機械基礎(chǔ)實驗教學研究

林曉欽

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院，廣東 廣州 510300）

二十一世紀的競爭，歸結(jié)到一點就是人才和科技的競爭，面對競爭日益激烈的國際國內(nèi)環(huán)境，我國各大工科高校的實驗教學必須進行多方面的改革，與時俱進，著重對學生實驗技能、創(chuàng)造力，以及想像力的培養(yǎng)。機械基礎(chǔ)實驗作為機械基礎(chǔ)系列課程中最為基礎(chǔ)和重要的實驗課程，在培養(yǎng)學生動手和創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用，同時也是主要途徑。一直以來，廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院機電工程系積極與全國各大企業(yè)和高校合作，認真結(jié)合企業(yè)的需要和兄弟院校的實踐成果，在機械基礎(chǔ)實驗教學上進行大膽摸索和改革，以建立科學合理的機械基礎(chǔ)實驗教學體系。因此，通過對機械基礎(chǔ)實驗教學內(nèi)容、教學方法的不斷改革，進而為社會和企業(yè)培養(yǎng)一批又一批優(yōu)秀人才具有非常重要的意義。

1 機械基礎(chǔ)實驗教學存在的問題

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院是1999年經(jīng)教育部批準成立的全日制高等職業(yè)技術(shù)學校，由廣東省人民政府主辦、廣東省教育廳直接管理。前身是創(chuàng)建于1933年的“廣東省立第一職業(yè)學校”，至今已有79年的職業(yè)教育歷史，學校輕工特色明顯，立足廣東，面向全國，服務(wù)地方經(jīng)濟，促進社會發(fā)展，堅持高等職業(yè)教育發(fā)展方向，堅持“高素質(zhì)為本，高技能為重，高就業(yè)導向，創(chuàng)新促發(fā)展”的辦學理念，努力實踐和創(chuàng)新工學結(jié)合人才培養(yǎng)模式。在廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院機械基礎(chǔ)實驗教學取得諸多顯著成績的同時，也存在一些需要改進的地方，同時這些問題也是全國各大高校普遍存在的問題，具體而言，主要有以下幾個方面：①機械基礎(chǔ)實驗課時較少，實驗教學是提高學生動手操作能力和強化對知識點認識的重要途徑。但是目前諸多高校的實驗課時過少，一方面部分學校在對實驗教學上的經(jīng)費支持力度不夠，實驗設(shè)備數(shù)量過少、設(shè)備落后、實驗原材料不足等，嚴重制約了機械基礎(chǔ)實驗課的開展。②實驗項目多為常規(guī)項目，實驗內(nèi)容較為陳舊。除了收實驗教學儀器等方面的限制外，實驗主要目的是以驗證為主，缺乏創(chuàng)造性、設(shè)計性的、創(chuàng)新性實驗。③實驗方案內(nèi)容和步驟，均由老師確定，并嚴格按老師要求的操作步驟進行，基本上學生只是對老師操作過程的復制，學生不能從基礎(chǔ)實驗中探索未知、拓展視野。④機械專業(yè)各課程自成一體，沒有從素質(zhì)方面和實驗整體角度綜合考慮。學生在多以觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗數(shù)據(jù)，沒有充分調(diào)動學生在實驗中的積極性。因此，如何改善機械基礎(chǔ)實驗教學，貫徹落實因材施教，為社會和企業(yè)培養(yǎng)出實踐能力強的高素質(zhì)人才已經(jīng)成為擺在我們面前的首要問題。

2 構(gòu)建科學合理的機械基礎(chǔ)實驗教學體系

從世界各大知名工程機械院校的實驗教學來看，他們高度重視學生的工程素質(zhì)和專業(yè)技能的培養(yǎng)，強化學生在學習中的主動性和創(chuàng)造性，認為主動學習是創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵。現(xiàn)代企業(yè)對學生的團隊合作，如本專業(yè)內(nèi)的合作、本專業(yè)與其它專業(yè)的合作等要求越來越高，通過實驗達到啟發(fā)學生發(fā)散思維，激勵學生的學習興趣，鍛煉創(chuàng)新能力，并鞏固在課堂上所學的知識。筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)歷，以機械基礎(chǔ)實驗中心和CAD中心為實驗教學環(huán)境，構(gòu)建中心的新型實驗教學體系。

本體系的主要思路是：以高校實驗室為實訓基地，著重培養(yǎng)學生的基礎(chǔ)實驗操作技能，熟練掌握機械設(shè)計的現(xiàn)代工具；增強學生對機械設(shè)計的步驟、程序、結(jié)構(gòu)、工作原理的認知和理解。通過實驗增強學生對實踐的熱情，培養(yǎng)高度的責任感和公德意識，以及嚴肅認真、實事求是的科研態(tài)度。

3 高校機械基礎(chǔ)實驗教學改革思路及方案

結(jié)合廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院在機械基礎(chǔ)實驗教學中存在的不足，同時也是當前諸多高校中普遍存在的現(xiàn)象，為了提高我校機械專業(yè)的實驗動手操作技能和在實驗中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，筆者認為應(yīng)該從以下幾個方面進行改進：

（1）建立以學生為中心，以提高學生自我訓練為要目的的教學模式。在實驗項目上應(yīng)該由淺入深，由單一向綜合，有簡單向復雜，激發(fā)學生的學習興趣和自信心，充分發(fā)揮學生在實驗中的主動性。此外還應(yīng)引進先進實驗設(shè)備，引入現(xiàn)代化的教學手段。比如多媒體實驗教學，讓學生在虛擬和實踐中互動實驗。

（2）改革機械基礎(chǔ)實驗課程設(shè)計教學方法。機械工程類的課程是以訓練學生創(chuàng)造思維和提高學生綜合素質(zhì)為主要目的，在實驗課程設(shè)計時，應(yīng)該改革原有教學方法，實驗內(nèi)容應(yīng)該多樣化，大膽讓學生創(chuàng)新思考。比如課程設(shè)計可在計算機上完成(含設(shè)計說明書、計算程序、方案圖、結(jié)構(gòu)圖、三維動畫等)，答辯也在計算機上進行。如將減速器為主的傳動裝置設(shè)計作為課程設(shè)計的主要內(nèi)容，已沿襲多年，有很多可取的地方。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，作為培養(yǎng)學生設(shè)計能力的一門重要的實踐課程,計算機及CAD技術(shù)的引入已經(jīng)成為必然趨勢。設(shè)計手段由借助計算尺或計算器設(shè)計計算、采用尺規(guī)繪圖發(fā)展到利用計算機設(shè)計與繪圖,這種變化給學生創(chuàng)造性能力的發(fā)揮提供了更為廣闊的空間。

（3）在高年級和研究生中開展創(chuàng)新實驗論壇和比賽。通過在校內(nèi)或者是邀請部分兄弟院校一起進行創(chuàng)新實驗賽事。鼓勵學生將目前較為新穎、所涉知識面廣的機械科技、電子科技技術(shù)應(yīng)用到。通過在實驗室與同學或者老師相互協(xié)作，完成實用性高、創(chuàng)新性強的產(chǎn)品。讓學生了解當前科技的脈搏，開闊眼界，擴展識面。同時也溝通了他們已學的有關(guān)理論基礎(chǔ)課和電子技術(shù)、計算機原理等技術(shù)基礎(chǔ)課之間的聯(lián)系，使學生受到了在這些課程中不能受到的綜合運用多種知識解決實際問題能力的訓練,提高科研能力。

（4）強化機械設(shè)計能力培養(yǎng)。高校實驗中心建設(shè)的實驗項目，其主要目的之一是提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。教師可以通過指導學生從分析零件、設(shè)備工作原理和結(jié)構(gòu)為切入口，加深學生機械加工的理解，逐步建立進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體思想。

（5）利用現(xiàn)代機械工程分析軟件,進行機械運動的動力仿真、機械結(jié)構(gòu)的三維建模和裝配的仿真。機械原理實驗室利用中心配有的adams機構(gòu)運動學和動力學分析軟件提供的虛擬分析實驗平臺,使學生對已有的機構(gòu)或設(shè)計的新機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析和運動學、動力學分析,理解機構(gòu)的運動特點和性能。機械設(shè)計實驗室利用CAD中心提供的三維建模軟件solidwork進行機械結(jié)構(gòu)的干涉和裝配檢測,分析機械結(jié)構(gòu)的合理性及結(jié)構(gòu)裝配過程。學生通過多種實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了機械設(shè)計的工程測試及分析問題的能力。同時,加強了對理論學習的深化和理解,有利于鞏固課程知識,提高工程意識和創(chuàng)新思維。

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