民族学生《机械设计基础》实验教学改革探讨

王海明+李健

【摘 要】以增强应用型本科人才的动手能力和创新能力为出发点，分析了我校农机专业民族学生《机械设计基础》实验教学中存在的主要问题，探讨了实验教学改革的思路，提出开放式创新综合实验和微课教学相结合的方法，增加综合设计型、创新型实验，充分发挥学生的主体作用，学生的自主学习能力、解决问题的能力及知识应用能力均有明显提高。

【关键词】机械设计基础；实验教学；教学改革

0 引言

《机械设计基础》是高等工科院校近机类专业的一门专业技术基础课。《机械设计基础》实验教学是《机械设计基础》课程教学体系的重要组成部分，要求学生掌握基本的实验方法和基本原理，培养学生实验设计能力、动手能力及分析、解决问题的能力[1]。

但是，以往的传统实验教学只注重学生基础理论知识的传授，实验类型以验证性、演示性实验为主，导致学生动手能力不足且没有工程意识。加之我校是一所地处多民族地区的大学，每年招收一定数量的农业机械及其自动化专业民族学生。民族学生在进行实验课程学习时又存在着语言交流障碍，文化认知差异，课程重要性认识不足等问题[2]，严重影响实验课程的教学质量。因此，针对现有的实验教学课程的改革迫在眉睫。

为了适应我校应用型专业人才培养目标，我们在实验教学中增加了《机械设计基础》综合性和创新性实验，部分实验采用微课形式进行教学，形象生动便于学生理解和接受， 使学生的工程意识、动手能力和创新能力得到显著提高。

1 机械设计基础实验存在的问题

目前我校农机专业民族学生《机械设计基础》实验教学主要存在以下问题：

1.1 缺乏工程认知

《机械设计基础》主要实验：通用机械认知实验、机构运动简图测绘、齿轮展成原理实验、齿轮参数测定实验、带传动实验、滑动轴承润滑特性实验、组合式轴系结构与实验分析、运动参数测量和减速器拆装等。以上实验中选择6个实验共计12学时，基本为验证性、演示性实验且实验理论性较强、需要具备工程背景知识，而在校学生普遍缺乏工程认知，无法将实验与工程实际相结合。

1.2 实验课程重要性认识不足

目前，《机械设计基础》实验成绩仅作为《机械设计基础》理论课程平时成绩的一部分，所占比例为10～15%，实验考核依据主要是实验过程的操作规范性、实验报告质量等，导致部分学生思想不重视、不认真做实验，实验报告抄袭现象经常发生。

1.3 民族学生的特殊问题

授课对象为民族学生，主要层次为民考民、民考汉和双语学生，尤其是民考民学生，他们从学童开始，一直使用本民族语言进行交流和学习知识。虽然民族学生在我校已经进行了一年的汉语言预科学习，由于多年的文化认知差异，部分同学依然存在严重的语言交流问题，后续课程中出现的大量专业术语更是无法读懂。导致部分民族学生在进行实验课程学习时存在着听不懂、没兴趣、抄作业、不合作等问题。

2 建议采取的教学改革措施

2.1 实验教学方法

实验教学方法主要采用开放式机械设计创新综合实验教学[3]，以学生自主为主，教师辅导为辅。学生在掌握《机械设计基础》基本知识的基础上，自己查阅文献资料，自主构思设计创意方案，进行可行性讨论。然后利用实验台模块组件进行搭接，试验测试、分析比较，总结交流。最后，演示搭接方案，提交综合实验报告。

由于微课具有便于碎片化教学，视频涵盖动画、三维实体模型、虚拟现实等多媒体技术，可移动学习和线上线下学习，随时暂停和回放观看的特点[4]。因此，《机械设计基础》部分实验可采用微课授课的教学方法。例如，本文作者曾针对齿轮展成原理实验制作了时长7.5分钟微课视频并进行了教学，视频涵盖动画、图片、音频、双语（维吾尔语、汉语）字幕等多种形式，内容形象生动的讲解清楚了齿轮展成加工原理、齿条刀与轮坯展成加工的过程及最终加工出的完整齿廓，学生学习兴趣浓厚，教学效果较好。

2.2 实验教学内容

在现有验证性实验的基础上，增加综合性和创新性实验，例如增加机构运动创新设计实验、机械传动性能综合实验。

在机构运动方案综合创新实验中要求学生自己构思、选择设计方案；将机构运动方案创新实验装置的零件进行拼接组合，按比例组装成实物模型，进行动态演示并观察机构的运动情况；通过调整布局、连接方式及尺寸来进行改进优化设计；使模型机构灵活、可靠地实现设计要求。

在机械传动性能综合测试实验中，利用不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和功控机等模块，学生可以根据选择或设计实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性、综合性或创新性实验。有利于培养学生在工程实际中发现问题和解决问题的能力，提高学生的动手操作能力。

2.3 加强教师队伍建设与课程设置改革

2.3.1 师资队伍建设主要是青年教师的引进和培养。在师资力量紧缺情况下，需引进引进一定数量的优秀人才；需要大力加强在校青年教师的实践教学技能培训和进修，加大对青年的科研项目扶持力度，以科研反哺教学，以科研成果促进教学质量的提高。在师资队伍完善的基础上，着重进行教学团队的组建和完善，形成一套规范的教学管理和教学质量监控体系。

2.3.2 设立独立必修实验课程，独立考评学生成绩，不但能充分调动实验教师的积极性，学生亦会对实验课给予足够的重视。 同时进行相应实验课程的教材建设，将传统实验项目、综合性实验项目和创新实验项目有机地整合，编写出一套适合民族学生的实验教材。

3 结语

建立验证性、综合性、创新性实验互补的机械设计基础实验内容体系，采用开放式机械设计创新综合实验教学+微课的教学方法，可激发学生实践学习的积极性，使我校农机专业民族学生的动手能力和创新能力得到提高，为民族学生后续的毕业设计学习打下坚实的基础。

【参考文献】

[1]廖宜涛，宗望远，廖庆喜.高等农林院校卓越工程师培养机械学综合课程设计改革[J].农业工程，2014，4（4）：141-145.

[2]李俊伟，魏敏，王卫兵，等.针对少数民族学生的机械工程材料课程教学探讨[J]. 农业网络信息，2014（1）：127-129.

[3]Ke Zhang.Exploration and Practice on the Experimental Teaching Reform for Mechanical Design Basis Course[C].Garry Lee.2014 2nd International Conference on Psychology，Management and Social Science，Shenzhen，2014（5）：36-40.

[4]王岚，张一春.微课的评价指标体系研究[J].教育现代化，2015（3）：85-88.

[責任编辑：田吉捷]endprint