基于工程素質(zhì)培養(yǎng)的機械原理實驗教學(xué)改革探索

1、    基于工程素質(zhì)培養(yǎng)的機械原理實驗教學(xué)改革探索    王會【摘 要】 基于“工程素質(zhì)培養(yǎng)”的機械原理實驗教學(xué)內(nèi)容改革，應(yīng)注重調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，增加開放性實驗教學(xué)；教學(xué)方法改革應(yīng)注重驗證性、設(shè)計性、創(chuàng)新性教學(xué)方法的應(yīng)用將實驗教學(xué)與科技創(chuàng)新大賽結(jié)合；改革成績評定方法以提高學(xué)生的工程素質(zhì)和工程實踐能力?！娟P(guān)鍵詞】 工程素質(zhì)；培養(yǎng)；機械原理；實驗教學(xué)；內(nèi)容；方法；改革機械原理是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的主干專業(yè)課程，主要研究的對象為機械中的常用機構(gòu)以及對機構(gòu)系統(tǒng)運動方案設(shè)計，為學(xué)生從事機械方面的設(shè)計和制造奠定基礎(chǔ)。機械原理實驗是隨著機械原理理論教學(xué)同時開設(shè)，通

2、過實驗教學(xué)可使學(xué)生具有機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的能力、設(shè)計和分析機械系統(tǒng)方案的能力以及解決一般工程問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力、機構(gòu)設(shè)計能力、實踐動手能力等綜合能力，提高學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實際工程應(yīng)用實例的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，為今后從事機械相關(guān)工作奠定一定的理論基礎(chǔ)。為了提高機械原理課程實驗的教學(xué)效果，我們在實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核機制等方面進行了積極的探索，以提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新應(yīng)用能力。一、基于工程素質(zhì)培養(yǎng)的實驗教學(xué)內(nèi)容改革機械原理的傳統(tǒng)必做實驗項目以典型機構(gòu)認(rèn)知實驗、機構(gòu)運動簡圖的測繪與分析、齒輪齒廓范成加工原理，這類實驗大都為演示性、驗證性的實驗，無法滿足學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)。

3、因此我們在實驗教學(xué)項目上對此類實驗進行調(diào)整，增加具有實踐性和創(chuàng)新性強的實驗內(nèi)容，同時增加了開放實驗內(nèi)容。1、對實驗教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整在必做實驗教學(xué)內(nèi)容上刪掉典型機構(gòu)認(rèn)知實驗。在機械原理開課前一學(xué)期，學(xué)生已經(jīng)進行了為期一周的認(rèn)識實習(xí)，已經(jīng)對機械有了初步的認(rèn)識。但為了增加學(xué)生的學(xué)習(xí)機械原理的興趣，將此改為參觀實驗項目，不占用實驗教學(xué)課時，利用學(xué)生業(yè)余時間，帶領(lǐng)學(xué)生去機械原理實驗室參觀機械原理陳列柜和常用機構(gòu)模型，現(xiàn)場觀看陳列柜里展示的各種機構(gòu)實物和機構(gòu)運動，教師進行講解，使學(xué)生先對這門課程產(chǎn)生濃厚的興趣，有利于機械原理課程的學(xué)習(xí)。另外在教學(xué)采用多媒體教學(xué)，教師在上理論課講解機構(gòu)時都配有實體動畫及視頻演

4、示，形象直觀，學(xué)生對常用機構(gòu)的工作原理及應(yīng)用會進一步加深。增加了設(shè)計性實驗內(nèi)容：平面機構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計實驗和輪系及空間機構(gòu)創(chuàng)意搭接實驗。這類實驗是在學(xué)生學(xué)完機構(gòu)學(xué)模塊知識后開設(shè)的設(shè)計型實驗。實驗以2-3人為一小組，課前提前分好小組。要求小組成員合作做出設(shè)計方案，設(shè)計方案要體現(xiàn)一定的綜合創(chuàng)新思維，能夠靈活運用機構(gòu)的組合進行創(chuàng)新設(shè)計，并具有一定的工程應(yīng)用。實驗課時學(xué)生到實驗室利用機構(gòu)創(chuàng)新實驗臺進行機構(gòu)拼接；論證自己所設(shè)計方案的可行性，若不合理及時調(diào)整方案。這些實驗提高了學(xué)生的工程實踐及動手能力；完成整個機械系統(tǒng)從機構(gòu)運動簡圖設(shè)計到實際結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程。同時培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力和實踐活動中的團隊分工合作

5、能力。2、增加了開放實驗內(nèi)容除了必做實驗內(nèi)容外，利用課余時間開放機械原理實驗室，增加了以創(chuàng)新性和應(yīng)用性實驗為主的開放實驗。其中主要包括以慧魚創(chuàng)意組合模型為主開設(shè)的機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實驗和利用計算機軟件進行的計算機仿真實驗。機械原理實驗室的慧魚創(chuàng)意組合模型主要包括機構(gòu)組合包、機構(gòu)萬能組合包和機器人組合包等。學(xué)生能夠利用機械原理理論課程所學(xué)的理論知識，結(jié)合慧魚創(chuàng)意組合模型，根據(jù)所學(xué)機構(gòu)學(xué)的理論知識，學(xué)生可以組裝與工程實際應(yīng)用密切聯(lián)系的機械手、碼頭起重機、自動傾卸卡車等，并能夠自主進行機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計。因?qū)W生學(xué)習(xí)機械原理課程時，已經(jīng)學(xué)習(xí)了三維實體設(shè)計軟件creo4.0的操作，利用開放時間，學(xué)生可以利用實驗室或

6、機房的電腦進行機構(gòu)的實體設(shè)計以及運動仿真，提高了學(xué)生的軟件應(yīng)用能力和操作能力。學(xué)生通過開放實驗提高了自身的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，提高了自身的工程素質(zhì)。二、基于“工程素質(zhì)培養(yǎng)”的實驗教學(xué)方法改革1、驗證性實驗的教學(xué)方法此類實驗主要培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗操作技能，驗證機械原理的原理部分，讓學(xué)生對原理做進一步理解。要求學(xué)生上實驗課之前預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，并撰寫實驗預(yù)習(xí)報告。上課時向?qū)W生簡單講授實驗基本理論和操作步驟。學(xué)校要求每次實驗人數(shù)不能超過30人，實驗室的相應(yīng)實驗儀器數(shù)量能夠讓每個學(xué)生都能實際動手操作，因此教師講完后讓每個學(xué)生獨立完成實驗要求內(nèi)容，獨立完成實驗報告。如機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與測繪實驗、齒輪齒廓范成加工

7、原理實驗還是以傳統(tǒng)的教學(xué)方法為主。2、設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗的教學(xué)方法設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗是培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決工程實際問題的主要途徑。 實驗一般由2-3名學(xué)生進行一組進行， 實驗教學(xué)時教師主要起“指導(dǎo)、引導(dǎo)、解惑”的作用。 “指導(dǎo)”就是向?qū)W生講解實驗的步驟、學(xué)生需要的理論知識；“引導(dǎo)”就是在學(xué)生方案設(shè)計過程中，教師與學(xué)生共同分析各機構(gòu)設(shè)計方案的利弊，讓學(xué)生自己創(chuàng)新設(shè)計；“解惑”就是當(dāng)學(xué)生在自主實驗時遇到問題時， 教師對學(xué)生有疑問的地方或未注意到的地方進行分析。 這樣既使學(xué)生既充分體驗到獲得實驗結(jié)果的成就感，同時激發(fā)學(xué)生獨立思考、自主學(xué)習(xí)和動手實踐的積極性，有利于培養(yǎng)其工程實踐能力和創(chuàng)新能力。3

8、、將實驗教學(xué)與科技創(chuàng)新大賽結(jié)合開放機械原理實驗室，鼓勵和指導(dǎo)機械專業(yè)學(xué)生利用課余時間將本課程理論知識與實踐相結(jié)合，將機械系統(tǒng)方案設(shè)計內(nèi)容與機電產(chǎn)品大賽等省級以上創(chuàng)新大賽的設(shè)計內(nèi)容有機結(jié)合，精選設(shè)計題目，重點培養(yǎng)學(xué)生機構(gòu)綜合運用能力和機械系統(tǒng)方案的設(shè)計能力。另外，根據(jù)學(xué)校創(chuàng)新學(xué)分規(guī)定和相應(yīng)的物質(zhì)獎勵規(guī)定，專業(yè)教師積極鼓勵和指導(dǎo)學(xué)生將自己的設(shè)計成果寫成科技論文和專利。4、改革機械原理實驗成績的評定方法在原來傳統(tǒng)的實驗課考核方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)實驗項目的不同，采用不同的實驗考核方法。驗證性實驗的考核依據(jù)主要是實驗預(yù)習(xí)與報告、實驗操作過程；設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗考核依據(jù)主要是選題的可行性和難度、設(shè)計方案的完

9、整性和合理性、實施結(jié)果和設(shè)計報告等；通過“老師評學(xué)生”，以引導(dǎo)學(xué)生在平時的實驗和學(xué)習(xí)過程中就十分注意自身的工程素質(zhì)、動手能力以及創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)其由過去的“學(xué)習(xí)、考試”型向“學(xué)習(xí)、研究、實踐、創(chuàng)新”型的轉(zhuǎn)變。 另外通過學(xué)生反饋、和學(xué)生座談等方式，及時了解實驗教學(xué)效果。三、結(jié)論通過對機械原理實驗內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革，將有效提高學(xué)生的工程素質(zhì)，調(diào)動學(xué)生的對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣。近幾年機械專業(yè)的學(xué)生在各類省級創(chuàng)新設(shè)計大賽中獲得優(yōu)異成績，發(fā)表省級論文和專利多篇。相信隨著機械原理實驗教學(xué)改革的進一步深入將在培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力，建立工程意識等方面起到了積極的作用。【參考文獻(xiàn)】1何玉林. “機械原理”課程實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析與改革j. 高教論壇，