機構創新設計虛擬實驗平台

機構創新設計虛擬實驗平台是燕山大學建設的虛擬仿真實驗課程。

基本介紹

• 中文名：機構創新設計虛擬實驗平台
• 建設院校： 燕山大學
• 課程負責人：曾達幸
• 授課教師：侯雨雷、周野飛、李大龍、宜亞麗

課程簡介

機構創新是機械發展的基礎，也是機械類學生創新設計的靈魂。機構創新設計虛擬實驗平台是基於“網際網路+”、OBE理念和CDIO教學模式。採用以學生為主體，指教導師輔助引導的方式進行，讓學生自主設計新機構，使用計算機模擬技術實現新機構的功能驗證，以提高學生自主實踐能力，培養學生的創新精神。實驗通過典型連桿機構的組成分析、運動分析、數據採集、運動參數曲線生成、新結構搭接等模組，全面提升學生的機構創新能力。

課程目標

機構創新是機械發展的基礎，也是機械類學生創新設計的靈魂。按照國家對高等院校實驗教學示範中心建設中提出的培養模式和教學模式改革等要求，依託“網際網路+”，以完整的實驗教學項目為基礎，建設機構創新設計虛擬實驗平台，讓學生自主設計新機構，使用計算機模擬技術實現新機構的功能驗證，以提高學生自主實踐能力，培養學生的創新精神。

在機械系統中，廣泛套用的連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇機構以及帶傳動、鏈傳動、聯軸器等基本機構種類繁多，形式多樣。實體教學方法受實驗設備種類及數量、實驗教學場地、實驗學生和指導教師人數等條件限制，多年來成為限制機構創新教學的瓶頸。

通過機構創新設計虛擬實驗平台的建設，充分利用現代信息技術的成果，可以使教師和學生在逼真的三維虛擬場景中開展實驗教學活動，充分發揮學生的想像力及創新思維，極大地提高學生的學習興趣，學生可以不受物理條件的限制，靈活地設計機構方案並進行合理的搭接，進行仿真模擬實驗，最終設計出性能可靠的機構傳動方案，這對於學生深入理解機械系統的基本結構與性能特點具有重要的作用。

在教學中實現理論與虛擬仿真交替進行， 讓學生達到“學中做，做中學”的學習效果。使用網際網路技術，可通過操作終端線上訪問虛擬仿真實驗平台，根據虛擬實驗平台提示或閱讀操作說明，或觀看所提供示範搭接視頻，或根據操作者想法，構建新的機構，並驅動機構運動，從而創造新的機構或者驗證操作者所設計機構傳動方案的正確性，同時虛擬實驗平台設定有機構傳動方案評估系統，可實現所設計機構傳動方案的一般性評價。該平台符合當前國家示範中心建設當中提出的理實一體化要求，實踐“項目化”和“任務化”教學理念。實驗的主要目的如下:

(1)通過機構創新設計虛擬實驗平台將 《機械原理》課程的理論教學與實驗教學有機結合起來，使學生掌握《機械原理》基本機構及產品設計理論與方法，能夠在工程實踐中靈活運用，具備針對機械工程實踐中的複雜工程問題，制定傳動方案並進行構建的能力，以培養學生機構運動創新設計意識及綜合設計的能力;

(2)利用機構創新設計虛擬實驗平台， 將所學《機械原理》及其它課程知識進行虛擬實驗，完成機構傳動方案的仿真、分析、處理與解釋，能夠使學生揭示研究對象的變化趨勢(規律)，培養學生通過分析歸納推理得出結論的能力;

(3)通過機構創新設計虛擬實驗平台 進行機構創新設計，突破實體教學中學生工程實踐能力培養受實驗設備、場地和指導教師不足等客觀條件的限制，實現對學生創新能力的培養;

(4)通過使用計算機仿真技術和 “網際網路+”，學生可以自主結合，以複雜的工程實際問題為需求背景，團隊完成複雜的全新機構的設計，鍛鍊學生團隊合作.能力，自主創新能力及解決複雜工程問題的能力。