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【關(guān) 鍵 詞】 課程設(shè)計(jì);液壓傳動;理實(shí)一體
一、課程定位與設(shè)計(jì)思路
(一)課程的定位
《液壓傳動》這門課程是工程機(jī)械專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程;它是以機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)、電工與電子等課程為基礎(chǔ),同時(shí)對后續(xù)的工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)分析與故障診斷,解決生產(chǎn)實(shí)踐問題都有極其重要的作用。所以它在先修和后續(xù)課程中起到承上啟下的作用。
幾乎所有的工程機(jī)械都包含有液壓傳動知識,該專業(yè)對應(yīng)的職業(yè)崗位有工程機(jī)械裝配、調(diào)試、維修和售后服務(wù)。根據(jù)崗位要求的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng),我們把該課程的目標(biāo)定位為:培養(yǎng)具有一定職業(yè)能力的從事工程機(jī)械使用保養(yǎng)、檢測、維護(hù)維修、運(yùn)行管理及技術(shù)服務(wù)等工作的高素質(zhì)技能型人才。
(二)課程的設(shè)計(jì)思路
基于該課程的定位,課程設(shè)計(jì)的思路從兩方面考慮。一方面,根據(jù)行業(yè)和崗位特點(diǎn),確定有效的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式;另一方面,針對中職學(xué)生的總體特點(diǎn),確定全新的課程教學(xué)模式。
將枯燥難懂的教學(xué)內(nèi)容融入工作過程中,整個(gè)課程由若干個(gè)學(xué)習(xí)情境構(gòu)成,每個(gè)學(xué)習(xí)情境包含不同的工作任務(wù)。希望同學(xué)們完成各個(gè)工作任務(wù)后對液壓知識從認(rèn)識了解到熟悉熟練。整個(gè)教學(xué)過程中知識點(diǎn)的難度在逐步增加,但希望教師的講授程度逐步降低,從最初的講授者、引導(dǎo)者直到學(xué)習(xí)的陪伴者;學(xué)生的學(xué)習(xí)自主度逐步升高,從最初的凝聽者、參與者直到學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者。
教學(xué)模式的確定遵照任務(wù)驅(qū)動、實(shí)踐主導(dǎo)、能力拓展、教學(xué)做一體的原則,以典型任務(wù)為目標(biāo)配以行動導(dǎo)向?yàn)橹敢?;以學(xué)為主體,導(dǎo)為主線實(shí)現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動的理實(shí)一體化教學(xué)模式最終實(shí)現(xiàn)課程的知識目標(biāo):夠用為度;技能目標(biāo):從模仿到熟練;情感目標(biāo):職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。
二、教學(xué)內(nèi)容的選擇
課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的選擇有兩方面考慮。一方面,以“必須”“夠用”為度選取教學(xué)內(nèi)容;另一方面,根據(jù)崗位要求構(gòu)建若干學(xué)習(xí)情境,及各個(gè)實(shí)用典型任務(wù)。
每個(gè)工作任務(wù)包含任務(wù)目的,主要知識點(diǎn)及工作任務(wù)書三部分內(nèi)容。學(xué)生以小組學(xué)習(xí)的方式完成各任務(wù)工作過程及工作任務(wù)書。教學(xué)全部在專業(yè)的理實(shí)一體化教室完成,用四周半的時(shí)間實(shí)行整體連續(xù)性教學(xué)。
三、教學(xué)過程的組織與實(shí)施
根據(jù)對學(xué)情的分析,15個(gè)典型工作任務(wù)基本采用的是六步教學(xué)法,這是參照了德國行動導(dǎo)向六步法,在理實(shí)一體化教學(xué)的實(shí)踐基礎(chǔ)上形成的。分為設(shè)疑定標(biāo),自主探究,合作交流,引導(dǎo)創(chuàng)新,自主展示,反饋評價(jià)六步。以第一個(gè)工作任務(wù)液壓千斤頂為例:
第一步,設(shè)疑定標(biāo):教師布置信息收集任務(wù),讓學(xué)生明白任務(wù)目標(biāo);學(xué)生收集傳動的例子。
第二步,自主探究:教師從學(xué)生感興趣的生產(chǎn)實(shí)例引入,通過播放視頻,從生活中常見的液壓設(shè)備出發(fā),從而引發(fā)學(xué)生對本課程的聯(lián)想,為什么液壓千斤頂是大力士?學(xué)生分組討論、觀察、研究千斤頂。
第三步,合作交流:教師設(shè)置千斤頂游戲,給出引導(dǎo)問題,引導(dǎo)學(xué)生玩游戲的過程中如何觀察、體驗(yàn)、思考。學(xué)生小組合作完成游戲,根據(jù)老師設(shè)定的引導(dǎo)問題,小組討論交流。
第四步,引導(dǎo)創(chuàng)新:教師根據(jù)重難點(diǎn)給出探討問題,小組探討。巡視各組的探討情況,及時(shí)給出不同的意見和指導(dǎo)。學(xué)生按小組討論探討問題。學(xué)生在老師的點(diǎn)撥下突破重難點(diǎn)。
第五步,自主展示:教師聽各個(gè)小組的成果展示。學(xué)生以小組為單位自主展示小組探討結(jié)果。
第六步,反饋評價(jià):教師小結(jié)并點(diǎn)評各小組在合作、探討、展示中的表現(xiàn)。學(xué)生對本任務(wù)的完成情況進(jìn)行小組互評、自評。完成工作任務(wù)書。
四、教學(xué)方法和手段
學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中利用游戲法、興趣法、反饋法、設(shè)問法等讓學(xué)生分組探討、自主學(xué)習(xí)、自我評價(jià)、理論聯(lián)系實(shí)際實(shí)現(xiàn)知識的傳遞、遷移和融合最終促成學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,職業(yè)素養(yǎng)。利用透明教具、解剖教具、多媒體、動畫視屏、實(shí)物圖片等教學(xué)手段直觀多樣,激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。這樣的教學(xué)方法和手段達(dá)到了一定的效果,讓同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性和自覺性有所增加,整體反應(yīng)良好。
五、考核與評價(jià)
對這門課程的總體考核與評價(jià)分四個(gè)部分??记谂c文明安全生產(chǎn)占20%;小組內(nèi)表現(xiàn)(包括代表小組總結(jié)陳述,小組內(nèi)討論的積極性,任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果)占20%;操作表現(xiàn)占20%;期末考核占40%。其中期末考核包括操作,筆試,口試三部分。
該課程教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是以任務(wù)驅(qū)動的理實(shí)一體化教學(xué),教學(xué)模式注重學(xué)生能力拓展及多元化考核。
總之,教學(xué)設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)職業(yè)教育的不斷深化改革,滿足學(xué)生零距離就業(yè)的教學(xué)要求,使學(xué)生能夠?qū)⒄n本上的理論知識和實(shí)際應(yīng)用很好結(jié)合。在具體實(shí)施過程中,我們還需不斷地總結(jié)分析并加以改進(jìn),讓我們的教學(xué)為培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才發(fā)揮更大的作用。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新能力;TRIZ理論;教學(xué)環(huán)節(jié)
作者簡介:曹賀(1978-),女,遼寧昌圖人,黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,副教授;劉訓(xùn)濤(1975-),男,黑龍江雞西人,黑龍江科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,副教授。(黑龍江 哈爾濱 150027)
基金項(xiàng)目:本文系黑龍江省高教學(xué)會“十二五”規(guī)劃課題“TRIZ理論在本科教學(xué)中的應(yīng)用與大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究”(項(xiàng)目編號:HGJXHC110906)、黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于卓越工程師培養(yǎng)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的研究與實(shí)踐”(項(xiàng)目編號:GBC1211109)的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)31-0027-02
高校推行教學(xué)改革進(jìn)行素質(zhì)教育,構(gòu)建新型人才培養(yǎng)模式,必須重點(diǎn)突出創(chuàng)新,必須堅(jiān)持知識、能力和素質(zhì)的辯證統(tǒng)一。專業(yè)知識的傳授是教育的主要內(nèi)容之一,但知識不等于能力,更不等于綜合素質(zhì)。理論教學(xué)包括基礎(chǔ)課和技術(shù)基礎(chǔ)課等一系列課程,實(shí)踐教學(xué)包括各類實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。[1]為適應(yīng)新時(shí)期應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,必須要使創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)。即將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)很好地融合,將創(chuàng)新能力培養(yǎng)貫穿其中。
一、大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有規(guī)可循
聯(lián)合國教科文組織叢書《教育——財(cái)富蘊(yùn)藏其中》指出:“在社會和經(jīng)濟(jì)迅速變革的世界里,可能更重視想象力和創(chuàng)造性?!贝髮W(xué)生是創(chuàng)新人才的主力軍,蘊(yùn)藏著強(qiáng)烈的創(chuàng)新潛能,需要去培養(yǎng)開發(fā)。大學(xué)生精力旺盛,朝氣蓬勃,樂于接受新事物,不愿意固守陳規(guī),他們思想活躍,精力充沛,善于學(xué)習(xí),創(chuàng)新欲望強(qiáng)。大學(xué)生這些積極的特點(diǎn)需要愛護(hù)并正確引導(dǎo),培養(yǎng)、開發(fā)和挖掘大學(xué)生的創(chuàng)新潛能。
人的創(chuàng)造性是隨著人的大腦進(jìn)化而進(jìn)化的,其存在的形式表現(xiàn)為創(chuàng)新潛能,將創(chuàng)新潛能轉(zhuǎn)化為顯能,也就是創(chuàng)新能力,這就是創(chuàng)新的可開發(fā)性,即創(chuàng)新能力是可以激發(fā)和提升的,創(chuàng)新思維是可以通過訓(xùn)練培養(yǎng)的。
TRIZ是解決發(fā)明問題的理論。TRIZ理論是前蘇聯(lián)阿奇舒勒等研究人員在分析研究了全世界250萬件專利的基礎(chǔ)上所提出的發(fā)明問題解決理論。TRIZ理論認(rèn)為發(fā)明問題的基本原理是客觀存在的,發(fā)明問題具有可預(yù)見性。TRIZ研究人員發(fā)現(xiàn),在一個(gè)工程領(lǐng)域中總結(jié)出的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則、發(fā)明原理及解決方案可在另一工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。[2]正是在進(jìn)行這些研究的基礎(chǔ)上,形成了解決發(fā)明問題的系統(tǒng)化方法——TRIZ理論。其中的進(jìn)化法則、40個(gè)發(fā)明原理、矛盾矩陣、物-場模型分析、76個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解法、ARIZ等發(fā)明創(chuàng)造模型成為了開啟創(chuàng)新之門的“金鑰匙”。應(yīng)用TRIZ理論時(shí),首先要將待解決的問題抽象轉(zhuǎn)化為TRIZ問題,然后利用TRIZ的發(fā)明原理、標(biāo)準(zhǔn)解等工具,得出該TRIZ問題的解決方案模型,最后再通過類比應(yīng)用轉(zhuǎn)化為該問題的最終解決方案。[3]
大學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和開發(fā)可以借助TRIZ理論這個(gè)系統(tǒng)化的創(chuàng)新工具,將TRIZ理論融入到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中,形成基于TRIZ理論的創(chuàng)新訓(xùn)練框架。如圖1所示。
二、理論教學(xué)中結(jié)合TRIZ理論
創(chuàng)新能力是靠教育、培養(yǎng)和訓(xùn)練激勵(lì)出來的。在課程教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我訓(xùn)練,有意識地觀察和思考一些問題,如“為什么”、“做什么”、“應(yīng)該怎樣做”、“是不是只能這樣”、“有沒有更好的方法”等。依托與日常生活及各行業(yè)聯(lián)系緊密“工程流體力學(xué)”和“液壓與氣壓傳動”等專業(yè)基礎(chǔ)課,在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生思考現(xiàn)實(shí)生活中的各種現(xiàn)象,啟發(fā)學(xué)生根據(jù)需要提出問題,并采用發(fā)散性思維解決實(shí)際問題。[1]讓學(xué)生在課堂中用TRIZ理論進(jìn)行思考、討論,拓展學(xué)生分析和解決問題的思路,激發(fā)創(chuàng)新意識,進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練。比如,在“液壓與氣壓傳動”課程中,適當(dāng)?shù)丶尤胗?xùn)練學(xué)生發(fā)散思維的環(huán)節(jié),請學(xué)生運(yùn)用TRIZ中的發(fā)明原理及技術(shù)矛盾解決矩陣來設(shè)計(jì)某些液壓元件的改進(jìn)形式,或改變回路的布置方式來實(shí)現(xiàn)同樣的功能。從而使學(xué)生更加深入透徹地了解和掌握課程內(nèi)容。又如,在“工程流體力學(xué)”課程教學(xué)中,流體力學(xué)的現(xiàn)象很多,在講授流體力學(xué)現(xiàn)象的時(shí)候,不按常規(guī)的方式去解釋現(xiàn)象及其原理,而是采用科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方式,通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)或flas直觀展示流體現(xiàn)象的整個(gè)過程,引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考,從而解釋現(xiàn)象,揭示其原理,這比灌輸式的教學(xué)方法更能使學(xué)生印象深刻,同時(shí)鍛煉了學(xué)生分析和解決問題的能力。
三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入TRIZ理論
綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是用來培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論分析問題和解決問題的能力。[4]這些實(shí)驗(yàn)不同于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),需要學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)新思維能力對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。比如,在液壓傳動綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,首先由學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)方案,選取實(shí)驗(yàn)元件,設(shè)計(jì)回路。其次在液壓系統(tǒng)仿真軟件Automation Studio下進(jìn)行系統(tǒng)模擬,該軟件具有對液壓系統(tǒng)虛擬設(shè)計(jì)、模擬、測試、分析等功能,通過模擬可以進(jìn)一步完善、修改液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析等工作。最后在我校力士樂液壓實(shí)驗(yàn)臺上安裝、調(diào)試系統(tǒng),并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)測試。在綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中引入TRIZ理論,啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維來完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生找出現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方法的不足,怎樣利用這些不足?這樣可以幫助他們發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的內(nèi)容,提出改進(jìn)的方向,增加系統(tǒng)的理想度,指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用TRIZ理論中消除矛盾的規(guī)律找出可行性方案。
四、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用TRIZ理論
關(guān)鍵詞:機(jī)電工程;液壓與氣壓傳動;高校
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-4107(2017)04-0006-03
當(dāng)今世界科學(xué)前沿的重大突破、重大原創(chuàng)性科研成果的產(chǎn)生,大多是多學(xué)科交叉融合的結(jié)果。因此,多學(xué)科交叉融合促進(jìn)了優(yōu)勢學(xué)科的發(fā)展,新興學(xué)科的產(chǎn)生,以及重大創(chuàng)新的推出,同時(shí)也對擁有交叉學(xué)科知識技能人才的培養(yǎng)提出了新的要求。機(jī)電工程作為一個(gè)典型的交叉學(xué)科,在其專業(yè)教學(xué)中越來越多的課程呈現(xiàn)出學(xué)科交叉性。相比其他一些專業(yè)基礎(chǔ)課程,其在課程內(nèi)容和課程實(shí)踐等方面具有自身的特點(diǎn)。其中“液壓與氣壓傳動”課程是機(jī)械工程方向中機(jī)電結(jié)合比較典型的一門傳統(tǒng)課程[1]。該門課程融合了流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)及原理以及自動化控制等多門相關(guān)課程的知識運(yùn)用,是一門將機(jī)械與電子控制技術(shù)相結(jié)合的具有交叉學(xué)科代表性的一門課程。
“液壓與氣壓傳動”課程知識點(diǎn)繁雜,理論性、系統(tǒng)性和邏輯性都較強(qiáng),部分內(nèi)容較抽象。同時(shí)作為一門傳統(tǒng)課程,雖然其教學(xué)理論基礎(chǔ)比較豐富,但是隨著當(dāng)前應(yīng)用領(lǐng)域和場景的變化,目前的課程體系已經(jīng)不適應(yīng)社會發(fā)展對創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的需求,因此在課程教學(xué)上還需要與時(shí)俱進(jìn),進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革和調(diào)整。
一、“液壓與氣壓傳動”課程教學(xué)現(xiàn)狀
隨著我國高等教育由精英化向大眾化階段的穩(wěn)步發(fā)展,人才培養(yǎng)的多元化格局日益明顯,將應(yīng)用型本科人才作為學(xué)校主要的人才培養(yǎng)目標(biāo)是很多普通高校的必然選擇。應(yīng)用型人才指的是一切從事非學(xué)術(shù)研究性工作的實(shí)際操作者,他們需要把科學(xué)原理應(yīng)用到社會實(shí)
踐中,以創(chuàng)造直接的經(jīng)濟(jì)利益和物質(zhì)財(cái)富。“液壓與氣壓傳動”作為一門經(jīng)典的機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課,已經(jīng)形成了“理論教學(xué)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)”的課程體系。在該體系下,結(jié)合我國高等教育的應(yīng)用性趨勢,通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生要掌握液壓與氣壓傳動技術(shù)的基本概念和基本原理,掌握常見的液壓和氣壓元件的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用和選用方法,熟悉各類液壓基本回路的功用、組成和應(yīng)用場合,了解和掌握現(xiàn)有的系統(tǒng),能夠分析系統(tǒng)和設(shè)計(jì)系統(tǒng)。本課程要使學(xué)生具有液壓設(shè)備的維護(hù)技能和自學(xué)能力,同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。但是和上述課程定位矛盾的是,現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容安排和教學(xué)方式都無法完全達(dá)到相應(yīng)效果和要求[2]。
(一)教材內(nèi)容編排不合理,內(nèi)容陳舊
現(xiàn)有的教材內(nèi)容仍然是以流體力學(xué)基本理論、液壓氣壓傳動元件、液壓氣壓傳動回路為主,各章節(jié)的編排關(guān)聯(lián)性并不明顯,而且部分章節(jié)內(nèi)容過于陳舊,與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的部分比較缺乏,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,難以抓住重點(diǎn),對課程沒有形成整體準(zhǔn)確的認(rèn)識,造成學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效果不好的結(jié)果。例如,大部分傳統(tǒng)教材在傳動力學(xué)理論這一章中介紹了流體三大方程,引入了“液動力”的概念和計(jì)算方法。但是在舉例時(shí),選擇的是比較抽象的示例,其和實(shí)際應(yīng)用關(guān)聯(lián)不大,而且在后續(xù)的元件介紹章節(jié)中卻沒有對“液動力”做相關(guān)的介紹,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí),感覺抽象難懂,且和液壓與氣壓傳送課程相關(guān)性不高,使得他們對此的學(xué)習(xí)興趣不高。
(二)教學(xué)方式單一
受教材和教學(xué)資源的限制,傳統(tǒng)教學(xué)方式還是以多媒體演示的方式進(jìn)行輔助教學(xué),即將部分教學(xué)內(nèi)容以圖片或動畫的方式展示給學(xué)生,配以教師的講解,使得學(xué)生比較直觀地學(xué)習(xí)液壓系統(tǒng)工作原理。但是這種方式的缺點(diǎn)在于學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的自主性和互動性,學(xué)生學(xué)習(xí)還是處于被動,同時(shí)原理的展示與系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用關(guān)聯(lián)性較小,因此教學(xué)效果仍然差強(qiáng)人意。例如,在介紹各種液壓泵的工作原理時(shí),傳統(tǒng)的教學(xué)材料是以簡化后的動畫來進(jìn)行展示,這種方式的優(yōu)點(diǎn)是原理性展示簡單直觀,但是展現(xiàn)不出實(shí)際元件的特征,例如在介紹齒輪泵的困油現(xiàn)象時(shí),就無法展示清楚現(xiàn)象發(fā)生的所在位置和原因。
(三)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
在實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),目前的實(shí)驗(yàn)平臺主要以液壓和氣壓傳動系統(tǒng)搭接平臺為主。其中以液壓傳動系統(tǒng)為例,受硬件配置的限制,搭接的回路比較有限,另外接口的拆裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的時(shí)間大部分浪費(fèi)在連接系統(tǒng)元件上,而在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與整體認(rèn)識上著力過少,導(dǎo)致學(xué)生對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容沒有清晰的認(rèn)識,進(jìn)而對實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性不高。
二、“液壓與氣壓傳動”教學(xué)策略
(一)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
早期高等教育以精英教育為培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)群體,而隨著高教規(guī)模的擴(kuò)大,高等教育逐漸向著普及性教育方向l展,教學(xué)培養(yǎng)的目標(biāo)也針對群體需求逐漸多樣化,大學(xué)教育培養(yǎng)的不再僅僅是研究型人才,更多的是應(yīng)用型人才。對于研究型人才,教學(xué)內(nèi)容可著重放在課程的理論和推導(dǎo)部分,而對于應(yīng)用型人才則應(yīng)把教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)放在工程應(yīng)用上。前者的自學(xué)能力相對較強(qiáng),其培養(yǎng)目標(biāo)在于學(xué)科課程的繼續(xù)深造和學(xué)科理論知識的研究,而后者的培養(yǎng)目標(biāo)在于實(shí)際工程應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和操控能力的培養(yǎng)[3]。因此在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選擇和組織時(shí),不能再把時(shí)間花費(fèi)在基本公式的推導(dǎo)和演算上,而
是把系統(tǒng)實(shí)際情況和流體理論基礎(chǔ)結(jié)合起來,強(qiáng)調(diào)理論的應(yīng)用,而非理論的證明和推導(dǎo)。
作為一門綜合應(yīng)用型的課程,“液壓與氣壓傳動”系統(tǒng)融合機(jī)電專業(yè)多門課程的內(nèi)容。例如,系統(tǒng)中采用的各種液壓元件涉及了機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的相關(guān)知識,系統(tǒng)的控制部分涉及了傳感器、電路控制、PLC控制等課程的相關(guān)知識。因此,在講授這門課程時(shí),不能將其看作一門獨(dú)立的課程進(jìn)行介紹,而應(yīng)該在講授過程中,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合之前所學(xué)的相關(guān)課程知識進(jìn)行拓展性、思考性的學(xué)習(xí)。圖1所示為講授液壓溢流閥時(shí)的思路拓展。
當(dāng)前大學(xué)畢業(yè)生到社會,特別是到企業(yè)工作,雖然需要有廣泛的知識,但由于任何工作單位都有重點(diǎn)有分工,因此,即便是到液壓元件或系統(tǒng)制造企業(yè)工作,也有不同的針對性和著重點(diǎn)。例如,做液壓元件設(shè)計(jì)的,需要對元件的設(shè)計(jì)及制造比較了解;而做系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,則只需要了解元件的使用功能,而不需要掌握元件的設(shè)計(jì)制造過程。因此,在教學(xué)過程中,可以針對授課對象的學(xué)習(xí)興趣和特長,從這兩個(gè)方面分別進(jìn)行引導(dǎo)和講解。如表1所示,兩種教學(xué)引導(dǎo)方向決定了講授內(nèi)容的重點(diǎn),以及對學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)要求不同。
表1 教學(xué)引導(dǎo)方向與教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)
每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同,學(xué)習(xí)興趣不同,設(shè)定的學(xué)習(xí)重點(diǎn)方向也不同。在機(jī)電專業(yè)的“液壓與氣壓傳動”教學(xué)中,有些學(xué)生對機(jī)械設(shè)計(jì)方向感興趣,有些學(xué)生對機(jī)電系統(tǒng)控制技術(shù)感興趣,由此也決定了他們未來就業(yè)的方向,這樣在課程教學(xué)中教師應(yīng)針對這些不同的方向,對其進(jìn)行有針對性的引導(dǎo),使得他們在各自感興趣的領(lǐng)域進(jìn)行更多的課程實(shí)踐和學(xué)習(xí)。例如,對機(jī)械設(shè)計(jì)方向感興趣的學(xué)生,可引導(dǎo)他們著重液壓與氣壓傳動元件的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí),如分析實(shí)用性較強(qiáng)且比較典型的元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,利用CAD軟件進(jìn)行元件的設(shè)
計(jì)和圖紙的繪制等。而對機(jī)電系統(tǒng)控制方向感興趣的學(xué)生,則引導(dǎo)他們著重液壓與氣壓自動化系統(tǒng)的O計(jì)方面的學(xué)習(xí),如機(jī)電伺服轉(zhuǎn)換技術(shù)、PLC控制等技術(shù)的應(yīng)用,掌握自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的使用,完成液壓與氣壓傳動系統(tǒng)圖的繪制和軟件設(shè)計(jì)。
(二)運(yùn)用基于問題的教學(xué)方式
“授人以魚,不如授人以漁”,自主學(xué)習(xí)能力是現(xiàn)代社會中對工科畢業(yè)生的最基本要求,同時(shí)自主學(xué)習(xí)也是學(xué)習(xí)效果較好的一種學(xué)習(xí)方式,因此在課程教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生的這種自主學(xué)習(xí)的主動性。在“液壓與氣壓傳動”這類與工程類的課程教學(xué)中,要實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),就是把工程實(shí)際問題引入課堂,采用“面向問題的學(xué)習(xí)”的教學(xué)法,引導(dǎo)學(xué)生去尋找解決問題的方法[4]。
例如,在講解液壓損失的章節(jié)時(shí),傳統(tǒng)的方式就是把液壓損失計(jì)算的相關(guān)參數(shù)和公式演算給學(xué)生,讓學(xué)生了解怎么計(jì)算液壓管道的液流壓力損失。但是從“面向問題的學(xué)習(xí)”角度出發(fā),學(xué)生應(yīng)該了解液壓管道中液壓損失的基本原則,并能應(yīng)用這些原則來解決系統(tǒng)中設(shè)計(jì)損失的問題,還能選擇適當(dāng)?shù)脑瓌t來獲取解決液壓損失的方案和措施,進(jìn)而能夠評價(jià)一個(gè)液壓管道設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,或能為一個(gè)新應(yīng)用設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的液壓管道。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)“面向問題的學(xué)習(xí)”,首先在教學(xué)材料的準(zhǔn)備上,相對傳統(tǒng)教材來說,需要準(zhǔn)備更多開發(fā)的資料信息提供給學(xué)生。因此,開發(fā)數(shù)字信息化的教學(xué)資源平臺是一種必要手段。但是傳統(tǒng)的教學(xué)資源平臺,往往只是通過網(wǎng)站平臺提供一些課件PPT、教材插圖靜態(tài)信息,缺少互動性和對學(xué)生學(xué)習(xí)的漸進(jìn)式引導(dǎo),所以對提高學(xué)習(xí)效果并不明顯。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,Web平臺具有越來越強(qiáng)的動態(tài)特性,包括互動性、動態(tài)圖形、立體圖像的處理能力、移動性等。尤其是HTML5標(biāo)準(zhǔn)的Web平臺,它支持離線訪問、支持全媒體內(nèi)容展示、支持交互式的2D/3D 圖像渲染、提供豐富的API 以調(diào)用移動設(shè)備的硬件,以此為基礎(chǔ)開發(fā)互動式數(shù)字化教學(xué)平臺,可以達(dá)到“面向問題的學(xué)習(xí)”的互動性和引導(dǎo)性的功能。在平臺中,對液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化分類,采用更直觀和有趣的方式進(jìn)行展示,同時(shí)展示的內(nèi)容要與工程實(shí)際相適應(yīng),不再用抽象簡單的圖片或動畫來進(jìn)行原理說明,而是結(jié)合工程實(shí)際,用現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和元件來加以展示。平臺的內(nèi)容要方便學(xué)生檢索,同時(shí)要便于學(xué)生進(jìn)行知識點(diǎn)的串聯(lián)和總結(jié),幫助他們能夠?qū)φ麄€(gè)課程內(nèi)容進(jìn)行歸納,形成一個(gè)清晰的認(rèn)識。
其次,在教學(xué)方式上,課前可提出液壓與氣壓傳動的實(shí)際工程問題,由學(xué)生自行查閱資料,課堂上展開小組討論或問題陳述和演示,然后教師再引導(dǎo)進(jìn)行理論性的分析,帶出課程相關(guān)的知識點(diǎn)。目前比較有代表性的形式就是“翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)”。通常情況下,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程由兩個(gè)階段組成:第一個(gè)階段是“信息傳遞”,是通過教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的互動來實(shí)現(xiàn)的;第二個(gè)階段是“吸收內(nèi)化”,是在課堂前后由學(xué)生自己來完成的。由于缺少教師的支持和同伴的幫助,“吸收內(nèi)化”階段常常會讓學(xué)生產(chǎn)生挫敗感,喪失學(xué)習(xí)的動機(jī)和成就感。“翻轉(zhuǎn)課堂”對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行了重構(gòu)。“信息傳遞”是學(xué)生在課前進(jìn)行的,教師不僅提供視頻,還可以提供在線的輔導(dǎo);“吸收內(nèi)化”是在課堂上通過互動來完成的,教師能夠提前了解學(xué)生的學(xué)習(xí)困難,在課堂上給予有效的輔導(dǎo),學(xué)生之間的相互交流更有助于促進(jìn)他們知識的吸收內(nèi)化過程。
(三)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式
實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是對學(xué)生專業(yè)應(yīng)用能力的一種訓(xùn)練和培養(yǎng),目前國家逐漸推進(jìn)本科教育向應(yīng)用型大學(xué)教育的方向發(fā)展,實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的比重也越來越大,要求實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)的課時(shí)占總的專業(yè)教學(xué)課時(shí)的30%以上,并建立實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)質(zhì)量保障機(jī)制。這樣使得其在課程教學(xué)中的重要性也越來越大,影響最終的教學(xué)效果。因?yàn)閼?yīng)用型教學(xué)的目的是要培養(yǎng)應(yīng)用型人才,其強(qiáng)調(diào)專業(yè)性、職業(yè)性知識與能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練[5]。
目前大部分高校的“液壓與氣壓傳動”課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為兩個(gè)部分:認(rèn)知型實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證式綜合訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)。認(rèn)知型實(shí)驗(yàn)主要是通過對液壓與氣壓傳動元件進(jìn)行拆裝實(shí)驗(yàn),進(jìn)而了解其工作原理及其性能;驗(yàn)證式綜合訓(xùn)練型實(shí)驗(yàn)主要是搭建液壓與氣壓傳動系統(tǒng)的幾個(gè)典型回路,進(jìn)行性能驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。因此,在進(jìn)行“液壓與氣壓傳動”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師不能再局限于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺的回路搭接,而應(yīng)利用現(xiàn)有的仿真軟件,拓展實(shí)驗(yàn)平臺,完成多種多樣的綜合性的工程實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì),加強(qiáng)對學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。同時(shí),教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,引入工程實(shí)際問題,要求學(xué)生通過小組分析和討論,完成解決工程問題的方案設(shè)計(jì)。通過這種方式,學(xué)生的專業(yè)能力、個(gè)性能力、社會能力和方法能力將得到綜合性的訓(xùn)練和培養(yǎng)。例如,在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí),要求學(xué)生設(shè)計(jì)完成一個(gè)實(shí)際液壓與氣壓傳動控系統(tǒng),要求學(xué)生利用仿真軟件,搭接出系統(tǒng)圖,并能夠完成系統(tǒng)的控制和運(yùn)行操作。
同時(shí)在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下,在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐考核方式上做一些改進(jìn),也可以提高教學(xué)效果。例如,最終的實(shí)驗(yàn)考核,采用抽簽選題,分組搭接的方式。題目從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中提取,只給學(xué)生提供所需的液壓與氣壓元件,按要求搭接相應(yīng)功能的回路。這種帶有游戲色彩的考核方式,能讓學(xué)生避免呆板地應(yīng)對考試,而體驗(yàn)到考核的挑戰(zhàn)性和趣味性。通過題目給出的元件符號,學(xué)生選擇尋找正確合適的搭接元件進(jìn)行回路搭接,由此體現(xiàn)學(xué)生平時(shí)的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際動手的成果。
三、結(jié)語
從“液壓與氣壓傳動”作為一門機(jī)電工程學(xué)科交叉性應(yīng)用課程的角度出發(fā),提出在教學(xué)內(nèi)容上從元件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行有針對性的優(yōu)化組織。教學(xué)方式上采用“面向問題的學(xué)習(xí)”教學(xué)方式,將工程實(shí)例更多引入教學(xué)過程,以教會學(xué)生掌握系統(tǒng)綜合分析與設(shè)計(jì)為目的,同時(shí)開發(fā)互動性好的Web平臺輔助教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生帶著問題主動學(xué)習(xí),這對提高課程的教學(xué)質(zhì)量有積極的作用。
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進(jìn)“液壓與氣壓傳動”課程教學(xué)改革實(shí)踐[J].液壓與氣
關(guān)鍵詞:高職高專;行業(yè)特色;綜合型技能;改革探索
中圖分類號:TH122-4;G712 文獻(xiàn)識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)007-000-02
一、引言
云南錫業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院依托行業(yè)企業(yè)辦學(xué),積極推進(jìn)校企融合、工學(xué)結(jié)合的辦學(xué)模式,堅(jiān)持“質(zhì)量立校、特色興校、人才強(qiáng)校、服務(wù)榮?!钡霓k學(xué)理念,加強(qiáng)與企業(yè)的融合育人、融合就業(yè)融合發(fā)展,注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和職業(yè)崗位能力的訓(xùn)練,培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)所需的高素質(zhì)技能型人才,為云南省地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和有色金屬行業(yè)提供人才支撐和智力支持,努力建設(shè)成為輻射行業(yè)和地圖,綜合實(shí)力強(qiáng)、人才培養(yǎng)質(zhì)量高、特色鮮明的升級骨干高職院校。高職學(xué)生的特點(diǎn)主要為:(1)個(gè)人理想和現(xiàn)實(shí)差異的心理矛盾(2)文化基礎(chǔ)差,入學(xué)成績普遍偏低(3)自身素質(zhì)與高校要求不適應(yīng)(4)人生目標(biāo)模糊,學(xué)習(xí)的主動性與自覺性不高(5)心理問題日漸增多(6)學(xué)習(xí)觀念個(gè)性化、多樣化。針對上述高職學(xué)生的特點(diǎn),如何使學(xué)生更好掌握《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程,以利于培養(yǎng)真正適應(yīng)社會需要、行業(yè)需求的實(shí)用型人才作初步探索。
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是機(jī)械專業(yè)主干技術(shù)基礎(chǔ)課,主要包括機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分的內(nèi)容。本課程的教學(xué)目標(biāo)分知識目標(biāo),能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)三個(gè)層面,知識目標(biāo)在于傳授常用機(jī)構(gòu)和通用零件的知識,能力目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,素質(zhì)目標(biāo)在于提高學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。但我校學(xué)生機(jī)械基礎(chǔ)知識較差,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)基本為零,學(xué)生實(shí)踐知識匱乏。面對這種現(xiàn)狀,我們必須對《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)進(jìn)行改革,從課程認(rèn)知、課程體系、教學(xué)方法與手段、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面不斷地進(jìn)行探索和實(shí)踐,以提高教學(xué)質(zhì)量。
二、行業(yè)認(rèn)知與課程定位
隨著近年來適齡入學(xué)人數(shù)的下降伴隨全國各地如雨后春筍般新起的高職高專又多。造成本校的招生工作帶來巨大的挑戰(zhàn)。為了保證學(xué)校的正常運(yùn)行,對學(xué)生的文化成績也有所微調(diào)。由于錄取分?jǐn)?shù)段較低而且錄取的機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)電設(shè)備維修與管理兩個(gè)專業(yè)存在文理混招大部分學(xué)生學(xué)習(xí)能力較差,學(xué)習(xí)的主觀能動性不足,都不太重視理論課程的學(xué)習(xí)。為了使學(xué)生在思想上能重視該課程的學(xué)習(xí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,堅(jiān)定他們學(xué)好這門課程的信心,行業(yè)認(rèn)知非常重要。課程初期不僅要使學(xué)生充分了解該課程的主要內(nèi)容、特點(diǎn)及重要性,還要做好行業(yè)專業(yè)認(rèn)知及課程定位。針對行業(yè)認(rèn)知,我們?yōu)閷W(xué)生介紹機(jī)械學(xué)科的含義、范疇、課程設(shè)置及就業(yè)前景,以激發(fā)學(xué)生的求知欲望;針對課程定位,我們一般會聯(lián)系身邊的科學(xué)、生動的實(shí)例,如汽車、千斤頂,電葫蘆、縫紉機(jī)、自行車和平衡車等,來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和鉆研的興趣,使學(xué)生體會到該課程的重要性,由被動學(xué)習(xí)變?yōu)榉e極主動的學(xué)習(xí)。
三、課程體系的整合
高職院校針對人才培養(yǎng)目標(biāo)和理論課時(shí)相對緊的特點(diǎn),對《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程內(nèi)容進(jìn)行了整合。本課程涉及到工程制圖、工程力學(xué)(理論力學(xué)和材料力學(xué))、工程材料與熱處理、機(jī)械基礎(chǔ)、液壓傳動和公差配合等,如何協(xié)調(diào)各課程之間的先后順序這一重要環(huán)節(jié),理順各課程之間的關(guān)系,形成有條不紊的課程體系有著比較大的難度。例如,工程制圖、公差配合與鍵、銷、軸承等標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)容。材料力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中的強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)校核。為了更好的適應(yīng)現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,對《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中一些比較古典、抽象和深層次的內(nèi)容進(jìn)行刪除,增加電、液為動力的機(jī)構(gòu)組合,結(jié)合礦山設(shè)備如顎式破碎機(jī)、浮選機(jī)、輸送機(jī)、液壓支架、掘進(jìn)機(jī)、井架、絞車等行業(yè)設(shè)備有較全面認(rèn)識。
四、教學(xué)方法與手段更新
我校學(xué)生學(xué)情不理想,基礎(chǔ)知識薄弱,已經(jīng)習(xí)慣了老師在臺上講,學(xué)生在臺下聽的學(xué)習(xí)模式,這種課堂模式缺少了學(xué)生的能動和自主性,導(dǎo)致課堂氣氛沉悶,教學(xué)效果不佳。針對這種學(xué)情,我們教學(xué)設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn):
(1)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)以“工程實(shí)際”為原則,輕理論重實(shí)用。例如,在講述鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)時(shí),充分列舉在縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)、火車車輪聯(lián)動裝置、公交車自動門的開啟和飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)。(2)多媒體教學(xué)和常規(guī)講授教學(xué)合理地結(jié)合。多媒體教學(xué)手段的利用,使得常規(guī)板書教學(xué)中可以融入圖片、3D模型、動畫(四桿機(jī)構(gòu)、凸輪、機(jī)械傳動、齒輪加工)等內(nèi)容,直觀生動。而且多媒體教學(xué)在教師的解說和引導(dǎo)下,會調(diào)動學(xué)生的思考和探討,這樣課堂氣氛活躍,寓教于樂,學(xué)生受益不少。(3)理實(shí)一體化教學(xué)必須執(zhí)行。學(xué)生大多數(shù)對機(jī)械產(chǎn)品不入門,對于常用零件和典型機(jī)構(gòu)并不能深入了解,所以現(xiàn)場教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)就必不可少。結(jié)合我校的辦學(xué)特點(diǎn),可以深入各采選廠、冶煉廠請工廠的工程師進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué),在現(xiàn)場通過觀察實(shí)際的機(jī)械設(shè)備,指定學(xué)生講述這里面的機(jī)械設(shè)計(jì)知識,最后由教師總結(jié)課程。
五、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的增加
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門理論+實(shí)踐的課程,要培養(yǎng)學(xué)生的思考技能和創(chuàng)新技能,就必須注重實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)。并且實(shí)踐教學(xué)主要以生活中實(shí)際相關(guān)聯(lián)的機(jī)械設(shè)備為主。
我校自開設(shè)機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)電設(shè)備維修與管理專業(yè)以來就已經(jīng)充分配置了機(jī)械零件實(shí)驗(yàn)室。其中有帶傳動、鏈傳動、齒輪、軸承、銷、鍵、聯(lián)軸器、離合器、平面四桿機(jī)構(gòu)、凸輪結(jié)構(gòu)、槽輪結(jié)構(gòu)、軸系零件的組合、動平衡和減速器。在我多年的教學(xué)過程中,根據(jù)教學(xué)進(jìn)度及時(shí)組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀加強(qiáng)對理論知識的掌握,增加學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)識。同時(shí),增加學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室動手的機(jī)會,根據(jù)我校機(jī)械零件實(shí)驗(yàn)室具體的條件,我們安排了5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制、凸輪輪廓檢測(采用與相關(guān)軟件聯(lián)機(jī))、齒輪范成原理、軸系零件組合和減速器拆裝實(shí)驗(yàn)。
我校自2007年開設(shè)機(jī)電一體化專業(yè)以來一直缺乏《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié),造成學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)工程制圖讀圖和繪圖的能力較差,機(jī)械傳動的設(shè)計(jì)與校核基本不會。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)都是老師統(tǒng)一命題,不同的是給定的初始條件不同,但學(xué)生進(jìn)行減速器設(shè)計(jì)的過程大同小異基本上按照網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的或者參考書的照搬照抄。這樣的教學(xué)使得學(xué)生獨(dú)立思考的機(jī)會很少更沒有任何創(chuàng)新,缺乏學(xué)生對機(jī)械課程整個(gè)體系的全局認(rèn)識。針對傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì),并與國內(nèi)外大型企業(yè)的應(yīng)用軟件接軌,我建議使用UG、Solid works、Inventor等通用型3D軟件進(jìn)行減速器的設(shè)計(jì),學(xué)生在使用軟件進(jìn)行減速器造型過程中可以加入自己的構(gòu)思。將《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)分成兩部分:一是在進(jìn)行《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)中就進(jìn)行一些零件的軟件設(shè)計(jì),二是在學(xué)期末進(jìn)行兩周的校企合作的設(shè)計(jì)項(xiàng)目或技術(shù)革新項(xiàng)目,在項(xiàng)目完成過程中學(xué)生可以激發(fā)自身的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。
六、結(jié)束語
針對高職高專自身的特殊性,《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)在我校存在的問題,提出了幾種課程教學(xué)改革的措施;對行業(yè)認(rèn)知和課程定位,課程體系的整合,教學(xué)方法和手段更新,實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)的增加。從培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)際出發(fā)以學(xué)生更好地就業(yè)充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性,使他們學(xué)有所得,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力為后續(xù)的課程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院是一所三本性質(zhì)的獨(dú)立學(xué)院,經(jīng)過多年的辦學(xué)實(shí)踐,培養(yǎng)“應(yīng)用型”和“創(chuàng)新型”人才已成為學(xué)院培養(yǎng)目標(biāo)[3-4]。依托學(xué)科開展多種科技競賽活動進(jìn)行創(chuàng)新人才和應(yīng)用人才的培養(yǎng)是一種行之有效的辦法[5]。我院于2008年首次參加了第三屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,作品“全自動計(jì)量售飯機(jī)”獲得江西省賽區(qū)一等獎(jiǎng),這是江西賽區(qū)唯一獨(dú)立學(xué)院獲獎(jiǎng)作品。改進(jìn)后的第二代作品代表江西賽區(qū)參加全國大賽,榮獲二等獎(jiǎng)。該作品已申請專利,并有一些企業(yè)對此作品很感興趣,計(jì)劃進(jìn)行市場開發(fā)。在首次參加比賽就取得較好成績的基礎(chǔ)上,我們積極備戰(zhàn),2010年攜3項(xiàng)作品參加了全國第四屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽江西賽區(qū)選拔賽,作品“機(jī)械手式機(jī)井救援機(jī)”獲江西省一等獎(jiǎng),“土壤滅火器”獲三等獎(jiǎng),“球型抗風(fēng)暴救生艇”獲優(yōu)勝獎(jiǎng)?!皺C(jī)械手式機(jī)井救援機(jī)”作為江西省選送項(xiàng)目參加全國比賽,并獲二等獎(jiǎng)。成績的取得,來源于學(xué)生、教師、學(xué)校各方面的努力和堅(jiān)持。在參賽過程中,我們分析問題,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),制定出一套行之有效的操作模式。
一、以賽促學(xué),調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新欲望
獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生整體素質(zhì)與重點(diǎn)高校相比有較大的差距,與省屬本科院校相比也有一定的差距。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,厭學(xué)情緒較大,部分學(xué)習(xí)較主動的學(xué)生也容易被大環(huán)境同化。在課堂教學(xué)過程中,學(xué)生總是處于被動狀態(tài),很難發(fā)揮主觀能動性,學(xué)習(xí)興趣提不起來。為了更好將大賽融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中,以賽促學(xué),我們進(jìn)行了如下舉措:
(一)成立機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會當(dāng)今大學(xué)生對學(xué)習(xí)興趣不濃厚,但對社團(tuán)活動卻情有獨(dú)鐘。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽組織實(shí)施過程中,學(xué)院利用學(xué)生心理作用于2008年成立了機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會,吸引了一批對機(jī)械創(chuàng)新有興趣的學(xué)生,在課余時(shí)間以科研興趣小組為單位開展課外實(shí)踐活動,包括創(chuàng)新課題討論、校外實(shí)習(xí)基地參觀、小產(chǎn)品制作、基本加工技能培訓(xùn)、學(xué)術(shù)報(bào)告等。實(shí)踐活動中,教師以創(chuàng)新理念引導(dǎo)學(xué)生,為學(xué)生提供了足夠的思維發(fā)展空間,放手讓學(xué)生大膽嘗試,充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、自學(xué)能力和動手能力。學(xué)生通過課外實(shí)踐活動,加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識,拓寬了機(jī)械創(chuàng)新基礎(chǔ)知識面。
(二)建立專用實(shí)驗(yàn)室固定的實(shí)驗(yàn)場所是順利開展課外實(shí)踐活動的基本保障。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)樓建立專門實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生使用。此實(shí)驗(yàn)室由機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會管理,配備專門指導(dǎo)教師和常用加工工具如老虎鉗、扳手、電鋸、小型鉆床等,并與學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心建立聯(lián)系,利用實(shí)訓(xùn)中心現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行機(jī)械零部件加工并完成創(chuàng)新小產(chǎn)品的制作。這樣學(xué)生可以充分利用課余時(shí)間,有計(jì)劃地開展實(shí)踐活動,避免了受常規(guī)實(shí)踐教學(xué)的干擾,提高了學(xué)生參與課外實(shí)踐活動的自覺性和主動性。
(三)定期開展學(xué)術(shù)報(bào)告和專業(yè)講座針對機(jī)械愛好者定期開設(shè)系列講座如:機(jī)械設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)、機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、傳感檢測技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的應(yīng)用、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢等,涉及設(shè)計(jì)方法、先進(jìn)制造技術(shù)、測試技術(shù)、控制理論等專業(yè)技術(shù)方面知識。通過啟發(fā)式、討論式等多種方式,調(diào)動學(xué)生的積極性,引導(dǎo)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。還有一類報(bào)告是由學(xué)生自己主持的,由已畢業(yè)返校的校友和參加過往屆比賽的學(xué)生講述自己的經(jīng)驗(yàn),并對學(xué)弟學(xué)妹提出期望和告誡。系列講座和學(xué)術(shù)報(bào)告的開設(shè),拓寬了學(xué)生的基礎(chǔ),擴(kuò)大了學(xué)生的知識面,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,激勵(lì)了學(xué)生的創(chuàng)新欲望。
二、以賽促教,加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)
教師是培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵,優(yōu)秀的指導(dǎo)教師不僅應(yīng)有較高的理論水平,更需具備較強(qiáng)的動手能力和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院是2001年組建的獨(dú)立學(xué)院,師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不太合理,年輕教師居多,這些教師大多是畢業(yè)后直接進(jìn)入學(xué)校參加教學(xué)和管理工作,動手能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都有欠缺。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽周期很長,從項(xiàng)目創(chuàng)意、立項(xiàng)、方案設(shè)計(jì)、具體零部件設(shè)計(jì)、加工制作、試驗(yàn)調(diào)試到參賽答辯準(zhǔn)備等工作,需要指導(dǎo)教師長時(shí)間關(guān)注指導(dǎo)項(xiàng)目,并對指導(dǎo)教師的綜合能力提出較高的要求。針對以上問題,學(xué)院在教師培養(yǎng)和提高教師綜合素質(zhì)方面做了很多工作。
(一)加強(qiáng)教師培訓(xùn)江西理工大學(xué)歷來重視對青年教師的培訓(xùn)工作,通過多種途徑來提高教師的水平。針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,安排《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械加工工藝》《機(jī)電傳動控制》《液壓傳動》等課程教師參加了教育部高等教育司舉辦的高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn),通過學(xué)習(xí)先進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)技法,借鑒其他院校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來改變教學(xué)觀念,提高教學(xué)水平。鑒于青年教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺、動手能力較差等因素,每年利用寒暑假時(shí)間,聯(lián)系實(shí)習(xí)單位,送教師到工廠和企業(yè)進(jìn)行實(shí)地培訓(xùn),專門針對加工工藝、數(shù)控加工等專業(yè)操作進(jìn)行培訓(xùn)。另外,還與本地的多家機(jī)械加工企業(yè)建立校企合作,定期派教師到生產(chǎn)一線去進(jìn)行實(shí)踐,并在合作單位與工人師傅共同指導(dǎo)完成《機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)》等實(shí)踐環(huán)節(jié)。
(二)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)如今大學(xué)教育還是以課堂教學(xué)為主的教育模式,因此課堂教學(xué)水平的高低反映了學(xué)校的建設(shè)水平。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,豐富《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計(jì)》等基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容[6-7]。利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地、功能實(shí)驗(yàn)室和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,形成有較強(qiáng)工程背景的教學(xué)環(huán)境,使直觀式教學(xué)、現(xiàn)場式教學(xué)方式的采用如魚得水。在這樣的教學(xué)環(huán)境下,通過一系列以機(jī)械產(chǎn)品為對象的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,以及采用大量的源于生活、源于生產(chǎn)一線的案例,使教學(xué)內(nèi)容注入更多的工程因素,達(dá)到基本知識、基本理論與工程實(shí)際緊密結(jié)合的目的。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,在課程建設(shè)中對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行擴(kuò)充,在原有傳統(tǒng)機(jī)械零件模型和機(jī)構(gòu)模型基礎(chǔ)上,進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、軸系創(chuàng)新、機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)意組合和慧魚創(chuàng)新設(shè)備的購進(jìn),在試驗(yàn)內(nèi)容上,增加機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)、組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動綜合實(shí)驗(yàn)等。
(三)建立教師工人相結(jié)合指導(dǎo)模式鑒于教師、學(xué)生動手能力較差,參賽模型或?qū)嵨镏谱鬟^程比較困難這一問題,結(jié)合江西理工大學(xué)實(shí)際情況,制定了教師工人相結(jié)合的指導(dǎo)模式。學(xué)院的目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,因此在實(shí)習(xí)環(huán)境的投入上比較大。學(xué)院有完整的金工實(shí)習(xí)工廠,其中包含了機(jī)加工的全部工種:鉗、車、焊、熱處理和數(shù)控機(jī)床加工,并配備經(jīng)驗(yàn)豐富的生產(chǎn)工人進(jìn)行實(shí)習(xí)指導(dǎo)。利用學(xué)院現(xiàn)有優(yōu)勢,在參賽初期的選題和方案設(shè)計(jì)階段由教師指導(dǎo)完成,在模型或樣機(jī)的加工制作階段,由教師和工人共同指導(dǎo),學(xué)生具體操作完成零部件的加工和參賽樣機(jī)的裝配。
三、以賽促改,制定科學(xué)的教學(xué)計(jì)劃
機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽每兩年一次,不利于學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的安排,難以保證每屆學(xué)生都有機(jī)會參加;比賽籌備時(shí)間太長,從題目的公布到參加地區(qū)預(yù)賽要一年多時(shí)間,容易與正常的課程教學(xué)相沖突;大賽沒有納入教學(xué)計(jì)劃,作品的設(shè)計(jì)、制作場地易與教學(xué)相沖突;大賽對學(xué)生知識面要求很廣,涉及的課程多,包括力學(xué)系列課程、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列課程、電工電子、計(jì)算機(jī)控制、程序設(shè)計(jì)系列課程、機(jī)械加工工藝等,學(xué)生在低年級沒有掌握好大賽需要的一些基本知識和技能,為了完成比賽任務(wù)臨時(shí)抱佛腳,卻又耽誤了新課程的學(xué)習(xí),高年級學(xué)生又忙于考研和找工作沒有充足的時(shí)間參加大賽。針對這一問題,楊叔子院士在《再論機(jī)械創(chuàng)新大賽很重要》的報(bào)告中已經(jīng)提出“:這一大賽不是可有可無,建議納入個(gè)性化教學(xué)計(jì)劃,并從體制上加以保證。”鑒于此問題,江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院進(jìn)行了系列教學(xué)改革。
(一)優(yōu)化課程體系針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽我們已完成省教改課題“培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型機(jī)械專業(yè)人才的綜合課程設(shè)計(jì)改革”(課題編號:JXJG-06-84-1)和校級教改課題“以創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為切入點(diǎn)的《機(jī)械原理》教學(xué)改革”的研究工作。通過兩課題的研究在原有教學(xué)計(jì)劃基礎(chǔ)上,針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和綜合課程設(shè)計(jì)改革[8],將機(jī)械專業(yè)09級教學(xué)計(jì)劃中的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)和專業(yè)課程設(shè)計(jì)分別改為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)(一)、(二)、(三),使之成為連續(xù)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),并在課題的設(shè)置上,增加創(chuàng)新專題,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。在課程設(shè)置上,增加了《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》選修課程,開設(shè)互動式和討論式教學(xué)環(huán)節(jié),通過參與課堂教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、掌握創(chuàng)新方法。在10級教學(xué)計(jì)劃中增加了為期一周的《機(jī)械創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)》實(shí)踐環(huán)節(jié),該實(shí)訓(xùn)是基于慧魚創(chuàng)意組合模型和機(jī)構(gòu)創(chuàng)新組合平臺開展的,意在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。
(二)提供政策保障、建立激勵(lì)措施學(xué)院教學(xué)改革的重點(diǎn)是放在實(shí)踐教學(xué)改革方面,因此在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和開展課題研究上給予大力支持。江西理工大學(xué)立足學(xué)院實(shí)際,專門成立了由分管科研的副院長任組長,由教務(wù)辦公室主任、各系教學(xué)主任組成的大學(xué)生科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組,對不同渠道、不同學(xué)科、不同類型、不同級別的賽事,進(jìn)行策劃、組織和管理,統(tǒng)一協(xié)調(diào)參賽學(xué)生、指導(dǎo)教師、方案評審、作品制作、組織參賽、動員宣傳等各項(xiàng)工作,有計(jì)劃有組織地開展學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動,參與各類科技競賽。學(xué)校投資140萬,正在籌建機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室和液壓測控試驗(yàn)系統(tǒng)(含機(jī)械手等設(shè)備)。另外學(xué)院每年對大賽設(shè)立專項(xiàng)資金支持,保證大賽順利進(jìn)行,對參賽老師和學(xué)生給予充分的支持和一定的獎(jiǎng)勵(lì)。
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