机械设计类课程实验教学的探索与研究

1、机械设计类课程实验教学的探索与研究摘要：文章从西南石油大学机械设计类课程实验课程教学的实际出发，通过对工科类高校机械设计类课程实验教学的现状分析，找出了目前工科院校机械设计类课程实验教学中普遍存在的问题，着重阐述了西南石油大学机械设计类课程实验课程教学中5个方面的实验教学改革成果，特别列举了工业设计专业和机械设计专业学生在XX年设计的“瘫痪病人翻身床设计”实例，对高校机械设计类课程实验课程教学进行了积极的探索，为其他工科院校机械设计类课程实验教学提锃供了一些参考。关键词：唯机械设计；实验教学；创新祺能力科学发展的历程表明哙：许多伟大的发明、发现和鸫突破性理论的产生都来自实匚验室。高校实验教学是

2、理工惹科教学重要的组成部分，它狞不仅是学生获得知识的重要獐途径，而且对培养学生的学稼风和素质、实际工作能力和钬科学研究能力具有十分重要局的作用和意义。目前国内的矽大学生由于多种原因接触工署程实际很少，缺乏机械以及和机械相关的生产实践方面瞌的知识，实践动手能力相对馏较弱，学生不知道学习该类驺课程的目的，不知道将来如颈何运用所学知识解决什么样傍的问题？大大挫伤了学生学习的积极性，这从一个侧面惋反映了国内教学方式的不足阵。机械原理、机械设计、漾机械设计基础课程是高等工住科院校机械类各专业的一门锺设计性主干技术基础课程。每通过机械设计类课程的学习诓，使学生掌握有关机械设备鸫、制作的基本理论知识和实践知

3、识。课程实验教学是教琛学中一个重要的实践环节，媒是培养学生理论联系实际能芟力、分析问题和解决问题的徙能力，启迪创新思维，开拓强创新潜能的重要手段。为了耢提高实验课程的教学效果，堙在实验环节方面应该进行具脍有新意的改革，从提高学生硇素质能力来看，目前实践性橹教学环节还需要进行必要的息改进。一、机械设计类课墟程实践教学现状分析机械原理、机械设计、机械设计嗬基础课程是高校培养学生进雒行机械设计能力的最基础的诋教学环节，它是一门和实践飞结合非常密切的课程。在教学方法上采取了课堂教学、朽实验和课程设计等方式进行竞，使科学研究和工程实践相结合，尽可能地让学生通过嫦本门课程的学习，掌握有关机械设计实践方面的

4、知识。枫机械基础课程实验教学项目大致可分为演示性实验、验证性实验、设计性实验和涎综合性实验。演示性实验蟹是通过实验项目的进行，增涣加学生对机械结构形式、种类和运动规律等认识和理解凯，比如：通过参观陈列室的各种机械零部件、简单机构蕹、机械的动作和实际机械的掼运动等过程，增加学生的感鲁性认识。验证性实验是通凹过实验现象，证明课堂教学趱的某种理论或规律。设计匮性实验是希望学生根据实验藐目的的要求，自行设计实验猁项目的试验方式、方法和步洋骤，增强学生的学习主动性，使学生对机械设计实践知掠识有一个深刻的认识。综船合性实验是包涵上述实验目遒的，检查学生对所学知识的挲综合运用能力的实验项目。论目前西南石油大

5、学机械设踢计基础课程的实践教学环节袖与其他院校基本相同，由于谢实验项目多为演示性、验证捕性实验，部分综合性实验，咆在这些试验过程中，没有达到让学生理解机械设计的综匿合运用知识的目的。我们曾询问参加机械实验课的学生，对所学的实验课程有什么钾印象和体会，学生认为目前呷一些实验课程，让学生自己浴动手操作的太少，因此实验藻没有达到预期的目的。这种匡现象是目前很多实验课程中诺的普遍情况。我们曾翻阅、论查询相关资料，发现国外大瓦学工科专业实验课程学时相对较多，一个实验可以做4皋个或6个学时，有的甚至8撩个学时，虽然实验内容相对藻多了一些，但能保证学生比檄较充分地参加实验，让他们璇较为深刻地了解实验的过程、

6、内容和目的，其实验效果筘较好。二、实践教学改革建设与创新机械基础课程段是面向实践生产过程的知识牙，缺少工程实践活动，很多咬简单的内容就不容易被学生猴理解。从提高学生实践知识魈能力的目的来分析，作为机趼械设计实践教学环节，应该开展能够使学生有较多机械繇设计生产实际的实验项目，尤其是设计性的实验项目，妩学生通过自行设计制作实验过程，可以提高学习兴趣，啭促进学习效果。为更好地鼷提高西南石油大学机械类专忮业的实验教学水平，机电工侪程学院广大教师和实验人员锟对传统的实验教学进行了反莨思，对实验教学从体系结构、手段和方法等方面进行了广泛的探索，并进行了积极猴的改革。本文从机械设计基砚础课程实验课程教学内容

7、的建设出发，分析机械设计基础课程实验教学现状和实验教学改革成果，从加强学生忍实践动手能力、提高学生创朽新能力出发提出教学改革办鹃法。培养学生观察生活、袂发现问题的能力发现问题砚比解决问题更加重要。由于愣我国教育体制原因，学生长谲年学习只注重书本上的理论庭知识，忽略实践这一重要的糊环节。学生只顾读书，对身缂边的事情漠不关心，当布置凌设计型课题时不知道应该做箕什么样的题目，严重影响了辇学生探索知识的积极性。设芦计是为人服务的，设计的目蹒的是拓展人的能力，使人生活更加舒适、工作更有效率徭。为人解决问题正是提高学丛生设计兴趣的重要手段。我倌们在课堂教学中增加对应教鞫学内容的相应实例，让学生明白学习的机

8、构、结构在具篇体工作、生活中是如何应用醺的。适当引导学生对案例中不满意的地方进行改进，促要使学生主动思考。培养学生创新思维能力为了培养归学生的创新思维与创新能力腌，应当在教学中有意识地去发展直觉思维，在实验中“衤探索-发现”最有助于学生债直觉思维能力的培养，重视缠学生的操作实验活动，发现蚕新的问题、新的现象。一方蚴面应充分利用和挖掘课本上购的探索性实验，另一方面还镦可将一些验证性实验改成探欢索性实验，鼓励学生自由的雎思考，包括机灵的猜想，去渠探索去发现，以促进学生直嘌觉思维向合理程度发展，使犊他们成为知识的主动探索者韵。学生一旦发现问题，就会产生极大兴趣想办法解决。科学的解决办法往往事半植功倍

9、。我们在教学中穿插一些创造学的内容和方法，有皓时开设讲座、集体讨论等形溲式加以补充，使学生结合所学的机构、结构、连接等知叵识完善其构想。这样自然地引导学生想去将构想变成现针实，为开设设计动手类型的撤实验项目奠定了基础。在蠲课程教学中增加动手制作类尻实验项目为了实现学生动手实践的软着陆，我们首先元在课程教学中增加机构、制作作业，例如设计制作突出颉产品特性的动态商业广告、设计制作等，让学生了解机构不是枯燥无味的画图，而是解决运动的重要手段。在冻课外进行学生讲评、答辩和绩教师评价等方式，不仅锻炼莞了学生动手解决问题的能力桦，也提高了学生表达能力，晴对将来学生就业自我推荐也濠有积极的意义。从提高学诎生

10、实践动手能力的目的出发，机械基础课程的实验项目纟应有以下特点：1、贴近百生活。结合学生的生活实际展，让学生在生活中能够感受笫到所学的知识不是空中楼阁。2、亲自动手。增加学生亲自动手操作、实践的机峥会，让学生通过实际操作，楔学习机械基础课程的知识。3、易于掌握。实验的内容飒不能过于复杂，因为机械基螨础知识学习阶段，学生的接廴受能力还是有一定限度的。4、安全。实验应具有较好廛的安全性，才有利于提高学霖生的学习兴趣，才能取得较帏好的学习效果。结合课程也教学内容开设综合设计类型绁实验目前的实验项目，学生自主动手的机会太少，多鼽数情况下学生只是以观众的雒身份参加实验，因此对实验尼的要求、内容和方式方法没

11、睢有比较全面的体会。虽然实验前作了准备，但在实验过瘥程中由于没有能够独立完成，对于整个实验的目的、要胀求和作用机理没有详细了解晗，同学注意的是如何完成自己的工作；不熟悉的实验项返目，难以提高学生的学习兴舭趣，影响学生学习的效果。葱开设设计型实验项目应注意霈开设既符合课程要求、学生慧又比较熟悉的实验项目；机德械设计类课程的实验项目还醍应注意注重基础内容的学习竖，尽量结合学生的生活环境璎。学时不够，可以增加课外学时，也可以结合开放性实碱验项目完善设计实验内容。通过开放实验，提倡团队合作完成较完整的综合性设计机械类课程实践环节只能培鸣养学生在机构、结构方面的匏动手实践能力。而学生希望最终能解决实际问

12、题。解决螗整个产品设计问题需要多学政科团队，例如，工业设计、诘机械、电子控制等多方面人量才的结合。可以利用学校整腱体资源以开设开放性实验的萨形式组成解决产品设计团队许，利用业余时间合作完成最操终设计。对完成实验的学时凯进行必要的改动，不必在固定的时间进行实验，可以根据学生的实际情况，让学生随时都能到实验室作实验，掩从而达到要求的学习效果。三、教学实践尝试西南石油大学工业设计专业、机械荏设计专业学生在XX年合作帙完成“瘫痪病人翻身床设计螯”制作就是一个典型例子。XX年工业设计专业一学生因父亲瘫痪多年在床上，在魑开放实验项目中提出该课题槎。针对医院、疗养院、家庭浴中重病人和瘫痪病人活动不簟便设计一

13、款操作简单、成本具较低的瘫痪病人翻身床，要求床能抬头、屈腿，另外，草还要求侧翻。而市场上产品戢只能抬头、屈腿；或者只能侧翻，故该课题有大的潜在郓市场。大学生对医院病床不胩陌生，却不太了解翻身床的婷原理及性能。学生在广泛设棉计调查的基础上提出参考医疗设备采用液压传动，将床蒗体分为8块，通过铰链连接茺。为了便于两个方向翻身，成故设计8个特殊球铰链连接。控制采用单片机控制，有嗑效解决了护理瘫痪病人时遇碧到的困难。实验室购置了一佻些标准零部件，学生自己动砭手制作出实现双向翻身的小篁模型。在校有关部门的大力逅支持下，结合设计模型到厂谷家制造出样机参加XX年全谢国大学生机械创新设计大赛褰获全国二等奖，四川

14、赛区一等奖，是西南地区最好成绩挹。学生在此基础上设计开发个了病人对接床，两项设计成功获得实用新型专利授权。游四、结论通过多年实践嗦，要提高学生动手实践能力，还要结合学校政策、教师洚积极性等多方面综合考虑，墼现总结如下：学校政策支送持。学校对教学重视程度，鸾对指导教师待遇提高才能鼓扣励教师积极参与课外实践活淄动，带领学生进行创造性活秀动。课程教学应该结合实帮验特性加入设计制作作业，障让学生逐步习惯动手实践。鼓励学生进行有创造性的猹改进实验，让有新的见解、擞想法的学生进行自己认为符狸合生活要求的创新设计等。将大的课题按照设计步骤拆援成若干实验项目，这样便于锆最终有一个较完整的作品。娱不同专业学生根据