王会

【摘 要】 基于“工程素质培养”的机械原理实验教学内容改革，应注重调整教学内容，增加开放性实验教学；教学方法改革应注重验证性、设计性、创新性教学方法的应用将实验教学与科技创新大赛结合；改革成绩评定方法以提高学生的工程素质和工程实践能力。

【关键词】 工程素质；培养；机械原理；实验教学；内容；方法；改革

机械原理是机械设计制造及其自动化专业的主干专业课程，主要研究的对象为机械中的常用机构以及对机构系统运动方案设计，为学生从事机械方面的设计和制造奠定基础。机械原理实验是随着机械原理理论教学同时开设，通过实验教学可使学生具有机构结构分析的能力、设计和分析机械系统方案的能力以及解决一般工程问题的能力，培养学生的工程应用能力、机构设计能力、实践动手能力等综合能力，提高学生应用理论知识解决实际工程应用实例的能力，培养学生的工程素质，为今后从事机械相关工作奠定一定的理论基础。为了提高机械原理课程实验的教学效果，我们在实验教学内容、教学方法和考核机制等方面进行了积极的探索，以提高学生的工程素质和创新应用能力。

一、基于工程素质培养的实验教学内容改革

机械原理的传统必做实验项目以典型机构认知实验、机构运动简图的测绘与分析、齿轮齿廓范成加工原理，这类实验大都为演示性、验证性的实验，无法满足学生工程素质的培养。因此我们在实验教学项目上对此类实验进行调整，增加具有实践性和创新性强的实验内容，同时增加了开放实验内容。

1、对实验教学内容的调整

在必做实验教学内容上删掉典型机构认知实验。在机械原理开课前一学期，学生已经进行了为期一周的认识实习，已经对机械有了初步的认识。但为了增加学生的学习机械原理的兴趣，将此改为参观实验项目，不占用实验教学课时，利用学生业余时间，带领学生去机械原理实验室参观机械原理陈列柜和常用机构模型，现场观看陈列柜里展示的各种机构实物和机构运动，教师进行讲解，使学生先对这门课程产生浓厚的兴趣，有利于机械原理课程的学习。另外在教学采用多媒体教学，教师在上理论课讲解机构时都配有实体动画及视频演示，形象直观，学生对常用机构的工作原理及应用会进一步加深。

增加了设计性实验内容：平面机构创意设计实验和轮系及空间机构创意搭接实验。这类实验是在学生学完机构学模块知识后开设的设计型实验。实验以2-3人为一小组，课前提前分好小组。要求小组成员合作做出设计方案，设计方案要体现一定的综合创新思维，能够灵活运用机构的组合进行创新设计，并具有一定的工程应用。实验课时学生到实验室利用机构创新实验台进行机构拼接；论证自己所设计方案的可行性，若不合理及时调整方案。这些实验提高了学生的工程实践及动手能力；完成整个机械系统从机构运动简图设计到实际结构设计的过程。同时培养了学生的创新设计能力和实践活动中的团队分工合作能力。

2、增加了开放实验内容

除了必做实验内容外，利用课余时间开放机械原理实验室，增加了以创新性和应用性实验为主的开放实验。其中主要包括以慧鱼创意组合模型为主开设的机构创新设计实验和利用计算机软件进行的计算机仿真实验。机械原理实验室的慧鱼创意组合模型主要包括机构组合包、机构万能组合包和机器人组合包等。学生能够利用机械原理理论课程所学的理论知识，结合慧鱼创意组合模型，根据所学机构学的理论知识，学生可以组装与工程实际应用密切联系的机械手、码头起重机、自动倾卸卡车等，并能够自主进行机构创新设计。因学生学习机械原理课程时，已经学习了三维实体设计软件Creo4.0的操作，利用开放时间，学生可以利用实验室或机房的电脑进行机构的实体设计以及运动仿真，提高了学生的软件应用能力和操作能力。学生通过开放实验提高了自身的创新能力和创新思维，提高了自身的工程素质。

二、基于“工程素质培养”的实验教学方法改革

1、验证性实验的教学方法

此类实验主要培养学生的基本实验操作技能，验证机械原理的原理部分，让学生对原理做进一步理解。要求学生上实验课之前预习实验内容，并撰写实验预习报告。上课时向学生简单讲授实验基本理论和操作步骤。学校要求每次实验人数不能超过30人，实验室的相应实验仪器数量能够让每个学生都能实际动手操作，因此教师讲完后让每个学生独立完成实验要求内容，独立完成实验报告。如机构结构分析与测绘实验、齿轮齿廓范成加工原理实验还是以传统的教学方法为主。

2、设计性、创新性实验的教学方法

设计性、創新性实验是培养学生运用理论知识解决工程实际问题的主要途径。 实验一般由2-3名学生进行一组进行， 实验教学时教师主要起“指导、引导、解惑”的作用。 “指导”就是向学生讲解实验的步骤、学生需要的理论知识；“引导”就是在学生方案设计过程中，教师与学生共同分析各机构设计方案的利弊，让学生自己创新设计；“解惑”就是当学生在自主实验时遇到问题时， 教师对学生有疑问的地方或未注意到的地方进行分析。 这样既使学生既充分体验到获得实验结果的成就感，同时激发学生独立思考、自主学习和动手实践的积极性，有利于培养其工程实践能力和创新能力。

3、将实验教学与科技创新大赛结合

开放机械原理实验室，鼓励和指导机械专业学生利用课余时间将本课程理论知识与实践相结合，将机械系统方案设计内容与机电产品大赛等省级以上创新大赛的设计内容有机结合，精选设计题目，重点培养学生机构综合运用能力和机械系统方案的设计能力。另外，根据学校创新学分规定和相应的物质奖励规定，专业教师积极鼓励和指导学生将自己的设计成果写成科技论文和专利。

4、改革机械原理实验成绩的评定方法

在原来传统的实验课考核方式的基础上，根据实验项目的不同，采用不同的实验考核方法。验证性实验的考核依据主要是实验预习与报告、实验操作过程；设计性、创新性实验考核依据主要是选题的可行性和难度、设计方案的完整性和合理性、实施结果和设计报告等；通过“老师评学生”，以引导学生在平时的实验和学习过程中就十分注意自身的工程素质、动手能力以及创新思维和能力的培养，引导其由过去的“学习、考试”型向“学习、研究、实践、创新”型的转变。 另外通过学生反馈、和学生座谈等方式，及时了解实验教学效果。

三、结论

通过对机械原理实验内容和教学方法等方面的改革，将有效提高学生的工程素质，调动学生的对专业课程的学习兴趣。近几年机械专业的学生在各类省级创新设计大赛中获得优异成绩，发表省级论文和专利多篇。相信随着机械原理实验教学改革的进一步深入将在培养学生实践动手能力，建立工程意识等方面起到了积极的作用。

【参考文献】

[1]何玉林. “机械原理”课程实验教学的现状分析与改革[J]. 高教论坛，2014（10）25-27.

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