機械原理課程教學改革與探索

張軍昌，郭紅利，侯莉俠 （西北農林科技大學機械與電子工程學院，陜西 楊凌712100）

《機械原理》課程是機械類專業及相關專業的一門主干技術基礎課程，它具有較強的工程性、實踐性和應用性，在整個教學體系中起著承上啟下的作用；在培養學生的機械設計能力和創新思維、創新能力所需的知識、能力和素質結構中占有十分重要的地位，具有其他機械類課程不可替代的作用。

近年來，由于計算機的普及，多媒體在教學中得到普遍應用，加之國家對高校本科教學的評估與建設，使得教學軟硬件進一步得到提升。隨著國民經濟和科學技術的迅猛發展，要求高校培養的機械類畢業生應具有較強的設計、創新和新產品的開發能力。但目前，全國各高校對機械原理課程教學時數進行逐年壓縮的同時又要求對教學內容進行擴充。基于上述原因，機械原理課程的教學內容、方法、手段及其機械原理課程設計應圍繞著 “以設計為主線，分析為設計服務，落腳點為機械系統方案的設計”的課程體系思想進一步進行調整和改革，以適應和完成新時期機械原理教學任務和教學目標。為此，筆者結合西北農林科技大學機械原理教學組多年的教學與實踐，就機械原理課程教學改革工作進行了總結。

1 教學內容的優化調整

隨著計算機技術的發展和普及，為采用解析法解決問題帶來了便利。解析法在實際機械工程問題中應用趨于廣泛，所以在教學中應加強解析法講解及訓練，以期適應目前的狀況。但圖解法在機械原理課程教學中也有著不可替代的作用，由于具有直觀、物理意義清晰的特點，可以使學生更深入地掌握各種典型機構的運動學和動力學性能，有助于學生對基本概念、基本理論和基本方法的掌握和理解。特別是對本課程來說所特有的一些方法的掌握和理解，如擴大構件法、機構等效法、反轉法，在處理一些實際工程問題中簡單而有效，同時這些方法對培養學生的創新思維，空間想象能力等有著非常重要的作用，這也是機械原理課程教學的重要任務。所以在教學過程中在注重解析法教學的過程中，不能弱化圖解法，應兩者并重。具體在教學中如何來實現這一目標，筆者所在課程教研組的做法是在課堂教學中以圖解法為主，兼顧解析法。課后小作業和考試主要考查對圖解法的理解與掌握，以期學生對基本概念、基本理論和基本方法的熟練掌握和理解。而在課程設計中加強對解析法的理解和應用，培養學生的數學建模和計算機編程能力，提高和拓展學生對實際工程問題的分析、解決能力。

2 教學方法的改進

為了解決機械原理課程課時壓縮與教學內容和教學基本要求的擴充這一矛盾，在教學上改變了過去面面俱到、滿堂灌的教學方法，而把課程內容在總體上劃分為三大部分，根據內容分別采用講授、討論和自學三者相結合的教學方法。對于重點章節的內容進行細致的講解和強度較高的作業量，來確保學生真正掌握這部分內容。對于需要討論的部分內容，教師應在課前布置好明確的討論題目，讓學生帶著問題預習本章節內容，然后在課堂上進行分組討論相關問題，教師對各個小組進行巡視并進行提示。討論結束后，教師隨機對各個小組中抽取1～2人進行答辯，最后以小組為單位上交討論報告。這種教學方法的關鍵在于如何劃分和確定討論部分的內容，設計具有啟發性和開放性討論和答辯題目，以及對學生課堂討論的有效組織。這種方法的優點在于承認學生在教學中的主體地位，充分考慮學生的認知能力，從而調動學生學習的主動性和積極性。而對于非重點章節，教師制定學習就要，指出重點，讓學生自學，并上交自學報告，三部分內容均要列入考試內容。

課后作業對教學效果有積極的促進作用，是加強學生對所學知識進一步理解和應用的重要手段。但機械類專業學生作業量大，學生疲于應付各門課程的作業，使得作業質量不高，甚至出現抄襲現象，這已是不爭的事實。如何解決這個問題也是教學改革的一個重要的方面。課程作業的目的就是讓學生對基本概念、基本理論和基本方法的熟練掌握。基于這一目的，一是應該減少作業量，把作業分為必作和選作兩部分，必做部分為要求必須掌握的基本教學內容，同時要注意避免作業內容的重復，其余作為選作部分。二是要精心設計習題集，對必做作業題目的解答步驟進行簡要的提示，同時在圖上分析的題目將題圖精確附上，盡量減少學生不必要的作圖量。三是作業后對普遍出現問題的作業進行詳細的講解。

3 教學手段的改進

多媒體是已被廣泛采用的現代化的教學手段。機械原理課程理論性和實踐性都較強，引入多媒體教學，即增加了教學內容的信息量，又可以加深學生對機械問題的感性認識，易于對一些問題的理解，提高課堂授課的效率和效果。通過圖形、動畫、音效的有機結合，使很多用語言難以表達的教學難點迎刃而解，易于學生的理解和掌握。極大地提高了授課效率和效果，培養了學生的形象思維能力，提高了學生對課程的學習興趣。當然，并不是本課程的每一部分內容都適合多媒體教學，如平面機構的結構分析，運動分析和力分析，以及一些理論推導過程等問題，宜采用傳統的粉筆黑板教學為主的教學手段。同時過度地采用多媒體，也會使學生產生視覺疲勞，注意力下降等問題，所以在本課程的課堂教學采用多媒體和黑板相結合，根據教學內容和學生的課堂反應及時調整教學手段，比較主動地掌握課堂氣氛，從而取得較好的教學效果。

另外，作為教師，也應該多創建一些更具個性化的多媒體教案，體現不同的教學風格。

4 課程設計的改進

《機械原理》課程設計是培養學生具有進行機械系統運動方案設計的能力。主要進行原理方案設計、執行機構分析與設計、傳動比計算與傳動方案設計、原動機選擇。在設計題目的選擇上應多選來源于生產實際的課題使其感受機械原理課程學在生產實際中的應用，以激發學生的興趣，培養學生們理論聯系實際進行設計的能力。

該校以往的 《機械原理》的課程設計一般安排在課程結束之后、期末考試之前，時間一般為2周。在這段時間，學生各種考試較多，對課程設計影響較大。因此，本課程教研組改變了以往課程設計開始時才布置題目的做法，而是將課程設計的題目提前布置，使學生們在學習過程中主動思考課程設計中的相關問題，有目的的去聽課，誘導學生主動思維。在課堂教學過程中教師結合課程設計中機構選型及設計的普遍問題，適時進行集中答疑和講解。這樣做后不僅激發了學生們的學習興趣，提高了課堂教學質量，同時也在課程設計期間學生設計進度加快，提高了課程設計的質量。

5 結束語

總之，要提高 《機械原理》課程的教學質量，一定要結合課程發展所面臨的新情況、新問題圍繞著課程體系思想進行教學內容、教學方法、教學手段的改革和調整。其目的就是激發學生學習興趣，提高教學效果，以加強學生自學能力、解決問題能力及分析問題能力的培養。這對學生創新能力的培養和綜合素質的提高具有重要意義。

［1］孫 桓，陳作模，葛文杰 ．機械原理 （第7版）［M］．北京：高等教育出版社，2006．

［2］鄭甲紅，王寧俠 ．在機械原理教學中培養學生創新意識的探索 ［J］．高教論壇，2006，（1）：43-45．

［3］楊達毅，陳麗敏 ．機械原理課程教學改革研究與實踐 ［J］．長春工程學院學報，2008，9（1）：86-88．

［4］孫 永 ．農業院校機械類專業 《機械原理》課程教學學生創新能力的培養 ［J］．云南農業教育研究，2007，（2）：20-21．