【摘要】分析現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行情況，提出實(shí)驗(yàn)過程的不足，通過改進(jìn)設(shè)備，建立模擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，采用CDIO實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及多樣化實(shí)驗(yàn)考核模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】CDIO 教學(xué)模式 考核模式 教學(xué)質(zhì)量

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）28-0247-02

一、前言

為適應(yīng)新的人才培養(yǎng)需求，我校對機(jī)械原理課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革，使其在人才培養(yǎng)目標(biāo)上也更加注重人才素質(zhì)及綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是《機(jī)械原理》實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)增添的一個(gè)重要的具有綜合性創(chuàng)新性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新思維能力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識及工程實(shí)踐動手能力。

二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

目前我校所開機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，存在各方面需要改進(jìn)之處。如實(shí)驗(yàn)課時(shí)設(shè)置不夠合理，實(shí)驗(yàn)臺沒有機(jī)構(gòu)運(yùn)動參數(shù)的測量系統(tǒng)。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中指定的常見機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案，在有限的2課時(shí)內(nèi)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)臺組合模塊將機(jī)構(gòu)拼接完成，然后調(diào)試使機(jī)構(gòu)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，由于熟悉實(shí)驗(yàn)臺模塊及機(jī)構(gòu)拼裝調(diào)試需要花費(fèi)大量的時(shí)間，學(xué)生根本無時(shí)間進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，且沒有運(yùn)動參數(shù)的測量，有些運(yùn)動特性不易直觀表達(dá)出來，運(yùn)動特性是否滿足設(shè)計(jì)要求難以保證，不利于對學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新能力的提高。實(shí)驗(yàn)考評方法單一，實(shí)驗(yàn)過程中有的學(xué)生不能夠積極參與在其中，不能真正體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量需對教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行改革。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

1.建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備

建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生可利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺課余時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思方案并在平臺上進(jìn)行虛擬組裝，裝配過程中調(diào)試檢查有無運(yùn)動干涉現(xiàn)象，及時(shí)調(diào)整，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，驗(yàn)證運(yùn)動的確定性，分析運(yùn)動特性及應(yīng)用場合。

三維軟件較強(qiáng)的表現(xiàn)力，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及對機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的積極性，在原有的實(shí)驗(yàn)臺上增添一些測試系統(tǒng)，如購買一些位移，速度，加速度傳感器及測試模塊，學(xué)生通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動參數(shù)的測量對現(xiàn)有機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性進(jìn)行分析，計(jì)算機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)、掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動性能，可以判斷機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性是否達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)要求，還可以使學(xué)生機(jī)構(gòu)的急回特性，機(jī)構(gòu)死點(diǎn)等運(yùn)動特性建立一個(gè)直觀的認(rèn)識，加深學(xué)生的理解，為下一步的創(chuàng)新設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

2.實(shí)踐教學(xué)模式的改變

CDIO是近年來國際工程教育改革的一種新的工程教育模式，它是以工程實(shí)踐設(shè)計(jì)為主線，將產(chǎn)品的系統(tǒng)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行構(gòu)成一體，現(xiàn)將CDIO引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，通過這個(gè)模式的實(shí)踐教學(xué)使學(xué)生明確工程師的角色和職責(zé)，以產(chǎn)品的生產(chǎn)流程為導(dǎo)向進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生創(chuàng)新思維意識，提高創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

第一階段構(gòu)思，建立理論實(shí)踐結(jié)合的一體化教學(xué)模式，在實(shí)踐中心建立多媒體一體化教室，把理論課堂搬到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場去上。

第二階段設(shè)計(jì)，學(xué)生根據(jù)自己模擬組裝的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析及桿組拆分，并創(chuàng)新設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案，并進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真，分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動特點(diǎn)及適用場合。

第三運(yùn)行階段，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物組裝，通過之前的模擬設(shè)計(jì)，學(xué)生能在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)物拼裝。解決課堂時(shí)間的不足，給學(xué)生留出更多的創(chuàng)新設(shè)計(jì)空間。最后實(shí)施階段，裝入測量系統(tǒng)，對機(jī)構(gòu)運(yùn)行情況進(jìn)行測量，分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性是否滿足設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。將CDIO工程教育模式貫穿于整個(gè)實(shí)踐教學(xué)過程，增強(qiáng)學(xué)生對產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程認(rèn)識，加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐動手能力，又培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方法的改革

現(xiàn)在采用多元化的考核方法，將實(shí)驗(yàn)考核分成四部分，各部分考核分值如下：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)預(yù)作部分占20%，實(shí)際操作及團(tuán)隊(duì)協(xié)作部分占50%，答辯占10%， 實(shí)驗(yàn)總結(jié)及報(bào)告成績占20%。從機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案的構(gòu)思，模擬設(shè)計(jì)，組裝過程，到最后的答辯都進(jìn)行考核，學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室后首先檢查實(shí)驗(yàn)與預(yù)作情況，以預(yù)習(xí)報(bào)告，機(jī)構(gòu)簡圖及機(jī)構(gòu)仿真模擬圖為依據(jù)，實(shí)際操作部分以學(xué)生現(xiàn)場動手操作能力及解決問題能力為依據(jù)，答辯主要考核學(xué)生對所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性及應(yīng)用場合的認(rèn)識程度，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過實(shí)驗(yàn)考核方式的改變能最大限度地調(diào)動起學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，更加公正地體現(xiàn)出學(xué)生的實(shí)際水平，也進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

四.結(jié)束語

機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的改革，使學(xué)生在實(shí)踐中體現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程。通過新的教學(xué)模式有效地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維方式及創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也為學(xué)生參加學(xué)校及全國各種專業(yè)技術(shù)性競賽奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]付曉莉，車江寧等.機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)立體化教學(xué)模式研究[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011，14（2）：41-43

[2]孫桓，陳作模等.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2013.

作者簡介：

靳亞維（1972-），女，陜西興平人，講師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的教學(xué)和研究工作。