【文章內(nèi)容簡介】 作用大家知道，機械原理這門課講的內(nèi)容是機構(gòu)學(xué)和機械動力學(xué)的基本知識、基本理論和基本方法, 培養(yǎng)學(xué)生具有擬定機械系統(tǒng)運動方案、進行運動學(xué)和動力學(xué)分析和設(shè)計機構(gòu)的能力。通過機構(gòu)設(shè)計、機械系統(tǒng)方案設(shè)計來實現(xiàn)和完成某些特定的功能要求。近幾年亞廣聯(lián)舉辦的大學(xué)生機器人電視大賽的題目正是機械設(shè)計類課程教學(xué)聯(lián)系工程 1 實際的最好題材（這個比賽已經(jīng)舉辦五屆了），引入這種題材的比賽活動豐富同學(xué)們的校園生活，活躍同學(xué)們的校園文化，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，啟迪大家的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)了同學(xué)們的創(chuàng)新實踐能力。首先來看大學(xué)生機器人電視大賽主題的題材特征。每年一屆機器人電視大賽的主題以不同的形式提出，如首屆的主題為“搶攀珠穆朗瑪峰”，第二屆為“太空征服者”。第三屆為“鵲橋相會”。均要求設(shè)計制作具有不同動作功能的移動機器人，執(zhí)行的動作功能對工作載荷的要求不大，但動作和速度的實現(xiàn)確是比賽取勝的關(guān)鍵，對機器人本體有重量和尺寸的限制條件。這種題材主要是系統(tǒng)方案的構(gòu)思設(shè)計和輕型結(jié)構(gòu)的制作、安裝和調(diào)試、演練。其功能特點既接近于工程實際，但結(jié)構(gòu)特征又不要求太高，具有典型的演練特征。特別適合于大學(xué)生的設(shè)計訓(xùn)練和實踐操作鍛煉。在內(nèi)容上要設(shè)計和制作的機器人要完成特定的功能動作，如伸縮，舉起放下，夾持搬運等等，這需要設(shè)計制作相應(yīng)的機構(gòu)來完成，是將機械原理的理論知識和工程實際結(jié)合的好項目。自行設(shè)計和制作，是理論知識和方法具體應(yīng)用的好課題，是實驗檢驗、實踐鍛煉的好機會。方案設(shè)計、實物制作、安裝調(diào)試不是一個人能完成的，需要一組人的相互配合，共同努力，最后的評價是集體的創(chuàng)作，所以是團隊合作精神的好體現(xiàn)。大學(xué)生機器人電視大賽題目不重復(fù)，功能有變化，不能照搬、照抄，有創(chuàng)意、有新招、有絕妙，提供了一個探索科技世界、激發(fā)創(chuàng)新思維、付諸社會實踐、展示智慧與才干的好舞臺。從比賽形式上看，是一種公開的機器人競技比賽，場面生動活潑，具有挑戰(zhàn)性和觀賞性，比賽競爭，引人入勝，有吸引力、有刺激作用。容易引起大家的興趣和投入。在評價法則方面，機器人功能展示，公開、透明，比拼競賽，勝負評判，輸贏定論，公正、公平。不用靠專家、權(quán)威評判高低，只需要專家制定好規(guī)則、比賽由裁判監(jiān)督。易于評判操作，杜絕了作弊、偏袒等不正當行為。全國大學(xué)生機器人電視大賽是一個公開、公平、公正的比賽，其為功能型評價，客觀真實，便于評價對比。大賽的題目出自于工程型的游戲，既帶有趣味又具有新穎性，其用于比賽的樣機不是可以提前預(yù)定制作，不是可以仿造制作，接近于工程，又不要求技術(shù)含量太高，制作操練性比較強。將大學(xué)生機器人電視大賽的題材引入課堂，開展機械原理課程的“理論——設(shè)計——制作——比賽”的“四位一體”教學(xué)模式的實踐，是對實施創(chuàng)新教育、培養(yǎng)創(chuàng)新開拓型的工程技術(shù)應(yīng)用人才是一個有益的探索?！八奈灰惑w”教學(xué)模式的具體實施機械原理課程引入機器人比賽題材的“四位一體”教學(xué)模式的具體實施，一種是直接借用大學(xué)生機器人電視大賽的主題和規(guī)則，在院內(nèi)開展熱身預(yù)賽。另一種是自擬形式相近題目的比賽。根據(jù)機器人大賽的主題和規(guī)則，需要進行機器人的總體方案設(shè)計；我們首先安排了動員會，向同學(xué)們介紹機器人大賽的主題和有關(guān)內(nèi)容以及比賽規(guī)則，要求學(xué)生分組進行方案設(shè)計。結(jié)合比賽主題要求的功能是使項目型組織安排，以具體的案例實施課堂理論教學(xué)。機器人方案設(shè)計需要機構(gòu)選型、組合和設(shè)計的知識。結(jié)合總體方案設(shè)計組織和安排課堂教學(xué)的內(nèi)容。并介紹機械系統(tǒng)方案設(shè)計的有關(guān)理論和方法。當有知識需求時，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣非常高，并且表現(xiàn)出極大的積極性和主動性。學(xué)生以班級為單位自愿組合小組來做方案，設(shè)計方案要求用機械原理學(xué)過的機構(gòu)運動簡圖表達運動關(guān)系，并畫出結(jié)構(gòu)布置圖。對做出的方案進行答辯評審和講評。從中選定構(gòu)造合理、功能實用的方案進入實物制作和參加比賽。進行機器人的方案設(shè)計，可用到的機構(gòu)類型很多，方案組成很關(guān)鍵的是要易于實現(xiàn)，實用可靠，快捷巧妙。學(xué)生需要綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識對移動載體、功能執(zhí)行機構(gòu)、運動控制等各部分系統(tǒng)進行設(shè)計。通過對設(shè)計方案的答辯評審和講評，是一個具體形象的設(shè)計展示和生動活潑的知識表現(xiàn)，對同學(xué)們學(xué)習(xí)的理論知識點是一個深化和鞏固，更是一個付諸實際應(yīng)用的好操練。這個環(huán)節(jié)能充分表現(xiàn)學(xué)生的理論知識的學(xué)習(xí)狀況，也暴露其對理論知識系統(tǒng)性的掌握情況。比賽機器人的設(shè)計、制作相關(guān)的知識內(nèi)容涉及機械、電子、傳感、控制、驅(qū)動、材料等方面的基礎(chǔ)知識。具體的工作過程涉及策劃、組織、設(shè)計、制作、調(diào)試與演練等方面的內(nèi)容。我們通過安排第二課堂的課外活動來補充相關(guān)的知識和內(nèi)容，并由學(xué)生自己組織團隊，吸收不同專業(yè)的學(xué)生組合來完成設(shè)計和后期的制作和調(diào)試控制。實物樣機制作要求需要先提供總體結(jié)構(gòu)布置圖、外觀形式的立體圖；并要求提供功能和運動原理的機構(gòu)簡圖，盡可能繪制總體組裝圖及機器人重要部件零件圖。機器人制作工作量大，花費時間多。我們利用學(xué)院實驗室開放提供場地和制作的設(shè)備等條件。安排理論課老師與實驗指導(dǎo)教師結(jié)合指導(dǎo)學(xué)生進行的實物制作。學(xué)生利用課余時間、周末時間動手制作。同學(xué)們對自己的設(shè)計方案要付諸實施，有非常高的興趣和熱情，經(jīng)常加班熬夜。指導(dǎo)老師看著同學(xué)們這么辛苦，熱情卻非常高，不忍心催他們離開，經(jīng)常陪著他們干到晚上112點才離開實驗室。組織舉辦的院內(nèi)機器人設(shè)計、制造和比賽，充分發(fā)揮我院培養(yǎng)大學(xué)生動手動腦的優(yōu)勢和特色。配合第一課堂開設(shè)第二課堂的活動來補充相關(guān)的內(nèi)容，根據(jù)項目設(shè)計需要的知識和理論施教，將課堂書本知識與工程實際結(jié)合，與工程應(yīng)用結(jié)合，真正體現(xiàn)理論知識學(xué)習(xí)的工程應(yīng)用價值，體現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的實踐操作價值。依托學(xué)院參加全國大學(xué)生機器人電視大賽活動提供的條件，在院內(nèi)組織的機器人設(shè)計、制作和提前的預(yù)演比賽，既為動員大學(xué)生廣泛參加全國大學(xué)生機器人電視大賽活動提供了了解、認識的機會，也提供了讓大學(xué)生表現(xiàn)和進行選拔的條件。此項活動的開展為我院參加全國大學(xué)生機器人電視大賽提供了參考和經(jīng)驗積累。同學(xué)們對參加機械原理課程教學(xué)的這種創(chuàng)新實踐活動積極踴躍，在院內(nèi)連續(xù)組織了幾 屆活動，有結(jié)合第五屆全國大學(xué)生機器人電視大賽主題“修建雙子高塔”，開展機器人的方案設(shè)計和制作比賽，還有自擬題目的“樹立校訓(xùn)”機器人比賽。由于參與活動的同學(xué)主要是正在開設(shè)