改革實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)訓(xùn)練，推動(dòng)機(jī)械基礎(chǔ)課程創(chuàng)新教學(xué)

韓上云

摘 要 機(jī)械基礎(chǔ)課程作為機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，是學(xué)生后繼學(xué)習(xí)專業(yè)課程必要的理論基礎(chǔ)課程，機(jī)械基礎(chǔ)課程創(chuàng)新教學(xué)對(duì)機(jī)械工程專業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新性人才具有重要作用。本文通過(guò)對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)進(jìn)行改革，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力，從而推動(dòng)機(jī)械基礎(chǔ)課程的創(chuàng)新教學(xué)。

關(guān)鍵詞 機(jī)械基礎(chǔ)課程 創(chuàng)新教學(xué) 實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G424 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.02.051

Reform Experiments and Design Training， and Promote

Innovative Teaching Mechanical Foundation Course

HAN Shangyun

（Guangzhou Public Utility Advanced Technical School， Guangzhou， Guangdong 510100）

Abstract Mechanical foundation course as a Mechanical Engineering basic course， has a strong theoretical and practical， is the successor of students studying professional courses necessary theoretical foundation courses， foundation courses innovative teaching mechanical engineering mechanical cultivation of 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 Mechanical foundation course; innovative teaching; experiment; design

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)人才培養(yǎng)提出了更高的要求，不僅要求學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也更加注重創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。新時(shí)期高等工程教育對(duì)教學(xué)提出了新的目標(biāo)，要求培養(yǎng)出具有國(guó)際化的復(fù)合型高素質(zhì)創(chuàng)新性工程技術(shù)人才。機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革就應(yīng)該圍繞這一人才的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。但要如何進(jìn)行有效的創(chuàng)新教學(xué)改革，成為機(jī)械基礎(chǔ)課程的一大課題。本文就針對(duì)這一課題進(jìn)行了研究，提出了對(duì)課程實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)訓(xùn)練的改革，從而推動(dòng)機(jī)械基礎(chǔ)課程的創(chuàng)新教學(xué)，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

1 在教學(xué)中增加研究性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

我國(guó)的機(jī)械工程技工教育的教學(xué)目標(biāo)就是為了培養(yǎng)具備工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的技術(shù)人才，根據(jù)這一目標(biāo)就可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)注重于課程基本原理的演示、理論驗(yàn)證以及實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)的掌握方面，而忽視了對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、創(chuàng)新能力等培養(yǎng)，因此在教學(xué)中關(guān)于工程實(shí)踐環(huán)節(jié)方面相對(duì)比較薄弱，而要培養(yǎng)和提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力就需要各種試驗(yàn)進(jìn)行配合。實(shí)驗(yàn)不僅僅只是對(duì)教材知識(shí)的驗(yàn)證和演示，而應(yīng)該更加關(guān)注實(shí)驗(yàn)是否能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

因此，就可以在以往的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上增加一些具有創(chuàng)新性與綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如3DMC機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、JPCC平面機(jī)構(gòu)組裝實(shí)驗(yàn)、軸線結(jié)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行組裝、調(diào)試、設(shè)計(jì)、研究，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。如在3DMC試驗(yàn)臺(tái)的開(kāi)發(fā)和研制中，就是按照機(jī)構(gòu)組成原理和創(chuàng)造性思維原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它是具有綜合性較強(qiáng)的智能化實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備。這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)可以對(duì)學(xué)生在機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中所萌發(fā)的各種創(chuàng)新性思維進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)臺(tái)不僅包括了組成機(jī)構(gòu)的高、低副桿組，組成這些桿組的各種構(gòu)件、機(jī)架以及其它的輔助連接件等，也包括了關(guān)于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)方面的內(nèi)容，有凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研究提高學(xué)生的機(jī)械傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)能力。通關(guān)試驗(yàn)臺(tái)還可以對(duì)執(zhí)行構(gòu)件和中間任意構(gòu)件的速度、位移、加速度進(jìn)行測(cè)試通過(guò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將教材中的知識(shí)與自身的思維、動(dòng)手能力相結(jié)合，對(duì)實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行構(gòu)思和優(yōu)化，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行拆裝等，從而逐漸培養(yǎng)和提高學(xué)生的分析能力和解決問(wèn)題的能力，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)實(shí)踐讓理論知識(shí)得到驗(yàn)證、延伸和創(chuàng)新。

2 對(duì)課程設(shè)計(jì)模式進(jìn)行改革，使設(shè)計(jì)內(nèi)容更具創(chuàng)新性

機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)訓(xùn)練一般有課程設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新活動(dòng)。在機(jī)械課程體系中，課程實(shí)踐是一個(gè)非常重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)模式與設(shè)計(jì)內(nèi)容已經(jīng)不符合對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，因此需要改變課程設(shè)計(jì)。如在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中，將原來(lái)使用解析法和圖解法在做機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析改成了機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。可以在完成理論教學(xué)后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)任務(wù)，也可以在理論教學(xué)完成一定程度都與其同步進(jìn)行。提前將任務(wù)告訴學(xué)生，讓學(xué)生做好準(zhǔn)備，查閱資料。這樣就可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如果遇到不懂得就可以自己查閱資料進(jìn)行解決，或者是教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，就可以針對(duì)性地去解決問(wèn)題，從而提高學(xué)生的自學(xué)能力以及加深他們對(duì)知識(shí)的理解。在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，要本著學(xué)生是主體，而教師只是引導(dǎo)者，提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，同時(shí)課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)要具有靈活性，可以讓教師給出，也可以讓學(xué)生自己擬定題目，而學(xué)生自定題目就要求他們要進(jìn)行更多的調(diào)研工作，這樣就可以了解更多的設(shè)計(jì)內(nèi)容。在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)時(shí)，可以分小組進(jìn)行，這樣學(xué)生通過(guò)交流合作發(fā)揮出集體的力量，同時(shí)學(xué)生個(gè)人也能夠發(fā)揮出自己的獨(dú)特見(jiàn)解，這樣有利于學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的提高。又如在機(jī)械設(shè)計(jì)中改變課程設(shè)計(jì)模式時(shí)，利用CAD編程代替原來(lái)的減速器傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，這樣不僅可以讓學(xué)生熟悉現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論，同時(shí)也可以提高他們的計(jì)算機(jī)編程水平。在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)利用計(jì)算機(jī)仿真軟件，可以輔助學(xué)生制作虛擬樣機(jī)操作等。

3 開(kāi)展創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)

在課程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)中將實(shí)驗(yàn)裝置作為相關(guān)載體，是課程改革的一項(xiàng)重要任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行課程設(shè)計(jì)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如通過(guò)對(duì)3DMC試驗(yàn)臺(tái)的開(kāi)發(fā)和研制中，完成一些學(xué)生的課程設(shè)計(jì)，通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)將學(xué)生在機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中所萌發(fā)的各種創(chuàng)新性思維進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。對(duì)于各個(gè)基本結(jié)構(gòu)，它們的性能是非常有限的，只是針對(duì)基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新也是不容易的，如果將多個(gè)基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合使其成為一個(gè)組合機(jī)構(gòu)再進(jìn)行利用，這樣就能夠滿足人們對(duì)機(jī)械性能、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和形式的需要。通過(guò)利用試驗(yàn)臺(tái)提供的組合機(jī)構(gòu)供拼裝置，對(duì)組合機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造和研究，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到更多的各種組合結(jié)構(gòu)的各種性能，為以后的機(jī)械創(chuàng)新和工程設(shè)計(jì)創(chuàng)造良好的條件?？梢岳谩昂谙洹钡男问絹?lái)體現(xiàn)出課程設(shè)計(jì)內(nèi)容中對(duì)機(jī)構(gòu)的功能要求，在給出的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目中，要求學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)的功能要求進(jìn)行仔細(xì)具體的研究，用多個(gè)子功能來(lái)表現(xiàn)總體功能，并對(duì)各個(gè)子功能的功能元解進(jìn)行有效選擇和確定實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)的功能設(shè)計(jì)。運(yùn)用的方案需要具有靈活性，符合對(duì)題目的要求，對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比分析并進(jìn)行交流，不斷促進(jìn)學(xué)習(xí)成效的提高。同時(shí)學(xué)生也可以自己給出題目，但關(guān)于構(gòu)件方面最好控制在試驗(yàn)臺(tái)配置范圍內(nèi)。在進(jìn)行題目的設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行不斷的研究，從中找到問(wèn)題，并從中設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)的有效結(jié)合。

同時(shí)開(kāi)展一些形式多樣的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)，來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的積極性和主動(dòng)性。將一些好的作品設(shè)計(jì)拿到機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽中進(jìn)行參賽，有利于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的成果，同時(shí)可以加強(qiáng)技術(shù)的交流 。創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的開(kāi)展為學(xué)生提供了一個(gè)展示自我、提升自我的良好平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)室中也可以進(jìn)行一些創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將一些實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生開(kāi)放，讓他們對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行自主選擇，并安排好設(shè)計(jì)步驟，通過(guò)老師的指導(dǎo)下，發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維和動(dòng)手能力獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，來(lái)提高學(xué)生的創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力。

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)的改革，不斷加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動(dòng)他們對(duì)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，這樣提高了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也讓學(xué)生得到了各種機(jī)械工程的實(shí)踐訓(xùn)練，從而有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。

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