基于課外科技活動(dòng)的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)研究

摘要：本文通過(guò)詳細(xì)分析機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀及學(xué)生課外科技活動(dòng)開(kāi)展情況，提出將課外科技活動(dòng)融入機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)、使兩者相結(jié)合的研究方法，并從課程設(shè)計(jì)題目、內(nèi)容、方法等三個(gè)方面展開(kāi)了實(shí)踐。結(jié)果表明，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)效果得到改善，學(xué)生的實(shí)踐能力得到提高，能更好地學(xué)以致用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)研究；課外科技活動(dòng)

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）05-0217-02

一、引言

機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)必修的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力所需的知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中，占有十分重要的地位。其課程設(shè)計(jì)是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，使學(xué)生更好地理解和掌握課程的基本理論和方法，進(jìn)一步提高學(xué)生查閱技術(shù)資料、繪制工程圖和應(yīng)用計(jì)算機(jī)等能力，特別是加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和分析問(wèn)題、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。就我校而言，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是我校機(jī)械類學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段的第一門(mén)工程設(shè)計(jì)類課程設(shè)計(jì)，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力方面具有特殊的地位和作用。[1]

二、現(xiàn)狀分析

（一）機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.我校機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是對(duì)牛頭刨床、插床等傳統(tǒng)加工設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算其機(jī)械動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)模式缺乏整體性思維，設(shè)計(jì)題目陳舊且與工程實(shí)際結(jié)合不緊密，缺少機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)的選型設(shè)計(jì)等。

2.題目相同，設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)一致，只是原動(dòng)件的位置不一樣。故對(duì)學(xué)生而言，缺乏創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。

3.課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案與內(nèi)容相同，學(xué)生缺乏查找資料、方案陳述與討論、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通交流等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，與當(dāng)前企業(yè)的需求脫節(jié)。

（二）學(xué)生課外科技活動(dòng)開(kāi)展情況分析

目前，我校十分重視學(xué)生科技活動(dòng)的開(kāi)展，學(xué)生科技活動(dòng)的種類繁多，面向機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的科技活動(dòng)有機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競(jìng)賽、機(jī)械制造綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力-數(shù)控加工大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)大賽、汽車(chē)節(jié)能競(jìng)技大賽、大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽等等，對(duì)提高機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力起著重要的作用。然而在實(shí)踐過(guò)程中遇到一些問(wèn)題，如積極參加各種課外科技活動(dòng)的學(xué)生人數(shù)有限、部分學(xué)生不知道如何開(kāi)展課外科技活動(dòng)、缺乏主動(dòng)性等等，這些問(wèn)題都是亟待解決的。

課外科技活動(dòng)參與的學(xué)生人數(shù)有限，單純地為了競(jìng)賽而組織的實(shí)踐活動(dòng)，由于受時(shí)間和名額等因素限制，難以在學(xué)生中廣泛地組織開(kāi)展，從而使受益學(xué)生的數(shù)量受到了限制。

三、教學(xué)研究思路

參與各種課外科技活動(dòng)的學(xué)生有興趣和熱情，但人數(shù)有限；參與課程設(shè)計(jì)的學(xué)生人數(shù)多，但積極性不高，過(guò)程不認(rèn)真，往往抄一份報(bào)告敷衍了事。因此，如何利用學(xué)校目前課外科技活動(dòng)開(kāi)展良好的氛圍，將科技活動(dòng)融入課程設(shè)計(jì)教學(xué)中，使科技活動(dòng)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，是主要的研究?jī)?nèi)容。

四、教學(xué)研究?jī)?nèi)容

結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，課題從以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究。

（一）課程設(shè)計(jì)題目研究

為達(dá)到課程設(shè)計(jì)的目的，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，課程設(shè)計(jì)的題目可借鑒課外科技活動(dòng)的主題，或參考具有生產(chǎn)實(shí)踐背景的工程實(shí)際項(xiàng)目，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)械原理課程課題講授內(nèi)容設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的題目，使課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容更貼近生活，從而提高學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的興趣。

譬如，借鑒第六屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的主題“教室用設(shè)備和教具的設(shè)計(jì)與制作”，提煉出“多功能黑板的設(shè)計(jì)”、“便攜式可調(diào)折疊桌椅的設(shè)計(jì)”、“自動(dòng)黑板擦的設(shè)計(jì)”等設(shè)計(jì)題目；借鑒第七屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的主題“錢(qián)幣的分類、清點(diǎn)、整理機(jī)械裝置；不同材質(zhì)、形狀和尺寸商品的包裝機(jī)械裝置；商品載運(yùn)及助力機(jī)械裝置”，提煉出“硬幣分揀器的設(shè)計(jì)”、“硬幣包裝機(jī)的設(shè)計(jì)”、“紙幣分類與計(jì)數(shù)裝置的設(shè)計(jì)”等設(shè)計(jì)題目。

（二）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容研究

課程設(shè)計(jì)內(nèi)容著重于機(jī)械方案的設(shè)計(jì)與選擇、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的分析與設(shè)計(jì)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)的分析與設(shè)計(jì)等三個(gè)方面，注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用ADAMS等軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，完成機(jī)器總體方案設(shè)計(jì)。由于將科技活動(dòng)融入課程設(shè)計(jì)教學(xué)，設(shè)計(jì)題目多樣化、生活化，[2]體現(xiàn)以學(xué)生為主的理念，擴(kuò)大學(xué)生的視野，使設(shè)計(jì)內(nèi)容改為與科技活動(dòng)相關(guān)的產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)的完整性、系統(tǒng)性和綜合性。

此外，課程設(shè)計(jì)增加查找文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)方案陳述與討論等環(huán)節(jié)，旨在鍛煉學(xué)生資料文獻(xiàn)綜述能力，提高學(xué)生表達(dá)能力，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作交流，使學(xué)生熟悉產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程和報(bào)告書(shū)寫(xiě)格式。以往筆者在指導(dǎo)學(xué)生科技活動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng)的第一項(xiàng)任務(wù)往往是調(diào)研，即通過(guò)查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析現(xiàn)有產(chǎn)品的現(xiàn)狀與技術(shù)特點(diǎn)，歸納出開(kāi)展科技活動(dòng)的技術(shù)線路、研究方法等等，這時(shí)學(xué)生往往不知所措，究其原因是目前教學(xué)模式往往忽略這一項(xiàng)內(nèi)容。

為了保證課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，筆者對(duì)課程設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了監(jiān)控，在相應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)安排了必要的教學(xué)活動(dòng)以及詳細(xì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，如表1所示。

（三）課程設(shè)計(jì)方法研究

近幾年指導(dǎo)學(xué)生科技活動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，幾乎每項(xiàng)科技活動(dòng)都需要應(yīng)用到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。以往課程設(shè)計(jì)結(jié)果往往停留在幾份圖紙和書(shū)面報(bào)告，學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)或機(jī)器是否可行不得而知，所以積極性不是很高。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真已輕而易舉，學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件的積極性普遍很高，且企業(yè)對(duì)應(yīng)聘者也有這方面的要求。因此，可在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。如引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用ADAMS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，[3，4]使學(xué)生的創(chuàng)新積極性得到提高。

五、結(jié)論

將機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)與學(xué)生科技活動(dòng)相結(jié)合，既豐富課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，增加課程設(shè)計(jì)的實(shí)用性和針對(duì)性，還可以激發(fā)學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)的興趣，吸引更多的學(xué)生積極投身于科技活動(dòng)，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力和溝通交際能力、以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)等。

經(jīng)過(guò)教學(xué)研究與實(shí)踐，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)效果得到改善，使學(xué)生能學(xué)以致用。近三年，學(xué)院學(xué)生積極參加各種課外科技活動(dòng)，取得了優(yōu)異成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

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