改革实验与设计训练，推动机械基础课程创新教学

韩上云

摘 要 机械基础课程作为机械类专业的一门专业基础课，具有较强的理论性和实践性，是学生后继学习专业课程必要的理论基础课程，机械基础课程创新教学对机械工程专业培养创新性人才具有重要作用。本文通过对机械基础课程的实验与设计进行改革，培养和提高学生的创新设计能力和实践能力，从而推动机械基础课程的创新教学。

关键词 机械基础课程 创新教学 实验 设计

中图分类号：G424   文献标识码：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

随着我国经济的快速发展，对人才培养提出了更高的要求，不仅要求学生具备扎实的基础知识，同时也更加注重创新能力和综合素质的培养。新时期高等工程教育对教学提出了新的目标，要求培养出具有国际化的复合型高素质创新性工程技术人才。机械基础课程教学改革就应该围绕这一人才的培养目标进行，提高学生的创新能力。但要如何进行有效的创新教学改革，成为机械基础课程的一大课题。本文就针对这一课题进行了研究，提出了对课程实验与设计训练的改革，从而推动机械基础课程的创新教学，提高学生的创新能力和实践能力。

1 在教学中增加研究性实验和创新性实验

我国的机械工程技工教育的教学目标就是为了培养具备工程实践能力和创新能力的技术人才，根据这一目标就可以发现，传统的机械基础教学实验注重于课程基本原理的演示、理论验证以及实验操作技术的掌握方面，而忽视了对学生的实验设计、实验技术、创新能力等培养，因此在教学中关于工程实践环节方面相对比较薄弱，而要培养和提高学生的动手能力和创新能力就需要各种试验进行配合。实验不仅仅只是对教材知识的验证和演示，而应该更加关注实验是否能够激发学生的创新思维和提高学生的动手能力。

因此，就可以在以往的实验项目基础上增加一些具有创新性与综合性的实验项目，如3DMC机构组合与创新实验、JPCC平面机构组装实验、轴线结构创意设计实验等。通过这些实验让学生亲自动手进行组装、调试、设计、研究，从而培养学生的综合能力。如在3DMC试验台的开发和研制中，就是按照机构组成原理和创造性思维原理进行设计的，它是具有综合性较强的智能化实验测试设备。这个试验台可以对学生在机械原理、机械设计学习中所萌发的各种创新性思维进行实现。试验台不仅包括了组成机构的高、低副杆组，组成这些杆组的各种构件、机架以及其它的辅助连接件等，也包括了关于机械转动方面的内容，有凸轮机构、齿轮机构、带传动、蜗轮蜗杆传动，通过对实验台的研究提高学生的机械传动方案的设计能力。通关试验台还可以对执行构件和中间任意构件的速度、位移、加速度进行测试通过进行实验，让学生将教材中的知识与自身的思维、动手能力相结合，对实验题目进行分析，对实验方案进行构思和优化，对试验设备进行拆装等，从而逐渐培养和提高学生的分析能力和解决问题的能力，将理论与实践相结合，通过实践让理论知识得到验证、延伸和创新。

2 对课程设计模式进行改革，使设计内容更具创新性

机械基础设计训练一般有课程设计和机械设计创新活动。在机械课程体系中，课程实践是一个非常重要的实践环节，传统的课程设计模式与设计内容已经不符合对创新人才培养的要求，因此需要改变课程设计。如在机械原理课程设计中，将原来使用解析法和图解法在做机构的运动分析改成了机械系统的运动方案设计。可以在完成理论教学后进行课程设计任务，也可以在理论教学完成一定程度都与其同步进行。提前将任务告诉学生，让学生做好准备，查阅资料。这样就可以发现问题，如果遇到不懂得就可以自己查阅资料进行解决，或者是教师在进行教学时，就可以针对性地去解决问题，从而提高学生的自学能力以及加深他们对知识的理解。在进行课程设计时，要本着学生是主体，而教师只是引导者，提高学生的主观能动性，同时课程内容的设计要具有灵活性，可以让教师给出，也可以让学生自己拟定题目，而学生自定题目就要求他们要进行更多的调研工作，这样就可以了解更多的设计内容。在进行机械系统运动方案的设计时，可以分小组进行，这样学生通过交流合作发挥出集体的力量，同时学生个人也能够发挥出自己的独特见解，这样有利于学生综合素质和创新能力的提高。又如在机械设计中改变课程设计模式时，利用CAD编程代替原来的减速器传统设计模式，这样不仅可以让学生熟悉现代设计理论，同时也可以提高他们的计算机编程水平。在课程设计环节利用计算机仿真软件，可以辅助学生制作虚拟样机操作等。

3 开展创新设计活动与创新型实验开发

在课程设计与创新设计中将实验装置作为相关载体，是课程改革的一项重要任务。在实验室中进行课程设计或创新设计，如通过对3DMC试验台的开发和研制中，完成一些学生的课程设计，通过试验台将学生在机械原理、机械设计学习中所萌发的各种创新性思维进行实现。对于各个基本结构，它们的性能是非常有限的，只是针对基本结构进行创新也是不容易的，如果将多个基本结构进行联合使其成为一个组合机构再进行利用，这样就能够满足人们对机械性能、运动规律和形式的需要。通过利用试验台提供的组合机构供拼装置，对组合机构进行创造和研究，从而让学生认识到更多的各种组合结构的各种性能，为以后的机械创新和工程设计创造良好的条件。可以利用“黑箱”的形式来体现出课程设计内容中对机构的功能要求，在给出的机构创新设计题目中，要求学生对机构的功能要求进行仔细具体的研究，用多个子功能来表现总体功能，并对各个子功能的功能元解进行有效选择和确定实现对机构的功能设计。运用的方案需要具有灵活性，符合对题目的要求，对各个方案进行对比分析并进行交流，不断促进学习成效的提高。同时学生也可以自己给出题目，但关于构件方面最好控制在试验台配置范围内。在进行题目的设计时，要进行不断的研究，从中找到问题，并从中设计出具有创新性的实验，实现设计与试验的有效结合。

同时开展一些形式多样的机械创新设计活动，来激发学生对创新设计的积极性和主动性。将一些好的作品设计拿到机械创新设计比赛中进行参赛，有利于验证设计的成果，同时可以加强技术的交流 。创新设计活动的开展为学生提供了一个展示自我、提升自我的良好平台。在实验室中也可以进行一些创新设计，将一些实验对学生开放，让他们对实验内容进行自主选择，并安排好设计步骤，通过老师的指导下，发挥自己的创造性思维和动手能力独立完成设计。通过这种实验设计，来提高学生的创造能力和实践能力。

4 总结

通过对机械基础课程教学的改革，不断加强实践环节教学，激发学生对学习的兴趣，调动他们对学习的积极性和主动性，这样提高了教学质量，同时也让学生得到了各种机械工程的实践训练，从而有利于培养和提高学生的工程实践能力、动手能力及创新能力等综合素质。

参考文献

[1] 徐建生，吕亚清，张志.基于项目制的《机械基础》课程创新模式[J].教育教学论坛，2013.27：46-48.

[2] 王世刚，林景凡，李西兵.机械基础系列课程创新教学平台的构建[J].科技信息（学术研究），2008.27：360.

[3] 葛文杰.深化机械基础课程教学改革与课程建设的思考[J].中国大学教学，2007.12：12-14.

[4] 付利金.机械基础课程的教学改革浅析[J].时代教育（教育教学版），2008（Z1）：256.