機械工程基礎實驗課程實踐研究論文

2021-04-16 論文

　　摘要：“機械工程基礎實驗”課程通過一個典型機械零件、一個典型機械部件和一個典型的機電產品分別進行工程材料熱處理及應變測量實驗、機械部件的技術測量、產品質量檢驗，培養學生的實驗能力。經過“機械工程基礎實驗”課程的研究與實踐，闡述機械類應用型本科院校設置該門課程的必要性，突出該門課程的特色，并付諸實踐，從而分析開設這門課程的效果。

　　關鍵詞：機械工程；基礎實驗；研究；實踐

　　“機械工程基礎實驗”課程的研究是教育部立項項目“面向２１世紀高等工程教育內容和課程體系改革計劃”中的子項目“工程制圖與機械基礎系列課程教學內容與課程體系改革的研究與實踐”的重要組成部分，也是２１世紀初我國高職高專學校教學改革成果之一。由筆者主編、主審并實施教學的“機械工程基礎實驗”教材已經由高等教育出版社正式出版。近年來，圍繞這門課程筆者進行了大量的實踐，有一定的體會。為了貫徹改革成果，將這一成果推廣到應用型本科實踐教學中，有必要將相關的體會和經驗介紹給廣大教師，最終使學生受益。

　　１“機械工程基礎實驗”課程設置的必要性

　　為搞好高等工程教育的實踐教學改革，“工程制圖與機械基礎系列課程教學內容與課程體系改革的研究與實踐”課題組在國內外進行了大量的調查，并進行了比較研究，結果表明：我國生源的實踐基礎差，學生基本無實踐經歷，特別是農村學生，工業基礎知識非常缺乏，他們沒有良好的工程背景和實踐基礎，這就要求我們為學生提供良好的工程實踐基礎訓練的機會。用人單位對“責任心”、“科學作風”的要求列第一、二位，企業對學生“獨立解決問題的能力”、“開拓創新能力”的要求列第三、五位，從統計結果看突出地顯示了“加強實踐教學環節，提高獨立解決工程現場技術問題能力和動手能力”的建議以２３％的比例位居榜首；從當前畢業生反饋信息看，存在的主要問題是“現場技術應用能力不強”、“實踐動手能力差”、“創造和開拓能力不足”等問題列第二、三、四位。美國、德國和日本對實踐教學非常重視，實踐教學所占的比重都非常大，日本還單獨開設了“機械工學實驗”課程。這些都說明務必高度重視實踐教學環節，在實踐教學環節中要加強開放性和綜合性、設計性實踐教學環節。同時還應加強校內實驗室和實習基地建設，加強產學研合作，加強“雙師型”教師隊伍建設，加大對實驗室和實習基地的投入；另外，要強化實踐教學環節的考核、評估和管理工作。對于機械類應用型本科的學生強調實踐能力、實際動手能力和創新能力的培養，而這些能力的基礎是機械工程實驗基礎；原來在理論課程中的驗證性實驗的出發點強調的是用實驗去驗證理論的正確性，使學生便于理解和掌握相應的理論，并沒有強調動手能力的培養，并且實驗是零散的，不系統的，學生無法得到系統的實驗訓練。這就是我們設置本門課程的必要性之所在。

　　２“機械工程基礎實驗”課程特色

　　設置“機械工程基礎實驗”課程的目的，是培養學生的創新意識和實驗動手能力，側重于對學生機械檢測技術能力的培養，重組實驗內容，緊密聯系工程實際，以典型的機械零件、部件和設備為載體，結合本系列課程范圍內理論和實驗，設置綜合性、設計性的實驗。原來的實驗是簡單的、彼此分離的單列實驗；而現在的是系統的相互聯系的系列課程實驗。原來在各自的課程內只能開設驗證性的實驗，想開設綜合性、設計性實驗非常困難；而現在“系列課程改革”為開設綜合性、設計性實驗提供了條件，“機械工程基礎實驗”課程使各門課程的實驗聯系到一起，達到綜合的目的。它基本解決了幾年來一直困擾我們的提高學生實際動手能力和工程實踐能力的實驗基礎問題，為系統學習機械工程基礎實驗開了先河，填補了應用性、設計性實驗教學的空白。“機械工程基礎實驗”課程的特點是強調教學內容的綜合，打破原有學科的界限，以工程應用的需要重新劃分課程內容；強調工程實踐能力培養，重視工程實踐訓練，更強調在實踐中學習專業知識，其教學內容、實例均取材于工程實際，實驗課程或應用性實驗項目較多，實驗的設計性、綜合性、開放性和針對性較強，強調綜合素質和工程實踐能力的培養；強調創新能力培養，重視掌握知識的學習和應用，要求學生掌握終生運用的學習方法，鼓勵學生在完成課程作業或實驗中融會貫通有關課程，培養自學能力和創新能力。“機械工程基礎實驗”的主要內容如下：誤差基本理論及測試基礎；通過一個典型機械零件（如軸）進行工程材料熱處理及應變測量實驗；通過一個典型機械部件（如減速器）進行機械部件的技術測量；通過一個典型的機電產品（如洗衣機）進行產品質量檢驗，使學生掌握質量檢驗的依據，掌握ＩＳＯ標準和ＧＢ標準以適應國際競爭和我國加入世界貿易組織的需要；通過實驗設計，使學生了解實驗的構成、作用、類型以及基本程序，掌握實驗方案的擬訂，懂得實驗設計，培養學生科研能力及創新意識。

　　３“機械工程基礎實驗”課程的教學實踐效果分析

　　教學計劃：“機械工程基礎實驗”課程是一門基礎實驗課程，單獨設課，列入教學計劃，計劃４０學時，各學校可根據實際情況安排在第２或第３學期，可相對集中安排２周或分散在各教學周組織教學。考核形式：原來基礎實驗的考核是各占本門課程的１０％～２０％記入總成績，學生對實驗并不重視，而現在是作為一門考查課，其考核方式是考查，成績有三部分組成：實驗理論占２０分，實驗成績占５０分，實驗設計占３０分，因此，學生非常重視。課程效果分析：經過四個學校兩輪的教學實踐，該門課程使學生在有關實驗知識、能力和素質等方面都有較大幅度的提高。課程在實施過程中，本著以學生實驗為主，教師講授為輔，指導與實際操作相結合的原則進行，具體效果有以下幾點：

　　３．１通過教學使學生實驗知識更加豐富

　　教師重點講解誤差基本理論及測試基礎；機電產品質量檢驗的基本概念及檢驗依據；實驗設計理論等部分內容，約占總學時的２０％。通過教師講解使學生掌握以下幾方面的實驗基礎知識：１）學生能夠全面系統掌握和了解機械工程實驗的全貌，做到心中有數；２）掌握機械過程實驗誤差基本理論及測試基礎，有利于后續課程的實驗數據處理，也為課程設計、畢業設計及創新實驗的數據處理奠定基礎；３）使學生擴充機電產品質量方面的知識，了解產品檢驗的概念、職能、要素、程序、目的、作用與原則，掌握質量檢驗的依據；４）掌握實驗的構成、作用、類型及基本程序，會擬訂實驗方案，懂得實驗設計，為提高科研能力與創新意識做知識上的準備。

　　３．２通過教學使學生實驗動手能力得到加強

　　在教師指導下，學生親自動手完成所規定的各項實驗任務，全面理解和掌握機械工程實驗的全過程，提高動手能力，實驗課時約占總學時的６０％，通過實驗使學生掌握如下技能：１）全面理解和掌握實驗技能，熟知機械工程實驗的全過程；２）掌握機械工程實驗的基本方法，學會使用常用測量工具、儀器的操作與技巧；３）學會使用各種基礎實驗的測試儀器，如：金相顯微鏡，硬度計，壓力試驗機等的使用、操作及零件熱處理工藝；４）掌握機電產品檢驗的`儀器設備，如：振動測試儀，電氣強度測試儀等的使用。

　　３．３通過教學使學生科學實驗能力與創新能力得到培養

　　在實驗課程設計過程中，在教師指導下，學生針對指定的實驗項目進行實驗課程設計，使學生掌握確定實驗對象、調研、選擇實驗方法、擬訂實驗方案、實驗實施等過程，全面掌握實驗設計，真正培養學生的科學實驗能力與創新能力。

　　３．４通過教學使學生產品質量意識初步形成

　　通過機電產品質量檢驗課程的教學，使學生提高了機電產品質量意識，了解產品質量檢驗的概念、職能、要素、程序、目的、作用與原則；掌握質量檢驗的依據。學生通過該課的學習，熟悉了有關ＩＳＯ９０００標準的知識，有力地奠定了學生日后所生產的機械產品在應對國際競爭中所必備的基礎知識。

　　３．５通過教學使學生綜合素質明顯提高

　　學生在實驗知識的學習，實驗項目的操作和實驗設計過程中，培養學生科學嚴謹的工作態度，增強了對事業的責任心以及對專業的熱愛；由于有些實驗項目需要獨立完成，而有些實驗需要集體分工合作，因此，培養了學生獨立思考、分析、解決實際問題的能力，同時也培養了學生的合作意識和團隊精神。在實驗設計過程中，學生學會了利用互聯網、圖書館查閱有關資料，并懂得如何去調研收集資料，學生的綜合素質明顯提高。

　　４幾點建議

　　“機械工程基礎實驗”課程實施目前還是初步探索，使學生在實驗知識、實際動手能力、科學實驗能力與創新能力、產品質量意識和實驗設計等綜合素質方面都得到了加強和培養，培養了學生的個性，基本達到了本門課程的目的。但還需要進一步完善，如在教師的配備、培訓方面需要加強；在實驗設備的配置方面需要加大投入；在實驗室的管理上應該更加靈活，隨時為學生全天開放，給學生提供更廣闊的學習空間。

　　參考文獻

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