《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

王志云

摘要： 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課是高等職業(yè)院校機(jī)械類和近機(jī)類各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識機(jī)械、設(shè)計(jì)機(jī)械、生產(chǎn)機(jī)械和使用機(jī)械具有非常重要的指導(dǎo)作用。作者針對教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)了課程網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)，對目前的高職高專機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課教學(xué)具有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞： 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》網(wǎng)上教學(xué)應(yīng)用型人才

一、研究的背景

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是高等職業(yè)院校機(jī)械類和近機(jī)類各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，本課程的主要研究內(nèi)容涉及機(jī)械系統(tǒng)中常用機(jī)構(gòu)和通用零部件設(shè)計(jì)的基本概念、基本理論和基本設(shè)計(jì)計(jì)算方法，以及與此相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的運(yùn)用，它的教學(xué)直接影響學(xué)生對專業(yè)的興趣，對培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識機(jī)械、設(shè)計(jì)機(jī)械、生產(chǎn)機(jī)械和使用機(jī)械具有非常重要的指導(dǎo)作用，對培養(yǎng)當(dāng)今社會急需的大量應(yīng)用型人才尤為重要。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前高職院校的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課教學(xué)存在以下問題。

1.絕大部分還是以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，即使部分借助了多媒體教學(xué)，但是教學(xué)課件不夠完善，存在不夠直觀、不夠形象、與學(xué)生實(shí)際脫節(jié)等問題。

2.教學(xué)資源不夠豐富，查找資料困難。

3.不能及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。

4.學(xué)生不能隨時(shí)檢查自己的學(xué)習(xí)效果。

5.由于學(xué)生多、設(shè)備少，大部分學(xué)生在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)中不能充分聯(lián)系實(shí)際，致使設(shè)計(jì)不夠靈活。

二、研究的目標(biāo)和依據(jù)

主要研究目標(biāo)是：開發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)資源，以期達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)知識面，特別是提高高等職業(yè)院校學(xué)生聯(lián)系實(shí)際、應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力的目的，使高職院校能培養(yǎng)出更多更好的社會急需的高技能應(yīng)用型人才。

主要研究依據(jù)有：

1.總結(jié)回顧多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，形成課題資源基本資料。

2.根據(jù)當(dāng)今實(shí)際教學(xué)體驗(yàn)和對學(xué)生的問卷調(diào)查，改進(jìn)、豐富課題資源。

3.到企業(yè)對畢業(yè)生進(jìn)行跟蹤調(diào)查，使課題資源更貼近生產(chǎn)實(shí)際。

三、研究方法

1.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法：依據(jù)教育實(shí)踐所提供的事實(shí)，按照科學(xué)研究的程序，分析概括教育現(xiàn)象，從而揭示內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律，把感性認(rèn)識轉(zhuǎn)化為理性認(rèn)識。

2.資料法：通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)、收集、鑒別、整理資料，并通過對資料的研究形成對事實(shí)的科學(xué)認(rèn)識。

3.問卷調(diào)查法：采用無記名的方式問卷調(diào)查，進(jìn)行個(gè)案研究，對收集到的信息進(jìn)行分析、綜合、比較、歸納，從而為人們提供規(guī)律性的東西。

4.跟蹤調(diào)查法：對部分畢業(yè)生進(jìn)行全面、系統(tǒng)、深入具體的追蹤調(diào)查研究，形成設(shè)計(jì)步驟和方法。

四、研究內(nèi)容及步驟

1.開發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)CAI課件和編寫電子教材。兩項(xiàng)工作交叉進(jìn)行，相互補(bǔ)充。電子教材編寫是在參閱多部高職高專教材，吸取其各自優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，重視學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，添加多個(gè)實(shí)例編寫而成，而課件制作又以電子教材為基礎(chǔ)，緊扣教材大綱要求，添加易于學(xué)生接受的動畫和現(xiàn)場視頻實(shí)例，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)而成，它使課堂更加形象、生動，也能進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.開發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容包括：機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)；公差與配合標(biāo)準(zhǔn)；形狀與位置公差標(biāo)準(zhǔn)；表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)；常用工程材料；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性；連接與緊固；帶傳動和鏈傳動；減速器和變速器；齒輪傳動；軸承；聯(lián)軸器、離合器和制動器；軸；常用電動機(jī)；常用低壓電器；液壓傳動；氣壓傳動與控制等。其中搜集了機(jī)械設(shè)計(jì)所需的各種資料數(shù)據(jù)，師生進(jìn)入網(wǎng)站就可以非常方便地查閱，同時(shí)也可以拓寬學(xué)生的知識面。

3.編寫電子教案。電子教案編寫根據(jù)教材和大綱要求，區(qū)分重難點(diǎn)，精選課程內(nèi)容，合理安排學(xué)時(shí)等設(shè)計(jì)而成，具有鮮明的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

4.選擇、制作大量機(jī)構(gòu)運(yùn)動動畫。機(jī)構(gòu)運(yùn)動動畫包括各種連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、齒輪系傳動和螺旋傳動等。這些動畫形象直觀地展示了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況，使學(xué)生學(xué)起來感到輕松有趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，也豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容。

5.試題庫建設(shè)。試題重在用于檢測學(xué)生對課程基本理論和方法的掌握程度及應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力，對當(dāng)今高職高專學(xué)生應(yīng)用能力檢測具有一定的準(zhǔn)確性。

6.虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)了五個(gè)項(xiàng)目：一是零件展覽室建設(shè)，包括螺紋連接與螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滑動軸承、滾動軸承、聯(lián)軸器、離合器、彈簧等零件；二是常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動模擬動畫建設(shè)，有泵、沖床、發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、顎式破碎機(jī)、縫紉機(jī)、機(jī)械手、牛頭刨、拋光機(jī)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等；三是幾種機(jī)構(gòu)組合搭接建設(shè)，包括搖塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)等；四是齒輪加工模擬建設(shè)，包括模擬插直齒、插斜齒、滾直齒、滾斜齒、仿形法加工直齒、斜齒等；五是減速器拆裝模擬建設(shè)，包括直齒、人字齒、蝸桿、錐齒、兩級減速器拆裝模擬等。

7.虛擬設(shè)計(jì)室建設(shè)。虛擬設(shè)計(jì)室建設(shè)項(xiàng)目包括螺紋連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滾動軸承設(shè)計(jì)等。

8.工程案例建設(shè)。工程案例包括挖掘機(jī)、飛機(jī)起落架、內(nèi)燃機(jī)、起重機(jī)等50個(gè)工程案例。將這些案例視頻用于課堂教學(xué)，使學(xué)生在課堂上就能看到大量實(shí)際生產(chǎn)案例，產(chǎn)生很多對日常生產(chǎn)和生活的聯(lián)想，增強(qiáng)觀察問題、思考問題的能力，提高學(xué)習(xí)興趣。

9.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)網(wǎng)上教學(xué)平臺建設(shè)。包括開發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)網(wǎng)上答疑系統(tǒng)和網(wǎng)上考試系統(tǒng)。網(wǎng)上答疑系統(tǒng)使學(xué)生很方便地與老師進(jìn)行在線交流，及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，加強(qiáng)老師與學(xué)生的互動；根據(jù)課程學(xué)習(xí)要求，網(wǎng)上考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)了五套網(wǎng)上測試題，試題形式全為單選題，學(xué)生可方便、快速地進(jìn)行自測，及時(shí)檢查學(xué)習(xí)效果，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)成績。

五、研究的意義

筆者針對教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)開發(fā)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)教學(xué)課件形象、生動、貼近實(shí)際，可使課堂氣氛活躍，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)資源豐富，使用方便，可調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高學(xué)習(xí)效率；能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上答疑和自測，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?？傊?，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的心理需求和生產(chǎn)實(shí)際，對目前的高職高專機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課教學(xué)具有強(qiáng)有力的推動作用，也將對培養(yǎng)國家急需的應(yīng)用型人才作出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］邱宣懷等主編.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社，1994.

［2］葛中民主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).中央廣播電視大學(xué)出版社，1991.

［3］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［4］陳立德主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社，2004.

［5］盧玉明主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社，1997.