王丹 王凌云

摘 要：結(jié)合數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)情特點(diǎn)、專業(yè)特色及智能制造的發(fā)展趨勢(shì)，探索了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革；基于該實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐性特點(diǎn)，探索了動(dòng)靜結(jié)合、信息化導(dǎo)入、理論教師參與實(shí)驗(yàn)操作等教學(xué)手段，同時(shí)優(yōu)化了考核評(píng)價(jià)方式。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革 教學(xué)手段改進(jìn) 考核方式優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TH11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0092-03

隨著“智能制造”計(jì)劃的制定，加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提上日程。實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，為與制造業(yè)相關(guān)的數(shù)控技術(shù)專業(yè)的教學(xué)帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是數(shù)控技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)十分重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，除了起到加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解、對(duì)課堂上教授的理論知識(shí)的驗(yàn)證作用外，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，啟迪其創(chuàng)新思維，開拓其潛能的重要手段[1-3]。如何結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)同時(shí)迎合中國(guó)制造2025計(jì)劃的需要，舍棄陳舊，吸取精華，接納新鮮內(nèi)容，是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中面臨的重大 課題。

1 當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中的媒介，更是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力及啟迪其創(chuàng)新思維的重要途徑。然而，目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)以傳統(tǒng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，既不能反映數(shù)控專業(yè)的特色內(nèi)容，也束縛了學(xué)生的思想，更不能適應(yīng)“中國(guó)制造2025”的時(shí)代背景；另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一、考核方式不夠科學(xué)[4]，不利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果與實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革探索

2.1 結(jié)合學(xué)生的興趣點(diǎn)設(shè)置基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)包括機(jī)構(gòu)認(rèn)知、零部件認(rèn)識(shí)等認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)和機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖測(cè)繪、齒輪范成等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)本課程的特點(diǎn)，巧妙安排該類實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)的先后順序，使兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在平面四桿機(jī)構(gòu)的理論課程前設(shè)置認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀機(jī)械原理陳列柜，可以使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)之前對(duì)該章節(jié)所涉及的典型機(jī)構(gòu)和零件有感性的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做平面四桿機(jī)構(gòu)的搭接實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生進(jìn)一步理解平面四桿機(jī)構(gòu)的功能性，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)理論課程的興趣；而在齒輪范成加工方法的理論課程之前，組織觀看齒輪加工的影像，在理論課程之后設(shè)置齒輪范成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)了解實(shí)驗(yàn)原理、記錄和分析實(shí)驗(yàn)參數(shù)，不僅對(duì)齒輪范成加工進(jìn)行了印證，也學(xué)會(huì)了驗(yàn)證某一原理或設(shè)計(jì)成果可行性的方法，然后帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)校實(shí)訓(xùn)車間，現(xiàn)場(chǎng)觀察滾齒機(jī)切制齒輪的加工過(guò)程，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心[5]。

2.2 結(jié)合數(shù)控專業(yè)特色設(shè)置綜合型實(shí)驗(yàn)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是數(shù)控技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高本專業(yè)技能最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，為更進(jìn)一步的突出課程實(shí)驗(yàn)對(duì)本專業(yè)的服務(wù)性特點(diǎn)，筆者結(jié)合本專業(yè)所涉及的機(jī)床及數(shù)控加工工藝設(shè)置機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)綜合型實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)際零部件的測(cè)量與分析提高學(xué)生分析抽象機(jī)構(gòu)及典型零件的能力，進(jìn)而提高學(xué)生對(duì)數(shù)控加工方法和工藝的分析與設(shè)計(jì)能力[6-8]。

綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體內(nèi)容設(shè)置如圖1所示。

2.3 結(jié)合“智能制造”設(shè)置創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)

結(jié)合“智能制造”創(chuàng)新發(fā)展和制造業(yè)與信息技術(shù)融合的理念，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)設(shè)置創(chuàng)新拔高型實(shí)驗(yàn)，以適應(yīng)“智能制造”的要求[9]。

如圖2所示，以機(jī)構(gòu)創(chuàng)新認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、校園環(huán)保自行車創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作等為代表的創(chuàng)新發(fā)展類實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生層層深入到典型機(jī)構(gòu)與創(chuàng)新產(chǎn)品中去，既能逐步激發(fā)學(xué)生的興趣、鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。利用信息技術(shù)設(shè)置虛擬設(shè)計(jì)與仿真類實(shí)驗(yàn)，例如通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件模擬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)車間智能運(yùn)輸小車，以有利于學(xué)生實(shí)訓(xùn)的實(shí)際產(chǎn)品勾起學(xué)生的創(chuàng)新欲望[10-12]。設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)車間智能運(yùn)輸小車為例，首先將學(xué)生分成若干組，使各組學(xué)生運(yùn)用其在一年級(jí)所學(xué)的CAD課程、同期CAM課程，分別設(shè)計(jì)智能小車的各個(gè)零部件并進(jìn)行三維造型，由實(shí)驗(yàn)教師將各組設(shè)計(jì)的零部件組裝，并進(jìn)行編程模擬運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)與制造，真實(shí)體驗(yàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)質(zhì)和樂(lè)趣。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段改革探索

3.1 “動(dòng)”與“靜”結(jié)合

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)室教具、模型設(shè)置，對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作興趣的提高有重要影響?！皠?dòng)”體現(xiàn)在物品陳列的狀態(tài)和教師講授過(guò)程，根據(jù)陳列物品種類的不同，將典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)部件及機(jī)械零件設(shè)置為可運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)陳列柜，便于學(xué)生觀察機(jī)構(gòu)的實(shí)際動(dòng)作及零部件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。教師講授過(guò)程配以動(dòng)作演示，將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物操作講解?！办o”體現(xiàn)在學(xué)生自動(dòng)作業(yè)以及以小組為主的自主學(xué)習(xí)、合作交流。運(yùn)用“動(dòng)”與“靜”的結(jié)合提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

3.2 引入信息技術(shù)

教學(xué)輔助材料通常為紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，大量的文字表達(dá)，學(xué)生往往不能抓住實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)。現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書涉及的特殊工具、典型量具、專用儀器、操作方法與步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理手段以電子課件的形式呈現(xiàn)，配以小視頻和動(dòng)畫促進(jìn)學(xué)生對(duì)

3.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員

現(xiàn)將理論課主講教師與實(shí)驗(yàn)員共同參與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)、教研及科研，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)無(wú)縫隙結(jié)合，這一教學(xué)模式獲得學(xué)生的一致好評(píng)[13-14]。

4 優(yōu)化考核評(píng)價(jià)方式

基于基礎(chǔ)型、綜合型及創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置，優(yōu)化考核評(píng)價(jià)方式?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)考核占比50%，綜合型實(shí)驗(yàn)考核占比30%，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)考核占比20%。

4.1 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)考核

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)考核包括考勤成績(jī)10%、操作過(guò)程成績(jī)20%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析20%。考勤成績(jī)涉及學(xué)生的出勤率，操作過(guò)程成績(jī)涉及學(xué)生操作的正確性、參與度及團(tuán)隊(duì)協(xié)作度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析成績(jī)涉及學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析整理的準(zhǔn)確度、是否獨(dú)自思考及書面整潔度[15]。

4.2 綜合型實(shí)驗(yàn)考核

為了考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用，對(duì)綜合型實(shí)驗(yàn)的考核包括出勤率10%，操作過(guò)程成績(jī)10%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析10%?？紤]到學(xué)生學(xué)習(xí)層次的差異性，在綜合型實(shí)驗(yàn)考核時(shí)均分比例，促進(jìn)學(xué)生對(duì)此類實(shí)驗(yàn)重視程度的提高。

4.3 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)考核

新考核項(xiàng)，占總評(píng)成績(jī)的20%。包括參與分5%，創(chuàng)新操作10%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析5%。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能對(duì)本課程所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)或?qū)?yīng)的訓(xùn)練提出自己獨(dú)到的見(jiàn)解并能以一定成果展示即可獲得創(chuàng)新分?jǐn)?shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論課教學(xué)是相輔相成，相互促進(jìn)的關(guān)系，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)、專業(yè)特色及行業(yè)趨勢(shì)將機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置成基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次，配合多種教學(xué)手段和綜合考核評(píng)價(jià)，使學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)逐步深入，提高了學(xué)生的實(shí)踐興趣，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能，也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論課程的學(xué)習(xí)和理解。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉玲.構(gòu)建機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，3（1）：139-140.

[2] 閻紹澤，季林紅，申永勝，等.機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004，21（2）：102-105.

[3] 鄭蓓蓉，周晨，謝曉.構(gòu)建機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（11）：137-139.

[4] 劉元林. 大工程背景下機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27（1）：14-16.

[5] 閻紹澤，季林紅，索雙富，等.機(jī)械性能測(cè)試系列實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)與創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，22（12）：47-50.

[6] 胡玲鳳.工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2005（12）：8-9.

[7] 陸鳳儀，徐格寧，朱建儒，等.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)與教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，23（2）：81-83.

[8] 鄒旻，祝海林，胡愛(ài)萍，等.機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)與思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27（7）：110-111.

[9] 周濟(jì).智能制造——“中國(guó)制造2025”的主攻方向[J].中國(guó)機(jī)械工程，2015，26（17）：2273-2284.

[10] 孫志宏，單洪波，莊幼敏，等.提高學(xué)生創(chuàng)新能力改革機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26（11）：98-100.

[11] 劉會(huì)英，王毅，畢曉毅.加強(qiáng)實(shí)踐教育培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25（6）：703-705.

[12] 宋若冰，武立波，張文孝.以創(chuàng)新為導(dǎo)向的機(jī)械基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2015，18（1）：106-107.

[13] 邵園園，玄冠濤，候加林.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（5）：132-134.

[14] 廖曉蓮，高英武，田梅.面向創(chuàng)新教育的機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（12）：135-137.

[15] 奚鷹，浦海英，熊學(xué)訓(xùn)，等.機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)生成績(jī)考核體系的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24（2）：72-74.