机械设计基础项目化教学研究

机械设计基础项目化教学研究

摘要:信息技术和移动终端设备的不断发展,给传统的教育方式带来挑战和机遇。在“互联网+教学”模式下,通过开发机械设计基础微信公众平台开展项目化教学,打破了机械设计基础课程课堂教学理论学时逐渐被压缩的窘境,学生通过自主学习、明确学习目标、及时巩固知识与练习,掌握了机械设计的基本知识和基本技能,增强了理论联系实际的主动性,培养了创新思维和创新意识。

关键词:微信平台;机械设计基础;项目化教学

一研究背景

互联网技术不断融于各个行业和领域,促使各行业和领域不断转型、升级和改造,标志着“互联网+”时代的到来[1]。信息技术和移动终端设备的不断发展,给人们生活带来便利的同时,也给传统的教育方式带来挑战和机遇。微信已发展成为人人都离不开的一种交流平台,尤其对于高校中的年青学生,这种交流和沟通方式更是被普遍接受和使用。微信公众平台为机构或个人提供文字、图片、语音、视频等形式的订阅服务,而微信群则成为某一特定群体交流和沟通的平台。在此过程中,高校多以微信公众平台作自身形象宣传,教师将微信公众平台或微信群应用于教学过程的还比较少。自媒体技术给高等教育带来了广阔的发展空间,这种形势下,教师应主动掌握微信公众平台使用技术并将之应用于教学实践,使之成为优秀的教学手段。机械设计基础课程作为大部分工科专业必修的专业技术基础课却面临课堂教学理论学时逐渐被压缩的窘境,如何在“互联网+教学”模式下,利用自媒体技术开发优秀的机械设计基础微信公众平台以吸引学生的自主学习成为当下值得研究的课题。

二机械设计基础微信公众平台的搭建

(一)注册微信公众平台

教师可以到微信公众平台的官网进行机械设计基础微信公众平台的注册,注册过程比较简单,只要如实填写账户基本信息,等待官网审核通过后就可以进行登陆,然后教师进入机械设计基础微信公众平台的后台,进行机械设计基础课程项目内容、学习目标、课后练习巩固与作业答疑、课后拓展知识与实践应用等内容的编辑与。

(二)建立“机械设计基础某某班”微信群

针对授课班级建立微信群,微信群交流已被高校大学生普遍接受和使用。在平时课堂授课过程中由于时间的限制,学生有问题不能全部及时与教师沟通,有的学生由于对教师存在畏惧心理不敢主动提问题,甚至有的学生提不出问题,这就造成教师不能及时了解学生的学习效果。微信群的建立解决了这一缺憾,打破时空限制,建立了教师和学生之间沟通的纽带。在校园wifi网络覆盖及手机流量支持下,让教师有机会实施因材施教。教师向学生公布微信群号,学生通过微信扫码或同学好友邀请等方式加入[2]。

三基于微信平台的机械设计基础项目化教学

(一)整合教学内容

基于微信学习平台的定位与功能,在机械设计基础微信公众平台上的内容应该具有小的模块化,使其项目化,通过浏览一个项目,能够完成一个较为完整的基本概念、基本原理、基本方法的学习或者是解决一个设计问题,从而使学生掌握一定的知识能力和分析、设计能力。因此,应该重新整合机械设计基础教学内容,使课程内容碎片化、细微化,从而实施项目化教学。例如在平面连杆机构设计一章,将内容分解为:连杆机构及其特点、铰链四杆机构基本类型、平面四杆机构的演化、铰链四杆机构设计结构条件—曲柄存在条件、铰链四杆机构的急回特性、铰链四杆机构设计动力条件—压力角和传动角、平面四杆机构的设计—满足预定运动规律要求、平面四杆机构的设计—满足预定位置要求、平面四杆机构的设计—满足预定轨迹要求等。项目的形式可以是文字、图片、语音、视频、动画,其具体可根据项目内容呈现不同的表现形式。其目的都是更好的再现或讲解机械设计基础的主要内容:一是机械中常用机构的结构组成、分类应用、工作原理、基本特性、设计方法;二是普通条件下一般参数通用零部件的设计理论、设计方法,包括工况分析、失效分析、确定设计准则、进行校核计算等。

(二)设置学生学习目标

机械设计基础课程的主要目标通过课程教学及实验环节培养学生能够熟悉常用机构的工作原理、运动特性,了解机械动力学的基本知识及机械运动方案的选择方法,掌握机构的分析和设计的基本方法,并能够设计简单机械系统及零部件。因此,实施项目化教学,教师就必须根据每一项目的内容设置学生通过学习要达到的知识和能力目标,也就是通过项目学习,学生能够解释一定的机械术语以及能够解决一个具体的问题。以微信平台教学项目,应以此为导向,让学生学习的全过程围绕着设定的学习目标进行,并以此来激发学生的学习兴趣。例如在连杆机构及其特点项目时,设定的学习目标是:掌握连杆机构的结构特点,能构解释什么是连杆机构,其与其它机构的区别是什么。再如在平面四杆机构的设计—满足预定运动规律要求项目时,设定的学习目标是:通过曲柄摇杆机构的设计,为解决连杆机构设计中的满足预定运动规律要求问题提供一定的设计思路和启发,明确设计过程中的制约条件,如结构条件、动力条件、运动连续性条件。

(三)课后练习巩固与作业答疑

课程目标及项目学习目标的达成,有赖于课后练习对知识的巩固及作业、大作业等对学习效果的检验,因此学生必须完成一定数量的课后练习、作业及大作业。教师利用微信群推送信息督促学生及时关注微信公众平台中更新的练习和作业信息,练习题一般是较典型例题,对学生解决问题可起到举一反三的示范作用;而作业题是要求学生必须完成的内容,学生需要在规定的时间内提交完成的作业结果,对逾期不交作业的学生进行通报。在收齐学生作业后教师公布作业答案,可以通过教师自判或学生互判的方式评定学生作业等级,作业结果在微信群公布。针对练习题和作业题学生可以随时进行提问,教师定期收集整理学生的提问情况,将其中具有代表性的问题整理出来,然后利用课堂时间进行集中讲解,当然也可以在微信群集中回复。

(四)课后拓展知识与实践应用

学生在通过项目学习在掌握基本知识、基本技能的同时,还应该能够灵活运用知识解决生产实践问题。因此,可通过设置“课后拓展知识与应用”来加强知识与实践之间的联系,以此拓宽学生的知识面,增强学生创新思维和创新意识。教师要引导学生完成课后拓展知识阅读报告,阅读报告要按照一定的格式要求来完成。另外,学生可以在微信群知识应用实例,其形式可以是文字、图片或视频,内容可以是自创的,也可以是转发他人的。如平面连杆机构一章中,学生转发的内容有窗户开启机构、订书器开盖机构、平面连杆机构在担架上的应用等等。通过这种形式,学生增强了理论联系实际的主动性,自觉进行机械知识构建,巩固了所学知识。

四结束语

在机械设计基础教学过程中,不仅要发挥教师的主导作用,还要体现学生的主体地位。机械设计基础微信公众平台和微信群的建立,符合当下“互联网+”和自媒体技术背景下自主学习的发展趋势。其不仅打破了机械设计基础课堂教学理论学时被压缩的窘境,更最大限度地丰富了学生学习的内容。通过开展项目化教学内容的学习,学生明确了学习目标,掌握了机械设计的基本知识和基本技能;通过课后练习和作业答疑解决了学习中存在的问题,使学习不留死角;同时通过课后拓展知识与实践应用,增强了学生理论联系实际的主动性,培养了创新思维和创新意识。当然,在微信学习平台实施过程中,为了到预期的教学目标,教师还应对学生的学习情况如学习时间、学习效果、学习作业等进行量化统计并及时将统计结果进行,这样在基于微信平台的机械设计基础项目化教学实施过程中才能收到事半功倍的教学效果。

参考文献

[1]刘悦.微信公众平台作为机械制图课堂延伸的初探[J].中国现代教育装备,2016,248(8):64-67.

[2]齐继阳,魏赛,唐文献,等.微信公众号在机械制造工艺学教学中的应用[J].大学教育,2018(2):77-79.

[3]徐丹.高职《机械设计基础》课程项目化教学改革探索[J].时代教育,2016(8):59.

[4]于克强,杨松华,宋胜伟.基于创新能力培养的机械设计基础教学设计改革与实践[J].教学研究.2017,40(3):82-86.

作者:陈国辉 于克强 宋胜伟 孙爱平 单位:黑龙江科技大学机械工程学院