關(guān)于提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量的思考

摘要：機(jī)械原理主要是圍繞機(jī)械共性問(wèn)題進(jìn)行探討和研究的一門(mén)基礎(chǔ)性課程，是后續(xù)機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)和機(jī)械制造工作的知識(shí)和理論支撐，具有實(shí)踐性強(qiáng)等顯著特征。鑒于此，本文主要就提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行思考和探索，從而為機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量的提升提供重要地借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理課程;教學(xué)質(zhì)量;思考

0 ?引言

將機(jī)械原理課程與其他課程進(jìn)行對(duì)比可知，其不僅對(duì)學(xué)生的實(shí)踐性要求較高，而且還需要學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯能力。因此，在針對(duì)這一課程進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生必須主動(dòng)地參與到實(shí)踐和操作過(guò)程中，而就教師來(lái)講，則需要為學(xué)生提供更多、更豐富的實(shí)踐操作機(jī)會(huì)。

1 ?機(jī)械原理課程概述

機(jī)械原理課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)中不可或缺的基礎(chǔ)課程內(nèi)容，具有應(yīng)用性強(qiáng)和工程性強(qiáng)等特征[1]。在學(xué)習(xí)此課程時(shí)，一方面要求學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等理論知識(shí)有充分地了解與掌握，另一方面還需要借助實(shí)踐這一載體促進(jìn)其理論分析能力和水平的提升。以微觀角度來(lái)講，機(jī)械原理課程將對(duì)學(xué)生創(chuàng)新機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)能力進(jìn)行培養(yǎng)作為立足點(diǎn)，以多樣化設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)任務(wù)為中心進(jìn)行深入研究與分析，并依托多樣化方案的綜合比對(duì)和評(píng)價(jià)從中挑選出最優(yōu)方案，因此，從這個(gè)角度來(lái)講，機(jī)械原理課程也具有較強(qiáng)的實(shí)踐性特征。

2 ?提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量的具體措施

2.1 對(duì)緒論課設(shè)計(jì)予以重視

緒論課是機(jī)械原理設(shè)計(jì)的第一節(jié)課，具有至關(guān)重要的作用。良好的緒論課教學(xué)既可以使學(xué)生對(duì)機(jī)械原理課程及重要性有較為深刻的認(rèn)識(shí)與了解，又可以為學(xué)生更好地學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程提供了重要的方法與輔助。在緒論課教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)這一依托下，機(jī)械原理課程將更具豐富性和感染力，對(duì)提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量等大有裨益。

在緒論課教學(xué)過(guò)程中可以將多媒體教學(xué)手段應(yīng)用到其中，以此達(dá)到活躍課堂氛圍，吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。一般來(lái)講，機(jī)械專業(yè)學(xué)生中男生數(shù)量較多，其對(duì)于汽車(chē)有著較強(qiáng)的好奇心和興趣，而機(jī)械原理課程中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析又是圍繞汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)展開(kāi)論述的，因此，借助多媒體方式將世界名車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程進(jìn)行生動(dòng)化展示，不僅可以使學(xué)生直觀、生動(dòng)地學(xué)習(xí)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理，而且對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量也具有重要作用。

就緒論課教學(xué)內(nèi)容來(lái)講，不僅僅要對(duì)機(jī)械原理課程中的研究對(duì)象、內(nèi)容、性質(zhì)、學(xué)習(xí)目的和方法等予以明確，還要將重難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行整合和梳理，同時(shí)，各個(gè)章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容所花費(fèi)的課時(shí)時(shí)間也要進(jìn)行詳細(xì)地梳理，從而確保后續(xù)學(xué)生安排學(xué)習(xí)時(shí)間時(shí)的合理性。教師還要根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出學(xué)生課程學(xué)習(xí)過(guò)程中容易遇到的困難和問(wèn)題，并在后續(xù)教學(xué)過(guò)程中有針對(duì)性地進(jìn)行側(cè)重與解決。例如機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)是基于學(xué)生對(duì)理論力學(xué)方面知識(shí)有一定掌握下來(lái)開(kāi)展的，所以學(xué)生在面對(duì)機(jī)構(gòu)各點(diǎn)位移、速度等進(jìn)行分析時(shí)，通常會(huì)借助理論力學(xué)為手段來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題。但是，機(jī)械原理和理論力學(xué)在運(yùn)動(dòng)層面來(lái)講，無(wú)論是其表達(dá)方式還是求解方法等都會(huì)存在明顯不同，如果對(duì)其二者間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)不能明確，不僅會(huì)制約學(xué)生知識(shí)遷移能力和舉一反三能力，而且對(duì)概念理解也會(huì)不夠清晰甚至混淆，增加了后續(xù)學(xué)習(xí)的難度。在解決移動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度這一問(wèn)題時(shí)，學(xué)生對(duì)于動(dòng)點(diǎn)動(dòng)系選擇和牽連角速度求解過(guò)程中會(huì)存在疑惑，同時(shí)，在針對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理予以描述時(shí)，機(jī)械原理和理論力學(xué)兩者間的描述方法會(huì)存在顯著的差異，因此無(wú)論是動(dòng)點(diǎn)選擇還是動(dòng)系選擇時(shí)都會(huì)不同，而受到運(yùn)動(dòng)件關(guān)系不同的影響，列出的矢量方程也會(huì)存在顯著差異。在開(kāi)展緒論課教學(xué)過(guò)程中，將機(jī)械原理課程和先驅(qū)課程間具有的聯(lián)系和差異向?qū)W生明確，對(duì)學(xué)習(xí)效率的提升具有積極意義。

此外，對(duì)緒論課中的內(nèi)容進(jìn)行剖析可知，其中也囊括了多個(gè)重要的概念解釋，例如機(jī)械、機(jī)器、運(yùn)動(dòng)鏈等，且上述概念間也是相互聯(lián)系又相互區(qū)分的。只有對(duì)這一內(nèi)容予以明確，才能更好地掌握此課程學(xué)習(xí)的本質(zhì)目的和根本任務(wù)，是后續(xù)機(jī)械系統(tǒng)方案分析與設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)。

2.2 借助問(wèn)題引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考

想要使教學(xué)質(zhì)量得到有效地提高，那么還要對(duì)學(xué)生在課堂教學(xué)中的參與度給予重視，推動(dòng)學(xué)生由以往被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。這就需要教師對(duì)機(jī)械原理課程教學(xué)內(nèi)容有較高的熟悉度，并將其中的重難點(diǎn)問(wèn)題予以整合，在問(wèn)題這一主線引導(dǎo)下拉開(kāi)教學(xué)序幕，學(xué)生在試圖解決教師提出的問(wèn)題時(shí)，思維就會(huì)活躍起來(lái)，并積極參與到課堂學(xué)習(xí)當(dāng)中，教學(xué)質(zhì)量和效果也由此提升。以機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算這一部分內(nèi)容為例，由于此部分內(nèi)容是需要學(xué)生重點(diǎn)掌握的知識(shí)內(nèi)容，對(duì)此，教師要遵循深入淺出的原則，對(duì)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副概念予以講述，并在分析其作用的同時(shí)引出平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的公式。在給出相關(guān)計(jì)算例題后，教師還要故意展示出解答的誤區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中存在的問(wèn)題，并借助這一契機(jī)，將復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等三個(gè)需要注意的因素向?qū)W生明確，同時(shí)還要注重對(duì)其的整合與歸納，為學(xué)生的理解與掌握奠定良好的基礎(chǔ)[2]。就此部分內(nèi)容來(lái)講，每一小節(jié)內(nèi)容間都存在較強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)邏輯性較強(qiáng)，對(duì)于其中涉及到的概念和公式等都需要借助自由度這一主線進(jìn)行清晰表述。在講解過(guò)程中還可以向?qū)W生提出以下問(wèn)題，如：“在得出公式表達(dá)時(shí)我們的推理過(guò)程是怎樣的？我們得出的結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)具有哪些重要意義呢？”從而使學(xué)生以問(wèn)題為引導(dǎo)，深化對(duì)課程重難點(diǎn)知識(shí)的理解與掌握，課堂內(nèi)容的系統(tǒng)性也得到了充分地強(qiáng)化，無(wú)論對(duì)學(xué)生分析和解決問(wèn)題能力的提升還是教學(xué)質(zhì)量的提升都具有不可忽視的作用。

2.3 提升實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的完善性

機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)息息相關(guān)，是機(jī)械理論課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)課開(kāi)展下，學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)得以強(qiáng)化，對(duì)概念的掌握和理解得到更深層次的鞏固，對(duì)基本原理掌握更加牢固，機(jī)構(gòu)分析和綜合設(shè)計(jì)的基本方法也得以掌握。機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)課程將學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立分析問(wèn)題能力以及解決能力作為了著重培養(yǎng)的內(nèi)容，因此，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提升也具有重要意義。對(duì)此，在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，還要根據(jù)實(shí)際情況增加其在課程中所占比重，并基于現(xiàn)有的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)下將參觀實(shí)驗(yàn)和綜合性、設(shè)計(jì)性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)納入到其中。

通過(guò)實(shí)踐教學(xué)筆者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前許多學(xué)生對(duì)常用機(jī)構(gòu)掌握不熟練，針對(duì)機(jī)械感性認(rèn)識(shí)不足，這就使得在面對(duì)教材中二維圖像時(shí)，不能根據(jù)機(jī)構(gòu)特性和構(gòu)成形成具有立體性的直觀畫(huà)面。而通過(guò)參觀實(shí)驗(yàn)室等內(nèi)容的增加，學(xué)生不僅可以親眼看到豐富的各類型的機(jī)構(gòu)模型、真實(shí)機(jī)械和一體化設(shè)備，而且也是學(xué)生獲取對(duì)抽象運(yùn)動(dòng)全面化、清晰性認(rèn)識(shí)的重要輔助。

依托新增的組合機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際機(jī)構(gòu)應(yīng)用設(shè)計(jì)和搭接依托下也能幫助學(xué)生深化對(duì)各類機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的理解與掌握。同時(shí)，在典型機(jī)構(gòu)組裝這一載體下，無(wú)論是活動(dòng)連接還是固定連接的結(jié)構(gòu)和特征都能得到更好地掌握，學(xué)生動(dòng)手能力和隨機(jī)應(yīng)變能力也能得到同步地培養(yǎng)。另外，實(shí)驗(yàn)多樣化方案的設(shè)計(jì)也是促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力提升的重要路徑[3]。

除了上述提到的外，機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)的增設(shè)也具有突出意義。教師可以在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上將ADAMS軟件應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，使學(xué)生在軟件輔助下建構(gòu)機(jī)構(gòu)模型，并以預(yù)設(shè)邊界條件和仿真分析為依托，以此獲取機(jī)構(gòu)特定點(diǎn)基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的位移、速度和加速度等多個(gè)變化曲線，其運(yùn)動(dòng)特性也能得以確立。之后，還要以此為基礎(chǔ)，以仿真結(jié)果為依據(jù)和參考，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案的調(diào)整與優(yōu)化，借助實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源整合完成實(shí)物搭接和動(dòng)畫(huà)演示，通過(guò)相關(guān)儀器，圍繞機(jī)構(gòu)特定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)曲線實(shí)施準(zhǔn)確測(cè)量，并將最終得出的測(cè)量結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。在這一過(guò)程中，學(xué)生不僅能夠深刻體會(huì)到學(xué)習(xí)具有的樂(lè)趣，激發(fā)其求知欲，而且學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)和能力也得到了潛移默化地培養(yǎng)。此外，依托ADAMS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，一方面使原本復(fù)雜、繁瑣的計(jì)算過(guò)程得到了有效地簡(jiǎn)化，另一方面也是對(duì)以往圖解法等方法的有效彌補(bǔ)，避免了以往學(xué)生掌握不透徹等問(wèn)題。

2.4 推動(dòng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)作用的充分發(fā)揮

在信息迅猛發(fā)展的今天，如果僅僅依靠教師個(gè)人力量進(jìn)行學(xué)習(xí)與探索是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這時(shí)，需要對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的重要性給予充分重視，從而為教學(xué)質(zhì)量的提升及教學(xué)水平的提高奠定良好的基礎(chǔ)。對(duì)此，學(xué)?？梢越⒁恢Ц哔|(zhì)量的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，從而使團(tuán)隊(duì)中的每一位教師的知識(shí)和技能都能得到有效地互補(bǔ)，更好地服務(wù)于教學(xué)活動(dòng)。同時(shí)，在高質(zhì)量教師團(tuán)隊(duì)的建立下，教師們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)溝通和交流以及知識(shí)共享等獲得了重要平臺(tái)。對(duì)于青年教師來(lái)講，可以在助課等方式依托下向經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師學(xué)習(xí)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并以老教師指導(dǎo)為方向，促進(jìn)自身教學(xué)技能的持續(xù)提升[4];而對(duì)于老教師來(lái)講，可以加大與青年教師的溝通與交流，并從中獲得當(dāng)前學(xué)科最新資訊與動(dòng)態(tài)，確保自身觀念和知識(shí)的與時(shí)俱進(jìn)。此外，在建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)過(guò)程中，還要保證每個(gè)教師研究方向的個(gè)性化，并在了解和學(xué)習(xí)其他教師研究課題基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)其與課程章節(jié)內(nèi)容的匹配與整合，將教材中講述的理論知識(shí)與工程實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，這樣不僅可以使學(xué)生學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)得以靈活運(yùn)用，體會(huì)到學(xué)以致用具有的成就感和樂(lè)趣，而且在豐富的研究課題支撐下對(duì)科研和教學(xué)兩者間的整合也具有重要輔助作用。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量的提升需要依賴于新型的、切實(shí)可行的教學(xué)手段和方式。對(duì)此，除了本文提到的幾點(diǎn)提高其教學(xué)質(zhì)量的措施外，教師還要加大在此方面的探索力度，注重反思和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，從而使機(jī)械原理課程的教學(xué)質(zhì)量邁向更高的臺(tái)階。

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作者簡(jiǎn)介：覃羨烘（1983-），女，廣西平南人，廣東理工學(xué)院，工程碩士，講師，數(shù)控銑工高級(jí)技師，研究方向?yàn)闄C(jī)械電子、機(jī)器人、先進(jìn)制造技術(shù)。