机械设计实验教学改革的探索与实践

机械设计实验教学改革的探索与实践
摘要】实验教学是机械设计课程的重要内容，培养学生的创新思维和应用能力，通过教学改革能涌现出更多实践型、创新型人才，本文对目前机械设计实验教学
环节进行了分析，提出对实验教学加以改进的方法与措施进行探索，并将其付诸
实践。

【关键词】机械设计；实验课程；教学改革
《机械设计》是所有工科院校机械类专业必修的专业课程，通过对本课程的
学习，学生能够掌握在机械设计时所必备的应用性基础知识和技能；并可以解决
生产过程中的实际具体问题，目前大部分学生对机械工程缺乏必要的感性认识和
实践了解，学习这门课程有一定的难度，分析问题解决问题能力较差。

创新设计
的愿望和积极性不高，鉴于这种情况，必须对传统教学方法进行改革与创新。

一、机械设计实验教学现状分析
机械设计课程是培养学生进行机械设计能力的教学环节，在教学上采用课堂
教学、实验和课程设计等方式进行。

由于机械设计本身是一门和实践结合非常密
切的课程，所以教学上也要求采用与科学研究和工程实践相结合的教学方式，尽
可能地让学生通过本门课程的学习，掌握较多的有关机械设计实践方面的知识。

从提高学生素质能力的要求来看，目前实践性教学环节还需要进行必要的改进[1]。

目前的机械设计课程的实践教学环节，由于实验项目多为演示性、验证性实验，或部分综合性实验等，在这些实验过程中没有达到让学生理解机械设计的基
本知识的目的。

曾调研过实验课的学生，对所学的实验课程有什么印象和体会，
由于学生自己动手操作的太少，因此实验没有达到预期目的。

这种现象是目前很
多实验课程中的普遍情况。

比较国外大学工科专业的实验课情况，实验课程学时
较多，一个实验可以做4- 8个学时[2]，虽然实验内容相对多一些，但是能够保证
学生较充分地参与实验，了解实验过程、内容和目的等，实验效果较好。

为了提
高实验课程的教学效果，在实验环节方面应该进行具有新意的改革。

二、实践教学改革建设的初步设想
从提高学生实践知识能力的目的来分析，应开展使学生有较多机械生产实际
的实验项目，尤其是设计性的实验项目，可以提高学习兴趣，促进学习效果。

目
前国内的大学生很少接触工程实际，非常缺乏机械以及和机械相关的生产实践方
面的知识。

机械设计课程面向实际生产过程的知识，但缺少工程实践活动，很多
内容不易理解，实践动手能力较弱，为改善目前现状，实验教学方式在以下几方
面还需要改进。

（一）增加学生的动手机会
目前的实验项目，学生动手机会太少，多数情况下学生只是以观众的身份参
加实验，因此对实验的要求、内容和方式、方法没有比较全面的体会。

对于机械
设计中应用最多的带传动实验，多数学生仅留下测试了带的性能的印象，至于测
试原理、测试方法、测试过程不能领会贯通，分析其原因，一是事前的准备预习
工作不够，二是实验中没有能够独立完成整个实验过程也是重要原因。

实验时学
生分工有测试力矩的，有检测带轮转速的，有负责加载荷的，还有负责记录数据
的等，因为第一次接触这样的实验项目，所以多数同学在实验中注意的仅是如何
完成自己的工作，对于整个实验的目的、要求和作用机理没有详细了解。

（二）开设既符合课程要求学生又比较熟悉的实验项目
学生不熟悉的实验项目，难以提高学生的学习兴趣，为了实验而进行的实验
项目，学生感觉枯燥，影响学习效果。

机械设计课程的实验项目应注重基础内容
的学习，并尽量结合学生的生活环境，如轴系创新组合实验、传动系统搭接实验。

（三）开设弹性时间实验
一是学习的时间不要限制太紧，不用必须在固定的时间进行实验，二是可以
根据学习情况，适当对完成实验的学时进行必要的改动，一个实验不局限只能用
2个学时，必要的话可以用4个或6个小时，目的是达到要求的学习效果。

三、自行车拆装实验项目的尝试
（一）机械设计课程实验项目的特点
通过以上分析，我们认为从提高学生实践动手能力的角度出发，机械设计课
程的实验项目应有以下特点，才有利于提高学生的学习兴趣，并取得较好的学习
效果。

1.贴近生活结合学生的生活实际，让学生在生活中能够感受到所学的知识不
是空中楼阁。

2.亲自动手增加让学生亲自动手操作、实践的机会，认识到实践知识仅依靠教，是不容易体会的，只有认真动手实践才能够真正掌握。

3.易于掌握实验的内容不能过于复杂，因为机械设计基础知识学习阶段，学
生的接受能力还是有一定限度的。

（二）自行车拆装实验的特点
根据以上要求，提出开设自行车拆装实验项目的计划。

1.自行车是全民的主要交通工具，大家对自行车不陌生。

但是现在的大学生
虽然利用自行车，却不太了解自行车的原理及性能，自己动手修车的同学不足10%,这其中固然有节省时间的因素，但是绝大多数学生是因为不了解自行车的构造，不会修车。

2.自行车相对来说属于比较简单的机械，自行车中有轴、轴承、螺栓、螺柱、离合器、链传动机构、弹簧等机械零件与构件，也包含相当多的机械设计知识，
因此通过自行车拆装实验，能够使学生了解通用机械零部件的知识，了解普通机
械的装配方法，提高学生的学习兴趣。

3.自行车拆装实验具有较好的安全性。

学生可以自己管理、自己设计实验内
容进行装配实验，发挥学生主动学习的能力。

（三）自行车拆装实验的实践
为节约资金降低成本，实验室可以购置废旧各种典型的自行车和相当数量的
各种自行车零部件，初步拟订实验指导书，试行了自行车拆装开放性实验项目。

通过实验教学实践，能够提高学生对机械结构的理解和认识，了解到还有很多自
己不懂的内容；安全性好，学生可以无顾忌地大胆动手，从实验的实施中，也发
现需要改进之处。

本文对机械设计课程的实验教学环节进行了分析，在此基础上提出改进实验
教学环节效果的初步想法，购置自行车拆装实验项目的基本设备，初步拟订了实
验指导书，并在教学中进行了尝试。

希望能为今后开展实践性教学环节的建设工
作提供一些参考。

参考文献：
[1]王月琴，张进，陆卫娟.机械设计实验教学改革[J].机械管理开发，2005 (4): 54-55.
[2]刘元林.大工程背景下机械设计基础实验教学改革的研究与探索[J].实验技术
与管理，2010,27(1) :14 -16.。