應用型本科“機械設計”項目化教學探討

1、<p>　　應用型本科“機械設計”項目化教學探討</p><p>　　摘要：“機械設計”是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，文章結合實際分析了該課程的教學現(xiàn)狀，提出了以項目為載體對課程內容進行重新構建，根據(jù)教學要求設計了8個詳細的教學項目，并通過一個實例來闡述項目化的教學過程，且提出了具體的課程考核方式。通過項目化教學，能提高學生分析問題解決問題的能力，對培養(yǎng)應用型人才有重要的意義。 </p>

2、;<p>　　關鍵詞：機械設計；項目化教學；教學項目設計；課程考核 </p><p>　　中圖分類號：G522文獻標識碼：A文章編號：1671―1580（2015）10―0085―03 </p><p>　　“機械設計”是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，其目的是培養(yǎng)學生掌握機械設計的基本理論、基本知識和基本技能，學會各種常用基本機構及零部件的分析方法，并具有按照機械的使用要求進行

3、機械傳動系統(tǒng)方案設計的初步能力。 因此，本課程在學生學習相關技術基礎和專業(yè)課程中起到承前啟后的作用。然而，由于應用型本科的學生理論基礎相對較差，不愿意上純粹的理論課，但動手能力尚可，因此在課程的教學設置上，與應用型本科人才培養(yǎng)的特點和目的不相適應。為此提出對“機械設計”課程進行項目化教學改革。 </p><p>　　一、課程的教學現(xiàn)狀 </p><p>　　我校的機械設計課程包含機械原理和

4、機械零件兩部分內容，96個學時。從近幾年的教學實踐和畢業(yè)設計的反饋信息來看，由于傳統(tǒng)的授課方式是以教師講授為主，學生只能被動地接受，在教學設計上通常只孤立地介紹各種機械零件和機構的知識及設計方法。因此給學生的印象是該課程理論性強、內容多且各章節(jié)之間沒有聯(lián)系，設計校核內容復雜，且由于學生的工程意識差，沒有實踐經(jīng)驗，沒有良好的自主學習習慣和學習方法，無法綜合應用各先修課程的基礎理論知識來解決問題。而在該課程的實驗教學中主要以驗證性實驗為主，

5、缺乏綜合性和設計性實驗?？己朔绞缴希峭ㄟ^筆試的方式進行，學生復習時只能死記硬背，并不能真正檢驗綜合能力。 </p><p>　　二、課程項目化教學的具體內容 </p><p>　　1.教學項目選取的基本思路 </p><p>　　以項目為載體對“機械設計”課程內容進行重新構建，其關鍵在于選擇合適的項目，用來教學的項目必須既能達到鍛煉學生工程項目的能力，又能覆蓋

6、機械設計課程所授的內容。選擇一個好的項目需要認真理解本課程的培養(yǎng)目標和教學大綱，清楚每一章節(jié)要求學生掌握的知識和能力，分析各章節(jié)之間的聯(lián)系，將項目的內容分布到各相關章節(jié)中去，讓學生掌握課程中所涉及的有關知識要點、方法和設計技能，以此提高學生專業(yè)技術應用能力和實踐動手能力。 </p><p>　　2.教學項目的設計 </p><p>　　根據(jù)上述基本思路，結合本校現(xiàn)有的設備條件，設計了8個教

7、學項目（見表1），項目由簡到難，層層深入，逐步增加各知識點的覆蓋。 </p><p>　　3.項目的教學過程舉例 </p><p>　　以項目4為例，該項目所涉及到的知識點多且瑣碎，要完成此項目必須掌握標準直齒圓柱齒輪傳動的設計計算、軸的結構設計和校核、平鍵的選擇與校核及軸承的選擇與壽命計算等相關知識。因此，在開始項目前，將原教學班分成一個個的教學小組，表1 教學項目、主要知識點和教學目標

8、項目名稱項目內容主要知識點教學目標項目1 三種典型機械模型的測繪與分析1.鄂式破碎機、內燃機、牛頭刨床的測繪與簡圖繪制； </p><p>　　2.三種典型機械模型的自由度計算。1.機構、機器、零件、構件、部件等機械基本名詞術語； </p><p>　　2.平面機構簡圖繪制、機構自由度計算等。1.具有區(qū)分機器和機構、零件和構件的能力；尤其要有具有認識構件的能力； </p>&

9、lt;p>　　2.掌握平面機構簡圖繪制和自由度計算的方法； </p><p>　　3.具備用圖形表達運動副和幾種常見機構的能力。項目2 熱處理爐門開閉機構設計根據(jù)要求設計熱處理爐門的開閉機構1.平面連桿機構的類型、特點、基本特征； </p><p>　　2.用圖解法進行平面四桿機構運動原理的設計。1.平面連桿機構的設計方法； </p><p>　　2.能分析爐

10、門啟閉機構的工作原理。項目3 螺旋千斤頂設計根據(jù)使用要求設計螺旋千斤頂用于提升重物1.滑動螺旋傳動的結構和特點； </p><p>　　2.螺紋的類型、組成、特點及應用； </p><p>　　3.螺紋聯(lián)接的強度計算。1.掌握滑動螺旋傳動的設計方法和過程； </p><p>　　2.能分析螺旋千斤頂?shù)墓ぷ髟?。項? 單級直齒圓柱齒輪減速器的設計1.標準直齒圓柱齒輪

11、傳動的設計； </p><p>　　2.軸直徑估算與結構設計； </p><p>　　3.平鍵的設計計算； </p><p>　　4.軸承的設計計算。1.標準直齒圓柱齒輪傳動的設計計算； </p><p>　　2.減速器中各軸的結構設計； </p><p>　　3.軸上平鍵的選型和強度校核計算； </p>

12、<p>　　4.軸承的選型和壽命計算。1.掌握一對標準直齒圓柱齒輪傳動設計計算的方法； </p><p>　　2.初步具備減速器中軸的直徑估算與結構設計方法； </p><p>　　3.掌握鍵聯(lián)接的主要類型和應用；初步具備進行平鍵選型及強度校核計算的能力； </p><p>　　4.掌握軸承的主要類型和應用；初步具備進行軸承選型及壽命計算的能力； <

13、;/p><p>　　5.初步具備查閱機械設計手冊的能力。項目5 多級減速器的拆裝與設計計算1.多級定軸減速器拆裝與動力參數(shù)設計計算； </p><p>　　2.行星減速器拆裝與傳動比計算。1.輪系的功用； </p><p>　　2.定軸輪系傳動比計算及動力參數(shù)設計計算； </p><p>　　3.行星輪系傳動比計算及從動件轉向判斷。1.通過對兩種

14、多級減速器的拆裝及組裝達到對多級齒輪減速器的類型、結構和組成有實際的認識；掌握多級齒輪減速器中各零件的名稱和作用； </p><p>　　2.掌握多級齒輪傳動的傳動比的計算； </p><p>　　3.掌握多級定軸齒輪傳動的動力參數(shù)計算。項目6 家用切菜機設計1.葉類長莖類蔬菜家用切菜機的方案設計； </p><p>　　2.切菜機切菜部分機構、夾緊機構、傳動機構的

15、設計； </p><p>　　3.切菜機其他機構的設計。1.曲柄滑塊機構的設計； 　　2.不完全齒輪齒條的設計； </p><p>　　3.彈簧夾緊機構的設計； </p><p>　　4.帶傳動的設計； </p><p>　　5.自鎖機構的設計； </p><p><b>　　6.軸承的選用； </b

16、></p><p>　　7.軸的結構設計與校核。1.掌握曲柄滑塊機構、不完全齒輪齒條機構、帶傳動、軸承、彈簧夾緊機構、軸等的設計與選用； </p><p>　　2.掌握通用機械零部件、機械傳動及一般機械設計的基本方法和步驟； </p><p>　　3.提高學生設計計算、制圖、查閱設計資料、考慮技術決策等機械設計方面的基本技能。項目7 拋射式教學用網(wǎng)球發(fā)球機設計

17、1.拋射式教學用網(wǎng)球發(fā)球機的方案設計； </p><p>　　2.機械結構設計； </p><p>　　3.零件強度校核。1.鏈輪的特點及選用； </p><p>　　2.齒輪的設計及強度校核； </p><p>　　3.行星輪減速器的選用；； </p><p>　　4.離合器的選用； </p><

18、p><b>　　5.飛輪的設計； </b></p><p>　　6.軸的設計及強度校核。1.掌握行星輪減速器、離合器、鏈輪、齒輪、軸的設計與選用； </p><p>　　2.通過對網(wǎng)球發(fā)射機的設計能靈活綜合運用所學的機構與機械傳動設計、分析的理論與方法。項目8 柔性自動化裝配教學實驗系統(tǒng)機械傳動裝置設計1.柔性自動化裝配教學實驗系統(tǒng)機械傳動裝置的設計； <

19、/p><p>　　2.機械結構設計。1.機構與傳動的綜合應用； </p><p>　　2.機械系統(tǒng)設計； </p><p>　　3.帶傳動的特點及設計； </p><p>　　4.減速器的設計； </p><p><b>　　5.軸的設計； </b></p><p><b

20、>　　6.軸承的選用； </b></p><p>　　7.各種聯(lián)接。1.通過對柔性自動化裝配教學實驗系統(tǒng)機械傳動裝置的設計能掌握機械傳動系統(tǒng)的設計方法； </p><p>　　2.掌握減速器、帶傳動、齒輪、軸、軸承、聯(lián)接的設計與應用。每個小組在接到項目后必須充分討論項目，明確項目要解決哪些問題，需要哪些方面的知識，查閱哪些資料并收集信息。教師在教學過程中，可讓學生先拆裝、

21、測繪單級齒輪減速器，初步建立感性認識，然后講解減速器中所涉及到的知識點，如齒輪、軸、軸承、鍵等，每介紹完一個內容，可將齒輪、軸、軸承、鍵的設計作為教學項目的子項目，這樣學生在學習的過程中是帶著任務在學習，可激發(fā)學生的學習積極性。在學生做項目過程中，教師巡回指導，對學生不完善的思路進行修正，以加強學生的能力訓練，提高任務完成的質量，最后要求學生課外進行討論總結，每組寫出設計報告。每一任務完成后，進行課堂交流，對項目中如何解決問題做相關介紹

22、。在該階段，學生不僅回顧了自己設計過程中存在的問題，知道了如何改進的方法，還鍛煉了學生的語言表達能力。 </p><p><b>　　4.課程考核方式 </b></p><p>　　在課程的成績評定過程中，著重考查學生靈活運用所學知識分析問題和解決問題的能力，采用多元化的成績評定方式。做項目的學生平時占20%，可以不做常規(guī)作業(yè)，在每一個項目學習結束后，以小組為單位用P

23、PT展示其學習成果，各個小組再根據(jù)每位學生在小組中的綜合表現(xiàn)給予評分，項目成績占50%，期末考試成績占30%。項目成績分為過程成績和最終成績，在項目進行過程中，教師根據(jù)學生的設計方案、創(chuàng)造性、合理性等方面來評分，項目完成后，根據(jù)完成的實際情況給予評分，兩部分的評分總和即為項目成績。此外，鼓勵學生自己立項，自主設計，參加大學生創(chuàng)新設計，提升學生工程創(chuàng)新意識、實踐能力和團隊合作精神， 促進應用型人才的培養(yǎng)。 </p><

24、p><b>　　三、結束語 </b></p><p>　　機械設計項目化教學改革是將傳統(tǒng)課程中的知識點分散到各個項目中去，對培養(yǎng)學生的設計、計算和創(chuàng)新能力有很好的促進作用，能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生解決問題的能力，讓學生清楚如何應用所學知識，切身體會理論聯(lián)系實際，對培養(yǎng)應用型人才有重要的意義。 </p><p><b>　　[參考文獻] </

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27、e of for machinery majors，through analyzing the current teaching state of the course with actual situation，reconstructing the course based on project is proposed，8 detailed teaching projects is designed according to teac

28、hing requirement，and a teaching process by an actual project is expounded，and specific examination system of the course is presented.Project teaching can improve the abilities of analyzing and solving problems for studen