栏目导航 当前位置:首页 > 实验教学
实验教学改革
  机械基础实验是工科学生特别是机械大类专业的学生的重要实践教学环节,在培养学生基本试验技能和创新设计能力方面起着重要的作用。历史上,机械基础实验教学的实验项目只有10个左右,并多为验证理论、依附于理论教学,实验内容陈旧,严重制约了教学水平的提高。中心建设以来,改革了实验教学内容,整合了传统实验,增设一批设计性、创新性、综合性实验。目前已经能够开出各类实验项目42项,其中:预备引导型实验3项,占总实验的7.1%;基础型实验17项,占总实验的40.4%;提高型实验9项,占总实验的21.4%;设计、综合型实验9个,占总实验的21.4%;研究型实验与课外科技创新实践项目4个,占总实验的9.7%;详见图2。
  新开设的主要实验项目简介:
  1)基于功能原理的多方案创新组合实验
    实验教学内容改革重点是以设计为主线,注重创新设计能力培养。淡化实验论证,加强综合设计型实验,加强学生对机械系统的综合训练。提高学生方案设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。多方案创新组合试验装置可用于机械原理、机械设计、机械设计基础、机械系统创新设计、机电传动等课程的本专科实验教学,相关专业方向课的教学,还可以用于学生第二课堂教学实践、创新大赛等。实验提供了各种传动零件、机构与动力元件,为学生自行设计和组合创新机构提供了良好的条件,不向学生具体提出要求,只提出需实现的功能,学生在实验室机械系统创新设计实验设备基础上,任意选择实验设备和相应的仪器,并由自己独立做出,编写和总结实验报告。
  多方案创新组合试验装置提高了学生的创新思维,培养学生对机械系统的整体认识,注重学生的参与,加强学生的工程实践背景与机电一体化训练,拓宽学生的知识面,机械、电气、仪器相结合,多学科交叉,提高学生的创新设计能力与动手实践能力,提高了学习兴趣与教学质量。适应了时代对于人才的需求。
  2)基于机构组成原理运动方案创新设计实验
  加深学生对机构组成原理的认识,进一步掌握机构系统的运动特性和创新设计方法;提高学生的创新思维,培养学生对机械系统运动方案的整体认识,加强学生的工程实践背景的训练,拓宽学生的知识面,培养学生的工程实践动手能力;培养学生创新意识及综合设计的能力。
  按教师的要求拼接一个机构或机构系统的运动方案,课程设计中,学生可以将自己的运动方案在创新组合模型上实现。
  3)转子动平衡实验
  掌握刚性转子动平衡试验的原理及基本方法。
  4)机械系统动力学调速实验
  观察机械的周期性速度波动现象,并掌握利用飞轮进行速度波动调节的原理和方法;通过利用传感器、工控机等先进的实验技术手段进行实验操作,训练掌握现代化的实验测试手段和方法,增强工程实践能力。
  5)Fischer创意组合实验
  了解机电一体化的结合形式,培养学生的基本运动控制和创新意识。提高学生综合运用知识的能力。将零件拼装成可动的模型,并利用传感器和控制程序对模型运动进行控制。
  6)螺栓联接实验
  测量并绘制受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形的关系曲线(变形协调图),分析并验证预紧力和相对刚度对应力幅的影响,理解提高螺栓疲劳强度的措施。
  7)液体动压滑动轴承实验
  测量及仿真其径向油膜压力分布和轴向油膜压力分布,测定及仿真其摩擦特征曲线。
  8)基于多轴平台的模块化创新实验
  多轴平台是引进美国机械基础创新、教学、实验、培训新理念,运用模块化人机工程学设计理论,高精度制造技术制造而成。该实验台能够进行单轴的安装分析、共线轴系、平行轴系的连接与运转测量。带传动、链传动、齿轮传动机械传动系统的安装、测量以及对比分析。也可对不同转速、不同载荷条件下的简单特性进行比较。该设备突破了传统轴系搭接的静态理念,在轴系搭接完成后,通过实际运转,体验安装的相关问题,可使学生巩固机械基础理论和掌握机械安装、调试、测量的实际操作技能,真正成为工程应用型人才。
  基于多轴平台,学生可按自己的设计思路任意搭建机械传动系统,是一种创新型实验。通过实验可使学生建立起清晰的机械装配、安装调整及同轴度、平行度等形位公差的概念。学生同时可获得对分析、评判处理机械加工误差、装配误差等系统综合误差对机械传动性能影响的实际能力。将枯燥的机械概念通过实体的运行得到直观体现。同时,通过实验使学生学会和掌握机械工卡量具的使用和获得长度测量、角度测量等尺寸与形位公差测量的相关知识。
  购置了2套数控机械搭建平台,借助该平台可开设各种类型的机电创新型实验;
  还购置了1套工业机器人,建成了“机器人实验室”。
  为了把实验由原来完全附属于相关机械课程改变为按实验自身体系独立设置机械基础实验课,我们在04级学生中以机械原理、机械设计、机械设计基础、机械基础课程试点,将这些课程的实验重组独立设课,学生可以利用课余时间任选实验项目,成绩单独考核和记分,对近机类学生,18学时记1个学分,其中,基本实验14学时,必做;设计、创新、综合性实验,选做4学时。机械类学生,36学时记2个学分,其中,基本实验20学时,必做;设计、创新、综合性实验,选做16学时;总计可开出的实验为90学时,学生选作36学时;课外科技活动与研究型实验,学生自由申请立项进行。采取模块结构和分层次教学,将机械基础实验课程分为“五大模块”和“五个层次”。五大模块为:认知模块、性能测试与分析模块、结构分析与拆装模块、创新设计与实践模块、产品设计与制作模块。五个层次为:预备引导型、基础型、提高型、设计综合型、创新型。
  实验教学采用学生自主选做,开放式管理的教学新模式。新的实验教学体系已经完成试点,取得良好的教学效果。研制的适用于开放管理的实验计算机网络管理系统,已经过全面模拟测试,达到预期要求,完全可以投入使用。