机构组合创新设计在《机械设计基础》理实一体化教学中的应用

摘 要： 机构组合创新设计作为《机械设计基础》课程的重要实践环节，其合理应用体现了理实一体化教学模式在高职教育教学改革中的应用趋势，达到了提高教学质量和教学效率的目的。

关键词： 机构组合创新设计 《机械设计基础》 理实一体化

一、引言

高职高专课程教学改革的方向是加强实践教学环节，理论教学应与实验、实训、实习等实践环节有机地结合起来。《机械设计基础》课程是高职高专机械、机电类、近机类专业的重要专业基础课，内容主要包括机械传动系统中常用机构和通用零件的组成、工作原理、结构特点、基本的机械设计理论和计算方法。我们按照专业课“应用为目的”，利用先进的理实一体化教学方法解决了《机械设计基础》课程内容的广泛性与学时的有限性之间的矛盾，效果良好。而机构组合创新设计作为《机械设计基础》课程理实一体化教学的重要组成部分，对于提高学生的动手能力、综合分析能力和创新设计能力，有极其重要的作用。

二、机构组合创新设计基本方案

1.目的

增强学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的机械工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、机械设计方法及工程实践能力；通过机构的拼接，在培养机械工程实践动手能力的同时，发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，加深学生对平面机构的组成原理和结构构成的理解，了解平面机构运动特性，掌握各种机构运动方案构成的创新设计方法。

2.设备

创新组合实验台一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具。设备名称：HKZB-Ⅲ机构组合创新实验台。

3.教学内容

（1）自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运动方案作为拼接实验内容。

（2）将拟定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组构成方法进行正确拆装，并用机构运动简图来表示。

（3）拼装机构运动方案，并记录由实验得到的机构运动学尺寸，创新组合设计机构。

三、理实一体化教学方案

采用理实一体化教学模式的目的是提高职业教育的教学效率，主要内涵包括：知识、理论、实践一体化，教、学、做一体化；内容、时间、地点的一体化，体现为理论课和实践课授课地点合一，基础理论贯穿于实践环节，以及多媒体、实物、实验、实训、社会调查等多种教学方式的统一。在教学效果上增强学生的感性认识，提高学生的思维能力和创造能力，调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲。

四、机构组合创新设计是机械设计基础理实一体化教学的具体体现

“设计”从某种意义上讲就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计，只有创新设计才有可能超越过去，创造未来。《机械设计基础》是培养学生从方案选择、系统设计、机构分析、机构设计到机械零部件设计的一门设计性很强的专业技术基础课，对学生后续专业课的学习及今后的工作关系重大，是专业核心课程。在教学内容中应加强机构选型及机构创新设计的基础知识学习，重点讲授机构创造演化的基本方法，以及组合机构形成的基本原理和组合机构的类型等，自始至终都应注意培养学生的创新设计能力。

高职教育是基于生产过程职教方法的推广，理实一体化教学模式使实践教学处于更加重要的地位，使机械设计基础课的实践教学从过去教师演示讲解的教学方式逐步转向在教师的指导下学生亲自动手做，这样不但能增强学生对机械的感性认识，而且能使学生对机械设计概念的理解更加透彻，发展学生在理论联系实际中的创新思维，培养学生运用实验方法研究机械的能力，提高学生的动手能力和解决问题的能力，弥补高职学生理论基础差的不足。

机构组合创新设计内容以培养学生的创新设计能力和独立工作能力为主，强调机械系统运动方案的确定，使学生把学到的各自成章、彼此独立的各种基本机构根据应用场合和设计要求合理地运用组合到具体设计中，达到培养学生从整体角度综合考虑设计问题的能力的目的。例如在讲四杆机构的组合使用时，我们以蒸汽机机构为例，先讲解图1所示的蒸汽机机构运动简图，1-2-3-8组成曲柄滑块机构，8-1-4-5组成曲柄摇杆机构，5-6-7-8组成摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联组合。滑块3、7作往复运动并有急回特性。如果适当选取机构运动学尺寸，可使两滑块之间的相对运动满足协调配合的工作要求。然后要求学生通过该蒸汽机的机构运动简图完成图2所示的“蒸汽机机构拼接”，把生硬的理论知识变成活生生的实物机械运动系统，使学生进一步熟悉机械零件的使用。

当然，在完成图2所示的“蒸汽机机构拼接”后，接上动力装置，让它运动，通过运动，检验运动的协调性，调节机构各构件的尺寸，验证和修改图1蒸汽机机构运动简图，加深学生对图1蒸汽机机构运动简图的理解。因此，机构组合创新设计可以使学生将所学习的知识进行综合归纳，学会将各类机构进行组合设计，既能巩固和应用所学过的基础理论知识，使学生掌握运动方案设计的初步方法，更能进一步提高学生利用技术资料和实物模型进行运算和绘图的能力。

五、结语

在《机械设计基础》课程的理实一体化教学实践中，我们感觉开发、培养和训练学生的创新思维变得越来越重要，机构组合创新设计可以使教学变得更加生动，更富有启发性，不仅有利于学生对基础理论知识的理解和掌握，而且可以提高学生分析问题、解决问题的能力，调动学生学习的主动性、自学性。高职学生普遍理论基础差，但兴趣广泛，探求新知识的好奇心强，思维不受条件的约束，蕴藏着巨大的创新潜力，关键是教育者要为他们营造宽松和谐的教学环境，启发和调动他们的学习热情和创造性，机构组合创新设计将课堂教学、创新理论和实践训练合理结合起来，是理实一体化教学模式的完美体现，学生能更好地发挥想象力和创造力，为成为技能型应用人才，适应就业岗位的需要，更好地服务于社会奠定基础。

参考文献：

[1]纪政科，黄小霞.机构组合创新设计实验与探索.广西轻工业，2011.6（6）.

[2]许勇平.高职机械设计基础课程理实一体化教学实践与感悟.新课程研究（职业教育），2011（7）.

推荐访问:组合 机械设计 创新 机构 基础