機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系改革研究與實踐

鄧 杰

(重慶科技學(xué)院機械與動力工程學(xué)院 重慶 401331)

一、改革和建設(shè)的思路與實施方案

機械基礎(chǔ)實驗中心將以創(chuàng)新為動力，依托一批國內(nèi)外先進的實驗教學(xué)設(shè)備，創(chuàng)建處于國內(nèi)領(lǐng)先水平的個性化實驗室群。我校提出并實施適應(yīng)于個性化培養(yǎng)需要的實驗教學(xué)模式，建立“3-3-3”實驗教學(xué)體系，形成機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)平臺，通過開放型實驗室為學(xué)生科技制作、機械設(shè)計創(chuàng)新大賽、畢業(yè)設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)提供良好的實踐基地。我校建立以“國家級教學(xué)名師”領(lǐng)銜的采用課程教授、客座教授與專職實驗隊伍相結(jié)合的創(chuàng)新機制，形成個性化實驗室和重點實驗室兩個層面向本科生全面開放的工程實踐新模式，為培養(yǎng)一支優(yōu)秀的師資隊伍搭建平臺。如此一來，我校便具備了較強的科研與技術(shù)開發(fā)能力，能深化和拓寬研究領(lǐng)域，并將研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為地方經(jīng)濟、行業(yè)發(fā)展和社會發(fā)展服務(wù)。根據(jù)機械工程認證的目標和要求，機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心實驗教學(xué)制定了相應(yīng)的目標。具體實施方案如下：

1.以“三個能力”培養(yǎng)為核心，突破實驗教學(xué)依附于理論教學(xué)的傳統(tǒng)觀念，獨立開設(shè)包括驗證性、綜合設(shè)計性、創(chuàng)新性三類實驗的機械基礎(chǔ)實驗課程，建立了包括“機械認識實踐”和“機械制造工藝工程訓(xùn)練”—“機械基礎(chǔ)實驗”和“機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計”—“工程綜合實踐”與“研究創(chuàng)新實踐”的新型三層級機械基礎(chǔ)實驗、實踐教學(xué)體系。2.建立“三個平臺”。將實驗教學(xué)中心建設(shè)和“機械制圖”國家級精品課程建設(shè)相結(jié)合，建立理論教學(xué)、實踐教學(xué)、實驗教學(xué)有機結(jié)合的機械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)新體系，構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新能力、人文素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的機械基礎(chǔ)教學(xué)的“三個平臺”。3.積極開展“三個競賽”活動。把教學(xué)與科研、實驗教學(xué)改革與學(xué)科建設(shè)緊密結(jié)合，構(gòu)建實驗中心管理體制和運行機制，實現(xiàn)實驗教學(xué)資源的開放和共享，促進科研成果的轉(zhuǎn)化，建立培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的課外工程實踐與科技活動基地，實現(xiàn)由單向知識傳授的“教學(xué)型”教學(xué)模式向知識傳授與創(chuàng)新教育相結(jié)合的“應(yīng)用型”教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生探索和創(chuàng)新的能力，廣泛開展“三個競賽”活動。4.充分利用計算機、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，開發(fā)虛擬實驗課件和實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源，建立網(wǎng)絡(luò)化實驗教學(xué)和實驗室管理信息平臺，實現(xiàn)網(wǎng)上輔助實驗教學(xué)和實驗室管理，為教師和學(xué)生提供網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的環(huán)境，并發(fā)揮實驗中心的輻射作用。

二、實驗教學(xué)體系及內(nèi)容

機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心是全校工科公共基礎(chǔ)平臺，也是培養(yǎng)機械工程學(xué)科學(xué)生機械制圖能力、機械設(shè)計能力、機械制造工藝能力“三個能力”的重要實踐平臺。我校希望通過實踐來提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決機械基礎(chǔ)問題的能力，努力建設(shè)好開放式機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)大平臺，使中心成為讓大多數(shù)學(xué)生受益、在國內(nèi)有著明顯示范輻射作用的機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心。結(jié)合學(xué)校辦學(xué)歷史和特色，我校還大力研發(fā)和建設(shè)石油裝備、冶金裝備行業(yè)共性、典型、關(guān)鍵設(shè)備的實驗、實訓(xùn)教學(xué)儀器設(shè)備，努力建成背靠行業(yè)，特色鮮明的機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)中心。

根據(jù)中心教學(xué)理念和改革思路，圍繞機械基礎(chǔ)“三個能力”，我校建設(shè)了高水平綜合性的“三個平臺”，課內(nèi)基本訓(xùn)練和課外科技競賽相結(jié)合的“三個競賽”，構(gòu)建了“3-3-3”的實驗教學(xué)體系。[1]

“三個能力”即機械制圖能力、機械設(shè)計能力、機械制造工藝能力。機械制圖能力著重培養(yǎng)學(xué)生的形體表達能力、讀圖能力、繪圖能力、熟悉零部件各種技術(shù)要求及其表達形式等。機械設(shè)計能力主要包括機械運動方案創(chuàng)新設(shè)計能力、機構(gòu)分析與設(shè)計能力、機械傳動系統(tǒng)性能參數(shù)測試與分析能力、機械零部件設(shè)計能力等。機械制造工藝能力主要包括刀具及機床設(shè)備選擇能力、機械零件幾何誤差的表達及測量能力、切削用量選擇及其對加工精度影響分析能力、加工誤差分析能力及數(shù)控加工編程能力等。

“三個平臺”即是機械制圖實踐教學(xué)平臺、機械設(shè)計實踐教學(xué)平臺、機械制造工藝實踐教學(xué)平臺。機械制圖實踐教學(xué)平臺主要承擔機械零部件測繪、機械CAD技術(shù)應(yīng)用等實驗教學(xué)，為全校11個專業(yè)提供相應(yīng)的培養(yǎng)機械制圖能力的實驗項目，并針對不同的專業(yè)提供不同的實驗項目，供其選擇。機械設(shè)計實踐教學(xué)平臺主要承擔了機械方案創(chuàng)意設(shè)計模擬實施、機械動平衡、機構(gòu)運動簡圖測繪及分析、機構(gòu)運動方案創(chuàng)意與搭接、漸開線齒輪范成原理、齒輪參數(shù)測定、機電產(chǎn)品模型設(shè)計及控制、傳動裝置性能參數(shù)測試與分析、機械傳動系統(tǒng)搭接、滑動軸承基本性能測試、軸系結(jié)構(gòu)創(chuàng)意組合設(shè)計、減速器拆裝、機械結(jié)構(gòu)感知與分析等實驗教學(xué)任務(wù)，為全校11個專業(yè)提供相應(yīng)的機械設(shè)計能力的實驗項目，并對機械類專業(yè)獨立開設(shè)實驗課程，對不同的專業(yè)提供不同的實驗項目，供其選擇。機械制造工藝實踐教學(xué)平臺主要承擔公差及技術(shù)測量、切削原理、機械加工工藝、數(shù)控加工等機械制造工藝類課程教學(xué)實驗與實訓(xùn)，為機械工程學(xué)院提供相應(yīng)的培養(yǎng)制造基礎(chǔ)工藝能力的實驗項目，并針對不同專業(yè)提供不同的實驗項目，供其選擇。

“三個競賽”即機械制圖大賽、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、工程技能大賽。近年來，隨著三個競賽影響力的不斷擴大，參賽人數(shù)逐年增加。2010年以來，中心組織全校學(xué)生參加的各種形式的機械制圖技能大賽，中心的機械制圖實踐教學(xué)平臺為其提供了軟硬件支持，從中選拔優(yōu)秀學(xué)生參加全國性的制圖大賽。2018年，我校派出學(xué)生組成競賽團隊參加了第一屆全國大學(xué)生先進制圖技術(shù)與技能大賽并獲得集體一等獎；我校學(xué)生參加了第三屆“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽獲得了3個單項二等獎和1項全能二等獎。另外，中心還組織了機械類學(xué)生參加機械創(chuàng)新設(shè)計大賽和工程技能大賽，取得了較好成績。通過三個競賽活動的開展，我們提高了學(xué)生的機械基礎(chǔ)綜合應(yīng)用能力，增強了學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生對機械專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。[2]

三、結(jié)束語

1.注重實驗實踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合，實驗中心建設(shè)和課程建設(shè)同步進行，實驗教學(xué)和系列課程同步改革，構(gòu)建理論教學(xué)、實驗教學(xué)、綜合實踐教學(xué)有機結(jié)合而又相互獨立的機械基礎(chǔ)實驗教學(xué)體系的理念是改革建設(shè)成功的關(guān)鍵。

2.設(shè)備運行良好的實驗實踐教學(xué)、學(xué)科競賽和實驗技術(shù)相結(jié)合的高水平實驗教學(xué)隊伍建設(shè)是實現(xiàn)人才培養(yǎng)并確保其得到有效實施的根本保障。

3.我校通過開展實驗教學(xué)內(nèi)容、體系和方法的改革，根據(jù)工程認證的目標和要求，培養(yǎng)學(xué)生機械工程綜合素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力，構(gòu)建了“3-3-3”機械基礎(chǔ)實驗實踐教學(xué)體系，形成了人才培養(yǎng)的有效模式。