王偉
(大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 大連 116000)
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》不僅是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,而且也是一門直接用于生產(chǎn)的設(shè)計性課程。本課程的教學(xué)目標不僅在于傳授常用機構(gòu)和通用零件的基本知識,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的實際機械設(shè)計能力。高職教育以技術(shù)應(yīng)用性人才為培養(yǎng)目標,所以應(yīng)注重于本課程的實用性,即學(xué)生實際機械設(shè)計能力的培養(yǎng)。為此,必須在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面以學(xué)生實際機械設(shè)計能力培養(yǎng)為主線來進行《機械設(shè)計基礎(chǔ)》的教學(xué)。
高職教育《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容,要貫徹“夠用”的原則,即為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和繼續(xù)深造奠定堅實基礎(chǔ);更要突出實際機械設(shè)計能力培養(yǎng)主題,即培養(yǎng)學(xué)生的從事實際設(shè)計能力,實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用性人才培養(yǎng)目標。為此,可以從以下四個方面對教學(xué)內(nèi)容進行改革。
高職教育培養(yǎng)目標強調(diào)的是人才的應(yīng)用性,其畢業(yè)生所從業(yè)的崗位,決定了他們沒有必要對計算公式、定理的來龍去脈象高等學(xué)歷教育培養(yǎng)研究型人才那樣搞得清清楚楚,而應(yīng)注重于如何運用這些公式、定理來解決實際設(shè)計問題。因此,對一些過深的理論推導(dǎo)、證明都可以予以刪除,直接闡述公式的物理意義和幾何意義,直接切入主題。這樣更符合培養(yǎng)目標的要求,也勢必取得更好的效果。例如:帶傳動即將打滑時緊邊拉力與松邊拉力之間的歐拉關(guān)系式的推導(dǎo)過程;齒輪傳動中按輪齒齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算公式的推導(dǎo)過程等等都可以刪除。
掌握緊密結(jié)合工程實際且多樣化的設(shè)計方法,是培養(yǎng)機械設(shè)計能力的根本保證。而以往對此注意不夠,具體表現(xiàn)為:(1)創(chuàng)新設(shè)計方法介紹的較少,致使學(xué)生解決實際問題的思路少、方法少。例如:平面四桿機構(gòu)的設(shè)計,一般教材只介紹按給定連桿的2個(或3個)位置設(shè)計,以及按行程速比系數(shù)設(shè)計等兩三種方法;軸上零件的定位固定,一般也只介紹軸肩、軸環(huán)、套筒等幾種方法。(2)對設(shè)計方法和步驟缺少分析、總結(jié)和歸納,不利于學(xué)生整體設(shè)計思想方法的形成。(3)實用性、實踐性內(nèi)容少,不利于學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識和方法解決工程實際問題能力的培養(yǎng)。改革后的課程內(nèi)容體系應(yīng)克服以上不足,以解決工程實際設(shè)計問題為目標,構(gòu)建起設(shè)計基本知識和基本理論夠用,設(shè)計方法實用、多樣的基本內(nèi)容體系。特別要增加實用性、實踐性內(nèi)容和習(xí)題,增加應(yīng)用性的設(shè)計方法、經(jīng)驗數(shù)據(jù)和公式、圖表。突出應(yīng)用性,將學(xué)生引向?qū)嶋H設(shè)計。
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)要適應(yīng)高職學(xué)生將來的崗位工作特點,及時補充典型傳動維護、維修和保養(yǎng)的知識。高職學(xué)生的工作特點是一線操作和設(shè)計維護保養(yǎng)的綜合崗位,為了適應(yīng)這個特點,一定要增加帶傳動、齒輪傳動,機床主軸的維護、保養(yǎng)和維修知識。
高職教育的培養(yǎng)目標和本課程的性質(zhì)都決定了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的實際機械設(shè)計能力為最終歸宿。為了有效地實現(xiàn)教學(xué)目標,應(yīng)不斷改進教學(xué)方法,做到以下幾點。
常用機構(gòu)和通用零件的類型、結(jié)構(gòu)、功能、材料、制造方法、特點、適用場合、工作原理、應(yīng)力狀態(tài)分析、失效形式分析、參數(shù)選擇原則、結(jié)構(gòu)設(shè)計等,不但是形成實際機械設(shè)計技能必不可少的基本知識和基本理論,而且包含了分析和解決工程實際問題的思路和方法,對培養(yǎng)學(xué)生的實際機械設(shè)計能力至關(guān)重要。所以,在教學(xué)中要遵循由簡到難,由表及里,循循善誘,層層剝皮的方法,講解清楚,力求切實掌握。利用教具、實物、掛圖、多媒體課件等講解分析,效果更佳。例如:在講解鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型時,用一個能夠取不同構(gòu)件做機架而分別獲得曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)的鉸鏈四桿機構(gòu)模型做演示;在講解滾動軸承的構(gòu)造時用不同類型的滾動軸承實物供學(xué)生觀察等等。以零件實物講解基本知識和基本理論,拉近了理論和實際的距離,有利于提高教學(xué)效果,有利于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實際問題的能力。
教學(xué)中可以通過以下幾個方面的技能訓(xùn)練,達到掌握機械設(shè)計方法的目的。(1)綜合運用工程力學(xué)、工程材料、公差配合與技術(shù)測量,以及機械制圖等相關(guān)課程所學(xué)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)知識,聯(lián)系生產(chǎn)實際和機器的具體工作條件,解決機械設(shè)計問題。(2)根據(jù)實際工作條件進行工作原理分析、設(shè)計,抽象和構(gòu)建物理模型,進行載荷的性質(zhì)及大小分析計算,進行應(yīng)力狀態(tài)和性質(zhì)分析、失效形式分析。(3)正確理解公式、系數(shù)的使用條件和應(yīng)用范圍,運用各種經(jīng)驗數(shù)據(jù)、經(jīng)驗公式、半經(jīng)驗公式和理論計算公式進行設(shè)計計算。(4)設(shè)計構(gòu)思。(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計。(6)繪圖表達。在教學(xué)過程中,要加強實際的設(shè)計題目練習(xí),注意學(xué)生自身設(shè)計能力的培養(yǎng)。
在保證學(xué)生掌握基本知識、基本理論和基本設(shè)計方法,形成實際機械設(shè)計能力的前提下,還要注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,只有這樣才能啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,才能與時俱進。
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力,應(yīng)從調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,啟發(fā)學(xué)生的積極思維和培養(yǎng)自學(xué)能力入手。為此,要注意以下幾個方面的問題:(1)教學(xué)內(nèi)容處理。一般將每次課的內(nèi)容處理為精講內(nèi)容和自學(xué)內(nèi)容。其中精講內(nèi)容是每次課的重點和難點,包括基本知識、基本理論和基本方法,應(yīng)詳盡講解,以多種形式重復(fù)訓(xùn)練,確保牢固掌握。自學(xué)內(nèi)容是在掌握了精講內(nèi)容的基礎(chǔ)上,通過自學(xué)能夠掌握的知識,留給學(xué)生自學(xué),培養(yǎng)自學(xué)能力,啟發(fā)創(chuàng)造思維和思想。(2)教學(xué)方法的運用。采取靈活多樣的教學(xué)方法,充分調(diào)動學(xué)生的積極性,啟發(fā)學(xué)生的積極思維,培養(yǎng)自學(xué)能力和創(chuàng)造能力。如:①講授、啟發(fā)、自學(xué)法;②設(shè)題、自學(xué)、講授法;③串聯(lián)、分析比較、歸納法等等。(3)改革教學(xué)思想、鼓勵逆向思維。不要把學(xué)生的思想方法限定在教材的范圍內(nèi),也不要用教師的思想方法統(tǒng)一學(xué)生。如:經(jīng)常提出一些與教材上思路方法、觀點不相同的問題,熱情討論研究學(xué)生不同的思想方法和觀點,鼓勵設(shè)計結(jié)果的多樣性,支持應(yīng)用新技術(shù)、新工具等。
總之,通過改革,構(gòu)成《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程以實際機械設(shè)計能力培養(yǎng)為主線、基本知識和基本理論夠用、基本方法多樣、應(yīng)用性、實踐性突出的課程內(nèi)容體系。采取從基本知識、基本理論的理解掌握入手,結(jié)合實際訓(xùn)練,培養(yǎng)設(shè)計能力和創(chuàng)造能力的教學(xué)方法,使《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方法都有利于掌握知識、形成實際設(shè)計能力,有利于提高從業(yè)能力,更符合高職教育人才培養(yǎng)目標的要求。