王紅閣 饒培軍

摘要：針對目前應(yīng)用型本科“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”實踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題進(jìn)行分析，提出為適應(yīng)現(xiàn)代社會對復(fù)合型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的需求，必須對“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”實驗及設(shè)計實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改革，作者結(jié)合實際教學(xué)條件，進(jìn)行了改革性教學(xué)嘗試，實踐證明，優(yōu)化改革后的實踐教學(xué)體系，可以顯著提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。

Abstract： The paper analyzes the problems existing in the practical teaching of "the fundamentals of mechanical design" for application-oriented undergraduate， In order to meet the needs of modern society for compound， application-oriented and innovative talents， it is necessary to optimize and reform the experimental and design practice teaching links of "the fundamentals of mechanical design". Combining with the actual teaching conditions， the author has carried out a reform teaching attempt. The practice has proved that the optimized practice teaching system can significantly improve students' practical ability and innovative design Ability.

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型;機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ);實踐教學(xué);優(yōu)化改革

Key words： aplication-oriented;the fundamentals of mechanical design;practical teaching;optimizing reform

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）20-0235-02

0? 引言

“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是工科院校中理論性和實踐性都非常強的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過程中起著承前啟后的作用。所以優(yōu)化改革、完善實踐教學(xué)體系，加強實踐能力培養(yǎng)，是應(yīng)用型本科院校面臨的一大現(xiàn)實問題?！皺C(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課程實驗、課程設(shè)計等。以往的“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程理論內(nèi)容與實踐環(huán)節(jié)之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系不夠突出，沒有形成一個完整的以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)體系，不能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性、創(chuàng)造性。為適應(yīng)現(xiàn)代社會對應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的需求，當(dāng)前的任務(wù)是：必須對“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改革。

1? 實驗教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題及其優(yōu)化改革措施

1.1 實驗教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題

實驗教學(xué)是對課程知識點的鞏固、總結(jié)和應(yīng)用，是學(xué)生們對理論與實踐相結(jié)合的一個能力鍛煉，是啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要手段，當(dāng)前大多數(shù)傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式，已不能適應(yīng)當(dāng)今應(yīng)用型高水平本科教育需求。以往的實驗環(huán)節(jié)，只是理論教學(xué)的輔助手段，實驗教學(xué)內(nèi)容相對固定、功能單一。80%以上都是“驗證性、演示性”實驗，幾乎沒有“設(shè)計性、創(chuàng)新性”實驗。不僅制約了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新思維。理論與實踐不能有機(jī)結(jié)合，更是體現(xiàn)不出應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)，要想使實驗教學(xué)取得大的進(jìn)步，就必須對實驗內(nèi)容、實驗?zāi)Ｊ郊右詢?yōu)化和創(chuàng)新。

1.2 實驗教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化改革

在實驗教學(xué)過程中，我們淘汰了一些陳舊的實驗內(nèi)容和實驗設(shè)備，保留機(jī)構(gòu)運動簡圖測繪、軸系結(jié)構(gòu)測繪和減速器結(jié)構(gòu)裝拆這些傳統(tǒng)的驗證性實驗，傳統(tǒng)的實驗對于學(xué)生打好理論基礎(chǔ)，對于綜合素質(zhì)的形成也是至關(guān)重要的。為培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新精神，我們對實驗內(nèi)容作了優(yōu)化改革，減少常規(guī)性驗證性內(nèi)容，增加綜合性、設(shè)計性實驗項目，根據(jù)專業(yè)需要并把實驗項目分為必選和自選。淘汰老式的實驗設(shè)備，改用計算機(jī)仿真，數(shù)據(jù)軟件處理等，不僅縮短實驗時間，提高效率，同時提高實驗精確度。

增設(shè)的綜合性設(shè)計性實驗有：機(jī)構(gòu)運動方案創(chuàng)新組合實驗、平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合測試分析實驗、機(jī)械速度波動調(diào)節(jié)實驗、齒輪傳動效率測試實驗、機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合設(shè)計搭接實驗等。比如：在機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實驗中，根據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)要求，學(xué)生自行設(shè)計傳動系統(tǒng)方案，根據(jù)實驗零件庫中的儲備的零件，自行挑選出需要的零部件，再逐個進(jìn)行組裝。在這樣的實驗教學(xué)進(jìn)行中，充分發(fā)揮學(xué)生在實驗過程中的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力、自主設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

1.3 實驗教學(xué)模式優(yōu)化

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，虛擬仿真實驗教學(xué)模式在實教學(xué)中得到應(yīng)用，主要是利用計算機(jī)軟件技術(shù)，模擬實驗內(nèi)容及實驗過程。學(xué)生還可以通過傳統(tǒng)實驗與虛擬仿真實驗?zāi)Ｊ较嘟Y(jié)合，實現(xiàn)傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ降膭?chuàng)新。通過用不同的運動副把零件的和構(gòu)件組合連接起來，搭建各種新型機(jī)構(gòu)，或通過各種傳動組件組合成不同的傳動系統(tǒng)，然后經(jīng)性能測試、傳動系統(tǒng)比較，最終選擇出最佳的機(jī)構(gòu)和機(jī)械傳動方案，從而加強對學(xué)生的創(chuàng)新和實踐設(shè)計能力的培養(yǎng)。比如：COJP-D機(jī)構(gòu)運動創(chuàng)新設(shè)計仿真試驗臺（圖1搭建架），該實驗臺搭載了一套計算機(jī)仿真系統(tǒng)，在這套軟件里，能夠方便的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)的搭建方法，而且對設(shè)計好的機(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬搭建和仿真運動（圖2為搭建的槽輪機(jī)構(gòu)，圖3槽輪零件頁面，圖4裝配訓(xùn)練頁面）。在虛擬仿真實驗中，學(xué)生還可通過交互控制演示實驗的整個過程，對整個相關(guān)實驗的理論或操作方法透徹理解與創(chuàng)新思維。

相較于傳統(tǒng)實驗教學(xué)，虛擬仿真實驗成本低，直觀性強，優(yōu)勢更為突出。實踐證明，虛擬仿真實驗教學(xué)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、動手能力，教學(xué)效果有了明顯提高。

2? 課程設(shè)計存在的問題及其優(yōu)化改革

2.1 課程設(shè)計存在的問題

“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程設(shè)計傳統(tǒng)的題目是減速器，由于減速器只是一個部件，有些專業(yè)在“機(jī)械制圖”課的課程設(shè)計中也常常選擇繪制減速器，這就使得課程設(shè)計題目有點重復(fù)。一般情況，指導(dǎo)教師指定設(shè)計題目，這樣使得設(shè)計內(nèi)容單一、枯燥。另外，傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般都是，先理論課的講授，到課程結(jié)束后前兩周，才按部就班的進(jìn)行課程設(shè)計，我們在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍認(rèn)為在兩周的設(shè)計實踐過程中，掌握的知識比一個學(xué)期的理論學(xué)習(xí)還要深刻，這也充分說明前面講授的內(nèi)容沒有及時得到實踐應(yīng)用的鍛煉，教學(xué)與課程設(shè)計不能很好的及時融為一體，到最后兩周的課程設(shè)計時，由于內(nèi)容復(fù)雜，時間也非常緊張。使得學(xué)生沒有足夠的時間進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。

2.2 課程設(shè)計選題模式優(yōu)化

“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”課程設(shè)計是綜合所學(xué)理論知識和技能，獨立完成機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械設(shè)計任務(wù)的一種實踐教學(xué)。首先，在選題上要考慮應(yīng)用型本科的培養(yǎng)目標(biāo)，有針對性，有側(cè)重面。其次，課程設(shè)計必須拓寬設(shè)計項目的選題。同時還要基本涵蓋該課程的主要理論知識，使學(xué)生得到較為全面的實踐訓(xùn)練。題目的選擇不僅具有靈活性，而且近于生產(chǎn)實際。應(yīng)充分發(fā)揮以學(xué)生為主體的課程設(shè)計教學(xué)模式，從以前的教師指定設(shè)計項目，過渡到現(xiàn)在由學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力、專業(yè)特長、個人興趣，自己擬定設(shè)計方案，教師在設(shè)計任務(wù)書中主要是給定功能要求，讓學(xué)生從功能分析出發(fā)，自己擬定結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方案，然后進(jìn)行比較優(yōu)化，確定參數(shù)，而后進(jìn)行相應(yīng)的計算、校核，完成項目設(shè)計內(nèi)容。而后老師負(fù)責(zé)盡可能的為學(xué)生提供科技制作實踐場所，讓學(xué)生實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計到加工裝配的全過程。

課程設(shè)計一般時間緊，學(xué)生人數(shù)又比較多，教師為了了解每個學(xué)生掌握知識面的情況和實踐設(shè)計動手能力的強弱，以便合理快速的給出設(shè)計成績，我們自己設(shè)計了一款具有選題、正誤判斷和記分的答辯模塊系統(tǒng)，指導(dǎo)老師可在模塊中點選題目，學(xué)生根據(jù)設(shè)計課題要求選擇答題，學(xué)生上交完課程設(shè)計任務(wù)，教師就可以快速給出答題分?jǐn)?shù)。

2.3 課程設(shè)計教學(xué)模式優(yōu)化

我們打破傳統(tǒng)的先理論后設(shè)計的教學(xué)模式，將課程設(shè)計內(nèi)容貫穿于整個理論教學(xué)過程中，設(shè)計跟隨理論教學(xué)同步進(jìn)行。使傳統(tǒng)理論教學(xué)與課程設(shè)計教學(xué)“合二為一”，教師可用“案例教學(xué)”、“演示講授”、“項目引導(dǎo)”啟發(fā)學(xué)生思維，根據(jù)內(nèi)容需要劃分授課單元，講授完一個知識單元，給學(xué)生設(shè)定1-2個涵蓋理論知識的設(shè)計項目，根據(jù)項目要求布置相應(yīng)知識模塊的設(shè)計任務(wù)，學(xué)生可以通過分組討論、資料查閱、實驗室觀察、軟件動畫演示等，選出多個與設(shè)計項目相關(guān)的模塊內(nèi)容，可以貫穿于全部理論課程，最后根據(jù)目標(biāo)總體運動功能要求，將設(shè)計項目模塊進(jìn)行匯總裝配，最后得出多個與目標(biāo)相關(guān)的設(shè)計方案。再對各設(shè)計方案進(jìn)行分析比較，優(yōu)化出最終的確定方案。

實踐證明課程設(shè)計的選題和教學(xué)模式優(yōu)化改革可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，開拓創(chuàng)造性的思維模式。最終完成以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化改革。

3? 結(jié)語

“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”實踐教學(xué)的優(yōu)化改革是一個系統(tǒng)工程，隨著該課程實踐教學(xué)優(yōu)化改革的深入，對推動應(yīng)用型本科教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，具有深遠(yuǎn)意義。我們及時轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念，緊密圍繞應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)，對“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行嘗試性的優(yōu)化改革，在師生的共同參與和努力下，實踐教學(xué)不斷改進(jìn)和優(yōu)化，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張洪麗，管志光，劉愛華.設(shè)計實踐融于理論教學(xué)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)改革探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019（11）：200-201.

[2]金偉，趙紅霞，潘維東.應(yīng)用型本科“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”實踐教學(xué)教學(xué)改革[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（1）：272-273.

[3]姚固文.應(yīng)用型本科“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”理論與實踐教學(xué)的優(yōu)化[J].教育現(xiàn)代化，2016（5）：173-174.

[4]曹貴和，程光明，張軍，劉國君，曾平.機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)改革研究[J].實驗教學(xué)研究與改革，2006（7）：93.