基于CDIO的应用型本科《机械原理》教学改革探索

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基于Ｃ ＤＩ Ｏ的 应 用 型 本 科 《 机 械原 理》 教 学 改 革 探 索
支新 涛
（ 滁州学院 机电学院 ， 安 徽 滁 州 ２ ３ ９ ０ ０ ０ ） 摘 要： 《 机械 原理》 是 机 械 专 业 重 要 的 基 础 课 程 和 主 干 课 程 ．建 立 与 应 用 型 本 科 人 才 培 养 方 案 和教 学体 系相 适应 的 《 机械原理》 课 程 教 学 内容 、 教 学 方 法 是 应 用 型 本 科 教 育 中 机 械 学科 建 设 的 一 项 重要 内容 本 文 结合 Ｃ Ｄ Ｉ Ｏ工程 理 念 进行 了 教 学改 革探 索 ， 旨在 为 同行 提 供 借 鉴 和 参 考 ， 强化 《 机械原理》 的教 学效 果 ． 为培 养应 用型 人 才提 供 方 法 。 关键词 ： 应用型 机 械 原 理 Ｃ Ｄ Ｉ Ｏ 工 程 理念 教 学改 革
１ ． 课 程 设 计 题 目 陈 旧
当前 很 多 高校 “ 机 械原 理课 程 设 计 ”选 题 主 要 是 对 减 速 器、 螺旋 千斤 顶 装 置 进 行 设 计 和 静 力 分 析 ， 并 在 此 基 础 上 确 定 校 核 计 算 和绘 制 图纸 。无 论 是 用 手 工 绘 制 图 纸 还 是 Ｃ Ａ Ｄ 软 件 绘 制 图纸 ，设 计 中 都要 无数 遍地 查 询 设 计 手 册 ．过 于 侧 重 理 论 ， 偏 重 以往 的 图表 公 式 ， 往 往参考上一届 的学生设计结果 ， 对 设 计 过 程 和 结果 一 知 半解 ， 学生称之为“ 瞎抄 ” ， 这 种 模 式 是 传 统 的高 等 教 育人 才 培 养模 式 。 在 历 史 上 曾发 挥 过 重 要 作 用 。 但是 ， 随 着 产业 结 构 的转 型 与 升 级 ， 对 应 用 型人 才需 求 越 来 越 多， 同 时 实 际要 求 也 越 来 越 高 。一 些 弊 端 随 之 凸显 ， 设。 本 课 程 主要 研 究 机 构 组 成 原理 、 机 构运 动 学 及 机器动力学等 ， 通 过 本 课 程 的学 习 ， 学 生 能 够 掌 握 机 构 学 和 机 器 动 力 学 的 基 本理 论 、 基本知识和基本技能 ， 并 初 步 具 有 机 构 分 析 和 设 计 机 构 的 能力 。 掌 握机 械原 理 的相 关 知 识 不 仅 对 培 养 学 生 的 工程 素质 和综 合 能 力具 有 重 要 作 用 ，而 且 在 整 个 机 械 类 应 用 型 人 才 培养 中 占据 重 要 地 位 。 二、 传 统 概 念 的 机 械原 理教 学 的 不 足 之处 机 械 原理 课 程 来 源 很 早 ， 并 且 教 学 方 法 在 逐渐 完善 ， 但 是 传 统 意 义 上 的 机械 原 理 教 学 具 有 不 足之 处 ｆ Ｉ ］ 。
机 械 原 理 在 应 用 型 本 科 中 的重 要 性 随 着 高 等 教 育 的 普 及 化 ．对 高 层 次 应用 型人 才需 要 逐 渐 增 加 ．应 用 型 本 科 教 育对 于 满 足 中 国 经 济社 会发 展起 到积 极 的促进作 用。应用型本科重在 “ 应用 ” 二字 ， 在 人 才 培 养 模 式 上． 应 用 型本 科 以适 应 社 会 需 要 为 目标 ， 以 培 养 技 术应 用 能力 为 主线 ， 涉及学 生的知识 、 能力 、 素质 结 构 和 培 养 方 案 ， 以“ 应 用” 为 主 旨和 特 征 构 建 课 程 体 系 ， 重 视 学 生 的 技 术 应 用 能 力 的 培养 。 为 生产 、 建设 、 管理 、 服 务 第 一 线 培 养 具 有 深 厚 学 科基 础 理 论 和 较 强 职 业 能力 的高 级 应 用 型 人 才 。 《 机 械 原理 》 是 应 用 型 本 科 院 校 机 械 专 业 的 一 门 重 要 的 专 业 基础 课 ．机 械 原 理 是 许 多 机 械 产 品 和 现 代 技 术 装 备 的 基 础
过程 与工 程 的 实 际加 工 过 程 相 对 应 ， 如表ｌ 所示 。 表１ 三 维 造 型 与 加工 工 序 对 应 表
三维 造 型步 骤 大 圆柱 体
长 方 形槽
“ 体” 的造型过程存在高 度一致 ， 三 维 造 型 的 过 程 演 示 能 帮 助 学 生 深 入 理 解 二 维 图 形操 作 的规 范 步 骤 。 三 维 造 型 软 件 画 图 过 程 是 以形 体 为 基 本 单 位 操 作 的 ， 画 图 过程 往 往 反 映 了形 体 的 形 成 过 程 ，能 帮 助 学 生 理 解 形 体 分 解 的过 程 和形 成 的过 程 。 比 如利 用 三 维 造 型 软 件 绘 制 组 合 体 ， 其 三 维 图形 的 画 图 步 骤 能 反 映 出该 立 体 的 形 成 过 程 。这 样 学 生 就 能 比较 容 易 地 理解 立体的形体分解方 法 ， 并 按 照 形 体 分 解 的步 骤 作 图 。 比 如 图１ 中 的 三 维 图 形 的作 图 步 骤 为 ： 先 画 大 圆柱 体 ， 再 画 长 方 形槽 ． 最后 ｉ 面 ｉ 圆孑 Ｌ 。学 生 通 过 三 维 造 型 的 步 骤 就 能 够 掌 握 该 立体的形成过程 ． 也就很 容易按照这一 过程进行 二维图形 的 绘制， 因 而 容 易 掌 握 工 程 制 图 中 的 重 要 作 图 方 法— — 形 体 分 析法。 ３ ． 将Ｐ ｒ ０ Ｅ三 维模 型 导入 多媒 体课 件 。 结 合 我 校 卓 越 工 程 师 计 划 的 教 学 内容 改革 ． 在 现 有 多 媒 体课 件的基础 上 ， 引入 “ 体” 的 三 维 造 型及 其 仿 真 加 工 ， 加 深 学生对 “ 体” 与“ 图” 的形 成 过 程 的 理 解 ， 培 养 学 生 的 工 程 实 践 意 识 和 相 应 的 制 图技 能 。利 用 三 维 造 型 的 形 象 特 点 ，弱 化 “ 图” 的抽 象 性 ， 培 养 学 生 的 学 习 兴趣 ， 提 高 教 学 效 率 。尝 试 将 三 维 造 型 用 于 工 程 制 图 教 学 中 ，利 用 Ｐ ｒ ｏ Ｅ 软 件 实 现 三 维 造 型 及仿 真加 工过程 ， 帮助 学生理 解造型 过程 和加工过 程 ， 提 高 学 生 的学 习兴 趣 和 接 受 效 率 ． 从 而 大 大 增 强 本 门 课 程 的教 学 效果 。 ４ ． 通 过 三 维 造 型 及 其 仿 真 加 工 实现 “ 体” 的加 工与 “ 图” 的