机械原理课程教学改革的思路与实施研究

机械原理课程教学改革的思路与实施研究
陈国辉于克强刘秀莲(黑龙江科技大学机械工程学院黑龙江·哈尔滨150022)
中图分类号：G642.41文献标识码：A 文章编号：1672-7894（2013）34-0059-02摘要机械原理是机械工程类专业的一门专业技术基础课，课程学习打下的理论基础是专业学生一生用之不尽的学术创新和技术改革的能源。

从机械原理课程改革目标出发，提出课程改革措施：整合教学内容、采用实物、案例及启发式教学，运用多媒体教学手段，增强教师教学艺术。

通过以上措施，机械原理课程教学取得了满意的教学效果。

关键词教学改
革创新意识
整合案例
Research on the Conception and Implementation of the Teaching Reform of the Mechanical Principle Course //Chen Guohui,Yu Keqiang,Liu Xiulian Abstract Mechanical principle is a professional technical course of mechanical engineering.Through learning this course students lay a solid theoretical basis,which becomes the energy to aca-demic innovation and reform in all their life.Starting from the goal of the course reform,the reform measures were implemented,which were integrating teaching content,using physical,case and heuristic teaching,using multimedia teaching,and enhancing teachers'teaching art.Through the above measures,mechanical principle teaching has achieved satisfactory teaching effect.Key words teaching reform;innovation consciousness;integra-tion;case 1机械原理课程教学改革的必要性及改革目标确立机械原理是一门十分重要的专业技术基础课，在机械工程类专业学生学习过程中起承前启后的作用，课程学习打下的机械理论基础是专业学生一生用之不尽的学术创新和技术改革的能源。

由于该课程讲授的是机械方面的理论知识、思路和方法，这些都是和工程实践紧密相联的，而学生对课程中涉及的工程实践知识缺少感性认识，加之传统的教学模式重理论轻实践，学生在学习中容易产生理论与实践的距离感，甚至是理论知识的无用感，最后导致学生专业知识不扎实，人才培养质量达不到用人单位要求。

因此，探寻机械原理课程教学规律和进行课程改革成为当务之急。

本课程体系是以现代机械系统为主线，从机器的组成出发，讲解机构的结构分析、运动分析及受力分析，并以机构的综合和机械系统方案设计为教学目标，从而使学生掌握、了解机械系统中常用机构的特性、适用场合、设计和分析方法及机器的动力学分析[1,2]。

机械原理课程教学改革一方面是要使学生能够较扎实地掌握适应世纪工程技术常规工作需要的基本理论、基本知识和基本技能；另一方面是要拓宽学生的知识面，了解本学科和相关学科的新发展，开阔学生的思路和眼界，增强工程创新意识。

因此，机械原理课程改革实施过程要有利于学生工程素质的提高，有利于工程实践能力、创新意识和创新能力的培养[3]。

2基于教学目标整合教学内容
我校机械原理课程学时数为64学时，其中实验8学时，理论学时56学时。

课程内容改革在保证实践性基础上应做到：（1）增强学生对机械系统方案设计的能力，以一些典型机械系统为例，介绍机械系统中的机构的结构特性、工
作原理及其在系统中的作用；并将机构运动、受力分析与这
些典型机器中的典型结构联系起来，分析具体工程对象。

（2）讲解理论知识的同时，注重学生的工程意识和工程实践
能力的培养，精选工程实际中富有启发性的实物、案例，以实物案例引出理论知识。

（3）处理好解析法与传统图解法的关系，注重解析法的高精度、高速度又不忽视图解法在学生初步建立概念时的形象性和直观性优势。

为此，对现有课程体系中的某些部分进行调整与压缩，不过分强调教材理论体系的完整性，讲求实效，精炼内容，去掉那些从课程理论系统性出发的抽象的知识内容，增加包括功能分析、创新设计和综合优化评价等方面的有关机
构系统设计的知识，加强机构综合和机械运动方案设计的训练，培养正确的设计思维和方法。

例如：采用以解析法为
主、图解法为辅的方法，精讲教材中运动分析、动态静态分
析、连杆机构、凸轮机构等章节的内容，并将解析法的讲授
重点放在如何建立机构分析与设计的数学模型上，以适应
计算机辅助设计的需要和解决工程问题的通用性。

自编教材内容分四篇，机构的组成与分析；机械系统动力学；基本机构及其设计；机构组合系统及其设计。

3加强实物、案例及现场教学，实施启发式教学
机械原理课程的内容和工程实际联系非常紧密，提高学生形象思维能力的一个有效途径就是实物、案例教学和现场教学[4]。

例如对于摇杆曲柄机构，当连杆与曲柄共线时机构处于死点位置，以缝纫机脚踏板机构出现踏不动的情况为例说明什么是死点及利用加装飞轮惯性克服死点；人骑自行车时双腿、脚踏与车体自然形成错位布置四杆机构克服死点。

再如讲解凸轮机构推杆不自锁条件（反之，自锁）
时，以杂技演员爬杆为案例，分析演员技术要点：尽量外移身体重心与杆子的距离，尽量缩短手、脚之间的距离，以此做到不从杆子上滑落。

现场教学可带学生参观机械原理实验室，实验室陈列柜中展示齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、间歇机构等常见机构，以及缝纫机、减速器、牛头刨床等器械，并配有机构的简图、运动简图、零部件的画法图，既与课程中的理论知识建立了联系，又有很强的直观性，学生对此感到新颖，教学效果好。

基金项目：2013年黑龙江科技大学教学研究项目（JY13-64）。

作者简介：陈国辉（1980—），山东省海阳人，黑龙江科技大学机械工程学院讲师，硕士研究生，研究方向为机械设计及农业电气化与自动化。

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教师是教学的主导而学生是学习的主体，教师与学生要建立民主的关系，达成思想、意识及行动上的一致。

教师在指导学生学习的过程中，要做到“授之以渔”而不是“授之以鱼”。

在遵循学生认知规律的前提下，教师应逐步启发引导学生掌握解决问题的方式方法，让学生直接参与探索教学，只有这样才能充分发挥学生的主观能动性去发现、探索问题，并逐步培养其创新精神和创新意识。

教师在课堂上着重问题的创设，提供氛围，比如说提出问题：“整转副存在条件是什么?”让学生通过对曲柄摇杆机构、双曲柄机构的结构尺寸综合分析后发现问题，探索答案，使学生收获一定的成就感。

4运用好多媒体课件，增强课堂教学艺术
多媒体具有形象、直观的特点。

机械原理中难以用语言描述的动态的分析过程，比如间歇运动机构，若采用常规教学方法，则很难讲解清楚，采用多媒体将机构运行以动画的形式表现出来，学生理解起来就容易多了；再如铰链四杆机构的演化，可以动画演示不断增大摆杆尺寸，演变成曲柄滑块机构，而曲柄滑块机构又可以通过不断增大曲柄与连杆之间的转动副的半径演变成偏心轮机构。

显然，仅仅通过语言描述则枯燥乏味，若改用多媒体演变，学生一下子就搞清楚了，效果比语言表达好多了。

但是有些教师在采用多媒体时，仅充当了“解说员”的角色，师生双方缺乏必要的互动与交流，课堂效果反而较差。

而且有些教学内容用多媒体是完全不合适的，如在讲矢量方程图解法作机构的运动分析时，教师一边板书速度、加速度矢量方程，一边引发学生思考：哪个是已知量，哪个是未知量，其大小方向如何？同时在黑板上逐一画出每一个矢量，这种方法重现力强，学生只要用心就能跟上教师的思路，教学效果良好。

因此，必须正确处理多媒体与板书的关系，把握学生的思维时间和空间，多媒体和板书应用的多寡以取得最优教学效果为依据。

另外，课堂讲授不仅是传播知识的主要过程，也是教书育人的重要途径。

教师语言具有教育功能，用生动形象的语言去讲述内容，能激起学生的学习兴趣；用准确清晰的语言去讲解知识，能激发学生的求知欲；用理性的合乎逻辑的充满激情的语言去讲演主题，能启迪学生的智慧、陶冶学生的心灵[5]。

这样，学生在学习到机械知识的同时，又被教师的人文素养所感染，这符合工科教育的发展趋势。

5结语
机械原理课程改革实践证明，只有根据社会、经济发展不断整合教学内容、不断创新教学方式和手段，并不断加强教师自身修养，才能在有限的学时内取得了满意的教学效果，实现既定的课程教学目标。

参考文献
[1]郭卫东,刘荣,李继婷,等.机械原理课程体系与教学内容的改革与
实践[J].太原理工大学学报:社会科学版,2008(6):7-10.
[2]李秀春,秦志钰.机械原理课程设计改革探讨[J].太原理工大学学
报:社会科学版,2008(6):48-50.
[3]纪莲清,杨莉.“机械原理”课程设计内容与体系的改革[J].中国科
技信息,2006(11):270-271,263.
[4]袁新梅,华剑,周传喜.“机械原理”课程设计教学改革探索与实践
[J].长江大学学报:自然科学版,2008(9):345-346.
[5]冯立艳,高倩云.搞好“机械原理”课堂教学的探索与实践[J].高教
论坛,2008(5):108-109,119.
编辑李少华
本门课程的教学既要考虑与先修课程内容的衔接，又考虑与后续课程的联系，必须对教学内容进行优化组合，进行有必要的整合，删减及拓展。

“互换性与技术测量”的课程内容主要包括尺寸公差和形位公差的基本原理和标注、表面粗糙度的标注、尺寸形位公差和表面粗糙度的测量、零部件合格性判断等四个部分。

在项目内容筛选中，首先通过项目产品零部件的设计使学生对尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的基本原理和标注有一个初步的认识，比如减速器中多处存在的孔轴结合的尺寸精度设计问题，就可以作为典型的尺寸精度设计项目案例；而传动阶梯轴需要安装齿轮、轴承等，需要考虑轴的形状位置精度和表面粗糙度要求，就可以作为典型的形位精度及表面粗糙度设计项目案例；然后通过测量关键零部件环节使学生对尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的基本理论有了进一步的体验，同时对他们的检测方法、检测仪器就有了深刻的理解和认识。

在最后的减速器装配项目内容实施中，学生对尺寸公差理解过渡到装配的间隙、过渡和过盈问题，以及联系到产品质量问题，这样学生才理解如何判断零件的合格性。

通过这些项目内容的实施，将“互换性与技术测量”课程内容与实际工程中问题紧密结合，使学生充分理解课程知识。

3.2.3教学方法的选用
项目化教学强调的是以学生为主体，教师起引导，在教学过程是一个人人参与的学习活动，其注重的不是最终结果，而是在完成项目的过程中所掌握的各种能力。

因此以教师为主体的“满堂灌”、“填鸭式”传统教学方法已经不可取，教师要鼓励学生通过自己动手来完成教学目标，教师要通过引导让学生发现问题、解决问题，必须实现教师角色从“独奏者”到“伴奏者”的转换。

在教学过程中，采用激发学生兴趣和启发式教学的方法。

在每一个项目内容实施之前，教师先就项目实施相关的“互换性与技术测量”课程知识点给学生进行初步的点拨，提供学习的基本知识，然后提出一些问题，激发学生的好奇心，引起学生的兴趣，最后在学生完成项目之后，教师组织学生讨论并进行知识内容的梳理及补充。

通过这样的方式，使学生对各个知识点印象深刻、理解透彻。

3.2.4考核方式的选取
传统的考核方式在典型装置项目教学法中必然不能满足了，需要增加其他考核方式。

因为典型装置教学法强调学生主动性，所以应该将考核过程放置在整个项目实施的过程中，翔实地跟踪学生的一切，通过事实来客观、真实地考核评价学生的学习效果，即考核学生的各种能力形成、各种素质形成和各种知识运用的情况。

4结语
采用较经典的机械装置——
—减速器作为“互换性与技术测量”课程中的主要研究对象，将课程中的知识点组合到一个个项目中，让学生通过各个项目主动学习、理解课程中知识，这样就能化被动为主动，避免传统教学法中存在的一些不足之处，开展提问式、探究式学习。

参考文献
[1]叶红仙,胡小平,纪华伟,于宝华.基于项目式教学的《互换性与测
量技术基础》课程教学改革初探[J].教育教学论坛,2011(20):44-
45.
[2]李彬,王红.互换性与测量技术课程的教学模式探索[J].价值工程,
2013(5):259-260.
[3]周玉凤,茅健.论参与型教学模式在互换性与技术测量教学中的
应用[J].教育教学论坛,2013(34):69-70.
编辑李少华
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