機械原理課程教學(xué)與課程設(shè)計一體化改革實踐

韓莎莎　孔貝貝　李林　倪曉梅

摘 要：目前，我國的制造業(yè)發(fā)展迅速，極大的促進了我國經(jīng)濟的發(fā)展。隨著改革開放的到來，制造業(yè)逐漸成為門類齊全、獨立完整的產(chǎn)業(yè)體系。與先進水平相比中國制造業(yè)仍然大而不強，需要大批較強應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的人才。機械原理課程是機械類專業(yè)本科生的一門主干課程，機械原理課程設(shè)計是機械原理課程配套的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：機械原理 課程設(shè)計 教學(xué)改革 知識應(yīng)用能力 創(chuàng)新能力

引言

隨著制造業(yè)對人才需求的不斷增加，我國高等院校要不斷加強對相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)。《機械原理》是機械工程類本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在機械工程專業(yè)人才培養(yǎng)中具有重要的作用。《機械原理》是一門具有較強應(yīng)用性的課程，如何在課程中加強知識應(yīng)用能力的培養(yǎng)是當(dāng)前社會需求給《機械原理》課程提出的新問題。《機械原理課程設(shè)計》是《機械原理》配套的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生運用課程知識解決實際問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。但是目前《機械原理》和《機械原理課程設(shè)計》作為兩個獨立的教學(xué)環(huán)節(jié)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)知識與應(yīng)用知識之間有了距離。為此，需進行改革，將知識與應(yīng)用銜接。[1]

一、《機械原理》和《機械原理課程設(shè)計》相對獨立帶來的問題

在我國的高職院校中，機械類的學(xué)科主要有《機械原理》和《機械原理課程設(shè)計》，兩個學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)相對獨。《機械原理》是理論課，而《機械原理課程設(shè)計》是實踐教學(xué)，一般安排在同一學(xué)期。在教學(xué)執(zhí)行中，先完成《機械原理》課程的教學(xué)，待理論課考試后，才開始《機械原理課程設(shè)計》。這樣的教學(xué)安排，使得《機械原理》和《機械原理課程設(shè)計》這兩個教學(xué)環(huán)節(jié)之間有了時間差，容易造成理論知識和實踐應(yīng)用的脫節(jié)。《機械原理》課程的知識主要用于解決機械產(chǎn)品這運動部分的機構(gòu)設(shè)計和分析問題，因此，其主要內(nèi)容也分為機構(gòu)分析和機構(gòu)設(shè)計兩部分。機構(gòu)設(shè)計部分通過介紹常見機構(gòu)的設(shè)計知識，解決機械產(chǎn)品運動部分的設(shè)計選型問題。機構(gòu)分析部分通過介紹機構(gòu)結(jié)構(gòu)、運動、力、效率和平衡等分析知識，解決機械產(chǎn)品運動部分設(shè)計當(dāng)中的性能分析問題。由此可見，《機械原理》課程的知識與機械產(chǎn)品的設(shè)計息息相關(guān)。而在實際教學(xué)中，基本還是采用課堂講解課本知識加課后布置作業(yè)的模式。盡管應(yīng)用了計算機和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進行輔助教學(xué)，但很容易陷入將原來黑板和作業(yè)本上的東西搬到PPT和網(wǎng)絡(luò)上的模式。與學(xué)生在中小學(xué)學(xué)習(xí)中始終接觸到的模式基本一致，導(dǎo)致學(xué)生繼續(xù)沿用原來的學(xué)習(xí)方式：聽課、做作業(yè)、復(fù)習(xí)和考試。難以達到培養(yǎng)運用課程知識分析問題、解決問題能力的目標(biāo)。在《機械原理課程設(shè)計》中，學(xué)生需要運用《機械原理》課程的知識完成機構(gòu)的設(shè)計分析，通過這樣的設(shè)計過程熟悉并應(yīng)用知識。但目前《機械原理課程設(shè)計》一般安排在《機械原理》課程考核結(jié)束后，很多課程結(jié)束后不需要再用了。使得學(xué)生在課程考試后心理放松，加上多年來的習(xí)慣，造成了考試課程知識在考核結(jié)束后迅速被遺忘的現(xiàn)象。[2]

二、《機械原理》和《機械原理課程設(shè)計》的一體化改革

1.課堂教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容比較單一，學(xué)生不能養(yǎng)成完整系統(tǒng)的思維習(xí)慣。因此，在課堂教學(xué)中應(yīng)逐步滲入機構(gòu)選型、機構(gòu)組合和變異、機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計和評價方面的內(nèi)容，并使其逐步成為課堂教學(xué)的主導(dǎo)內(nèi)容。此外，還應(yīng)適度增加增加學(xué)科前沿內(nèi)容，緊跟科技發(fā)展動態(tài)，不斷推陳出新，才能培養(yǎng)出創(chuàng)新意識強、創(chuàng)新思維活躍的創(chuàng)新型人才。

2.教學(xué)大綱

由于改革后的《機械原理》課程需要承載原來兩個教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容。所以在新的教學(xué)大綱中，既要有原來《機械原理》課程中機構(gòu)設(shè)計和機構(gòu)分析兩大部分的內(nèi)容，也要加入課程設(shè)計中的要求。當(dāng)然要把原來兩個教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容真正融合為一體，需要在教學(xué)設(shè)計、課后作業(yè)和實驗教學(xué)方面進行相應(yīng)的改革。

3.教學(xué)設(shè)計

在教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)，必須將以機構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)分析為主轉(zhuǎn)成以機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計為主。課程設(shè)計的任務(wù)不能僅局限于對牛頭刨床、插床等機械系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)進行運動學(xué)和動力學(xué)分析，而應(yīng)對有特定功能要求的機械系統(tǒng)進行整體運動方案設(shè)計。當(dāng)然設(shè)計任務(wù)也要對典型機構(gòu)設(shè)計、運動特性分析等內(nèi)容進行強化，不過不應(yīng)過分強調(diào)利用圖解法設(shè)計機構(gòu)和對機構(gòu)進行運動分析，應(yīng)鼓勵學(xué)生利用工程軟件如ADAMS、Matlab等完成相應(yīng)設(shè)計任務(wù)。這樣既訓(xùn)練了學(xué)生使用工程設(shè)計、分析軟件的能力，又使學(xué)生掌握在機構(gòu)設(shè)計和分析方面更為精確、使用更廣泛的解析法。

4.課后作業(yè)

針對課后作業(yè)，原來的《機械原理》課程作業(yè)主要是針對各章節(jié)知識的練習(xí)，用于幫助學(xué)生掌握相關(guān)內(nèi)容。雖然有些練習(xí)來源于工程實際，但題目中與工程項目的相關(guān)信息不多。為此，我們針對工程項目的需要結(jié)合課程知識設(shè)計了一些大作業(yè)，強化了課程知識與工程應(yīng)用的聯(lián)系，每個學(xué)生需要完成的大作業(yè)匯總之后就是一個課程設(shè)計。[3]

5.實驗教學(xué)

原有的課程實驗主要以驗證相關(guān)知識為主，一些綜合性設(shè)計性實驗也只是在傳統(tǒng)實驗的基礎(chǔ)做了改進，與工程項目的結(jié)合度不夠高。在新的實驗教學(xué)中，增加了與學(xué)生大作業(yè)相關(guān)設(shè)計性實驗。學(xué)生在完成項目的設(shè)計時，不但要繪制機構(gòu)運動簡圖，進行分析計算，還要在實驗室搭建出相應(yīng)的主要機構(gòu)。

結(jié)語

綜上所述，本文針對目前教學(xué)中的問題，以提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，進行了《機械原理》和《機械原理課程設(shè)計》一體化教學(xué)改革。從培養(yǎng)計劃、教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計、課后作業(yè)和實驗教學(xué)各個方面進行了全方位的改革，真正實現(xiàn)理論教學(xué)與課程設(shè)計的無縫銜接。為在《機械原理》課程教學(xué)中提高學(xué)生知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力提供了一種具體方法，為培養(yǎng)符合制造企業(yè)需求的高素質(zhì)機械工程人才做出了貢獻。

參考文獻

[1]鄧嘉鳴，孟慶梅.機械原理教學(xué)改革探討與實踐[J].邊疆經(jīng)濟與文化.2012，（2）：91-92.

[2]郝智秀，申永勝，陳國景.基于網(wǎng)絡(luò)的《機械原理》多媒體課件研制[J].電化教育研究.2009，（12）：47-49.

[3]席本強，王琦，曲輝.機械原理課程設(shè)計的創(chuàng)新型教學(xué)模[J].中國現(xiàn)代教育裝備.2010，（21）：94-95，98.