虛擬設計平臺下的機械設計教學方法范文
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摘要:通過分析傳統機械設計課程的教學現狀及教學效果，提出虛擬設計平臺引導機械設計教學的方法，使得機械設計的教學環節清晰明了，基于虛擬設計平臺并運用探討式的教學方法不僅可以激發學生學習興趣，還能提高學生的綜合能力。
關鍵詞:虛擬設計;機械設計;探討學習;自主學習
機械設計是工科類專業的必修課程之一，主要考察學生對前續課程機械制圖、零件測繪、機械原理、工程力學等基礎課程的綜合運用能力。需要學生具備較好的綜合分析能力和設計思維能力。然而傳統的機械設計課程大多是以教師為中心、以多媒體或教師板書的中心的單一教學活動，進而逐一對機械設計課程的各章節內容講解介紹，傳統的機械設計課程教學情況已經滿足不了現階段的教學需求，新的教學模式有待研發。
1機械設計教學現狀
1．1制圖知識不牢固
機械制圖課程大多數高校在大一第一學期開設，機械設計課程在大三階段開設，前者是學習機械設計時識圖和制圖的必要功底，在間斷一兩年后開設機械設計課程勢必對機械制圖知識有所淡忘，造成在傳統的教學過程中看減速器結構圖的時候大多數學生表示看不懂結構，對減速器的空間結構聯想不起來，不清楚每一個零件的作用是什么，造成上課吃力、課下更費力。
1．2拆裝減速器的作用不大
學生拆卸減速器的時候普遍存在對各個零部件的了解不夠透徹，比如定位銷的作用，軸承擋圈的作用，軸肩的作用等零部件的結構和設計工藝不明白，只知道拆卸和安裝，并未真正理解為何要這樣設計和安裝，對減速器的設計含義不夠理解，因此在看減速器的裝配圖時知其然不知其所以然。
1．3實踐知識匱乏
機械設計課程是一門跟實際生產設計結合度較高的課程，身處學校象牙塔的環境下對實際的機械工程零部件的結構、尺寸、裝配工藝和機械傳動過程等環節認識不清晰，傳統的板書課件教學達不到理想的教學效果，應該在教學環節中引入實際生產設計教學。針對上述現狀，虛擬設計平臺可以很好的解決上述問題，傳統的以教師為中心的教學方法正逐漸被以學生自主學習為中心的課堂討論教學方法所取代，虛擬設計教學平臺的研發主要是將機械制圖、零件測繪、機械原理、機械設計、計算機繪圖等課程進行融合，建立一系列的教學資源數據庫，其中包含前續課程的知識庫、機械設計相關的產品設計數據庫、實踐生產數據庫等內容。學生通過該平臺可以進行虛擬測繪、三維建模、二維出圖等操作，為學生提供一個虛擬操作的平臺，讓學生體驗機械設計師的工作。
2機械設計虛擬設計平臺的優點
2．1鞏固基礎，導入教學
機械設計課程教學過程中應適當讓學生復習鞏固機械制圖相關知識，虛擬設計平臺可以配置與之相關的機械制圖知識和零部件，供學生直觀的復習和鞏固相關知識點。學生通過自主操作虛擬平臺復習鞏固大一階段所學的圖樣表達畫法、零件圖、裝配圖以及虛擬測繪機械零部件等知識點。此外，虛擬測繪平臺還可以讓學生了解現階段的實際生產設計產品，展示設計工藝流程，配上相應的音頻解說，讓學生快速理解機械設計在實際生產設計中的作用和地位，這對機械設計課程教學的開展起了一個很好的引導作用。
2．2探討式自主學習
將機械設計課程內容結合實際生產部分進行虛擬演示和操作，進而讓學生分組探討、獨立思考減速器的結構原理、工作狀態，工藝結構設計的依據，教師作協助者和引導者負責答疑解惑，通過虛擬平臺展現實際生產設備的結構、生產流程、加工工藝等實踐環節，在了解熟悉實際生產設計的基礎上再去學習本課程會具有更好的學習效果和意義。
2．3虛擬實驗輔助教學
通過建立與課程相關的仿真實驗教學，改變傳統的口述講解，直觀透徹。例如建立機械零件疲勞強度的虛擬分析平臺，讓傳統的板書教學不再枯燥，通過虛擬平臺直觀清晰地讓學生觀察討論不同參數對零件疲勞強度的影響;此外，帶傳動的設計也可以通過虛擬設計平臺。通過對比觀察不同帶型、帶輪直徑、包角大小、中心距、帶的根數等參數的不同觀察對帶傳動設計結果的影響和變化情況。
3結論
傳統的以教師為中心的多媒體板書教學手段已經不能很好地激發學生學習興趣，并且學生普遍的學習效果較差。通過虛擬設計平臺的研發和應用可以有效地拓展學生的動手能力、觀察能力、創造能力和積極主動預習、復習的能力。此外。虛擬設計平臺可以幫助學生很好的理解實際生產設計過程中機械設計的應用環節，讓學生更好地理解知識的用途所在。因此，機械設計的課程教學值得引入虛擬設計平臺的研發和應用，將會更好地培養出滿足現代化設計和生產需求的人才。
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作者：肖欽蘭 陳俊 侯惠蘭 彭敏 單位：六盤水師范學院
