機械原理課程教學方法探索與實踐

朱孫科 羅天洪 鐘 厲 趙樹恩

（重慶交通大學 機電與汽車工程學院，中國重慶400074）

機械原理課程教學方法探索與實踐

朱孫科 羅天洪 鐘 厲 趙樹恩

（重慶交通大學 機電與汽車工程學院，中國重慶400074）

為提高機械原理課程的教學質(zhì)量，本文分析了機械原理課程在機械類專業(yè)學生培養(yǎng)中的重要地位；針對該課程承前啟后、內(nèi)容豐富的特點，結(jié)合我校相關(guān)專業(yè)特色，本文研究了機械原理課程教學模式，提出了機械原理課程緒論課引導、實踐環(huán)節(jié)強化、內(nèi)容體系構(gòu)建、教材講義編寫、多媒體教學與傳統(tǒng)教學相統(tǒng)一等方面的見解與嘗試。

機械原理；教學方法；教學研究

0 引言

機械原理課程是一門研究機械的運動學分析、動力學分析和設(shè)計基本理論問題的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在我校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)與車輛工程專業(yè)的教學計劃中均為必修的主干課程。作為機械類專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它具有較強的工程性、實踐應用性、創(chuàng)新性，在整個教學體系中起著承上啟下的作用。本課程任務是使學生掌握機構(gòu)學和機械動力學的基本理論知識和基本技能，并初步具有擬定機械運動方案、分析和設(shè)計機構(gòu)的能力。該課程工程特色明顯，是學生使用機械、設(shè)計機械的根本，它在培養(yǎng)學生對機械技術(shù)工作的適應能力、開發(fā)創(chuàng)造能力，特別是在培養(yǎng)學生分析與解決工程實際問題能力方面有著重要的作用。

為提高機械原理課程教學質(zhì)量，國內(nèi)從事該課程教學的教師對其教學內(nèi)容、教學手段、教學方式等方面進行了有益的改革嘗試[1-3]。本文結(jié)合我校學科專業(yè)的特色，考慮學生的能力素質(zhì)要求，在機械原理課程教學內(nèi)容、教學方法、講義教程選擇等方面提出了探討。

1 注重培養(yǎng)激發(fā)學生主動學習精神

1.1 緒論課的設(shè)計與引導

緒論課作為機械原理的首堂課，是課程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，在本門課程的教學中有著不可忽視的作用。通過緒論課講述，應使學生明白本門課程學習的目的、內(nèi)容和重要性，并建立起機械原理這門課整體概念、全面認識，清楚該課程與自己所學專業(yè)間的關(guān)系以及與已修課程和后續(xù)課程間的關(guān)系。經(jīng)過緒論課的學習，應該能夠使學生產(chǎn)生學習的主動性，激發(fā)起學習興趣與熱情，創(chuàng)造一個良好的開端，達到事半功倍的效果。

和絕大多數(shù)教材一樣，我校選用的孫桓主編《機械原理》緒論部分也是作為單獨章節(jié)編寫，主要內(nèi)容包含：機械原理課程的研究對象及內(nèi)容、學習機械原理課程的目的與方法、機械原理學科發(fā)展的現(xiàn)狀等。教學設(shè)計時可以在介紹上述內(nèi)容的同時，采取穿插的形式重點闡述貫穿全課程易混淆而又非常重要的，如構(gòu)件、零件、機構(gòu)、機器、機械、運動鏈等概念。另外，采用介紹與機械原理相關(guān)的科研項目、機械課外競賽等多種手段來進行引導，課外競賽可以選取機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的相關(guān)參賽作品，如第五屆全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽我校獲獎作品進行介紹，讓學生體會到機械原理其實就在身邊，以期激發(fā)其學習主動性和積極性，為今后學習做好有益鋪墊。

1.2 強化實踐教學環(huán)節(jié)

為使學生更深刻地理解掌握機械原理基本理論知識，針對我院相關(guān)專業(yè)學生，除課內(nèi)機構(gòu)測繪、齒輪范成法等教學實驗外，將教師手中的合適項目，進行分解、拆分作為若干個子項目讓學生自己動手，通過一人或者幾個人一組的方式完成，這種方式可以有效的提升學生資料檢索、工程圖繪制、計算機應用等方面能力，同時也有利于培養(yǎng)學生間的團結(jié)協(xié)作精神。這在培養(yǎng)工科學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維以及工程實踐能力方面是一種很好的嘗試。此外，通過教師、輔導員等途徑鼓勵學生利用課余時間采用三維設(shè)計軟件對所設(shè)計的機構(gòu)進行三維虛擬造型設(shè)計，彌補在機構(gòu)運動學和動力學分析教學中常用分析方法的不足。可以提高學生對三維設(shè)計軟件的操作熟練度、調(diào)動學生的創(chuàng)新積極性。積極鼓勵本班學生參加“大學生創(chuàng)業(yè)訓練大賽”、“機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”等有益賽事，以“傳幫帶”的模式讓卓越工程師班中優(yōu)秀同學與高年級學生組隊，激發(fā)了學生對機械原理學習興趣，也培養(yǎng)了他們的工程實踐能力。同時，以某幾個同學為核心，可以產(chǎn)生輻射效應，帶動更多同學參與到此類科技活動中來，以期增加學生的理論聯(lián)系實際能力、提高對機械原理的認識、增加課程的學習興趣。

2 教學內(nèi)容的合理構(gòu)建與教材選擇

2.1 教學內(nèi)容的構(gòu)建

機械原理課程有與物理、理論力學等課程相同的知識點，如機構(gòu)的運動分析、力分析等，也有其獨有的知識點，如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)中的“反轉(zhuǎn)法”等。為使機械原理的專業(yè)知識與本專業(yè)學生創(chuàng)新能力、工程實踐能力達到有機地融合，通過對學生學習基礎(chǔ)、學習能力等方面的了解，把握機械原理與先修課程及后續(xù)課程間的內(nèi)在聯(lián)系，將機械原理的課程體系大體上分成：通用方法篇與特有方法篇，前者如機構(gòu)分析、運動分析、力分析等，后者如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)中出現(xiàn)的“反轉(zhuǎn)法”等，使學生了解課程體系的總體構(gòu)成；圍繞學生機構(gòu)設(shè)計、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，將課程內(nèi)容定位到如下幾個方面：機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運動分析與力分析、機械效率、機械平衡、常用機構(gòu)設(shè)計等模塊，在課程引導中介紹工業(yè)機器人、內(nèi)燃機、轎車等工程實際應用以及往屆學生的設(shè)計作品。通過教學實踐表面，上述機械原理課程體系的知識結(jié)構(gòu)分類方法，更能讓學生領(lǐng)會本課程的特點，符合我校相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)要求。

2.2 教材的選擇

目前比較有代表性的參考教程如西北工業(yè)大學孫桓主編《機械原理》、上海交通大學鄒慧君主編《機械原理》等。結(jié)合我校教師、學生教與學的特點，以及近些年來的機械教研室的教學經(jīng)驗，采用西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室孫桓主編的 《機械原理》（第七版）作為機械原理課程的主要教程。同時組織學院有多年教學和實驗經(jīng)驗的骨干教師，參與編寫《機械原理習題集》和《機械原理實驗指導講義》等有益的學習輔助資料，通過幾屆學生的教學情況看，上述資料對課程學習起到了很大的促進作用。

3 注重多媒體教學與傳統(tǒng)教學統(tǒng)一

在這個信息化時代，教師能夠科學、合理、有效的使用現(xiàn)代多媒體教學方式是其必備的基本教學技能。當前大學課程“廣而博”的設(shè)置方式，使得機械原理課程的學時不斷地壓縮，采用現(xiàn)代化的多媒體教學手段可以很大程度上解決少課時與多內(nèi)容間的矛盾。此外，多媒體教學具有形象生動、信息豐富、交互性較強的特點，可以靈活的介紹工程實例、圖片、動畫等內(nèi)容，能夠有效地幫助學生理解抽象問題，如可以用動畫的方式演示各種機械或機構(gòu)的工作原理與運動過程，獲得課本和板書難以達到的效果。

相比于多媒體教學，傳統(tǒng)教學方式講授速度慢，但學生容易做筆記，并且有充分的時間來思考、消化相關(guān)內(nèi)容。機械原理作圖內(nèi)容較多，針對重要知識點，為方便學生理解，可以選擇采取板書的形式，如采用“反轉(zhuǎn)法”求鉸鏈中心、求凸輪廓線等知識點，給學生足夠思考時間，達到學生與教師同步思維，利于消化吸收所學內(nèi)容。

因此，教師應該根據(jù)教學需要進行選擇，將多媒體教學與傳統(tǒng)教學手段有機的結(jié)合起來，達到本專業(yè)學生培養(yǎng)的教學目的。

4 結(jié)束語

機械原理課程在機械類專業(yè)學生培養(yǎng)中占有舉足輕重的地位，本文從注重培養(yǎng)激發(fā)學生主動學習精神、教學內(nèi)容的合理構(gòu)建與教材選擇、注重多媒體教學與傳統(tǒng)教學有機統(tǒng)一等3個方面探討了機械原理課程教學的一些體會，并付諸了實踐，以供相關(guān)教學工作者參考。

［1］劉慶運，錢瑞明.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械原理課程教學[J].教育教學論壇，2012(16)：33-34.

［2］毛婭.適應“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的機械原理雙語教學探索與實踐[J].教育教學論壇，2013(06)：191-192.

［3］匡兵，孫永厚，景暉，等.面向應用的《機械原理》教學改革實踐[J].科技信息，2012(33)：707.

重慶市高等教育教學改革研究重點項目（09-2-013，102216）。

朱孫科（1982—），男，博士，講師，主要從事機械設(shè)計及理論方面的研究。

王迎迎］