机械创新设计实验课程改革

杨孟杰　刘夫云　杨运泽　陈磊磊

摘 要：基于机械类专业培养需求以及“机械创新设计”课程的特点，针对目前机械创新设计实验教学现状以及存在的问题，对《机械创新设计》实验内容及模式进行改革与创新，建设能满足机械创新设计实验教学要求的开放式实验室及管理模式，并通过开展各种创新设计竞赛，充分调动学生的学习积极性，激发学生的创造力和创新意识。实践证明可改善课程的教学质量，且大大激发了学生的学习兴趣、提高了学生的综合能力。

关键词：机械创新设计 改革 实验课程

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0188-01

当今世界，随着全球化经济竞争愈演愈烈，创新能力已成为决定一个国家综合国力的核心因素。因此如何培养适应社会需求的机械创新技术人才，成为各高校机械类专业急需解决的问题。在当今激烈的就业竞争中，如何缩短与企业的距离，培养创新型人才，提高学生的一次性就业率，也成为高校的主要职责。因此对机械创新实验进行改革，注重理论与实践的结合，培养学生面向工程实际的思维理念，加强学生的创新意识以及动手能力，具有十分重要的意义。

1 机械创新设计实验现状分析

机械创新设计是机械原理和机械设计的后续课程，其目的在于培养和提高学生的创新精神和实践能力，而机械创新设计实验是以提高学生工程实践能力、综合设计与分析能力、科学研究能力以及创新能力为基本要求，培养能适应现代社会需求的创新人才为目标的实践教学课程。但目前我校的机械创新设计实验所存在的问题与国内的大多数高校的问题基本一样，即学生多、课时少、设备少，而且实验方法和教学手段过于单一，同时实验开设与工程实践应用结合不紧密，不利于发挥学生的创新能力，因此，如何充分利用现有的资源，对机械创新设计实验进行改革，调动学生的积极性，成为了当务之急。

2 机械创新设计实验的改革

基于目前机械创新设计实验教学现状，提出其教学改革的方案，以期通过实验开拓一条培养学生创新精神、动手能力和综合运用所学知识设计与分析能力、解决工程实际问题能力的新途径。

2.1 加强机械创新设计实验平台的建设

慧鱼模型（Fischertechnik）1964年诞生于德国，是由德国发明家ArthurFischer博士在其专利“六面拼接体”的基础上发明的，是技术含量较高的工程技术类拼装模型。它一共有300多种零件，可以说是一个结构件的家族，它除了有机械构件外还提供有电气元件、传感器、气动构件、控制器甚至软件等系统，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等学科领域，可拼搭成多种机构，只要学生能想到的结构，都可以用它搭建出来，通过实物拼装和实物运转，不仅可以直观验证设计构思，还可以给学生带来极大的成就感，激发学生的学习兴趣，为课堂及实验室教学提供了良好的教具。该校机电工程学院机械创新设计实验室针对专业需要，于2004年引进了“慧鱼”模型组合包，其教学和实验效果非常好，但是由于时间久远，零件存在丢失和损坏的情况，不能满足目前的实验需要，有时4、5个学生共用一套模型，加上实验时间限制，给学生偷懒提供了借口，这在一定程度上影响学生的动手能力。所以购买了一批新的组合包基本上满足了实验需求。

同时还建立了虚拟实验室，学生运用计算机辅助设计技术实现虚拟装配和运动仿真分析，可在现场实验开始前验证创新设计方案的正确性与可行性，同时还可以通过修改、调整來完善设计。这样不仅使学生的创新思维和创新技能得到了培养，还提高了学生在实验中的动手能力、工程实践能力、软件应用能力、分析计算能力和创新设计能力等综合能力。

2.2 实验模式和内容改革

改变由老师设计实验方案，安排实验步骤和程序的传统被动实验模式，采用由学生自主的主动实验模式，由老师提出实验设计题目，学生自己思考、自己设计实验方案并在老师的指导帮助下完成实验，给学生充分的自由和空间来发挥他们的创新精神。或更进一步，让学生可以根据自己的兴趣和爱好去查阅相关资料进行选题，然后由老师对学生的选题进行可行性分析，对于难度及工作量不适当的选题，老师应提出修改意见，并在选题的同时注重创新性和应用性以及与工程实践的结合。对于比较好的设计和作品，我们可以拿去参加各种比赛，比如：三维设计大赛、机械创新设计大赛、机械工程训练大赛等活动。通过自主创新课题的开展，让学生成为实验的主体，老师只做必要的指导，这样既激发了学生的兴趣又培养了他们的综合创新能力。

2.3 加强实验室开放力度与管理

实验室在一段时间内对学生全天候开放，学生可以利用课余时间进入实验室进行实验，给学生创造宽松、自由的时间和环境，这样可以打破实验教学安排在时间和空间的限制，实验不再是在固定的时间和地点完成。充分发挥学生的主观能动性和创造性，实践证明学生参与实验的热情得到了提高，而且，由于提高了实验内容的开放性与综合性，使得学生的独立思考能力及分析解决问题能力得到了锻炼，还培养了他们的协作创新精神。

加强开放实验室管理，应用海军航空工程学院采取的变被动管理为主动管理的开放式实验室管理模式，以学生为主体，自主学习、自主管理，并配以必要的辅导答疑和安全监督。

3 结语

教学实践证明，通过对机械创新设计实验进行改革，利用“机械创新设计”课程的实验以及教学平台，能够更有效地培养创新型人才，很多学生在各类竞赛中获得了很好的成绩，并通过创新设计申请了一些专利，取得了很好的效果，并为后续的课程改革提供很多有意义的参考方向。

参考文献

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