué)生主觀能動性,真正實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師輔助指導(dǎo)的教學(xué)模式。
(二)基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的自主學(xué)習(xí)模式實踐
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,大學(xué)校園內(nèi)學(xué)生上網(wǎng)便捷快速,機(jī)械原理課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源十分豐富,如國家精品課程資源網(wǎng)[6]、江蘇科技大學(xué)課程建設(shè)與輔助教學(xué)平臺[7]、第一視頻教程網(wǎng)[8]等,為機(jī)械原理課程的自主學(xué)習(xí)模式探索奠定基礎(chǔ)。同時,在學(xué)校課程建設(shè)與輔助教學(xué)平臺上開設(shè)相應(yīng)的同步網(wǎng)絡(luò)教學(xué)班級,實現(xiàn)課上課下同步進(jìn)行。隨著基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的自主學(xué)習(xí)模式推廣,學(xué)生對機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)主動性和積極性逐步得到加強(qiáng)。
由于網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)的時間、地點具有很大程度的自由,且學(xué)生對自主學(xué)習(xí)的效率存在差異,教師需做好前期引導(dǎo)和后期考核工作:每次課結(jié)束前,應(yīng)明確下次課教學(xué)內(nèi)容和對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源材料;每次課開始時,需通過提問、課堂練習(xí)等方法檢查學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)效果,對共同存在的疑難問題要及時解釋,強(qiáng)化理解。基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的自主學(xué)習(xí)模式,不但調(diào)動了學(xué)生的主動性和積極性,而且自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)實際上是一次學(xué)習(xí)階段,課堂提問與檢測環(huán)節(jié)則是二次學(xué)習(xí)階段,課后作業(yè)、答疑等環(huán)節(jié)則是三次學(xué)習(xí)階段,三者具有一定的時間差,對課程知識點的理論和吸收具有良好效果,尤其是課程教學(xué)。
(三)基于計算機(jī)和編程技術(shù)的項目式教學(xué)模式改革
項目式教學(xué)分為科技論文寫作與課外大作業(yè)兩類。在機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展方向調(diào)研和文獻(xiàn)查閱基礎(chǔ)上,每位學(xué)生選擇一個自己感興趣的方向,如機(jī)械發(fā)展史、醫(yī)療機(jī)器人、生物機(jī)械、仿生機(jī)構(gòu)、微小機(jī)械等,嚴(yán)格按照國家科技論文寫作要求和規(guī)范撰寫報告,包含題目、中英文摘要、中英文關(guān)鍵詞、引言、正文、結(jié)論和參考文獻(xiàn)等部分。
課外大作業(yè)是項目式教學(xué)的重點,引入計算機(jī)技術(shù)和Matlab軟件進(jìn)行機(jī)械原理課程課外大作業(yè)的解析法分析。課外大作業(yè)包括運動分析、力分析、連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計、凸輪輪廓曲線設(shè)計、齒輪輪廓曲線設(shè)計和速度波動調(diào)節(jié)這六種類型,要求全體學(xué)生自行分成3-4人一組,從六類大作業(yè)題目中分別選擇三項,共同完成分析建模、編程求解、報告撰寫、演示答辯等環(huán)節(jié),各團(tuán)隊成員必須有明確的分工與協(xié)作,禁止以逸待勞現(xiàn)象。完成后要求提交大作業(yè)實踐報告、Matlab程序源文件及分析建模的關(guān)鍵草稿紙等材料,實踐報告應(yīng)達(dá)到內(nèi)容完整全面、字跡圖標(biāo)工整清晰、格式符合國家科技論文規(guī)范等要求,Matlab程序源文件應(yīng)達(dá)到運行流暢、注釋合理充分、格式整齊美觀等要求。
項目式教學(xué)實施過程中,以學(xué)生為主體,教師起引導(dǎo)答疑作用,實現(xiàn)科研基本思路和規(guī)范的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生運用計算機(jī)和編程技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究的能力,為學(xué)生后繼其他課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以至畢業(yè)后科研創(chuàng)新打下良好的基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究或工程設(shè)計的良好習(xí)慣。
三、課程綜合改革實踐效果與注意事項
通過機(jī)械原理課程教學(xué)改革與實踐,在掌握課程基本理論、基本知識和基本技能基礎(chǔ)上,學(xué)生的機(jī)構(gòu)設(shè)計、綜合、創(chuàng)新等專業(yè)能力和系統(tǒng)性工程意識、基本的科研素養(yǎng)得到顯著提高,在后續(xù)的專業(yè)課程、第二課堂(如課外科技制作、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽等)、畢業(yè)設(shè)計等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮作用,尤其是第二課堂,機(jī)械類專業(yè)學(xué)生興趣濃厚,積極主動,上手快,創(chuàng)意多,動手實踐能力強(qiáng)。
由于機(jī)械原理課程教學(xué)改革涉及內(nèi)容體系、課堂教學(xué)、課內(nèi)實驗、課外大作業(yè)和期末考試以及相應(yīng)的考核方法,存在面廣、點多、工作量大等問題。為保證課程教學(xué)與考核方法綜合改革實踐的效果,應(yīng)注意以下幾個事項:
(一)學(xué)生的興趣與投入。課程學(xué)時不斷壓縮,課堂教學(xué)時間越來越短,但教學(xué)內(nèi)容與要求反而提高,而課余活動(尤其是網(wǎng)絡(luò)普及帶來的網(wǎng)絡(luò)活動)不斷豐富,導(dǎo)致學(xué)習(xí)時間減少。針對現(xiàn)狀,必須全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,自主投入一定的課外時間用于課外學(xué)習(xí),包括項目驅(qū)動式課外大作業(yè)、課外科技創(chuàng)新與制作等內(nèi)容。
(二)教師的鉆研與投入。目前高校普遍存在“重科研、輕教學(xué)”的問題,使職稱評審、考核獎勵等活動的科研成果要求不斷提高,導(dǎo)致教師對教學(xué)的專研精神和精力投入不足,需從學(xué)校制度上做適當(dāng)引導(dǎo),如我校職稱評審中的教學(xué)綠色通道和重金獎勵的教學(xué)模范獎,將教學(xué)成績、學(xué)生評價作為考核指標(biāo)。
(三)課外學(xué)習(xí)資源的建設(shè)與應(yīng)用。課外學(xué)習(xí)的硬件資源包括場地(如開放教室、實驗室、機(jī)房等)和慧魚組合模型、常用工具、常規(guī)機(jī)床等設(shè)備設(shè)施;軟件資源包括課外大作業(yè)的項目和本科生創(chuàng)新計劃、機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽等活動。
四、結(jié)束語
為從知識、能力和素質(zhì)三個層次上提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量,進(jìn)行了課程體系梳理、教學(xué)方法改革與實踐,構(gòu)建有機(jī)統(tǒng)一的課程教學(xué)模塊,實踐基于慧魚組合模型、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、計算機(jī)和編程技術(shù)的新型教學(xué)方法,有效提高了學(xué)生知識水平、專業(yè)能力、工程意識和科研素養(yǎng)。
[ 注 釋 ]
[1] 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2013.
[2] 于曉紅,王小群,邱麗芳.機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計課程體系的優(yōu)化整合[J].中國大學(xué)教學(xué),2008(7):34-36.
[3] 趙京,賴德華,門淑貴.以認(rèn)知學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計課程的教學(xué)改革[J].大學(xué)教育科學(xué),2004(2):50-52.
[4] 陳文華,陳秀寧.“機(jī)械原理”課程改革的實踐與探索[J].機(jī)械工業(yè)高教研究,2001(1):71-74.
[5] 于曉紅,韓建友,邱麗芳,等.深化機(jī)械原理課程教學(xué)改革[J].中國大學(xué)教學(xué),2005(4):25-26.
[6] http:// / details?uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac9291e8-0636 / 2014-02-20.