機械設計實驗的實施研究

摘 要

機械設計作為機械類專業的重要專業基礎課，必須保證機械設計實驗教學質量，進而促進學生創新思維能力、綜合分析能力以及解決實際問題能力的全面發展。本文從分析機械設計實驗的基本要求入手，闡述機械設計實驗的具體實施。

【關鍵詞】機械設計；實驗；教學改革

1 機械設計實驗的基本要求

在傳統的機械設計實驗中，將實驗定位于理論教學的輔助教學手段，停留在對理論知識的驗證層面，同時實驗項目之間缺乏內在聯系，造成學生創新思維能力、知識綜合應用能力難以得到發展。為了改善這一實驗教學現狀，必須對機械教學進行改革，滿足以下基本要求：

1.1 創新實驗項目

在機械設計實驗中，要引入創新教育理念，對實驗項目內容進行創新，培養學生創新能力。針對同類實驗項目做一些變動，改變實驗對象、實驗設備等要素，使實驗項目具備選擇性。如，機械拆裝實驗中，為學生提供發動機、減速器、變速器三種可選擇的實驗對象，配備不同類型的實驗儀器設備，讓學生自主選擇。同時，機械設計實驗還要在科學研究、生產實踐中不斷創新實驗項目，增強實驗項目的新穎性。

1.2 因材施教

在機械設計實驗中，要根據實驗項目的不同和學生個體差異，采用不同的教學方法，積極倡導學生開展自主學習、探究性學習。對于不同學生，教師要實施分層指導，若學生學習能力較強，擁有強烈的鉆研欲望，教師可讓這類學生參與開放性實驗，提高實驗難度。此外，教師也可采用項目驅動教學法，將機械設計實驗設計為一個課題，讓學生自主提出并驗證實驗想法，發展學生探究實踐能力。

1.3 突出學生的主體地位

為保證機械設計實驗效果，通過實驗達到學以致用的目的，教師應突出學生在實驗過程中的主體地位，發揮學生的主觀能動性。機械設計實驗要以理論為基礎，協調處理好理論與實踐的關系，加強對學生操作技法的引導，讓學生主動思考，深入把握實驗原理，自主完成動手操作環節和數據分析處理環節，培養學生綜合能力。

2 機械設計實驗的實施策略

2.1 更新驗證性實驗

傳統的驗證性實驗缺乏創新性，難以調動起學生參與實驗的積極性，所以可適當更新驗證性實驗項目，將網絡技術、計算機技術、現代實驗技術引入到實驗中，轉變驗證性實驗過于枯燥乏味的現狀。教師可對如下驗證性實驗項目進行更新：將機構測繪實驗更新為機構運動學仿真實驗，讓學生分析機構的結構情況，繪制機構運動圖，而后利用機械系統動力學自動分析軟件進行仿真驗證；將曲柄搖桿機構設計實驗更新為曲柄搖桿虛擬綜合設計實驗，讓學生在虛擬實驗平臺上設計相關參數，開展仿真測試，模擬機構運動。通過更新驗證性實驗項目，不僅可以鍛煉學生的創新思維能力，還能夠培養學生對軟件的靈活應用能力。

2.2 開展綜合性實驗

機械設計實驗要將機械運動分析、機械結構、機械性能測試、機械系統動態設計作為重要內容，構建起綜合性實驗項目模塊，鼓勵學生利用現代化的實驗設備條件完成實驗，培養學生對機械原理知識的綜合運用能力。根據機械設計課程的教學目標，結合本校的實驗教學能力，可開展機械系統運動方案設計實驗、傳動系統性能測試實驗、軸系組合創新設計實驗等綜合性實驗項目。下面以機械系統運動方案設計實驗為例進行簡要介紹：將實驗項目劃分為若干個實驗模塊，包括機械傳動、電氣驅動、計算機控制等模塊，在各模塊下又細化為若干個構成部分，如機械傳動模塊分為齒輪、凸輪、螺旋、蝸桿等機構。在該實驗項目中，由教師提出實驗目標，讓學生圍繞實驗目標設計出機械系統運動方案，而后到實驗室中進行操作。學生要根據設計的方案搭接實驗系統，選擇驅動裝置、控制電路，在此之后編寫控制程序，對設計方案進行分析、調試、測試。通過布置綜合性實驗任務，能夠使學生更加深入地掌握各種結構的運動原理，提高知識的綜合應用能力和動手實踐能力。

2.3 設計工程化實驗內容

為增強機械設計實驗的實用性，使其與實際工程建立起緊密的聯系，教師應當設計工程化實驗內容，創建逼真的工程環境，減少模型實驗，從而使學生能夠運用理論知識解決實際問題。在實驗室建設時，應引入企業級測試儀器和行業典型設備，使機械設計實驗項目擁有工程應用背景。如，在動平衡實驗中，要求學生按照企業圖紙進行實驗操作，選擇企業所用的平衡零部件；在齒輪參數測量實驗中，要結合工程實踐中所采用的齒輪加工技術，按照工程化的要求開展實驗。

2.4 增加開放性實驗

開放性實驗教學是鼓勵學生自主安排實驗、激發學生實驗興趣的一種實驗模式。對于機械設計實驗而言，應適當增加開放性實驗教學的比例，確定好學生可自選的實驗項目。學校要向學生開放實驗室和實驗設備，讓學生帶著自己的課程設計實驗項目到實驗室進行操作。根據機械設計課程的教學需要，教師可增加以下開放性實驗項目，包括復雜機構研究性實驗、漸開線齒輪范成原理實驗、齒輪傳動效率測定實驗等，讓學生自主選擇感興趣的實驗項目。此外，教師可鼓勵學生組建課外實驗興趣小組，讓學生利用課外時間完成開放性實驗項目，同時學校要為學生實驗創造有利條件，給予充分的支持，為培養高素質的創新型人才奠定基礎。

3 結論

總而言之，機械設計實驗是培養高素質復合型專業人才的重要途徑。為此，必須轉變傳統枯燥乏味的實驗教學現狀，不斷創新機械設計實驗項目，調動起學生參與實驗、自主動手完成實驗的積極性，從而促進學生科研能力、創新能力、綜合應用能力、實踐操作能力的全面發展，實現機械設計課程的教學目標。

參考文獻

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作者單位

西安航空職業技術學院 陜西省西安市710089