机械原理实验教学新体系

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1、维普资讯http://www.cqvip.com实验技术与管理Vo1．21N0·22004机械原理实验教学新体系阎绍泽，季林红，申永胜，索双富(清华大学精密仪器与机械学系，北京100084)摘要：介绍了清华大学机械原理教学实验体系的建设思路及其建设情况。为了培养学生创新思维和现代综合设计能力，使学生掌握机构方案设计、实验方案设计、测试方法以及实现机械性能的途径，着重开展了设计型、综合型和研究性实验，通过这些实验环节的实施，提高了机械原理课程的教学效果。关键词：机械原理；实验教学；教学改革；教学模式中图分类号：TH1l】文献标识码：B文章编号：1002—

2、4956(2004)02—0102一o4机械原理实验教学在机械原理课程教学中占有重要的位置。传统的机械原理课程教学模式是基于以分析为主线的出发点而建立的，其教学实验主要培养学生分析问题、解决问题的能力。传统的机械原理教学实验台存在实验内容固定、功能单一、不易修改、实验以演示为主、学生动手机会少等缺陷，不适合培养具有创新思维、创新设计技能的人才，也不适合时代发展对实验教学的需要。针对传统机械原理教学实验的弊端和不足，我们建立了新的机械原理教学实验平台和实验体系。1机械原理教学实验体系的建设思路根据培养具有良好综合素质、较强的实践能力和创新能力的高层次工程

3、科技和管理人才，使学生掌握坚实而宽广的自然科学、人文社科、工程技术基础理论，具备相关专业的知识和较强的实践技能的要求出发，应构建以教师为主导，以学生为主体，充分发挥学生的积极性和创造性的教学模式。根据机械原理教学模式的改革要求，以及我校机械原理实验室实验设置的实际情况，将实验分为4个层次：验证型、设计型、综合型和研究型实验，如图1所示。设计型实验要求学生自行设计实验方案，确定实验程序，选择实验设备，安装并调试设备，独立或合作完成实验，并写出综合实验报告，教师在实验过程中仅起指导作用，整个实验由学生独立完成。综合型实验主要培养学生的综合运用各学科知识的能

4、力，内容涉及多门课程，使学生建立起不同课程之间知识的有机联系，掌握不同设备的联合使用与操作。研究型实验涉及深层次的机械设计理论知识，属于更高层次的实验，目的是为了培养学生的科研能力、创新思维能力和工程实践能力，为创新型人才的培养奠定实践基础。该层次的实验可结合学生课外科技活动进行，使学生尽早进人科技领域，有利于发挥学生的收稿日期：2003—07—24作者简介：阎绍泽(1964一)，男，副教授，清华大学精密仪器与机械学系工程研究所副所长维普资讯http://www.cqvip.com机械原理实验教学新体系103图1机械原量新实验体系创造性思维，为其毕业后

5、从事研究或承担科研项目奠定基础。设计型、综合型与研究型实验具有创新性和设计性的特点，主要培养学生的科研能力、创新能力、设计能力、工程实践能力、应用现代科技手段分析和解决实际问题的能力、自学能力以及创造思维能力等。2机械原理实验教学新体系机械原理实验教学新体系应在教学过程中能够充分调动学生的积极性，引导学生由被动走向主动学习，培养动手能力，启发学生思维和创造力，提高实验技能和科学实验素质，锻炼分析问题和解决问题的能力。为此，我们进行了实验改革，开设了设计型、综合型和研究型实验，要求学生自己设计实验，自己动手完成，培养学生的整体意识和工程意识。我们通过两种

6、途径开发这类实验，对原有实验进行改进，使之成为设计型、研究型实验，如齿轮范成加工原理设计型实验；开发新的实验，如伸展机构性能测试实验、以及机构搭接与性能测试综合实验。下面简述设计型、综合型和研究型实验。(1)机构运动简图绘制除对传统的测绘对象：油泵、冲床、插齿机、牛头刨床进行机构运动简图测绘外，增加了对两个复杂机械系统自动包装机和缝纫机机构运动简图的绘制。(2)齿轮范成加工原理设计型实验传统的齿轮范成实验，提供给学生范成仪，学生模拟齿轮加工，观察根切现象，探讨避免根切的措施。为了培养学生在实际工作中发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及学生的动手能力

7、和表达能力，将原有的齿轮范成实验进行了改革。由教师给定需范成齿轮的参数，学生经过必要的计算，利用实验室提供的搭接件，搭接齿轮范成仪，范成所选齿轮，最后撰写研究报告。将一班学生分为6个组，由教师与每组的学生代表共同组成答辩小组，组织答辩和讨论，内容包括渐开线齿轮的加工原理及方法、范成法加工齿轮时可能出现的问题及对策、变位齿轮几何尺寸的变化、变位齿轮的啮合传动、传动类型及其选择、齿轮传动的设计步骤及变位系数的选择等。由评委会根据评分项目评出的名次决定成绩，评委会学生成员不评本组成绩。维普资讯http://www.cqvip.com实验技术与管理(3)机构运

8、动参数测试实验本实验是关于机构动力学参数的综合实验，能够测定机构运动时的动力学参数(线速度、加