论文机械设计实验教学实践，本文是机械设计方面在职开题报告范文与机械设计和实验教学和实践方面论文写作技巧范文.
［摘 要］机械设计是机械专业的基础性课程,实验教学对于学生创新能力的培养有着至关重要的作用.针对目前大学机械设计实验教学中存在的一些问题,以课程实验教学模式和方法的变革为起点,围绕创新实践这个中心主题,运用现代化的教学手段和管理方法改革实验教学,通过课程实践,可以提高学生的动手能力,开阔学生的眼界,发散学生的思维,培养学生的实际操作能力以及创新能力,激发学生的学习热情,让学生主动参与到学习中来.
［关键词］机械设计；实验教学；思维创新
［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2018）12-0049-03
机械设计是机械专业十分重要的一门专业基础课程,其中机械设计实验是必不可少的重要环节.机械设计实验不仅可以加深学生对机械设计课程的理解,训练学生的基本技能,同时也能培养学生的创新能力.机械设计实验教学的研究过程包括：在实际中发现问题,针对问题设计解决方案,方案的运行,分析结果,推广运用.在这些研究过程中,随时要用到多种创新思维.通常情况下,理论课程是先行环节,其作用在于让学生理解概念、落实基础,而实验课程的现场性实践教学,能让学生把学到的知识理解和掌握得更加透彻.实验教学能让学生将理论和实践结合起来,在夯实学生基础的同时,培养学生自主分析和解决问题的能力.学习不仅仅是掌握理论,更重要的是培养思维,提高自己的动手实践能力.因此,实验教学的重要性不言而喻,它在学生今后的学习和工作中有着不可代替的作用.机械设计也可以说是机械创新,是在原有的设计基础之上创造出新颖的机构.机械设计可以激发学生的创造力和想象力.从具体的案例出发,机械设计涵盖了机械行业的方方面面,从最简单的螺栓、螺母到航空母舰,这些都涉及机械设计的内容.学习机械设计可以了解到机械行业的各种标准,这些都是十分重要的基础知识.学习机械设计,就是要注重实践教学,通过具体的实践来加深学生对书本上各种知识的理解.随着技术的不断发展,教师要运用现代化的教学手段改革实验教学,改革以往的教学模式,有效发挥出实验教学的优点,让学生直接接触各种机械器件,利用所学知识解决实际问题,从而培养学生的实际操作能力以及创新能力.
一、实验教学现状分析
机械设计基础课程的教学目的是培养学生的机械设计能力,在教学形式上采用课堂教学、实验教学以及课程设计等方式进行.在机械设计基础教学中,书本上的理论知识只是基础,将自己掌握的理论知识熟练运用于实践之中才是真正的本事.所以,机械设计实验教学是机械设计基础课程的重中之重.工科类高校培养专业创新性人才,应该将实验课程作为重点,通过理论基础的引导,进行专业的实验教学,加强机械设计实验教学在机械设计基础课程中的地位,在促进学生夯实理论基础的同时锻炼他们的综合能力和素质,这样才能培养出适合各工程行业的应用型人才.在高校的教学过程中,实验教学对于学生综合能力的锻炼和提高有着至关重要的作用.
目前,机械设计的课程内容还是以理论课为主,教学方式也是采用课堂教师讲授的形式,考核方式以理论课笔试成绩为主,并没有注重机械设计实验教学模块,实验教学课时少,学生所进行的机械设计实验数量和质量都达不到要求,不能实现培养学生实践能力的目的［1］.在实验教学中,实验教学内容的安排多基于理论配套性基础实验,并且实验内容简单老旧、教学要求低、少有内容创新.学校所进行的实验都是演示性和验证性实验,创新性和综合性的实验较少,而且在进行机械设计课程实验时,学校发的实验指导书中详细写明了实验目的、实验原理以及实验步骤,在做实验之前,教师都会先演示实验的操作步骤,学生按照教师的步骤一步一步地操作即可,这样的实验失去了实验原有的意义,没有给学生留下思考和创造的空间,没有起到启发学生创新想象力的作用［2］.学生缺乏学习主动性,安于现状,进而导致学习效率低下.课程所安排的实验,项目大多是独立的,缺乏整体性,忽视了每个实验内容之间的相互关联,学生只是为了完成任务而做实验,并没有真正意义上学到知识.此外,学校所安排的实验内容一成不变,没有随着科学技术的发展和学生的知识体系的扩充而进行实时的调整,一些淘汰的知识还存在于实验之中,先进的知识没有引用进来,这影响了实验教学的质量,学生的学习热情也无法提高［3］.实验的考核方式不完善,大部分实验还是和理论课的成绩挂钩,没有单独形成一个体系,甚至有的实验项目完成后成绩不计入最后的总分,学生也不重视相关的实验课,这导致实验课对学生没有约束力,无法保证实验课的教学质量要求.
在传统的实验教学模式中,教学方法、教学体系以及教学手段都没有进行及时的变革与更新,学生无法得到最佳的学习训练,综合实践能力也就无法提高,这影响了很多学生今后的发展.因此,为了培养现代化的创新性人才,我们需要推进机械设计实验教学的改革,从学校的学习中改变学生的思维方式,加强学生实践能力的训练,引导学生进行创新.
二、实验教学模式改革
（一）实验教学体系的改革
传统的机械设计实验教学大多以理论课为主,实验的目的只是验证理论的正确性,巩固所学的理论知识,加深学生的印象［4］.我们突破原有的思维障碍,建立以机械设计实验教学为重心的新的实验学习模式,将实验教学与理论教学分开,采用阶段化的教学,单独设立机械设计实验教学的课程,实行学分制.除了与理论相关的实验外,实验教学还应该加入更多的发散性和创造性实验,对相关的实验进行演化,引导学生的学习兴趣,为学生提供很好的创新实验平台.学生们能够充分发挥自己的想象力,为了解决问题而不断研究,教师应提供相应的帮助,这样才有助于学生能力的培养.应增加实验课的学时,让学生有充分的时间进行实验,因为仅仅几节课的实验课时无法让学生了解机械设计的应用.
现在很多大学的实验室除了平时的实验教学课之外,其他的时间都是不对学生开放的,而学生只有在特定的实验课程时间才能进行实验,这样不仅学生没有得到很好的实验教学,同时也造成了实验设备的资源浪费.要想培养学生的动手能力和思维创造能力,有必要对实验室的使用和管理制度进行改革,加大实验室的开放制度,让学生多接触一些机械类的东西,让想进行实验操作的学生有地方可以学习,让有疑惑的学生能够在实验室找到自己的答案,让那些有创新想法的学生能够找到创新的地点.将实验室交给学生,让学生来自主选择实验方案以及实验仪器,不限制学生使用的时间,这样也可以打破学时的限制,改变以往的实验教学方法,加强学生的动手能力,有利于充分发挥学生做实验的积极性和主动性.
（二）制定严格的成绩考核方式
成绩考核是检验实验教学质量的一种重要方式,可以很好地约束学生.以往就是因为没有严格的实验考核方式,学生对实验课不是很积极,对于实验课的内容没有放在心上,实验过程和实验报告都是敷衍了事,没有认真对待.因此,建立严格的实验成绩考核方式势在必行.根据具体的实验规划,可以将实验成绩划分为考勤成绩、动手操作能力、综合能力、创新能力、实验报告,实行严格的考勤制度,从根本上让学生重视这一门实验课程,保证每个学生的正常实验时间.通过观察每一个学生的实践操作能力以及实验设计综合能力,给予学生的客观的评估；同时引导学生进行创新性实验,让学生按照自己的想法进行实验操作［8］.实验之后教师应该认真检查学生的实验报告,发现学生实验的闪光点,多和学生进行学术探讨,鼓励学生继续进行创新,让学生自己做实验解决自己所提出的问题,并对他们的想法进行引导,让一些有相同想法的学生组成一些实验小组,提供实验设备给这些学生,鼓励他们参加一些机械设计创新大赛,在更大的空间去展示自己的想法,同时这也能让学生吸收别人的经验,从而加深自己对问题的理解.
（三）互助实验教学
除了改革实验教学体系和完善考核方式之外,实验教学还应该注重启发式教学.教师作为授业者,要注意引发学生对实验的兴趣,让学生始终处于新奇、怀疑、刻苦钻研的兴奋状态.同时还要注重实验教学课间的互助讨论,将学生分成几个小组进行实验,组员之间相互学习、相互帮助,学生自己提出自己的见解,大家一起集思广益［6］.最后小组内选出一个组长,代表小组在班级上展示自己小组的实验成果,和大家一起分享实验步骤和经验.各个小组之间互相交流,提出自己不同的见解,互相评价实验结果,这能提高学生互相交流的能力和与团队合作的能力.学生应成为实验课程的主体,教师只是强调注意事项以及引导学生进行思考,改变以往教师演示实验操作的模式.教师在小组讨论之后再进行总结性的发言,对各个小组的成果进行评价,以引发学生进一步的思考,鼓励学生进行更深层次的实验探究,培养学生对科研的兴趣.
（四）培养学生的创新能力
开设实验教学课程,主要目的就是培养学生的自主创新能力.如今的一些实验课,例如曲柄摇杆机构运动分析、带传动实验、减数器的拆装实验、轴系结构设计实验等,这些实验都是学生在教师的指导下按部就班地完成,整个实验过程中学生是被动地接受知识,这种教学方式明显不利于培养学生的创新能力［7］.不同的学生有自己不同的实验风格,所以学校所发的实验指导书内容应该进行变革,删除其中的实验步骤,让学生自己一步一步来探索其中的操作过程,不要固化学生的思维.实验书上所写的实验步骤不一定是唯一的道路,学生可以发挥自己的能力开辟出新的实验步骤.在遇到困难、解决困难后,学生自己的学习信心会大大增强,同时这也能够培养学生分析问题和解决问题的能力.在这个不断克服困难的学习过程中,学生不仅可以学到知识,还能学到对待困难问题的态度和方法,在遇到问题时沉着冷静,有条不紊地检查每一个小细节,缩小范围,找到问题的所在,并运用所学的知识解决它.对于那些在实验中动手、动脑、有创新点的学生应该进行重点培养,因材施教,可以成立课外的兴趣学习小组,带领他们参加一些机械设计大赛,充分培养学生的创新力.
（五）虚拟实验技术
受到各种条件的限制,很多高校都面临实验设备匮乏的问题,这就导致很多机械设计的实验无法在实验室内进行,理论教学又太过于抽象枯燥,这时就需要运用虚拟实验技术.在计算机上建立一个虚拟的实验室,学生可以随时在计算机上模拟各种实验.虚拟实验操作简洁明快,丰富的人机交互以及动画演示可以激发学生的学习热情,而且虚拟实验可以通过仿真完美展示机构尺寸的动态关系,同时看出机构运动的具体轨迹,计算机可以自动采集实验数据,避免人为的误差.对于曲柄摇杆机构运动分析实验,我们完全可以运用计算机软件完成相应的实验步骤,学生自主选择曲柄以及连杆摇杆的长度,按照自己理解将这些杆件在软件中组装起来,然后进行运动仿真,观察机构的运动.系统同时还有自动检查错误的功能,如果杆件长度不能满足转动条件,系统就会报错,学生可以根据相关信息不断地调整各个杆件的长度,直到机构能够顺利运行［8］.虚拟实验具有很大的灵活性,不需要依赖于实验硬件,可以随时随地进行实验,这节省了人力、物力,提高了实验的效果.
（六）实验内容与科技同步发展
实验教学的内容应该和最新的科学技术相结合,淘汰那些过时的理论实验,老旧的实验设备也不宜使用,这样的实验设备容易有安全隐患,而且用旧设备得到的实验数据也不准确.实验室应该引进新的实验设备,让实验室与时代接轨,除了经典的实验课程之外,还应该发展反映现代研究科技成果的实验技术,让实验课程具有探究和探索的专业气息［9］.应尽可能让学生和时代接轨,让学生多了解现代最新的实验成果,扩展学生的视野,引发学生的思考.同时要尽可能鼓励学生多参与一些科学前沿性的活动,多阅读一些相关文献,了解国际科学领域的最新状态,在实验中培养学生的各种能力.
三、总结
实验教学和理论教学是一个整体,两者密切相关,重视理论课程的同时也要重视实验课程.我校通过实验课程改革,取得了巨大的成果,学生在实验课上十分活跃,才思涌动,每个人都有自己独特的实验见解.学生通过动手实际操作证明自己的想法,在不断地思考之中学习,创造能力得到了很大的提高.学生从被动的学习变成了主动的学习,积极参加各种机械创新大赛,并且取得了优异的成绩.通过机械设计课程改革,学生的综合能力也得到了很大的提升,特别是在动手实践方面,学生不只是停留在理论层次,而是拥有丰富的实践经历,受到了各大用人单位的青睐.为了响应国家对创新型人才的需求,我们要坚持以创新为中心,通过教学改革以及现代化教学手段,不断培养高素质技能型人才.
［ 参考文献］
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［责任编辑：陈明］
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参考文献：
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