張曉瑩　王基月　楊晨

摘 要 機(jī)械原理是機(jī)械類專業(yè)的一門主干課程，機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)是不可缺少的環(huán)節(jié)，為了適應(yīng)學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)和社會對應(yīng)用型人才的需求，有必要對機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。通過對機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問題進(jìn)行分析，提出了一些改革措施，如改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、增添實(shí)驗(yàn)設(shè)備、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教師、完善考核機(jī)制、建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室，取得了一定成效。

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型人才 機(jī)械原理 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.05.054

Abstract The theory of machines and mechanisms is one of the main courses of mechanical specialty， the experiment is an indispensable link. In order to adapt to the school of applied talents training goal and the social demand of applied talents，it is necessary to reform experimental teaching of mechanical principle. Through analysis present situation and the existing problems of the experimental teaching， proposed some reform measures， such as reforming the experiment content， add experimental equipment， experimental teacher training， improve the assessment mechanism， constructing the open laboratory， and achieved certain results.

Key words applied talents； mechanical principle； experimental teaching reform

機(jī)械原理課程是機(jī)械類專業(yè)必修的一門專業(yè)主干課程，也是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，它在從基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課過渡中，起到了橋梁的作用。機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)是機(jī)械原理課程教學(xué)的一部分，能夠加深學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)新能力。應(yīng)用型人才是指能將專業(yè)知識和技能應(yīng)用于所從事的專業(yè)社會實(shí)踐的一種專門的人才類型，是熟練掌握社會生產(chǎn)或社會活動一線的基礎(chǔ)知識和基本技能，主要從事一線生產(chǎn)的技術(shù)或?qū)I(yè)人才。鄭州科技學(xué)院以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，更需要對機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，適應(yīng)學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)，滿足社會對應(yīng)用型人才的需求。

1 機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

機(jī)械本科專業(yè)教學(xué)大綱中機(jī)械原理課時(shí)為50學(xué)時(shí)，理論教學(xué)44學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)6學(xué)時(shí)。開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制、齒輪范成和機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新三個(gè)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)2個(gè)學(xué)時(shí)。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生繪制出5個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度。但實(shí)驗(yàn)室中的機(jī)構(gòu)模型數(shù)量有限，有的模型破損嚴(yán)重，根本達(dá)不到一人一個(gè)模型的要求，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度；部分模型工作原理復(fù)雜，學(xué)生難以進(jìn)行分析。

齒輪范成實(shí)驗(yàn)也是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自制輪坯，在范成儀上切制出正變位齒輪、標(biāo)準(zhǔn)齒輪和負(fù)變位齒輪，比較模數(shù)和齒數(shù)相同的情況下，不同的切制方法得到的齒形有什么不同。但是實(shí)驗(yàn)室的里的范成儀很多都缺少零件，有的是輪坯無法固定，有的是刀具位置無法固定，導(dǎo)致畫出來的齒形不太準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)效果不理想。另外，齒輪范成實(shí)驗(yàn)原理簡單，但用范成儀操作用時(shí)太長。

機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生需要自己構(gòu)思，在做實(shí)驗(yàn)之前設(shè)計(jì)出一種模型，并繪制好機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，讓教師進(jìn)行檢查，合理的話，在機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺上搭建出機(jī)構(gòu)模型，完成相應(yīng)的運(yùn)動。由于缺少零部件，學(xué)生組裝的機(jī)構(gòu)過于簡單，大部分都是連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)以及它們的簡單組合，很難組裝成復(fù)雜的機(jī)構(gòu)。

2 機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊單一。機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性的很少。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，幾十年不變，實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩际菫榱思由罾碚摻虒W(xué)內(nèi)容，驗(yàn)證理論教學(xué)內(nèi)容，不利于創(chuàng)新型人才和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、數(shù)量少。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備多年沒有更換，設(shè)備陳舊，有的缺少零部件，影響了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，更影響了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備少、陳舊，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪圖和機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，抄襲現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

（3）學(xué)生多教師少、工作量大。在鄭州科技學(xué)院，機(jī)械工程學(xué)院是一個(gè)比較大的學(xué)院，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化本科專業(yè)每一級的學(xué)生都有500多人，16個(gè)班級，每個(gè)教師帶4到8個(gè)班級，實(shí)驗(yàn)課就得上24到48個(gè)學(xué)時(shí)，沒有專門的實(shí)驗(yàn)教師，所有實(shí)驗(yàn)課都由理論教師來上，這樣一來，理論教師的工作量就非常大。另外，實(shí)驗(yàn)安排起來也比較困難，大多都安排在課余時(shí)間，上課很不方便。

（4）教學(xué)方法僵化。傳統(tǒng)的機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程都是在上課前將實(shí)驗(yàn)報(bào)告發(fā)給學(xué)生，上課時(shí)教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法與步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的具體內(nèi)容來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，整個(gè)過程學(xué)生獨(dú)立思考的時(shí)間很少，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和獨(dú)立解決問題的能力。

（5）考核方法不完善，學(xué)生不重視。機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)沒有單獨(dú)的考核機(jī)制，實(shí)驗(yàn)成績都是由出勤成績和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績組成的，出勤成績占20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績占80%。只要上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，就會有實(shí)驗(yàn)成績，所以部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)不夠重視，到實(shí)驗(yàn)室后就找個(gè)角落玩手機(jī)。特別是機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制和機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容很多都是一樣的，明顯存在著抄襲現(xiàn)象，但學(xué)生太多，很難找出來誰是原創(chuàng)，誰是抄襲的，實(shí)驗(yàn)成績幾乎不相上下。所以這種考核方法很難體現(xiàn)出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平和動手操作能力。

3 機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)的改革措施

（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革。為了增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增設(shè)機(jī)構(gòu)參觀實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該實(shí)驗(yàn)不占用教學(xué)課時(shí)，在機(jī)械原理開課之前，帶領(lǐng)學(xué)生參觀機(jī)械原理陳列柜，并對陳列柜里展示的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行講解，通過講解和動畫演示，學(xué)生對這門課程產(chǎn)生濃厚的興趣，有利于機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)。增加虛擬實(shí)驗(yàn)，齒輪范成實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長，繪圖結(jié)果不精確，將齒輪范成實(shí)驗(yàn)改為虛擬實(shí)驗(yàn)，通過建模并進(jìn)行仿真，大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力和分析問題的能力。機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以在學(xué)校實(shí)習(xí)工廠加工一些零部件，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（2）增添實(shí)驗(yàn)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備陳舊，有的已經(jīng)損壞，借著本科教學(xué)評估的機(jī)會，學(xué)校添置了一批新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，特別是購買了現(xiàn)代化的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)陳列柜，為實(shí)驗(yàn)室增添了多媒體教學(xué)設(shè)施，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了便利。

（3）培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)教師。由于學(xué)生數(shù)量多，班級多，而教師少，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作量大，需要培養(yǎng)專職的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，承擔(dān)一部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，從而減輕理論教師的工作壓力。

（4）完善實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制。傳統(tǒng)的考核機(jī)制不能客觀評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平，需要設(shè)立單獨(dú)的考核方案。由于機(jī)械原理需要學(xué)生掌握的是機(jī)械的共性問題，如機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)等；以及常用機(jī)構(gòu)的基本原理和設(shè)計(jì)方法。通過機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生能夠設(shè)計(jì)一種簡單的機(jī)械設(shè)備。所以考核方案以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為主，可以設(shè)計(jì)日常生活中所見的各種機(jī)構(gòu)，包括工作原理分析、機(jī)構(gòu)簡圖的繪制、自由度的計(jì)算等內(nèi)容。教師可以根據(jù)機(jī)構(gòu)的難易程度和合理性進(jìn)行評價(jià)，這樣得到的成績比較客觀，也能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（5）建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室。由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限，可以建設(shè)一批開放性的實(shí)驗(yàn)室，打破時(shí)間上的限制，如機(jī)械原理陳列柜所在實(shí)驗(yàn)室、機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以在課余時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀，或者多設(shè)計(jì)一些機(jī)構(gòu)，到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行搭建，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的合理性。這種方式有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手操作能力。

4 成效與不足

根據(jù)以上措施，機(jī)械原理教學(xué)改革取得了一定成效。實(shí)驗(yàn)室增添了現(xiàn)代化的機(jī)械原理陳列柜以及多媒體教學(xué)設(shè)施，將該實(shí)驗(yàn)室和機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建成了開放性實(shí)驗(yàn)室，增開了機(jī)構(gòu)參觀和齒輪范成虛擬樣機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些措施的實(shí)施，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，打破了空間和時(shí)間上的限制，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高了學(xué)生的動手操作能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，有利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

當(dāng)然也有不足之處，民辦院校的特點(diǎn)就是學(xué)生多、教師少，到現(xiàn)在為止還沒有專門的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，理論教師的工作量仍舊很大；另外，新的考核方案很難實(shí)施，由于是三本院校，學(xué)生的水平參差不齊，能獨(dú)立設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)的比較少，大部分都是抄襲別人的，教師很難給成績。

機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革還要深入進(jìn)行，為學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才做出一定的貢獻(xiàn)。

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