慧魚工程技術(shù)機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新實踐教學(xué)

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了慧魚工程技術(shù)機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新實踐教學(xué)范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：機(jī)械設(shè)計實踐實驗教學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力、創(chuàng)造性思維和工程實踐能力的重要課程。為解決機(jī)械設(shè)計實踐實驗教學(xué)效果差的問題，文章提出可基于Fischertechnik模型搭建機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，結(jié)合教師科研、機(jī)械工程專業(yè)學(xué)科競賽與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目以及16+2實踐周“職業(yè)技能訓(xùn)練”開展機(jī)械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等，并取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：慧魚工程技術(shù)；機(jī)械設(shè)計；實踐實驗教學(xué)；創(chuàng)新能力

一、引言

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)作為學(xué)校向應(yīng)用型綜合大學(xué)轉(zhuǎn)變中專業(yè)建設(shè)的重要組成部分，是培養(yǎng)應(yīng)用型機(jī)械類本科專業(yè)人才的主陣地?！稒C(jī)械設(shè)計》是該專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)教學(xué)計劃圍繞《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)目標(biāo)開設(shè)了工程實踐實驗課程，如《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》《16+2職業(yè)技能訓(xùn)練》等，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等，要求學(xué)生能綜合利用所學(xué)知識解決工程實際問題。但是在實踐實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)效果差，一是因為機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)所開實驗多是認(rèn)知性實驗和驗證性實驗[1]；二是因為《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》命題陳舊且單一，缺乏現(xiàn)代設(shè)計，無法達(dá)到綜合訓(xùn)練的目標(biāo)[2]。為此，本文提出基于慧魚工程技術(shù)的機(jī)械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新工程實踐能力等。

二、機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)弊端及改進(jìn)策略

1.機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)弊端。《機(jī)械設(shè)計》是一門綜合性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，以《機(jī)械制圖》《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》《機(jī)械工程材料》《互換性和測試測量技術(shù)》《機(jī)械原理》等課程為依托，對機(jī)械零件設(shè)計準(zhǔn)則、摩擦磨損及潤滑、螺紋連接、軸轂連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪傳動、軸系設(shè)計、滾動和滑動軸承、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計以及其他常用零部件設(shè)計等知識進(jìn)行講解[3]。其課程特點是內(nèi)容多且雜，存在大量經(jīng)驗公式與圖表，教學(xué)內(nèi)容抽象等，多數(shù)學(xué)生反映內(nèi)容零亂，找不到重點。為此，通常在制訂教學(xué)計劃開設(shè)相應(yīng)實驗課，輔助學(xué)生理解并掌握相關(guān)知識，如《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》《機(jī)械設(shè)計實驗》。隨著技術(shù)的發(fā)展，社會對學(xué)生的綜合創(chuàng)新設(shè)計及工程實踐能力提出更高的要求[4]，但目前《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》《機(jī)械設(shè)計實驗》仍然存在一定的弊端，實踐實驗教學(xué)效果差，無法滿足社會需求?！稒C(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》是對漸開線圓柱齒輪二級減速器進(jìn)行設(shè)計，該實踐項目存在一些弊端：一是課程設(shè)計命題陳舊且單一，是對通用漸開線圓柱二級齒輪減速器進(jìn)行設(shè)計，主要內(nèi)容為機(jī)械方案設(shè)計、傳動系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計、裝配圖繪制及減速器設(shè)計說明書，相關(guān)設(shè)計技術(shù)指導(dǎo)書成熟，網(wǎng)絡(luò)資源豐富，學(xué)生設(shè)計時基本是依葫蘆畫瓢，查手冊，套公式，設(shè)計過程就是仿造，部分學(xué)生存在抄襲、買賣現(xiàn)象，嚴(yán)重影響教學(xué)秩序和教學(xué)質(zhì)量；二是重視二維裝配圖，輕視二維零件圖、爆炸圖和三維建模及裝配的訓(xùn)練，不足以滿足機(jī)械設(shè)計綜合訓(xùn)練的要求。機(jī)械設(shè)計實驗方面，主要包括機(jī)器組成及典型機(jī)械傳動零件感性認(rèn)識、傳動試驗（齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等）、機(jī)械傳動軸系部件設(shè)計與分析。由于我校教學(xué)計劃安排，無明確的機(jī)械設(shè)計實驗有關(guān)課程，僅在《機(jī)械設(shè)計》理論教學(xué)時，組織學(xué)生參觀機(jī)械典型零部件多功能語音教學(xué)示范箱，加深對《機(jī)械設(shè)計》各章節(jié)的理解。為彌補(bǔ)《機(jī)械設(shè)計》實踐實驗課程的不足，我校除了積極對《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及考核方式做調(diào)整外，還積極探索以16+2實踐周“專業(yè)技能訓(xùn)練”作為實驗實踐教學(xué)的補(bǔ)充，但由于不規(guī)范存在教學(xué)效果差的問題。2.設(shè)計實踐實驗教學(xué)，對大學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)具有重要的意義[5]。為此，我校對《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新改革，積極探索機(jī)械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)。Fischertechnik，即“慧魚”，是德國人基于六面體接體發(fā)明創(chuàng)造的工程技術(shù)智趣拼裝模型，包含各類機(jī)械構(gòu)件（齒輪傳動、絲桿傳動、鏈傳動、皮帶傳動、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、減速器等）、電氣元件（電機(jī)、電氣開關(guān)、氣動零件、各類傳感器、控制器、導(dǎo)線及導(dǎo)線接頭等）和編程軟件等模塊。該模型是《機(jī)械設(shè)計》的理想教學(xué)工具?；诖宋倚?，利用Fischertechnik模型搭建機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，結(jié)合教師科研、機(jī)械工程專業(yè)學(xué)科競賽與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等，在16+2實踐周“職業(yè)技能訓(xùn)練”時機(jī)械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗題目，學(xué)生自由組隊，綜合利用《機(jī)械原理》《材料力學(xué)》《理論力學(xué)》《機(jī)械設(shè)計》《機(jī)械制圖》等課程知識，合理分工，利用Fischertechnik組合模型，完成相關(guān)綜合創(chuàng)新實驗設(shè)計任務(wù)，力求達(dá)到培養(yǎng)綜合設(shè)計能力、工程實踐能力、創(chuàng)新實踐能力、團(tuán)隊協(xié)作能力等的教學(xué)目標(biāo)。

三、機(jī)械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)示例

為解決菠蘿采摘生產(chǎn)效率低、人工成本較高、果農(nóng)勞動強(qiáng)度高、芒刺對果農(nóng)傷害較大等問題，我校17機(jī)械班某組學(xué)生基于慧魚組合模型設(shè)計了一款小型手扶式菠蘿自動采摘機(jī)。右上圖為菠蘿采摘機(jī)部分功能裝置，分別為成熟識別裝置、傳輸裝置，考查學(xué)生對《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)中電動機(jī)、減速器裝置、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動/螺栓連接等知識的理解與掌握?；诨埕~工程技術(shù)的機(jī)械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗教學(xué)中，我校學(xué)子在第八屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽（慧魚組）中獲得國家三等獎1項，立項大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目國家級2項、省級1項，發(fā)表省級以上科技學(xué)術(shù)論文3篇，申報專利1項。目前，我們正在以國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目為依托，積極備戰(zhàn)中國—東盟高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育聯(lián)盟大學(xué)生創(chuàng)意機(jī)器人設(shè)計大賽和第九屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽，期望取得優(yōu)異成績。

四、結(jié)語

機(jī)械設(shè)計實踐實驗教學(xué)對學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)具有重要的意義。為解決實踐實驗教學(xué)效果差的問題，本文提出可基于Fischertechnik模型搭建機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺，結(jié)合教師科研、機(jī)械工程專業(yè)學(xué)科競賽與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目以及16+2實踐周“職業(yè)技能訓(xùn)練”開展機(jī)械設(shè)計綜合創(chuàng)新實驗。該教學(xué)模式不僅使學(xué)生對課程知識加深理解，而且也調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維，教學(xué)效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫厚濤,楊清香,劉占山,等.機(jī)械設(shè)計實驗教學(xué)探討[J].機(jī)械設(shè)計,2018,35(S2):9-10.

[2]余江鴻,邱顯焱,湯迎紅.基于學(xué)科競賽的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)改革與實踐[J].機(jī)械設(shè)計,2018,35(S2):264-266.

[3]濮良貴.機(jī)械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2006.

[4]高江紅.基于工程教育理念下機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)的思考[J].教育教學(xué)論壇,2019,(16):230-231.

[5]李飛,梁永麗,侯雨雷,等.機(jī)械設(shè)計課程實驗教學(xué)改革探索[J].教育教學(xué)論壇,2019,(18):138-139.

作者：馬登秋 葉振環(huán) 安玉 付娟 單位：遵義師范學(xué)院