《机械原理》和《机械设计》课程开设历史悠久,近一个世纪以来,两门课程始终作为全国各工科院校工程类专业主干技术基础课程。《现代机械原理与设计》课题组成员长期从事《机械原理》和《机械设计》课程的教学内容、课程体系与教学实践等方面的改革。近年来,随着我国机械学科的飞速发展,机械类专业人才培养实施宽口径化,课题组充分考虑21 世纪工程人才综合能力培养的高素质性需求,再次审视两门课程的教学体系、课程内容和教学方法,探究需要改革的问题,从整体和系统的角度将《机械原理》和《机械设计》课程的教学体系进行整合优化,打造这门《现代机械原理与设计》,并将先进的教育教学理念和教学方法引入各教学环节中来。
一、理论教学体系的整合与优化
降香黄檀树>蛋白糖基化将《机械原理》和《机械设计》的教学内容和教学环节进行重组、融合及整体优化,合并为《现代机械原理与设计》课程,学生不仅可以掌握一般机械产品设计所需的基本理论知识,还会经过产品规划、方案设计、技术开发、制造实施等环节的学习,对机械系统有一个整体 全面的认识。
1.课程目标:
《现代机械原理与设计》旨在培养学生的工程意识和创新精神;使学生对机械产品具有整体的概念和正确的设计思想;掌握机械系统设计的基础知识,初步具备一般机械方案设计和分析的能力;掌握常用机构及其传动的运动学设计和工作能力设计的基本知识,掌握通用零部件设计计算和选用的基本知识,初步具备一般通用机械的设计能力;培养学生运用机械设计相关标准及互联网信息技术的创新能力。 2.理论教学体系的构建:dingx
本着在有限的学时内,合理取舍课堂教学内容,《现代机械原理与设计》提出精、宽、新的授课原则:精——精选重点和难点的内容进行详解与指点,避免烦琐公式的推导和易于自学的内容占用过多的学时;宽——拓宽学生的知识面,注重工程应用,启发学生举一反三;新——注重机械学科发展、将机械学科的科研成果融入教学,让学生了解机械学科的新技术、新方法。所以《现代机械原理与设计》理论教学体系构建的基本思路有以下几点:
(1)以机械系统分析和综合设计能力的培养为主线,突出工程教育和创新精神的培养,并将这一思想贯穿课程始终。如将机构及其传动的设计均按照工作原理——运动设计——承载能力设计——结构设计的原则组织教学内容,以求培养学生对常用机构及其传动设计的整体概念。
(2)从整体设计思想出发,精简烦琐的公式推导及过时的工程方法,实现相关内容的融合贯通和整体优化。将机械设计的共性问题如机构的组成、运动学、动力学、零件的强度、机械的结构和摩擦学等基本理论进行整合,而在讲授具体机构及零部件设计计算时,针对具体机械的工况与技术要求,应用基本理论知识解决实际问题。香皂盒
(3)实现机械原理与机械设计课程教学内容的有机融合。
将《机械原理》中的机构自由度计算、机构运动分析计算、机构力分析计算、连杆机构、齿轮机构、凸轮机构,三大计算和三大机构这样的核心知识点贯穿到机械产品设计整个过程中,形成“设计基本理论”、“常用机构及其传动设计”、“通用零部件设计”和“机械系统设计”四大部分组成的全新的课程体系。这样才更有利于在相对较短的时间,高效率地传递大容量知识,实现学生对课程知识点的融会贯通,以便学生掌握消化吸收所学知识。
二、实践教学体系的构建煤矿井下防爆电机
实践教学体系由实验教学、机械实例分析与设计(大作业)、典型机械设计(课程设计)三部分组成。三个模块均以加强自学能力、研究能力、动手能力及工程意识与创新精神为培养目标。
1.虚拟样机和实物模型相结合的实验教学
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《现代机械原理与设计》在实验教学中利用计算机和网络技术与现代实验技术相结合,将ADAMS多体动力学软件应用于机械设计基础教学中,提高学生的学习兴趣。如在《连杆机构》一章,可以现场建立连杆机构的多体动力学模型,通过改变连杆的参数,分析连杆机构运动可执行性的条件。再如学生可以自主地运用ADAMS建立凸轮机构的虚拟样机模型,更直观地了解凸轮机构从动件的常用运动规律,通过动手添加ADAMS传感器,测量从动件的位移、速度和加速度,更容易理解“反转法”设计凸轮机构的过程,培养了学生设计凸轮廓线设计能力的同时增强求知欲望。此外,《现代机械原理与设计》还提供通过ADAMS建立常用机构的虚拟样机仿真模型后,进行运动学、动力学仿真分析的教学视频文件。在授
课中为学生提供各种机构的虚拟仿真演示系统,让学生在设计中可以将自己的创意施展出来,弥补实验教学设备的不足,增强学生的感性认识。