学生机械零件课程设计(精选12篇)
学生机械零件课程设计 篇1
在进入大学前,学生的学习与生活被安排得满满当当。而进入大学后,学生突然失去巨大的学习压力,大部分时间为自由安排,相当一部分学生不知道如何利用课外时间。此外,许多大学的课程设置非常宽泛,大大拓宽了学生的就业渠道;但正是因为如此,路多了,学生反而不知道如何确定自己的就业方向[1,2]。以上问题,总结起来讲,就是大学生课内课外感到很“茫然”。笔者以安徽科技学院机械设计专业大学生为例,分析其课程设计及就业指导情况,以期为该专业课程设计与学生就业提供指导。
1 课程设计
1.1 开设课程及其分类
安徽科技学院的机械设计专业除开设大学英语、物理、化学、毛泽东思想与邓小平理论、体育等公共课外,还开设了工程图学、工程力学、工程材料学、机械原理、机械设计、电工电子技术、机械制造基础、机电一体化技术、微机原理与接口技术、机电控制系统和金属切削机床等专业课。
从大学生就业角度,专业课可分为如下几个方向:一是机械设计类,包括工程图学、工程力学、机械原理、机械设计;二是机械制造类,包括工程材料学、金属切削机床、机械制造基础;三是电工类,包括电工电子技术、机电一体化技术;四是电子类,包括微机原理与接口技术、机电控制系统。
1.2 各课程的地位与作用
1.2.1 机械设计类课程。
一是工程图学。工程图学是一门以图形为研究对象,用图形来表达设计思维的学科。在工程技术界中由于“形”信息的重要性,工程技术人员均把工程图学作为其基本素质及基本技能之一来看待。如一位工作了多年的大学毕业生所说的:在工厂企业中如果不懂“图”,就等于人没有了空气和水。二是工程力学。工程力学主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。通过该课程的学习,可以为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法,也可直接用于工程实际。三是机械原理与机械设计。机械原理与机械设计是机械设计方向的核心技术课程。
1.2.2 机械制造类课程。
一是工程材料学。工程材料学的任务是从机械工程的应用角度出发,阐明机械工程材料的基本理论,了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系,介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。工程材料课程的教学目的是使学生具备根据机械零件使用条件和性能要求,对结构零件进行合理选材及制定零件工艺路线的初步能力。二是金属切削机床。金属切削机床概论课程是主要讲授机床结构、性能、传动、调整和使用的基本知识。学生学完本课程后,应能够根据工艺要求并结合工厂具体情况,合理地确定机床的类型和规格;能分析机床常见故障,确定机床影响加工质量的主要因素。三是机械制造基础。机械制造基础主要研究机械零件的制造方法,即研究零件从选择材料、毛坯制造、一直加工至成品的综合性课程。使学生了解和掌握常用机械工程材料的性质和机械零件加工工艺的基础知识,为学习其他相关课程,并为以后从事涉及机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的加工工艺基础。
1.2.3 电工和电子类课程。
该课程的任务是:使非电类学生掌握必备的电工电子技术与技能,具备解决涉及电工电子技术实际问题的能力,增强学生适应职业变化的能力,为学生职业生涯的发展奠定基础。
2 学生就业指导
大学生已深刻认识到就业的严峻性,因此有一部分学生利用大量的时间进入企业实习,希望得到锻炼,从而为就业提前做好准备。笔者认为,这是舍本逐末的做法。大学阶段是学生学习专业知识的黄金阶段,而获取实践经验是其工作后的任务。大学阶段,是学生全身心投入学习的大好时机,失不再来。在大学毕业走向社会后,再不会有充足的时间系统地学习专业知识。因此,做好学生就业指导工作非常重要。
2.1 主要就业方向及本科阶段学习计划
机械设计专业的本科生主要的就业方向为机械设计类或机械制造类。机械设计方向需要熟练掌握画法几何、工程制图、电脑辅助设计软件、机械原理、机械设计、工程力学课程。机械制造方向需要熟练掌握工程材料学、机械加工、机床等知识。
2.2 拓展就业面
机械设计专业学生,如果对电工电子类工作比较感兴趣,也可以选择涉及电工电子的机械类行业,但一般不宜选择以电工电子为主的行业,毕竟机械类学生开设的电工电子类课程较少,且主要以理解为主。本科生应该按照自己的兴趣和就业期望,把主要精力用于该方向专业课的学习,以系统熟练掌握该方向的专业基础知识和专业技术知识[3,4]。
参考文献
[1]韩继英,胡芬芬,张涛.农林高校专业课程教材建设问题探讨[J].安徽农业科学,2011(13):8180-8181.
[2]赵艳霞.加强课堂教学提高学生素质[J].内蒙古农业科技,2004(S2):225.
[3]王在贵,刘朝良.农业类高校专业课程启发式教学新模式的探讨[J].安徽农业科学,2011(15):9421-9422.
[4]汪向红.多媒体教学软件的应用研究[J].内蒙古农业科技,2006(7):206.
学生机械零件课程设计 篇2
一、课程设计目的
《机械设计基础课程设计》是《机械设计基础》课程的的最后一个重要教学环节,也是学生第一次较全面的设计能力训练。其基本目的是:
1.培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识;
2.通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型,正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料,以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求,进行结构设计,达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法;
3.进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。在本课程设计鼓励采用计算机绘图。
二、课程设计内容
为了达到上述目的,在课程设计中,针对布置题目学生要完成的设计内容有:
1.电动机的选择及运动参数的计算; 2.V带的传动设计; 3.齿轮传动的设计; 4.轴的设计(低速轴); 5.滚动轴承的选择及验算(低速轴); 6.键的选择计算及强度校核(低速轴); 7.联轴器的选择(低速轴); 8.润滑油及润滑方式的选择; 9.绘制零件的工作图和装配图(1)绘制零件的工作图轴的零件图
(2)减速器的装配图零件的工作图包括:(1)尺寸的标注;(2)公差;(3)精度;(4)技术要求。装配图包括:(1)尺寸标注(2)技术特性(3)零件编号(4)编写零件明细表、标题栏。
10.编写设计说明书
三、要求
作为指导教师,为了使学生能顺利地完成所布置的任务,在设计过程中要加以指导。首先让学生做减速器的装拆试验,形象地认识减速器。在设计过程,轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定对于学生来说是难点,针对这一难点要上一次辅导课。另外,每天来指导学生设计、计算、绘图,以便及时发现问题和解决问题。
要求每位学生在设计过程中,充分发挥自己的独立工作能力及创造能力,对每个问题都应进行分析、比较,并提出自己的见解,反对盲从,杜绝抄袭。在设计过程中必须做到:1)随时复习教科书、听课笔记及习题。2)及时了解有关资料,做好准备工作,充分发挥自己的主观能动性和创造性。3)认真计算和制图,保证计算正确和图纸质量。4)按预定计划循序完成任务。
四、评分原则
课程设计中,最终的图纸及说明书并不能完全反映学生的真实水平,同学的工作能力也不能在图纸及说明书中得到完全的反映,因此,对同学的评分,特别要注意抓两头:一头抓平时,一头抓答辩.课程设计成绩根据平时出勤和设计图纸、说明书、创新能力和答辩情况综合按百分制制评定。
五、存在问题
在课程设计过程中,发现学生主要存在以下问题:1)学习态度不够认真,或虽认真但因基础差等原因,不能按时完成进度计划;2)独立工作能力差,设计时不能或不进行独立思考,教师指一步才作一步,或参照其他同学的设计进行“照猫画虎”式的进行;3)设计中有错误,有知其然不知其所以然的现象;4)图纸质量较差,特别是尺寸标注,出现问题较多,表达不清楚;说明书内容不够完整、工整,有个别原则性错误和若干一般性错误;5)答辩中不能很好的回答提问,回答中有个别原则性错误和若于非原则性错误。
六、结果分析
参加本次课程设计1个班,大部分同学能按老师要求完成每一阶段的任务,设计图纸、说明书和最后的答辩中满足要求。参加本次课程设计共有50名同学,其中优2人,良26人,中20人,及格2人,不及格0人。基本反映了学生的学习情况。
七、经验及教训
学生机械零件课程设计 篇3
在第三学年春季学期期末,机械设计制造及其自动化专业的学生利用3周的时间进行机械制造技术基础课程设计。
1.课程设计目的
机械制造技术课程设计是在学院机械制造技术基础课程结束、完成生产实习之后,进行的一项综合f生课程设计,是机械类专业重要的实践教学环节。通过课程设计使学生一方面获得综合运用学过的知识进行工艺设计和夹具设计的基本能力,另一方面能巩固与扩大工艺知识、结构设计知识,为毕业设计做准备,为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作奠定坚实的基础。
通过机械制造技术基础课程设计实践环节,学生能够运用机械制图、机械设计、工程材料、机械制造技术基础等课程中的基本理论和生产实践知识正确地解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,合理完成夹具设计的训练,提高结构设计能力,学会使用相关的手册及图册资料。
2.课程设计特点
(1)涉及的知识面广。设计过程中涉及很多课程知识,包括工程图学、机械工程材料、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、机械制造技术基础等相关知识。机械制造技术基础课程设计是将综合知识合理运用并有机结合起来的训练过程,一些基础课程的掌握程度对课程设计顺利完成至关重要,应融会贯通。
(2)课程设计实践性强。课程设计是以机械制造中的工艺问题和夹具设计作为设计内容,从培养学生应用能力出发,以工艺为主线,注重机械制造技术应用能力的培养和工程素质教育,对培养学生分析问题和解决问题的能力、创新能力、实践能力等起着重要的作用。
(3)知识灵活性大。工艺理论与工艺方法的应用具有很大的灵活性,在不同的条件甚至在相同条件下可以有不同的处理方法,必须根据具体情况进行客观的分析。机床夹具设计可以有多种设计方案,需要对各设计方案进行比较,分析各方案的优缺点,选出最佳设计方案。
(4)与企业工厂生产联系密切。设计内容与工厂的实际加工生产环境紧密相关,很多设计的题目就是直接来源于企业工厂,生产实习效果的好坏直接影响到课程设计的效果。由此可见,课程设计不能局限于书本的知识,更重要的是与生产实际联系起来。
(5)需要设计资料比较多,查找难度增大。设计时理论计算和结构绘图要查找相应教材、设计手册和图册,包括机械制造技术基础、机床夹具设计、机械制造工艺学课程设计指导书、机械制造技术基础课程设计指南、机械制造工艺设计简明手册、实用金属切削加工简明实用手册、机械零件设计手册、机床专用夹具图册等资料。在这门课程设计之前学生接触设计手册和图册比较少。
二、机械制造技术基础课程设计现存的主要问题和弊端
1.设计目的不够明确,对课程设计重要性认识不足
学生对课程设计的目的和重要性普遍认识不够,一些学生没有认识到这是一次理论联系实际和锻炼实践能力的好机会。课程设计期间大多数学生不能将学过的理论知识和设计内容有机联系起来,对有些问题不能主动去思考和分析。受传统教学思想的影响,将此次课程设计与一些基础课程设计同样对待,认为可以对照设计指导书设计步骤和相关图册就可以完成,设计的自主性不强,造成设计效果不理想,不利于学生实践能力的培养。
2.学生综合运用理论知识和信息资料的能力较弱
学生不会从设计题目和任务中发现主要问题,抓住主要矛盾,主要表现在对学过的知识掌握不够扎实,不能和设计内容结合起来,在设计开始阶段无从下手,等待和依靠指导教师来指导。学生缺乏参阅文献资料中有用内容为设计提供所用的思路和方法,导致了对设计内容、要达到的目标不清晰,设计思路混乱,创造性体现不出来。
3.学生表达设计意图的能力普遍较差
大部分学生对设计计算说明书的撰写极不规范,如对设计思路、原理、方法的阐述条理不清,不能对现已取得的相关结论、成绩及存在的问题作出必要的阐述,目录和内容对不上,缺少参考文献等。部分同学在答辩中不能在规定的自述时间内恰到好处地介绍自己的设计内容,论述主次不分,不能将解决问题的思路和方法正确表述。夹具设计时,零件装配关系漏标,零件的制造工艺和装配工艺差,装配图结构绘制不规范,结构设计基本功有待提高。
4.缺乏团队协作精神
尽管学生们能够独立思考,完成设计任务,但还需要集思广益,吸取别人的正确意见。在实际设计过程中往往出现两种不良现象。一种现象是部分同学对设计中出现的种种困难容易产生畏难情绪、缺乏自信,不愿刻苦钻研,最后干脆放弃自己的尝试,等待抄袭别人的成果。另一种现象多发生在由几个同学组成的设计小组中,在设计中同学大多各自为政,各行其是,导致同学间的设计进度不一,无法按时为同组同学提供必要的设计参数而浪费许多不必要的时间,或者负责总体的同学包揽了大部分的工作,其他的同学的积极性没有调动起来,显得无所事事。
以上一些问题暴露出学生实际动手解决问题的能力差,综合能力的不足,主要原因是学生长期受到“应试教育”的影响,以对学生灌输现成的知识为目的,以卷面考试评价学生成绩,由此养成学生只会死记硬背、不会举一反三。学生的思维处于严重封闭的状态,不能随机应变,独立地从事设计工作。
三、探讨课程设计教学体系的改革发展思路
在机械制造技术基础课程设计教学环节上,尽量利用课程设计一些优势,培养学生的创新意识和实践能力,提高学生的综合素质。
1.明确课程设计培养目标。转变课程设计理念
机械制造技术基础课程设计既是巩固学生已学过的知识而进行的教学环节,又是学生在完成生产实习之后将生产实践与理论知识很好结合的一次综合训练过程,可以为毕业设计打下良好基础。机械制造技术基础课程设计不能被简单地看成只是教学中的一个过程,要转变课程设计理念,充分认识到课程设计是培养学生实践能力、创新精神和综合素质的最有效途径,通过课程设计来全面培养并提高其独立工作能力和主动适应专业工作环境的素质。
2.加强课程设计指导教师队伍建设
教师能否正确引导学生在设计中发现问题,解决问题,提高学生对课程设计的热情,这对保证课程设计质量至关重要。建立一支高素质的课程设计指导教师队伍是提高课程设计质量的关键。指导教师在设计过程中处于主导地位,应重视指导老师的培养工作,尽量多安排富有经验的教师指导设计。另一方面要加快对年轻教师的培养,稳定现有的指导教师队伍。
3.重视课程设计题目的选择,丰富课
程设计内容
课程设计题目的选择是否合理将直接影响到学生完成课程设计的效果,课程设计题目设置既要符合教学要求,内容上要有现代意识和一定的先进性,又要让课程设计题目具有一定的实用性、可行性,还要尝试题目的多样化,扩大课程设计知识范围。让学生根据个人能力自主选择给定的设计题目,教师对学生选择设计题目的难易程度做到心中有数,整体把握。只有设计题目的多样化,才可以拓宽知识范围,同时加强同学们之间、师生之间的多沟通、交流、合作,丰富课程设计内容和设计思路,多方位培养学生互助精神和团队精神。
4.加强课程设计管理工作,提高设计质量
由于高校招生规模的不断扩大。学生人数的增加,势必给课程设计的组织管理工作带来了一定困难,需要建立和完善课程设计管理制度。课程设计教学大纲要进行适当的修改与更新,以适应课程设计内容的变化要求。制订严格课程设计纪律,强调遵守课程设计纪律的重要性,加强课程设计的过程管理工作。
5.强调学生在课程设计中的主体地位
在课程设计开始前,首先就要让学生们明确自己是这个实践活动的主体,从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计、计算乃至设计说明书完成,都要亲历亲为,消除学生们的依赖心理,更有助于发挥他们的主动性和创造性,提高他们的实践能力。这样一来,在他们今后遇到问题时就会独立分析、思考解决问题的办法,这样也就达到了课程的目的。
指导教师从开始布置设计任务时就要引导学生了解设计目的、设计题目产生的背景、研究意义与应用价值,解决遇到的问题可能需运用哪些知识、技能和方法,发挥学生课程设计主体作用,让学生自主制定可行的工艺路线和结构设计方案,并能正确评判设计结果。
6.客观评定课程设计成绩
考核是对学生在整个课程设计阶段的表现和工作质量的全面评价,也是调动学生实习积极性的一个措施,要严格实习考核,确保实习质量。
在过去对某些个体评价成绩的方法,比较多地强调过程评价及印象分,无法对某些个体参加课程设计、对问题解决的基本能力进行评价,对学生实际动手能力的提高关注不够。关注过程、兼顾结果,强调评价项目多元,是课程设计本质的内在要求。从实践上看,如果课程设计成绩评价的具体指标体系或评价要点、评价制度、评价方法不易落实或太繁杂,将达不到课程设计成绩评价的目的。通过实践证明,课程设计成绩评价的技术问题可采用将课程设计的目标具体化,把课程的总体目标具体分篇为若干个基本指标,每级基本指标对应具体的成绩,总体成绩即为各个基本指标所得成绩的综合。各基本指标的设置应能根据具体实际,设计成可观察、可测量的项目。通过这样的方法来评分,更能较真实地反映某个个体在课程设计过程中的实际情况,避免错误打分和凭印象给分的现象,反映学生课程设计真实成绩。
在机械制造技术基础课程设计的成绩评定基本指标包括出勤考核(占20分)、绘制图纸质量(占30分)、设计说明书(占30分)、答辩表现(占20分)四项。出勤考核能客观反映学生出勤情况,工作态度,有利于调动学生的积极性。绘制图纸质量能反映夹具结构设计是否紧凑合理,是否具有创造性,是否符合国家制图标准。设计说明书能反映零件加工工艺规程制订是否合理,计算是否准确和详实,说明书撰写是否规范等等。课程设计完成后,要进行课程设计的答辩,进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况,进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力,根据学生回答教师提出的问题情况,更准确地了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。
四、发挥课程设计优势,提高学生综合素质和能力
1.提高学生资料检索的能力,学会查找和使用资料
学生选定设计题目后就要准备合适的参考书、手册和图册,在工艺设计过程中借助“机械制造工艺学”、“机械制造工艺设计简明手册”、“切削加工简明实用手册”和“实用金属切削手册”等资料制订出零件的加工工艺规程,在夹具结构设计过程中借助“机床夹具设计”、“机床专用具图册”和“机械制造技术基础课程设计指南”等资料确定零件加工专用夹具结构方案。通过设计资料的使用,学生可以掌握设计一些数据的查找方法和查找过程,可以培养学生独立分析和解决问题的能力,进一步熟悉和了解本专业领域相关的科学技术。
2.锻炼和提高学生动手能力
在课程设计完成过程中,学生在工艺设计时对零件进行工艺分析的基础上,制订零件的工艺路线和划分粗、精加工阶段,分析比较零件加工方案后再从中选择比较合理的加工方案,进行必要的工序尺寸计算,根据粗、精基准选择原则合理选定各工序的定位基准,选择机床及夹具和刀具,确定加工余量及工序间尺寸与公差,确定切削用量和时间定额。学生在夹具结构设计时要能够根据工序卡片规定的定位夹紧方法,正确选择夹具元件,能正确进行定位误差和夹紧力计算,合理布置夹紧力作用点、作用方向和正确确立夹紧结构,能够根据国家制图标准运用必要的视图完整地表达出零件专用夹具结构,能正确标注设计尺寸,合理标注技术要求。以上独立的设计工作对学生实际动手能力的提高意义非常重大,为毕业设计和今后工作奠定了坚实基础。
3.培养学生独立工作和创新能力
留学生机械设计基础课程教学思考 篇4
20世纪90年代以来, 高等教育的国际化成为一个新的发展趋势, 各国大学尤其是发达国家的重点大学纷纷将拓宽国际化办学途径作为自己新的目标。随着高等教育国际化渐成趋势和我国国际地位日益凸显, 来华留学生人数不断增长, 办学规模不断扩大, 来华留学生教育管理工作已经成为我国高等教育事业的重要组成部分。近年来, 西南石油大学也先后招收了一些短期或长期学习的留学生, 怎样为这些留学生做好培训或授课工作, 这是我们即将给留学生上课的教师需要深入分析、思考和探讨的问题。
作为高等院校理工科的一门重要专业技术基础课, 机械设计基础主要包括两大部分内容:机械原理和机械设计。该课程主要讲授机械中常用的各种机构以及通用零件的工作原理、结构特点、设计理论和计算方法, 为先修基础课与后续专业课之间搭建桥梁。
学生开始真正接触机械类的专业知识是从机械设计基础这门课程开始的。这门课程与以往所学课程有很大不同:内容繁多, 纵横关系复杂, 基本上每章都包括工作原理、类型特点、机构 (结构) 设计等内容;课程内容无重点又都是重点;各章之间具有一定的独立性, 学生容易出现学完就忘的现象。这些特点会让初学学生一时很难适应, 所以学生在学习时, 学生普遍感到难以掌握, 教学效果不太理想。在该课程的课堂教学中, 怎样在提高学生的兴趣的基础上提高课堂教学效率, 成为该课程教学面临的最大问题。
二课程教学关键要素探析
1 授课对象特点分析
现代教育学研究认为, 了解学生才能教育学生。学生作为教学的对象, 既是学习的主人, 更是学习的主体。教学方法效果验证的唯一显性途径就是学生的学习效果。教育教学的实践证明, 了解学生是取得良好教学效果的前提和保证。
目前我们学校留学生大多数来自印度和巴基斯坦、尼泊尔、马尔代夫等国, 也有部分学生来自非洲国家。这些学生群体有以下共同特点:英语水平较高, 英语口语能力强;思维活跃, 上课过程中可以打断老师的讲课, 善于提出问题;学生上课不带教材, 喜欢记笔记, 如果课堂上幻灯片描述太多, 会影响教学进度。也有部分学生基础较差, 学习积极性不高。
我校即将学习机械设计基础这门课程的几名留学生来自尼日尼亚, 他们在机械制图及力学等基础课程的学习过程中也明显地表现出上述的共同特点。同时, 我们也发现, 相对于多数中国学生来说, 他们表现出更强的钻研精神, 对于自己不懂的地方, 他们会通过课堂提问、老师讲解和同学之间讨论交流等方式直至学懂为止。
通过了解这些留学生, 针对他们的特点, 在机械设计基础课程的教学中采取一些有效的措施, 必定能取得更好的教学效果。
2 教材优化配置
一般, 对于留学生全英文教学的教材来源主要有国外原版教材或自编英文教材。原版教材原汁原味, 英语语言地道, 在教学上更有利于与先进国家接轨, 因此被部分教师认同和采用;有些课程国内的教学内容和教材体系与国外教材差距较大, 因此有些学校开始自己编写教材。选用自编教材的优点是与中文内容衔接较好。目前, 由于我校留学生全英文教学工作还处于起步阶段, 没有自编教材, 所以根据机械原理和机械设计两门课程各自的特点, 在教材的选取上需要进一步优化和整合。
机械原理这门课程以讲授机械中常用的各种机构的工作原理、设计方法、实际应用特点为主, 该课程内容表述、专业术语的理解和诠释具有国际通用性, 采用国外原版教材或更具有全英文教学的优势。所以在教材的选取上, 我们采用Homer D.Eckhardt编著的《Kinematic Design of Machines and Mechanisms》作为教材。同时将国内作者编写的英文或双语教材作为参考教材, 比如叶仲和、蓝兆辉和M.R.Smith合著的《Mechanisms and Machine Theory》英文教材, 张春林和张颖主编的《机械原理》双语教材。
机械设计以培养学生掌握通用机械零件工作原理、特点、选用和设计基本知识为目的, 它是一门设计性强的课程, 不同的零件、不同的国家可能有不同的零件标准和材料标识方法 (如美国的机械零件标准与国内的大不相同) , 不同的设计准则、设计思路和经验公式 (如零件的设计公式与国内不同) , 甚至是所采用单位制可能都不一样 (如美国的教材大多数以英制为单位) 。
外文教材系统性、实践性比中文教材强一些, 而国内中文教材在基本理论论述、零件强度设计与选择方面更详细一些。由于国内培养计划与国外存在差别, 国外教材中有些内容是国内其他基础课程的教学内容, 如美国M.F.Spotts编著的《Design of Machine Elements》, 美国Joseph E.Shgley等人编著的《Mechanical Engineering Design》内容中包括了机械设计概论、工程力学、零件设计、工程材料等。为了避免知识的重复, 目前市面上也有一些中国教授缩编的英文版教材, 如美国Robert L.Mott著、钱瑞明缩编的《Machine Elements in Mechanical Design》 (Fourth Edition) , 美国Ansel C.Ugural著、李良军缩编的《Mechanical Design-An Integrated Approach》, 缩编后的教材基本涵盖了我国机械设计课程教学基本要求中的内容。原版教材《Machine Elements in Mechanical Design》在美国高校使用频率较高, 书中每章开头都有“The Big Picture”“You Are the Designer”, 主要作用是对该章的生产实际背景和设计中应考虑的主要问题作一些启发性的提示, 以调动学生的学习主动性和学生的学习兴趣。此外, 该书中的例题和习题数量也很大, 其内容紧密联系实际, 有利于开拓学生的视野, 增强他们解决实际问题的能力。
结合我校留学生的教学特点, 在教学中应力求使学生掌握不同国家该专业基础知识的情况, 并保证与后续课程的有效连接。因此, 完全照搬照抄国外教材显然是不合适的。所以机械设计课程采用中英文教材相结合的方式, 英文教材采用《Machine Elements in Mechanical Design》 (钱瑞明) , 中文教材则采用《机械设计基础》 (杨可桢) , 该教材还包含机械原理课程的相关内容。在教学过程中, 为适应我国的实际情况, 重点介绍中文教材中的设计方法, 同时引进介绍国外的设计方法, 对两种方法的设计结果进行对比, 也使学生能够充分了解国内外同行解决设计问题的方法和思路, 丰富学生的知识面。
3 教学方式方法探索
针对我校留学生的教学特点, 在机械设计基础课程的教学中, 拟采用如下的教学方法和手段。
(1) 采用循序渐进、启发式、互动式教学方式
机械原理和机械设计这两部分课程都为专业基础课, 既有基础课严谨的逻辑推理, 又注重专业课的工程设计和实践经验。课程应该综合培养学生的逻辑思维、形象思维和工程实践能力。因此, 上课时我们需要更多地注重激发学生兴趣、引导学生思维、培养学生发现问题、研究问题的能力。
在实际教学过程中, 我们必须要根据我校留学生的知识基础和学习能力、实际教学情况以及教师本人的经验对教学内容进行适当地取舍和组织, 力求在教学中做到循序渐进、由浅入深。例如在教学内容上, 既要注意引入国外先进的设计理念, 也要对国内的一些内容、标准和方法进行延伸补充。如《Machine Elements in Mechanical Design》, 教材在“轴”的这章中, 只介绍了确定轴径向尺寸的强度计算方法, 而未涉及到轴的结构设计, 但轴是非标准件, 它起着轴上零件 (如齿轮、带、联轴器等) 的固定和支撑作用, 其结构还要满足轴上零件的润滑和密封, 所以轴的结构设计是非常重要和关键的, 因此在教学内容上需及时补充这一内容。
通过对授课对象的了解, 我们知道这些留学生思维活跃, 上课过程中经常打断老师的讲课, 提出问题, 所以那种传统的讲授、满堂灌的教学方法对留学生显然是不合适的, 启发式教学对给留学生上课就显得尤为重要。课堂教学主要提倡采取“以学生为主体, 教师为主导”的教学模式。例如, 在给留学生讲齿轮传动、链传动、带传动等内容时, 教师可以让学生思考:在日常生活中我们能见到哪些传动实例?这些机构我们经常在哪些地方见到?这些机构有哪些工作特点?让学生在教师的启发下积极思维, 始终处于教学的主体地位。这种互动式的教学方式由于能充分发挥学生的主观能动性, 会收到良好的教学效果。
在教学中, 我们也可以尝试一些新的教学方式方法, 比如项目教学法 (如机械设计基础课程中齿轮传动项目) 、现场教学等。针对不同教学内容的特点和难易程度, 可以采用适合的教学方式, 以取得更好的教学效果。
(2) 利用现代化教学手段
机械设计基础课程的教学活动是在多媒体环境下完成的, 我们自己制作了全英文多媒体课件, 制作的原则是课件文字要少而精, 让学生有能力、有兴趣去记。尤其是让学生看到栩栩如生的画面, 必然让学生会加深认识, 便于学生深刻理解, 同时也易于学生巩固所学知识。例如, 在讲解齿轮根切时, 动画演示是很有效的手段, 可以非常直观地展示根切现象, 避免学生因为无法理解而引起厌学的心理。
通过现代化的教学手段, 把枯燥的概念活灵活现地展示给学生, 可以使课堂显得不枯燥, 也易引起学生的共鸣, 利于学生理解和掌握所学知识, 提高了学生学习的兴趣。
4 授课教师培养
(1) 利用出国研修项目加强教师语言训练
全英语教学要达到预期的效果, 最为关键的是教师和学生能够用英语进行交流, 这样就要求老师不但要掌握相当程度的专业知识及授课技巧, 还要求老师具有很好的英语语言运用能力, 能熟练、准确地使用英语, 并在汉语及英语间自如地转换。目前, 普通高等院校的全英语教学面临的最普遍、最突出的矛盾就是师资不足, 即缺乏外语口语和专业水平俱佳的教师。尤其是教师的口语水平不能满足教学要求, 教师的听说能力亟待提高。近几年, 国家留学基金委设立了“高校基础课任课教师出国研修项目”, 选派优秀的基础课教师到国外的著名高校进修, 这一举措为提高我国高等院校教学改革, 提高基础课任课教师的英语授课能力, 促进各校英语教学工作的开展有着重要的意义。
在近半年的出国留学人员英语培训过程中, 笔者在英语听说训练方面尽管作了很大努力, 但却深切体会到自己的不足, 在教学中不能做到自如地使用英语教学, 也很难说出比较地道的英语。为此, 要给留学生上好机械设计基础这门课程, 必须要提高英语应用能力, 不间断地进行语言学习, 尽快过英语语言关。
(2) 利用教科研活动提高教师业务水平
“要交给学生一杯水, 自己首先要准备好一桶水”。只有拥有丰富的知识储备及相关学科知识的教师才可能对知识运用自如。所以教师应积极参与科研教研活动, 以增强教师自身的能力和素质, 同时提高教学能力, 增强工程实践意识。科研教研活动也有利于帮助教师积累教学素材。教师也应及时总结自己的科研教研经历和经验, 将科研教研中的思想、方法和成果与课程教学有机结合, 引导学生理解基础课程的重要性, 同时也不断地丰富和更新课程教学内容。
针对留学生这一特殊的学生群体进行机械设计基础课程教学, 在我国尚没有成熟的经验可以借鉴, 本文在对课程背景进行分析的基础上对留学生作为授课对象的特点、授课使用教材、教学方式方法以及授课教师的培养四个方面进行了初步的思考探索, 并提出了一些看法和建议, 以期对教学实践起到一定的指导作用。
参考文献
[1]唐标, 邓冰湘, 陈懿, 等.留学生生理教学实践与探索[J].科教文汇, 2015 (6) .
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[3]李新房.如何讲好机械设计基础绪论课[J].河北企业, 2011 (9) .
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[5]黄平, 朱文坚, 陈扬枝.国内外机械设计部分主要教材在内容和结构上的异同分析[M].北京:机械工业出版社, 2006.
机械设计课程设计感想 篇5
机械设计的最后一个环节是课程设计,在这里首先向杨贺绪老师和张春兰老师表示感谢,感谢你们一个月以来的辛勤指导。
重大意义 为了积极响应宁夏理工学院发展目标,学校本科人才培养总体目标是:培养和造就符合科技、经济和社会发展要求的德智体美全面发展,勤奋踏实、基础扎实、知识面宽、实践创新能力强,树立社会主义核心价值体系,秉承中华民族优秀传统美德,视野广阔的高素质应用型人才。
下面由我先来做一个简单的回顾
一 机械设计课程设计是高等工业学校多数专业第一次较为全面的机械设计训练,是机械设计课程的最 后一个重要的教学环节,其目的是:
(1)通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识,起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用,树立正确的设计思想。
(2)通过课程设计的实践,培养学生分析和解决工程实际问题的能力,使学生掌握机械、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。
(3)提高学生有关设计能力,使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用,掌握经验估算等机械设计的基本技能。二 课程设计题目
机械设计课程设计的题目一般选择通用机械的传动装置,如下图所示。传动装置是一般机械中不可缺少的组成部分,其设计内容主要包括机械设计课程中学过的主要零部件,也涉及到机械设计的一般问题,适合学生目前的知识水平,能达到课程设计的目的。
2、课程设计的内容
(1)拟定、分析传动装置的设计方案。
(2)选择电机、计算传动装置的运动和动力参数。
(3)进行传动件的设计计算,校核。(4)绘制减速器装配图。(5)绘制零件工作图。(6)编写设计计算说明书。三 课程设计任务
要求在三周(2011年 12月 1 日~2011年 1月 1日)内60学时完成一下任务:
(1)绘制减速器装配图1张(用A1或A0)。(2)绘制零件工作图2张(齿轮、轴A3)。
(3)编写设计计算说明书1份,约4000字(统一格式A4纸书写)。
作为一名机械设计制造及自动化大三的学生,我觉得能做类似的课程设计是十分有意义,而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,如何去锻炼我们的实践面?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中,我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善,更加符合工程标准,一次次翻阅机械设计手册是十分必要的,同时也是必不可少的。我们是在作设计,但我们不是艺术家。他们可以抛开实际,尽情在幻想的世界里翱翔,我们是工程师,一切都要有据可依.有
理可寻,不切实际的构想永远只能是构想,永远无法升级为设计。这次关于带式运输机上的单级直齿圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验,对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践,使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程,它融《机械原理》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《互换性与技术测量》、《工程材料》、《机械设计(机械设计基础)课程设计》等于一体。
这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。由于时间紧迫,所以这次的设计存在许多缺点,比如说箱体结构庞大,重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷,我相信,通过这次的实践,能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作,有能力设计出结构更紧凑,传动更稳定精确的设备。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。
作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的,由于本次大作业虽然没有用到caxa制图,但是我想更加有效率的制图,我们必须熟练的掌握它。
虽然过去从未独立应用过它,但在学习的过程中带着问题去学我发现效率好高,记得刚开始学caxa时觉得好难就是因为我们没有把自己放在使用者的角度,单单是为了学而学,这样效率当然不会高。边学边用这样才会提高效率,这是我作本次课程设计的第二大收获。但是由于水平有限,难免会有错误,还望老师批评指正。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。
学生机械零件课程设计 篇6
关键词:课程设计;质量保障;过程监控
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)02-0229-02
《机械设计课程设计》是重要的实践性教学环节,质量目标是:通过综合运用多门课程的知识解决机械系统方案设计、零件结构和工作能力设计的基本问题,在这个过程中使学生进一步巩固和拓宽机械系统及零部件设计的基本理论知识,掌握相关的方法,获得相关的技能,提升独立进行机械设计的能力。本文介绍作者在课程设计教学质量保障与监控方面的经验,包括细化课程质量目标,创新教学模式,师资和教材质量保障,建立过程监控和反馈平台,采用创新的学生评价方法等方面。[1]
一、研究课程性质并细化质量目标
针对具体的教学过程,建立详细明确的、操作性强的教学质量目标子集是实行教学质量保障和监控的重要举措。经过全体教师的研究讨论,并借鉴国内外相关经验,我们把本课程教学质量的目标具体细化为:①针对具体的项目实例,经历从方案设计到零件设计的全过程,综合运用先修课程的知识,引导学生自主扩充教材上没有的、解决机械设计问题必须的相关知识,使学生在获取和运用知识的能力、创新意识和创新能力、自我发展能力等方面得到提高。②通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关资料,进行全面的机械设计基本技能训练,进一步巩固、加深和拓宽所获得的知识,提高学生分析和解决机械设计问题的能力。③通过编写设计说明书和参加答辩,提高学生对工程设计问题进行系统表达、分析求解和论证的能力。④通过设计实践,掌握机械设计的一般规律,引导学生思考工程实践中存在的社会、经济、环境等问题,从而认识工程师的社会责任,培养初步的现代工程意识。⑤通过组成设计小组等方式,创造工程设计项目中的人文环境,模拟设计团队分工协作的运作方式,使学生的人际交流和团队协作能力得到发展。
二、相关课程采用以项目为线索的教学方式
机械设计课程设计属于实践性教学环节,理论与实践相结合的深度决定了本课程的教学质量。由于本课程设计与几乎所有的前期课程相关,质量保障必然要求上溯到这些课程。我们选取其中相关度最大的三门课程《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》进行研究,发现在理论与实践相结合的教学方法方面存在很大的改进空间。上述相关课程以前沿用多年的的教学方法,教材注重知识的系统性,虽然在能力培养方面也起到一定作用,但教学实践表明这样培养的能力往往是局部的孤立的。当学生学完了这些相关课程,进入课程设计阶段,面对一个具体的设计项目时仍然感觉无从下手。这暴露出学生综合运用相关知识解决具体问题能力的训练不足。近年我們开始试行了以项目案例为线索组织教学内容的改革,并落实到《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》这三门课程中,选择典型机器设计为课程项目,理论课以项目任务下达的方式引入,从客户的原始诉求出发,全部知识点按照项目展开的过程顺序来呈现,用项目事例取代常规例题,用设计实践取代常规作业。这种做法使得机械设计的全局更加清晰,有如下几方面的好处:第一、理论教学的内容有了明确的目标,在理论指导下的实践有利于得到完整和深刻的认识;第二、有利于从工程视角组织教学,培养学生的工程能力;第三、为以后课程设计阶段做好充分的准备,有效提高课程设计的质量;第四、有利于激发学生的学习热情。实践表明,这些相关课程及课程设计的教学质量因此得到明显提高。
三、师资质量保障
鉴于本课程设计的工程性质,以及理论与实践结合密切的特点,有必要对教师的指导资格设立门槛。为此,我们建立了“课程设计指导教师资格审查制度”,具体做法是:无论学历、职称高低,第一次承担本课程设计教学任务的教师,必须提前按照本课程最高要求的教学内容完整地完成规定学生必须完成的所有工作,再经课程负责教师组织答辩小组,召开答辩会,学校教学督导员参与监督,对该教师完成的图纸和计算说明书进行审查和答辩,有经验的教师还对指导学生过程中可能出现的问题详加解释。要求取得优良成绩的教师才可以承担本课程设计的教学任务,并且规定第一次不能独立承担,而是与有经验教师一起,积累一定教学经验后才能独立承担课程设计的教学任务。“课程设计指导教师资格审查制度”严格执行多年,目前教学团队中包含多名具有企业机械设计相关工作经验的教师、多名长期参与指导学生参加大学生创新设计大赛并取得优异成绩的教师、多名主持或参加过各级科研项目并积累了丰富工程经验的教师。由于有良好的师资作保障,课程教学质量获得了教学管理部门和学生的一致好评。
四、教材质量保障
大部分现有教材存在的主要问题是:以提供相关知识为主要目标,很少综合考虑学生能力培养的需求,表现在:对机械设计一般规律的描述只停留在空泛的条文上,并没有作为指导思想落实在各章节的分析中;主要提供设计相关知识,较少论及设计方法,或者仅介绍与设计相关的规则,很少对思维方法展开讨论;所提供的对象知识之间缺少有机联系。有鉴于此,我们专门组织了本课程教学团队成员,编写了《机械设计基础课程设计指导书》,该教材在使用中受到教师和学生的普遍欢迎,也得到其他院校选用,因使用效果好在初版半年之后即重印[2]。本教材从培养学生能力的角度出发,以设计逻辑组织知识素材,把机械设计主要规律以及相关方法的运用贯穿其中,明确揭示机械设计主要要素之间的关联,体现了机械设计能力培养的需求。
五、建立课程设计过程监控和反馈环境
为保证课程设计能够正常进行,我们建立了课程设计过程监控的一整套方法,对学生和教师都规定了严格的教学纪律。为了及时研究课程设计教学中存在的具体问题,共享先进的教学经验,除了执行学校要求的常规静态教学质量控制制度外(如听课制度,举行不定期教学研讨会等),我们还在互联网上设立了内部教学论坛,教学中的问题当天就可以反映到论坛中,大家共同讨论及时解决,这种方式能有效地对教学过程进行监控。
六、创新评价方法
由于师生比例悬殊,一个教师往往需要指导一百名左右的学生,如何监控教学过程,客观反映学生的学习成果,成为教学质量保障的重要问题。我们采用“过程定量评价表”的方法。按照不同专业的要求设计了细分为4到7个部分的评价表,对每个学生的出勤、进度、学习态度、学习成果(如设计草图、装配图、零件图、说明书)规定了细化的评分标准。这种方法自2006年使用至今,起到很好的作用。教师为填写每个学生的情况,必须认真对待每一个细节。而每个学生在课程设计期间的表现被如实记录,结合学生的学习过程和学习成果两个方面进行细致的公正的评价。这样激发了学生的学习积极性,规范了教师的教学活动,也以定量方式保障了教学质量。
七、实施效果
以上教学质量保障和监控体系从2006年开始,已经在约120个班的教学中实施,本课程教学质量稳步提高,在学校各类教学检查中获得好评。很多学生撰写的设计说明书正文结束之后,在总结里留下了对本课程设计的感受。大致归纳为五类:本课程使他们第一次深刻认识到自己的不足,得到如何获取和综合运用知识的有效训练;本课程使他们认识了工程的社会、经济、人文的要求,明确了成为一名合格工程师的努力方向;本课程将对他们今后的人生产生深刻的影响,明确了可持续发展的方向;本课程锻炼了他们的人际交流和协作能力,同学之间加深了感情,提高了班级凝聚力;本课程指导教师的敬业精神使他们深深感动,教师的言传身教令他们终身难忘。
参考文献:
[1]林怡青,谢宋良.以项目为线索的《机械设计基础》课程教学改革[J].广东工业大学学报,2010(增):174-176,182.
[2]林怡青,谢宋良,王文涛.机械设计基础课程设计指导书[M].北京:清华大学出版社,2008:1-50.
基金项目:2010年度广东省高等教育教学改革项目(BKZZ2011022);2010年广东省实验教学研究(改革)基金项目(2010003);广东工业大学高教研究基金项目(20102076)
学生机械零件课程设计 篇7
在第三学年春季学期期末,机械设计制造及其自动化专业的学生利用3周的时间进行机械制造技术基础课程设计。
1. 课程设计目的
机械制造技术课程设计是在学院机械制造技术基础课程结束、完成生产实习之后,进行的一项综合性课程设计,是机械类专业重要的实践教学环节。通过课程设计使学生一方面获得综合运用学过的知识进行工艺设计和夹具设计的基本能力,另一方面能巩固与扩大工艺知识、结构设计知识,为毕业设计做准备,为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作奠定坚实的基础。
通过机械制造技术基础课程设计实践环节,学生能够运用机械制图、机械设计、工程材料、机械制造技术基础等课程中的基本理论和生产实践知识正确地解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,合理完成夹具设计的训练,提高结构设计能力,学会使用相关的手册及图册资料。
2. 课程设计特点
(1)涉及的知识面广。设计过程中涉及很多课程知识,包括工程图学、机械工程材料、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、机械制造技术基础等相关知识。机械制造技术基础课程设计是将综合知识合理运用并有机结合起来的训练过程,一些基础课程的掌握程度对课程设计顺利完成至关重要,应融会贯通。
(2)课程设计实践性强。课程设计是以机械制造中的工艺问题和夹具设计作为设计内容,从培养学生应用能力出发,以工艺为主线,注重机械制造技术应用能力的培养和工程素质教育,对培养学生分析问题和解决问题的能力、创新能力、实践能力等起着重要的作用。[1]
(3)知识灵活性大。工艺理论与工艺方法的应用具有很大的灵活性,在不同的条件甚至在相同条件下可以有不同的处理方法,必须根据具体情况进行客观的分析。机床夹具设计可以有多种设计方案,需要对各设计方案进行比较,分析各方案的优缺点,选出最佳设计方案。
(4)与企业工厂生产联系密切。设计内容与工厂的实际加工生产环境紧密相关,很多设计的题目就是直接来源于企业工厂,生产实习效果的好坏直接影响到课程设计的效果。由此可见,课程设计不能局限于书本的知识,更重要的是与生产实际联系起来。
(5)需要设计资料比较多,查找难度增大。设计时理论计算和结构绘图要查找相应教材、设计手册和图册,包括机械制造技术基础、机床夹具设计、机械制造工艺学课程设计指导书、机械制造技术基础课程设计指南、机械制造工艺设计简明手册、实用金属切削加工简明实用手册、机械零件设计手册、机床专用夹具图册等资料。在这门课程设计之前学生接触设计手册和图册比较少。
二、机械制造技术基础课程设计现存的主要问题和弊端
1. 设计目的不够明确,对课程设计重要性认识不足
学生对课程设计的目的和重要性普遍认识不够,一些学生没有认识到这是一次理论联系实际和锻炼实践能力的好机会。课程设计期间大多数学生不能将学过的理论知识和设计内容有机联系起来,对有些问题不能主动去思考和分析。受传统教学思想的影响,将此次课程设计与一些基础课程设计同样对待,认为可以对照设计指导书设计步骤和相关图册就可以完成,设计的自主性不强,造成设计效果不理想,不利于学生实践能力的培养。
2. 学生综合运用理论知识和信息资料的能力较弱
学生不会从设计题目和任务中发现主要问题,抓住主要矛盾,主要表现在对学过的知识掌握不够扎实,不能和设计内容结合起来,在设计开始阶段无从下手,等待和依靠指导教师来指导。学生缺乏参阅文献资料中有用内容为设计提供所用的思路和方法,导致了对设计内容、要达到的目标不清晰,设计思路混乱,创造性体现不出来。
3. 学生表达设计意图的能力普遍较差
大部分学生对设计计算说明书的撰写极不规范,如对设计思路、原理、方法的阐述条理不清,不能对现已取得的相关结论、成绩及存在的问题作出必要的阐述,目录和内容对不上,缺少参考文献等。部分同学在答辩中不能在规定的自述时间内恰到好处地介绍自己的设计内容,论述主次不分,不能将解决问题的思路和方法正确表述。夹具设计时,零件装配关系漏标,零件的制造工艺和装配工艺差,装配图结构绘制不规范,结构设计基本功有待提高。
4. 缺乏团队协作精神
尽管学生们能够独立思考,完成设计任务,但还需要集思广益,吸取别人的正确意见。在实际设计过程中往往出现两种不良现象。一种现象是部分同学对设计中出现的种种困难容易产生畏难情绪、缺乏自信,不愿刻苦钻研,最后干脆放弃自己的尝试,等待抄袭别人的成果。另一种现象多发生在由几个同学组成的设计小组中,在设计中同学大多各自为政,各行其是,导致同学间的设计进度不一,无法按时为同组同学提供必要的设计参数而浪费许多不必要的时间,或者负责总体的同学包揽了大部分的工作,其他的同学的积极性没有调动起来,显得无所事事。[2]
以上一些问题暴露出学生实际动手解决问题的能力差,综合能力的不足,主要原因是学生长期受到“应试教育”的影响,以对学生灌输现成的知识为目的,以卷面考试评价学生成绩,由此养成学生只会死记硬背、不会举一反三。学生的思维处于严重封闭的状态,不能随机应变,独立地从事设计工作。
三、探讨课程设计教学体系的改革发展思路
在机械制造技术基础课程设计教学环节上,尽量利用课程设计一些优势,培养学生的创新意识和实践能力,提高学生的综合素质。
1. 明确课程设计培养目标,转变课程设计理念
机械制造技术基础课程设计既是巩固学生已学过的知识而进行的教学环节,又是学生在完成生产实习之后将生产实践与理论知识很好结合的一次综合训练过程,可以为毕业设计打下良好基础。机械制造技术基础课程设计不能被简单地看成只是教学中的一个过程,要转变课程设计理念,充分认识到课程设计是培养学生实践能力、创新精神和综合素质的最有效途径,通过课程设计来全面培养并提高其独立工作能力和主动适应专业工作环境的素质。
2. 加强课程设计指导教师队伍建设
教师能否正确引导学生在设计中发现问题,解决问题,提高学生对课程设计的热情,这对保证课程设计质量至关重要。建立一支高素质的课程设计指导教师队伍是提高课程设计质量的关键。指导教师在设计过程中处于主导地位,应重视指导老师的培养工作,尽量多安排富有经验的教师指导设计。另一方面要加快对年轻教师的培养,稳定现有的指导教师队伍。
3. 重视课程设计题目的选择,丰富课程设计内容
课程设计题目的选择是否合理将直接影响到学生完成课程设计的效果,课程设计题目设置既要符合教学要求,内容上要有现代意识和一定的先进性,又要让课程设计题目具有一定的实用性、可行性,还要尝试题目的多样化,扩大课程设计知识范围。让学生根据个人能力自主选择给定的设计题目,教师对学生选择设计题目的难易程度做到心中有数,整体把握。只有设计题目的多样化,才可以拓宽知识范围,同时加强同学们之间、师生之间的多沟通、交流、合作,丰富课程设计内容和设计思路,多方位培养学生互助精神和团队精神。
4. 加强课程设计管理工作,提高设计质量
由于高校招生规模的不断扩大,学生人数的增加,势必给课程设计的组织管理工作带来了一定困难,需要建立和完善课程设计管理制度。课程设计教学大纲要进行适当的修改与更新,以适应课程设计内容的变化要求。制订严格课程设计纪律,强调遵守课程设计纪律的重要性,加强课程设计的过程管理工作。
5. 强调学生在课程设计中的主体地位
在课程设计开始前,首先就要让学生们明确自己是这个实践活动的主体,从领会题目、查阅资料、确定实现方法到设计、计算乃至设计说明书完成,都要亲历亲为,消除学生们的依赖心理,更有助于发挥他们的主动性和创造性,提高他们的实践能力。这样一来,在他们今后遇到问题时就会独立分析、思考解决问题的办法,这样也就达到了课程的目的。[3]
指导教师从开始布置设计任务时就要引导学生了解设计目的、设计题目产生的背景、研究意义与应用价值,解决遇到的问题可能需运用哪些知识、技能和方法,发挥学生课程设计主体作用,让学生自主制定可行的工艺路线和结构设计方案,并能正确评判设计结果。
6. 客观评定课程设计成绩
考核是对学生在整个课程设计阶段的表现和工作质量的全面评价,也是调动学生实习积极性的一个措施,要严格实习考核,确保实习质量。
在过去对某些个体评价成绩的方法,比较多地强调过程评价及印象分,无法对某些个体参加课程设计、对问题解决的基本能力进行评价,对学生实际动手能力的提高关注不够。关注过程、兼顾结果,强调评价项目多元,是课程设计本质的内在要求。从实践上看,如果课程设计成绩评价的具体指标体系或评价要点、评价制度、评价方法不易落实或太繁杂,将达不到课程设计成绩评价的目的。通过实践证明,课程设计成绩评价的技术问题可采用将课程设计的目标具体化,把课程的总体目标具体分篇为若干个基本指标,每级基本指标对应具体的成绩,总体成绩即为各个基本指标所得成绩的综合。各基本指标的设置应能根据具体实际,设计成可观察、可测量的项目。通过这样的方法来评分,更能较真实地反映某个个体在课程设计过程中的实际情况,避免错误打分和凭印象给分的现象,反映学生课程设计真实成绩。[4]
在机械制造技术基础课程设计的成绩评定基本指标包括出勤考核(占20分)、绘制图纸质量(占30分)、设计说明书(占30分)、答辩表现(占20分)四项。出勤考核能客观反映学生出勤情况,工作态度,有利于调动学生的积极性。绘制图纸质量能反映夹具结构设计是否紧凑合理,是否具有创造性,是否符合国家制图标准。设计说明书能反映零件加工工艺规程制订是否合理,计算是否准确和详实,说明书撰写是否规范等等。课程设计完成后,要进行课程设计的答辩,进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况,进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力,根据学生回答教师提出的问题情况,更准确地了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。
四、发挥课程设计优势,提高学生综合素质和能力
1. 提高学生资料检索的能力,学会查找和使用资料
学生选定设计题目后就要准备合适的参考书、手册和图册,在工艺设计过程中借助“机械制造工艺学”、“机械制造工艺设计简明手册”、“切削加工简明实用手册”和“实用金属切削手册”等资料制订出零件的加工工艺规程,在夹具结构设计过程中借助“机床夹具设计”、“机床专用具图册”和“机械制造技术基础课程设计指南”等资料确定零件加工专用夹具结构方案。通过设计资料的使用,学生可以掌握设计一些数据的查找方法和查找过程,可以培养学生独立分析和解决问题的能力,进一步熟悉和了解本专业领域相关的科学技术。
2. 锻炼和提高学生动手能力
在课程设计完成过程中,学生在工艺设计时对零件进行工艺分析的基础上,制订零件的工艺路线和划分粗、精加工阶段,分析比较零件加工方案后再从中选择比较合理的加工方案,进行必要的工序尺寸计算,根据粗、精基准选择原则合理选定各工序的定位基准,选择机床及夹具和刀具,确定加工余量及工序间尺寸与公差,确定切削用量和时间定额。学生在夹具结构设计时要能够根据工序卡片规定的定位夹紧方法,正确选择夹具元件,能正确进行定位误差和夹紧力计算,合理布置夹紧力作用点、作用方向和正确确立夹紧结构,能够根据国家制图标准运用必要的视图完整地表达出零件专用夹具结构,能正确标注设计尺寸,合理标注技术要求。以上独立的设计工作对学生实际动手能力的提高意义非常重大,为毕业设计和今后工作奠定了坚实基础。
3. 培养学生独立工作和创新能力
课程设计涉及的内容与课堂上所学的不尽相同,学生需要结合设计题目和教师提供的图纸灵活地运用书本知识、手册数据和图册知识,独立完成零件加工工艺规程和夹具结构设计任务,这样就给学生提供了一个锻炼自学和工作能力的空间。学生在课程设计中不断地学习和探索,寻找自己的解决问题的方法,其过程就是一种创新型的学习过程,这种学习效果是显而易见的。设计过程关键在于营造学生敢于标新立异的设计教学氛围,在整体上提出规范化的指导意见,至于用何种方法去实现,则应放手让学生自由发挥,激发学生的创新潜能。[5]
参考文献
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学生机械零件课程设计 篇8
一、机械设计基础实践操作教学的现状
(一)课程特点
机械设计基础作为机械类专业的基础课程,综合了机械设计、机械原理、理论力学和互换性与测量技术等内容,它主要研究的是常用机械零件的结构、工作原理等,具备很强的实践、理论和综合特点,对培养学生的创新能力、实践操作能力、机械设计综合能力等起着重要作用。
(二)实践操作教学现状
当前不少职校教师在进行机械设计基础实践操作教学时,仍然沿用传统的“演示、验证”教学方法,而“设计型、操作性”的教学用得较少。教师在实践教学之前,会把整个教学内容、操作方法和操作步骤以及实践报告的格式,甚至是每一个操作步骤得到的结论和数据都写得很清楚。由于学生动手机会少,缺乏操作性、研究性,影响学习积极性与兴趣,不利于创新能力的培养,一旦离开了教师,学生就会变得不知所措。这种重教师讲授,轻学生主体,重按部就班,轻探究能力的教学方式必然会大大抑制学生主观能动性的发挥,严重削弱学生操作能力的提高。
二、机械设计基础实践操作教学的意义
职校中的部分学生存在厌学、基础薄弱、学习习惯不好等情况。针对这种现状,应该充分发挥教师的主导作用,激发学生的学习兴趣,引导学生在实际操作中学得知识,掌握技能。美国华盛顿图书馆的墙壁上写有三句话:“我听见了,可能忘掉;我看见了,可能记住,我做过了,便真正理解了。”可见,动手操作、实践探索是何等的重要。动手操作是一种由多个感官参与的以感知形式为主的认知活动,有利于激发学生的学习兴趣,引发学生的思考。而作为一门实践性很强的专业基础课更需要注重实践操作能力的培养。
三、机械设计基础课程教学中培养学生操作能力的方法
(一)利用实物,增强操作的直观性
当前,中职学生平常生活中鲜有机会接触到机械设备设计。因此,他们在实践操作过程中必然会对一些复杂的结构产生陌生感,也无法更加直接地将这些结构都想象出来,即便教师在教学过程中采用课件等进行辅助教学,学生理解的难度也较大。因此可设置专门的机械设计陈列室,展出与生活、生产有关的新型机构、模型和实物,将零部件的结构形象直观地展现在学生面前。教师引导学生通过观察、推理等进一步提高对具体零件模型的感知,从而发现模型的特征,逐渐培养学生的思维能力,为提高学生的实践操作能力奠定基础。
(二)自己动手,丰富操作的体验性
为了提高学生的实践操作能力,我们必须要改变当前只侧重于验证和认知类的实践教学,比如之前主要开展的实践活动有齿轮范成法加工实验以及带传动效率实验等,这些其实都不利于学生操作能力的培养。因此在教学过程中,应尽量减少演示类实验活动,把操作的主动权让给学生,改变以前那种教师几乎包办所有操作程序的现象,引导学生积极地参与到实验活动中来。比如,我们做机构自由度实验时,除了给学生看机械原理、机械设计陈列柜外还补充一些与生活、生产有关的新型机构和典型机模型和实物,使学生能更直观地认识机构和零部件,并且可以亲自动手装拆机器等,引导学生通过自己动手操作,加深对知识的理解,促进思维的发展,实践操作能力也会相应提高。
(三)增加设计,实现操作的全程性
机械设计基础中,结构设计是一个很重要的组成部分。每个机械零部件的设计都需要按照不同的设计理论计算出主要参数,然后根据每个零件所具有的独特功能进行具体的结构设计,其计算程序一般比较规范,但一旦到了结构设计的时候,就会出现这样那样的问题,如要综合考虑加工、维修、材料等,这些问题课本上没有现成答案。因此教师可事先准备各种长度的轴、杆、滑块等构件,引导学生展开探索,自己动手设计、组装各种类型、各种功能的机构和机器,在评价、比较后学生完善设计方案,绘制加工图纸,进行实践操作,这样才能更快地找出解决问题的方法,实现计算、设计、绘图、加工整个过程的全程性。
随着经济的飞速发展,当前社会对于机械类专业学生的操作能力提出了更高的要求,因此教师无论在课堂教学还是实训教学的过程中,都必须注重对学生操作能力的培养,引导学生在不断的观察思考、动手操作、全程参与中增强操作能力,为他们日后工作奠定坚实的基础。
摘要:作为一门重要的专业基础课,机械设计基础在机械专业中具有承上启下的作用,是实践性与应用性很强的专业基础课,也是训练并培养学生机械操作能力和综合设计能力的一门课程,主要研究常用机构和通用零件的结构特点、基本设计的相关理论和工作原理等,它涵盖了多门课程的主要内容。中职课堂专业教学的重要特征是突出实践实训环节,结合机械设计基础课程特点,探讨教学中如何培养学生的操作能力。
关键词:机械设计基础,课程教学,操作能力
参考文献
学生机械零件课程设计 篇9
关键词:机械基础,三维设计,自主创新
一、引言
一个新的机械产品的实现包括设计和制造两个主要环节。对一个机械产品有如下四方面的基本要求:功能性要求、可靠性要求、经济性要求和社会性要求。机械的功能性要求是机械设计的依据和出发点;机械的可靠性要求由设计中的一个重要环节———工作能力计算来保证;对机械的经济性要求主要指机械的成本 (包括制造成本和使用成本) , 它在设计阶段就基本上被决定了;而对机械的社会性要求 (对人和环境的影响) 则完全取决于设计阶段的工作。
设计阶段的主要内容分为两大部分:方案设计阶段和技术设计阶段。方案设计阶段包括功能原理设计和运动方案设计;技术设计阶段包括运动学、动力学和工作能力的分析与设计、结构设计和图样的绘制。
要保证对机械产品的四项基本要求, 设计和制造都很重要, 而设计更重要。一个产品是否是创新的, 是否能具有自主的知识产权, 关键不在制造, 而在设计, 特别是机械的方案设计阶段。因此, 在方案设计阶段, 提升学生的自主创新意识和能力就显得非常重要。
二、在机械基础类课程中加强三维设计能力的重要性
笔者所在校的人才培养目标定位是培养具有创新精神和实践能力、适应经济社会发展和基层工作需要的应用性复合型人才;毕业生总体上具有“厚基础, 宽口径, 强能力, 高素质”基本特征的同时, 侧重“上手快, 后劲足”, 并在知识上做到“业务精, 学识广”, 在能力上做到“适应强, 转型快”, 在素质上做到“作风实, 口碑好”。为了让学生毕业后能达到学校制定的培养目标, 在培养方案中增设个性自主化创新学分 (4学分) , 毕业时必须获得此学分才准予毕业, 使学生自觉参与创新活动。
要设计出性能优良的、具有独立知识产权的产品, 要走向制造强国, 关键是提高中国机械制造工业的创新设计能力。在高等学校的教育计划、课程设置和教学内容中要加强创新设计能力的培养, 要提高创新设计能力, 首先应从机械基础课程中做起。
机械原理与机械设计课程的目标是使学生掌握机械系统运动方案设计和机构与零部件设计的基本理论和方法。通过本课程的理论教学和各种课内外的实践环节, 培养学生的综合设计能力、工程实践能力以及创新意识、创新精神和创新能力。
这两门课程历来是机械类专业至关重要的技术基础课。两课所传授的知识、所培养的能力直接与工程实践的需要相衔接, 直接有益于学生在毕业后从事机械设计方面的工作。
在这种情况下, 两课不仅是机械专业至关重要的技术基础课, 也成为了机械基础系列课程中的核心课程。
三、在课程体系设置上培养学生的创新能力
机械产品的设计是为了满足某种需要而引进的一种人类特有的活动, 是一种从构思到实现的过程, 是人类特有的一种创造性活动。人类在劳动中进化, 在进化中锻炼了自身的劳动能力和思维能力, 并将两种能力结合形成了创造性设计这种特殊能力。设计既不是一种单纯的思维活动, 也不是一种单纯的制作, 而是通过创造性思维去创造出过去没有或者比过去更好的物质产品。
因此, 设计者在设计实践活动中应追求与前人不同的方案, 突破思维定式, 提出新功能、新原理、新机构, 在求异和突破中体现创新, 也就是设计必须具有独创性。创新设计必须具有实用性, 其主要表现在市场的适应性和可生产性两方面。市场适应性指创新设计必须针对社会的需求, 满足用户对产品功能的需求;可生产性要求设计者设计的产品具有较好的加工工艺性, 并能以市场可接受的价格加工成产品投入使用。
学生通过机械基础系列课程的学习, 不仅要掌握这些环节所需的基本理论知识, 还应掌握其现代设计的基本方法, 即创新设计的基本思路。为此, 笔者进一步明确了各课程在培养学生创新意识与创新能力中的作用。在一年级的《机械制图》课程中有安排了一周制图测绘, 在这一周的时间内, 学生除了完成“模型———测绘———零件”绘制外, 还增加了用CAD绘制部分零件图, 让学生首先接触到用CAD绘图出图的训练;在二年级, 进入了专业基础课的学习, 如《机械原理》课程主要培养原理方案创新意识与创新能力;《机械设计》课程着重于机械零部件的工作性能和结构设计创新意识与创新能力;在学习专业基础课的同时, 又增加了《Pro/E》等三维设计软件的学习, 紧接着进行为期一周的计算机辅助设计实训。各门课程根据自身在系列课程中的地位和作用, 从培养创新意识与创新能力出发, 对教学内容进行了重组和优化, 如《机械原理》课程增设了机构运动方案创新设计实验, 课程设计由原来的一周增加到两周, 学生的方案构思可以先在机构搭接台上进行模拟, 最后用三维设计软件进行设计分析;授课模式也发生改变, 由传统的以机构分析为主线的课程体系, 改为以设计为主线, 分析为设计服务, 落脚点为机械传动系统的方案设计的新体系;《机械设计》课程突出以设计为主线建立以机械传动方案设计、机械零部件的工作性能设计和机械结构设计组成的新体系, 强调整机设计的理念。选修课中增加了机构创新设计、工业造型设计、人机工程学设计、机械设计综合设计等课程。
机构运动方案创新设计是一个创造性的活动过程, 它可以使学生较早地受到工程系统化设计的锻炼, 激发学生的创造力, 培养学生的综合分析问题的能力。为此, 机械工程学院开设机构搭接实验, 机构搭接利用各种各样的构件和齿轮、凸轮等不同的机构拼接各种不同功能的机器, 以培养学生的机构运动创新设计意识及综合设计能力。通过实验, 激励了学生学习的主动性, 对培养了学生的创造设计能力和团队精神, 提高学生综合利用知识解决实际问题的能力及动手操作能力。
四、课外科技创新活动, 提升自主创新能力
当前, 大学生的科技创新活动很多, 各类大赛也很多, 如全国大学生机械创新设计大赛, 全国大学生电子设计竞赛, 全国大学生结构设计大赛, 全国大学生机器人大赛, 全国“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛, 等等。而全国大学生机械创新设计大赛是教育部负责组织的重大赛事之一, 受到了各高校的普遍重视。大学生参加机械创新设计大赛的意义有以下几点:
1. 可以提高学生的创新意识和创新设计能力, 使学
生能够为解决实际问题而主动去学习知识, 变被动接受知识为主动索取知识, 让学生早日将所学的理论知识用来解决实际问题, 不再只是纸上谈兵, 早日与社会接轨。
2. 可以让一批优秀创新人才脱颖而出, 影响及带动
其他学子积极创新, 让学生的创造潜能得以发挥, 使创新理念蔚然成风。
3. 可以培养指导教师的科研能力, 使更多教师热衷
于指导大学生机械创新设计工作, 形成教学、科研相互辐射的互动效应。
4. 可以从参加比赛中了解教学中的不足, 改变以后的教学方法及内容, 从源头提高大学生创新的潜能。
5. 可以将优秀案例融入课堂教学, 增强学生对科研过程的了解, 提高学生的实际动手能力。
在近年的教学实践中, 机械工程学院着重进行了学生创新能力培养的教学研究与改革, 通过开设机械创新设计选修课和机械创新协会等系列活动, 指导学生开展创新设计, 结合江苏省举办的大学生机械创新设计大赛, 在校园里掀起了创新设计的热潮, 极大地激发了学生的创新意识, 促进了大学生创新能力的培养, 并取得了丰硕的成果。在江苏省第一、二、三届大学生机械创新设计大赛中获得六个二等奖、三个三等奖。2008年在江苏省大学生机器人大赛中获得二个二等奖、一个三等奖, 2009年在全国第二届节能减排科技作品大赛中, “二次利用生活用水的太阳能空气加湿器”作品喜获二等奖, “基于太阳能的电解食盐中消毒液的研究”及“节能储能灯罩”喜获三等奖。通过这一系列活动, 形成了一种与校园文化相融合的创新能力培养的有效机制。
由于每个科技小组都是5人一组, 每个人既有分工又有合作, 鉴于完成作品的时间性要求, 这就必然要求他们制订出切实可行的工作计划, 定期召开会议, 一步一步攻克难关, 在项目完成的过程中, 他们的组织能力、团队协作精神、创新意识和创新能力都得到了很好的锻炼。
五、结束语
学生开展创新活动、参加机械设计竞赛的最终意义, 并不在于能否出成果, 而在于激发、培养学生的创新意识和创新能力, 营造一个良好的学习氛围, 使学生初步具有团队协作精神, 为培养素质良好的机械设计工程师打下一个基础。今后笔者将继续以创新设计竞赛的形式来促进大学生创新能力的培养, 力争在实践过程中结出更丰硕的成果。
参考文献
[1]张策.弘扬自主创新的时代要建设好机械设计系列课程[C].2009大学机械报告论坛.
[2]申永胜.机械原理教程[M].北京:清华大学出版社, 2006.
[3]孙桓, 陈作模, 葛文杰.机械原理[M].北京:高等教育出版社, 2006.
学生机械零件课程设计 篇10
一、引导学生,激发学生学习兴趣
《机械原理》课程教学中,为了使学生掌握机械原理知识,同时增强学生运动方案设计能力,首先就要向学生介绍课程研究对象、内容。但更为重要的是向学生传输以下内容:
其一,课程除了讲解各种机构之外,更重要的任务是设计,机构运动方案设计。
其二,此项课程作为一项技术基础,在课程学习的过程中,要求学生细心观察生活中平常的事物,利用所学的知识对各种事物进行分析,以便学生可以灵活的运用知识。
通过以上内容的讲解及对学生提出的要求,最终的目的是让学生能够相对深入的了解机构运动方案设计及其重要性,即它与我们的生活息息相关,科学、合理的进行机构运动方案设计,可以解决日常生活问题。当然,机构运动方案设计是比较枯燥的,不采用正确的方法来趣味的、愉悦的、轻松的讲解和说明,可能使学生处于被动学习状态,那么学生将难以了解机构运动方案设计的重要性, 并投身其中[2]。所以,在 《机械原理》课程教学开始时,应当注意巧妙的运用教学方法或教学手段来激发学生的学习兴趣,进而讲解机构运动方案设计方面的内容,使学生真正认识到机构运动方案设计的重要性。例如,某教师在组织学生进行机械原理课程教学时, 首先是利用多媒体技术来播放日常生活中公共汽车、轿车及其他汽车车门开关糗事视频,激发学生的兴趣,让学生对比各种汽车车门开关方法,进而教师给出不同汽车运动方案设计,对比了解不同汽车运动方案设计的优缺点及其对汽车使用的影响,如此学生可以清楚的认识到机构运动方案设计的重要性。
二、合理设置教学环节,初步锻炼学生
出于学生实际情况的考虑,在组织学生进行 《机械原理》课程教学中,应当循序渐进的引导学生进行运动方案设计,逐步培养学生运动方案设计能力。所以,在课程开始2周或3周后,最好设置 “机构运动方案小设计”的教学环节,引导学生进行简单的运动方案设计,让学生逐步掌握运动方案设计过程、设计重点、设计技巧等。对于 “机构运动方案小设计”教学环节的设置,教师可以结合生活实际,引导学生进行相关问题思考,进而进行运动方案设计, 如思考自动打开而不能自动合拢的二折伞; 用链条链轮传动的自行车; 固定角度范围内摇动的电风扇等。通过对以上生活实际的思考,引导学生结合所学知识来绘制二折伞、自行车链条链轮、电风扇工作的机构运动简图,进而探究优化方案; 再组织学生进行优化方案讨论、总结,如此可以使学生在简单的机构运动方案设计中, 逐渐锻炼自身[3]。
三、合理进行课程设计,培养学生的能力
为了真正强化学生的机构运动方案设计能力,需要科学合理的进行课程设计,系统化的培养学生。对于课程设计的开展,首先是课程设计开展伊始,教师提出设计主题和设计要求,组织学生观看主题课程设计短片,并在观看过程中具体讲解课程设计的要点、技巧等。其次,让学生对所学的各种机构的运动形式、特点进行分析与比较,结合短片内容,分析在机构运动方案设计中可能存在的问题或方案难以实现的情况等,进而合理选择机构类型来进行机构运动方案设计,并且在方案设计完成后,写出方案设计的理由、方案设计的优缺点。最后,组织学生共同讨论每个学生的方案,最终选择最优的方案,教师进行总结,使学生知道自己机构运动方案设计不足之处,以便在以后学习中吸取教训,良好的进行机构运动方案设计[4]。
四、结束语
在综合型人才培养成为学校教学目标的情况下,为了培养优秀的机械设计人才,在组织学生进行 《机械原理》课程教学中一定要采取有效的教学方法或教学手段来培养学生的机构运动方案设计能力。
摘要:现代科学技术的迅速发展,在一定程度上推动了机械进步。为了使学生能够准确的掌握机械运动原理、了解新型机械等,需要提高机械相关专业课程教学质量。就以《机械原理》课程教学来说,需要优化调整机械运动方案设计这部分教学,使学生不仅能够掌握知识,还能提升学生机械运动方案设计能力。基于此,本文重点分析《机械原理》课程教学中如何培养学生运动方案设计能力。
关键词:《机械原理》课程教学,运动方案设计能力,机械运动,学生能力
参考文献
[1]武丽梅.浅谈在机械原理课程设计中培养机械创新设计能力[C].机械设计教学研究,2010(1):190-191.
[2]郑甲红,王宁侠,周志明等.在机械原理教学中培养学生创新意识的探索[J].高教论坛,2012,(1):43-45.
[3]曹学民,张立红,任宏涛等.机械设计课程内容及体系的思考与改革[J].洛阳工业高等专科学校学报,2001,11(3):48-49.
机械设计课程设计教学改革初探 篇11
[关键词]课程设计;机械设计;教学改革
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号] 1005-4634(2011)03-0051-04
0引言
机械设计是机械工程类学生的一门主干技术基础课,而机械设计课程设计是机械设计课程重要的实践环节,通过课程设计能使学生综合运用机械设计课程以及《机械制图》、《互换性与测量技术基础》、《金属工艺学》等其它先修课程的理论和实践知识,掌握机械设计的一般规律,培养机械设计的能力和机械设计的技能,树立正确的设计思想。
随着科学技术飞速发展,特别是以大规模集成电路和微电子计算机为代表的微电子技术的飞跃发展,极大地推动了不同学科之间的交叉与渗透。信息科学、材料科学、生命科学和现代控制科学等与机械科学不断交叉融合,使传统的机械科学发生了深刻的变革,机械的概念和机械设计过程相对过去有了很大的改变,对工程设计人员也提出了更高的要求。而当前机械设计课程设计的教学模式还相对比较陈旧,存在很多问题,还不能适应科学技术发展的需要,无法培养出符合要求的工程设计人员。因此,机械设计课程设计的改革势在必行。
1机械设计课程设计过程中存在的问题
1.1教学与课程设计脱节
机械设计课程设计是学生进行的第一次比较正规而全面的设计,由于其涉及课程多,知识面广,且要求学生在有限的时间内完成较大的工作量,因此对学生的能力和素质有较高的要求。
以往机械设计课程设计是机械设计课程的后续,是在将机械设计课程完全授完之后再进行课程设计。一方面这样使得学生对机械设计课程中某些知识点的理解、记忆产生了断续:另一方面,由于单纯针对授课,学生对课程设计与实际工程中很重要的知识点理解的不够透彻,从而使课程设计花费了太多的时间和精力在不必要的复习上。同时,由于课程的断续,在课程设计开始阶段,需要学生根据自己的题目从最开始进行重复式的机械设计基本计算,又花费了一般2~3天的时间。加上事先对设计题目没有一个大致的认识和思考,学生自身又有一定的惰性,临时抱佛脚,缺乏系统思维,乱抄乱设计。这都使得设计过程时断时续,时间紧张,问题层出不穷,直接影响毕业设计乃至毕业后的社会工作,给学生和社会造成了很不必要的浪费与困扰。
1.2设计题目单一化
传统的课程设计重点是巩固和加强所学的理论知识,设计题目和给定数据多年不变,只需要按设计任务中给定的数据、方案及规定的设计方法完成一定的工作量即可,形成相互抄袭的后果“’。学生缺乏主动性、积极性,教师缺乏新思维,师生同受其害。同时,传统课程设计题目与专业、毕业设计相关度不大,使得学生所学专业课程无用武之地,缺乏学习兴趣,设计与专业课程学习不同步,达不到学以致用的目的和充分培养学生理论联系实际的能力。
1.3计算机绘图欠普及
传统机械课程设计,手工绘图贯穿始终,工作强度大、效率低。加上空间想象力不足和缺乏工程设计经验,学生面对二维设计图纸难以想象出机器的整体结构,导致学生对设计缺乏全面认识,似懂非懂,极大地影响了设计的积极性和质量”’。同时,随着计算机技术的发展,CAD技术及Solid—work、Pro/Engineer三维设计软件在机械制造中的应用日趋广泛,使机械设计思想、设计方法与设计手段都发生了极大变化,这些变化对面向新世纪的高校机械类专业学生的计算机能力培养提出了许多新的要求。
1.4协作与团队意识差,缺乏创新意识
以往的机械设计课程设计,每个学生一个题目,题目类似而参数不同。学生在设计过程中各自为政,互不往来,缺乏沟通与交流,虽然能够巩固单个学生对所学课程内容的理解,却难以充分发挥学生的协作能力,更谈不上培养学生的团队精神。而现实生产中,任何一个机械设备不可能单靠一个人就设计完成,也不可能单靠某一个人的设计方法就能完善所需要的功能,必须集思广益、广泛讨论。因此,必须在学生阶段就开始培养学生的协作能力与团队意识,使其逐步与社会接轨。
以往的课程设计由于时间紧张,工作量大,老师往往忽略或不明显鼓励学生的创新设计,从而局限了学生创新能力的培养。而对于学生单一的、互不协作的课程设计,时间紧张,思维狭窄而受限,就更难以充分发挥学生的创新才能。即便是学生有好的想法,也因为没有充裕的时间考虑,没有老师的认真点拨和严密的思考论证而流产。
创新是科技和经济发展的动力,现代企业产品和技术的不断发展,需要更多有创新能力的人才去推动。机械设计课程设计作为机械类学生第一次比较系统而全面的设计训练,必须充分利用其契机,激发和培养学生的创新潜能,为社会创新人才的培养奠定基础。
1.5考核制度不完善
传统机械设计课程设计分二、三、四周三种模式,所布置设计任务根据时间不同稍有区别。在这几周的课程设计过程中,大多数同学都很认真,能够脚踏实地地进行设计,因此对自己最后辛苦所得的成绩也比较在意。而机械设计课程设计的考核主要包含了三个部分:图面成绩50%(包含草图和抄正图成绩)、平时成绩30%和答辩成绩20%。但图面成绩和平时成绩实际上是一个比较笼统的成绩,老师们各凭印象标准,自行决断,并不能像正式考试那样给出一个让学生一目了然、欣然接受的成绩,考核缺乏标准性和透明度。这既有可能造成学生成绩评定的不公,又可能挫伤学生的积极性。即便是答辩成绩学生相对心里有数,但倘若老师们在答辩过程中所问问题难易有所偏颇,也极易造成学生心理上的不平衡,对学生今后的学习和毕业设计产生不好的影响。
2机械设计课程设计教学模式改革措施
2.1课程设计与理论教学过程相融合
改变课程设计与教学脱节的问题,就必须在机械设计课程开始阶段将课程设计任务布置给学生,使课程设计与教学相同步,把课程设计分部、分阶段穿插在教学过程中,使学生分步完成课程设计的基本内容。带着设计任务听课,既有利于学生充分理解课程内容,又有利于培养学生理论联系实际的能力。同时,学生可以充分利用课余时间思索自己设计任务中的若干问题,有充足的时间和精力与老师交流、沟通,既充分调动了学生的积极性、学习兴趣,增强了学习效果,逐步培养了学生发现问题、解决问题的能力,同时也为学生创新意识、创新能力的培养提供了较为宽广的空间。
在最近两年的机械设计课程中,将课程设计与教学相融合,取得了良好的效果。学生对课程的学
习有了更大的积极性和更好的课堂效果,而课程设计过程中又减少了很多不必要的重复工作。与以往相比,单最开始的方案设计和基本计算就节省了3天时间。由于课堂讲授与课程设计同步进行,课程设计中的常见问题、难点、重点大部分学生已经心中有数,遇到问题大都能自己解决,或在书本中随手就能翻到,既节省了学生自己的时间,也节省了老师的时间,使老师有充分的时间和精力解答设计中个别的疑难问题。而最后的答辩,学生对常见问题的掌握程度由以往的63%增加到了85%,引申问题的掌握程度由50%增加到75%,疑难问题的掌握程度由33%增加到50%。图面质量也大幅度提高,常见绘图错误减少二分之一,局部结构错误减少三分之二,没有发生整体结构错误。
可见,无论是设计过程中对遇到问题的解决能力,还是最后的绘图效果和答辩结果,都取得了比以往更好的效果。这表明,将课程设计融入教学过程中是非常可行的。
2.2题目的多样化和实用性
兴趣是最好的老师,挑战是最好的催化剂。选择一些多样化、具有实用性和挑战性的题目,加强专业特色,既可以锻炼学生的实践能力,调动学生的积极性、主动性,又可以培养其工程设计的理念。例如,机械设计专业学生可布置机床传动装置、石油工程系学生可布置钻井和抽油机中的机械传动装置、机电专业的学生可布置六自由度机械手等方案。
信息社会,交流是共同提高的重要手段。参考其他院校引入一些新的题目,从题目的质量和数量上提高设计的质量。也可结合机械厂所拥有的设备,选择合适样机进行现场教学后,指导学生进行设计、改进。例如,各类传统和数控车床、铣床等传动装置的设计。这既有助于学生后期的毕业设计,也有助于与学生工作后的工作相接轨。
2.3改革设计手段,加强计算机的运用能力
机械设计课程设计多在三年级进行,学生已经学完了计算机技术基础课程,对CAD有了一定程度的掌握和了解。同时,由于在机械设计课程开课的同时,已经布置了设计任务,可以要求学生针对自己的兴趣学习某一种设计软件。早期的CAD技术已经发展的相当成熟,而Solidwork和Pro/En—gineer是参数化的三维CAD/CAM软件包,具有零件三维造型功能、装配设计功能、工程图功能以及仿真分析功能等,正逐渐成为先进制造技术的核心技术。学习和掌握某一种或多种设计软件对于提高学生的学习兴趣和设计能力、设计效果是一个全方位的尝试。
两年多以来,教研室已在多个班级的机械设计课程设计中鼓励学生采用计算机绘图,结果表明学生对CAD技术软件有很好的掌握,同时对Sloid—work和Pro/Engineer三维软件具有很强的学习兴趣和学习能力。所有采用计算机绘图的同学在进度上都比手工绘图的同学快,且在绘图过程中出现的问题也较少。尤其是采用三维软件绘图的同学,绘图过程中对设计对象的结构有了更深一步的理解,能发现更多问题,提出更多更好的结构方案。这无疑一方面加强了学生的计算机技能,另一方面又激发了其学习兴趣和创新意识。
2.4分组设计、分组考核,加强团队意识
课程设计任务布置过程中,有意识地将设计题目比较类似但又不同的几个学生分为一组,组成一个团队。设计过程中要求学生除了自己的课程设计之外,也了解同组其他同学的设计内容、设计方法及设计思路,拓展学生设计的知识面。同时要求学生积极为其他同学在设计过程中存在的问题出谋划策,检查并指出设计过程中存在的设计方法和结构设计问题,督促学生培养团队协作精神。
以往老师们要逐一检查每个学生的设计计算、结构方案和设计进度,结构方案类似的学生所犯错误有很多类似或雷同之处,需要花费老师大量的时间去纠正和讲解。分组设计可以指定小组长除督促同小组成员的设计进度外,定期集体检查设计过程中存在的基本问题,将大多数问题查阅资料后自己解决,部分疑难问题讨论后不能解决得,等待和老师讨论。这既有利于锻炼学生自身发现问题、解决问题的能力,又有利于加强沟通,培养团队协作和团队创新的能力,同时还节省了老师和同学的时间。如此分组之后,学生课程设计的进度大幅度提前,以前那种等待老师讲解和等待老师解决问题的现象基本消失,所有同学都能在指定时间内完成规定的工作量,学生由于完不成任务而二次答辩的现象也不复存在。
加强课程设计过程的监督,考核制度透明化是提高设计质量的重要手段。考核制度透明化,可以在设计伊始就向学生公布考核过程中老师主要的考核标准,评分依据,同时接受同学的监督,鼓励同学提出好的意见、建议。这将使得学生心中有数,做到心态平和地将所有精力放在设计任务上。
以往课程设计的考核与答辩是单个学生逐一进行,既浪费时间,又不能充分体现学生掌握知识的全面性。学生分组设计之后,将考核与答辩均分组进行。考核过程中注重小组的整体进度与表现,同时兼顾个人。这有利于督促小组成员之间互相激励,共同进步。而答辩过程中除共性问题外,注重个性问题的问答,将问题普及到每一个人,不再是针对个人的设计。这有助于督促学生加强与小组成员间的沟通、交流,培养其团队意识,拓展其知识面。这都使得学生掌握了更多的设计知识内容,拓宽了其知识面,同时也培养了其团队协作的能力和其团队意识。
2.5课程设计与机械创新大赛相结合,注重后续培养
机械设计课程设计与机械创新大赛相结合,作为提高大学生创新能力的一个新平台,注重学生的后续培养。机械设计课程设计的目标之一即为培养学生的创新能力,但课程设计的时间毕竟很有限,最长的不超过一个月,而学生创新能力的培养是一个持续、漫长的过程。课程设计之后,继续引导有较强创新思维的学生进行创新活动,将是一个更加重要的过程。
燕山大学创新基地是机械学院为众多机械爱好者提供的学习和交流场所,有许多经验丰富的指导教师,每年学生都有机会参加多种创新竞赛,例如机创杯“机械争霸赛”、科技制作大赛、滑翔机航模比赛、小型智能机器人比赛等。而由教师们指导的学生科技作品在全国大赛中也取得了优异成绩,例如学生科技作品《健康节能饮水机》在第三届全国大学生机械创新设计大赛天津赛区比赛中获得第五名及二等奖的好成绩。
为提高学生对课程设计兴趣,把大赛作为一种标杆,引导学生创新潜能的开发。本着以学生为本,知识传授、能力培养、素质提高、协调发展的教育理念和能力培养为核心的后续教育,有利于多样化创新人才的培养,满足国家对社会紧缺的复合型拔尖创新人才和应用人才的需要。
3结束语
21世纪是科技、信息高度发达的社会,需要的是“能力型、素质性”人才。为了适应人才发展的需要,机械设计课程设计将逐渐从培养设计型人才为主向培养具有创新精神的、综合性高素质人才的目标发展。课程设计教学过程中也必将越来越注重学生设计能力、自学能力、团队协作能力、创新意识和能力的培养。
学生机械零件课程设计 篇12
机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程是机械类、近机械类专业学生必修的技术基础课, 在教学计划中起着承前启后的作用, 是学生学习后续专业课程的基础。三门课程不仅具有较强的理论性, 同时具有较强的实践性和应用性, 在培养机械类、近机械类工程技术人才中, 具有增强学生机械理论基础, 培养学生实践能力和创新能力的重要作用。
我校机械原理及机械设计教研室承担全校机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教学任务, 通过几十年的教学实践, 课程建设取得了较好的成绩, 三门课程先后在2003年、2004年和2008年被评为河南省精品课程, 机械原理、机械设计先后在2012年、2013年成为河南省精品资源共享课程。
为了进一步加强课程建设, 自2008年开始, 我们陆续编写出版了三门课程的教材和配套作业集, 现已出版《机械原理》《机械设计基础》《机械原理作业集》《机械设计基础作业集》和《机械设计作业集》5本教材。
1 教材编写指导思想
在教材编写过程中, 我们遵循的指导思想是, 以教学大纲为依据, 以培养学生的综合设计能力为主线, 紧扣学科前沿发展动态, 注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力, 为培养应用型高级技术人才奠定良好基础。同时, 力求使教材体现我校办学特色, 结合普通高等院校的学生特点与需求, 遵循适用、够用的原则, 符合地方普通高等院校特点。
2 教材的主要特点
在内容取舍方面, 注意传授知识与培养能力并重;加强逻辑思维能力与形象思维能力的共同培养, 特别加强结构设计能力和计算机应用能力的培养。机械原理着重讲解有关基本概念、基本理论和基本方法, 以传统的机构结构分析、机构运动分析、机器动力学及常用机构的分析与设计为重点, 为提高学生的设计思维和设计创新能力、机构选型、分析与设计的综合能力, 适当增加了有关机构变异创新、组合创新和机械系统运动方案设计的内容;在机构分析与设计的方法上, 既保留了形象直观、易于理解且仍有实际应用价值的图解法, 也介绍了解析法。在机构运动分析的章节中, 不仅介绍了解析法数学模型的建立, 而且介绍了程序设计的方法, 并给出了相应的程序框图和子程序, 这样利于学生熟悉解析法计算、上机的全过程, 真正让学生掌握学过的程序设计知识, 也使学生充分感受到图解法和解析法各自的优势。机械设计内容则重点介绍各种通用机械零部件的设计原理、设计方法及机械设计的一般规律。为了提高学生的结构设计能力, 特别增加了结构设计章节。
在内容的阐述方面, 我们特别注重教学方法的选择。对于学生必须掌握的内容, 尽量讲解详细、分析透彻;而对于一些偏难、繁杂的数学推导, 则适当简化;对教学中学生难以掌握的难点、疑点, 由浅入深, 循序渐进, 重点论述, 使之符合学生认知规律。教材在各章首辅以内容提示, 在各章末增加学习要点, 对各章节的内容进行梳理、总结, 突出重点, 便于学生自学。教材中的图形简洁、形象、直观, 在机械设计教材中, 还增加了机械零件实物图形。为了使学生更好地理解教学内容, 增加了一些典型例题。在传统板书教学的基础上, 结合当前多媒体教学特点, 我们将教材与多媒体教学课件协调配合, 以提高学生听课效率。
作业是课程内容的重要补充, 用以巩固课堂知识。学生通过作业掌握课程基本内容, 学会举一反三, 从而更灵活地应用知识。为了达到这样的目的, 我们编写的作业集, 在题目的内容、覆盖知识点及难易程度等方面与教材一致, 重要的知识点都有对应的作业题, 而且有选择题、判断题、填空题、问答题、设计计算题和结构题等多种题型, 在难度上由浅入深、循序渐进, 题目的数量有一定余量, 可供不同要求、不同层次的学生选择使用。学生在完成作业集的作业后, 即可掌握机械原理、机械设计和机械设计基础解题的基本方法, 掌握课程的主要内容。作业集采用活页形式, 既方便学生作业, 也有利于教师批改, 并使作业规范化。
3 教材的使用情况
《机械原理》等5本教材自出版以来, 面向全国发行, 累计印数达到32 000册, 并在20余所高校中使用或参考, 受到师生广泛好评。师生普遍认为:教材重点突出, 叙述详细, 取材精炼, 深入浅出, 较好地满足了当前高等教育教学的实际需求。
4 体会
通过几年的努力, 机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教材建设取得了一定的成绩, 教师通过编写教材提高了教学水平。
4.1 教材编写应考虑学生特点与基础
我校是地方普通高等院校, 学生的层次、水平与重点院校不同, 在编写教材的过程中, 要充分考虑学生的知识水平、接受能力, 对课程内容的叙述要更为详细, 过难、过繁的内容要适当简化。
4.2 教材编写应注重实用性
三门课程实践性强, 与生产实际联系紧密, 在教材编写中要注重理论联系实际, 树立工程观念, 如在教材的例题中, 有不同的设计方案, 对不合理的设计有不同的改进方案, 使学生真正理解设计不是千篇一律的, 强化学生的工程意识, 提高设计能力。
4.3 编写教材应遵循教学规律
要尊重学生的认知规律, 先易后难、循序渐进, 根据课程的内在联系, 使教材各部分之间前后呼应、紧密配合。教材的内容要主次分明、详略得当, 文字通俗易懂, 语言自然流畅, 便于组织教学。
5 结束语
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