近年來，我國交通運輸業(ye) 高速發展，我國的橋梁建設水平已躋身於(yu) 國際先進國家的行列[1]。在交通運輸建設中，各種類型的橋梁和涵洞已成為(wei) 陸路交通的重要組成部分。了解和學習(xi) 關(guan) 乎國計民生的工程領域的發展前沿，對拓寬大學生的知識視野和培養(yang) 其工程創新意識有著非常重要的作用[2]。但由於(yu) 工程實施和安全等方麵的限製，施工單位一般不願意接受與(yu) 施工無關(guan) 的人員近距離地參觀、學習(xi) 和研究。因此，大學生通常隻能通過各種信息媒體(ti) 獲取的圖片或視頻來了解橋梁。即使在橋梁專(zhuan) 業(ye) 課程教學中，通常也是采用多媒體(ti) 課件，以圖片、動畫、視頻等形式展示[3]。課程中僅(jin) 有結構展示而沒有動力學驗證，其中很多細節的結構及運動方式都難以闡釋。為(wei) 了滿足學生接觸實際生產(chan) 設備並了解實際生產(chan) 過程的需求，開發既能直觀展示設備結構和生產(chan) 過程又能讓學生參與(yu) 實踐的橋梁機械模擬實驗平台，是很好的解決(jue) 途徑。
慧魚創意組合模型是技術含量很高的工程技術類智趣拚裝模型[4-5]。它由各類工業(ye) 標準機械構件、電器構件、傳(chuan) 感器、氣動元件、計算機接口板及控製軟件等組成。通過構件的組合拚裝，應用設計構思和實驗分析，可以實現任何技術過程的還原，也可以實現工業(ye) 生產(chan) 和大型機械設備操作的模擬[6]。慧魚模型既能夠展示科學原理和技術過程，又能夠支持創意設計和實踐，已被廣泛用於(yu) 教育教學中[7-8]，並成為(wei) 培養(yang) 學生創新思維和動手實踐能力的重要載體(ti) 之一[9]。
因此，基於(yu) 慧魚模型開發了橋梁機械模擬實驗平台(簡稱實驗平台)，對橋梁機械設備的機械結構和工作過程等進行模擬，並演示了橋梁機械的工作原理。學生通過實驗平台參觀見習(xi) ，可以對機械係統進行試驗和模擬研究。因此，該實驗平台對開闊學生的知識視野、培養(yang) 其工程創新意識和創新實踐能力有著重要的作用。
1 實驗平台開發方案
2 實驗平台的搭建
3 層次遞進的能力培養(yang) 方案設計
4 結語
本文基於(yu) 慧魚技術設計的實驗平台主要用於(yu) 本科生實踐教學。圍繞著學生需求和培養(yang) 方案的建設目標進行了實驗平台的開發，通過慧魚技術模塊化設計實現了真實設備的機械結構模擬和工作過程實現。基於(yu) 實驗平台的學習(xi) 和實踐操作，不僅(jin) 能激發學生的學習(xi) 興(xing) 趣、開闊學生的知識視野、鍛煉學生的實踐操作能力，而且能為(wei) 學生的自主實踐和創新實踐提供借鑒和支撐平台。實驗平台的使用對培養(yang) 學生實踐動手能力和創新能力起到積極的作用。
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王娜 張育林 西安交通大學實踐教學中心 |
