機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀與改革流程范文

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀與改革流程范文一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程是機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)等專業(yè)基礎(chǔ)課的后續(xù)課程，是學(xué)生參與實(shí)踐的橋梁，在相關(guān)專業(yè)課程體系中占有重要的地位[4]。然而目前該課程仍然采用傳統(tǒng)以教師講授為主的教學(xué)方式，故存在以下三點(diǎn)弊端。第一，在教學(xué)模式上，教師充當(dāng)每堂課的主角，整堂課采用填鴨式的教學(xué)模式。這樣學(xué)生沒有發(fā)言的機(jī)會(huì)，也就沒有提出疑問、發(fā)表見解的渠道，更別提對(duì)知識(shí)的探索和延伸。第二，在考核方式上，以往的教學(xué)中，考核方式非常單調(diào)，一般由平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)組成。學(xué)生上課不聽講，期末考試之前臨時(shí)突擊就能獲得一個(gè)不錯(cuò)的成績(jī)，這樣的考核方式既不能很好地反映出教學(xué)效果，也不能準(zhǔn)確地考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。第三，在學(xué)習(xí)興趣上，學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣不高，雖然人在課堂上，但是真正聽課的學(xué)生并不多。這是因?yàn)閷W(xué)生認(rèn)為課程內(nèi)容枯燥，不愿花時(shí)間和精力思考，同時(shí)部分學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正，以完成任務(wù)就可以的心態(tài)對(duì)待學(xué)習(xí)。二、基于工程訓(xùn)練競(jìng)賽的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革流程通過近幾年的參賽交流，沈陽城市建設(shè)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱我校）對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程與全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽相結(jié)合的模式積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。下面，筆者將對(duì)具體的實(shí)施流程進(jìn)行詳細(xì)介紹。（一）廣泛宣傳，將大賽相關(guān)內(nèi)容融入教學(xué)在日常的理論教學(xué)過程中，教師應(yīng)向?qū)W生廣泛宣傳全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽的相關(guān)內(nèi)容，并逐漸將大賽主題滲透課堂教學(xué)。另外，在課堂舉例時(shí)，教師可以選擇與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的競(jìng)賽作品作為講解案例，從作品方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)加工制作現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試競(jìng)賽比拼等方面全方位、多角度地進(jìn)行闡述。例如，在日常授課過程中，當(dāng)講到第三章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)中的機(jī)器的組成知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以經(jīng)典項(xiàng)目勢(shì)能驅(qū)動(dòng)車的圖片為出發(fā)點(diǎn)，向?qū)W生詳細(xì)介紹該項(xiàng)目的命題假設(shè)、工作原理、結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)思路等，如圖1、圖2所示。圖1勢(shì)在理論授課中，講完勢(shì)能驅(qū)動(dòng)車命題假設(shè)、工作原理、結(jié)構(gòu)組成以后，教師可單獨(dú)將結(jié)構(gòu)組成部分拿出來進(jìn)行詳細(xì)介紹。勢(shì)能驅(qū)動(dòng)車的結(jié)構(gòu)主要由底架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等組成。為了能夠?qū)崿F(xiàn)自行走且具有方向控制功能，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，教師需要綜合考量選用何種傳動(dòng)方式既節(jié)能又平穩(wěn)，而且能夠讓學(xué)生進(jìn)行自主加工制作。對(duì)此，在授課過程中，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生回憶機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)知識(shí)常見傳動(dòng)方式的種類及特點(diǎn)，具體如表1所示。通過對(duì)以上常見傳動(dòng)方式特點(diǎn)的對(duì)比，教師可引導(dǎo)學(xué)生最終選擇結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)精度較高的齒輪傳動(dòng)作為勢(shì)能驅(qū)動(dòng)車的傳動(dòng)裝置。對(duì)于齒輪，學(xué)生可以通過獨(dú)自操作激光切割機(jī)完成零件加工，材料應(yīng)選擇5mm厚的亞格力版。具體的齒輪部件如圖3所示。（a）（b）圖3勢(shì)能驅(qū)動(dòng)車關(guān)鍵部件裝配圖教師以真實(shí)項(xiàng)目為案例，結(jié)合賽制要求為學(xué)生講解課程中的理論知識(shí)，學(xué)生不僅接受程度非常高，而且學(xué)習(xí)興趣也非常足。課下，教師再配以大賽相關(guān)主題的思考題，讓學(xué)生充分思考，可使其從不同角度體會(huì)大賽的參與感與成就感。（二）將課程過程考核與實(shí)物作品相結(jié)合為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，滿足學(xué)生的創(chuàng)作熱情，教師應(yīng)讓每名學(xué)生都充分體驗(yàn)到大賽的競(jìng)技氛圍，即在課程初期就下發(fā)大作業(yè)任務(wù)書。大作業(yè)作為課程考核的重要部分，需要學(xué)生在課程開設(shè)期間完成，期末上交。大作業(yè)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程創(chuàng)新意識(shí)及動(dòng)手制作能力；主要內(nèi)容是學(xué)生以小組的形式，設(shè)計(jì)并制作與近期工程訓(xùn)練競(jìng)賽主題相關(guān)的作品，作品可以三維模型或?qū)嵨锏男问秸宫F(xiàn)，同時(shí)教師還要鼓勵(lì)各小組制作實(shí)物，為校級(jí)工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽做準(zhǔn)備。大作業(yè)自下發(fā)任務(wù)書之日起，會(huì)有三次階段性的考核，具體如表2所示。第一次考核：當(dāng)理論課程完成第一章緒論第二章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維基礎(chǔ)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)對(duì)大作業(yè)進(jìn)行第一次階段性考核，此次考核重點(diǎn)關(guān)注各小組在方案設(shè)計(jì)階段提出的設(shè)計(jì)方案是否合理、是否具有可行性、是否具有創(chuàng)新性。第二次考核：當(dāng)理論課程完成第三章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)第四章機(jī)構(gòu)的演化、變異與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第五章機(jī)構(gòu)的組合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第六章機(jī)械結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)對(duì)大作業(yè)進(jìn)行第二次階段性考核，此次考核的重點(diǎn)在于項(xiàng)目的技術(shù)設(shè)計(jì)，包括作品的各組成部分的三維建模、設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度校核、選型等內(nèi)容是否編寫在設(shè)計(jì)計(jì)算說明書中，以及各部分內(nèi)容是否完整準(zhǔn)確、相關(guān)圖紙繪制是否規(guī)范準(zhǔn)確。第三次考核：當(dāng)理論課程完成第七章仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第八章反求工程與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第九章機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第十章TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)對(duì)大作業(yè)進(jìn)行第三次階段性考核，此次考核的重點(diǎn)是學(xué)生作品完成情況，包括零件加工工藝、整機(jī)裝配調(diào)試情況等。任課教師會(huì)根據(jù)學(xué)生各階段的完成情況給予考核分?jǐn)?shù)，并將此部分分?jǐn)?shù)作為期末總成績(jī)的重要組成部分。（三）實(shí)物作品的制作與比拼在學(xué)校、學(xué)院兩級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持與幫助下，學(xué)生可利用學(xué)校相關(guān)實(shí)驗(yàn)室及機(jī)電工程實(shí)訓(xùn)中心制作實(shí)物。對(duì)此，學(xué)生非常愿意投入實(shí)物作品的制作過程，也真真切切地將課堂所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)踐中。最后將各組作品進(jìn)行集中比拼，學(xué)生的競(jìng)技熱情被激發(fā)，并充分鍛煉了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和工程創(chuàng)新的意識(shí)。整個(gè)競(jìng)賽過程中，學(xué)生從收到大作業(yè)任務(wù)書時(shí)的一頭霧水，到競(jìng)賽答辯環(huán)節(jié)的侃侃而談；從對(duì)著圖紙無從下手，到熟練加工迅速組裝，成長(zhǎng)了很多，也收獲很多。通過這種方式，真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心、師生共同參與的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生理論知識(shí)運(yùn)用和創(chuàng)新實(shí)踐能力的全面培養(yǎng)和綜合提升，取得了良好的教學(xué)改革與實(shí)踐成效[5]。三、基于工程訓(xùn)練競(jìng)賽的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革成果2021年4月，我校成功舉辦了沈陽城市建設(shè)學(xué)院第一屆大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽，共有21個(gè)小組（110多名師生）參與，師生的創(chuàng)作熱情非常高。部分項(xiàng)目學(xué)生競(jìng)賽實(shí)物作品展示如圖4所示。在全體師生的共同努力下，我校通過校內(nèi)選拔，共有17組師生參加2021年遼寧省普通高等學(xué)校本科大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽，并取得了優(yōu)異的成績(jī)。通過不懈努力，最終我校在