機構組合創新設計在《機械設計基礎》理實一體化教學中的應用

摘 要： 機構組合創新設計作為《機械設計基礎》課程的重要實踐環節，其合理應用體現了理實一體化教學模式在高職教育教學改革中的應用趨勢，達到了提高教學質量和教學效率的目的。

關鍵詞： 機構組合創新設計 《機械設計基礎》 理實一體化

一、引言

高職高專課程教學改革的方向是加強實踐教學環節，理論教學應與實驗、實訓、實習等實踐環節有機地結合起來?！稒C械設計基礎》課程是高職高專機械、機電類、近機類專業的重要專業基礎課，內容主要包括機械傳動系統中常用機構和通用零件的組成、工作原理、結構特點、基本的機械設計理論和計算方法。我們按照專業課“應用為目的”，利用先進的理實一體化教學方法解決了《機械設計基礎》課程內容的廣泛性與學時的有限性之間的矛盾，效果良好。而機構組合創新設計作為《機械設計基礎》課程理實一體化教學的重要組成部分，對于提高學生的動手能力、綜合分析能力和創新設計能力，有極其重要的作用。

二、機構組合創新設計基本方案

1.目的

增強學生對機械系統運動方案的整體認識，加強學生的機械工程實踐背景的訓練，拓寬學生的知識面，培養學生的創新意識、機械設計方法及工程實踐能力；通過機構的拼接，在培養機械工程實踐動手能力的同時，發現一些基本機構及機械設計中的典型問題，通過解決問題，加深學生對平面機構的組成原理和結構構成的理解，了解平面機構運動特性，掌握各種機構運動方案構成的創新設計方法。

2.設備

創新組合實驗臺一套，包括組成機構的各種運動副、構件、動力源及一套實驗工具。設備名稱：HKZB-Ⅲ機構組合創新實驗臺。

3.教學內容

（1）自擬機構運動方案或選擇實驗指導書中提供的機構運動方案作為拼接實驗內容。

（2）將擬定的機構運動方案根據機構組成原理按桿組構成方法進行正確拆裝，并用機構運動簡圖來表示。

（3）拼裝機構運動方案，并記錄由實驗得到的機構運動學尺寸，創新組合設計機構。

三、理實一體化教學方案

采用理實一體化教學模式的目的是提高職業教育的教學效率，主要內涵包括：知識、理論、實踐一體化，教、學、做一體化；內容、時間、地點的一體化，體現為理論課和實踐課授課地點合一，基礎理論貫穿于實踐環節，以及多媒體、實物、實驗、實訓、社會調查等多種教學方式的統一。在教學效果上增強學生的感性認識，提高學生的思維能力和創造能力，調動學生的學習積極性，激發學生的求知欲。

四、機構組合創新設計是機械設計基礎理實一體化教學的具體體現

“設計”從某種意義上講就是一種“創新”。沒有“創新”的設計只能是模仿別人的一種陳舊的設計，只有創新設計才有可能超越過去，創造未來?！稒C械設計基礎》是培養學生從方案選擇、系統設計、機構分析、機構設計到機械零部件設計的一門設計性很強的專業技術基礎課，對學生后續專業課的學習及今后的工作關系重大，是專業核心課程。在教學內容中應加強機構選型及機構創新設計的基礎知識學習，重點講授機構創造演化的基本方法，以及組合機構形成的基本原理和組合機構的類型等，自始至終都應注意培養學生的創新設計能力。

高職教育是基于生產過程職教方法的推廣，理實一體化教學模式使實踐教學處于更加重要的地位，使機械設計基礎課的實踐教學從過去教師演示講解的教學方式逐步轉向在教師的指導下學生親自動手做，這樣不但能增強學生對機械的感性認識，而且能使學生對機械設計概念的理解更加透徹，發展學生在理論聯系實際中的創新思維，培養學生運用實驗方法研究機械的能力，提高學生的動手能力和解決問題的能力，彌補高職學生理論基礎差的不足。

機構組合創新設計內容以培養學生的創新設計能力和獨立工作能力為主，強調機械系統運動方案的確定，使學生把學到的各自成章、彼此獨立的各種基本機構根據應用場合和設計要求合理地運用組合到具體設計中，達到培養學生從整體角度綜合考慮設計問題的能力的目的。例如在講四桿機構的組合使用時，我們以蒸汽機機構為例，先講解圖1所示的蒸汽機機構運動簡圖，1-2-3-8組成曲柄滑塊機構，8-1-4-5組成曲柄搖桿機構，5-6-7-8組成搖桿滑塊機構。曲柄搖桿機構與搖桿滑塊機構串聯組合?；瑝K3、7作往復運動并有急回特性。如果適當選取機構運動學尺寸，可使兩滑塊之間的相對運動滿足協調配合的工作要求。然后要求學生通過該蒸汽機的機構運動簡圖完成圖2所示的“蒸汽機機構拼接”，把生硬的理論知識變成活生生的實物機械運動系統，使學生進一步熟悉機械零件的使用。

當然，在完成圖2所示的“蒸汽機機構拼接”后，接上動力裝置，讓它運動，通過運動，檢驗運動的協調性，調節機構各構件的尺寸，驗證和修改圖1蒸汽機機構運動簡圖，加深學生對圖1蒸汽機機構運動簡圖的理解。因此，機構組合創新設計可以使學生將所學習的知識進行綜合歸納，學會將各類機構進行組合設計，既能鞏固和應用所學過的基礎理論知識，使學生掌握運動方案設計的初步方法，更能進一步提高學生利用技術資料和實物模型進行運算和繪圖的能力。

五、結語

在《機械設計基礎》課程的理實一體化教學實踐中，我們感覺開發、培養和訓練學生的創新思維變得越來越重要，機構組合創新設計可以使教學變得更加生動，更富有啟發性，不僅有利于學生對基礎理論知識的理解和掌握，而且可以提高學生分析問題、解決問題的能力，調動學生學習的主動性、自學性。高職學生普遍理論基礎差，但興趣廣泛，探求新知識的好奇心強，思維不受條件的約束，蘊藏著巨大的創新潛力，關鍵是教育者要為他們營造寬松和諧的教學環境，啟發和調動他們的學習熱情和創造性，機構組合創新設計將課堂教學、創新理論和實踐訓練合理結合起來，是理實一體化教學模式的完美體現，學生能更好地發揮想象力和創造力，為成為技能型應用人才，適應就業崗位的需要，更好地服務于社會奠定基礎。

參考文獻：

[1]紀政科，黃小霞.機構組合創新設計實驗與探索.廣西輕工業，2011.6（6）.

[2]許勇平.高職機械設計基礎課程理實一體化教學實踐與感悟.新課程研究（職業教育），2011（7）.