機械創(chuàng)新設計課程教學現(xiàn)狀與改革流程范文

機械創(chuàng)新設計課程教學現(xiàn)狀與改革流程范文一、機械創(chuàng)新設計課程教學現(xiàn)狀機械創(chuàng)新設計課程是機械原理與機械設計等專業(yè)基礎課的后續(xù)課程，是學生參與實踐的橋梁，在相關專業(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方式，故存在以下三點弊端。第一，在教學模式上，教師充當每堂課的主角，整堂課采用填鴨式的教學模式。這樣學生沒有發(fā)言的機會，也就沒有提出疑問、發(fā)表見解的渠道，更別提對知識的探索和延伸。第二，在考核方式上，以往的教學中，考核方式非常單調(diào)，一般由平時成績+考試成績組成。學生上課不聽講，期末考試之前臨時突擊就能獲得一個不錯的成績，這樣的考核方式既不能很好地反映出教學效果，也不能準確地考核學生的學習情況。第三，在學習興趣上，學生對課程的學習興趣不高，雖然人在課堂上，但是真正聽課的學生并不多。這是因為學生認為課程內(nèi)容枯燥，不愿花時間和精力思考，同時部分學生學習態(tài)度不夠端正，以完成任務就可以的心態(tài)對待學習。二、基于工程訓練競賽的機械創(chuàng)新設計課程教學改革流程通過近幾年的參賽交流，沈陽城市建設學院（以下簡稱我校）對機械創(chuàng)新設計課程與全國大學生工程訓練綜合能力競賽相結(jié)合的模式積累了豐富經(jīng)驗。下面，筆者將對具體的實施流程進行詳細介紹。（一）廣泛宣傳，將大賽相關內(nèi)容融入教學在日常的理論教學過程中，教師應向?qū)W生廣泛宣傳全國大學生工程訓練綜合能力競賽的相關內(nèi)容，并逐漸將大賽主題滲透課堂教學。另外，在課堂舉例時，教師可以選擇與教學內(nèi)容相關的競賽作品作為講解案例，從作品方案設計技術設計加工制作現(xiàn)場調(diào)試競賽比拼等方面全方位、多角度地進行闡述。例如，在日常授課過程中，當講到第三章機械創(chuàng)新設計的技術基礎中的機器的組成知識點時，教師可以經(jīng)典項目勢能驅(qū)動車的圖片為出發(fā)點，向?qū)W生詳細介紹該項目的命題假設、工作原理、結(jié)構(gòu)組成、設計思路等，如圖1、圖2所示。圖1勢在理論授課中，講完勢能驅(qū)動車命題假設、工作原理、結(jié)構(gòu)組成以后，教師可單獨將結(jié)構(gòu)組成部分拿出來進行詳細介紹。勢能驅(qū)動車的結(jié)構(gòu)主要由底架、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)等組成。為了能夠?qū)崿F(xiàn)自行走且具有方向控制功能，在設計傳動機構(gòu)時，教師需要綜合考量選用何種傳動方式既節(jié)能又平穩(wěn)，而且能夠讓學生進行自主加工制作。對此，在授課過程中，教師應帶領學生回憶機械原理、機械設計中的基礎知識常見傳動方式的種類及特點，具體如表1所示。通過對以上常見傳動方式特點的對比，教師可引導學生最終選擇結(jié)構(gòu)緊湊、傳動精度較高的齒輪傳動作為勢能驅(qū)動車的傳動裝置。對于齒輪，學生可以通過獨自操作激光切割機完成零件加工，材料應選擇5mm厚的亞格力版。具體的齒輪部件如圖3所示。（a）（b）圖3勢能驅(qū)動車關鍵部件裝配圖教師以真實項目為案例，結(jié)合賽制要求為學生講解課程中的理論知識，學生不僅接受程度非常高，而且學習興趣也非常足。課下，教師再配以大賽相關主題的思考題，讓學生充分思考，可使其從不同角度體會大賽的參與感與成就感。（二）將課程過程考核與實物作品相結(jié)合為了提高學生的學習積極性，滿足學生的創(chuàng)作熱情，教師應讓每名學生都充分體驗到大賽的競技氛圍，即在課程初期就下發(fā)大作業(yè)任務書。大作業(yè)作為課程考核的重要部分，需要學生在課程開設期間完成，期末上交。大作業(yè)的主要任務是培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力、工程創(chuàng)新意識及動手制作能力；主要內(nèi)容是學生以小組的形式，設計并制作與近期工程訓練競賽主題相關的作品，作品可以三維模型或?qū)嵨锏男问秸宫F(xiàn)，同時教師還要鼓勵各小組制作實物，為校級工程訓練綜合能力競賽做準備。大作業(yè)自下發(fā)任務書之日起，會有三次階段性的考核，具體如表2所示。第一次考核：當理論課程完成第一章緒論第二章機械創(chuàng)新設計的思維基礎教學時，教師應對大作業(yè)進行第一次階段性考核，此次考核重點關注各小組在方案設計階段提出的設計方案是否合理、是否具有可行性、是否具有創(chuàng)新性。第二次考核：當理論課程完成第三章機械創(chuàng)新設計的技術基礎第四章機構(gòu)的演化、變異與創(chuàng)新設計第五章機構(gòu)的組合與創(chuàng)新設計第六章機械結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設計教學時，教師應對大作業(yè)進行第二次階段性考核，此次考核的重點在于項目的技術設計，包括作品的各組成部分的三維建模、設計計算、強度校核、選型等內(nèi)容是否編寫在設計計算說明書中，以及各部分內(nèi)容是否完整準確、相關圖紙繪制是否規(guī)范準確。第三次考核：當理論課程完成第七章仿生原理與創(chuàng)新設計第八章反求工程與創(chuàng)新設計第九章機械系統(tǒng)運動方案與創(chuàng)新設計第十章TRIZ理論與創(chuàng)新設計教學時，教師應對大作業(yè)進行第三次階段性考核，此次考核的重點是學生作品完成情況，包括零件加工工藝、整機裝配調(diào)試情況等。任課教師會根據(jù)學生各階段的完成情況給予考核分數(shù)，并將此部分分數(shù)作為期末總成績的重要組成部分。（三）實物作品的制作與比拼在學校、學院兩級領導的大力支持與幫助下，學生可利用學校相關實驗室及機電工程實訓中心制作實物。對此，學生非常愿意投入實物作品的制作過程，也真真切切地將課堂所學的理論知識運用到工程實踐中。最后將各組作品進行集中比拼，學生的競技熱情被激發(fā)，并充分鍛煉了團隊協(xié)作能力和工程創(chuàng)新的意識。整個競賽過程中，學生從收到大作業(yè)任務書時的一頭霧水，到競賽答辯環(huán)節(jié)的侃侃而談；從對著圖紙無從下手，到熟練加工迅速組裝，成長了很多，也收獲很多。通過這種方式，真正實現(xiàn)了以學生為中心、師生共同參與的教學模式，實現(xiàn)了對學生理論知識運用和創(chuàng)新實踐能力的全面培養(yǎng)和綜合提升，取得了良好的教學改革與實踐成效[5]。三、基于工程訓練競賽的機械創(chuàng)新設計課程教學改革成果2021年4月，我校成功舉辦了沈陽城市建設學院第一屆大學生工程訓練綜合能力競賽，共有21個小組（110多名師生）參與，師生的創(chuàng)作熱情非常高。部分項目學生競賽實物作品展示如圖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校本科大學生工程訓練綜合能力競賽，并取得了優(yōu)異的成績。通過不懈努力，最終我校在