王偉
(大連海洋大學職業(yè)技術學院,遼寧 大連 116000)
《機械設計基礎》不僅是一門重要的技術基礎課,而且也是一門直接用于生產的設計性課程。本課程的教學目標不僅在于傳授常用機構和通用零件的基本知識,更重要的是培養(yǎng)學生的實際機械設計能力。高職教育以技術應用性人才為培養(yǎng)目標,所以應注重于本課程的實用性,即學生實際機械設計能力的培養(yǎng)。為此,必須在教學內容和教學方法方面以學生實際機械設計能力培養(yǎng)為主線來進行《機械設計基礎》的教學。
高職教育《機械設計基礎》教學內容,要貫徹“夠用”的原則,即為學生學習后續(xù)專業(yè)課程和繼續(xù)深造奠定堅實基礎;更要突出實際機械設計能力培養(yǎng)主題,即培養(yǎng)學生的從事實際設計能力,實現(xiàn)技術應用性人才培養(yǎng)目標。為此,可以從以下四個方面對教學內容進行改革。
高職教育培養(yǎng)目標強調的是人才的應用性,其畢業(yè)生所從業(yè)的崗位,決定了他們沒有必要對計算公式、定理的來龍去脈象高等學歷教育培養(yǎng)研究型人才那樣搞得清清楚楚,而應注重于如何運用這些公式、定理來解決實際設計問題。因此,對一些過深的理論推導、證明都可以予以刪除,直接闡述公式的物理意義和幾何意義,直接切入主題。這樣更符合培養(yǎng)目標的要求,也勢必取得更好的效果。例如:帶傳動即將打滑時緊邊拉力與松邊拉力之間的歐拉關系式的推導過程;齒輪傳動中按輪齒齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度設計計算公式的推導過程等等都可以刪除。
掌握緊密結合工程實際且多樣化的設計方法,是培養(yǎng)機械設計能力的根本保證。而以往對此注意不夠,具體表現(xiàn)為:(1)創(chuàng)新設計方法介紹的較少,致使學生解決實際問題的思路少、方法少。例如:平面四桿機構的設計,一般教材只介紹按給定連桿的2個(或3個)位置設計,以及按行程速比系數(shù)設計等兩三種方法;軸上零件的定位固定,一般也只介紹軸肩、軸環(huán)、套筒等幾種方法。(2)對設計方法和步驟缺少分析、總結和歸納,不利于學生整體設計思想方法的形成。(3)實用性、實踐性內容少,不利于學生應用所學理論知識和方法解決工程實際問題能力的培養(yǎng)。改革后的課程內容體系應克服以上不足,以解決工程實際設計問題為目標,構建起設計基本知識和基本理論夠用,設計方法實用、多樣的基本內容體系。特別要增加實用性、實踐性內容和習題,增加應用性的設計方法、經驗數(shù)據和公式、圖表。突出應用性,將學生引向實際設計。
《機械設計基礎》教學要適應高職學生將來的崗位工作特點,及時補充典型傳動維護、維修和保養(yǎng)的知識。高職學生的工作特點是一線操作和設計維護保養(yǎng)的綜合崗位,為了適應這個特點,一定要增加帶傳動、齒輪傳動,機床主軸的維護、保養(yǎng)和維修知識。
高職教育的培養(yǎng)目標和本課程的性質都決定了《機械設計基礎》教學應以培養(yǎng)學生的實際機械設計能力為最終歸宿。為了有效地實現(xiàn)教學目標,應不斷改進教學方法,做到以下幾點。
常用機構和通用零件的類型、結構、功能、材料、制造方法、特點、適用場合、工作原理、應力狀態(tài)分析、失效形式分析、參數(shù)選擇原則、結構設計等,不但是形成實際機械設計技能必不可少的基本知識和基本理論,而且包含了分析和解決工程實際問題的思路和方法,對培養(yǎng)學生的實際機械設計能力至關重要。所以,在教學中要遵循由簡到難,由表及里,循循善誘,層層剝皮的方法,講解清楚,力求切實掌握。利用教具、實物、掛圖、多媒體課件等講解分析,效果更佳。例如:在講解鉸鏈四桿機構的基本類型時,用一個能夠取不同構件做機架而分別獲得曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構的鉸鏈四桿機構模型做演示;在講解滾動軸承的構造時用不同類型的滾動軸承實物供學生觀察等等。以零件實物講解基本知識和基本理論,拉近了理論和實際的距離,有利于提高教學效果,有利于培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力。
教學中可以通過以下幾個方面的技能訓練,達到掌握機械設計方法的目的。(1)綜合運用工程力學、工程材料、公差配合與技術測量,以及機械制圖等相關課程所學的基礎理論和技術知識,聯(lián)系生產實際和機器的具體工作條件,解決機械設計問題。(2)根據實際工作條件進行工作原理分析、設計,抽象和構建物理模型,進行載荷的性質及大小分析計算,進行應力狀態(tài)和性質分析、失效形式分析。(3)正確理解公式、系數(shù)的使用條件和應用范圍,運用各種經驗數(shù)據、經驗公式、半經驗公式和理論計算公式進行設計計算。(4)設計構思。(5)結構設計。(6)繪圖表達。在教學過程中,要加強實際的設計題目練習,注意學生自身設計能力的培養(yǎng)。
在保證學生掌握基本知識、基本理論和基本設計方法,形成實際機械設計能力的前提下,還要注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,只有這樣才能啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維,才能與時俱進。
培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力,應從調動學生的學習積極性,啟發(fā)學生的積極思維和培養(yǎng)自學能力入手。為此,要注意以下幾個方面的問題:(1)教學內容處理。一般將每次課的內容處理為精講內容和自學內容。其中精講內容是每次課的重點和難點,包括基本知識、基本理論和基本方法,應詳盡講解,以多種形式重復訓練,確保牢固掌握。自學內容是在掌握了精講內容的基礎上,通過自學能夠掌握的知識,留給學生自學,培養(yǎng)自學能力,啟發(fā)創(chuàng)造思維和思想。(2)教學方法的運用。采取靈活多樣的教學方法,充分調動學生的積極性,啟發(fā)學生的積極思維,培養(yǎng)自學能力和創(chuàng)造能力。如:①講授、啟發(fā)、自學法;②設題、自學、講授法;③串聯(lián)、分析比較、歸納法等等。(3)改革教學思想、鼓勵逆向思維。不要把學生的思想方法限定在教材的范圍內,也不要用教師的思想方法統(tǒng)一學生。如:經常提出一些與教材上思路方法、觀點不相同的問題,熱情討論研究學生不同的思想方法和觀點,鼓勵設計結果的多樣性,支持應用新技術、新工具等。
總之,通過改革,構成《機械設計基礎》課程以實際機械設計能力培養(yǎng)為主線、基本知識和基本理論夠用、基本方法多樣、應用性、實踐性突出的課程內容體系。采取從基本知識、基本理論的理解掌握入手,結合實際訓練,培養(yǎng)設計能力和創(chuàng)造能力的教學方法,使《機械設計基礎》課程從教學內容到教學方法都有利于掌握知識、形成實際設計能力,有利于提高從業(yè)能力,更符合高職教育人才培養(yǎng)目標的要求。