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摘 要
机械设计作为机械类专业的重要专业基础课，必须保证机械设计实验教学质量，进而促进学生创新思维能力、综合分析能力以及解决实际问题能力的全面发展。本文从分析机械设计实验的基本要求入手，阐述机械设计实验的具体实施。
【关键词】机械设计；实验；教学改革
1 机械设计实验的基本要求
在传统的机械设计实验中，将实验定位于理论教学的辅助教学手段，停留在对理论知识的验证层面，同时实验项目之间缺乏内在联系，造成学生创新思维能力、知识综合应用能力难以得到发展。为了改善这一实验教学现状，必须对机械教学进行改革，满足以下基本要求：
1.1 创新实验项目
在机械设计实验中，要引入创新教育理念，对实验项目内容进行创新，培养学生创新能力。针对同类实验项目做一些变动，改变实验对象、实验设备等要素，使实验项目具备选择性。如，机械拆装实验中，为学生提供发动机、减速器、变速器三种可选择的实验对象，配备不同类型的实验仪器设备，让学生自主选择。同时，机械设计实验还要在科学研究、生产实践中不断创新实验项目，增强实验项目的新颖性。
1.2 因材施教
在机械设计实验中，要根据实验项目的不同和学生个体差异，采用不同的教学方法，积极倡导学生开展自主学习、探究性学习。对于不同学生，教师要实施分层指导，若学生学习能力较强，拥有强烈的钻研欲望，教师可让这类学生参与开放性实验，提高实验难度。此外，教师也可采用项目驱动教学法，将机械设计实验设计为一个课题，让学生自主提出并验证实验想法，发展学生探究实践能力。
1.3 突出学生的主体地位
为保证机械设计实验效果，通过实验达到学以致用的目的，教师应突出学生在实验过程中的主体地位，发挥学生的主观能动性。机械设计实验要以理论为基础，协调处理好理论与实践的关系，加强对学生操作技法的引导，让学生主动思考，深入把握实验原理，自主完成动手操作环节和数据分析处理环节，培养学生综合能力。
2 机械设计实验的实施策略
2.1 更新验证性实验
传统的验证性实验缺乏创新性，难以调动起学生参与实验的积极性，所以可适当更新验证性实验项目，将网络技术、计算机技术、现代实验技术引入到实验中，转变验证性实验过于枯燥乏味的现状。教师可对如下验证性实验项目进行更新：将机构测绘实验更新为机构运动学仿真实验，让学生分析机构的结构情况，绘制机构运动图，而后利用机械系统动力学自动分析软件进行仿真验证；将曲柄摇杆机构设计实验更新为曲柄摇杆虚拟综合设计实验，让学生在虚拟实验平台上设计相关参数，开展仿真测试，模拟机构运动。通过更新验证性实验项目，不仅可以锻炼学生的创新思维能力，还能够培养学生对软件的灵活应用能力。
2.2 开展综合性实验
機械设计实验要将机械运动分析、机械结构、机械性能测试、机械系统动态设计作为重要内容，构建起综合性实验项目模块，鼓励学生利用现代化的实验设备条件完成实验，培养学生对机械原理知识的综合运用能力。根据机械设计课程的教学目标，结合本校的实验教学能力，可开展机械系统运动方案设计实验、传动系统性能测试实验、轴系组合创新设计实验等综合性实验项目。下面以机械系统运动方案设计实验为例进行简要介绍：将实验项目划分为若干个实验模块，包括机械传动、电气驱动、计算机控制等模块，在各模块下又细化为若干个构成部分，如机械传动模块分为齿轮、凸轮、螺旋、蜗杆等机构。在该实验项目中，由教师提出实验目标，让学生围绕实验目标设计出机械系统运动方案，而后到实验室中进行操作。学生要根据设计的方案搭接实验系统，选择驱动装置、控制电路，在此之后编写控制程序，对设计方案进行分析、调试、测试。通过布置综合性实验任务，能够使学生更加深入地掌握各种结构的运动原理，提高知识的综合应用能力和动手实践能力。
2.3 设计工程化实验内容
为增强机械设计实验的实用性，使其与实际工程建立起紧密的联系，教师应当设计工程化实验内容，创建逼真的工程环境，减少模型实验，从而使学生能够运用理论知识解决实际问题。在实验室建设时，应引入企业级测试仪器和行业典型设备，使机械设计实验项目拥有工程应用背景。如，在动平衡实验中，要求学生按照企业图纸进行实验操作，选择企业所用的平衡零部件；在齿轮参数测量实验中，要结合工程实践中所采用的齿轮加工技术，按照工程化的要求开展实验。
2.4 增加开放性实验
开放性实验教学是鼓励学生自主安排實验、激发学生实验兴趣的一种实验模式。对于机械设计实验而言，应适当增加开放性实验教学的比例，确定好学生可自选的实验项目。学校要向学生开放实验室和实验设备，让学生带着自己的课程设计实验项目到实验室进行操作。根据机械设计课程的教学需要，教师可增加以下开放性实验项目，包括复杂机构研究性实验、渐开线齿轮范成原理实验、齿轮传动效率测定实验等，让学生自主选择感兴趣的实验项目。此外，教师可鼓励学生组建课外实验兴趣小组，让学生利用课外时间完成开放性实验项目，同时学校要为学生实验创造有利条件，给予充分的支持，为培养高素质的创新型人才奠定基础。
3 结论
总而言之，机械设计实验是培养高素质复合型专业人才的重要途径。为此，必须转变传统枯燥乏味的实验教学现状，不断创新机械设计实验项目，调动起学生参与实验、自主动手完成实验的积极性，从而促进学生科研能力、创新能力、综合应用能力、实践操作能力的全面发展，实现机械设计课程的教学目标。
参考文献
[1]马希直，周瑾.机械设计综合实验的实施[J].实验室研究与探索，2009，28（05）：129-133.
[2]夏会芳，刘春.机械基础实验室综合性实验项目规划与实施[J].科技创新导报，2011（18）：114-114.
[3]张慧.机械基础实验室建设规划设计[J].甘肃科技纵横，2015，44（02）：47-48.
作者单位
西安航空职业技术学院 陕西省西安市710089
机械设计作为机械类专业的重要专业基础课，必须保证机械设计实验教学质量，进而促进学生创新思维能力、综合分析能力以及解决实际问题能力的全面发展。本文从分析机械设计实验的基本要求入手，阐述机械设计实验的具体实施。
【关键词】机械设计；实验；教学改革
1 机械设计实验的基本要求
在传统的机械设计实验中，将实验定位于理论教学的辅助教学手段，停留在对理论知识的验证层面，同时实验项目之间缺乏内在联系，造成学生创新思维能力、知识综合应用能力难以得到发展。为了改善这一实验教学现状，必须对机械教学进行改革，满足以下基本要求：
1.1 创新实验项目
在机械设计实验中，要引入创新教育理念，对实验项目内容进行创新，培养学生创新能力。针对同类实验项目做一些变动，改变实验对象、实验设备等要素，使实验项目具备选择性。如，机械拆装实验中，为学生提供发动机、减速器、变速器三种可选择的实验对象，配备不同类型的实验仪器设备，让学生自主选择。同时，机械设计实验还要在科学研究、生产实践中不断创新实验项目，增强实验项目的新颖性。
1.2 因材施教
在机械设计实验中，要根据实验项目的不同和学生个体差异，采用不同的教学方法，积极倡导学生开展自主学习、探究性学习。对于不同学生，教师要实施分层指导，若学生学习能力较强，拥有强烈的钻研欲望，教师可让这类学生参与开放性实验，提高实验难度。此外，教师也可采用项目驱动教学法，将机械设计实验设计为一个课题，让学生自主提出并验证实验想法，发展学生探究实践能力。
1.3 突出学生的主体地位
为保证机械设计实验效果，通过实验达到学以致用的目的，教师应突出学生在实验过程中的主体地位，发挥学生的主观能动性。机械设计实验要以理论为基础，协调处理好理论与实践的关系，加强对学生操作技法的引导，让学生主动思考，深入把握实验原理，自主完成动手操作环节和数据分析处理环节，培养学生综合能力。
2 机械设计实验的实施策略
2.1 更新验证性实验
传统的验证性实验缺乏创新性，难以调动起学生参与实验的积极性，所以可适当更新验证性实验项目，将网络技术、计算机技术、现代实验技术引入到实验中，转变验证性实验过于枯燥乏味的现状。教师可对如下验证性实验项目进行更新：将机构测绘实验更新为机构运动学仿真实验，让学生分析机构的结构情况，绘制机构运动图，而后利用机械系统动力学自动分析软件进行仿真验证；将曲柄摇杆机构设计实验更新为曲柄摇杆虚拟综合设计实验，让学生在虚拟实验平台上设计相关参数，开展仿真测试，模拟机构运动。通过更新验证性实验项目，不仅可以锻炼学生的创新思维能力，还能够培养学生对软件的灵活应用能力。
2.2 开展综合性实验
機械设计实验要将机械运动分析、机械结构、机械性能测试、机械系统动态设计作为重要内容，构建起综合性实验项目模块，鼓励学生利用现代化的实验设备条件完成实验，培养学生对机械原理知识的综合运用能力。根据机械设计课程的教学目标，结合本校的实验教学能力，可开展机械系统运动方案设计实验、传动系统性能测试实验、轴系组合创新设计实验等综合性实验项目。下面以机械系统运动方案设计实验为例进行简要介绍：将实验项目划分为若干个实验模块，包括机械传动、电气驱动、计算机控制等模块，在各模块下又细化为若干个构成部分，如机械传动模块分为齿轮、凸轮、螺旋、蜗杆等机构。在该实验项目中，由教师提出实验目标，让学生围绕实验目标设计出机械系统运动方案，而后到实验室中进行操作。学生要根据设计的方案搭接实验系统，选择驱动装置、控制电路，在此之后编写控制程序，对设计方案进行分析、调试、测试。通过布置综合性实验任务，能够使学生更加深入地掌握各种结构的运动原理，提高知识的综合应用能力和动手实践能力。
2.3 设计工程化实验内容
为增强机械设计实验的实用性，使其与实际工程建立起紧密的联系，教师应当设计工程化实验内容，创建逼真的工程环境，减少模型实验，从而使学生能够运用理论知识解决实际问题。在实验室建设时，应引入企业级测试仪器和行业典型设备，使机械设计实验项目拥有工程应用背景。如，在动平衡实验中，要求学生按照企业图纸进行实验操作，选择企业所用的平衡零部件；在齿轮参数测量实验中，要结合工程实践中所采用的齿轮加工技术，按照工程化的要求开展实验。
2.4 增加开放性实验
开放性实验教学是鼓励学生自主安排實验、激发学生实验兴趣的一种实验模式。对于机械设计实验而言，应适当增加开放性实验教学的比例，确定好学生可自选的实验项目。学校要向学生开放实验室和实验设备，让学生带着自己的课程设计实验项目到实验室进行操作。根据机械设计课程的教学需要，教师可增加以下开放性实验项目，包括复杂机构研究性实验、渐开线齿轮范成原理实验、齿轮传动效率测定实验等，让学生自主选择感兴趣的实验项目。此外，教师可鼓励学生组建课外实验兴趣小组，让学生利用课外时间完成开放性实验项目，同时学校要为学生实验创造有利条件，给予充分的支持，为培养高素质的创新型人才奠定基础。
3 结论
总而言之，机械设计实验是培养高素质复合型专业人才的重要途径。为此，必须转变传统枯燥乏味的实验教学现状，不断创新机械设计实验项目，调动起学生参与实验、自主动手完成实验的积极性，从而促进学生科研能力、创新能力、综合应用能力、实践操作能力的全面发展，实现机械设计课程的教学目标。
参考文献
[1]马希直，周瑾.机械设计综合实验的实施[J].实验室研究与探索，2009，28（05）：129-133.
[2]夏会芳，刘春.机械基础实验室综合性实验项目规划与实施[J].科技创新导报，2011（18）：114-114.
[3]张慧.机械基础实验室建设规划设计[J].甘肃科技纵横，2015，44（02）：47-48.
作者单位
西安航空职业技术学院 陕西省西安市710089