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(nóng)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(yè)及相關(guān)專業(yè)的一門主干技術(shù)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(yǎng)學生的機械設計能力和創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)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(jīng)濟和科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，要求高校培養(yǎng)的機械類畢業(yè)生應具有較強的設計、創(chuàng)新和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。但目前，全國各高校對機械原理課程教學時數(shù)進行逐年壓縮的同時又要求對教學內(nèi)容進行擴充。基于上述原因，機械原理課程的教學內(nèi)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(tǒng)方案的設計”的課程體系思想進一步進行調(diào)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(jié)合西北農(nóng)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(jié)。

1 教學內(nèi)容的優(yōu)化調(diào)整

隨著計算機技術(shù)的發(fā)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(gòu)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(gòu)件法、機構(gòu)等效法、反轉(zhuǎn)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(yǎng)學生的創(chuàng)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(xiàn)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(yè)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(yǎng)學生的數(shù)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(nèi)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(nèi)容在總體上劃分為三大部分，根據(jù)內(nèi)容分別采用講授、討論和自學三者相結(jié)合的教學方法。對于重點章節(jié)的內(nèi)容進行細致的講解和強度較高的作業(yè)量，來確保學生真正掌握這部分內(nèi)容。對于需要討論的部分內(nèi)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(jié)內(nèi)容，然后在課堂上進行分組討論相關(guān)問題，教師對各個小組進行巡視并進行提示。討論結(jié)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(guān)鍵在于如何劃分和確定討論部分的內(nèi)容，設計具有啟發(fā)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(yōu)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(diào)動學生學習的主動性和積極性。而對于非重點章節(jié)，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(nèi)容均要列入考試內(nèi)容。

課后作業(yè)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(yè)學生作業(yè)量大，學生疲于應付各門課程的作業(yè)，使得作業(yè)質(zhì)量不高，甚至出現(xiàn)抄襲現(xiàn)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(yè)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?；谶@一目的，一是應該減少作業(yè)量，把作業(yè)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(nèi)容，同時要注意避免作業(yè)內(nèi)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(yè)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(yè)后對普遍出現(xiàn)問題的作業(yè)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(xiàn)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(nèi)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(jié)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(yǎng)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(nèi)容都適合多媒體教學，如平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(chǎn)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(jié)合，根據(jù)教學內(nèi)容和學生的課堂反應及時調(diào)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(chuàng)建一些更具個性化的多媒體教案，體現(xiàn)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(yǎng)學生具有進行機械系統(tǒng)運動方案設計的能力。主要進行原理方案設計、執(zhí)行機構(gòu)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(chǎn)實際的課題使其感受機械原理課程學在生產(chǎn)實際中的應用，以激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)學生們理論聯(lián)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(jié)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(guān)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(jié)合課程設計中機構(gòu)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(fā)了學生們的學習興趣，提高了課堂教學質(zhì)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(zhì)量。

5 結(jié)束語

總之，要提高 《機械原理》課程的教學質(zhì)量，一定要結(jié)合課程發(fā)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(nèi)容、教學方法、教學手段的改革和調(diào)整。其目的就是激發(fā)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(yǎng)。這對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高具有重要意義。

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