《機械原理》教學模式改革的研究與實踐

摘要：針對目前教學系統(tǒng)劃分過細、綜合應用不足等缺陷， 對教學內容進行整體優(yōu)化、結構性調整、重組和更新。加強過程考核，將機械原理課程設計穿插到理論教學當中，理論教學和實際能力的培養(yǎng)過程交叉進行，全面培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、動手能力、工程實踐能力、獨立分析問題和解決問題能力。

關鍵詞：機械原理 教學模式 課程改革

"機械原理"課程屬于高等學校工科機械工程類本科生必修的"機械設計系列課程"之一，是一門主干技術基礎課程。它在培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維以及機械工程實踐能力訓練等方面均具有重要的作用[1]。但是，機械原理教學過程中存在著一些不足之處：在課程內容上，強調學科知識體系的系統(tǒng)性、完整性，造成理論知識偏多偏深，實踐技能不足，理論與實踐脫節(jié)。課程教學內容以機構運動和動力分析為主，而機械系統(tǒng)運動方案設計、機構的綜合等綜合性的實踐應用環(huán)節(jié)在創(chuàng)新設計課程中進行，是獨立的課程[2]，容易產生實踐與理論分離的現象， 教學很難適應工程教育培養(yǎng)的需要。在課程實施上，課程教學基本是一個封閉的過程，基本采用以前的理論教學模式， 即側重于知識傳授、重記憶、重考試，強調教師傳授知識的主導性，忽視學生學習的主體性。課程教學理論性強、概念抽象，與實際應用有一定距離。學生缺乏學習的主動性，教學質量檢驗的滯后[3]。學生的知識水平通過課程考試成績（或者平時作業(yè)成績+考試成績）核定，而且考試內容一般不會（或不允許）超出教學大綱規(guī)定及課本中的知識內容。這種教學模式和考核方式看似合理，實際上失去了培養(yǎng)學生實際應用知識、拓寬知識面和創(chuàng)新能力的機會[4]。以考試為手段，以分數為考量的應試教育，使教師和學生陷入十分苦惱的境地。它嚴重制約著教育、教學質量的提高，只能培養(yǎng)出高分低能的不合格品。這對于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)非常不利，使得大多數本科畢業(yè)生必須參加社會培訓后才能上崗就業(yè)。此外，造成了人才尤其是應用型、創(chuàng)新型高級技術型人才短缺。為此， 對于教學模式改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究一直是國內外高校教改的重點。

為了適應社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的需要，根據我校工程教育人才培養(yǎng)的目標以及學校的實際情況，并借鑒其它院校同類課程的經驗，對機械原理課程進行教學模式改革的研究與實踐。

1、理論課與實驗、實踐課學時的穿插教學

課時按照現有的模式不調整，理論課課時針對模塊化教學的需要，設計為54 學時；實驗課時5學時，此外進行的為時2 周的課程設計（創(chuàng)新設計）穿插在教學過程中。加強了實踐課時量，強化了學生的動手能力和創(chuàng)新設計的能力，同時，理論課教學也基本滿足學生對理論知識的掌握要求。

2、理論課教學內容的大幅度調整

課程內容的改革不是簡單意義上的增加或刪除，而是在專業(yè)化的前提下，優(yōu)化組合了相關內容的課程。教學內容的改革突出綜合應用知識能力的培養(yǎng)，在此基礎上培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在教學內容上，機械原理課堂教學淡化原來簡化的、近似的計算法及圖解法， 強化了精確的解析法及機構創(chuàng)新設計、方案設計等內容， 為學生綜合運用各學科知識打下良好基礎， 擴大了學生的知識面，教學內容的安排做到"寬而精"。課程內容上壓縮了機構的運動分析圖解法、凸輪機構圖解法和力分析的課時，桿組分析法對機構的多樣性設計和創(chuàng)新設計方面，有重要的啟發(fā)作用，機構的結構分析保留原有的內容。常用機構的學習中，減少推導性內容，重點介紹機構設計的方法，增加機構的組合設計、轉子動平衡和機械調速等內容的課時。使整個課程體系更加完整，更加系統(tǒng)，更符合現代工業(yè)設計對學生總體知識掌握水平的要求。

3、注重理論與實踐相結合

在機械原理大作業(yè)和課程設計中引入計算機輔助設計方法。如引導學生應用matlab，ADAMS等軟件對機構設計方案進行虛擬設計和運動學仿真，并驗證方案的正確與否，可使學生的創(chuàng)新積極性得到提高。通過電算編程，既加深了學生對教學內容的理解， 又在計算機應用方面得到了鍛煉。在大作業(yè)和課程設計中，逐步實行了計算機輔助設計。

4、考核方式改革

為了將課程知識應用于設計實踐，并通過設計實踐鞏固課程知識，促進對學生創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)， 考核方式上采用學生參與教學活動評分+ 大作業(yè)考核分+期末考試得分的課程總成績考核方式。學生參與教學活動的評分內容包括課前預習題庫的問題解答、課中問題的隨機抽查、圍繞某個知識點的以小組為單位的討論表現，調動學生自主學習的積極性。學生大作業(yè)的設計任務考核主要根據平時布置的大作業(yè)完成質量和創(chuàng)新性以及答辯情況進行綜合評分；期末考試采用傳統(tǒng)的試卷考試形式。

通過新的教學模式的改革實踐，對授課學生進行調查，學生普遍反映新的教學模式，學生學習的積極性普遍獲得提高，無處不在的考核方式，上課不敢玩手機。大作業(yè)作為考核總評成績的一部分，很值得推廣，通過這種方式，一方面理論和實踐有了結合的途徑，另一方面避免了考試沖刺的現象。課程設計穿插到理論教學中，時時探討，問題及時解決，改變了獨立的課程設計課程沒有充分時間探討存在問題的缺陷。教學模式的改革注重創(chuàng)新思維培養(yǎng)和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，以培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新型人才為目標，改革考核方式，提高了學生學習興趣。

參考文獻：

[1] 景作軍，王宇，陳睿，趙明. 以實例教學為驅動的機械原理課程教學.科教導刊.2016（3）：97-98.

[2] 王成. 以卓越工程師培養(yǎng)為導向的機械原理課程改革與創(chuàng)新. 中國現代教育裝備. 2015（6）： 75-77.

[3] 楊小龍，何美麗. 基于"MOOCs "（ 慕課） 的機械原理課程教學改革. 現代企業(yè)教育. 2015： 440.

[4] 殷勇回，高志，章蘭珠. 提高機械原理課程教學質量的思考與實踐. 中國大學教學. 2014（6）： 57-59.

作者簡介：

姓名：葉紅仙 單位：杭州電子科技大學，職稱： 副教授 學位：博士 出生年月：1974.2 性別：女 研究方向： 機械故障診斷