這堂機(jī)械設(shè)計(jì)課，把“機(jī)器人關(guān)節(jié)”搬進(jìn)課堂

本文轉(zhuǎn)自：人民網(wǎng)-江西頻道

“春晚舞臺(tái)上，機(jī)器人為何能后空翻耍雙節(jié)棍？支撐其‘剛?cè)岵?jì)’的秘密武器是什么？”在江西理工大學(xué)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課堂上，教師常軍然的一個(gè)提問(wèn)，點(diǎn)燃了學(xué)生們的探究熱情。這堂以“滾動(dòng)軸承”為專(zhuān)題的課程，正以全新的教學(xué)設(shè)計(jì)，讓工科知識(shí)變得可觸可感、有滋有味。

《機(jī)械設(shè)計(jì)》課堂教學(xué)畫(huà)面。江西理工大學(xué)供圖

課堂上，常軍然以學(xué)生感興趣的問(wèn)題為起點(diǎn)，引導(dǎo)大家通過(guò)“學(xué)習(xí)通”平臺(tái)展開(kāi)討論。話(huà)題一經(jīng)發(fā)布，便引發(fā)熱烈互動(dòng)。課堂上，學(xué)生展示人體肩關(guān)節(jié)的6個(gè)自由度：水平擺動(dòng)、側(cè)擺臂、旋轉(zhuǎn)、提拉、滑肩、回旋，詮釋“關(guān)節(jié)”的運(yùn)動(dòng)原理。常軍然順勢(shì)引出核心知識(shí)點(diǎn)——軸承，正是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵“工業(yè)關(guān)節(jié)”。

“軸承是機(jī)器人發(fā)展的性能瓶頸，還是機(jī)械人的決勝利器？”課堂上，一場(chǎng)正反方辯論賽激烈展開(kāi)。這塊辯論不僅讓學(xué)生主動(dòng)查閱資料、梳理技術(shù)脈絡(luò)，更在觀點(diǎn)的交鋒中深化了學(xué)生對(duì)軸承關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的認(rèn)知。常軍然在辯論后系統(tǒng)講解軸承的類(lèi)型、選型方法與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，將“探究”環(huán)節(jié)自然過(guò)渡到“方法”傳授，讓專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加生動(dòng)、深刻地入腦入心。

指尖陀螺在桌面上持續(xù)旋轉(zhuǎn)25分鐘，軸承聲音檢測(cè)板讓學(xué)生僅憑聽(tīng)覺(jué)就能判斷軸承運(yùn)動(dòng)性能是否良好——這些直觀的沉浸式體驗(yàn)，將抽象的摩擦學(xué)、潤(rùn)滑理論轉(zhuǎn)化為可感知的工程現(xiàn)象，讓課堂變身“體驗(yàn)工坊”。“聽(tīng)聲音就能判斷軸承好壞，這讓我第一次真正理解了什么是‘工程直覺(jué)’。”一位學(xué)生感嘆道。

“原來(lái)軸承設(shè)計(jì)不只是查表選型，還可以和AI、大數(shù)據(jù)結(jié)合。”學(xué)生在課后反饋中寫(xiě)道。常軍然在課堂中引入軸承故障診斷的科研案例，展示如何融合振動(dòng)分析、信號(hào)處理、人工智能等多學(xué)科技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦冶裝備中大型軸承運(yùn)行狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與智能維護(hù)。她將傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與數(shù)字化、智能化前沿技術(shù)深度對(duì)接，為學(xué)生打開(kāi)“智能礦冶裝備設(shè)計(jì)”的視野。

這堂生動(dòng)的“軸承課”，正是江西理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)創(chuàng)新的一個(gè)縮影。近年來(lái)，該課程立足學(xué)校礦冶特色，構(gòu)建的教學(xué)新范式，讓工科課堂“玩”轉(zhuǎn)起來(lái)，為培養(yǎng)高端礦冶裝備領(lǐng)域的卓越工程師探索出一條新路徑。