机械基础是学校机类专业的主干专业基础课,具有实践性强与应用性强。机械基础课程从其结构层面上看,包含内容极为广泛,根据课程标准,学员需掌握三大模块十一个课目,且各个课目之间并无太直接的联系,跨度从常见的标准件到较复杂传动机构,涉及内容繁杂、机构离散;从课程执行层面上看,学员普遍反映该课程涉及的零部件多数没有见过,机构运动特性过于抽象,仅凭教员讲解,难以形成直观感受,导致学员理解困难。授课期间,多名专家听课后也一致认为,语言讲授、仿真演示远不如实物模型或实验演示给学员的直观映像强烈,特别是较为抽象的机构运动部分和机械传动部分。而目前学校没有任何相关实验室,严重影响了教学质量的提升,因此提出建设该实验室。
1 实验室建设目标和必要性
机械基础课程从其结构层面上看,包含内容极为广泛,根据课程标准,学员需掌握三大模块,十一个课目的内容。各个课目之间并无太直接的联系,跨度从常见的标准件常用件如螺纹、键、销、齿轮的认知到较复杂传动机构如四杆机构、凸轮、间隙运动机构等,涉及内容繁杂、机构离散;从课程执行层面上看,学员普遍反映该课程涉及的零部件多数没有见过,机构运动特性过于抽象,仅凭教员讲解,难以形成直观感受,导致学员理解困难。在授课其间,多名专家听课后也一致认为,语言讲授、仿真演示远不如实物模型或教学模具演示给学员的直观映像强烈,特别是较为抽象的机构运动部分和机械传动部分,教具的使用远比动画的模拟更具有说服力和启发性。结合实际教学情况和专家意见,机械教学组进行了讨论和调研,认为矛盾主要集中在以下三个方面: (1)理论教学缺乏示教器材。(2)实践教学缺少操作途径。(3)创新活动缺乏活动设备。
实验室建设目标应该为保障学校机械基础课程教学,培养学员基础技能,树立规范操作、严谨求实创新的科学态度。实验室建设完成后,应能通过实验加深学员对所学知识的理解;能使学员熟练操作相关仪器、设备;使学员具备利用测试设备和仪器进行采集、分析及处理实验数据和实验误差的综合分析能力;培养学员善于观察、分析观察事物和现象的习惯,并使之具备能综合运用所学知识进行任务完成的能力,为将来专业课程学习和工程实践打下基础。经建设之后,可容纳32名学员同时进行实验,实现部分专业基础课教学场地由教室转向实训室,开展一体化教学,建设主要内容包含:实验的基本知识、基础性实验、综合性实验和创新性实验四部分。具体为完成常用件参数测定实验、机械原理认知实验(通过观察机械原理成列柜认知展示的各种常用机构模型,通过趣味自动机械系统展示台激发学员的学习积极性);机械原理基础实验(包括简单材料力学试验、齿轮范成实验、轴的综合测量实验、行为公差实验等);综合实验(包括平面机构运动简图测绘实验、回转机构动平衡实验、齿轮参数测定实验、机械传动性能综合实验、等);机构组合创新设计实验。
2 实验室建设内容
实验室建设包含硬件建设和软件建设,其中硬件建设涵盖场地、仪器等,软件建设主要包括实验课程的建设、实验室的运营管理等等。下面重点探讨一下实验课程的建设。
机械基础实验涵盖工程力学、互换性与测量技术、机械原理、机械设计、机械工程材料等内容。机械基础试验课程的教学目的是(1)加深学员对所学知识的理解;(2)熟练操作仪器、设备,完成实验目的;(3)学会利用测试设备和仪器进行采集、分析及处理实验数据和实验误差的综合分析(4)培养学员善于观察、分析事务和现象的习惯,并能综合思考的良好学风,训练理性思维,在严谨的科学实验中提高科学实验能力;(5)培养学员综合运用所学知识的能力,为将来岗位实践打下坚定基础。
机械基础实验课程的主要内容有一下四个部分:(1)实验的基本理论,包含基本物理量测量技术基础、实验数据的误差分析处理、实验设计方法;(2)机械基础实验,包含认知实验、基本原理实验;(3)机械综合实验,包括换换性与技术测量、机械原理探究、技术设计等内容;(4)机械设计创新实验,包括机构组合创新与机构仿真实验等。
3 实验教学方法的建设
传统的教学教学,都是通过模型、实物等形象化教学手段并通过教师的语言描述来组织教学,注重知识和技能的传授。整个教学过程对于思维能力要求高,操作性不强,连贯性差,,知识跳跃幅度大,学员很难在短时间掌握。因此实验部分的教学在方法上需要创新。具体来说可以在以下几个方面来开展。

