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“机械设计课程建设的探索与实践”
——成果总结
黄平、朱文坚、谢小鹏、何军、刘新育
2009年4月
1概述
机械设计是机械类专业一门重要的技术根底课,是学生获取机械设计根底理论知识和实验操作技能的重要环节,承当培养机械类和近机械类本科生设计创新和动手能力的重要任务。
根据我校高水平大学的建设规划和目标和我国经济开展对创新型设计人才的需求,我们确立了“立足华南、辐射全国、走向世界”,建设高水平的创新人才培养、教学实践改革和师资队伍培训基地的开展目标。课题组突破传统机械设计教学体系框架,从工程实际出发,以提高学生工程实践能力为目标,进行教材、实验体系和实验教学基地的建设,以期培养出适应我国经济开展所需的机械设计人才。
近年来,我们在理论教材建设、实验教学体系改革和高水平实验基地建设三方面进行了探索与实践,并取得了一定成绩,见图1。
图1三个主要方面探索与实践图
通过机械设计课程教材改革为这一传统课程带来了新的生机,并结合网络化多媒体和开放式等先进教学模式提高了教学质量、教学效果,获得了国家级精品课程。
通过整合多门机械根底实验形成一门独立的机械根底综合实验课程,显著提升实验课程重要地位。开展了旨在提高学生动手能力、创新设计能力和综合素质的实践活动,取得了良好的效果。
通过加强实验基地优化建设和管理,建成了高水平的机械根底实验中心,获得了国家级实验教学示范中心的称号。中心在每年承当大量学生实验、学生创新设计的同时,还接待大量国内外同行参观学习,起到良好的辐射作用,受到来访专家、同行、领导的一致好评。
2主要内容
⑴理论教材建设
本课题组成员将多年在机械学、力学、摩擦学方面的科研实践与机械设计教学过程相结合,提出了以学科分类为主线的《机械设计》课程教材改革的思路。不同于按单独零件分类的大多数现有教材,新编的理论教材按零件的破坏形式分别将静强度设计、疲劳强度设计、摩擦学设计、结构设计、通用零件和常用非通用零件设计为主线,侧重介绍了与之相关的根底机理,见表1。由于其创新性被选定为国家“十五”规划教材,并立为国家“十一五”规划教材,由高等教育出版社出版发行,受到了同学们的欢送和同行专家的肯定,见图2。
图2机械设计、机械根底实验教程、机械设计根底三本国家级规划教材
表1教材内容格式比照
普通机械设计教材
本教材
总论
应力、强度、疲劳强度、摩擦磨损润滑
总论
机器组成、设计方法与准那么、常用材料及选用
联接
螺纹联接、键联接、销联接、过盈联接、铆接、焊接、胶接等
静强度设计
载荷、应力典型零件静强度设计
传动
带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等
疲劳强度设计
疲劳强度计算典型零件的疲劳强度设计
轴系
轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器、离合器等
摩擦学设计
摩擦学设计准那么与方法
其他
弹簧、机架等
结构设计
结构设计概论、典型零件的结构设计
——
零件选用
常用机械零件的类型和选用
配合教材改革,课题组还积极进行课程教学内容、教学手段和教学方法的研究与实践,将课程的改革与科技进步与开展相关联。利用多媒体技术研发了大量的计算机教学课件、电子教材、视频动画、录像课程、网络课程等,与所编写《机械设计》教材配套,经过多年使用,效果良好。现有的多媒体素材库含有文本529个,图像2997个,动画1014个,虚拟零件106个,视频349个;多媒体教材库含有网络课程4个,电子教案6套约3000张,各类CAI课件10个,学生自学自测课件46个,实验CAI课件14个,试卷80份,三分频授课录像16节共800分钟。总电子资源容量达1142G,见图3。
图3局部获奖CAI软件和多媒体素材
以上工作的代表性成果有:
国家级精品课程:机械设计根底,教育部,主要完成人:朱文坚、黄平、陈扬枝、谢小鹏等,2007.11
国家十五、十一五规划教材,机械设计,高等教育出版社,主编:朱文坚、黄平等,2005.12、2008.11
国家级特色专业规划教材,机械设计根底,科学出版社,主编:黄平朱文坚,2009.2
广东省精品课程:机械设计,主要完成人:黄平、朱文坚等,2007
广东省“151工程”专业资源库奖,一等奖,广东省教育厅,完成人:朱文坚、…,何军,刘新育等,2007.12
广东省高等教育多媒体课件三等奖,广东省教育厅,完成人:朱文坚、…,何军,刘新育等,2007.12
广东省高等教育多媒体课件,一等奖,广东省教育厅,完成人:朱文坚、…,何军,刘新育等,2006.9
黄平、朱文坚等,国内外机械设计局部主要教材在内容和结构上的异同分析,机械设计教学研究2006,2006,190-192
朱文坚、黄平、何军、刘新育,基于于信息技术的机械设计系列课程教学改革,当代高教理论研究,2007,53-54
刘新育、朱文坚、何军,“机械设计根底”精品课程的建设与实践