導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】本文基于陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，結(jié)合機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)概況和存在的問題，提出整合提升軟硬件建設(shè)、加大實(shí)驗(yàn)室開放力度和實(shí)現(xiàn)理論實(shí)驗(yàn)教學(xué)“雙師化”三個(gè)方面的教學(xué)改革思路，并進(jìn)行初步成效分析，為高職院校同類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供一定的參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；成效分析

隨著現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展和社會(huì)、行業(yè)對(duì)技術(shù)技能型人才的需求不斷提升，機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革面臨著諸多挑戰(zhàn)。課程涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教學(xué)內(nèi)容、評(píng)量方式以及學(xué)生積極性都對(duì)教學(xué)效果有著顯著的影響，如何全面提升教學(xué)效果、調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，是機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革致力于解決的主要問題。

1課程改革背景

1.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)概況。教研室遵循人才培養(yǎng)方案要求，在機(jī)械制造與自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造兩個(gè)專業(yè)中開設(shè)機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程，共計(jì)48學(xué)時(shí)教學(xué)外加36學(xué)時(shí)（兩周）課程設(shè)計(jì)，課程涵蓋的實(shí)驗(yàn)主要包括以下三類：1.1.1演示類實(shí)驗(yàn)。包含機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)演示和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪，前者目的是使學(xué)生了解構(gòu)件間運(yùn)動(dòng)關(guān)系及主動(dòng)件、從動(dòng)件概念，并深化機(jī)構(gòu)及其組成概念；后者主要要求學(xué)生掌握比例尺運(yùn)用、視圖選取、運(yùn)動(dòng)副符號(hào)及自由度計(jì)算等方面。1.1.2驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)。包括齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)和齒輪參數(shù)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)，前者要求學(xué)生使用范成儀繪制正、負(fù)變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪，通過觀察、分析和比較，了解標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的區(qū)別；后者要求學(xué)生使用游標(biāo)卡尺測(cè)量奇、偶數(shù)齒輪基本參數(shù)，了解齒數(shù)、模數(shù)、分度圓、齒頂圓、齒根圓、齒距等參數(shù)和尺寸計(jì)算基本知識(shí)。1.1.3減速機(jī)拆裝試驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)為演示性試驗(yàn)，10-20人一組，部分同學(xué)拆裝，部分同學(xué)觀看，主要了解減速機(jī)的結(jié)構(gòu)、軸上零件的裝配關(guān)系、窺視孔、放油塞、油標(biāo)尺、放氣孔、及吊鉤等附件的位置、尺寸大小等，為減速機(jī)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。1.2教學(xué)改革前存在問題。1.2.1部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化，無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)要求。由于實(shí)驗(yàn)室搬遷和設(shè)備自身老化，部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和可靠性不足，此前開設(shè)的相當(dāng)一部分演示與測(cè)繪實(shí)驗(yàn)已無(wú)法開出，教學(xué)效果受到了較大影響。課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)在一段時(shí)間里主要是減速機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)，但由于設(shè)備有限，分組時(shí)每組學(xué)生較多，限制了學(xué)生實(shí)踐能力的提高。1.2.2教學(xué)方法較為模式化。多數(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式較為固定，學(xué)生嚴(yán)格按照步驟詳細(xì)、易于操作的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)驗(yàn)，教師主要指出原則性錯(cuò)誤并負(fù)責(zé)學(xué)生安全。該模式在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的素養(yǎng)方面具有積極意義，但與激發(fā)學(xué)生求知欲、樹立其創(chuàng)新精神并最終解決實(shí)際工程問題的目標(biāo)具有一定的矛盾。1.2.3個(gè)性化考核方式有待實(shí)現(xiàn)。目前考核內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)完成度和按時(shí)到課情況。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)定方面未能充分反映學(xué)生的水平差異，學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容基本相似，而考勤情況相同的學(xué)生基本會(huì)取得相同的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。評(píng)量方式與因材施教、個(gè)性化評(píng)估的初衷存在沖突。1.2.4學(xué)生的學(xué)習(xí)重視度有限。由于上述原因，外加本課程實(shí)驗(yàn)為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，并未單獨(dú)設(shè)置考核學(xué)分，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重視程度有限，直接導(dǎo)致日后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)毫無(wú)頭緒，也對(duì)學(xué)生參與各級(jí)各類機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和學(xué)歷提升方面產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。

2課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革思路

基于上述問題，在學(xué)校和分院的支持下，我們從軟硬件建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行制度、教師素質(zhì)方面推進(jìn)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，力求使學(xué)生在理實(shí)一體、個(gè)人素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和不斷創(chuàng)新思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面得到切實(shí)提升。2.1整合提升軟硬件建設(shè)。2.1.1整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，開設(shè)各類綜合實(shí)驗(yàn)。在認(rèn)知類實(shí)驗(yàn)中，購(gòu)置現(xiàn)代化的機(jī)械原理演示設(shè)備和貼合行業(yè)企業(yè)應(yīng)用的機(jī)械機(jī)構(gòu)模型，提升學(xué)生對(duì)行業(yè)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)的認(rèn)知度；引入信息化教學(xué)手段和相關(guān)軟硬件資源，起到輔助教學(xué)和增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)直觀度的作用；充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的小型車床、銑床、鉆床等加工設(shè)備加工構(gòu)件，將教學(xué)軟件應(yīng)用和實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)充分結(jié)合。在此基礎(chǔ)之上，開設(shè)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)組合方案設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及參數(shù)測(cè)量等實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)書搭建基本機(jī)構(gòu)后，能夠自主進(jìn)行模組拆分、簡(jiǎn)圖繪制、參數(shù)測(cè)量和誤差分析等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。2.1.2結(jié)合網(wǎng)絡(luò)在線資源，開發(fā)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上教師上傳的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)課件和實(shí)驗(yàn)設(shè)備資料，做好預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)，同時(shí)引入一定數(shù)量切合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的精品在線開放課程內(nèi)容，豐富學(xué)習(xí)素材。同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)，開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及參數(shù)測(cè)量虛擬實(shí)驗(yàn)，機(jī)構(gòu)組合方案和機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)，V帶傳動(dòng)與鏈條傳動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)，齒輪的加工方法及參數(shù)測(cè)量仿真實(shí)驗(yàn)等。將實(shí)體設(shè)備與儀器上運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)與信息化手段充分融合，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與手段，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)接受度。2.2改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行制度。2.2.1實(shí)驗(yàn)類別從驗(yàn)證型向研究創(chuàng)新和綜合設(shè)計(jì)型轉(zhuǎn)化。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從以往的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)向研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化，例如將機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)組合方案設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析及參數(shù)測(cè)量轉(zhuǎn)化為研究性實(shí)驗(yàn)；將齒輪范成原理與齒輪參數(shù)測(cè)繪實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；將減速機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)納入到減速機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合現(xiàn)有減速機(jī)設(shè)備修正優(yōu)化手工繪制的減速機(jī)設(shè)計(jì)圖紙。轉(zhuǎn)化后的實(shí)驗(yàn)主要采用開放方式，學(xué)生在其中通過自行設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、改變構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)動(dòng)副形式和機(jī)架并最終調(diào)試成功，在強(qiáng)化基本概念、掌握機(jī)構(gòu)基本組成和各種演化手段的基礎(chǔ)上，建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和工程實(shí)際結(jié)構(gòu)的聯(lián)系，不斷提升自身在實(shí)踐過程中的研究創(chuàng)新能力。2.2.2推進(jìn)科研、創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，有機(jī)結(jié)合課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)。推動(dòng)最新的教科研成果和各類大賽優(yōu)秀學(xué)生作品向教學(xué)資源轉(zhuǎn)化，相比于成果內(nèi)容介紹，更注重成果獲取過程中值得借鑒的思維方式、創(chuàng)新精神和設(shè)計(jì)靈感，拓展學(xué)生在機(jī)構(gòu)制作創(chuàng)新方面的視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。以此結(jié)合虛擬試驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將部分開放性實(shí)驗(yàn)和優(yōu)秀教學(xué)資源的學(xué)習(xí)任務(wù)放在課外完成，使學(xué)生不必完全在固定的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及學(xué)習(xí)。在課程結(jié)束之前，學(xué)生能夠充分利用圖書館、實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)房等設(shè)施完成各類實(shí)驗(yàn)任務(wù)。2.2.3機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)正式納入課程設(shè)計(jì)考。機(jī)械原理方案的實(shí)現(xiàn)是機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，通過將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目納入課程設(shè)計(jì)考核提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重視。教師參考學(xué)生在運(yùn)動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析、強(qiáng)度和自由度計(jì)算環(huán)節(jié)后于實(shí)驗(yàn)室拼裝的機(jī)構(gòu)，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)特性重點(diǎn)考核學(xué)生在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性、經(jīng)濟(jì)型和實(shí)用性方面的優(yōu)秀程度。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師通過針對(duì)性的意見建業(yè)以及公開量化的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，一方面提升學(xué)生對(duì)于自身作品的理解程度，另一方面將優(yōu)秀機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)以較為直觀的方式傳遞給學(xué)生。2.3實(shí)現(xiàn)理論實(shí)驗(yàn)教師“雙師化”。實(shí)驗(yàn)教學(xué)由專職實(shí)驗(yàn)人員負(fù)責(zé)向?qū)嶒?yàn)員與“雙師型”教師共同負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)化。機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容除了綜合性實(shí)驗(yàn)之外，還包含開課前由理論授課教師在機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)室開展的“認(rèn)知實(shí)驗(yàn)”，主要目的是增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和對(duì)機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)；根據(jù)理論授課的進(jìn)度安排，也會(huì)統(tǒng)一安排學(xué)生前往校內(nèi)機(jī)械類相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室和加工中心進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，主要目的是提升學(xué)生對(duì)先進(jìn)機(jī)械設(shè)備在總體設(shè)計(jì)和操作規(guī)范方面的直觀認(rèn)識(shí)。上述教學(xué)過程對(duì)于教師的綜合素質(zhì)有著較高的要求，教師要在掌握課程理論知識(shí)的同時(shí)熟悉各類行業(yè)企業(yè)先進(jìn)設(shè)備，并將其原理和相關(guān)知識(shí)深入淺出地傳授給學(xué)生。這就需要更多教師“雙師化”，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)所由專職實(shí)驗(yàn)人員和“雙師型”教師共同完成教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與成效。

3改革取得的初步成效分析

經(jīng)過課程組教師的不懈努力，在學(xué)校和學(xué)院的大力支持之下，課程的教學(xué)改革在諸多方面取得了較好的效果。實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教學(xué)環(huán)境方面，通過充分發(fā)揮演示陳列室功能，全面整合新老設(shè)備，目前開出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能夠充分實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，外加新配備的投影儀等多媒體設(shè)備，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境得到了較大改善。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法方面，新增的各類綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為開放，教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中主要進(jìn)行方向引導(dǎo)、興趣激發(fā)和工程問題情境創(chuàng)設(shè)等方面的工作，學(xué)生在方案設(shè)計(jì)、軟件應(yīng)用和設(shè)備操作方面具有較高的自主性，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神并提高其解決實(shí)際問題的能力。相應(yīng)的成績(jī)考核方面，由于自主性高的實(shí)驗(yàn)過程具有眾多潛在的評(píng)分細(xì)節(jié)，同時(shí)采用2-3人的小組人數(shù)，指導(dǎo)教師能夠全面細(xì)致地評(píng)價(jià)每一名學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)情況，最終給出充分體現(xiàn)學(xué)生個(gè)人水平的考核成績(jī)。最后實(shí)驗(yàn)室全開放制度持續(xù)推行，目前已有10名學(xué)生長(zhǎng)期參與實(shí)驗(yàn)室管理工作，并結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)在職業(yè)院校技能大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽等項(xiàng)目中得到了良好的鍛煉并獲得各類獎(jiǎng)勵(lì)。這些成果起到了一定示范輻射作用，大部分學(xué)生的主動(dòng)性和積極性隨著實(shí)驗(yàn)室的全面開放不斷改善，整體教學(xué)效果逐漸提升。

4結(jié)語(yǔ)

機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不僅需要充分認(rèn)識(shí)課程的教學(xué)概況和存在問題，還需要有科學(xué)清晰的教學(xué)改革思路，將軟硬件條件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行制度和教師素質(zhì)等多方面綜合考慮、整體設(shè)計(jì)。但整個(gè)教學(xué)改革過程中最重要的是學(xué)校為實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造了良好的教學(xué)環(huán)境，培養(yǎng)了學(xué)生們積極學(xué)習(xí)的良好作風(fēng)；課程組教師用先進(jìn)知識(shí)武裝自己，不斷提升自身“雙師”素質(zhì)；全體學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、重視創(chuàng)新，不斷探索新知、銳意進(jìn)取。

總之，教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn)，培養(yǎng)高素質(zhì)軍工特質(zhì)技術(shù)技能人才，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展將是我們不懈追求的目標(biāo)。

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作者:卜新民 趙方舟 單位:陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院