“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的研究與實踐

孟兆生，岳彩霞

(1.黑龍江工程學(xué)院工會，黑龍江 哈爾濱 150050；2.黑龍江工程學(xué)院　教育發(fā)展與改革研究中心，黑龍江 哈爾濱 150050)

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“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的研究與實踐

孟兆生1，岳彩霞2

(1.黑龍江工程學(xué)院工會，黑龍江 哈爾濱 150050；2.黑龍江工程學(xué)院教育發(fā)展與改革研究中心，黑龍江 哈爾濱 150050)

摘要：“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程通過一個典型機械零件、一個典型機械部件和一個典型的機電產(chǎn)品分別進行工程材料熱處理及應(yīng)變測量實驗、機械部件的技術(shù)測量、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?。?jīng)過“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的研究與實踐，闡述機械類應(yīng)用型本科院校設(shè)置該門課程的必要性，突出該門課程的特色，并付諸實踐，從而分析開設(shè)這門課程的效果。

關(guān)鍵詞：機械工程；基礎(chǔ)實驗；研究；實踐

“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的研究是教育部立項項目“面向21世紀高等工程教育內(nèi)容和課程體系改革計劃”中的子項目“工程制圖與機械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革的研究與實踐”的重要組成部分，也是21世紀初我國高職高專學(xué)校教學(xué)改革成果之一。由筆者主編、主審并實施教學(xué)的“機械工程基礎(chǔ)實驗”教材已經(jīng)由高等教育出版社正式出版。近年來，圍繞這門課程筆者進行了大量的實踐，有一定的體會。為了貫徹改革成果，將這一成果推廣到應(yīng)用型本科實踐教學(xué)中，有必要將相關(guān)的體會和經(jīng)驗介紹給廣大教師，最終使學(xué)生受益。

1“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程設(shè)置的必要性

為搞好高等工程教育的實踐教學(xué)改革，“工程制圖與機械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革的研究與實踐”課題組在國內(nèi)外進行了大量的調(diào)查，并進行了比較研究，結(jié)果表明：我國生源的實踐基礎(chǔ)差，學(xué)生基本無實踐經(jīng)歷，特別是農(nóng)村學(xué)生，工業(yè)基礎(chǔ)知識非常缺乏，他們沒有良好的工程背景和實踐基礎(chǔ)，這就要求我們?yōu)閷W(xué)生提供良好的工程實踐基礎(chǔ)訓(xùn)練的機會。用人單位對“責(zé)任心”、“科學(xué)作風(fēng)”的要求列第一、二位，企業(yè)對學(xué)生“獨立解決問題的能力”、“開拓創(chuàng)新能力”的要求列第三、五位，從統(tǒng)計結(jié)果看突出地顯示了“加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高獨立解決工程現(xiàn)場技術(shù)問題能力和動手能力”的建議以23%的比例位居榜首；從當(dāng)前畢業(yè)生反饋信息看，存在的主要問題是“現(xiàn)場技術(shù)應(yīng)用能力不強”、“實踐動手能力差”、“創(chuàng)造和開拓能力不足”等問題列第二、三、四位。美國、德國和日本對實踐教學(xué)非常重視，實踐教學(xué)所占的比重都非常大，日本還單獨開設(shè)了“機械工學(xué)實驗”課程。這些都說明務(wù)必高度重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中要加強開放性和綜合性、設(shè)計性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。同時還應(yīng)加強校內(nèi)實驗室和實習(xí)基地建設(shè)，加強產(chǎn)學(xué)研合作，加強“雙師型”教師隊伍建設(shè)，加大對實驗室和實習(xí)基地的投入；另外，要強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考核、評估和管理工作。

對于機械類應(yīng)用型本科的學(xué)生強調(diào)實踐能力、實際動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而這些能力的基礎(chǔ)是機械工程實驗基礎(chǔ)；原來在理論課程中的驗證性實驗的出發(fā)點強調(diào)的是用實驗去驗證理論的正確性，使學(xué)生便于理解和掌握相應(yīng)的理論，并沒有強調(diào)動手能力的培養(yǎng)，并且實驗是零散的，不系統(tǒng)的，學(xué)生無法得到系統(tǒng)的實驗訓(xùn)練。這就是我們設(shè)置本門課程的必要性之所在。

2“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程特色

設(shè)置“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的目的，是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實驗動手能力，側(cè)重于對學(xué)生機械檢測技術(shù)能力的培養(yǎng)，重組實驗內(nèi)容，緊密聯(lián)系工程實際，以典型的機械零件、部件和設(shè)備為載體，結(jié)合本系列課程范圍內(nèi)理論和實驗，設(shè)置綜合性、設(shè)計性的實驗。

原來的實驗是簡單的、彼此分離的單列實驗；而現(xiàn)在的是系統(tǒng)的相互聯(lián)系的系列課程實驗。原來在各自的課程內(nèi)只能開設(shè)驗證性的實驗，想開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗非常困難；而現(xiàn)在“系列課程改革”為開設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗提供了條件，“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程使各門課程的實驗聯(lián)系到一起，達到綜合的目的。它基本解決了幾年來一直困擾我們的提高學(xué)生實際動手能力和工程實踐能力的實驗基礎(chǔ)問題，為系統(tǒng)學(xué)習(xí)機械工程基礎(chǔ)實驗開了先河，填補了應(yīng)用性、設(shè)計性實驗教學(xué)的空白。

“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的特點是強調(diào)教學(xué)內(nèi)容的綜合，打破原有學(xué)科的界限，以工程應(yīng)用的需要重新劃分課程內(nèi)容；強調(diào)工程實踐能力培養(yǎng)，重視工程實踐訓(xùn)練，更強調(diào)在實踐中學(xué)習(xí)專業(yè)知識，其教學(xué)內(nèi)容、實例均取材于工程實際，實驗課程或應(yīng)用性實驗項目較多，實驗的設(shè)計性、綜合性、開放性和針對性較強，強調(diào)綜合素質(zhì)和工程實踐能力的培養(yǎng)；強調(diào)創(chuàng)新能力培養(yǎng)，重視掌握知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，要求學(xué)生掌握終生運用的學(xué)習(xí)方法，鼓勵學(xué)生在完成課程作業(yè)或?qū)嶒炛腥跁炌ㄓ嘘P(guān)課程，培養(yǎng)自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

“機械工程基礎(chǔ)實驗”的主要內(nèi)容如下：誤差基本理論及測試基礎(chǔ)；通過一個典型機械零件(如軸)進行工程材料熱處理及應(yīng)變測量實驗；通過一個典型機械部件(如減速器)進行機械部件的技術(shù)測量；通過一個典型的機電產(chǎn)品(如洗衣機)進行產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，使學(xué)生掌握質(zhì)量檢驗的依據(jù)，掌握ISO標準和GB標準以適應(yīng)國際競爭和我國加入世界貿(mào)易組織的需要；通過實驗設(shè)計，使學(xué)生了解實驗的構(gòu)成、作用、類型以及基本程序，掌握實驗方案的擬訂，懂得實驗設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生科研能力及創(chuàng)新意識。

3“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程的教學(xué)實踐效果分析

教學(xué)計劃：“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程是一門基礎(chǔ)實驗課程，單獨設(shè)課，列入教學(xué)計劃，計劃40學(xué)時，各學(xué)校可根據(jù)實際情況安排在第2或第3學(xué)期，可相對集中安排2周或分散在各教學(xué)周組織教學(xué)。

考核形式：原來基礎(chǔ)實驗的考核是各占本門課程的10%～20%記入總成績，學(xué)生對實驗并不重視，而現(xiàn)在是作為一門考查課，其考核方式是考查，成績有三部分組成：實驗理論占20分，實驗成績占50分，實驗設(shè)計占30分，因此，學(xué)生非常重視。

課程效果分析：經(jīng)過四個學(xué)校兩輪的教學(xué)實踐，該門課程使學(xué)生在有關(guān)實驗知識、能力和素質(zhì)等方面都有較大幅度的提高。課程在實施過程中，本著以學(xué)生實驗為主，教師講授為輔，指導(dǎo)與實際操作相結(jié)合的原則進行，具體效果有以下幾點：

3.1通過教學(xué)使學(xué)生實驗知識更加豐富

教師重點講解誤差基本理論及測試基礎(chǔ)；機電產(chǎn)品質(zhì)量檢驗的基本概念及檢驗依據(jù)；實驗設(shè)計理論等部分內(nèi)容，約占總學(xué)時的20%。通過教師講解使學(xué)生掌握以下幾方面的實驗基礎(chǔ)知識：1)學(xué)生能夠全面系統(tǒng)掌握和了解機械工程實驗的全貌，做到心中有數(shù)；2)掌握機械過程實驗誤差基本理論及測試基礎(chǔ)，有利于后續(xù)課程的實驗數(shù)據(jù)處理，也為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及創(chuàng)新實驗的數(shù)據(jù)處理奠定基礎(chǔ)；3)使學(xué)生擴充機電產(chǎn)品質(zhì)量方面的知識，了解產(chǎn)品檢驗的概念、職能、要素、程序、目的、作用與原則，掌握質(zhì)量檢驗的依據(jù)；4)掌握實驗的構(gòu)成、作用、類型及基本程序，會擬訂實驗方案，懂得實驗設(shè)計，為提高科研能力與創(chuàng)新意識做知識上的準備。

3.2通過教學(xué)使學(xué)生實驗動手能力得到加強

在教師指導(dǎo)下，學(xué)生親自動手完成所規(guī)定的各項實驗任務(wù)，全面理解和掌握機械工程實驗的全過程，提高動手能力，實驗課時約占總學(xué)時的60%，通過實驗使學(xué)生掌握如下技能：1)全面理解和掌握實驗技能，熟知機械工程實驗的全過程；2)掌握機械工程實驗的基本方法，學(xué)會使用常用測量工具、儀器的操作與技巧；3)學(xué)會使用各種基礎(chǔ)實驗的測試儀器，如：金相顯微鏡，硬度計，壓力試驗機等的使用、操作及零件熱處理工藝；4)掌握機電產(chǎn)品檢驗的儀器設(shè)備，如：振動測試儀，電氣強度測試儀等的使用。

3.3通過教學(xué)使學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰εc創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)

在實驗課程設(shè)計過程中，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生針對指定的實驗項目進行實驗課程設(shè)計，使學(xué)生掌握確定實驗對象、調(diào)研、選擇實驗方法、擬訂實驗方案、實驗實施等過程，全面掌握實驗設(shè)計，真正培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰εc創(chuàng)新能力。

3.4通過教學(xué)使學(xué)生產(chǎn)品質(zhì)量意識初步形成

通過機電產(chǎn)品質(zhì)量檢驗課程的教學(xué)，使學(xué)生提高了機電產(chǎn)品質(zhì)量意識，了解產(chǎn)品質(zhì)量檢驗的概念、職能、要素、程序、目的、作用與原則；掌握質(zhì)量檢驗的依據(jù)。學(xué)生通過該課的學(xué)習(xí)，熟悉了有關(guān)ISO9000標準的知識，有力地奠定了學(xué)生日后所生產(chǎn)的機械產(chǎn)品在應(yīng)對國際競爭中所必備的基礎(chǔ)知識。

3.5通過教學(xué)使學(xué)生綜合素質(zhì)明顯提高

學(xué)生在實驗知識的學(xué)習(xí)，實驗項目的操作和實驗設(shè)計過程中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，增強了對事業(yè)的責(zé)任心以及對專業(yè)的熱愛；由于有些實驗項目需要獨立完成，而有些實驗需要集體分工合作，因此，培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考、分析、解決實際問題的能力，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識和團隊精神。在實驗設(shè)計過程中，學(xué)生學(xué)會了利用互聯(lián)網(wǎng)、圖書館查閱有關(guān)資料，并懂得如何去調(diào)研收集資料，學(xué)生的綜合素質(zhì)明顯提高。

4幾點建議

“機械工程基礎(chǔ)實驗”課程實施目前還是初步探索，使學(xué)生在實驗知識、實際動手能力、科學(xué)實驗?zāi)芰εc創(chuàng)新能力、產(chǎn)品質(zhì)量意識和實驗設(shè)計等綜合素質(zhì)方面都得到了加強和培養(yǎng)，培養(yǎng)了學(xué)生的個性，基本達到了本門課程的目的。但還需要進一步完善，如在教師的配備、培訓(xùn)方面需要加強；在實驗設(shè)備的配置方面需要加大投入；在實驗室的管理上應(yīng)該更加靈活，隨時為學(xué)生全天開放，給學(xué)生提供更廣闊的學(xué)習(xí)空間。

參考文獻

[1]孟兆生.機械工程基礎(chǔ)實驗[M].北京：高等教育出版社,2001.

[2]雷經(jīng)發(fā),扈靜,陳雪輝,等.機械專業(yè)課程設(shè)置與人才培養(yǎng)模式的比較研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,26(4):110-112.

[3]李占奎,劉元林.機械設(shè)計實驗教學(xué)改革的研究與實踐[J].教育現(xiàn)代化,2016(2):68-69.

[4]魏鴻榕,陶怡,岳彩霞.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社,2010.

[5]吳炯杰.探究機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗教學(xué)的思考[J].課程教育研究,2016(1):221.

[6]杜永英，陳雪嬌，鄢利群,等.應(yīng)用型大學(xué)本科課程機械類創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)探索與研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2016,29(1):106-108.

[責(zé)任編輯：路曉鴿]

Research and practice of the Course of MechanicalEngineering Foundation Experiments

Meng Zhaosheng1，Yue Caixia2

(1.Labour Union,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin 150050,China;2.Education Development Reform Research Center,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin 150050,China)

Abstract：The Course of Mechanical Engineering Foundation Experiments is designed to be available for the heat-treating and strain-measurement experiments of engineering materials,the technological measurement of mechanical parts,the tests of product quality and the capacity-building of students’experiment,involving one of typical mechanical parts,one of typical mechanical components and one of typical mechanical and electrical products.As for this course,research and practice are made in order to state its necessity of setting for applied undergraduate higher institutions on machines,thus emphasizing its characteristics,practicability and effectiveness.

Key words：mechanical engineering; foundation experiment; research; practice

DOI:10.19352/j.cnki.issn1671-4679.2016.03.017

收稿日期：2015-12-21

基金項目：黑龍江工程學(xué)院教育科學(xué)規(guī)劃課題(JG1439)

作者簡介：孟兆生(1964—)男，教授，研究方向：機械工程.

中圖分類號：G640

文獻標識碼：A

文章編號：1671-4679(2016)03-0068-03