文档介绍：机械设计基础“四位一体实验教学模式”探讨
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摘要:通过实验装置的开发探索以工程为背景开展综合设计性实验的教学形式,阐述了“理论、实验、实训、设计”四个环节在实验教学中综合运用的方法。
关键词:四位一体;实验教学;创新能力

新世纪实验教学改革的要求是加强学生的工程实践能力的训练,拓宽学生的知识面,培养学生的工程实践动手能力,培养学生创新意识及综合设计的能力,从而提高学生设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。
天津工程师范学院机械设计基础实验教学改革始终遵循着实验教学内容及教学方式改革重点以设计为主线,注重创新设计能力培养,淡化实验论证,加强综合设计性实验,不断实践与探索“理论、实验、实训、设计”四个环节在实验教学中的综合运用。在实验教学中只提供各种传动零件、机构与动力元件,不向学生提出具体要求,只提出需实现的功能及研究的内容,由学生在实验室提供实验设备的基础上任意选择实验设备和相应仪器,并独立实验,编写、总结实验报告,同时在实验教学改革中开发自制实验设备。
实验教学形式、内容及创新设备的开发坚持以学生为主体。学生在实验过程中掌握设计的基本方法与技能,在完成一系列不同类型的实验过程中培养设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。

实验装置的开发

要培养学生的工程实践动手能力,培养学生的创新意识及综合设计能力,必须为学生创造相应的条件。实验装置的开发应以工程实际为背景,以学生实验中遇到的问题为出发点,使学生可以更具体地进行实验技能、工程实际设计能力训练,培养学生创新思维,使学生从被动实验变为主动探索学习。
笔者根据近几年的教学体会,研究开发了
“渐开线齿轮范成原理加工实验装置”。实验装置依据渐开线齿轮范成法加工原理设计,主要实现主运动、展成运动、竖直进给运动和辅助运动。相应的传动链有主运动传动链、展成运动传动链、轴向进给运动传动链和辅助运动传动链。传动链构成包括蜗轮蜗杆传动、滑槽传动、齿轮传动和联轴器等等。实验时学生根据实验资料可自行拼装组合,可完成实际齿轮模拟加工。具体实验装置组成如图所示。

1.
(第一部分)(第二部分燕尾滑块)(燕尾滑槽部分) . 溜板(燕尾滑块部分)(竖直) (水平)
机构原理图

突出学生的自主性和实验的设计性

实验教学环节作为认知活动的重要环节,可使学生加深对某一理论知识的理解。实验教学环节要有利于学生实验技能、分析解决问题的综合能力的培养,即学生综合素质的培养。这就要把以教师为中心转变为以学生为中心,让学生成为实验的主体,教师在实验教学中起到启发、引导的辅助作用,培养学生独立解决问题的能力。
设计性实验在高校实验教学中普遍受到重视,是培养学生创新能力的一种有效途径,是实验教学模式和教学方法改革的一大进步。在设计性实验的各个阶段,始终要求学生主动学习与创新,始终贯穿观察能力、想象能力、思维能力、实践能力和信息获取能力等创新能力的培养。