倪向東　蔡文青　高廣娣　馬蓉

摘 要： 基于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)改革，以認(rèn)知教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)為實(shí)踐教學(xué)改革的著眼點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的不足，探討本課程實(shí)踐教學(xué)的改革方向及改革內(nèi)容。實(shí)踐證明，該實(shí)踐教學(xué)體系的改革在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維及機(jī)械工程實(shí)踐能力訓(xùn)練等方面均有重要意義。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)環(huán)節(jié)改革

一、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐教學(xué)及其重要作用

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程屬于機(jī)械工程類(lèi)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)綜合能力方面占有重要地位。實(shí)踐性教學(xué)是本課程的重要組成部分，其目的是不僅幫助學(xué)生理解課程的基本理論，更成為培養(yǎng)學(xué)生核心能力的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。因此，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革是課程體系改革的著力點(diǎn)。

二、我院機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

1.實(shí)踐教學(xué)基本情況

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要是按大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)包括“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪”、“齒輪范成和參數(shù)測(cè)定”、“帶傳動(dòng)”等；綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只作為課下選做。實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)，一般以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占平時(shí)總成績(jī)10-20%的比例計(jì)入平時(shí)成績(jī)，且作為考核標(biāo)準(zhǔn)。綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目沒(méi)有計(jì)入總成績(jī)，學(xué)生參與積極性不高，一般學(xué)生只是走過(guò)場(chǎng)，敷衍了事，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的和要求。課程設(shè)計(jì)集中在課程結(jié)束后3周時(shí)間，并單獨(dú)計(jì)算成績(jī)。

2.存在的主要問(wèn)題

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大部分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而作為鍛煉學(xué)生自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新思維的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)沒(méi)有引起學(xué)生足夠的重視。

（2）綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的課程大作業(yè)，學(xué)生沒(méi)有發(fā)揮主觀能動(dòng)性積極參與。

（3）與課程相關(guān)的學(xué)生課外科技活動(dòng)沒(méi)有充分開(kāi)展，學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備未得到充分利用。

因此，深化機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)改革非常必要。無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和研制方面，還是在實(shí)踐教學(xué)的組織管理方面，存在諸多問(wèn)題有待研究和解決。

三、實(shí)踐教學(xué)的改革方向與改革內(nèi)容

1.實(shí)踐教學(xué)改革的主要方向

（1）加大作業(yè)力度，通過(guò)大作業(yè)訓(xùn)練學(xué)生簡(jiǎn)單的工程意識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（2）加強(qiáng)綜合型、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及與課程相關(guān)的課外科技活動(dòng)的開(kāi)展。能夠很好地鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，開(kāi)發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新思維。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力都有不可替代的作用。

2.實(shí)踐教學(xué)改革的主要內(nèi)容

為了適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)技術(shù)和機(jī)械學(xué)科綜合的發(fā)展步伐，實(shí)踐環(huán)節(jié)增強(qiáng)了學(xué)生的設(shè)計(jì)動(dòng)手能力。如實(shí)驗(yàn)中增加了聯(lián)接件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)方案綜合實(shí)驗(yàn)、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析等。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等基本機(jī)構(gòu)的應(yīng)用擴(kuò)展和組合設(shè)計(jì)等。教師也可以將科研中新的研究成果，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶釤捄图庸?，轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合的學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)或課程設(shè)計(jì)題目。

（1）完善認(rèn)知教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力。該實(shí)踐教學(xué)主要是學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程，其主要內(nèi)容是參觀典型零件和機(jī)械拆裝展示。通過(guò)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生對(duì)機(jī)械的功能、種類(lèi)、組成和各種常用零部件和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，清楚本課程所要掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)零部件的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)等教學(xué)內(nèi)容在實(shí)物模型陳列室講解，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)到現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。

（2）系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用傳統(tǒng)試驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。主要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)有：

①機(jī)械傳動(dòng)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置采用多種組合的設(shè)計(jì)模式，分動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)。通過(guò)多種組合完成齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的裝配組合，還可以加深學(xué)生對(duì)軸系裝配的理解。

②機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合綜合實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)各種空間機(jī)構(gòu)的組合實(shí)踐，使學(xué)生對(duì)空間機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)多樣性等問(wèn)題有更全面、更深入的理解。試驗(yàn)臺(tái)可拼裝出30種空間機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計(jì)能力及實(shí)踐動(dòng)手能力。

③輪系創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)臺(tái)可拼裝出12種輪系，通過(guò)拼裝試驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)輪系結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、應(yīng)用、傳，動(dòng)比計(jì)算與自鎖、周轉(zhuǎn)輪系齒數(shù)的確定等問(wèn)題有更清晰、更全面、更深入的理解。

④機(jī)、電、氣、液創(chuàng)新設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)。可實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電子、液壓、氣動(dòng)與啟動(dòng)、控制和測(cè)試等多學(xué)科知識(shí)的交叉認(rèn)識(shí)。有利于拓寬學(xué)生知識(shí)領(lǐng)域，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)。

（3）采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

①課程設(shè)計(jì)是該門(mén)課程的主要實(shí)踐環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)中倡導(dǎo)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、虛擬仿真設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)分析方法。在機(jī)械原理部分的教學(xué)中，開(kāi)設(shè)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析課程，主要講授如何運(yùn)用ADAMS軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的三維建模和運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)仿真。

②在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論教學(xué)中，有側(cè)重地在不同章節(jié)講授SolidWorks的三維造型與裝配、工程分析應(yīng)用。在學(xué)完機(jī)械原理的部分內(nèi)容后，要求學(xué)生根據(jù)機(jī)器的工作原理擬定傳動(dòng)方案，確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，用ADAMS建模后，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析。

四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)作為教學(xué)體系改革的一部分在國(guó)家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略計(jì)劃中具有深遠(yuǎn)意義。對(duì)于普通高校機(jī)械工程類(lèi)本科教育而言，按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)”的教育方針，就是要求學(xué)生具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、較寬領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)與綜合實(shí)踐能力。近兩年的實(shí)踐表明，注重實(shí)踐能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，首先，給予學(xué)生更大的選擇空間，這樣有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造力：其次，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。通過(guò)創(chuàng)新組合試驗(yàn)和創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，有意地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，在設(shè)計(jì)中既要因勢(shì)利導(dǎo)，又要讓學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)散思維。在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力；再次，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。設(shè)計(jì)中采用小組設(shè)計(jì)模式，給學(xué)生提供互相交流、互相幫助的分工合作條件，通過(guò)小組討論，自定設(shè)計(jì)題目。讓學(xué)生發(fā)揮團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，將學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神及聯(lián)合攻關(guān)意識(shí)融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

本文根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)特點(diǎn)，對(duì)如何改革機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力方面進(jìn)行了探討，供工科類(lèi)各專(zhuān)業(yè)教育工作者參考。

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