改革實驗與設計訓練 推動機械基礎課程創新教學

韓上云

摘 要 機械基礎課程作為機械類專業的一門專業基礎課，具有較強的理論性和實踐性，是學生后繼學習專業課程必要的理論基礎課程，機械基礎課程創新教學對機械工程專業培養創新性人才具有重要作用。本文通過對機械基礎課程的實驗與設計進行改革，培養和提高學生的創新設計能力和實踐能力，從而推動機械基礎課程的創新教學。

關鍵詞 機械基礎課程 創新教學 實驗 設計

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Reform Experiments and Design Training and Promote Innovative

Teaching of Machinery Basic Courses

HAN Shangyun

（Guangzhou Public Utility Technician College， Guangzhou， Guangdong 510100）

Abstract Machinery foundation course as a professional basic course of machinery professional， has a strong theoretical and practical， is the successor of students studying professional courses necessary theoretical foundation courses， mechanical foundation courses on innovative teaching mechanical engineering training innovative talents with important effect. Based on the mechanical basis for curriculum reform experiment with design， develop and improve students' innovative design and practical ability， so as to promote innovative teaching mechanical foundation courses.

Key words machinery basic course； innovative teaching； experiment； design

1 在教學中增加研究性實驗和創新性實驗

我國的機械工程技工教育的教學目標就是為了培養具備工程實踐能力和創新能力的技術人才，根據這一目標就可以發現，傳統的機械基礎教學實驗注重于課程基本原理的演示、理論驗證以及實驗操作技術的掌握方面，而忽視了對學生的實驗設計、實驗技術、創新能力等培養，因此在教學中關于工程實踐環節方面相對比較薄弱，而要培養和提高學生的動手能力和創新能力就需要各種試驗進行配合。實驗不僅僅只是對教材知識的驗證和演示，而應該更加關注實驗是否能夠激發學生的創新思維和提高學生的動手能力。

因此，就可以在以往的實驗項目基礎上增加一些具有創新性與綜合性的實驗項目，如3DMC機構組合與創新實驗、JPCC平面機構組裝實驗、軸線結構創意設計實驗等。通過這些實驗讓學生親自動手進行組裝、調試、設計、研究，從而培養學生的綜合能力。如在3DMC試驗臺的開發和研制中，就是按照機構組成原理和創造性思維原理進行設計的，它是具有綜合性較強的智能化實驗測試設備。這個試驗臺可以對學生在機械原理、機械設計學習中所萌發的各種創新性思維進行實現。試驗臺不僅包括了組成機構的高、低副桿組，組成這些桿組的各種構件、機架以及其它的輔助連接件等，也包括了關于機械轉動方面的內容，有凸輪機構、齒輪機構、帶傳動、蝸輪蝸桿傳動，通過對實驗臺的研究提高學生的機械傳動方案的設計能力。通關試驗臺還可以對執行構件和中間任意構件的速度、位移、加速度進行測試通過進行實驗，讓學生將教材中的知識與自身的思維、動手能力相結合，對實驗題目進行分析，對實驗方案進行構思和優化，對試驗設備進行拆裝等，從而逐漸培養和提高學生的分析能力和解決問題的能力，將理論與實踐相結合，通過實踐讓理論知識得到驗證、延伸和創新。

2 對課程設計模式進行改革，使設計內容更具創新性

機械基礎設計訓練一般有課程設計和機械設計創新活動。在機械課程體系中，課程實踐是一個非常重要的實踐環節，傳統的課程設計模式與設計內容已經不符合對創新人才培養的要求，因此需要改變課程設計。如在機械原理課程設計中，將原來使用解析法和圖解法在做機構的運動分析改成了機械系統的運動方案設計。可以在完成理論教學后進行課程設計任務，也可以在理論教學完成一定程度就與其同步進行。提前將任務告訴學生，讓學生做好準備，查閱資料。這樣就可以發現問題，如果遇到不懂的問題就可以自己查閱資料進行解決，或者是教師在進行教學時，就可以針對性地去解決問題，從而提高學生的自學能力以及加深他們對知識的理解。在進行課程設計時，要本著學生是主體，而教師只是輔導的思想進行，提高學生的主觀能動性。同時課程內容的設計要具有靈活性，可以讓教師給出，也可以讓學生自己擬定題目，而學生自定題目就要求他們要進行更多的調研工作，這樣就可以了解更多的設計內容。在進行機械系統運動方案的設計時，可以分小組進行，這樣學生通過交流合作發揮出集體的力量，同時學生個人也能夠發揮出自己的獨特見解，這樣有利于學生綜合素質和創新能力的提高。又如在機械設計中改變課程設計模式時，利用CAD編程代替原來的減速器傳統設計模式，這樣不僅可以讓學生熟悉現代設計理論，同時也可以提高他們的計算機編程水平。在課程設計環節利用計算機仿真軟件，可以輔助學生制作虛擬樣機操作等。 （下轉第107頁）（上接第103頁）

3 開展創新設計活動與創新型實驗開發

在課程設計與創新設計中將實驗裝置作為相關載體，是課程改革的一項重要任務。在實驗室中進行課程設計或創新設計，如通過對3DMC試驗臺的開發和研制中，完成一些學生的課程設計，通過試驗臺將學生在機械原理、機械設計學習中所萌發的各種創新性思維進行實現。對于各個基本結構，它們的性能是非常有限的，只是針對基本結構進行創新也是不容易的，如果將多個基本結構進行聯合使其成為一個組合機構再進行利用，這樣就能夠滿足人們對機械性能、運動規律和形式的需要。通過利用試驗臺提供的組合機構供拼裝置，對組合機構進行創造和研究，從而讓學生認識到各種組合結構的各種性能，為以后的機械創新和工程設計創造良好的條件。可以利用“黑箱”的形式來體現出課程設計內容中對機構的功能要求，在給出的機構創新設計題目中，要求學生對機構的功能要求進行仔細具體的研究，用多個子功能來表現總體功能，并對各個子功能的功能元解進行有效選擇和確定實現對機構的功能設計。運用的方案需要具有靈活性，符合對題目的要求，對各個方案進行對比分析并進行交流，不斷促進學習的提高。同時學生也可以自己給出題目，但關于構件方面做好要求控制在試驗臺配置范圍內。在進行題目的設計時，要不斷地研究，從中找到問題，并從中設計出具有創新性的實驗，實現設計與試驗的有效結合。

同時開展一些形式多樣的機械創新設計活動，來激發學生對創新設計的積極性和主動性。將一些好的作品設計拿到機械創新設計比賽中進行評比，有利于驗證設計的成果，同時可以加強技術的交流 。創新設計活動的開展為學生提供了一個展示自我、提升自我的良好平臺。在實驗室中也可以進行一些創新設計，將一些實驗對學生開放，讓他們對試驗內容進行自主選擇，并安排好設計步驟，通過老師的指導下，發揮自己的創造性思維和動手能力獨立完成設計。通過這種實驗設計，來提高學生的創造能力和實踐能力。

4 總結

通過對機械基礎課程教學的改革，不斷加強實踐環節教學，激發學生對學習的興趣，調動他們對學習的積極性和主動性，這樣提高了教學質量，同時也讓學生得到了各種機械工程的實踐訓練，從而有利于培養和提高學生的工程實踐能力、動手能力及創新能力等綜合素質。

參考文獻

[1] 徐建生，呂亞清，張志.基于項目制的《機械基礎》課程創新模式[J].教育教學論壇，2013.27：46-48.

[2] 王世剛，林景凡，李西兵.機械基礎系列課程創新教學平臺的構建[J].科技信息（學術研究），2008.27：360.

[3] 葛文杰.深化機械基礎課程教學改革與課程建設的思考[J].中國大學教學，2007.12：12-14.

[4] 付利金.機械基礎課程的教學改革淺析[J].時代教育（教育教學版），2008（Z1）：256.