机械工程基础实验课程实践研究

“机械工程基础实验”课程通过一个典型机械零件、一个典型机械部件和一个典型的机电产品分别进行工程材料热处理及应变测量实验、机械部件的技术测量、产品质量检验，培养学生的实验能力。经过“机械工程基础实验”课程的研究与实践，阐述机械类应用型本科院校设置该门课程的必要性，突出该门课程的特色，并付诸实践，从而分析开设这门课程的效果。

“机械工程基础实验”课程的研究是教育部立项项目“面向２１世纪高等工程教育内容和课程体系改革计划”中的子项目“工程制图与机械基础系列课程教学内容与课程体系改革的研究与实践”的重要组成部分，也是２１世纪初我国高职高专学校教学改革成果之一。由笔者主编、主审并实施教学的“机械工程基础实验”教材已经由高等教育出版社正式出版。近年来，围绕这门课程笔者进行了大量的实践，有一定的体会。为了贯彻改革成果，将这一成果推广到应用型本科实践教学中，有必要将相关的体会和经验介绍给广大教师，最终使学生受益。

１“机械工程基础实验”课程设置的必要性

为搞好高等工程教育的实践教学改革，“工程制图与机械基础系列课程教学内容与课程体系改革的研究与实践”课题组在国内外进行了大量的调查，并进行了比较研究，结果表明：我国生源的实践基础差，学生基本无实践经历，特别是农村学生，工业基础知识非常缺乏，他们没有良好的工程背景和实践基础，这就要求我们为学生提供良好的工程实践基础训练的机会。用人单位对“责任心”、“科学作风”的要求列第一、二位，企业对学生“独立解决问题的能力”、“开拓创新能力”的要求列第三、五位，从统计结果看突出地显示了“加强实践教学环节，提高独立解决工程现场技术问题能力和动手能力”的建议以２３％的比例位居榜首；从当前毕业生反馈信息看，存在的主要问题是“现场技术应用能力不强”、“实践动手能力差”、“创造和开拓能力不足”等问题列第二、三、四位。

美国、德国和日本对实践教学非常重视，实践教学所占的比重都非常大，日本还单独开设了“机械工学实验”课程。这些都说明务必高度重视实践教学环节，在实践教学环节中要加强开放性和综合性、设计性实践教学环节。同时还应加强校内实验室和实习基地建设，加强产学研合作，加强“双师型”教师队伍建设，加大对实验室和实习基地的投入；另外，要强化实践教学环节的考核、评估和管理工作。对于机械类应用型本科的学生强调实践能力、实际动手能力和创新能力的培养，而这些能力的基础是机械工程实验基础；原来在理论课程中的验证性实验的出发点强调的是用实验去验证理论的正确性，使学生便于理解和掌握相应的理论，并没有强调动手能力的培养，并且实验是零散的，不系统的，学生无法得到系统的实验训练。这就是我们设置本门课程的必要性之所在。

２“机械工程基础实验”课程特色

设置“机械工程基础实验”课程的目的，是培养学生的创新意识和实验动手能力，侧重于对学生机械检测技术能力的培养，重组实验内容，紧密联系工程实际，以典型的机械零件、部件和设备为载体，结合本系列课程范围内理论和实验，设置综合性、设计性的实验。原来的实验是简单的、彼此分离的单列实验；而现在的是系统的相互联系的系列课程实验。原来在各自的课程内只能开设验证性的实验，想开设综合性、设计性实验非常困难；而现在“系列课程改革”为开设综合性、设计性实验提供了条件，“机械工程基础实验”课程使各门课程的实验联系到一起，达到综合的目的。它基本解决了几年来一直困扰我们的提高学生实际动手能力和工程实践能力的实验基础问题，为系统学习机械工程基础实验开了先河，填补了应用性、设计性实验教学的空白。

“机械工程基础实验”课程的特点是强调教学内容的综合，打破原有学科的界限，以工程应用的需要重新划分课程内容；强调工程实践能力培养，重视工程实践训练，更强调在实践中学习专业知识，其教学内容、实例均取材于工程实际，实验课程或应用性实验项目较多，实验的设计性、综合性、开放性和针对性较强，强调综合素质和工程实践能力的培养；强调创新能力培养，重视掌握知识的学习和应用，要求学生掌握终生运用的学习方法，鼓励学生在完成课程作业或实验中融会贯通有关课程，培养自学能力和创新能力。

“机械工程基础实验”的主要内容如下：误差基本理论及测试基础；通过一个典型机械零件（如轴）进行工程材料热处理及应变测量实验；通过一个典型机械部件（如减速器）进行机械部件的技术测量；通过一个典型的机电产品（如洗衣机）进行产品质量检验，使学生掌握质量检验的依据，掌握ＩＳＯ标准和ＧＢ标准以适应国际竞争和我国加入世界贸易组织的需要；通过实验设计，使学生了解实验的构成、作用、类型以及基本程序，掌握实验方案的拟订，懂得实验设计，培养学生科研能力及创新意识。

３“机械工程基础实验”课程的教学实践效果分析

教学计划：“机械工程基础实验”课程是一门基础实验课程，单独设课，列入教学计划，计划４０学时，各学校可根据实际情况安排在第２或第３学期，可相对集中安排２周或分散在各教学周组织教学。考核形式：原来基础实验的考核是各占本门课程的１０％～２０％记入总成绩，学生对实验并不重视，而现在是作为一门考查课，其考核方式是考查，成绩有三部分组成：实验理论占２０分，实验成绩占５０分，实验设计占３０分，因此，学生非常重视。课程效果分析：经过四个学校两轮的教学实践，该门课程使学生在有关实验知识、能力和素质等方面都有较大幅度的提高。课程在实施过程中，本着以学生实验为主，教师讲授为辅，指导与实际操作相结合的原则进行，具体效果有以下几点：

３．１通过教学使学生实验知识更加丰富

教师重点讲解误差基本理论及测试基础；机电产品质量检验的基本概念及检验依据；实验设计理论等部分内容，约占总学时的２０％。通过教师讲解使学生掌握以下几方面的实验基础知识：１）学生能够全面系统掌握和了解机械工程实验的全貌，做到心中有数；２）掌握机械过程实验误差基本理论及测试基础，有利于后续课程的实验数据处理，也为课程设计、毕业设计及创新实验的数据处理奠定基础；３）使学生扩充机电产品质量方面的知识，了解产品检验的概念、职能、要素、程序、目的、作用与原则，掌握质量检验的依据；４）掌握实验的构成、作用、类型及基本程序，会拟订实验方案，懂得实验设计，为提高科研能力与创新意识做知识上的准备。

３．２通过教学使学生实验动手能力得到加强

在教师指导下，学生亲自动手完成所规定的各项实验任务，全面理解和掌握机械工程实验的全过程，提高动手能力，实验课时约占总学时的６０％，通过实验使学生掌握如下技能：１）全面理解和掌握实验技能，熟知机械工程实验的全过程；２）掌握机械工程实验的基本方法，学会使用常用测量工具、仪器的操作与技巧；３）学会使用各种基础实验的测试仪器，如：金相显微镜，硬度计，压力试验机等的使用、操作及零件热处理工艺；４）掌握机电产品检验的仪器设备，如：振动测试仪，电气强度测试仪等的使用。

３．３通过教学使学生科学实验能力与创新能力得到培养

在实验课程设计过程中，在教师指导下，学生针对指定的实验项目进行实验课程设计，使学生掌握确定实验对象、调研、选择实验方法、拟订实验方案、实验实施等过程，全面掌握实验设计，真正培养学生的科学实验能力与创新能力。

３．４通过教学使学生产品质量意识初步形成

通过机电产品质量检验课程的教学，使学生提高了机电产品质量意识，了解产品质量检验的概念、职能、要素、程序、目的、作用与原则；掌握质量检验的依据。学生通过该课的学习，熟悉了有关ＩＳＯ９０００标准的知识，有力地奠定了学生日后所生产的机械产品在应对国际竞争中所必备的基础知识。

３．５通过教学使学生综合素质明显提高

学生在实验知识的学习，实验项目的操作和实验设计过程中，培养学生科学严谨的工作态度，增强了对事业的责任心以及对专业的热爱；由于有些实验项目需要独立完成，而有些实验需要集体分工合作，因此，培养了学生独立思考、分析、解决实际问题的能力，同时也培养了学生的合作意识和团队精神。在实验设计过程中，学生学会了利用互联网、图书馆查阅有关资料，并懂得如何去调研收集资料，学生的综合素质明显提高。

４几点建议

“机械工程基础实验”课程实施目前还是初步探索，使学生在实验知识、实际动手能力、科学实验能力与创新能力、产品质量意识和实验设计等综合素质方面都得到了加强和培养，培养了学生的个性，基本达到了本门课程的目的。但还需要进一步完善，如在教师的配备、培训方面需要加强；在实验设备的配置方面需要加大投入；在实验室的管理上应该更加灵活，随时为学生全天开放，给学生提供更广阔的学习空间。