呂中亮　安培文　張海存　劉敏

摘要：機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)是實踐教學(xué)的重要形式，在人才培養(yǎng)中占有重要的地位。針對目前國內(nèi)工科院校機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中存在的眾多問題，本文通過對石油裝備、冶金裝備等行業(yè)共性、典型的機械或機構(gòu)進行挖掘提煉，以項目為驅(qū)動轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)方法，構(gòu)建和完善機械創(chuàng)新設(shè)計平臺，使基礎(chǔ)實驗?zāi)軌蛳驅(qū)I(yè)實驗延伸并加強后續(xù)與專業(yè)實驗結(jié)合，最終達到培養(yǎng)學(xué)生的機械基礎(chǔ)實驗（實踐）能力和創(chuàng)新能力，滿足學(xué)生的個性化培養(yǎng)需要。

關(guān)鍵詞：機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)；實驗教學(xué)改革；項目驅(qū)動

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）06-0279-02

一、引言

機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)是機械工程教育的重要內(nèi)容，具有基礎(chǔ)性以及廣泛性的重要地位，在機械工程高級應(yīng)用型人才的培養(yǎng)中具有舉足輕重的作用。近年來，國內(nèi)機械工程教育工作者對機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)越來越重視，進行了相關(guān)研究和改革，并取得了一些研究成果和教學(xué)成果。但總體來講，目前國內(nèi)工科院校的機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)大多存在以下問題：實驗大多為基于課堂理論知識的驗證性實驗，并且內(nèi)容比較陳舊、單一，綜合性和設(shè)計性實驗相對較少，實驗缺乏創(chuàng)新性；實驗設(shè)備數(shù)量較少，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，開放性實驗的實施難度較大；大多采用教師講實驗、學(xué)生做實驗的模式，實驗教學(xué)手段、實驗考核方法簡單，不能適應(yīng)現(xiàn)代應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求；重共性，輕個性，注重大眾教育，忽視個性化培養(yǎng)。

針對上述國內(nèi)工科院校存在的一些問題，我校對機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)進行了改革和探索。立足我校人才培養(yǎng)目標和新的人才培養(yǎng)方案，本文通過對石油裝備、冶金裝備等行業(yè)共性、典型的機械或機構(gòu)進行挖掘提煉，構(gòu)建基于項目驅(qū)動的機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)方法；自主研發(fā)設(shè)計綜合性和創(chuàng)新性實驗項目，轉(zhuǎn)變實驗教學(xué)方法；構(gòu)建和完善機械創(chuàng)新設(shè)計平臺，進一步完善“機械制圖教學(xué)平臺、機械設(shè)計教學(xué)平臺、機械制造工藝教學(xué)平臺”的功能，滿足學(xué)生參加“全國大學(xué)生機械設(shè)計創(chuàng)新大賽”的需求；通過對機械設(shè)計教學(xué)平臺的進一步完善，使基礎(chǔ)實驗?zāi)軌蛳驅(qū)I(yè)實驗延伸，加強后續(xù)與專業(yè)實驗結(jié)合，最終培養(yǎng)學(xué)生的機械基礎(chǔ)實驗（實踐）能力和創(chuàng)新能力，滿足學(xué)生個性化培養(yǎng)的需要。

二、項目驅(qū)動，案例教學(xué)

設(shè)計綜合性實驗的關(guān)鍵是實驗教學(xué)的方法與過程，相同的實驗設(shè)備和實驗內(nèi)容，采取不同的實驗教學(xué)方法和過程，基本型實驗項目可升格為設(shè)計綜合性實驗項目。因此，利用現(xiàn)有實驗資源和條件，一方面變“實驗指導(dǎo)書”為“實驗任務(wù)書”，通過項目任務(wù)驅(qū)動方式完成實驗教學(xué)。做實驗時，教師做必要的指導(dǎo)之后主要由學(xué)生自己動手來做，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。把某些實驗指導(dǎo)書中的傳統(tǒng)內(nèi)容，比如那些只為教會學(xué)生做實驗的內(nèi)容去掉，只需向?qū)W生提出實驗任務(wù)及一些具體要求，把主要的實驗工作留給學(xué)生，這樣可把一些基本型實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計綜合性實驗。

另一方面，改革實驗教學(xué)方法和過程，將一些基本型實驗項目升格為設(shè)計綜合性創(chuàng)新實驗項目。在機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中，力求反映行業(yè)特色，聯(lián)系工程實際，在每項實驗內(nèi)容中爭取引入與課程實驗相關(guān)的典型工程行業(yè)實例，并形成案例庫。如機構(gòu)運動簡圖測繪及分析、減速器裝拆實驗、機械動平衡實驗、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計、漸開線齒輪范成原理等，基本上每個實驗都能找到具體的工程實例。在掌握基本操作的方法和技巧后，將學(xué)生分組，每組學(xué)生動態(tài)選用案例庫中的機械產(chǎn)品或?qū)嶋H工程項目，作為實驗任務(wù)內(nèi)容，相互協(xié)調(diào)合作完成。

三、開放管理，加權(quán)考核

實驗考核是對學(xué)生實驗動手、實驗方案設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)的分析以及處理、實驗報告撰寫等綜合能力的考查。根據(jù)實驗的不同開課形式，將實驗課分為獨立開設(shè)實驗課程、課帶實驗以及開放式個性化實驗，不同的開課模式采取相應(yīng)的實驗考核方法。

獨立開設(shè)實驗課程由教師集中布置實驗任務(wù)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)自主預(yù)約實驗項目以及實驗時間，并在預(yù)約的時間內(nèi)到實驗室完成相應(yīng)實驗。實驗教師進行登記，對實驗進行指導(dǎo)，評閱實驗報告。根據(jù)學(xué)生的考勤、完成的實驗項目數(shù)以及實驗報告等，綜合評定學(xué)生考試資格，對滿足考試條件的學(xué)生網(wǎng)簽同意其參加考試，考試委員集中時段使每個學(xué)生采用網(wǎng)絡(luò)抽簽的方法選定一個實驗項目進行考試。實驗課程的總成績=實驗考勤*10%+實驗報告*30%+考試成績*60%。

課帶實驗根據(jù)授課計劃安排時間，以班級為單位統(tǒng)一完成實驗，按照學(xué)生考勤、課堂紀律和實驗報告評定實驗成績，并將其作為相應(yīng)理論課程總成績的一部分。

開放式個性化實驗主要面向?qū)嶒灨信d趣或參加各類科技創(chuàng)新競賽活動的學(xué)生，通過課外時間的預(yù)約到實驗室完成實驗。若學(xué)生參加各類科技競賽并獲得獎勵，根據(jù)獲獎級別及等級，由中心認定可免修2-3個學(xué)分的課程或提高相應(yīng)課程的考試成績。

四、結(jié)合科技創(chuàng)新大賽，搭建機械創(chuàng)新設(shè)計綜合實驗平臺

機械創(chuàng)新設(shè)計平臺主要是滿足機械專業(yè)學(xué)生的個性化培養(yǎng)需要。在對石油裝備、冶金裝備行業(yè)共性、典型設(shè)備調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇一些共性、典型機構(gòu)作為實驗對象，搭建機械和機構(gòu)測試實驗（試驗）臺，自主研發(fā)若干設(shè)計綜合性和創(chuàng)新性實驗項目，同時為機械創(chuàng)新設(shè)計平臺搭建提供支持。

通過開發(fā)機構(gòu)運動創(chuàng)新實驗臺測試模塊系統(tǒng)以及搭建綜合實驗平臺，學(xué)生可以在搭接的創(chuàng)新實驗平臺上進行測試、調(diào)控，并且能夠?qū)λ罱拥臋C構(gòu)進行評定，對機構(gòu)運動的可行性、構(gòu)件布局的合理性等設(shè)計構(gòu)思并進行直觀驗證，通過修改、調(diào)整來完善設(shè)計，以便確定最終設(shè)計方案，形成“搭接、測控、驗證、調(diào)節(jié)”的一套完整的實驗平臺。

開放式的機械創(chuàng)新設(shè)計綜合平臺融合傳感檢測、數(shù)據(jù)采集、信號分析與處理和機構(gòu)自調(diào)節(jié)等模塊，并按照后續(xù)專業(yè)相關(guān)課程的實驗要求，對實驗教學(xué)項目以及內(nèi)容進行跨課程的整合，把專業(yè)相關(guān)知識貫徹到機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)內(nèi)容中。這不僅有效地實現(xiàn)資源的最大化利用，還搭建了基礎(chǔ)實驗向?qū)I(yè)實驗過渡的橋梁。開放式機械創(chuàng)新設(shè)計平臺模塊如圖1所示。

機械創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵是機構(gòu)運動方案的創(chuàng)新，通過對現(xiàn)有“機械運動方案創(chuàng)新設(shè)計實驗室”軟硬件條件進行完善，以滿足學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計的需要。另外，中心每兩年舉辦一次機械設(shè)計創(chuàng)新大賽，提高學(xué)生的機械創(chuàng)新設(shè)計能力，并滿足學(xué)生參加兩年一屆的全國大學(xué)生機械設(shè)計創(chuàng)新大賽的愿望。

五、結(jié)論

機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)是學(xué)生工程基礎(chǔ)實踐能力培養(yǎng)的基石，通過以項目任務(wù)為驅(qū)動，采用案例庫的教學(xué)模式，以“項目”、“案例”為中心，可以鍛煉學(xué)生解決工程問題、獨立思考的能力，加強對學(xué)生實踐能力以及團隊合作精神的培養(yǎng)。搭建開放式機械創(chuàng)新設(shè)計綜合實驗平臺，不僅可以極大提高我院青年教師的工程和技術(shù)開發(fā)能力，讓更多的教師參與到實踐教學(xué)的研究與改革中。同時，讓更多的學(xué)生走進實驗室并自覺完成相關(guān)實驗項目，增強學(xué)生的實際動手能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力，為更好地做好具有工程實際能力“應(yīng)用型本科人才”的培養(yǎng)起到積極的作用。

參考文獻：

[1]鄒旻，祝海林，等.機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心的建設(shè)與思考.實驗技術(shù)與管理，2010，27（7）：110-112.

[2]張玉周，常勇.改革機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才.成都大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2009，23（2）90-92.