機械設計實驗教學改革的探索與實踐

劉月英 張海霞 王南

【摘 要】實驗教學是機械設計課程的重要內(nèi)容，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和應用能力，通過教學改革能涌現(xiàn)出更多實踐型、創(chuàng)新型人才，本文對目前機械設計實驗教學環(huán)節(jié)進行了分析，提出對實驗教學加以改進的方法與措施進行探索，并將其付諸實踐。

【關鍵詞】機械設計;實驗課程;教學改革

《機械設計》是所有工科院校機械類專業(yè)必修的專業(yè)課程，通過對本課程的學習，學生能夠掌握在機械設計時所必備的應用性基礎知識和技能;并可以解決生產(chǎn)過程中的實際具體問題，目前大部分學生對機械工程缺乏必要的感性認識和實踐了解，學習這門課程有一定的難度，分析問題解決問題能力較差。創(chuàng)新設計的愿望和積極性不高，鑒于這種情況，必須對傳統(tǒng)教學方法進行改革與創(chuàng)新。

一、機械設計實驗教學現(xiàn)狀分析

機械設計課程是培養(yǎng)學生進行機械設計能力的教學環(huán)節(jié)，在教學上采用課堂教學、實驗和課程設計等方式進行。由于機械設計本身是一門和實踐結(jié)合非常密切的課程，所以教學上也要求采用與科學研究和工程實踐相結(jié)合的教學方式，盡可能地讓學生通過本門課程的學習，掌握較多的有關機械設計實踐方面的知識。從提高學生素質(zhì)能力的要求來看，目前實踐性教學環(huán)節(jié)還需要進行必要的改進[1]。

目前的機械設計課程的實踐教學環(huán)節(jié)，由于實驗項目多為演示性、驗證性實驗，或部分綜合性實驗等，在這些實驗過程中沒有達到讓學生理解機械設計的基本知識的目的。曾調(diào)研過實驗課的學生，對所學的實驗課程有什么印象和體會，由于學生自己動手操作的太少，因此實驗沒有達到預期目的。這種現(xiàn)象是目前很多實驗課程中的普遍情況。比較國外大學工科專業(yè)的實驗課情況，實驗課程學時較多，一個實驗可以做4- 8個學時[2]，雖然實驗內(nèi)容相對多一些，但是能夠保證學生較充分地參與實驗，了解實驗過程、內(nèi)容和目的等，實驗效果較好。為了提高實驗課程的教學效果，在實驗環(huán)節(jié)方面應該進行具有新意的改革。

二、實踐教學改革建設的初步設想

從提高學生實踐知識能力的目的來分析，應開展使學生有較多機械生產(chǎn)實際的實驗項目，尤其是設計性的實驗項目，可以提高學習興趣，促進學習效果。目前國內(nèi)的大學生很少接觸工程實際，非常缺乏機械以及和機械相關的生產(chǎn)實踐方面的知識。機械設計課程面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程的知識，但缺少工程實踐活動，很多內(nèi)容不易理解，實踐動手能力較弱，為改善目前現(xiàn)狀，實驗教學方式在以下幾方面還需要改進。

（一）增加學生的動手機會

目前的實驗項目，學生動手機會太少，多數(shù)情況下學生只是以觀眾的身份參加實驗，因此對實驗的要求、內(nèi)容和方式、方法沒有比較全面的體會。對于機械設計中應用最多的帶傳動實驗，多數(shù)學生僅留下測試了帶的性能的印象，至于測試原理、測試方法、測試過程不能領會貫通，分析其原因，一是事前的準備預習工作不夠，二是實驗中沒有能夠獨立完成整個實驗過程也是重要原因。實驗時學生分工有測試力矩的，有檢測帶輪轉(zhuǎn)速的，有負責加載荷的，還有負責記錄數(shù)據(jù)的等，因為第一次接觸這樣的實驗項目，所以多數(shù)同學在實驗中注意的僅是如何完成自己的工作，對于整個實驗的目的、要求和作用機理沒有詳細了解。

（二）開設既符合課程要求學生又比較熟悉的實驗項目

學生不熟悉的實驗項目，難以提高學生的學習興趣，為了實驗而進行的實驗項目，學生感覺枯燥，影響學習效果。機械設計課程的實驗項目應注重基礎內(nèi)容的學習，并盡量結(jié)合學生的生活環(huán)境，如軸系創(chuàng)新組合實驗、傳動系統(tǒng)搭接實驗。

（三）開設彈性時間實驗

一是學習的時間不要限制太緊，不用必須在固定的時間進行實驗，二是可以根據(jù)學習情況，適當對完成實驗的學時進行必要的改動，一個實驗不局限只能用2個學時，必要的話可以用4個或6個小時，目的是達到要求的學習效果。

三、自行車拆裝實驗項目的嘗試

（一）機械設計課程實驗項目的特點

通過以上分析，我們認為從提高學生實踐動手能力的角度出發(fā)，機械設計課程的實驗項目應有以下特點，才有利于提高學生的學習興趣，并取得較好的學習效果。

1.貼近生活結(jié)合學生的生活實際，讓學生在生活中能夠感受到所學的知識不是空中樓閣。

2.親自動手增加讓學生親自動手操作、實踐的機會，認識到實踐知識僅依靠教，是不容易體會的，只有認真動手實踐才能夠真正掌握。

3.易于掌握實驗的內(nèi)容不能過于復雜，因為機械設計基礎知識學習階段，學生的接受能力還是有一定限度的。

（二）自行車拆裝實驗的特點

根據(jù)以上要求，提出開設自行車拆裝實驗項目的計劃。

1.自行車是全民的主要交通工具，大家對自行車不陌生。但是現(xiàn)在的大學生雖然利用自行車，卻不太了解自行車的原理及性能，自己動手修車的同學不足10%，這其中固然有節(jié)省時間的因素，但是絕大多數(shù)學生是因為不了解自行車的構(gòu)造，不會修車。

2.自行車相對來說屬于比較簡單的機械，自行車中有軸、軸承、螺栓、螺柱、離合器、鏈傳動 機構(gòu)、彈簧等機械零件與構(gòu)件，也包含相當多的機械設計知識，因此通過自行車拆裝實驗，能夠使學生了解通用機械零部件的知識，了解普通機械的裝配方法，提高學生的學習興趣。

3.自行車拆裝實驗具有較好的安全性。學生可以自己管理、自己設計實驗內(nèi)容進行裝配實驗，發(fā)揮學生主動學習的能力。

（三）自行車拆裝實驗的實踐

為節(jié)約資金降低成本，實驗室可以購置廢舊各種典型的自行車和相當數(shù)量的各種自行車零部件，初步擬訂實驗指導書，試行了自行車拆裝開放性實驗項目。通過實驗教學實踐，能夠提高學生對機械結(jié)構(gòu)的理解和認識，了解到還有很多自己不懂的內(nèi)容;安全性好，學生可以無顧忌地大膽動手，從實驗的實施中，也發(fā)現(xiàn)需要改進之處。

本文對機械設計課程的實驗教學環(huán)節(jié)進行了分析，在此基礎上提出改進實驗教學環(huán)節(jié)效果的初步想法，購置自行車拆裝實驗項目的基本設備，初步擬訂了實驗指導書，并在教學中進行了嘗試。希望能為今后開展實踐性教學環(huán)節(jié)的建設工 作提供一些參考。

參考文獻：

[1]王月琴，張進，陸衛(wèi)娟.機械設計實驗教學改革[J].機械管理開發(fā)，2005 （4）： 54-55.

[2]劉元林.大工程背景下機械設計基礎實驗教學改革的研究與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2010，27（1） ：14 -16.