民族學生《機械設計基礎》實驗教學改革探討

王海明+李健

【摘 要】以增強應用型本科人才的動手能力和創新能力為出發點，分析了我校農機專業民族學生《機械設計基礎》實驗教學中存在的主要問題，探討了實驗教學改革的思路，提出開放式創新綜合實驗和微課教學相結合的方法，增加綜合設計型、創新型實驗，充分發揮學生的主體作用，學生的自主學習能力、解決問題的能力及知識應用能力均有明顯提高。

【關鍵詞】機械設計基礎；實驗教學；教學改革

0 引言

《機械設計基礎》是高等工科院校近機類專業的一門專業技術基礎課。《機械設計基礎》實驗教學是《機械設計基礎》課程教學體系的重要組成部分，要求學生掌握基本的實驗方法和基本原理，培養學生實驗設計能力、動手能力及分析、解決問題的能力[1]。

但是，以往的傳統實驗教學只注重學生基礎理論知識的傳授，實驗類型以驗證性、演示性實驗為主，導致學生動手能力不足且沒有工程意識。加之我校是一所地處多民族地區的大學，每年招收一定數量的農業機械及其自動化專業民族學生。民族學生在進行實驗課程學習時又存在著語言交流障礙，文化認知差異，課程重要性認識不足等問題[2]，嚴重影響實驗課程的教學質量。因此，針對現有的實驗教學課程的改革迫在眉睫。

為了適應我校應用型專業人才培養目標，我們在實驗教學中增加了《機械設計基礎》綜合性和創新性實驗，部分實驗采用微課形式進行教學，形象生動便于學生理解和接受， 使學生的工程意識、動手能力和創新能力得到顯著提高。

1 機械設計基礎實驗存在的問題

目前我校農機專業民族學生《機械設計基礎》實驗教學主要存在以下問題：

1.1 缺乏工程認知

《機械設計基礎》主要實驗：通用機械認知實驗、機構運動簡圖測繪、齒輪展成原理實驗、齒輪參數測定實驗、帶傳動實驗、滑動軸承潤滑特性實驗、組合式軸系結構與實驗分析、運動參數測量和減速器拆裝等。以上實驗中選擇6個實驗共計12學時，基本為驗證性、演示性實驗且實驗理論性較強、需要具備工程背景知識，而在校學生普遍缺乏工程認知，無法將實驗與工程實際相結合。

1.2 實驗課程重要性認識不足

目前，《機械設計基礎》實驗成績僅作為《機械設計基礎》理論課程平時成績的一部分，所占比例為10～15%，實驗考核依據主要是實驗過程的操作規范性、實驗報告質量等，導致部分學生思想不重視、不認真做實驗，實驗報告抄襲現象經常發生。

1.3 民族學生的特殊問題

授課對象為民族學生，主要層次為民考民、民考漢和雙語學生，尤其是民考民學生，他們從學童開始，一直使用本民族語言進行交流和學習知識。雖然民族學生在我校已經進行了一年的漢語言預科學習，由于多年的文化認知差異，部分同學依然存在嚴重的語言交流問題，后續課程中出現的大量專業術語更是無法讀懂。導致部分民族學生在進行實驗課程學習時存在著聽不懂、沒興趣、抄作業、不合作等問題。

2 建議采取的教學改革措施

2.1 實驗教學方法

實驗教學方法主要采用開放式機械設計創新綜合實驗教學[3]，以學生自主為主，教師輔導為輔。學生在掌握《機械設計基礎》基本知識的基礎上，自己查閱文獻資料，自主構思設計創意方案，進行可行性討論。然后利用實驗臺模塊組件進行搭接，試驗測試、分析比較，總結交流。最后，演示搭接方案，提交綜合實驗報告。

由于微課具有便于碎片化教學，視頻涵蓋動畫、三維實體模型、虛擬現實等多媒體技術，可移動學習和線上線下學習，隨時暫停和回放觀看的特點[4]。因此，《機械設計基礎》部分實驗可采用微課授課的教學方法。例如，本文作者曾針對齒輪展成原理實驗制作了時長7.5分鐘微課視頻并進行了教學，視頻涵蓋動畫、圖片、音頻、雙語（維吾爾語、漢語）字幕等多種形式，內容形象生動的講解清楚了齒輪展成加工原理、齒條刀與輪坯展成加工的過程及最終加工出的完整齒廓，學生學習興趣濃厚，教學效果較好。

2.2 實驗教學內容

在現有驗證性實驗的基礎上，增加綜合性和創新性實驗，例如增加機構運動創新設計實驗、機械傳動性能綜合實驗。

在機構運動方案綜合創新實驗中要求學生自己構思、選擇設計方案；將機構運動方案創新實驗裝置的零件進行拼接組合，按比例組裝成實物模型，進行動態演示并觀察機構的運動情況；通過調整布局、連接方式及尺寸來進行改進優化設計；使模型機構靈活、可靠地實現設計要求。

在機械傳動性能綜合測試實驗中，利用不同種類的機械傳動裝置、聯軸器、變頻電機、加載裝置和功控機等模塊，學生可以根據選擇或設計實驗類型、方案和內容，自己動手進行傳動連接、安裝調試和測試，進行設計性、綜合性或創新性實驗。有利于培養學生在工程實際中發現問題和解決問題的能力，提高學生的動手操作能力。

2.3 加強教師隊伍建設與課程設置改革

2.3.1 師資隊伍建設主要是青年教師的引進和培養。在師資力量緊缺情況下，需引進引進一定數量的優秀人才；需要大力加強在校青年教師的實踐教學技能培訓和進修，加大對青年的科研項目扶持力度，以科研反哺教學，以科研成果促進教學質量的提高。在師資隊伍完善的基礎上，著重進行教學團隊的組建和完善，形成一套規范的教學管理和教學質量監控體系。

2.3.2 設立獨立必修實驗課程，獨立考評學生成績，不但能充分調動實驗教師的積極性，學生亦會對實驗課給予足夠的重視。 同時進行相應實驗課程的教材建設，將傳統實驗項目、綜合性實驗項目和創新實驗項目有機地整合，編寫出一套適合民族學生的實驗教材。

3 結語

建立驗證性、綜合性、創新性實驗互補的機械設計基礎實驗內容體系，采用開放式機械設計創新綜合實驗教學+微課的教學方法，可激發學生實踐學習的積極性，使我校農機專業民族學生的動手能力和創新能力得到提高，為民族學生后續的畢業設計學習打下堅實的基礎。

【參考文獻】

[1]廖宜濤，宗望遠，廖慶喜.高等農林院校卓越工程師培養機械學綜合課程設計改革[J].農業工程，2014，4（4）：141-145.

[2]李俊偉，魏敏，王衛兵，等.針對少數民族學生的機械工程材料課程教學探討[J]. 農業網絡信息，2014（1）：127-129.

[3]Ke Zhang.Exploration and Practice on the Experimental Teaching Reform for Mechanical Design Basis Course[C].Garry Lee.2014 2nd International Conference on Psychology，Management and Social Science，Shenzhen，2014（5）：36-40.

[4]王嵐，張一春.微課的評價指標體系研究[J].教育現代化，2015（3）：85-88.

[責任編輯：田吉捷]endprint