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互换性实验报告大全11篇

时间:2022-03-24 12:39:22

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇互换性实验报告范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

互换性实验报告

篇(1)

读者张亚琦

张亚琦读者:

瑜伽起源于古印度,是一个通过提升意识,帮助练习者充分发挥潜能的哲学体系及其指导下的运动体系,是一种使身体、心灵与精神达到和谐统一的运动形式。现在国内很多人在选择练瑜伽时,首先考虑的是减肥、美容或增高。这种急功近利的心态,与古老的瑜伽精神是背道而驰的。

人体的每一个关节都有自己的活动范围,长期超过这一范围的高强度活动往往会给关节带来近期或远期的损害。如果急于求成、强度过大或者难度过高,有可能导致运动损伤,如肌肉韧带拉伤、半月板损伤、关节炎症、神经痛等都是常见的瑜伽病。

身高受许多因素的影响,归纳起来不外乎遗传与环境两大方面。其中遗传对身高的影响最大,可占到70%左右。环境因素则包括营养、睡眠、运动、疾病和环境污染等诸多方面。以静力拉伸为主的瑜伽运动有增高作用的说法缺乏科学依据,只能作为一种运动方式促进青少年的身高发育;也就是说,瑜伽和跑步、体操、踢球等运动的作用是一样的。然而,骨骼和软组织正处于发育阶段的儿童练瑜伽,又有很大的受伤风险,而且可能对骨骼的发育造成不良影响。如瑜伽中有一种姿势是骆驼式,即弯腰后仰,双手撑地。若过度练此动作,容易引起椎管后方的椎板和韧带损伤,严重者还可能损伤脊髓,医学上称为过伸性损伤。再比如,练瑜伽拉筋能增强腰骨和关节的柔韧性,有一定好处,但儿童的骨骼正处于发育阶段,练习不当更容易造成损伤并留下后遗症。总的来说,不建议儿童练瑜伽。

医生鲁俊仁

假性高血压是什么病?

医生诊断我患有假性高血压,还说这是一种真实的病,不是假的,把我给搞糊涂了。请问,假性高血压究竟是什么病,日常生活中应注意些什么?

读者高明军

高明军读者:

所谓假性高血压,指的是在静息状态下动脉收缩压和(或)舒张压增高,常伴有脂肪和糖代谢紊乱以及心、脑、肾和视网膜等器官功能性或器质性改变。假性高血压主要分为以下5种:

临界高血压也称为边缘性高血压或高正常血压。世界卫生组织把高血压的标准确定为140/90毫米汞柱,临界高血压的标准为:收缩压130~139毫米汞柱,舒张压85~89毫米汞柱。虽然临界高血压不属于高血压范围,但其中有20%可能会发展为高血压。

高原性高血压凡在海拔较低地区时血压正常,而到海拔3000米以上高原时,血压持续升高超过140/90毫米汞柱,并且伴有高血压症状,排除其他原因,才算是高原性高血压。它的发病原因主要是缺氧。

波动性高血压波动性高血压是指患者血压常变动在正常血压、临界高血压以及高血压之间。由于血压具有波动性,一次很难准确地测出患者的血压水平,有必要重复检测。

潜在性高血压有一些患者,在受到某种刺激或应激负荷时血压增高,超过正常范围,称之为潜在性高血压病。潜在性高血压是降压机制功能不全或升压机制功能亢进造成的。

白大衣现象有些患者见了医生就紧张,当医生示意要测量血压时,患者的血压即刻升高,但在离开医生后血压即恢复正常,这就叫高血压的白大衣现象。医学界认为,这是患者对测量血压的条件反射,多见于抽象思维能力较强者或年轻临界高血压患者。可能是交感神经活动增强和副交感神经活动受抑制之故。

假性高血压患者日常生活应注意以下10个方面:

1.不宜长时间伏案工作,以免大脑过于紧张,血压升高;

2.早晨醒来不应立即下床,应先仰卧片刻,活动一下头颈部和上肢,以适应起床时的变化;

3.切忌屏气用力排便,以免引发脑出血;

4.早餐宜清淡,如一杯牛奶或豆浆、一个鸡蛋、一片面包;

5.晚餐宜少,以七成饱为宜,不要只吃干饭,应配些汤类或粥类;

6.坚持晨练,量力而行,不宜剧烈活动,轻度的活动有利于缓解动脉的紧张;

7.温水洗澡,过热、过凉的水都会刺激皮肤的感觉器官,引起血管舒缩,从而影响血压;

8.午餐后稍活动,然后小睡一会儿,以半小时至一小时为宜;

9.尽量不要挤公交车,步行、骑自行车等宽松出行方式有助于稳定血压;

10.饮食应少盐、少油,应避免暴饮暴食。

医生陶永军

寻常型鱼鳞病是怎样遗传的?

上周,我一岁半的儿子被查出患有寻常型鱼鳞病。医生说,这是一种遗传性皮肤病。我和孩子的爸爸都没有这种病,我记得已过世两年的父亲好像患有皮肤病,却不知道是不是这一种。请问,寻常型鱼鳞病是怎么遗传的?

读者杨珲

杨珲读者:

鱼鳞病是一种以皮肤干燥伴有鱼鳞状鳞屑为特征的遗传性皮肤病。由于遗传方式、形态学和组织学上的不同,该病临床有多种分型,其中最常见和多发的是寻常型鱼鳞病。其主要临床特点是:出生时皮肤外观正常,出生数月后发病,此后随年龄的增长病情逐渐加重,皮肤干燥,皮面出现细薄的片状鳞屑,皮损以四肢伸侧为重,尤以小腿明显,同时伴有掌跖角化增厚,手背、上臂、股外侧皮肤增厚,有时还伴有指(趾)甲变脆、毛发稀疏等。一般患者在1~4岁时症状已经较明显。皮损在冬季寒冷干燥季节加重,在潮湿温暖的夏季减轻。部分患者成年后皮损可逐渐减轻。患者常有家族遗传史,自幼发病持续终生。中医称为“蛇身”、“蛇皮”,民间旧称“鱼鳞癣”。

寻常型鱼鳞病主要有两种遗传方式:第一,常染色体显性遗传。主要遗传特点是:患者双亲中至少有一人患病,每代人均有发病,发病几率为50%,每代人中男女发病率相等。第二,性联遗传,也称X-联锁遗传。主要遗传特点是:几乎全是男性发病,女性仅携带基因,发病者极少。男性患者不会将该基因遗传给儿子,却将该基因遗传给所有的女儿,而女儿的儿子有一半机会接受该基因而出现症状。根据你所提供的有限信息来判断,你儿子的寻常型鱼鳞病可能遗传自他的姥爷,而你是该基因的携带者。

医生龙聚泉

如何预防亚硝酸盐中毒?

一段时间以来,关于亚硝酸盐中毒事件的报道频频见诸报端。我们的日常食物安全吗?这个问题令人担忧。请问,亚硝酸盐究竟是什么物质?存在于哪些食物中?如何预防亚硝酸盐中毒?

读者门向阳

门向阳读者:

亚硝酸盐是广泛存在于自然环境中的化学物质,特别是在食物中,如粮食、蔬菜、肉类和鱼类都含有一定量的亚硝酸盐。亚硝酸盐俗称工业用盐,是一种白色或微黄色结晶,有的为颗粒状粉末,无臭,味微咸涩,易潮解,易溶于水。除用于染料生产和某些有机合成、金属表面处理等工业外,在食品生产中亦用做食品着色剂和防腐剂。

大剂量的亚硝酸盐能够引起高铁血红蛋白症,导致组织缺氧,还可使血管扩张血压降低,造成亚硝酸盐的急性中毒。人体摄入0.2~0.5克亚硝酸盐即可引起中毒,3克可致死。长期摄入低剂量的亚硝酸盐有致癌、致畸的可能。

亚硝酸盐中毒潜伏期短,短则数十分钟,长不过1~3个小时。症状以紫绀为主,皮肤黏膜、口唇、指甲下最明显,并有头痛、头晕、心率加快、恶心、呕吐、腹痛、腹泻、烦躁不安等症状。严重者心律不齐、昏迷或惊厥,甚至死于呼吸衰竭。

日常生活预防亚硝酸盐中毒,主要是到正规商业网点购买食盐,不要食用来历不明的盐类物质。另外,要严把入口关,做到“五不吃”:不吃腐烂变质的食物,不吃隔夜菜和变味的剩饭剩菜,不吃在冰箱放置过久的食品,不吃劣质熟食品,特别是外观鲜红的肉制品,不吃腌制时间不足9天的腌菜。

医生李爱民

我妊娠9周,呕吐得很厉害。尽管这是正常现象,但让我非常痛苦。请问,在不伤害胎儿的前提下,怎样缓解孕吐呢?

读者颜仕仪

颜仕仪读者:

孕吐是妊娠过程中的正常现象,大约3/4的孕妇会在某个阶段出现程度不同的孕吐症状。完全避免孕吐症状的出现是很困难的,但是可以采取措施控制恶心和呕吐的严重程度。这里有10个办法,供你参考:

1.不强迫自己。生活中,尽量避免可能让你觉得恶心的食物或气味。如果觉得吃什么都恶心,不要着急,吃那些能提起你胃口的东西,不要过于追求营养,多少吃进去一点,总比吃下很多高营养的东西但又全吐出来强得多。

2.吃冷食。试着吃些凉的或室温状态下的食物,因为这些食物的气味没有热的食物那么强烈。

3.枕边吃零食。在床头放点饼干等小零食,早上醒来时可以先吃上几口,然后休息20~30分钟再起床。如果你半夜醒来感到恶心,也可以吃一点来缓解。

4.少食多餐。少食多餐或随时吃点零食,一刻都不要让自己的胃空着,因为空腹是最容易引起恶心的。如果有胃口,多吃一些富含蛋白质的清淡食物,有助于抑制恶心。

5.避免吃高脂肪食物。高脂肪的食物需要更长的时间才能消化,油腻、辛辣、酸味和油炸的食物更会刺激已经变得脆弱的消化系统。

6.小口喝水。尽管喝水对预防脱水非常重要,但也不要一口气猛喝,把胃胀满,因为这样你的胃里就盛不下其他防吐食物了。如果吐得很频繁,可以尝试饮用含有葡萄糖、盐、钾的运动饮料,补充流失的电解质。

7.避免空腹服用孕期维生素。孕期维生素应该在吃东西时,或晚上入睡前服用。如果脆弱的消化系统已经很难承受含铁较多的维生素,可以要求医生更换含铁较少的孕期维生素。

8.试试含姜的食物。研究显示,姜能够让孕妇感觉胃舒服一些。把生姜切碎,用热水冲泡,就是一杯姜茶,很方便。另外,姜糖也是不错的选择。

9.戴穴位腕带。在药店里可以买到一种预防晕船的棉质腕带,对预防孕吐同样管用。另一种像手表那样的电子腕带也不错,它是用微弱的电流刺激相应的穴位,起到止吐作用。微弱的电流刺激对孕妇无害。

10.服用维生素B6。在医生的指导下服用维生素B6,可以缓解孕吐,但不可擅自增加剂量。

如果上述办法对你都不起作用,建议请医生给你开一些孕期可以安全服用的止吐药。

医生魏浩

我真的是“白虎星”吗?

我今年21岁,却始终没有长。为此,我都不敢跟女伴们一起去洗澡。除了不长,我也没有什么其他症状。听人说,没有的女子是“白虎星”,是“克夫”之相。请问,我是得了什么病吗?有办法治疗吗?

读者小李

小李读者:

一般情况下,人进入青春期以后,随着生殖器官的发育成熟,便会出现、腋毛等第二性征。女性开始生长的年龄,约为12岁左右,通常出现在发育之后。

生理学研究表明,有无,的多少,可因家庭、种族等不同而不同,既与遗传有关,也与某种因素导致的毛发异常分布有关。稀少甚至无多数属生理现象,如身体无其他内分泌器官或性器官病变,只不过是在青春期发育过程中,由于生长受体不健全,使生长不正常,完全无损于身体健康,也不妨碍性生活。对于稀少或无的女性来说,只要无内分泌疾病,体格、生殖器官、及月经都正常,就不必为此烦恼。

但是,稀少、无也可能是疾病引起的,如脱纳氏综合征、单纯性腺发育不全等内分泌疾病,以及毛囊病变等局部病变。建议你去医院接受检查,排查这些疾病。

至于“白虎克夫”之说,纯属无稽之谈,没有丝毫科学依据。现代女性何必在意这些封建迷信的说法?

医生赵奇峰

包皮过长有哪些危害?

做婚检时,医生说我的包皮过长,建议我去医院做环切手术,否则会给自己埋下诸多隐患,也会给未来的妻子带去各种各样的伤害。我很害怕,也有些怀疑,这么多年来不是好好的吗?请问,包皮过长有哪些危害,环切手术有危险吗?

读者孔青

孔青读者:

包皮是指头外面包着的内外两层皮肤。进入青春期后,的发育极为迅速。发育成熟的应是体粗壮,头部膨大,全部,包皮延至体上,只是在下方借系带与连着。如果包皮过长,就会覆盖,但仍可翻露。如果包皮口狭窄或包皮与头粘连,使不能翻露,则为包茎。

包皮过长对身体极为有害。首先,包皮过长,包皮下就会堆积豆腐渣样的包皮垢,容易导致细菌感染,引起头包皮炎。炎症性粘连可影响包皮松动,形成继发性包茎,甚至导致尿道外口狭窄。其次,头包皮炎反复发作是诱发癌的重要因素。我国癌的发病率相当高,约占男性泌尿生殖系统肿瘤的一半。而癌患者90%以上包皮过长,且发病年龄比大多数癌症早,甚至在20岁以前。由于包皮过长相当普遍,不少人缺乏生理卫生知识,不注意经常翻开包皮清洗,更增加了癌的发病率。

篇(2)

中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)05(b)-0210-02

《互换性与技术测量》是普通学校机械类和近机类的一门专业基础课,该门课程理论性强,实验占比大。在该门课程的实验教学中,普遍有学生反馈这门课程枯涩难懂,实验操作性强,测量数据往往也是实验后根据样本的基本尺寸估摸填写,没有遵从测量的真实性原则,因而实验效果差,部分学生做完实验后数据不会处理,不能真正意义上的理解互换性和测量技术的实验目的,无法达到实验预期效果。在往届的毕业学生调查中也发现学生对这门课程的知识点掌握不够牢固,在刚开始工作时运用互换性的理论和标准从事相关的设计与分析工作心有余而力不足。说明目前的理论教学与实验教学还存在一些问题,需要进行相关改革。

1 目前实验教学项目及教学方式

1.1 实验教学项目

目前该校该门课程开设的实验项目有如下5个:实验一,孔轴公差配合认识及基本技术测量;实验二,用立式光学计测量轴径;实验三,用合象水平仪测量直线度误差;实验四,表面粗糙度测量;实验五,齿轮测量。实验一和实验二主要是让学生初步认识和学会使用几种常用的机械式量仪,通过立式光学计对光滑圆柱体的轴径进行测量,掌握测量基本知识,加深孔轴公差与配合的理解,并学会随机误差处理的方法。实验三是合象水平仪测量直线度误差,目的让学生掌握合象水平仪在测量直线度误差上的使用方法及数据处理,从而加深对直线度误差定义的理解。实验四是表面粗糙度的测量,该实验主要让学生了解表面粗糙度的主要术语、表面粗糙度评定参数及其标注,学习用表面粗糙度测量仪TR100来测量实验样件。实验五齿轮测量的项目只做齿轮中单个齿厚偏差的测量实验,实验方法是用齿厚游标卡尺测量齿轮样件的齿厚偏差,确定并计算样件齿厚的实际上下偏差Esn,以此判断样件齿厚的合格性。由此可见,该门课程的实验内容较多又分散,需要整合优化。

1.2 现有实验教学方式

目前该院《互换性与测量技术》课程大纲是32学时,实验占用6个学时,教学规模一个班约80人左右。每次实验前由任课老师将学生按班级分成4大组,每大组安排2个学时一次实验,学生按自己所在组的课余时间去上实验课。实验前教师先讲解本次实验内容、实验过程、操作仪器方法以及如何处理数据等步骤,然后根据现有实验设备台数再将来上课的实验人数分成4~5人为一小组,然后开始实验。学生按照老师给出的步骤和方法按部就班的进行操作,一人测量或操作仪器,另外的学生记录或复制数据,整个过程中部分学生不清不楚的机械式操作,也没有提出质疑和为什么这么做的想法,完全处于被动地位,学生的积极性和主动性受到一定的制约,实验教学所应有的作用和功能没有得到发挥,影响学生对理论知识的认识和理解,不利于学生创造性思维能力和创新精神的培养。需要对现有的教学方式进行改革,利用实验教学来促进和完善理论课教学,以巩固和深化课堂教学效果,深化教学层次。

2 实验教学改革

互换性与技术测量课程在近机类专业中占有举足轻重的地位,是后续其他专业课如机械原理、机械设计、工程材料等课程的基础,实验教学应当引起足够重视。为此针对该课程目前尚存的一些问题,对现有的实验教学内容、实验方法进行了改革探讨,在提高实验教学质量,培养学生实践应用能力上是一项有意义的工作。

2.1 课程实验内容改革

高等学校的实验多是利用学生课余时间来完成,一门课程5个实验,整体上分散冗杂,不利于资源整合,也占用学生课余时间较多。互换性与技术测量的实验一、二,实验三、四,这四个实验在实验室设备有5台套的条件下1学时基本可以完成,因而课程大纲中的5个实验可以整合为3个,实验一二合并改为孔轴配合及其测量,实验三四合并为直线度误差和粗糙度测量,实验三仍为齿轮齿厚测量。这样3项实验项目用时6学时,即能提高教师上课讲解的充实度,也能充分督促学生利用实验时间完成饱满的实验内容。

2.2 实验方法改革

前面讲述到互换性实验课教学一般以四五名学生为一组,这种分组法导致只有一两位同学实际操作了仪器,其他同学在教师不监督的情况下基本不动手或在旁边玩手机,坐享其成,最终同组交上来的实验报告几乎雷同,每位同学的实际动手时间大缩水,实验仪器的利用率也降低。改革的做法是实验时教师将学生分组后采用并行实验方法,一半学生做实验一;另一半学生做实验二,二者互不干扰,下次实验时间再相互调换实验内容,为保证每位学生都亲自动手测量,必须要求实验数据不能雷同,因为实验测量误差产生的原因有多种,测量器具不同,样件不同,还有人为误差,每位同学测出来的最终结果肯定不完全一致。实验结束后还有必要引а生对彼此的实验数据进行分析探讨,调动了学生探究、质疑的积极性,提高课堂满意度。

2.3 有机结合,提高创新

实验教学改革的目的是让学生从被动接受知识到主动去探索实践,激发创新精神,培养具有独立思考和分析处理数据的能力。目前高校开设的实验课多为验证性实验,实验时教师指定某种实验方式,学生照着指导书按部就班去验证实验结果对与错,很少去思考为什么这样做,能不能换个方式做。长此以往学生的思维都被固化,遇到问题时难以发散思维,也很难有自己的独立见解,这种教学模式培养出来的学生都很死板。因而在现有的实验教学模式上应结合实际情况进行大胆创新。在验证性实验的基础上再设置一些创新性实验,可让学生自由发挥。学生在不偏离课程设置的实验主旨的情况下,根据实验室现有的仪器设备和样件自行确定实验内容、实验方法。教师再辅以一定的指导,引导学生探索未知,运用已学知识去解决问题。在这种教学模式下的激发训练下,学生的创新意识提高、解决复杂问题的能力也得到了锻炼。

3 结语

为提高该门课程的实验教学质量,提升学生的实验技能,使学生牢固掌握互换性的基本技术测量,本文对该门课程的实验内容及实践教学模式设置的合理性进行了一定的探讨,并针对现有的实验教学模式中存在的若干问题提出改革方案,为更好的适应普通高等院校的实践教学做出一定的参考,使学生在课堂上学到的理论知识得到全面深化和巩固,为实践技能的提升起到良好的促进作用,有望让学生积极参与我国机械制造业的发展和创新。

参考文献

[1] 谢文涓.《互换性与测量技术》实验教学改革的探讨[J].实验科学与技术,2013,11(2):111-113.

篇(3)

互换性与技术测量课程是机械类各专业学生必修的一门专业技术基础课,具有覆盖领域较广、概念术语多、符号多,理论性、实践性和实用性强等特点,课程的内容设置与国家标准紧密相关,特色也十分鲜明,是机械设计、工艺与制造等课程必不可少的基础。在教学中,实验教学是其重要的组成部分。它对学生巩固课堂知识、机械零、部件几何参数的精度设计的基本技能起着显著的作用。为提高课程教学效果,必须精心安排课程实验,以培养“能在基层一线胜任某个岗位工作、能够在工程现场解决具体问题的应用型人才”为宗旨,为此机械专业学生无论在后续专业课程学习过程中还是在今后实际工作中,都会接触到公差配合、互换性与检测方面的知识。这就要求该课程在整个教学过程中不仅要强调理论知识点的重要性,而且还要注重实际工程能力和综合能力的培养。据此,我们将文立足教学、结合实践提出构建多位一体的课程实验教学方法研究,对本课程的实验教学改革提出几点设想。

一、目前实验教学存在的问题

1、实验方法程式化

以往的每一个实验都有固定的实验指导书。指导书详细介绍实验的目的、内容、方法及步骤; 实验所需的仪器、原理以及实验报告的格式等。实验所需的仪器和设备也均由实验教师事先准备好,学生只需按照规定的测量方法测量就是了,最后得出结论,对所有的学生都是统一的时间要求和内容,没有重视学生的基础个性差异和兴趣,导致学生不重视实验,实验中出现问题完全依赖实验教师帮助解决,学生完全处于完成实验的被动状态,有些学生甚至等待其他同学作完实验后,照抄实验数据及最后测量结果,完全缺少独立思考和发挥潜力的空间这样完全不利于发挥学生积极性和主动性,更不利于学生的实践能力和创新精神的培养,更谈不上应用性人才的培养。为此,本项目对实验教学方法做了改革探讨,拟采用“比较”式实验教学法。

2、实验手段与生产实践有较大偏离

目前,形位与位置公差实验室所开设的实验项目多是一些比较常规仪器进行测量,但随着计算机技术与信息技术的发展,一些新型的、测量精度较高的测量设备与仪器被广泛地应用在企业生产中,且操作简便,因此现在的教学手段出现落后于生产实践的现象。为此,本项目对实验教学手段做了改革探讨,从机电一体化公差测量设备的测量原理出发,增设人机交互的CAT测量平台,让学生们可以较快的得到测量结果,也便于同传统实验数据计算结果相验证;同时,根据资源条件可以适当增设先进测量设备的实验教学项目,从而有效地增加学生对于实验内容的兴趣,增强学生的主动性,有效地提高实验教学的效果。

3、实验内容偏重“实验化”

目前学生进行实验主要是跟据实验指导书的操作步骤作简单的重复,学生对实验对像的工程应用背景及项目要求都不是十分明确,只是为了做实验而“做实验”,处于被动状态,为此,本项目对实验内容进行改革探讨。首先,介绍被测对像的工程应用环境,为学生提供一些典型机械零件的图纸和实物,要求判断零件的合格性,实验内容与工程实际一致。尤其是引入企业测量项目,充公调动学生的主动性,激发学生的兴趣与爱好,培养学生的创新能力,提高学生的职业能力。

综上,目前的实验教学存在着许多的不足之处,对构建“基本技能”、“专项能力”、“综合运用”不同训练层次的“测量技术”实验体系有着严重的影响,为此选择以传统实践教学环节为基础,以开放实验、兴趣小组为补充,以企业创新实践项目为激励的“多维一体”实践教学模式作为实验教学改革目标,着力在实验方法、手段和内容等方面上进行优化与改进,使实验内容尽可能与工程实际要求相一致,争取做到课堂与岗位的零距离,以提高学生的职业能力。

二、构建多位一体的实验教学模式的路径

多位一体的实验教学体现在课程教环节突出学习重点的基础之上,实验环节强调动手实践、专周环节提升综合能力、对比环节力主创新思维与方法,从多角度、多方位在有限的时间内完成本科教育的培养目标,使学生掌握有关几何量公差与测量技术方面的基本知识、基本理论和精度设计基本技能。

1、采用“比较”式实验教学

实验课教学可以采用两种方式进行, 一种是以教师讲解示范为主,该部分实验学生不必动手操,以让学生了解实验设备特点、功能及测量过程为目的;一种是以学生独立实验为主,该方式也是目前多数高校采用的一种实验教学方式。而“比较”式实验教学是在后者实验教学方式上进行创新,以求在比较短的时间内,用较少的实验项目达到相同的目的。改革的思路是:由学生被动学习变为主动学习,激发学生创造性思维,开拓意识等。在传统实验的基础上引入比较式实验, 并对此实验进行有益的探索和实践,寻求相同零件的最优性价比的测量方法。技术实施路线:对一个典型的企业产品,采用课程内的传授仪器与方法可实现测量结果1;同时,实验室内可提供多套解决方案,分别测量出测量结果2、结果3等,多组结果相互验证,寻找差别,并分析可能的成因,增强学生参与实验的兴趣和主动性。

2、引入先进的CAT的可视化公差测量平台,充分利用先进的机电一体化测量设备与仪器,实现手段的多样化

综合性、专业性实验属于应用性实验,是针对实验技能的全面训练,相关专业知识的综合应用。通过较复杂的实验问题,来开阔思路、增长科学知识,从而提高学生科学的思维能力。通过利用MATLAB软件平台,结合国家标准对各种形位公差项目及其它相关项目的测量原理与计算公式,在MATLAB中实现人机交互界面,由程序自动进行处理 ,最后,可以数据形式输出测量结果,也可用图形显示,从而实现公差项目的CAT测量;另外,可将我校现有一些比较先进的测量设备列入现有实验教学中,如三坐标测量机、关节臂式测量机、XR20表面粗糙度仪等,这些设备在汽车、航空工业及 数控加工中的应用已越来越广泛。因此,为了培养学生能适应21世纪对人才的需要和我国经济建设的需要,让学生了解、熟悉高精度的技术和设备,建议增设该设备的相关实验内容。

3、通过开设专周环节,引入企业产品开发项目,激发学生的兴趣与主观能动性

企业项目具有实用性强、经济性高、测量精度要求较高等特点,且具有较大的自主发挥空间,能力较好的学生可在完成传统实验的基础上,开设这样一个综合设计与测量的环节,在此过程中学生的自主性得以充分发挥,且极易调动大部分学生的积极性。但企业产品开发从产品的方案设计、结构设计到精度设计包含项目较广,如果项目选择不恰当,很难具有代表性且容易打击很多学生的好奇心,因此应结合课程教学的重点知识选择产品精度设计环节。学校选择了校办企业生产的ZW-512武夷台钻的主轴箱的产品精度设计作为专周环节,该产品具有典型的代表性。在设计完成后,学生可进入实验室对企业生产的一批产品进行实际检测、选择与装配,根据结果评价在精度设计过程需要改进或修正的环节。

而要构建这一教学模式,还需要以下条件作为保障。一是采用多媒体教学方式,尽可能多地收集国内外新的信息并提供给学生,用以拓宽学生的知识面,帮助他们提高理解能力。二是建立完善的考核制度。针对当前学生不重视实验课教学的普遍现象,要制定专门的考核制度,严格考勤。三是完善的实验设备是教学的重要保障仪器设备是实验教学的重要工具,是提高实验水平的手段,因此拥有一定数量和先进的实验仪器设备是实验室进行实验教学必备的物质基础。

三、结语

本文总结了互换性与技术测量实验教学存在的不足并提出了多位一体的改革措施,通过两年的实施, 根据后续专业教师的反映,在工艺设计和装备设计等环节比往届有明显进步。总之,企业和社会越来越重视学生的实际动手能力、知识综合运用能力和创新能力,为此学校在机械专业人才培养过程中应加强和重视互换性与技术测量实践与实验教学环节。

【参考文献】

[1] 彭丽.互换性与技术测量课程实验教学探索[J] .实验科学与技术, 2010.8(3) 108-111.

[2] 黄玲, 朱定见.“互换性与技术测量”课程实验教学方法的探讨[J] .机械管理开发,2008. 23(4)154-155.

篇(4)

培养高层次的技术应用型人才、创新型人才是目前我校人才培养的主要模式,也是本课程教学改革的指导思想,《互换性原理与测量》是机械类、机电类、仪器仪表类、材料成型等专业必修的一门实践性很强的专业技术基础课。其主要任务是使学生掌握公差与配合相关基本理论、了解标准化的生产思想、掌握精度测量的基本方法;能够看懂图纸中技术要求并对给定的零件进行精度设计。本课程的知识与贯穿于机械产品的设计、生产、使用、维修整个生命周期,是学生学习后继专业课程的基础,是联系设计类课程和工艺类课程的纽带,更是学生毕业后从事专业技术工作的基础。我校围绕应用型人才培养这一目标对该课程进行了一系列教学改革。

1传统教学中存在的问题

互换性原理与测量作为机械专业的一门专业技术基础课,该课程开设在大一下学期,学习本课程之前学生只学过《机械制图》《机械工程材料》两门专业课,因此学生专业知识薄弱,对机械专业术语接触相对较少,对教材中提到的很多概念、术语似懂非懂立理解不够深刻;另外,该课程符号多,概念多,传统填鸭式教学模式下,学生学习兴趣不高,积极主动性及自主学习能力较差,导致学生对知识的掌握不够牢固。在教学内容上,传统教学重点讲解基本理论知识包括尺寸的公差、几何公差、粗糙度、尺寸链等内容,对于具体零件的精度设计及检测往往讲的很少甚至不讲,这将导致学生在后期的机械设计课程设计、机床夹具课程设计、毕业设计中零件精度设计时对互换性原理与测量知识的运用能力明显较弱,甚至无法将所学知识进行熟练运用。本课程总学时一般为32学时,实验教学环节仅有4学时,设置尺寸的测量、几何公差及粗糙度检测两个实验环节,由于学时有限,学生对实验器材的结构原理,操作方法,数据处理等都不够熟悉,实验课上学生就像走马观花,看实验老师演示完后自己对实验仪器、操作方法、理论与实验的联系仍然糊里糊涂,对实验的内容稍作修改,让学生自己完成都很困难。因此学生的实践动手能力不够,难以适应以后的工作需求。传统的对课程的考核往往采取期末考试定成绩的方式,这种方式下考试内容多重理论轻应用,学生为了取得高分通常是死记硬背,忽略了对知识的应用。且因考试设置在期末,对于试卷中反馈的问题教师往往也不能及时对学生进行辅导及纠正。可见这种考核模式不利于应用型人才的培养。上述教学中存在的问题明显不符合我校应用型人才培养模式,因此如何提高学生对知识的运用能力、提高学生的实践动手能力、提高学生的学习兴趣是本次教学改革的重点。

2教学改革的措施

针对以上问题,我院从教学内容、教学手段、教学评价体系等多方面入手积极进行教学改革,探索出了一套适合我校学生的教学模式。

2.1教学内容以工作需求为导向

为适应人才培养目标,提高学生对知识的运用能力,在教学内容设计上充分考虑学生以后工作需要精选教学内容,将其划分为三个模块:模块一:基本理论知识,包括尺寸的公差及检测、几何公差与检测、表面粗糙度及其检测。模块二:典型零件精度设计与精度检测,内容包括齿轮、螺纹、轴承、键连接等零件的精度设计方法与精度检测方法。模块三:机械零件测绘与精度设计综合实训,该环节需学生综合运用所学机械制图及互换性原理与测量的知识对给定零件进行测绘及精度设计。在学时分配上,模块一:16学时,模块二:8学时,模块三:8学时。实验环节不再占据理论课时,实行开发性实验管理。通过教学内容的调整,有效改善了学生对知识理解不深刻,对知识运用能力差的问题。

2.2产品零件进课堂,理论实践一体化教学

针对上述提到的学生对教材中的概念术语似懂非懂的问题,我校在教学改革中充分利用现有教具模型、并从工厂搜集一些机械零件,包括齿轮,轴承,轴,箱体,端盖,螺纹,减速器,齿轮油泵等,上课时将零件带到课堂,并在讲解理论过程中及时与这些实物结合进行举例,将理论与实践有效结合,提高学生学习兴趣的同时加深学生对知识的理解程度。例如,讲解“孔和轴”的概念时,先给出基本概念并作出解释,后可以将轴承、齿轮、带轮等模型让学生观察,将“孔”的概念与轴承内圈、齿轮孔、带轮孔、键槽等实物结合起来,将“轴”的概念与轴承外圈、传动轴、键等实物结合起来。这样使得概念不再空洞,难以理解。学生既掌握了基本知识,又对典型的零件结构多了一份认识,很好地解决了学生对知识理解不深刻的问题。

2.3强调学生的主体地位,充分调动学生的学习积极性

在课堂上只有让学生的思想充分活跃起来,才能最大限度地发挥学生的主观能动性。针对不同的教学模块采取不同教学方法,包括启发式教学,任务驱动式教学、案例式教学、小组讨论方式教学。例如,讲解尺寸公差的选用,几何公差的选用,粗糙度的选用等章节时可采取小组讨论式教学方式。教师先给学生介绍选用公差的基本原则,并举例说明,之后可将学生进行分组,每个小组分一个零件,让同学针对具体零件进行讨论,要求明确零件的结构、工作原理、材料等常识,后讨论如何选用尺寸公差、几何公差及粗糙度。并规定每一小组推荐一名代表对讨论结果进行阐述。最后由老师点评、总结。在这个过程中,学生真正参与了,对理论知识的理解及运用都是一个很好的提升。

2.4建立开放式教学体系,让学生在学中做、做中学

为提高学生实践动手能力,我校对公差与测量实验室进行了充分的开发利用,并实现开放式管理,开发了十几项开放性实验,实验清单中既包括孔的尺寸测量、轴的尺寸测量、各种几何公差的测量,表面粗糙度的测量等基本的测量项目,也包括综合性测量项目,对于给定的零件按照图纸要求检测其尺寸、几何公差、粗糙度,并作出合格性判断。实验清单中的所有项目与理论课紧密结合,例如,理论课讲完尺寸公差与检测,学生课后可到实验室学习该部分相关的实验项目,在理论课讲到典型零件的精度设计及精度测量时,学生课后可到实验室学习综合性实验测量项目。实验教学不仅要完成使用仪器的训练,而且要培养学生分析处理实际问题的能力、学到有关量仪工作原理和读数原理方面的知识,养成严谨的科学态度,要全面完成这些任务实验应该:(1)要有真实性;(2)要有代表性;(3)要利用实验机会联系实际,使学生掌握仪器的工作原理和读数原理。每一实验操作前要求学生参考实验指导书,自己学习相关实验设备名称、结构、原理、使用注意事项、实验操作步骤、方法,进入实验室后先对学生前期准备知识进行考核,考核通过后才能进行相应的实验操作,操作过程中遇到问题由实验老师及时给予指导,实验完成后,要求提交实验报告的内容中需要有本次实验的详细记录,包括实验设备、实验步骤、零件图并在图中标注所测量的尺寸公差、几何公差、粗糙度等项目。开放性实验室的建立,改变了以往老师演示学生观察的实验课模式,学生的实践动手能力也得到了很好的提高。

2.5综合实训强化教学效果

在课程最后一个模块设置机械零件精度设计与综合实训环节,要求学生对给定的具体零件分析其工作原理,使用要求,对零件进行测绘并对关键位置进行精度设计,最终以零件的三视图并标注尺寸公差、几何公差、表面粗糙度及热处理方式等具体技术要求的形式提交大作业,这一过程将所学理论知识与实践紧密结合,并将机械制图、互换性、机械工程材料的知识有效结合在一起,让学生体会到各门课程之间不是孤立的。该环节的实施让学生对知识的综合运用能力进行了有效的锻炼,在后期的课程设计及毕业设计中对本课程知识的运用能力有了明显提升。

2.6建立合理的教学评价体系

在本次教改过程中,打破过去单一的考核模式,建立多元化考核方式,实行理论与实践双向考核,理论考核又分为阶段性考核、课堂现场考核、期末考核等方式。实践考核包括开放性实验动手能力考核,综合实训考核等。每次考核内容教师都要严格把关,对考核中发现的问题,也可以在后期的教学中给予及时的指导及训练。在理论与实践的双重考核下,改变了以往应试教育的弊端,让学生更加重视实践动手能力训练。

3结论

互换性原理与测量作为一门重要的技术基础课程,在教改中有效地提高了学生对知识的运用能力、培养了学生的实践动手能力、提高了学生的学习积极性,让学生在以后的工作中能够熟练运用所学知识,符合应用型人才培养的目标,另外在教学改革过程中,也存在一定问题,后期改革的方向如下:3.1师资队伍建设问题由于教师多年在高校承担理论教学工作与实践生产存在明显脱节,随着社会的进步,生产的发展,教师所教授的理论与实践紧密结合就需要教师了解生产发展前沿,在以后的教改中,应注重教师队伍的培养,利用假期让教师多参加生产实践。3.2教材建设问题针对教学内容的调整,传统的教材不再符合教学要求,因此编写适合我校学生使用的理论与实践结合的教材迫在眉睫。

4致谢

能够取得以上教学改革的成效,是我们机械基础教学团队各位老师共同努力的结果,在此对在教改中付出辛苦汗水的各位同事表示感谢。

参考文献:

[1]贾鑫.浅谈如何提高课堂教学效果[J].河南农业,2009,(5):41-49.

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Research on teaching reform of mechanical basic course system in colleges and universities

Liu Huiling, Li Ling

Central south university of forestry and technology, Changsha, 410004, China

Abstract: In this paper, constructing mechanical basic course system; analyzing the teaching reform mode of innovation as the core, ability as a main line, reality as the starting point; researching the teaching content, teaching methods and assessment mode of the theory and practical courses.

Key words: mechanical basic course system; teaching reform; innovation

我校机械类专业包括机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、热能与动力工程、交通运输、物流工程,专业基础课程主要有机械制图、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、机械工程材料、机械基础实验及课程设计。机械制图主要培养学生的空间想象力,绘图以及读图能力;机械原理与机械设计主要培养学生掌握基础设计知识并具有创新设计的能力;互换性与技术测量主要培养学生具有机械零件加工精度的基础知识和具备机械零件几何参数检测的基本能力;机械工程材料主要培养学生合理使用和选择工程材料及成形工艺的能力;机械基础实验及课程设计主要培养学生的实践能力、综合应用能力、研究能力和创新能力。

在“宽口径,厚基础”的教育背景下,我校十分重视基础课程的教学与实践工作,但是由于概念抽象又具有较强实践性,师生普遍反映机械基础课程教师不好教、学生不好学。其实,机械制图、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、机械工程材料、机械基础实验及课程设计是前后衔接、贯穿全程的课程体系,共同成为机械专业课程的基石。

1上好绪论课,激发学生的学习兴趣

陶行知先生说:“盖治学以兴趣为主。兴趣愈多,则从事弥力,从事弥力,则成效愈著”。兴趣是最好的老师。绪论课是整个课程的开始,也是激发学生学习兴趣的重要环节,应充分利用学生对新开设课程的新鲜感和好奇心,着重从学生在生活实践中接触到的实际物体入手,让学生感受到学习内容的具体性与实践性。笔者在长期教学实践中摸索出几种行之有效的激发学生学习兴趣的方法:(1)播放视频展示机械领域的高科技产品,如加工中心、机器人等,用通俗、易懂的语言掀开高科技产品“神秘”的面纱,并暗示学生只要愿意投入到学习中来,将来就会成为这些产品的设计师。(2)案例教学法,比如制作多功能椅子,第一,我们要进行市场调研,确定椅子的功能和规格;第二,根据机械原理与机械设计课程确定实现椅子功能所需要的传动机构,根据机械工程材料课程确定椅子各个部位的材料,根据机械制图课程绘制装配图和零件图,根据互换性与技术测量课程确定椅子在制造过程中的技术要求;第三,根据图纸加工各个零件,装配、调试到产品合格。通过这样的例子,学生能够了解到即将学习的课程在实际生产中的用途,从而激发他们的学习热情。(3)绪论结束时,布置一些题目要学生课后思考。随后在讲解相关教学内容时,给学生一一解答,并与他们讨论,直到课程结束,所有解答全部完成,让学生切身感受到学有所用。例如在机械制图绪论课结束时,笔者布置了4种不同类型和结构的零件要学生思考如何绘制零件图,同时布置了4张零件图和1张装配图要学生思考如何读懂工程图。在整门课程教学过程中,有效激发了学生的学习兴趣和热情,并调动了课堂气氛,大家在轻松的氛围中完成了教与学的过程。

2精简教学内容,构建机械基础课程体系

机械专业的基础课程涉及范围广、教学内容多、课时数相对少,这就要求我们必须合理选择教学内容。第一,要明确课程的教学对象是机械类专业学生,以培养具有创新精神和实践能力的机械工程师为目的,有些太深奥的理论可以选择性地讲解,比如机械制图中的旋转法、机械工程材料中金属学方面的晶体结构理论等。第二,应不断更新课程的知识结构体系,删除当今工程技术所摒弃的理论和方法,着重介绍现代设计方法和检测手段。第三,严格根据课程教学大纲制定教学日历,严格根据教学日历备好每节课的教学内容,每节课都是由已知知识推导出待学知识,确保整个教学内容是由浅入深、循序渐进的知识体系。

其实,机械制图、机械原理、机械设计、互换性与技术测量、机械工程材料课程是相互联系、密不可分的整体,共同组成机械基础课程体系。在授课过程中,不仅要注意某一门课程的完整性,还要注意本门课程与前面课程之间的衔接,让学生自然过渡到本门课程的学习中来。比如,圆柱齿轮减速箱可以作为几门基础课程之间联系的桥梁,机械制图课程教授学生如何绘制减速箱的装配图以及各个零件的零件图;机械原理课程教授学生减速箱的工作原理、如何选择合理的传动比以及确定齿轮的规格;机械设计课程教授学生如何选择减速箱的连接装置、密封装置、装置以及如何确定各个零件的结构与大小;机械工程材料教授学生如何恰当选择各个零件的材料;互换性与技术测量教授学生如何正确提出零件的技术要求。在每门课程的绪论部分,我们都可以把减速箱作为一个引子引出本门课程的教学内容,由于学生从机械制图课程开始就对减速箱比较熟悉,所以在随后几门课程的学习中更能激发学生的学习兴趣,让他们认识到每学一门课程都是在完善自己的知识结构,所有课程构成了前后衔接、贯穿全学程的课程体系。

3教学方法和教学手段多样化

由于机械基础课程实践性较强,所以在理论教学课堂上学生会觉得枯燥乏味,因此在教学过程中应采取灵活多样的教学方法,彻底改变“注入式”教育,让教与学有机地结合起来,充分调动学生的积极性,启发学生思考,培养学生的自学能力和创新能力。课堂上可采用启发、讨论等教学方法,让教与学互动起来。比如在机械制图课程中讲授读装配图时,先给学生一定时间读图,然后提出问题让学生思考并作答,再针对难点重点讲解;在机械设计课程中讲授带传动张紧、安装和防护时,让大家一起讨论都有哪些方式,使学生主动地参与到授课中,形成互动。另外,针对理论性较强的内容,可结合一些生产、生活实际,使教学内容尽可能贴近实际应用。

机械基础课程的研究内容一般比较抽象,相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程实际知识而产生厌学情绪。利用现代教学手段, 积极开展多媒体教学,充分利用图片、实物来增强教学效果,充分发挥网络和电视录像的辅助教学作用。如通过多媒体动画课件和图片让学生直观地看清材料的内部组织结构和形态,或播放生产和生活中的应用录像,如齿轮的加工过程,表面粗糙度的检测过程等,变抽象为形象,增加学生感性认识。这样可将不易讲清,学生难以理解,实验中又看不到的现象直观而形象地展示出来。合理运用多媒体教学手段,能够增强课堂教学趣味性,增加课堂教学的知识容量,拓宽学生的思维空间,有效提高课堂教学效果。

4重视实践课程,培养学生创新能力

机械基础实验及课程设计主要培养学生的实践能力、综合应用能力、研究能力和创新能力。倡导以学生为主体的教学理念,改变以往以教师为中心的教学模式。在实验过程中,教师主要介绍实验背景、原理以及解决问题常用的方法和手段,主要精力放在引导、监督和检查学生的实验过程上。实验方案的选择、具体的实验步骤由学生完成,确保学生在教学活动中的主体地位。增加综合性实验,培养学生的创新能力。认知实验和验证性实验只能告诉学生结果,实验教师要积极引导学生多思考,从实验现象中认识本质,每门课程结束后,应用本课程的相关知识设计综合性实验。比如在机械设计的实验中,除了满足基本实验外,可开设轴系结构设计与分析实验、螺栓连接综合实验、机械传动性能综合测试实验、机构创新设计实验,同时鼓励学生提出新理论、新方法,培养学生的创新能力。

5建立与课程相适应的考核模式

考试一方面可以考查学生对本课程学习内容的掌握程度,另一方面可检验教师的教学效果。考核方式多种多样,不同的课程应根据课程特点选择与之相匹配的考核方式。目前,机械基础课程一般采用以笔试为主的闭卷考核方式,以常见的填空题、选择题、判断题、简答题等题型对学生进行考核,这种“一卷定成绩”的做法不仅不能从真正意义上综合评价学生的综合素质和技能水平,反而容易使学生死记硬背走入应试教育的误区。试卷不能成为衡量学生学习成绩的唯一标准,学生最终成绩可由3部分组成:试卷成绩、实验成绩和平时成绩。试卷成绩占60%,由期末考试笔试获得;实验成绩占20%,由实验教师根据学生做实验的情况以及实验报告给予评分;平时成绩占20%,由任课教师根据学生平时作业、课堂表现以及考勤等给予评定。这种考核方式贯穿整个教学过程,较全面地考核了学生的理论知识和实践能力。

6结束语

机械基础课程是机械专业课程的基石,应依据学生不同的学习阶段和学习特点,从低年级到高年级形成一个循序渐进,由单一到综合,贯穿全程的纵向课程体系。同时,坚持以创新为核心,以能力培养为主线,以贴近实际为切入点,激发学生的学习兴趣,注重各门理论课程和实验实践课程的教学内容、教学方法、教学手段、考核模式的改革,全面提高基础课程的教学质量。当然,教学改革是一项非常艰巨而漫长的工作,我们需要投入大量的精力,不断完善,才能达到预期的效果。

参考文献

[1] 雷声,吴跃波.工程材料与成形技术基础课程教学改革初探[J].合肥师范学院学报,2010,28(3):61~63

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二、以学科竞赛为主线的教学流程规划

在机械设计课程群的建设中,除将课程群内的6门课程进行内容整合和重组外,同时针对新形势下的人才培养目标,将学科竞赛的主线贯穿课程群教学的全过程。机械设计课程群以学科竞赛的创新设计项目作为教学的载体,按项目实施的需要合理安排教学内容。在课程教学的初期向学生布置设计题目(结合老师的科研课题的设计选题或按教学内容选定的常规选题),或学生结合大学生创新训练和机械创新大赛自主提出设计意向,在课程的教学过程中有意识地结合设计题目进行授课、实验和布置课外作业,随着机械原理课程的结束,学生完成产品的原理设计;随着机械设计和互换性与工程测量等课程的结束,学生完成机械产品的初步设计。当课程群的教学任务完成后,结合各类学科竞赛,指导老师联合指导学生在初步设计的基础上,采用计算机辅助设计方法对产品进行力学性能分析和运动仿真,根据分析结果修改设计,绘出工程图。在通过设计评价后进行产品的制作,完成产品样机的制作。

三、教学模式的改革

在课程群的教学模式改革中,以学生为主体,通过学科竞赛和新颖的课程设计引导学生从被动学习向主动学习转变,即通过具体的事件引导学生加强知识和能力的培养,强调课堂教学与课外学习相结合,引导学生主动发现问题、分析问题和解决问题。如在每届机械创新大赛前让学生围绕大赛主题自主提出项目申请,充分发挥学生的想象力和积极性,真正做到百花齐放。在此基础上进行项目的第一轮筛选。对第一轮入选的项目进行可行性论证,引导学生自己提出问题、分析问题并提出解决问题的方法。然后进行第二轮筛选,筛选通过的项目才能进入学校的申报。在课程群教学模式上结合课程设计和学科竞赛进行了系列改革尝试,包括教学组织形式的创新,即教学过程相互衔接,设计过程联合指导,设计成果统一评定。在课堂教学中,根据机械设计课程群的特点,立足工程的观念组织课堂教学内容。受课时限制,不可能将机械设计中的所有内容都在课堂中讲解,而是结合课程设计和学科竞赛进行学习,如机械设计中的机械创新及系统设计部分则根据具体的选题,学生在老师的指导下进行具体机构的系统创新设计,由此加强对机械系统的认识。在机械设计课程群的实验设置中,优化了原有的实验项目,创建了机械传动综合实验,学生可以根据所学的机构,自主进行实验设计,搭建各种各样的机构,完成相应的设计功能,并撰写实验报告,以加强学生创新实验的能力,增强动手能力。同时结合各类学科竞赛等科技创新活动激发学生参加创新实践的积极性。机械原理课程设计主要是锻炼学生运用所学知识进行综合设计的能力,在课程设计中不再是一个班的学生做某种机构的设计、绘图,而是精选出多种实际机构,让学生根据自己的兴趣完成某个机构的原理设计。机械设计课程设计主要锻炼学生运用所学的机械原理、机械设计、互换性与工程测量等知识进行综合设计的能力,主要经历方案选择、传动能力计算、结构设计等过程。在课程设计过程中老师通过讲课、答疑等多种方式进行指导,设计完成后通过答辩让学生清楚地了解自己的设计是否合理、还存在哪些问题,以避免在以后的设计过程中出现类似的错误。

四、课程群考核模式的改革及协同创新体系的构建

机械设计课程群的课程考核以试卷、设计报告、成果答辩相结合的形式开展。学生成绩考评特别注重在各类学科竞赛中的创新价值,提高创新性在考评成绩中的比例,以及获奖学生在保研中的比例,大大提高了学生的自主创新意识及设计兴趣。在综合分析高校创新人才培养现状的基础上,结合自身专业特色和机械设计课程群的建设,机电工程学院于2011年成立大学生创新基地,并派有多年教学管理经验的管理人员负责基地管理,该基地在组织学生参与创新活动上做了很多努力,形成了一整套完善的创新活动管理模式。

(1)构建学科竞赛的整合机制。机电工程学院历来高度重视对学生创新能力和实践能力的培养,积极引导和支持学生大胆创新,重视和鼓励学生参加各类学科竞赛。在学院领导和老师的大力支持下,在2011年专门筹措资金、配备场地与师资、添置设备仪器,成立了大学生机械创新基地,负责学院学生创新活动的指导和课外科技创新比赛的筹备、申报及指导工作,培养与引导大学生自主进行方案设计、原型样机选材、组装与实验室调试验证。

(2)学生团队的组织形式。创新基地成立了4支大学生创新团队,专注于创新训练和创新竞赛,有各自完善的团队管理机制,是创新项目的载体,也是人才培养的主要组织形式。学生开展招聘会,自主选拔优秀人才,以高年级带低年级的方式进行项目的申报及实施,以便在各类学科竞赛中充分发挥集体优势。同时团队采用考核制和淘汰制,定期引进新鲜血液,以保证团队的生命力和成员的积极性。团队“以老带新”的培养模式避免了创新人才的脱节。

(3)教师团队的构建。创新基地根据教师的研究方向,采取自愿的原则建立了一支强大的指导教师团队。教师的悉心指导是团队和项目顺利发展的强大推动力。部分教师将科研项目引入大学生的培养过程,这种方式激发了大学生对科研与创新的兴趣,培养了学生发现问题和解决问题的能力。

(4)创新基地的管理不断完善。创新基地从活动场地管理、物品借还管理、经费管理、项目实施管理、基地成员管理及合同管理6个方面确立了完善的管理制度,为基地的运营提供了良好的基础条件。创新基地的管理执行者由基地志愿者完成,志愿者分为宣传组、事务组和技术组。技术组负责自主创新等项目的初审,事务组负责日常事务的处理、活动的组织和人事的协调,宣传组负责创新团队、创新成果和创新基地的宣传以及基地网站的管理。3个组的良好分工是创新基地良好运行的有力支撑。

(5)创新实践训练。针对不同学生,基地相应地开展不同的创新活动。对于普通学生,主要开展优秀学子交流会、创新意识和创新能力培训会、团队招聘会、创新成果展示等活动;对于团队成员或赛事经选拔后的成员,基地会组织开展专业技能培训会、模拟答辩、优秀研究生交流会等,并组织参与校企合作的创新大赛。全方位的创新活动能够有效、循序渐进地培养和提高学生的创新意识和创新能力。(6)创新训练成果。自2011年成立以来,机电创新基地经过3年多的探索引起了广泛的关注,并取得了骄人的成绩:3年来基地收集学生自主创新项目申报200余项,全国大学生创新训练项目100余项,覆盖人数近1100人次,约占本院45%的本科学生;2011—2013年自主创新和国家创新训练计划总立项资金达100万元;2013—2014年自主创新团队项目和个人项目立项14项,班级项目立项4项,总覆盖人数达238人次。

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)18-0262-03

一、立式光学计结构及工作原理[1]

立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学测量仪。用量块作为长度基准,按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。图1为立式光学计外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器,其光学系统如图2(b)所示。照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上,再经直角棱镜2、物镜3、照射到反射镜4上,由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上,故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束。若反射镜4经物镜3之间相互平行,则反射光线折回到焦平面,刻度尺像7与刻度尺8对称。若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α图2(a),则反射光线相对于入射光线偏转2α角度,从而使刻度尺像7产生位移t图2

由此说明,当测杆移动0.001mm时,在目镜中可见到0.96mm的位移量。

二、实验测量步骤及实验过程误差分析[2]

结合学生利用立式光学计测量工件的实际情况,针对整个测量过程中从实验操作到数据处理,全面分析各种误差产生的原因并加以改进,以提高测量准确度。

(一)实验测量步骤

实验过程主要包括仪器调零、误差测量及数据处理3部分。

1.根据被测工件的基本尺寸组合量块。

2.测头的选择:测头有球形、平面形和刀口形三种,根据被测工件表面的几何形状来选择,使测头与被测表面尽量满足点接触。所以,测量平面或圆柱面工件时,选用球形测头。测量球面工件时,选用平面形测头。测量小于10mm的圆柱面工件时,选用刀口形测头。

3.调整仪器零位。

(1)参看实验图1,选好量块组后,将测量面置于工作台11的中央,并使测头10对准上测量面中央。

(2)粗调节:松开支臂紧固螺钉4,转动调节螺母2,使支臂3缓慢下降,直到测头与量块上测量面轻微接触。并能在视场中看到刻度尺影像时,将螺钉4锁紧。

(3)细调节:松开紧固螺钉8,转动调节凸轮7。直至在目镜中观察到刻度尺影像与μ指示线接近为止[实验图3(a)]。然后拧紧螺钉8。

(4)微调节:转动刻度尺微调螺钉6[实验图2(b)],使刻度尺的零线影像与μ指示线重合[实验图3(b)],然后压下测头提升杠杆数次,检查零位稳定性。

(5)将测头抬起,取下量块。

4.测量工件:将被测工件放在工作台上,按实验规定的部位(在三个横截面上的两个相互垂直的径向位置上)进行测量,把测量结果填入实验报告。

5.判断工件的适用性。

(二)实验过程误差分析[3][4]

实际教学中发现,在未将刻度尺的零线与指示线调节到重合的情况下,一些学生就急于进行测量,导致实验结果误差较大;还有一些学生在调零结束后未抬起测头而直接将量块抽走,对测头以及量块表面造成磨损,影响后续实验。仪器调零、偏差测量及数据处理这3个环节,学生在实验过程中所出现的问题,究其原因,除与学生自身学习基础、学习能力有关外,如何教会学生做实验、进行数据处理等对解决学生出现的问题具有至关重要的作用。为此,针对实际教学中所出现的问题,采取以下策略,以最大限度地教会学生如何进行正确实验操作及数据处理。在调零过程中,传统的教学方法是老师先讲,然后学生操作,事实证明,学生在实际操作中,难以进行完整、正确的操作。因此,将学生分组并指定组长,每组都配有实验仪器,老师先简单讲述实验原理,接下来让学生跟着自己的演示一起进行相关操作,此时,老师要重点强调每步操作中学生容易出现问题和不良操作的地方。一遍完成之后,每组组内轮流操作,尽量让每个学生都有操作的机会,同时,一人在操作时,其他人也可以监督、学习,大家共同来纠正他人操作中存在的问题,老师也进行相应辅导,使绝大部分学生能独立完成仪器调零。测量过程的教学方法和调零过程类似,老师对工件的实际偏差测量进行演示、讲解,并重点指出测量时应该注意的事项,重点问题,重点演示,着重强调。同时,要求每组代表跟着自己一起操作,完成之后组内学生轮流操作,老师在巡查辅导时,及时发现问题,及时解决,努力教会学生正确进行实验操作。不能老师讲完所有实验原理、操作步骤后,学生再进行操作、测量,实践证明,这样的教学方式收效甚微。因此,在教与学的过程中,老师、学生必须同步进行,扎扎实实一步一步完成教学任务。数据处理是对实验测得的数据进行分析、整理并最终得出实验结论的重要环节,实际教学中发现,学生对数据处理方法及所用原理的理解有一定困难,因此老师应针对实际情况,逐步验算实验数据及演示处理过程,并跟踪查看学生实验处理结果,遇到问题及时辅导;也可按组进行,组内相互讨论,纠正各自数据处理过程中存在的问题,组长将最终实验结果、结论提交给老师批阅。对于学生数据处理结果精度低的问题,应针对不同学生的作图结果,找出导致产生较大误差的原因,如描点粗糙、取点数值误差大等等,有针对性地纠正,以使学生获得准确的实验结果。

三、结束语

应用立式光学计测量尺寸误差是机械类专业《互换性与测量技术》课程中重要的实验项目。结合实验教学情况,本文介绍实验测量步骤并简要分析了实验过程中每个环节学生容易出现的问题,并进一步探究出现这些问题的原因及提出应对策略,提高教学针对性,提升实验教学效果,以使学生的实践能力在一定程度上得到提高。

参考文献:

[1]扬昌义.极限配合与技术测量基础[M].中国劳动社会保障出版社,2007.

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中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)20-0130-03

现代高等工程教育注重学生工程实践能力和创新能力的培养,根据社会需求,南阳理工学院将培养目标确定为:培养具有创新意识、创新能力和实践能力的高素质应用型人才。在该目标的指导下,南阳理工学院积极探索应用型人才的培养模式,与企业开展深度交流合作,先后开办“三荣班”“恒发班”“汇森班”以及现在的“宇通班”等。

通过几年的校企合作实践以及追踪毕业生就业质量,发现存在一些问题,诸如毕业生岗位适应慢、工程实践能力较弱、缺乏创新精神及团队合作能力等。如何将现代高等工程教育的实践性、技术性及应用性在课程教学中体现出来?工科大学生的工程素质如何培养?大学毕业生如何尽快适应企业岗位?这是课程教改所面临的课题[1-2]。

1 传感器课程实验教学现状

传感器与测试技术作为南阳理工学院测控技术与仪器专业的主干核心课程,主要介绍常用传感器如电阻式、电容式、电感式、光电式、电磁式等典型传感器的测量原理、基本结构、使用特点及在工业生产中的应用。课程内容涉及机械学、物理学、力学、电子学、化学等多学科知识,理论性较强;同时要求学生具有综合利用本课程基本知识和技能分析、解决工程实际问题的能力,实践性也较强。

为了获得较好的教学效果,实现校企合作人才培养的教学目标,必须进行实验教学,使学生不仅对所学传感器的理论知识加以巩固,更应通过实验教学掌握生产过程中各种典型机械量的测量方法,并能最终将理论应用于工程实践中,以实现学校与企业的“无缝对接”。

该课程原来的教学大纲中,实验教学有8个学时,主要是关于电阻式、电感式、光电式以及热电偶等传感器的特性试验,均为验证性的。学生每次到实验室仅是根据实验指导书连接导线、操作开关、记录数据,而多数学生则担当的是“记录员”或“观察员”的角色[2]。他们只是为了做实验而“做实验”,积极性和主动性难以得到发挥,更别提实践能力和创新精神的培养,这和应用型人才培养目标是相矛盾的。并且由于学时限制,没有安排设计性、综合性实验,这样就难以将知识体系工程化,难以培养学生的工程意识,使得教学与工程中的实际应用严重脱节。在第四年的企业实践以及真题真做的毕业设计中,经常出现学生面对具体的检测任务,仍是不知如何选择合适类型、精度的传感器,对传感器与测控系统的线路连接无从下手等问题。

据了解,在美国等发达国家高校中,测试技术也是他们工科专业学生的一门必修课,但它被直接定位为实验课程。他们普遍采用的是学生为主体、教师为辅助的教学模式,利用综合型、研究型实验,让学生独立进行实验构思、设计,并进一步操作和实施。通过这些实验环节,使学生掌握课程知识,培养独立思考和实践动手能力[3]。以此为借鉴,紧抓培养应用型人才这个终极目标,对传感器与测试技术课程的实验环节进行教学改革。经过两年的教学实践,收到很好的效果,极大地提高了教学质量。

2 传感器课程实验教学改革与实践

教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(教高〔2001〕4号)曾指出:实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用,因此,实验教学也是传感器课程的一个重要组成部分。针对南阳理工学院传感器课程实验教学中存在的问题,从以下几方面对实验教学进行改革与实践。

实验教学内容 与传感器课程配套的实验,不仅要与理论教学之间协调配合,还要注重培养学生的创造性思维和解决实际问题的能力。将实验教学分为课内实验教学和课外实验教学两个环节。

在课内实验教学环节,紧扣教学大纲,将实验分为两大类:一类是验证基础理论等内容的基础型实验,一类是对实际测试技术训练的综合型实验。基础型实验主要为验证性的,结合课堂理论教学,开设4个基础性实验,主要涉及金属应变式传感器、差动变压器、光电式传感器以及热电偶。这些实验在学校传感器实验台上均可完成,目的是使学生掌握这些基本传感器的工作原理和转换电路,在实验过程中了解各种仪器、仪表以及电路模块的使用方法,具备基本的实验技能以及学习实验数据处理的常用方法。

综合性实验主要以课程设计的形式进行,以传感器技术为主,同时需要结合单片机、电子技术、PLC等相关课程,着重培养学生对知识的综合应用以及分析、处理实际问题的能力和创新意识。为了使这项教改顺利实施,购置INV1612多功能柔性转子实验台、INV1601振动与控制教学实验台以及INV306智能信号采集处理分析系统,一些典型的传感器(如压电式加速度传感器、电阻应变片、压电式力传感器、磁电式速度传感器、热电偶、铂电阻、电涡流传感器、声发射传感器、光栅尺等)以及一些通用仪器(如信号发生器、双踪示波器、电荷放大器、悬臂梁、动态电阻应变仪、振动台、激振器、功率放大器、测控电路模块等),这些设备结合原有的单片机、PLC、组态软件等,都为综合实验项目的顺利进行提供了保证。

在理论课结束后,教师可给出若干个具有实际工程背景相对完整的测试题目,如电子称的设计及制作、车床切削力的动态测试、车床振动噪声测试、切削温度的监测、汽车行车速度的测量、汽车轮胎压力监测等,同时提出相应的测试任务要求,学生自主选题,组队完成。根据各题目特点,学生既可利用相关软件进行虚拟仿真,也可利用实验室资源做出实际的电子硬件成品。在这个综合实验过程中,从测试方案的总体制订到元器件的选取,从测量电路的设计、制作、调试到实验数据的分析处理,均由学生自己动手完成。既发挥了学生的主观能动性,又培养了学生的综合能力及实践、创新能力,同时加强了学生的团队合作和相互之间的沟通。

课外实验教学环节则是利用网上的虚拟实验室来完成,利用购买的教学实验虚拟仪器软件平台,充分利用计算机进行仿真测试训练,扩大实验范围。除课内实验教学外,借助于虚拟仪器网络平台,学生还可在课下完成诸如电阻应变片测量桥梁固有频率、差动变压器测量钢板厚度、实验涡流传感器产品记数实验、输送线实验台综合应用实验、钢管缺陷无损检测综合应用实验、多功能转子实验台综合应用实验等多项教学仿真实验。虚拟实验室不仅节约了教学资源,还使深奥的理论变得生动、易懂,丰富了课程内容及表现形式;同时也大大提高了学生的学习兴趣,使得学生在“玩”中学到了知识,培养了实验技能和自主学习能力。

实验教学方式 校企合作班是面向生产一线,培养出兼具理论知识及较强专业实践技能的应用型人才。以此为指导方针,传感器实验教学中不管是基础实验还是综合实验,不管是课内实验还是课外实验,都以学生为主体,教师则起着主导作用,充分发挥出学生的主观能动性。在基础实验环节,采用“以问题为导向”的启发式教学方法,在学生完成预习报告的基础上,先向学生提出本次实验要解决的问题,然后引导学生利用实验台上的各种模块,自主完成实验。

如在转速测量实验中,教师要求学生测量出实验台上开口转盘的转速大小,选用哪种传感器?转换电路如何选择?选用哪种结果显示方式?这些问题需要学生先思考,再借助于实验台上的各种模块才能解决。实验完后,教师继续提出问题:光电和霍尔传感器在测量转速时有哪些不同?可引导学生从工作原理、转换电路、测量精度等方面进行分析,要求他们将答案写在实验报告上。

在综合实验环节,则采用“项目引领、任务驱动”的教学方法,将要求学生掌握的传感技术相关知识点隐含在具有工程背景的“任务”中,以完成每个项目任务为主线来实施实验教学过程。如完成“车床切削力的动态测试”这个综合实验项目,学生小组首先根据任务书中下达的任务要求查阅资料,在教师的指导下,确定完成任务的测量系统方案。然后利用实验室及金工车间所提供的各种硬件和软件资源,最终制作出一个八角环切削测力仪。这种实验教学方法激发了学生的学习兴趣,工作态度与团队精神也同时得到锻炼和提升。

实验教学考核 考核是实验教学中一个不可或缺的环节,它是对学生学习效果以及教师教学效果的有效检验。以往传感器课程实验考核方式单一,只是简单地以学生每次的实验结果及实验报告而一锤定音,导致实验报告抄袭现象严重。对实验教学内容以及教学方式改革之后,摒弃以前片面的考核方式,重新制订较为全面的实验考核综合评价方案。此方案包含对基础实验、综合实验、团队合作精神、答辩等多方面的考核要求,更注重把实验过程纳入考核内容中。这样的考核能更准确、合理地反映学生的实验学习情况,评估学生的实践动手、知识综合应用以及自主学习创新等能力,极大地提高了学生对实验教学的积极性和主动性,教学效果得到明显改善。

3 结束语

为了培养学生的工程素质,使他们更好地适应企业岗位,对传感器实验教学进行改革,增加了综合型实验和虚拟实验,形成课内实验与课外实验相结合、现实与虚拟互补的实验体系;采用“以问题为导向”以及“项目引领、任务驱动”的实验教学方法;实施注重过程的多元化综合实验考核评价。两年的教学实践表明:这些改革措施有助于发挥学生的主观能动性,培养工程意识,提高综合应用能力,同时加强了学生的团队合作和相互之间的沟通,为实现学校与企业的“无缝对接”打下扎实基础。

参考文献

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《机械制造技术基础》课程的教学目的是让学生了解和掌握机械产品制造过程的基本原理和方法,为专业课学习、毕业设计及毕业后从事机械产品的设计、制造及生产管理等工作打下坚实的理论基础。从知识结构上讲,该课程在机械类专业学生的知识结构中是基础中的基础,正因为如此,国家规定工科机械类各专业的学生都必须学习该课程。同时,《机械制造技术基础》是实践性、应用性非常强的一门课程,地方性应用型本科院校机械专业应该从培养具有创造性的高素质应用型人才要求出发,不断改革课程实践教学体系和教学模式[1]-[4],提高教学质量。

1.实验教学现状

1.1教学内容陈旧。

《机械制造技术基础》是机械类专业的专业基础课,具有很强的实践性和应用性,是机械制造工艺学、金属切削原理与刀具、机床夹具设计等课程的有机整合,内容知识点较多。由于实验课时的限制,目前验证性实验开设比例高,综合性、设计性实验比例少,需要学生动手、思考、设计性的内容不多,因此学生上课积极性不高。

1.2教学过程机械、死板、按部就班,未发挥学生主体作用。

实验前,学生未参与实验准备工作,基本实验预习报告,只是简单地摘抄实验指导书的部分内容,对实验目的、原理、器材、步骤等并未做到心中有数,有时头脑一片空白就参加实验。实验时,老师讲解、示范,学生被动接受,按实验步骤机械操作,记录实验数据。实验后,按老师要求完成实验报告。

1.3考核机制不够刺激,学生做实验的动力不足。

课程内的实验,实验成绩占比通常只有10%左右,只要理论课成绩考好了,实验成绩分数对本门课程影响微乎其微。独立的实验课程通常由于涉及实验操作,一个一个地考核,学生多,老师少,很难实现。传统考核方法以看实验报告为主,很多学生存在抄袭现象。学生对实验课程缺乏应有的压力,没有压力就没有动力,造成学生对实验的态度普遍不重视。

1.4实验教师队伍缺乏多元化。

由于分配机制的不尽合理,实验学时打折,机械基础实验既脏又累,设备陈旧,很多高职称老师不愿上实验课。实验教师队伍结构比较单一,缺少高层次人才。另外,实验教师下企业的经历较少,很多教学内容已与企业生产实际相脱节,实验教师队伍中缺乏具有丰富企业一线生产实践经验的人才。

2.以《机械制造技术基础》课程实验教学为例,提出如下改革措施

2.1整合实验教学内容,使学生学有所用。

为了帮助学生及时理解、消化吸收课程原理的一些基本知识,保留部分经典的验证性实验项目,例如车刀几何角度测量,专用夹具模型拆装分析,加工误差统计分析,计算机辅助工艺规程等实验项目,应去除一些教学效果不明显的验证性实验项目。增设一些设计性、综合性强的实验项目,使学生学以致用,培养独立思考、独立操作的能力。学生在金工实习期间有学习铸造的实践性环节,要求学生保留好自己的铸造毛坯,待《机械制造技术基础》课程讲授完毕后,开设相应的实验项目,如给出与学生毛坯相对应的零件图,要求学生加工出满足技术要求的零件实物。学生独立设计零件的加工工艺,利用学校现有设备加工出相应的零件,最后用专业的计量器具检测零件各项技术要求的合格性。班级学生分成几个实验小组,专业老师全程陪同,实验结束时由老师进行讲解、评比。通过这个综合性实验,加深学生对切削原理、刀具、机床、机械制图、互换性与技术测量等专业知识的理解与应用,同时激发学生主动思考、主动参与的热情,学习效果可事半功倍,对学习知识的印象也很深刻、牢靠。

2.2教学形式多样化,发挥学生的主体作用。

2.2.1利用学校现有实验设备条件,开设能正常进行的实验项目。

突破传统教学方法,老师主导,学生主体,老师通过设计问题、师生互动的方式,逐步引导、启发学生,培养学生独立操作的能力。特别是调动学生的积极性,在现有机械设备结构的基础上,让学生主动发现并设计新的实验项目,并在考核时予以正面反馈。

2.2.2利用多媒体教学手段开阔学生眼界。

实验设备硬件条件跟不上科技发展的步伐,但是老师的教学理念必须与时俱进。老师平时可以多收集一些有关新工艺、新装备等视频资料,与学生一起分享,让学生及时了解最新行业技术动态,保证教学内容与企业生产实际同步。

2.2.3利用计算机软件三维建模、仿真的功能增设开放式实验。

实验室真正实现开放管理具有一定的难度,与机械加工装备有关的实验室还有安全性的问题,所以利用学生自己的电脑,老师提供相关软件,开设一些开放式实验是可行的。《机械制造技术基础》课程实验中可开的开放式实验项目很多。如普通车床主轴箱结构剖析实验,传统教学中,老师对照实物跟学生讲解几个传动链,没有动态的过程,学生只是被动地听,印象不深刻。如开设开放性实验,让学生利用课余时间把主轴箱所有零部件三维建模并装配在一起,利用软件运动仿真功能,让机构动起来。学生能够深刻理解机构的原理,使复杂问题简单化、理论问题直观化,另外,学生专业综合能力也会得到很大的提高。

2.3加大实验考核力度,引起学生对实验的重视。

传统实验教学中,实验补考现象很少甚至没有,导致学生上实验课没有压力,久而久之,学生对实验课就敷衍了事。为了引起学生对实验课的重视,考核改革势在必行。加大课程内实验成绩分值占比,其中应加大实验表现成绩占比,缩小实验报告成绩占比。独立的实验课程实施传统的考试制度,不及格者没有补考机会,只有与下一届重修。加大学生实验创新突破分,对于积极思考、设计新的实验项目等创新性活动,给予实验满分,突破原有考核机制的局限。

2.4努力提高实验教师队伍的整体水平,使实验教学与时俱进。

改革分配制度,吸引一部分高职称教师,甚至具有博士学位教师加入到实验教学队伍中,一方面推进现有设备技术改造,另一方面对年轻实验老师起到传、帮、带的作用,并对现有实验教师进行定期培训,鼓励进修、下企业进行实践锻炼,努力提高实验教师的理论和实践操作水平。与企业搞合作交流,定期聘请经验丰富的高级工程师来校交流经验,聘用有实践经验的企业退休人员加入实验室队伍。

3.初步教学效果

经过几年教学初探,我院机械基础实验室已成为学校重点建设的实验室之一,机械基础实验室管理与教学平台建设连续受到了专家的好评。近年来,机械基础实验室面向全校二十几个专业开放,每年受益学生达1000多人次。由于创造了良好的环境和优化了教学环节,许多学生在机械科技创新大赛中获奖,其中全国竞赛一、二、三等奖近30项,省级一、二、三等奖50余项。毕业生一直受到用人单位的普遍欢迎,就业率达98%以上。

4.结语

实验教学改革是一项长期的、复杂的系统工程,不是教学内容和教学方式等的简单改变,也不能期望一蹴而就、一步到位。实验教学各个环节都需要在实践过程中不断摸索、总结和完善,逐步把实验教学改革推向深处。

参考文献:

[1]于骏一,邹青.机械制造技术基础[M].北京:机械工业出版社,2012.

[2]朱从容.机械制造技术基础课程实践教学改革探讨[J].黑龙江教育,2012,3,6-7.

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[中图分类号] TU241 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)07-0142-03

我国工程界、教育界对工程教育专业认证制度已达成广泛的共识:建立完善的认证制度是实现我国工程教育全面、协调、可持续发展的迫切需要,能促进我国工程教育领域与国际接轨,显著提升相关产业的国际竞争力。[1] [2] [3]我国工程教育专业认证中对培养的学生提出了明确的毕业要求:“具有系统的工程实践学习经历,具备设计和实施工程实验的能力,能够对实验结果进行分析,掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识等。”[4]结合我国高校工程教育的发展现状,对其改革已刻不容缓。就目前来说,如何将工程教育改革战略、CDIO标准和能力培养目标通过具体的实践教学活动落实到学生的课程学习过程中,是工程教育改革的重点和难点。[5]机械基础实验课程作为机械基础系列课程(工程图学、工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机械制造及互换性测量技术等)教学中的主要实践环节,机械基础实验是提高课程教学质量的重要手段,更是大学生提高工程素质与能力,实现知识向技能转化的重要平台。[6] [7]机械基础实验课程学习与实践能给学生提供综合性很强的基本实验技能训练,是培养学生机械设计、研究、开发能力的一个重要环节,对学生更好地理解理论知识、提高实验技能、培养产品创新设计意识等都有重要的意义。[8] [9] [10]

一、存在的主要问题

北京石油化工学院历来重视“实践育人”,尤其是近几年来,其对机械基础实验课程教学进行了大量的改革,取得了长足的进步和丰硕的成果。如实验教学课程独立设课,不再完全附属于理论课程;综合性、创新性实验项目、内容逐年更新,激发了学生的学习兴趣,提高了其独立完成实验项目的积极性、主动性。但总体看来依然存在不少问题:如实践教学的目标仍然以验证理论知识和掌握实验实训技能为主,对学生责任感、表达能力、创新能力和协作能力没有多方面的要求和考核指标,实践教学目标不合理;综合性设计性实验的比重依然较低,且实验项目单一,缺乏对多学科、多课程知识综合运用的新型实验项目内容;另外实验项目设置偏重于理论课程中知识点的演示与验证,缺乏对工程实际问题的关注与思考;课程的过程管理和监督缺位,教学评价流于形式,未形成准确、客观的实验教学考核考评办法。这些都大大降低了实践教学对学生的约束力和吸引力,从而无法保证实验教学的质量,使学生的主动性和创新性很难得到发挥。可见,对实验课程中的相关环节进行改革刻不容缓。[11] [12]

二、改革的思路及主要内容

以机械基础实验课程为载体,学生为主体,实验教师为主导,通过充实实验内容、创新实验项目、转变教学模式、构建考核体系等方法,结合现阶段国家工程教育认证要求,努力改变现有实验教学中的弊端,提高学生解决工程实践问题的能力,使其在工程产品设计中能以更加开阔的视野和思维方式,以考核促学习,考核与激励并重,充分调动学生学习的积极性、主动性。

(一)充实机械基础实验教学内容,通过实验内容的革新加强学生工程素质培养

在日常实验教学中,将实验内容、方法与工程实际紧密联系。首先,尽量在每项实验内容的讲授中引入与课程实验相关的典型工程实例,增强学生对课程所涉及知识点的工程实践应用背景的了解。另外,通过开发改进仪器装置,整合实验内容,使常规实验项目内容与工程实践更为贴近。例如将动平衡实验中通用待平衡转子用高度仿真按比例缩小的汽车车轮、轮毂、车轮整体,风扇、泵的叶轮、普通电机转子代替,采用现有实验系统对这些传动部件的平衡问题进行测试并矫正,增加实验内容的工程真实性等,这些贴近工程实际的实验项目改进更能激发并调动学生参与实验课程的积极性和主动性。我们在实验教学过程中注重培养学生的工程基础理论及解决工程实际问题的思维和方法,加强学生的工程素质培养。

(二)开发新实验,提高主动实验和创新实验的比重,转变教学模式,调动学生的积极性、主动性

综合性、创新性、设计性实验项目内容是工程教育中极为重要的组成部分,为克服传统演示型实验和验证型实验难以调动学生主动性和学习积极性的弱点,开设一批新的综合性、设计性、提高性、创新性实验项目,对激发学生的学习兴趣,拓展其专业视野,锻炼其专业能力都有事半功倍的效果。首先,建立“点面结合”的主动教学模式,提倡学有余力的学生在自主设计的“点”上进行创新,让学生自己设计实验对象,综合运用所学知识进行实验设计或撰写设计报告,实现“面”上创新。其次,建立“课内课外结合”的实践教学模式,将课内实验创意在课外延伸。例如在机构运动方案创新设计,轴系结构设计等试验中将方案设计放在课下完成,增加课后实验问题分析并提出机构或结构的创新性方案和总结,以加深学生对所学专业技术知识的理解,培养其独立工作和分析问题的能力,为后续课程的学习和毕业后从事机械工程的相关工作与研究打下良好的基础。同时应注意现代工程需要学科交叉和集成。这就要求工程师按照项目逻辑而不是学科逻辑开展工作,需要工程师团队运用不同学科的知识协同解决问题;要求工程师既具有所在工程领域的理论知识和实践能力,又具有沟通交流和团队协作的能力。因此,实验课程内容尝试采用“实验小组结合”的探究性实验模式,实验评分增加组内评分环节,以考查学生在组内实验中的领导力、参与度和组织协调能力等综合素质。

(三)制作“慕课”微课程视频,借助网络、微信等现代交流方式,拓宽学习空间

2012年起,慕课(MOOC)的先进理念开始席卷全球,其现已成为最流行的在线开放课程。[14] [15]在课程改革中制作“慕课”微课程视频,并利用学校的网络资源、计算机多媒体等实现教学内容、教学空间和教学时间的全面开放。通过线上学习,线下操作实践的方式来完成教学进程。线上学习主要包含课程视频制作、教学资料及习题内容整理上传以及课前课后的互动讨论,通过现有的教育在线系统及微信群通讯交流方式即能实现相关的功能。“慕课”背景下机械基础实验课程改革的实施,需要学生诚信、自主素质的提高。必须使学生重视每一次登录、点击、作业、答疑,同时可以采用同伴互评、教师课前提问的方法来主动约束规范学生的“慕课”学习过程,提高学习效果。线下操作,是指学生在教师的引导下独立完成实验项目内容。实验教师主要作为实验教学中问题的解答者和推进者而存在,作为一个聆听者、引导者、帮助者,他们给予学生充足的发展空间,从而充分调动学生动手实践的主观能动性,由学生自己去学习,去探索。

(四)建立科学的、合理的实验教学课程考核评价体系

目前,在机械基础实验课程教学中,主要是通过实验报告的水平来对学生的实验技能进行综合评价。很显然,实验报告并不能全面反映学生实验课程的真实完成情况,并且存在抄袭现象。这不仅不能真实、准确的反映学生的实验操作技能、投入程度及实验收获,而且会抑制学生的学习积极性及主动性。因此必须改变现有机械基础实验的教学成绩评定模式,研究出一套科学合理的机械基础实验的考核评价方法。图1为机械基础实验课程考核评价体系框图。

新型考核评价方法首先必须考虑对规定完成的实验项目内容进行客观、全面的评价。通常来说,实验项目的完成情况主要取决于三个方面,即实验准备,实验过程和实验结果分析与数据处理。因此,评价方法除应对实验报告进行量化评价外,还要对实验操作、分析、表达、实验习惯、科学态度等方面进行定性评价,同时还应采用自我评价、相互评价的方法来对实验方案的贡献情况,组员的团队合作意识与能力来进行考量。另外,考虑到实验过程中学生自主思考能力的培养和锻炼,在评价体系中增加了实验思考与附加项。最后在学期末实验课程结束后增加考试环节以强化学习效果。所考实验内容可分为基础性和提高性两类基础性题目,以课程中常规实验题目为主,有既定的实验步骤与方法,学生容易上手,难度低,但起评分也较低;提高性实验题目内容为教师根据工程实际设计拟定,其有一定深度及难度,但起评分也较高。考试前学生可根据自身情况自由分档,分档完成后题目由抽签决定。实验考试通过笔试、实际操作及实验数据处理分析三方面相结合的方式进行评定。实验考试成绩等于学生实验考试分数乘以实验题目起评分。而学生课程成绩综合所有实验项目评定成绩与实验考试成绩来确定。这样一方面可督促学生认真独立完成每次实验,对每次实验内容有更为清晰、准确的了解,并有效杜绝实验报告组内抄袭的不良现象;另一方面也可使教师对学生的综合素质有更为准确的判断,给出客观的评价,并激发学生的学习潜能,使其在实验教学实施过程中更主动、更热情、更独立,同时,更自觉地思考。

三、结语

工程教育专业认证是大势所趋,并且认证标准中已经明确了学生在工程教育的主体地位。机械基础实验课程是机械类各专业的一门重要专业基础课程,应面向机械类各专业工程教育认证的目标,以培养行业内认可的具有创新和综合设计能力及应用现代技术解决工程实验问题的复合型人才为导向,应更新教育理念,充实教学内容,丰富教育方法与手段,建立多元化的课程考核评价体系,以学生专业能力和综合素质的全面提升为目标来持续改进各教学环节。

通过机械基础实验课程的改革实践也证明,相关措施紧密结合国家工程教育认证要求,充分调动了学生主动学习和动手实践的积极性,提高了学生解决工程实践问题的能力,使其在工程产品设计中具有更加开阔的视野,这对二类本科院校高级工程应用型人才培养具有较好的借鉴作用。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 方峥.中国工程教育认证国际化之路――成为《华盛顿协议》预备成员之后[J].高等工程教育研究,2013(6):72-76.

[2] 王娜.中国大陆高等工程教育专业认证的发展历程与展望[J].高等理科教育,2011(1):64-67.

[3] 郑秀英,王海滨,姜广峰.以专业认证标准为指导,深化高等工程教育改革[J].高等工程教育研究,2011(5):51-53,77.

[4] 韩晓燕,张彦通,王伟.高等工程教育专业认证研究综述[J].高等工程教育研究,2006(6):6-10.

[5] 蒋宗礼.工程教育认证的特征、指标体系及与评估的比较[J].中国大学教学,2009(1):36-38.

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建筑材料课程是土木工程专业开设的一门专业基础课程,该课程涉及的建筑材料较多,有大量的理论内容,但学时一般安排得较少,最重要的一点是该课程具有非常强的实践性,因此,学生能否好好利用课后自由时间显得尤为重要。随着计算机网络技术的快速发展,越来越多的课程采用了计算机辅助教学的方法,以方便学生自主学习。基于此,我们研究课堂教学与网络教学互相结合的新模式。

一、设计建筑材料网络课件的必要性

建筑材料课程介绍了常用的建筑材料,还安排了一定的验证性实验。经过教师在课堂上的引导学习,学生在课余时间可以利用网络课件进行自主学习,加深对课堂内容的理解与贯通,对课堂上教师无法详细讲述的内容,可以通过网络课件进行更深的学习。课件可以将一些抽象的内容具体化、形象化,使学生更加容易掌握。

二、建筑材料网络课件的设计思路及内容

1.课件的结构设计

整个课件的结构可以分为两部分,分两级菜单。最高一级菜单为课程的课程简介、教学大纲、考试大纲、课程教案、教学课件、章节、实验、视频资料、在线测试、参考资料库、师生互动、教学科研成果等。一级章节菜单下分各个章节,学生点击之后可以直接进行各个章节的学习。

2.课件的内容设计

考虑到学生的学习需要,课件的内容要尽量丰富,更要和实际紧密结合,整体的课件内容如下:

课程简介。这一部分主要是对该课程的概括描述,主要紧扣三个问题:一是为什么学这门课,即课程的必要性及重要性;二是学什么,即学习内容;三是怎么学,即学习方法,各个章节联系不紧密。这样就要求学生在学习的过程中要进行材料间的对比学习,加深记忆。

课程教学大纲及考试大纲。课程教学要严格按照专业的培养计划及教学、考试大纲来执行。这一部分包括教学的目的和任务,章节的主要内容及教学的基本要求,每一章节的学时分配、重点及难点问题、课程的考核方式,要求学生掌握的程度。另外,还包括教学的手段等。

课程教案。课程教案属于教学的辅助材料,主要是每一章的教学目的,任务,讲授的重点、难点,主要内容以及应该给学生布置的作业等,也是整个教学活动的总体计划。

教学课件。教学课件一般用Powerpoint制作,贯穿整个课堂的教学,在课堂教学中起到提纲挈领的作用,包含课堂教学的重点、难点,因此能对学生在课余时间的学习起到非常好的促进作用。

章节。建筑材料课程各个材料自成独立的体系,因此分章节进行阐述。

实验。建筑材料课程与实践联系非常紧密,实践教学对该课程教学非常重要。在整个内容中列出各个实验所要用到的实验仪器、实验的步骤、注意事项、以及实验报告的编写等。

视频资料。这一部分内容主要包含一些建筑材料的原材料制备、建筑材料的制备、建筑材料的测试等,比如混凝土的搅拌、浇筑、振捣、成型养护等各个环节。这样学生的学习更为直观。

在线测试。在线测试可以对学生的学习效果进行一定的检验,通过测试,学生能加深对课程内容的记忆与理解。当然,通过测试,学生也能对自己掌握课程的能力有一个清醒的认识,明确自己的薄弱点,进而进行有目的的学习。

参考资料库。建筑材料的发展日新月异,新材料层出不穷,要对建筑材料的发展不断进行跟踪。因此,有目的地加入一些比如期刊网、混凝土网站之类的链接,能提高学生搜索资料的能力。

师生互动。在此板块,学生可以留言,与教师进行互动交流。同时,学生的提问也可以激发教师的灵感,可以促使教师与学生共同进步。

教学科研成果。主要是将教师的科研成果进行展示,比如在研究一些课题时取得的成果。另外,也可以展示大学生创新科研活动,以激发学生进行科研的兴趣。

三、结语

建筑材料网络课件的开发与制作,对该课程的课堂教学起到了非常好的辅助作用。学生通过对各个板块的学习,能加深对这门课程的认知,激发学习的兴趣,提高自主学习能力。

(通讯作者:李刚)

参考文献:

[1]蒋荣立,张宗祥,孙经雨.无机与分析化学网络课件的研制与开发[J].计算机与应用化学,2008,25(2):241-244.

[2]黄晓萍,肖,李迅.《计算机图形学》网络课件的设计制作与体会[J].中国电化教育,2003(203):64-66.

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