摘要：对加强实验实践教学环节，构建机械开放式创新、综合实验教学体系，满足学生自主学习、个性化发展的需要，满足培养综合素质高、综合能力强的人才需要，达到提高学生机械设计综合、创新能力的目的等方面进行了初步的探讨。
关键词：机械设计;机械创新;综合实验;能力培养
引言
机械设计是高等工科院校机械类专业的重要技术基础课，是设计性、综合性和实践性很强的课程。在整个专业教学计划中，以主干课程的角色，起着承上启下的作用，具有十分重要的地位。本课程主要任务是培养学生具有机器创新设计的能力和分析、解决工程实际问题的能力：并使学生在本课程的学习中，能够综合运用先修课程中所学的有关知识与技能，结合各种教学实践环节进行机械工程技术人员必要的基本锻炼，为今后有关专业课程的学习和机械产品及设备的设计打下基础。
因此，为了达到以上的教学要求，使我们培养的人才具有较高的综合素质和较强的构思与表达能力、设计与创新能力、分析与综合能力，更好地适应21世纪的知识经济对人才需求的挑战，我们不仅需要改革传统的机械设计教学内容、教学方法和教学手段，我们还更应该加强机械设计实验教学这个薄弱环节，需要构建开放式机械创新、综合实验教学体系，探讨学生自选实验、实验室开放的组织与管理、学生综合能力的考核方法、实验成绩评定等问题的实施方案。满足学生自主学习、个性化发展的需要，并建立健全现代化的实验教学管理体系，切实提高实践教学效果，达到提高学生机械设计综合能力、创新能力和动手能力的目的，以满足培养综合素质高、综合能力强的人才需要。从而建设好课堂教学、实验教学和课程设计，形成课堂教学、设计训练及课外科技创新实践活动一体化的教学模式。过去，我们还只能开出有限的几个验证性实验，离我们的培养目标还差得很远。现在，我们结合我校山东省机械基础示范中心的建设，在加强机械设计实验教学、构建开放式机械创新、综合实验的体系等方面进行了实践与研究。
1．具体实施方案与成果
(1)改革、完善传统实验对于螺栓联接、带传动、滑动轴承和减速器拆装等典型的传统实验，我们在原有实验基础上进行改进、完善，把单纯的理论验证型实验，转为指导零部件设计的设计应用型实验。
在带传动、滑动轴承实验中采用计算机辅助实验等先进方法，利用现代传感技术、数据采集和处理技术及计算机应用技术来处理实验数据并获得实验曲线，从而为实验内容的丰富提供了必要的条件。通过改变不同参数，得到影响带传动性能、滑动轴承承载能力的一系列曲线，更加深对设计理论的理解。在实验指导书中提出实验的一些具体问题，学生通过预习实验指导书，明确了实验目的及要求，使学生带着解决问题的想法进行实验，一系列问题的解决将非常直观地加深了学生对带传动、滑动轴承设计理解，并且明确了设计参数选择时应注意的问题。从单纯的验证性实验，转为加深设计理论理解、指导零部件设计的设计应用型实验。
在螺栓联接实验中主要增加了螺栓和被联接件的刚度对螺栓所受最大载荷的影响内容，使学生对螺栓联接的合理设计有了更深的认识：减速器拆装实验主要围绕着传动方案(传动零件布置)轴系结构设计两个重点设计内容进行分析，还增加了主要零件的参数和尺寸的测量，以加强学生的工程测绘能力。
通过改革，从单纯的验证性实验，转为加深设计理论理解、指导零部件设计的设计应用型实验，并提高了学生的工程测绘能力。
(2)开设机械综合设计、分析研究型实验开设机械综合设计、分析研究型实验，需要综合多学科知识内容，如涉及机械原理、机械设计、传感技术、数据采集、计算机检测与控制、数据分析等学科，还要综合多种实验仪器、设备、检测与分析手段使用。为学生提供一个开放式机械综合设计、分析研究型的实验平台，学生就能按自己的意愿设计实验方案、方法、过程，能按自己的思想创意组合设计， 自由组装实验装置、调试设备，并在自装实验平台上进行研究与分析实验项目。学生全方位、全过程参与实验教学项目，在实验的整个活动中，充分调动了学生自主获取知识、主动学习的能动性，学生的创新思想得到发挥。
培养了学生理论与实践知识相结合的能力，综合应用知识和创新设计能力，以及分析与解决问题的能力。
我们在初期试点阶段推出以下几种开放式的实验。
1)平面机构创意组合与分析实验。该实验的核心是进行机构运动方案创新设计，学生自己构思设计实现满足不同要求的机构运动方案，使用实验装置的零部件，组合、拼装机构系统，亲手组装成实物模型，动态演示观察机构的运动情况：通过直观调整布局、连接方式及尺寸来验证和改进设计；直到该模型机构灵活、可靠地按照设计要求运动到位，最终使学生用实验方法自行确定了切实可行、性能较优的机械设计方案和参数，也就是通过创意实验——模拟实施环节来实现培养学生创新动手能力。为学生组装的机构系统。
2)机械传动系统创意组合与机械系统性能研究分析实验。该实验是使学生根据对所设计的机械的功能要求，进行机械系统方案设计(总体设计)，并对机械系统进行运动分析、动力分析及装配方案分析。学生自主创意设计组合多种实现该功能的机械传动方案，并进行传动连接、拼装各机械传动系统，同时进行各机械传动系统在传递运动与动力过程中的参数曲线(速度曲线、转矩曲线、传动比曲线、功率曲线及效率曲线等)的测试与分析，对多种可行方案进行比较、评价，加深对常见机械传动性能的认识和理解，掌握机械传动合理布置的基本要求，从而确定最佳传动方案。
通过实验还使学生认识了智能化机械传动性能综合测试实验台的工作原理，掌握了一定的计算机辅助实验的方法，培养了进行设计性实验与创新性实验的能力。
3)开发出轴系结构设计创意组合实验。该实验是要求学生根据给定的轴的回转转速、轴上零件的受力大小及齿轮类型等条件，创意设计出不同的轴系结构方案并进行分析、比较。在设计中要解决轴承类型选择，轴上零件的固定、装拆、轴承游隙的调整、轴承的润滑、密封、轴的结构工艺性等问题，还要考虑滚动轴承与轴、滚动轴承与轴承座的配合选择问题。
每组学生根据实验方案规定的设计条件和要求，确定需要的模块化轴段和轴上零件，进行轴系结构的创意组合设计。通过组装、分析，对轴的结构设计与滚动轴承组合设计有了实质性的认识，为机器的正确设计奠定了技术基础，并启发了学生的创新思维，提高了学生机械设计的能力。
4)发挥慧鱼创意组合模型作用，开设“智能型机械设计创新实验”。利用慧鱼创意组合模型，开设“智能型机械设计创新实验”，使学生能将多学科、多领域的综合知识融会贯通与综合应用中，并在机械创新设计中，能有利于将机、电、控制方面的理论和实际结合起来，激发兴趣和创造力。为学生组装的工程机械。
2．实验的组织与管理在实验的实施中，我们采用的方法是螺栓联接、带传动和减速器拆装典型的传统实验，组织安排学生分批进行：而对于滑动轴承传统实验和机械综合设计、分析研究型实验，实行开放式管理。由学生自愿报名参加，自选实验内容，4~5人为组，在课程的后半部分的2-3周的时间内实施。每周2—3个下午7、8节课，或星期六进行。以小组形式提出一份实验分析报告。
为了切实加强实践教学效果，建立健全现代化的实验教学管理体系，并使开放性实验能够顺利进行，我们还制定和完善所有与实验教学相关的教学文件、及规章制度，认真抓好机械设计实验课程的教学组织和管理，并将实验成绩记入课程成绩。我们还重新编写了实验指导书和实验报告，并为该课程单列实验课进行了一些探讨。
3．结论
为了满足学生自主学习、个性化发展的需要，满足培养综合素质高、综合能力强的人才需要，达到提高学生机械设计综合、创新能力的目的，加强实验这个实践教学环节，构建机械开放式创新、综合实验教学体系，是完全有必要的。为此我们进行了初步的实践和探讨，但在学生自选实验、实验室开放的组织与管理、学生实验成绩评定等方面，还存在着很多问题。我们今后将要努力学习，不断地探讨，争取达到更好的效果。
