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1改革教學的探索與實踐
1.1合理規劃理論教學,精選教學內容根據山西師范大學的“3.5+0.5”的培養模式和食品科學與工程專業的培養目標,教師在掌握機械基礎教學大綱的前提下,明確教學目的、任務和要求,結合學生認知特點和生產實際,精選教材。教材選用魏兵主編的“十一五”國家級規劃教材《機械基礎》。該課程教學計劃安排51課時,課時少,內容廣,必須對教材內容進行優化。合理選擇教學內容,以“必需、夠用”為原則。精講基礎知識和基本設計方法,強化公式應用,弱化公式推導。工程力學主要講解理論力學和材料力學的基本概念、機械零件基本變形形式和強度計算,熟悉構件的受力分析和計算方法;互換性與技術測量重點講授極限與配合,緊密聯系實際;工程材料主要講解工程材料的種類、牌號、性能和應用,以金屬材料和塑料為主,結合食品行業的發展,增加食品行業當前采用的新材料、新技術和新工藝;機械設計部分包括常用機構、連接、機械傳動、軸系,這部分內容和后續課程及生產實際聯系密切,工程應用多,屬于課程的核心內容,機械傳動中的帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動突出基礎知識和設計方法,強化設計方法和公式應用;機械加工基礎以毛坯的制造工藝和切削加工方法為主要內容;液壓與氣壓傳動重點是液壓傳動的原理、組成和特點,常用液壓元件的功用及常用的液壓回路。介于課程學時少,結合課程的特點,部分教學內容采用自學加輔導或講座的方式,引導學生多途徑學習。
1.2多種教學方法結合機械基礎課程實踐性強,傳統的理論教學采用“填鴨式”的教學方法,教學過程中教師和學生之間缺乏互動,學生被動接受知識,學生感到枯燥乏味,不利于學生的學習。采用多種教學方法,激發學生學習積極性,變被動學習為主動學習。對于工程力學基礎、工程材料基礎知識、基本概念等采用講授式教學法。教學過程中教師要注意和學生的良好互動,避免注入式教學。機械設計中的常用機構、機械傳動、軸系難度大和實際聯系密切,采用討論式教學。理論知識講解前,選擇和生產實際常見的議題,在學生充分討論后,教師再講解,調動學生學習的積極性,避免了“教師教、學生被動學”的單一教學模式,達到事半功倍的效果。采用典型案例教學法,如以齒輪軸為典型案例,通過材料的選擇、結構設計、強度校核、公差與配合的選擇、機械加工工藝制定等環節,可以把工程力學、工程材料、互換性與技術測量、機械設計、機械加工的相關知識聯系在一起,架起了課程的橋梁,知識結構相互銜接,課程體系更加完善。
1.3采用多種教學手段提高教學效率機械基礎課程的研究內容比較抽象,相當一部分學生在學習時因缺乏空間想象力和工程設計而產生厭學情緒。課程學時少,內容多,采用現代教育技術方法,通過運用多種媒體,提高課堂效率,有效提高教學效果。講解平面連桿機構、機械傳動、金屬切削機床、輪系、液壓系統原理時,由于學生沒有實際生產經歷,缺乏相應的想象能力,采用動畫技術,生動形象,讓零部件運動起來,使抽象理論直觀化;講解連接、軸系、切削加工方法、液壓元件時,采用實物、幻燈片、圖片展示教學內容,生動形象,增加學生感性認識,拉近書本知識和生產實際的距離,加深學生對理論知識的理解,更好地突出教學重點和難點。
1.4增加綜合設計實驗教學內容課程的實驗課時為4學時,傳統的實驗為認知實驗,實驗設備是機械基礎陳列柜和模型,以演示講解為主,時間多集中安排在課程中期。改革后,開放實驗室,學生自主實驗,不占實驗課時,時間安排每個模塊的理論課講授之前,學生遞交實驗報告。通過認知實驗使學生建立機械零配件的結構、機械加工、液壓傳動系統的感性認識,對機械基礎知識有一個初步了解。增加綜合設計實驗內容。①軸系結構設計實驗。軸系結構是回轉機械的重要組成部分,軸系結構的性能決定機械的性能和壽命。軸系結構設計實踐性強,涉及內容多,靈活性大,是課程的重點和難點。通過拆卸、結構分析、裝配、調整、結構設計的全過程,學生掌握軸系設計的步驟和方法,培養學生的創新能力和工程實踐能力。②機械傳動方案的創新組合設計、分析實驗。傳動方案的設計是創新設計的主要內容,學生根據教師的要求,選擇傳動類型、自行設計傳動方案,根據設計方案自行組裝,以培養學生的綜合設計能力和動手能力。通過開設綜合設計實驗,在創新實驗的環節中,學生通過方案構思和改進、實驗操作和觀察,達到培養創新意識、創新設計能力。
1.5增加具有食品工程教育特色的實踐教學環節增加工程訓練,訓練時間安排在理論課開課后第6周。工程的本質是一種社會實踐,在科學的基礎上增加工程訓練的內容。學生知識面窄、面向工程實際不足,沒有足夠的工程訓練,現代工程設計思想、方法和綜合應用多方面的知識解決工程實際問題的能力不足。工程訓練中,學生學習金屬加工工藝知識,自己動手操作各種設備,使用多種量器具,增強動手能力,激發創新欲望,培養創新能力。增加課程設計,時間安排在理論課結束后進行。課程設計是實踐教學的重要環節,培養學生運用所學的知識分析和解決問題及獨立思考的能力。課程設計時間1周,工作量大、時間緊。采用接近工程實際的題目:一級減速器設計或小型食品加工機械等。每個學生的任務書各不相同,設計方案和設計思路完全由學生組織設計,充分發揮以學生為主的教學理念。學生基本具備機械傳動系統的設計計算、材料的選擇、會查閱資料,能夠正確使用國家標準,繪制工程圖的能力。通過課程設計鞏固所學知識,掌握機械方面的設計方法和步驟,培養學生工程意識、分析問題和解決問題的綜合能力。
1.6考核方式改革課程考核方式,實行教學全過程多次考核和考查,提高平時成績在總成績中的比例。理論考核采用閉卷考試,成績占課程成績的70%;實驗考核成績占課程成績的30%。細化實驗考核內容,從實驗準備、實驗過程、實驗效果、實驗報告多方面考核,注重實驗過程和創新能力的考核;工程訓練、課程設計單獨考核。
2結論
學生實踐動手能力、創新能力是人才培訓的薄弱環節。機械基礎是食品科學與工程專業知識結構中不可缺少的組成部分,通過該課程的教學改革,深化機械基礎理論教學與實踐教學,加強學生靈活掌握機械工程基礎知識、增強工程設計思想、工程試驗及設計實踐能力,使學生靈活運用機械基礎知識解決工程實際問題,啟迪學生創新思維,培養學生敢于創新和善于創新的意識和精神。
作者:衛吉良單位:山西師范大學工程學院