范文一:【word】 如何提高学生工程素养及综合能力——《机械设计》教学方法探讨
如何提高学生工程素养及综合能力——《机
械设计》教学方法探讨
现代制造技术与装备2010第5期总第198期
如何提高学生工程素养及综合能力
——
《机械设计》教学方法探讨
仝美娟同志学郭瑞峰
(西安建筑科技大学机电学院,西安710055)
摘要:在《机械设计》课程教学研究中,提高学生工程素养及综合能力是重要的课题,本文以在教学实践
中加强工程计算能力,培养工程习惯,强化工程表达能力三方面进行思考,对该课程的教学改革进行了有益的
探索.
关键词:《机械设计》工程素养综合能力教学改革
众所周知,如何提高高等工科院校毕业生的工程素养
及综合能力是大家所关心而且急待解决的重要课题.何
谓工程素养?所谓工程素养就是一个工程师应具备的基
本知识,基本理论和基本技能,一定的工程实践训练和严
格有素的工程习惯,而综合能力是指自学能力,知识扩展
能力,形象思维和逻辑思维能力,创新能力和表达与组织
管理能力.近年来,在该领域已经进行了大量的探索,并
且已经取得了不少可资借鉴的做法和经验,下面,笔者就
《机械设计》这门课来阐述在教学中的体会.
《机械设计》是一门技术基础课,是承前启后的桥梁
课程,其理论性,综合性,实践性都很强.在教学实践中,
如何培养与提高学生工程素养及综合能力是实实在在的
问题.笔者在教学中注意到这三方面,工程计算能力,工
程习惯,工程表达能力.本文就这三个方面来讨论解决方
法与实施过程.
1加强工程计算能力
《机械设计》也是一门工程性很强的课程,涉及的知
识面很广,特别是使用的公式繁多.但这门课程的学习重
点不同于一般基础课程,推正公式和使用公式的数学技
巧不是该课程的重点,重点在于加深对基本公式概念的
理解,以及掌握公式中各参数的横向关系,从而培养学生
解决工程实际问题的思路和方法.在该学习过程中,正确
应用公式,经过计算合理确定零件的主要参数和尺寸是
必须能力.必须了解到,在工程实际中,零件设计计算能
力很重要,但并不是唯一的,注意到有些计算公式是有实
验条件的;其中计算数据取值是大还是小,需参考使用标
准,熟悉设计规范,最终明确在工程实际中计算数据并非
最终采用数据,可能为数据参考提供依据.要做到把理论
计算和结构设计,工艺,国家标准等结合起来解决工程设
计问题的能力.为此,初学者必须逐步理解这种解决工程
问题的思维方法与纯数学问题是有所不同的,这里不是
强调数学技巧,而是强调工程素质能力.
例如在齿轮传动中的主要几何尺寸与相关参数的协
调.在该设计题目中,按设计公式计算出的中心距a,一般
不是整数,为便于加工和测量应圆整为较整齐的数据或
标准数值.模数m必须取为标准值,齿数z必须取为整
数.为此,在设计时各参数要作适当调整.
例1直齿圆柱齿轮传动,按强度计算算出a?
146.57mm,i=3.5.试确定几何参数.
解:1)圆整后取a=150mm.
2)确定模数m,按经验公式,一般m=(0.0l一0.02)
a=(0.0l一0.02)150=1.5-3mm对于动力传动,模数不应小
于2mm,取标准m=3mm.
3)确定齿数计算齿数和z?==堕=100
则z===22.2取z=22
z2=Z—Zl=100-22=78
4)计算传动比误差:要求i-3.5实际i’=u=z2_Zl
=
等3.54
误差Ai:::1.3%,Ai在(3-5)%的允
许范围
5)计算分度圆直径dl=mzl=3×22=66mm,d2
=mz2=3×78=234mm
6)核对中心距:a:粤:下66+234:150mmo
几何关系正确.
2培养良好工程习惯
《机械设计》是对通用零部件进行讨论,这门课程一
般都讲十多个零件,每个零件都要讲到:特点,工作原理,
失效形式,常用材料及热处理,主要参数等.各零件之间
几乎没有直接联系,所以学生学完之后,不知道该了解什
么,掌握什么,对于整个课程体系中”只见树木不见森
林”.进而难于把理论与实际结合起来,造成二者割裂,达
不到”学以致用”的原则.这就需要学生注意到不仅要学
习零部件的工作原理和设计计算的基本知识,同时还要
行业交流
讨论零部件与整机之间的内在联系.
任何一部机器设备都是由若干零件组成,因此机械零
件设计是工程设计的基础,同时又注意到零部件与整机
之间的关系.工厂中的产品设计是先整机后部件,从机器
的整体出发来讨论零部件,再后是零件设计.注意到整个
设计过程是从整机的需要出发,然后按一个合理的顺序,
最后再回到整机,这个整机不是开始那个整机的重复,而
是在原来对整机感性认识的基础上进行了升华和提高.
这主要表现为三个方面:(1)方案的选择.到底选择那种
方案最佳,以及各传动方案和工作机的性能要求之间有
什么关系;(2)数据取佳,究竟是取大好还是取小好,其根
据是什么;(3)有些计算公式是有实验条件的,怎样鉴别
设计题目与实验条件的差异,又如何取修正值.
例如三角胶带传动中传动装置方案设计与设计中经济
效益的问题.在该设计题目中,带传动是靠摩擦力来传递运
动和动力,其基本公式为P=F?V,式中P为带所传递的功
率,F为带所传递的圆周力,v为带的速度.对该基本公式
进行深入分析就可以解决带传动设计中的许多实际问题.
例2带式运输机传动装置筒如图1所示:若原设计
中减速器是按无限寿命设计,电动机功率足够富裕,欲提
高运输机功率10%左右,在不改变带的型号和不增加带
的根数情况下,采用怎样的改装方法,经济效益最高?
I
l
I+_F?V<
I
l1.
0
1I
,—————
_一卜———————_1I.一
,
II,
,
————————————I-一
图1带式运输机传动装置简
对于单根三角胶带它所传递的圆周力F是有一定极
限值的,超过此极值,带将打滑而不能正常工作.当传递
的圆周力F一定时,显然提高带的速度v,可以使F下
降.当在一定F之下,提高带速V则可以提高带的传递功
率P.根据这一分析,可以得出带传动装置适用于机械传
动装置的高速级,这样可以减少带的根数,另外也起到了
过载打滑从而保护机器的作用.所以该题目的设计方法
是不合理的,应将带传动置于高速级.
影响带传动功率的因素很多,如带的型号,根数,中
心距,包角等等.当型号和根数一定情况下,欲提高带的
传递功率,在中心距,包角和带速这些影响因素中,最有
利的是提高带传动的速度.就该题而言,当加大小带轮直
径D.后,就可以提高带的速度V,从而提高了带的传递功
率.而且只是提高了v,而没有加大监督其的扭矩,故这
样做法,减速器可以照常使用(速度对减速器传递功率的
影响在此处可以忽略).仅仅增加了小带轮直径D.,就可
以满足提高传递功率的要求,显然经济效益是高的.
3强化工程表达能力
工程表达能力是指具有平面,空间,曲线,表格,公式,绘
图等综合表达能力.在该课程结束之后随之而来的课程
设计是检验和培养综合能力,工程素养的关键教学环节.
在该阶段,从方案的选择,数据的处理,绘图,编写设计说
明书到树立正确的设计思想,有意识地运用规范,标准,
查阅手册,图册等参考资料,综合展现独立思考,独立完
成的工程表达能力.
通过课程设计,使学生了解了一个完整的设计过程,
扩大了学生的思维领域,培养了学生的计算能力,绘图表
达能力,提高了综合分析能力,而且还熟悉了标准,手册
和资料的使用,使学生得到了较大的收益.
以上思路通过实践,初步证明了其可行性.应该指
出,学生工程素养和综合能力提高的程度,不仅取决于教
师的因素或课程提供的客观条件.他们学习的积极性和
主动性,也是更重要的因素.另外,在机械设计过程中,多
种有关课程知识(如公差,金属材料及热处理,理论力学,
材料力学,工程制图等方面先修课)的综合应用,也是很
有效地解决学生对这些基础知识的有机的综合应用的能
力,提高了学生综合能力,这样才能在毕业后马上就能完
成一并能很好地完成各种机械设计任务.
参考文献
[1】濮良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2005:1-3.
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水电职业技术学院,2008,(3):5l一53.
【3】李鹭扬.机械制造专业课程综合改革探讨….高教论坛,2007
(12):82—84.
HowtoImproveEngineeringQuafityandComprehen-
siveAbilitiesofStudents
——
“MechanicalDesign’’TeachingMethodsDiscussion
TONGMeijuan,TONGZhixue,GUORuffeng
(CollegeofMechanical&ElectricalEngineering.Xi’8nUniversity
ofArchitectureandTechnology,Xi’an710055,Chin)
Abstract:Inteachingandresearchingtheeaurse,”MachineDe—
sign”,
improvingengineeringqualityandcomprehensiveabilitiesofstu—
den协isanimpo~antissue.Consideringthreeaspectsinteachingprac-
tice,enhancingengineeringealeul~ingability,cultivatingengineering
habit,strengtheningengineeringexpressingskills,thisarticledoesa
usefulexplorationOilteachingreformofthiscourse.
Keywords:”MachineDesign”,engineeringquality,comprehen—
siveability,teachingreform
范文二:浅谈如何提高机械设计的安全性
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
浅谈如何提高机械设计的安全性
作者:姚庆
来源:《山东工业技术》2014年第01期
【摘 要】如何提高机械的安全性能,首先就应该将安全性的理念注入进机械的设计程序之中。通过机械设备在设计阶段应该考虑的安全性的难题,机械的设计过程之中就应该以安全性为基础,尽最大可能的减少机械设备在生产运行的过程之中所存在着的安全隐患,进而达到是机械设备的本质安全化的目的。
【关键词】机械;设计;安全性
一般机械设备的安全性所指的是在机械正常运行的情况之下保障操作机械的工作人员人身安全,而这样就需要相关技术人员在对机械进行设计的时候就对设计的安全性进行科学且合理的把握,将安全性的理念融入进机械设计之中,做到有备无患,增强机械设计的安全性,减少机械自身所存在的安全隐患。
1 提升机械设计安全性的因素
若想要使机械设施的设计更具有安全性,首先需要做的就是对机械的安全系统中各个要素之间的关系有一个较为详尽的了解,而一般情况之下所有的机械设施设计的安全性能,被分为电气安全、机械安全以及作业人员的人身安全三大要素。
以与机器有直接接触的工作人员安全性为例,假如需要工作人员登上高处对一台大型的机械进行操作控制。而机械的操作者仅需借助扶梯攀爬上高处平台即可顺利完成机械设施生产的目的,如果仅仅实现机械的应用功能,这样就足够了。不过,从安全性的角度上来考虑的话,就会发现在这工作过程之中有很多不稳定因素会对工作人员的安全产生威胁。这样的工作程序对工作人员的安全性欠缺考虑,因为只要作业具有高度的存在,人可能就会因为心理、生理亦或是其他的主观因素而造成工作失误,导致发生坠落的事故。另外,若存在了如平台立足平面狭小使工作人员立足不稳、自然光线不足、温度过高等一些客观方面的危险因素,发生坠落等危险事故的可能性则会增大,同时,如果机械操作者距离坠落基面越远,坠落所造成的危险就会越严重。
对于人的此种存在状态而言,若想真正的实现机械操作的安全性就必须先将物与人的关系协调,利用一系列的安全防范措施来予以解决。如,在易发生坠落事故的临边位置加设防护栏杆,能够有效的将危险与人隔离开来;设置均匀的阶梯梯级,以免工作人员在攀登时脚踏空;还要在较高的体字之上,设置安全护圈,这是为了预防工作人员仰翻坠地的保护措施。对安全防护措施的设计应该根据工作人员的人体测量参数及生物力学的相关数据来决定,而当需要保护的对象发生了变化之后,安全防护设施也需要作出相应的调整。
范文三:如何学好机械设计
大一,主要任务就是把《机械制图》这门专业基础课学好,没有什么技巧和窍门,就是多看图,熟能生巧,对于特别困难的图就路过不要看,以后水平提高了再看,最关键的是一定要学会看一些相对简单的装配图
从大二开始,就需要把《机械原理》、《机械设计》、《互换性》、《机械工艺》、《机械工程材料》等专业基础课一定要学好,同时课程设计和实习也是非常非常重要的,一定要重视!的装配图
要了解加工工艺,装配工艺,这样设计出来的东西才合理
多向身边的前辈请教,即使别人对你态度不好也不能气馁,你的态度一定要好,脸皮要厚 熟悉各种材料,不管是纸质的还是电子版的,一定要积累起来
要敢于吃苦,敢于到生产一线实习,因为经验是靠自己经历得到的真谛,是复制不到的 机械设计手册应该有一份,有不懂的地方就翻翻看看,见得多了,自然就提高了
1首先在画图时,一定要遵守国标!多看图、多思考、勤动手。牢记“长对正、高平齐、宽相等”。并按自己的画图方法总结出自己的一些规律
。2实践创新
实践操作能力一般是指自己的动手能力、设计能力、分析问题解决问题能力和社会交往能力等。动手能力是中等职业学校自己的基本素质要求。表现在《机械制图》上就是自己正确使用绘图仪器, 熟练测绘制“零件图”“、装配图”和运用 Auto CAD 绘图能力。在教学“零件图”测绘过程中, 我选择四类有代表性的零件( 或模型) , 让自己动手测量, 根据“零件图”视图确定原则进行分析、比较, 最后确定最合理的表达方案。自己通过比较, 选择最合理的设计方案, 加深理解, 提高认识; 使分析问题、解决问题能力和设计能力得到提高。理论教学与实践结合起来, 既有利于完成教学任务, 又提高自己社会实践能力、观察能力、学习能力。3如何引导自己创新思维
培养自己创新思维能力,就是要打破自己原有的思维定势,培养自己思维的批判意识、质疑意识、多角度思考意识。教师要激活教学内容, 在严格尊重知识科学性、逻辑性和系统性的基础上, 科学地把握教材。既发挥教科书的优势, 又要克服教科书的弊端, 科学的整合教学内容, 改革教学方法, 为自己树立创新的榜样。
范文四:提高学生创新机械设计能力的新型教学模式
Ξ提高学生创新机械设计能力的新型教学模式
安 琦
()华东理工大学 机械工程学院 , 上海 200237
本文通过分析现行机械设计课程教学模式的优缺点 , 探讨了对这门课程进行改革的方法 。通 [ 摘 要 ]
过几年的实际教学实践 , 证明这样一种教学改革不仅十分有效地提高了学生的设计能力和教学质量 , 而且极大
地激发了学生的创新热情 , 经学生之手产生了若干实用新产品 、获得了若干专利 , 并在一些重要的国内外创新
比赛中获奖 。形成了一种新型的创新机械设计能力培养的教学模式 。
机械设计 ; 创新设计 ; 教学模式 [ 关键词 ]
() [ 中图分类号 ] G64213 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ] 167228874 20070220052203
他们毕竟刚刚步入机械工程这门学科的门栏 , 缺乏一定的
一 、引言 感性知识和必要的实践经验 。因此 , 在进行课堂讲解时首 先一定要让学生从纷繁的知识堆里找到学习的方向 , 建立 机械设计是大学机械类专业学生的一门主干课程 , 它 本门课程学习的指导思想 。笔者认为 , 机械设计这门课程 主要涉及的内 容 是 关 于 一 些 常 见 机 械 零 部 件 的 基 本 特 点 、 的学习目标不仅是要掌握一些常见零部件的基本知识和计 常见失效方式 、力学分析 、结构参数选取和设计计算 。其 算方法 , 更主要的是要掌握这些零部件的设计思想 、设计 教学目标不仅 要 使 学 生 掌 握 一 些 常 见 零 部 件 的 基 本 知 识 , 方法 , 只有掌握了基本的设计思想和设计方法才能在将来 同时也要初步建立机械零部件和简单的机械系统设计的能 面对这种零部件的设计或选用时知道如何去做 。为此 , 在 力 。国内高校对该门课程的教学模式从 1956 年至今一直沿 进行每一种零部件的学习中 , 我们制定了一个 “基本特点 用前苏联的教学体系 , 在教材内容编排和教学方法上存在 ———失效方式及影响因素 ———受力分析及计算 ———参数的 如下一些问题 : 1 、过 分注重理论知识的讲解 ; 2 、零 件的 确定和结构设计”的教学模式 , 让学生按照这一模式进行 设计过程和方法没有正面系统阐述 ; 3 、零部件的设计和整 学习 , 重点要求学生掌握基本的设计思想和方法 。 机系统的设计没有建立明确的逻辑关系 ; 4 、过分强调理论 所谓设计思想就是贯穿于教材中的一些零散的设计理 设计方法而淡化经验性设计内容 ; 5 、对学生只进行有详尽 论 , 这些理论不一定都是以某种公式或图表进行表达 , 它 ( ) 指导教材的课程设计而没有进行创新 实际内容的设计 ; 要告诉我们的往往是关于如何进行该零部件的设计 , 设计 6 、无法对学生的创新设计能力进行培养 。由于上述原因使 中应注意什么 , 使用中应注意什么 , 各种参数的意义和对 得学生在读完该门课程之后虽然可以很好地完成与课程配 该零部件性能的影响过程 , 以及如何选取和确定这些参数 。 套的习题 , 但对于具体的实际零部件设计和机械系统的设 这些设计思想往往不具有严密的整体逻辑关系 , 需要花一 计仍然束手无策 , 根本无法建立创新机械设计的能力 。笔 定的精力在理解的基础上去记忆 。这些设计思想应该是本 者在多年的机械设计课程教学中针对上述存在的问题不断 门课程学习的重点之一 , 应予以足够的重视 。为了说明什 摸索和实践 , 总结了一套全面提高机械设计课程教学效果 、 么是机械设计课程教学中的设计思想 , 在此以齿轮传动为 强化学生创新设计能力培养的教学模式 。在此罗列和同行 例进行说明 。 们交流 。 在齿轮传动中 , 所谓的设计思想包括 : 齿轮传动的特
点 、使用范围 、基本分类方法 、主要失效形式和影响因素 、
齿轮常用材料和热处理方法 、齿轮传动的受力分析 、齿轮
传动的设计方法 、齿轮参数的确定和影响过程 、齿轮常见
结构和适用工况 、齿轮传动的效率计算和影响效率的因素 、
齿轮传动的润滑和密封方式的选择方法及注意事项等 。学
生在对上述思想有所掌握的基础上才能在设计齿轮传动时 二 、课堂教学中强调设计思想的传授 有方向感 , 知道如何下手开始工作 , 以及在设计过程中有 机械设计这门课程中包含的知识体系较为广泛 , 既有 一个明确的指导思想 。 大量的理论计算 、理论推导 , 又有大量的经验公式和经验
图表 。学生 在 学 习 过 程 中 往 往 会 有 一 种 无 从 下 手 的 感 觉 ,
他们总是不断的询问 : 哪些要求记下来 , 哪些不要求记下
来 , 哪些公式要会推导 , 哪些公式不要会推导 。的确 , 这
么多知识体系混列在一起给学生的学习带来了困难 , 因为
Ξ [ 收稿日期 ] 2006207215 () 安琦 19632, 男 , 安徽霍邱人 , 博士 , 华东理工大学教授 , 博士生导师 。 [ 作者简介 ]
安琦 : 提高学生创新机械设计能力的新型教学模式 53
求等条件确定 ; 模数大小根据齿面接触疲劳强度计算和选 三 、课堂教学淡化过细的理论内容 定的齿数确定 , 或根据齿根弯曲疲劳强度计算结合标准模
数序列确定 ; 变位系数根据中心距取标准或为了大小齿轮 机械设计课程内容中包含了大量的理论内容 , 特别是 强度平衡进行计算之后确定 ; 齿轮宽度根据选定的齿宽系 一些理论公式和计算图表成为学生在学习过程中的主要困 数进行确定 ; 分度圆直径根据齿数和模数确定 ; 齿根圆直 难 , 学生们常常反映公式太多记不住 , 这往往会使他们产 径等于分度圆直径减去两个齿根高 ; 齿顶圆直径等于分度 生一种 “机 械 设 计 课 程 难 学”的 思 想 , 影 响 了 教 学 效 果 。 圆直径加上两个齿顶高 ; 中心距根据齿数 、模数和变位系 为此 , 笔者在进行课程教学的过程中 , 首先对每一章内容 数确定 ; 齿轮结构形式根据几何尺寸 、加工工艺 、毛坯材 中的所有公式进行分类 , 将其划分为基本掌握公式和基本 料 、生产批量及经济性确定 ; 中心孔尺寸根据相配的转轴 了解公式两类 。对于基本掌握公式要求学生一定掌握 , 因 直径确定 ; 轮毂键槽尺寸根据相配的轴径查表确定 。上述 为没有这些公式的服务很难建立基本的设计思想 , 但有些 尺寸确定后就可以根据机械制图的有关知识画出一张完整 公式不仅比较复杂记忆十分困难 , 而且即使短期能够记住 , 的齿轮设计图 。 但过几天 就 很 快 忘 记 , 这 样 的 公 式 只 要 求 学 生 对 其 理 解 ,
通过这样的讲解 , 学生们对齿轮的有关设计参数一目 掌握使用方法以及使用中的注意事项 , 能够正确使用即可 。
了然 , 对设计一个具体的齿轮有了较为明确的认识 。 下面以齿轮传动中的若干公式进行分类说明 。 传动比公式 、齿数比公式 、中心距计算公式 、分度圆直 五 、课程设计中引入创新机械设计教学 径计算公式 、斜齿轮法面模数计算公式 、齿顶圆和齿根圆直
径计算公式 、节距计算公式 、直齿轮传动受力计算公式 、斜 环节 齿轮传动受力计算公式 、齿宽系数计算公式 、斜齿轮和锥齿 现行的机械设计课程教学对零部件的设计理论有了较 轮当量齿数计算公式 、齿轮传动效率计算公式等属于必须掌 为细致的介绍 , 但忽略了经验知识和主观能动性在机械设 握的基本公式等 , 这些公式形式上不复杂 , 易于记忆 , 而且 计中的作用 。使得学生虽对单个零部件的设计有一定的思 与基本的齿轮知识体系密切相关 , 只有掌握了这些基本知识 路 , 但一遇到实际设计问题 , 面对一些需要自己根据有关 才能很好地对齿轮传动有较为扎实的理解 。 知识确定参数的部分就茫然不知所措 。虽然课程设置中有 端面重合度计算公式 、啮合角计算公式 、中心距变动系 一个课程设计环节作补充 , 但由于课程设计内容的程式化 数计算公式 、综合曲率半径计算公式 、齿面接触疲劳强度计 成分很高 , 学生只需按照指导教材一步步进行设计 , 根本 算公式 、齿面弯曲疲劳强度计算公式 、接触线长度计算公 不用动太多的脑筋就可以完成整个变速箱设计 。因此 , 这 式 、齿形系数计算公式 、重合度系数计算公式 、许用弯曲应 一教学环节对学生实际设计能力及创新能力的培养力度十 力和许用接触应力计算公式 、锥齿轮传动受力计算公式 、锥 分有限 。为此 , 我们在对课堂教学及课程设计进行改革的 齿轮传动齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算公式等 同时 , 缩短了整个课程的教学时间 , 在不增加教学总时数 均不要求学生记忆下来 , 只要求对每个公式的使用方法 、公 ( ) 和学生负担的前提下引入创新 实际机械设计环节 。该 式中每项的含义以及使用过程中应该注意的事项弄清楚 。这 教学环节的两个基本原则是 : 培养学生的基本设计能力和 些公式结构较为复杂难以记忆 , 学生将来只要在应用时能够 () 培养学生的创新 实际设计能力并重 ; 本专业设计能力 通过资料查询正确使用就已经达到了教学要求 。 和相关专 业 设 计 能 力 并 重 。该 教 学 环 节 的 教 学 总 目 标 是 : 在培养学生的实际设计能力和创新能力的同时 , 创造出有 四 、零散的零件参数的确定与零部件结 市场价值 、能够服务于社会的实实在在的产品 。
构设计相结合 鉴于变速箱涉及的机械设计问题具有典型性和普遍性 ,
这部分的教学仍采用齿轮变速箱设计作为课程设计的一部 零部件计算参数和结构参数的确定方法是机械设计课
分进行教学 , 另外考虑了对学生进行实际设计能力的培养 , 程中的一个重要组成部分 , 这部分内容理解与掌握的程度
教学方法及时间安排进行了较大力度的改革 。具体操作过 直接关系到学生能否完整掌握单个零部件的设计 。由于这
程如下 : 部分内容一般都分散于每一章的教学内容中 , 使得学生学 () 1变双级齿轮变速箱设计为单级齿轮传动设计 。单 习过程较为困难 , 往往一章内容学完之后 , 学生对于如何 级齿轮传动变速箱与双级齿轮变速箱在设计方法上没有本 完整设计出这一零部件仍然感到十分困难 。为此 , 笔者在 质上的区别 , 他们所涉及的机械设计内容是同等的 。双级 教学过程中将 这 些 分 散 于 课 程 中 的 知 识 点 归 纳 集 中 起 来 , 齿轮传动变速箱相比仅多了一级齿轮传动计算 , 改成单级 在每章教学内容完成之后花半节课左右的时间进行提纲挈 后可以缩短学生完成这部分内容的时间 , 同时由不会影响 领式的归纳 , 让学生建立该零部件的参数设计方法 。下面 学生基本设计能力的培养 。 还是以齿轮传动的教学内容为例进行说明 。 () 2将变速箱设计分散于整个机械设计课程的教学过程 齿轮 的 结 构 参 数 主 要 包 括 : 齿 数 、模 数 、变 位 系 数 、 中 。为进一步缩短对学生进行基本设计能力培养的时间 , 我 齿轮宽度 、分度圆直径 、齿顶圆直径 、齿根圆直径 、中心 们将以往集中时间进行课程设计教学改为部分分散然后集中 距 、齿轮结构形式 、中心孔直径 、轮毂键槽尺寸等 。这些 的教学方法 , 将齿轮变速箱设计的一部分内容融于机械设计 参数中 , 齿数的大小根据最小齿数 、传动比 、外形尺寸要
()高等教育研究学报 2007 年第 2 期 总第 144 期 54
() 课程设计教学中 。在第 12 章 齿轮传动教学内容完成后 , 面对 创新设计完成后普遍感到进一步建立了设计的概念
新设计有努力的方向感了 。大约 30 %的同学作出了有一定 即将课程设计题目发给学生 。这样 , 可以使学生随着机械设
计课程的进行以课外作业的形式逐步完成除装配图以外的传 创意的作品 , 大约 30 %的学生在没有指导教材帮助的情况
动计算部分 、标准件选择部分 , 并进行变速箱结构设计的草 下完成了自己的设计 。 图绘制 , 在这一过程中辅以教师的指导和阶段性检查 。待第
六 、对学生创新机械设计能力进行课程 一学期结束时 , 即可完成变速箱设计内容的 60 %左右 。剩下
的装配图和设计说明书及答辩留待第二学期开学后的第一个 后延续培养 星期集中完成 。这样 , 不仅可以使学生十分轻松的在一个星 通过上述教学过程 , 将涌现出一大批富于创新的设计 期内完成变速箱设计 , 同时通过这样的一种渐进式教学过 思想和创新作品 , 这些思想和作品仍然不够十分完善 , 离 程 , 学生的基本设计能力的培养会更扎实 。此外 , 这样的一 实际的产品还有相当一段的距离 。为了从根本上提高学生 种教学安排还可以大大改善机械设计课程的教学质量 , 使学 的创新机械设计能力 , 作者采用了一种 “课程后延续培养 生在学习理论课程内容的同时能结合实际设计问题 , 从而活 模式”, 即 : 利用业余时间指导这些学生继续对他们的作品 学活用 , 避免理论与实际脱离的现象 。 进行深入的思考 、改进和完善 , 最后绘制出符合加工要求 () 3变模仿型设计训练为思考型设计训练 。以往学生 的设计 图 纸 , 送 交 工 厂 加 工 制 造 , 由 学 生 自 己 安 装 调 试 , 在进行变速箱设计时 , 习惯于照搬设计指导书的设计方法 , 形成具有真正意义的实际创新产品 。通过这样一个过程的 这容易使学生的思维僵化 , 不善于应用所学知识去解决问 延续培养 , 不仅使学生的机械设计水平大大提高 , 而且形 题 。为此 , 计划采用先抛开课程设计指导的方法指导学生 成了许多具有实际应用价值的创新机械产品 , 经学生之手 设计 , 给学生以必要的提示 , 并列出参考书目 , 鼓励他们 诞生了 8 项专利成果 , 在一系列国内外青少年创新发明比 去查找资料 , 翻手册 , 并培养他们从各种资料及数据中归 赛中取得了包括 : 2 项全国挑战杯比赛二等奖 、1 项第一届 纳整理的能力 , 让他们从无从下手的困境中找到进一步工 全国大学生机械设计创新大赛二等奖 、1 项华东地区大学 作的方向 , 让他们在失败及走弯路的过程中学会如何设计 。 生机械设计创新比赛一等奖 、1 项第一届上海国际发明博 这是一个以学生为主体的教学过程 , 比起以往的模仿式教 览会铜奖 、1 项第 1 届全国 “创新杯”机械设计比赛二等奖 学将可以大大提高教学质量 。 等各类比赛奖近 20 项 。 () ( ) 4引入创新 实际设计教学环节 。在完成对学生
进行的机械设计基本能力训练之后 , 用一个星期的时间对
学生进行创造性设计能力的培养 。在这部分教学中 , 我们
以收集的若干与机械设计及相关领域的科研方向为设计课
题 , 这些课题兼顾基础性 、知识性 、前沿性 , 设计工作量
虽不是很大 , 但思维创新的空间较为广阔 , 给学生创造性 七 、结束语 思维的余地 。应用的设计原理 、结构理论没有固定的模式 , 通过实际的创新设计教学实践 , 作者深深体会到 : 学 只提供一设计思想及所要达到的预期目标 , 或一简单的示 生中的确蕴涵着巨大的创新潜力 , 他们精力旺盛 , 思维不 意性图原 理 图 或 结 构 图 。指 导 教 师 与 学 生 之 间 可 以 讨 论 , 受条条框框的束缚 , 容易产生创新的火花 , 关键是如何挖 教师可以提示 学 生 如 何 查 资 料 及 进 行 设 计 中 的 注 意 事 项 , 掘和引导他们 ; 学生们在迈开创新的第一步时 , 往往表现 把能动性留给学生 。该部分的设计评分标准有三个方面衡 的十分脆弱 , 如何调动他们的创新积极性和保护他们的创 量 , 一是创新性 ; 二是规范性 ; 三是图面质量 。待整个设 新热情 , 对他们作出的每一点创意作出科学的评价 , 哪怕 计完成后集中一天时间由教师主持一个讨论会 , 先由学生 整个作品只有 1 %的合理性 , 也要给予正面的评价和鼓励 , 自己介绍自己的设计题目 、设计思想 。其他学生自由发言 、 使他们产 生 足 够 的 信 心 非 常 重 要 ; 学 生 们 虽 有 很 多 创 意 , 提问 、讨论 、指出优缺点 。通过这样一个过程促进学生创 但往往与现实距离较大 , 不能很好地利用专业知识去思考 , 新性思维及应用所学知识进行创新机械设计的能力 。 因此 , 如何 引 导 学 生 把 前 期 所 学 知 识 贯 穿 起 来 思 考 问 题 , 按照上述教改方案 , 对我校机械学院 96 级的两个班学 找到解决问题的正确方向尤为重要 ; 对于创新设计能力的 生 、98 级和 99 级全院学生进行了实践 。不仅使学生的基本 培养决不能仅仅局限于课堂教学过程 , 如何利用业余时间 , ( ) 设计能力得以锻炼 , 同时也培养了学生的创新 实际设 通过机械设计课程后的延续培养 , 对进一步提高学生的创 计能力 。学生们参与的热情十分高涨 , 他们构思了一个个 新机械设计能力十分关键 ; 在教学中引入创新教学环节不 方案 , 有的 同 学 不 惜 推 倒 十 几 个 方 案 从 头 再 来 仍 不 气 馁 。 仅是一个培养学生的过程 , 同时也是一个很有价值的创造 学生们从 最 初 的 无 从 下 手 , 到 慢 慢 找 到 思 考 问 题 的 方 向 , 性过程 , 通过对学生创新潜力的挖掘 , 完全有可能开发出 并沿着这一方向不断发现解决问题的方法 。学生们的创新 一流的产品服务于社会 。 能力使人振奋 。虽然只用一个星期的时间 , 但创新的成果 本文所建立的新型创新设计教学模式虽然已经取得了 令人鼓舞 , 每个设计题目都产生了几种乃至几十种设计方 十分显著的成效 , 但仍有许多方面需要不断进行发展和完 案 , 有些作品极富创新和实用价值 。学生们在一个星期的 善 , 因为 , 时代的发展正不断向我们提出新的要求和新的
挑战 , 只有不断努力探索 、不断改进 , 才能满足社会发展
对创新人才的培养要求 。为此 , 我们应继续努力 。
()责任编辑 : 胡志刚
范文五:【doc】 改革机械设计基础实验教学 提高学生的创新能力
改革机械设计基础实验教学 提高学生的创
新能力
科学教育论坛
中国科技信息2005年第17期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONSep2005
改革机械设计基础实验教学提高学生的创新能力
李俊华东营职业学院工业工程系25709
摘要:面对21世纪教育面-J缶的新形势,对传统的机械设计基础实验教学存在的问题进行了分析,阐述了对机械设计基础实验教学体系进行改革
的探索与实践.
关键词:机械设计基础;实验教学;教学改革
2l世纪是知识经济时代,创新是经济发展
的强劲动力,创新能力的高低,是一个人,一个
企业,一所学校,一个国家竞争力强弱的重要标
志.世界范围内的经济,军事及科技的激烈竞
争,实质上就是知识创新和技术创新的竞争,从
根本上说是创新人才的竞争.开展创新教育已
成为目前我国教育改革的主旋律,如何使毕?
生具有创新意识和创新能力,适应经济时代的
要求,在企业的生产和经营实际中担当技术方
面的组织者和带头人,是教学改革的根本目标,
贯穿于教育的全过程.机械设计基础是饥械,饥
电类专业的一门重要的技术基础课,是对学
进行创新能力和工程意识训练的主要课程.I…
机械设计基础的实验教学,是机械设计基础课
程教学的一个重要的实践环节,是培养学生理
论联系实际能力,分析问题和解决问题的能力,
启迪其创新思维,开拓其创新潜能的重要手段.
为实现教学改革的根本13标,我们对传统的实
验教学进行r反思,对交验教学从体系结构,手
段和方法等方面进行了改革与探索.
一
,
传统实验教学存在的问题
在教学内容上,传统的人才培养往往重理
论,轻实践,因此传统的机械设计基础实验
课程与其它课程的实验课程一样,只是理论教
学的辅助手段,主要是”验证!,演示性”实验,
“设计性,创新性”的实验几乎没有.实验的目
标仅停留在对所学理论知识进行验证,并加深
理解的基础上.如三角胶带传动实验,主要是验
证了理论课教学中带的弹性滑动及传动的效率
变化情况.这种验证性的实验没有充分发挥学
生的主体作用,学生完全是按照既定的实验步
骤按部就班的完成实验,学生的思维没有充分
发散出去,限制了创造性的发挥,实验课程的教
学目标自然也就难以实现.在教学方法,教师
往往只注重介绍实验仪器的使用和正确的得出
实验数据,让学生根据实验指导书要求,按既定
方法,既定仪器条件,完成实验的全过程,而没
有引导学生去积极主动的思考为什么这样做,
整个课程实验做下来,学生只是熟悉r儿种实
验仪器的使用,对实验课程没有一个系统和完
整的认识.另外,实验教学场地有限,实验设备
台数少,有些设备比较陈旧,除影响实践教学的
效果外,对学生的安全也无保障.这样的教学条
件严重制约了实验教学的进行,不利f学生动
手能力的培养,更不利于创新教育的发展.因
此,为保证号业人才培养目标和机械设计基础
课程教学目标的实现,必须对传统的机械设计
基础实验课程进行改革.
二,提高学生创新能力,
改革机械设计基础实验教学
(一)实验体系的改革
在明确r饥械设计基础实验教学的目标前
提I,结合我校的吠验室建设,对}几械设计
基础课程的实验
内容进行r优化,增加了实验的数量和时
数,摒弃了个别的演示性实验,建立了包括
基础性实验,综合性实验和设计性实验的实验
体系,为提高学生的动手动脑能力,塑造具
有创造性,开拓性的人’打下厂扎实的基础.
改革后的吱验体系内容包括:
1.础性实验.包括参观fJL械工程综合
陈列室,机构的运动简图测绘和减速器结构拆
装三个实验.基础性实验以课程基本知识为载
体,以基本知识和基本技能训练为重点,此
类实验为必f:实验.机械工程综合陈列室在原
有的基础上增设了智能机器人等新型设备,通
过参观,可使同学们熟悉各种基本的机械传
动,并了解机械_r程的最新成果.学生通过
对机构运动简图的测绘,町以全面的认识机器
及}几构的组成,学会如fuI从实物{南象出机构分
析和没it’的几fHJ模型饥构运动简图,为今
后研究和创新设计机构奠定良好的基础.减速
器结构的拆装实验可对学生进一步掌握机械机
构设计知识,l『解机构计的原则,从更
好的进行课程设计和业设计以及毕业后从事
实际的工程设计有很大帮助.
2,机械传动综合测试综合性实验.该实
验提供_『常见的各种传动组什(电机,带及链传
动,几种减速机,加载装置等)及删试装置,学
生可任该实验台拼装成70余种传动方案,并
通过性能测试,分析,比较,选择满足不同要求
的较佳方案,从而加强对学生的设计综合能力
的培养.
3fJL构和机械传动创新设计性实验.学
生可通过不同的运动副和构件搭建各种新型帆
构,或通过各种常用传动组件组合成各种传动
方案,经能测试,比较,选择最佳的机构或机
械传动方案,从ffTi~li强对学生的创新能力和机
械综合设计能力的培养.
4机械CAD,CAE,CAM系列实验.
此实验主要是为理论教学,【程设计实践及课
外科}主活动肢机械创新等提供现代分析,设计
肢模拟仿真的计算机软硬件条件,也为自主开
发CAD,CAI软件和课件提供条件,同时让
学乍了解与应用现代CAD,CAE软件.
(二)实验教学方法的改革
首先通过招聘引进,优化结构,或对教师
派出进修和进行内部培训,提高教师的业务水
平和素质,从而提高我们的人才培养质量.在
教法上,充分发挥实践指导教师的主导作用,
积极采用启发式,H沦式,现场教学和模块
式教学等多种敦方式,鼓励学生独立思考,
激发学习的动,培养学,的科学精神,创
新意识羊l1个.侄法{,努力发挥学生的主体
作用,做到实验前有预习,明确每个实验的目
的,内容和要求.独拟汀实践环节的方案;实
践过程【}】行步骤,做到认真听Jf与记录,仔细观
察,牢记要领,勤I:分析训练,掌握技能;实
践后有总结,及时j总结报告,归纳技术与操作
要点,分析足Lj改进方法.
(_二)实验教学管理的改革
传统实验教’所采用的那种学生相对集中
某一确定时进行实验的方式效果并不好.
为r解决达?矛『iI于,有些实验我仃J采用r开放
式管理方式.如帆械f々动综测试实验就是这
样.学牛只要核实分组完成_r实验准备工作,
就可以随时进人戈验脱场,而/f强调各组时间
必须统?.这足=考虑剑该实验周期较长,每组进
度叮能不同,加之吠验几备有限,很难将几个组
统一同?时nI1进行实验.次,对于饥械零
件,机械原理的模与减速器拆装实验,则采用
全天外放或阶段性全天JF放的方上弋,以便于学
生随时观察和FI学.对1二微机实验室,为了方便
学生机,我们则采用不分假日.每天二个单
元的全灭候外放方式.所有达一切El的都是为
方便学牛进行实验活动,提高其参与实验的兴
趣和使实验事成为学生的第:课堂,成为推进
创新能力培养的?个蕊要阵地.
(四)完善实验教学大纲和实验指导书
实验教学火纲是发立实验课的指导性条
件,我们按照帆械设计础课程的教学内容和
要求,重新修lr’r实验教学大纲.有r一个
确定的实验教大纠,实验才能摆列其应有的
位置.另外,实验指导书也是实验教学改革
很重要的’个方面,机械设计基础课实验没有
正式出版的用救材,我们组织了校内有关教
师,编写r机械设计恭础实验指导书,其中
包括了机械设计础课程发计实践环节.
三,两点设想
(一)建立校外LJ实习基地,使学生能
够在真实的实IJif环境巾参与企业的生产实践,
学习现代化的生产I:岂,掌握先进的技术和设
备,同时也检验学分析I题和解决问题的能
力,大大增强’q-的就业能力.
(二)组{创新协会,开展第:课堂.可
成由试点班牵’大,0业的学生均叮参加的
群众性组织创新协会,学们可自己动手
制作模型进行比磷,这样,同学们动手实
践l1】,既可体会刮亲『{制作的乐趣,又能产
生新的创意.
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