機械基礎實驗室綜合性實驗項目規劃與實施

摘 要:闡述了新形勢下對機械基礎實驗的要求，并制定了相應的規劃，即增設平面機構傳動創意綜合實驗和機械傳動系統的搭接創意組合實驗，經過兩年多的實施，取得了良好的效果。

關鍵詞:機械基礎實驗室綜合性實驗規劃與實施

中圖分類號:G4文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0114-01

1引言

機械基礎實驗室主要承擔著機械原理、機械設計等機械基礎系列課程的實驗，它是學生鞏固理論課程所要求的基本知識，加強實踐認識，提高實踐能力的重要載體。當前我院機械基礎實驗教學中還存在許多不足，傳統機械基礎實驗內容固定，如認知實驗、機構簡圖測繪、齒輪范成、帶傳動實驗、軸系結構設計與分析、減速器拆裝實驗等等，這些實驗功能單一，且以驗證為主，學生動腦機會少，嚴重制約了學生實際動手能力和創新能力的培養。

21世紀科技發展和社會競爭對人才培養提出了更高要求，高等教育必須培養出具有工程觀的新型高素質人才，拓寬學生知識面，加強素質教育，培養學生的創新能力。同時，新形勢對機械基礎實驗也提出了新的要求，即加強培養學生創新精神與實踐能力，實驗室面向學生開放等，這些都是實驗教學改革的重要內容，也是高等學校實現人才培養目標的客觀需要。

為了適應新形勢下對機械基礎實驗的新要求，加強培養學生的創新和開發能力，我院對機械基礎實驗進行了規劃，添置了PJC-A型平面機構運動設計分析實驗臺，用以開設平面機構傳動創意綜合實驗;添置了 JZCS-Ⅲ型機械系統創意組合及參數可視化分析實驗臺，用以開設機械傳動系統的搭接創意組合實驗，并申報了慧魚創意組合模型，對機械原理和機械設計這兩門課的綜合性實驗創建了實驗平臺，經過近三年的實施，取得了良好的實踐教學成果。

2 綜合性實驗的基本要求

2.1 機械原理綜合性實驗要求

機械原理綜合性實驗，即平面機構傳動創意綜合實驗，在PJC-A型平面機構運動設計分析實驗臺上進行，利用該設備，可以給學生提供以下平臺。

(1)利用各種給定的平面機構，根據提供的拼裝題目(方案)進行搭接，獲得一個完整的機械傳動方案，加深對機構組成的理解。

(2)利用各種給定的平面機構，根據想象力進行機構搭接，獲得新的組合機構或機械傳動方案，進行機械創新設計的實際訓練，培養學生對機構進行綜合創新設計的實踐能力。

2.2 機械設計綜合性實驗要求

機械設計綜合性實驗，即機械傳動系統的搭接創意組合，是在JZCS-Ⅲ型機械系統創意組合及參數可視化分析實驗臺上進行的，利用該設備要求學生:

(1)認識組成機械系統常用的零部件及安裝方式。

(2)組合裝配機械系統。

(3)利用檢測系統檢測實際傳動系統的轉矩、傳動比和機械系統效率。

(4)對機械系統輸入、輸出的轉矩、傳動速度變化及系統效率變化進行分析。

3 綜合性實驗的組織實施方法

綜合性實驗不能按照傳統的方式進行組織，如規定學生在某兩節課或一個下午完成，而是需要更長的時間或不定時的時間。其教學模式是:老師先布置實驗內容及要求，讓學生分組討論，自主進行實驗，教師主要起組織、關心、幫助、指導和評估作用，從而讓學生學會基本的研究方法，并在實驗過程中不斷地開拓自己分析問題能力和解決問題的能力。

在做實驗的過程中，由于是開放手腳讓學生自己按照各自的設計思路去做，自行到零件庫中選取相應的零件到機架和工作臺上搭接，加上平時動手機會少，難免會碰到搭接裝配上的一些技術問題，故在上課時加強了巡視和指導，時刻注意學生的實驗操作，認真耐心地解答學生提出來的問題，及時排除各種故障，正確解釋實驗過程中出現的各種現象。運用啟發式講解引導學生思考，最終自行解決實驗過程中出現的各種問題，完成各自的設計方案。

4 綜合性實驗的實施效果

由于這種類型的實驗室全開放讓學生自己去做，實驗內容和方案完全由學生自己設計，因此，學生開始做實驗時會感到有些壓力，但很快就會將這種壓力轉變成動力，同時有一種能為自己的實驗當家作主的自豪感，不在像以前的實驗那樣老是處于被動狀態。有點學生在實驗之前會主動注意觀察各種場合中實驗的機械，將自己感興趣的機械記錄下來，畫出其機械運動簡圖，并根據簡圖初步擬定機械運動學尺寸，再進進行機構桿組的拆分，重新設計后在實驗中將其搭接成新的機構，然后聯接電機運轉，觀察它們的運動情況，然后進行分析和總結。

有的學生則根據專業特點設計組裝具有專業特色的機構，如汽車發動機主要由曲柄滑塊機構、齒輪機構和凸輪機構組成，學生在試驗臺上搭接完成這些設計的機構后，對該機構有了深入的認識，并掌握了這些機構在發動機中的作用，為后續專業課打下了堅實的基礎。

由于這類實驗學生必須通過查閱相關資料、觀察實物，結合課本上學到的理論知識綜合后進行自主設計，最終實現創意方案，這就大大激發了他們的實驗興趣，深受學生的歡迎。有的學生做了一次還要求做第二次;有的學生做了簡單機構還要求做復雜機構;有的學生則問老師課外能不能隨時來做。每個學生通過該類實驗后，由實驗之前的不會使用工具，不熟悉螺釘的正反松緊和零件裝配，到實驗后均能熟練使用工具，正確選擇零件進行安裝調試，動手能力明顯提高，整個實驗過程比做驗證性實驗要認真得多，干勁也大得多，實驗課的效果非常好。在學生交來的實驗報告最后一項的感想體會和建議中，普遍反映感受到收獲非常大，說通過做這些實驗才能真正學到點東西，并希望今后要多做一些這種類型的實驗。

5 結語

通過對機械原理綜合實驗的探討，應用平面機構傳動創意綜合實驗，使機械原理的實驗教學從理論到實踐，讓學生親自動手操作，調動學生的積極性和學習的興趣，使學生鞏固和加深對課堂講授的基本理論知識的理解;加強學生對機構原理的認識，進一步了解機構組成及運動特性;增強學生對機構的感性認識，完成從運動簡圖設計到實際結構設計的過渡;通過實驗手段進行機構分析、綜合設計，加強了對學生創新能力和實踐動手能力的培養。

通過對機械設計綜合實驗的探討，應用機械傳動系統的搭接創意組合實驗，有利于學生進一步了解機械傳動系統的基本結構與設計要求;同時也了解通過搭接組合進行機械傳動系統創新設計的基本方式，提高機械創新意識。

隨著科學技術的發展，社會對機械學科和機械類專業人才也提出了更高的要求。高等學校工科學生，尤其是機械類專業的學生，必須具有良好的實踐能力、創新能力和綜合設計能力，機械基礎綜合性實驗，正是培養學生具有這些能力的極好的教學環節，他不僅是學生獲得知識和經驗的重要途徑，而且對培養學生的自學能力、工作態度、實際工作能力、科學研究能力和創新思維都具有十分重要的作用;同時也創建了機械基礎實驗課的新觀念，使實驗課真正成為培養學生具有科學研究能力和綜合設計能力的重要課程，同時也使我院的實驗水平邁上一個新的臺階。