應(yīng)用技術(shù)型高校機(jī)械原理課程改革探究

袁磊

摘 要：近些年來，高校機(jī)械原理課程教學(xué)雖然有了較大的改善，但在教學(xué)過程中仍存在一定不足，教學(xué)方法較為保守、課時安排較少、理論與實(shí)踐聯(lián)系不夠緊密等，影響了教學(xué)效果?；诖?，本文將提出教學(xué)方法交叉改革、教學(xué)手段優(yōu)化處理、新興技術(shù)的引進(jìn)等提升應(yīng)用型高校機(jī)械原理課程教學(xué)水平的措施。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用技術(shù)型高校;機(jī)械原理;課程改革

一、機(jī)械原理課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）教學(xué)方法比較保守

機(jī)械原理課程是高等院校本科機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的專業(yè)必修課程，對機(jī)械類專業(yè)人才能力培養(yǎng)具有重要作用。課程主要研究各種機(jī)械的共性基礎(chǔ)知識，即研究機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析、機(jī)器動力學(xué)、常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。在原來的機(jī)械原理講授上，教師和學(xué)生都必須嚴(yán)格按照規(guī)定組織教學(xué)，教師遵照教學(xué)大綱將知識傳授給學(xué)生;學(xué)生完全服從教師的安排，認(rèn)真聽講，課下完成作業(yè)。這樣一來，學(xué)生被教師帶著走，教師被大綱“牽著走”，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考問題的能力沒有得到鍛煉，僅僅是填鴨式的被動學(xué)習(xí)。因此，必須要改革教學(xué)思路，使學(xué)生真正成為課堂教學(xué)的主體。

（二）教學(xué)課時安排偏少

應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，機(jī)械原理課程課時安排較少，教師要想在較少的學(xué)時中將所有知識點(diǎn)講解清楚，使學(xué)生學(xué)懂、學(xué)通，難度非常大。同時，機(jī)械原理課程不僅需要較為扎實(shí)的高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)等先修課程知識，還具有很強(qiáng)的工程性、實(shí)踐性和應(yīng)用性。高校的機(jī)械原理課程普遍開設(shè)在大二下學(xué)期，對絕大多數(shù)大二學(xué)生來說，工程知識、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是很少的，學(xué)習(xí)課程涉及的機(jī)構(gòu)組成原理、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)等內(nèi)容普遍感到吃力，且僅靠48學(xué)時的課堂講授，很難深入理解課程的相關(guān)內(nèi)容。

（三）理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容結(jié)合不夠緊密

應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械原理課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和機(jī)械原理課程實(shí)踐。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)屬于理論課程中的內(nèi)容，沒有單獨(dú)設(shè)課，實(shí)驗(yàn)成績不直接體現(xiàn)，放在理論課程內(nèi)按百分比計(jì)入課程總成績，這使得學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的重視程度不足，上實(shí)驗(yàn)課學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。同時，機(jī)械原理課程目前仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教材內(nèi)容相對滯后，很多新知識、新技術(shù)在教材中難以體現(xiàn)，與真實(shí)的工程技術(shù)存在一定的差距。在傳統(tǒng)教學(xué)中，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)實(shí)踐一般都安排在理論講授結(jié)束后，或在學(xué)期期末集中開展，指導(dǎo)教師不全是理論課主講教師，在題目選擇上側(cè)重點(diǎn)存在偏差。另外，理論教學(xué)首先開展，學(xué)生如果沒有在頭腦中形成體系、形成理論思維框架，在后期的課程設(shè)計(jì)中會感覺茫然，無從下手。因此，指導(dǎo)教師不得不再手把手講解整個設(shè)計(jì)過程，導(dǎo)致學(xué)生培養(yǎng)水平大打折扣。

二、應(yīng)用技術(shù)型高校機(jī)械原理課程改革

（一）教學(xué)方法的交叉改革

在課程教學(xué)中，引入多種教學(xué)方法，交叉結(jié)合授課，可以改善課堂的教學(xué)效果。首先，在課堂教學(xué)中引入“理論與實(shí)際相結(jié)合”的教學(xué)方法，在對每一個理論知識點(diǎn)進(jìn)行講授時，先讓學(xué)生了解該理論知識點(diǎn)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，從而加深對該知識點(diǎn)的理解，并在課堂中進(jìn)行凝練和思考。例如，講授鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型和基本特性時，對日常生活及生產(chǎn)中遇到的各類機(jī)械進(jìn)行舉例匯總，同時輔助以簡易的教學(xué)模型增加學(xué)生的感性認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生主動對鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行功能分析以及相關(guān)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計(jì)算。其次，在課堂教學(xué)中采用“啟迪引發(fā)式”教學(xué)方法。當(dāng)對每一個理論知識點(diǎn)講授完畢后，針對所講授的相關(guān)內(nèi)容提出特定問題，引發(fā)學(xué)生思考，尋找特定問題的解決方法，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。例如，對平面連桿機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算方法講授完畢后，通過讓學(xué)生觀察并操作特定的教學(xué)模型，找到模型中的主動件、從動件和機(jī)架的具體位置;在計(jì)算自由度時分析自由度的數(shù)目和主動件之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生步步深入。通過教學(xué)方法的多種交叉改革，將課堂教學(xué)模式由以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，將傳授知識的方式由單一的灌溉型轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃游招?，并以此來激發(fā)學(xué)生的課堂好奇心及探索欲。

（二）教學(xué)手段的優(yōu)化處理

在課程教學(xué)中，對教學(xué)手段進(jìn)行優(yōu)化處理，可以提高課堂的教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操能力。首先，善用Flash動畫演示配合多媒體同步課堂教學(xué)。在課堂的教學(xué)過程中，通過在多媒體課件中穿插機(jī)構(gòu)的Flash動畫，將機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理等通過直觀的動態(tài)仿真進(jìn)行演示，以此將抽象的機(jī)構(gòu)運(yùn)動特點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦蟮膱D形，將模糊的機(jī)構(gòu)運(yùn)動和動力的理論分析轉(zhuǎn)變?yōu)榍逦木€條，這樣可以激發(fā)學(xué)生的好奇心、抓住學(xué)生的注意力，最終提高課堂的教學(xué)效率。例如，在對平面連桿機(jī)構(gòu)的演化形式進(jìn)行推導(dǎo)時，可從鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式開始進(jìn)行動態(tài)仿真，通過改變桿的長度和鉸鏈的位置進(jìn)行Flash動畫演示。其次，修整實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，有效彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。在課下的教學(xué)過程中，通過對實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行修改，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手操作能力，將理論知識與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，通過課堂制定的目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生在對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行觀察時，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題，這樣可以調(diào)動學(xué)生的積極性、發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，最終培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。例如，對內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動分析時，可以讓學(xué)生通過對運(yùn)動中的內(nèi)燃機(jī)模型進(jìn)行運(yùn)動線路尋找，理解內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動原理;通過繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，掌握內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);通過延伸內(nèi)燃機(jī)常見機(jī)構(gòu)的應(yīng)用場景，清楚機(jī)械的基本設(shè)計(jì)理論等。優(yōu)化教學(xué)手段，可以將抽象的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識轉(zhuǎn)化為更加形象具體的知識，將培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的能力和工程實(shí)踐的創(chuàng)新能力放在課程掌握知識之上。

（三）借助問題引發(fā)學(xué)生主動思考

想要使教學(xué)質(zhì)量得到有效提高，就要對學(xué)生在課堂教學(xué)中的參與度給予重視，推動學(xué)生由以往的被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。這需要教師對機(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)問題予以整合，在問題這一主線引導(dǎo)下拉開教學(xué)序幕。學(xué)生在試圖解決教師提出的問題時，思維就會活躍起來，并積極參與課堂學(xué)習(xí)，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)掌握的知識內(nèi)容，教師要遵循深入淺出的原則，對構(gòu)件和運(yùn)動副概念予以講述，并在分析其作用的同時引出平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的公式。在給出相關(guān)計(jì)算例題后，教師還要展示解答的誤區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，并借助這一契機(jī)，將復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等需要注意的因素展示給學(xué)生;同時還要注重對其整合與歸納，為學(xué)生的理解與掌握奠定良好的基礎(chǔ)。就此部分內(nèi)容來講，每一小節(jié)內(nèi)容間都存在較強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系，邏輯性較強(qiáng)，對于其中涉及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。在講解過程中，教師還可以向?qū)W生提出一些問題，如“在得出公式表達(dá)時我們的推理過程是怎樣的，我們得出的結(jié)構(gòu)對機(jī)構(gòu)運(yùn)動具有哪些重要意義呢”，從而使學(xué)生以問題為引導(dǎo)，深化對課程重難點(diǎn)知識的理解與掌握;課堂內(nèi)容的系統(tǒng)性也得到了充分強(qiáng)化，無論對學(xué)生分析和解決問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。

（四）融入新興技術(shù)，強(qiáng)調(diào)工程概念

在教學(xué)過程中增加反映專業(yè)發(fā)展和工程應(yīng)用特色的新設(shè)備、新技術(shù)和新成果，開闊學(xué)生視野;在教學(xué)過程中突顯工程觀點(diǎn)和工程研究方法，強(qiáng)化研究工程問題的科學(xué)性及思想性教育。由機(jī)械工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊，筆者多年以來積累的機(jī)械自動化項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和素材，以及學(xué)生參加全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的作品等都是實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂和項(xiàng)目式教學(xué)的重要保障。

（五）開放實(shí)驗(yàn)室和加工車間，提高學(xué)生的動手能力

開放實(shí)驗(yàn)室和加工車間，主要是使實(shí)驗(yàn)室和加工車間隨時為學(xué)生及外部服務(wù)。“實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放制度，學(xué)生可利用機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)設(shè)備和儀器進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力。”實(shí)驗(yàn)室和加工車間配備有專門的教師和加工師傅，學(xué)生與指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)室教師和加工車間的師傅可以隨時進(jìn)行深入的交流，討論所設(shè)計(jì)的零件加工是否合理，檢測方法與手段、機(jī)構(gòu)運(yùn)行與調(diào)試是否可行，并提出完善的解決辦法，讓理論與實(shí)踐密切結(jié)合。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室教師和有經(jīng)驗(yàn)的師傅的輔助指點(diǎn)下進(jìn)行產(chǎn)品加工，大大提升了學(xué)生的動手能力和操作水平，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時，在教師的監(jiān)督下，學(xué)生在加工過程中不斷思考，完善圖紙的質(zhì)量，完成零件的測試與加工，使制作出來的產(chǎn)品具有良好的可靠性和較好的運(yùn)動協(xié)調(diào)性。

三、結(jié)語

在課程改革過程中，積極開展課程內(nèi)涵建設(shè)，努力實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)涵建設(shè)與教學(xué)過程的充分融合;同時開展教學(xué)資源尤其是數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源與教學(xué)過程的充分融合，將為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高水平應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)。

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