基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械基礎(chǔ)課程群的教學(xué)改革

1、基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械基礎(chǔ)課程群的教學(xué)改革機械原理機械設(shè)計機械創(chuàng)新設(shè)計是機械類各專業(yè)的三門主干 課程，是與工程實際密切相關(guān)的重要機械基礎(chǔ)課，是對學(xué)生進行設(shè)計能力、創(chuàng) 新能力、工程意識訓(xùn)練的主要課程，對于機械類學(xué)生學(xué)習(xí)其他課程起到承上啟 下的重要作用，三門課程依次在三個學(xué)期獨立進行，其講授質(zhì)量的好壞，將直 接影響機械工程教育的質(zhì)量。本文從人才培養(yǎng)的全局出發(fā)，從認(rèn)知規(guī)律和滿足 工程設(shè)計各主要環(huán)節(jié)訓(xùn)練的需要出發(fā)，針對我校機械基礎(chǔ)課程群三門主干課程 的教學(xué)改革工作，介紹其在課堂教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)等方面的改革情況。一、課堂教學(xué)的改革1.對各門課程內(nèi)容進行優(yōu)化整合，達到內(nèi)容緊密銜接、分工合理、整體機械 設(shè)

2、計知識完備多年來，機械原理機械設(shè)計機械創(chuàng)新設(shè)計教材和教學(xué)內(nèi)容的 選取各自為政，已形成了較成熟的固定教學(xué)模式，三門課程既有各自的知識體 系，也有著密切的聯(lián)系，存在部分內(nèi)容的交叉和重復(fù)，甚至沖突。機械原 理的教學(xué)，注重機構(gòu)；機械設(shè)計的教學(xué)，注重零部件；機械創(chuàng)新設(shè) 計的教學(xué)，注重創(chuàng)新思維、創(chuàng)新法則及方案設(shè)計。各自的教學(xué)內(nèi)容對機械系 統(tǒng)的整體考慮不足，若從工程設(shè)計和整機、系統(tǒng)的角度來審視這三門課程，它 們?nèi)鄙僭趦?nèi)容上的銜接、合理的分工與匹配以及優(yōu)化整合。基于上述情況，我們提出了在培養(yǎng)學(xué)生機構(gòu)運動與動力設(shè)計、通用零部件 工作能力設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的基礎(chǔ)上，突出創(chuàng)新設(shè)計和現(xiàn)代機械系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn) 練的總體理念，

3、協(xié)調(diào)解決了各門課程的交叉內(nèi)容，對三門課程中的蝸桿傳動、 錐齒輪傳動、組合機構(gòu)、運動方案擬定、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 3等內(nèi) 容進行了優(yōu)化整合，使內(nèi)容銜接緊密、分工合理，保證了學(xué)生學(xué)到的是完整、 系統(tǒng)的機械設(shè)計知識體系，同時可節(jié)省 10 個左右的授課學(xué)時。2.研制了各門課程的優(yōu)質(zhì)電子課件，采用靈活多樣的授課方法和手段在授課時突出主線，以少、精、寬、新為原則，注重講重點、講難點、講 思路、講方法、講學(xué)科發(fā)展、講工程應(yīng)用，摒棄了滿堂灌的授課方式，采用逆施法教學(xué)、啟發(fā)和討論式教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等，最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極 性、主動性、參與性和創(chuàng)新性。（ 1）逆施法教學(xué)。機械原理課程作為機械設(shè)計類課程的敲

4、門磚，其特點是 公式多，內(nèi)容多，常用機構(gòu)多，較難理解掌握，為了加強用抽象簡圖表示的運 動副、構(gòu)件等實際工程結(jié)構(gòu)及功能的理解與掌握，加強課程的工程背景，能較 全面、正確地擬定機械運動方案，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，我們采用逆施法教 學(xué)。具體作法為：在講授常用機構(gòu)前，先選擇包含多種常用機構(gòu)的蜂窩煤壓制 設(shè)備、滾齒機、牛頭刨床等進行現(xiàn)場教學(xué)，現(xiàn)場實測，觀察其外部形態(tài)，深入 研究機械的功能、種類、組成和各種常用機構(gòu)和零件，弄清各自的工作原理和 結(jié)構(gòu)特點，繪制出傳動路線圖，然后回到課堂學(xué)習(xí)書本上的內(nèi)容。這樣，經(jīng)歷 存疑、假設(shè)、推理、頓悟和驗證的各個階段，使學(xué)生們由被動接受，到主動探 求，調(diào)動了后續(xù)學(xué)習(xí)的積極性

5、。（2）多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機結(jié)合。除購買了西北工業(yè)大學(xué)開發(fā)出 版的機械原理CAI課件外，我們自行開發(fā)了 機械創(chuàng)新設(shè)計CAI教學(xué)軟件”機械 設(shè)計基礎(chǔ)CAI教學(xué)軟件”機械設(shè)計CAI教學(xué)軟件”機械設(shè)計課程設(shè)計課件”機械 原理內(nèi)容強化復(fù)習(xí)系統(tǒng)”等5個教學(xué)軟件。其中 機械創(chuàng)新設(shè)計CAI教學(xué)軟件”機 械設(shè)計基礎(chǔ)CAI教學(xué)軟件”于2007年分別獲得河北理工大學(xué)優(yōu)秀課件三等獎。 各課程在教學(xué)中主要采用了先進的多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)的優(yōu)點最能在這三門課程的教學(xué)中發(fā)揮作用，傳統(tǒng)的教學(xué)方法 有的章節(jié)學(xué)生很難理解。例如：漸開線齒輪的嚙合過程中開始嚙合點、終止嚙 合點、嚙合線，漸開線的形成，連桿曲線的形成，各種

6、各樣的工程應(yīng)用實例等 是無法靠一張嘴、一塊黑板加幾根粉筆講清楚的。我們用3D_max、Flash Pro/Engineering等軟件制作了 1000多幅機構(gòu)、機 器的栩栩如生的動畫，另外還制作了各種教學(xué)錄像片、現(xiàn)場的加工錄像插播 片，用AUTOCAD繪制了幾百幅機械圖，用數(shù)碼相機拍照的實物照片等。課件將 文字、圖像和視頻、音頻等多種媒體信息進行綜合處理，將大量豐富生動的學(xué) 科知識跨時間、跨空間地引入課堂，極大地擴充學(xué)生的知識面，彌補學(xué)生生產(chǎn) 實踐知識不足的缺陷，拓寬了思維空間，實現(xiàn)了抽象思維和形象思維的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得輕松愉快，加深了對所學(xué)內(nèi)容的理解，從而提高了整體 教學(xué)水平。在課

7、堂教學(xué)過程中，我們并不一味地追求全面多媒體教學(xué)，對機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 分析、運動分析、機器運動方程式及動力學(xué)模型的建立等章節(jié)，采用傳統(tǒng)的板 書教學(xué)，在黑板上一步一步演練，步步設(shè)疑，讓每個學(xué)生都能按照教師的思路 積極思考，效果較好。（3）啟發(fā)式和討論式教學(xué)。通過上討論課，進行參與式教學(xué)。設(shè)置綜合型 討論題目，通過討論使學(xué)生有機會發(fā)表自己的學(xué)習(xí)體會和研究成果，使學(xué)生成 為課堂的主體，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。例如，在擬定機械運動運動方案時， 大家各抒己見，討論方案的優(yōu)劣，評價確定出最佳方案；在創(chuàng)新設(shè)計大作業(yè) 中，挑選優(yōu)秀作品進行課堂討論，師生一起共同探討巧妙所在，這樣做使學(xué)生 真正參與到教學(xué)中來。在課程設(shè)計中也采用了這種教學(xué)方法。教師們在授課中 注重與學(xué)生交流，經(jīng)常提出一些問題討論，引導(dǎo)學(xué)生的思路，使臺上、臺下融