機械基礎實驗教學體系改革研究與實踐

鄧 杰

(重慶科技學院機械與動力工程學院 重慶 401331)

一、改革和建設的思路與實施方案

機械基礎實驗中心將以創新為動力，依托一批國內外先進的實驗教學設備，創建處于國內領先水平的個性化實驗室群。我校提出并實施適應于個性化培養需要的實驗教學模式，建立“3-3-3”實驗教學體系，形成機械基礎實驗教學平臺，通過開放型實驗室為學生科技制作、機械設計創新大賽、畢業設計、畢業實習提供良好的實踐基地。我校建立以“國家級教學名師”領銜的采用課程教授、客座教授與專職實驗隊伍相結合的創新機制，形成個性化實驗室和重點實驗室兩個層面向本科生全面開放的工程實踐新模式，為培養一支優秀的師資隊伍搭建平臺。如此一來，我校便具備了較強的科研與技術開發能力，能深化和拓寬研究領域，并將研究成果轉化為生產力，為地方經濟、行業發展和社會發展服務。根據機械工程認證的目標和要求，機械基礎實驗教學中心實驗教學制定了相應的目標。具體實施方案如下：

1.以“三個能力”培養為核心，突破實驗教學依附于理論教學的傳統觀念，獨立開設包括驗證性、綜合設計性、創新性三類實驗的機械基礎實驗課程，建立了包括“機械認識實踐”和“機械制造工藝工程訓練”—“機械基礎實驗”和“機械基礎綜合課程設計”—“工程綜合實踐”與“研究創新實踐”的新型三層級機械基礎實驗、實踐教學體系。2.建立“三個平臺”。將實驗教學中心建設和“機械制圖”國家級精品課程建設相結合，建立理論教學、實踐教學、實驗教學有機結合的機械基礎系列課程教學新體系，構建培養學生基礎知識、創新能力、人文素質協調發展的機械基礎教學的“三個平臺”。3.積極開展“三個競賽”活動。把教學與科研、實驗教學改革與學科建設緊密結合，構建實驗中心管理體制和運行機制，實現實驗教學資源的開放和共享，促進科研成果的轉化，建立培養學生工程素質和創新能力的課外工程實踐與科技活動基地，實現由單向知識傳授的“教學型”教學模式向知識傳授與創新教育相結合的“應用型”教學模式的轉變，培養學生探索和創新的能力，廣泛開展“三個競賽”活動。4.充分利用計算機、網絡通信技術，開發虛擬實驗課件和實驗教學網絡資源，建立網絡化實驗教學和實驗室管理信息平臺，實現網上輔助實驗教學和實驗室管理，為教師和學生提供網絡實驗教學的環境，并發揮實驗中心的輻射作用。

二、實驗教學體系及內容

機械基礎實驗教學中心是全校工科公共基礎平臺，也是培養機械工程學科學生機械制圖能力、機械設計能力、機械制造工藝能力“三個能力”的重要實踐平臺。我校希望通過實踐來提高學生發現、分析和解決機械基礎問題的能力，努力建設好開放式機械基礎實驗教學大平臺，使中心成為讓大多數學生受益、在國內有著明顯示范輻射作用的機械基礎實驗教學中心。結合學校辦學歷史和特色，我校還大力研發和建設石油裝備、冶金裝備行業共性、典型、關鍵設備的實驗、實訓教學儀器設備，努力建成背靠行業，特色鮮明的機械基礎實驗教學中心。

根據中心教學理念和改革思路，圍繞機械基礎“三個能力”，我校建設了高水平綜合性的“三個平臺”，課內基本訓練和課外科技競賽相結合的“三個競賽”，構建了“3-3-3”的實驗教學體系。[1]

“三個能力”即機械制圖能力、機械設計能力、機械制造工藝能力。機械制圖能力著重培養學生的形體表達能力、讀圖能力、繪圖能力、熟悉零部件各種技術要求及其表達形式等。機械設計能力主要包括機械運動方案創新設計能力、機構分析與設計能力、機械傳動系統性能參數測試與分析能力、機械零部件設計能力等。機械制造工藝能力主要包括刀具及機床設備選擇能力、機械零件幾何誤差的表達及測量能力、切削用量選擇及其對加工精度影響分析能力、加工誤差分析能力及數控加工編程能力等。

“三個平臺”即是機械制圖實踐教學平臺、機械設計實踐教學平臺、機械制造工藝實踐教學平臺。機械制圖實踐教學平臺主要承擔機械零部件測繪、機械CAD技術應用等實驗教學，為全校11個專業提供相應的培養機械制圖能力的實驗項目，并針對不同的專業提供不同的實驗項目，供其選擇。機械設計實踐教學平臺主要承擔了機械方案創意設計模擬實施、機械動平衡、機構運動簡圖測繪及分析、機構運動方案創意與搭接、漸開線齒輪范成原理、齒輪參數測定、機電產品模型設計及控制、傳動裝置性能參數測試與分析、機械傳動系統搭接、滑動軸承基本性能測試、軸系結構創意組合設計、減速器拆裝、機械結構感知與分析等實驗教學任務，為全校11個專業提供相應的機械設計能力的實驗項目，并對機械類專業獨立開設實驗課程，對不同的專業提供不同的實驗項目，供其選擇。機械制造工藝實踐教學平臺主要承擔公差及技術測量、切削原理、機械加工工藝、數控加工等機械制造工藝類課程教學實驗與實訓，為機械工程學院提供相應的培養制造基礎工藝能力的實驗項目，并針對不同專業提供不同的實驗項目，供其選擇。

“三個競賽”即機械制圖大賽、機械創新設計大賽、工程技能大賽。近年來，隨著三個競賽影響力的不斷擴大，參賽人數逐年增加。2010年以來，中心組織全校學生參加的各種形式的機械制圖技能大賽，中心的機械制圖實踐教學平臺為其提供了軟硬件支持，從中選拔優秀學生參加全國性的制圖大賽。2018年，我校派出學生組成競賽團隊參加了第一屆全國大學生先進制圖技術與技能大賽并獲得集體一等獎；我校學生參加了第三屆“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽獲得了3個單項二等獎和1項全能二等獎。另外，中心還組織了機械類學生參加機械創新設計大賽和工程技能大賽，取得了較好成績。通過三個競賽活動的開展，我們提高了學生的機械基礎綜合應用能力，增強了學習氛圍，激發了學生對機械專業的學習興趣。[2]

三、結束語

1.注重實驗實踐教學與理論教學相結合，實驗中心建設和課程建設同步進行，實驗教學和系列課程同步改革，構建理論教學、實驗教學、綜合實踐教學有機結合而又相互獨立的機械基礎實驗教學體系的理念是改革建設成功的關鍵。

2.設備運行良好的實驗實踐教學、學科競賽和實驗技術相結合的高水平實驗教學隊伍建設是實現人才培養并確保其得到有效實施的根本保障。

3.我校通過開展實驗教學內容、體系和方法的改革，根據工程認證的目標和要求，培養學生機械工程綜合素質、實踐能力和創新能力，構建了“3-3-3”機械基礎實驗實踐教學體系，形成了人才培養的有效模式。