機械原理課程教學方法探索與實踐

朱孫科 羅天洪 鐘 厲 趙樹恩

（重慶交通大學 機電與汽車工程學院，中國重慶400074）

機械原理課程教學方法探索與實踐

朱孫科 羅天洪 鐘 厲 趙樹恩

（重慶交通大學 機電與汽車工程學院，中國重慶400074）

為提高機械原理課程的教學質量，本文分析了機械原理課程在機械類專業學生培養中的重要地位；針對該課程承前啟后、內容豐富的特點，結合我校相關專業特色，本文研究了機械原理課程教學模式，提出了機械原理課程緒論課引導、實踐環節強化、內容體系構建、教材講義編寫、多媒體教學與傳統教學相統一等方面的見解與嘗試。

機械原理；教學方法；教學研究

0 引言

機械原理課程是一門研究機械的運動學分析、動力學分析和設計基本理論問題的一門專業基礎課，在我校機械設計制造及其自動化專業與車輛工程專業的教學計劃中均為必修的主干課程。作為機械類專業中一門重要的專業基礎課，它具有較強的工程性、實踐應用性、創新性，在整個教學體系中起著承上啟下的作用。本課程任務是使學生掌握機構學和機械動力學的基本理論知識和基本技能，并初步具有擬定機械運動方案、分析和設計機構的能力。該課程工程特色明顯，是學生使用機械、設計機械的根本，它在培養學生對機械技術工作的適應能力、開發創造能力，特別是在培養學生分析與解決工程實際問題能力方面有著重要的作用。

為提高機械原理課程教學質量，國內從事該課程教學的教師對其教學內容、教學手段、教學方式等方面進行了有益的改革嘗試[1-3]。本文結合我校學科專業的特色，考慮學生的能力素質要求，在機械原理課程教學內容、教學方法、講義教程選擇等方面提出了探討。

1 注重培養激發學生主動學習精神

1.1 緒論課的設計與引導

緒論課作為機械原理的首堂課，是課程建設中的重要環節，在本門課程的教學中有著不可忽視的作用。通過緒論課講述，應使學生明白本門課程學習的目的、內容和重要性，并建立起機械原理這門課整體概念、全面認識，清楚該課程與自己所學專業間的關系以及與已修課程和后續課程間的關系。經過緒論課的學習，應該能夠使學生產生學習的主動性，激發起學習興趣與熱情，創造一個良好的開端，達到事半功倍的效果。

和絕大多數教材一樣，我校選用的孫桓主編《機械原理》緒論部分也是作為單獨章節編寫，主要內容包含：機械原理課程的研究對象及內容、學習機械原理課程的目的與方法、機械原理學科發展的現狀等。教學設計時可以在介紹上述內容的同時，采取穿插的形式重點闡述貫穿全課程易混淆而又非常重要的，如構件、零件、機構、機器、機械、運動鏈等概念。另外，采用介紹與機械原理相關的科研項目、機械課外競賽等多種手段來進行引導，課外競賽可以選取機械創新設計大賽的相關參賽作品，如第五屆全國機械創新設計大賽我校獲獎作品進行介紹，讓學生體會到機械原理其實就在身邊，以期激發其學習主動性和積極性，為今后學習做好有益鋪墊。

1.2 強化實踐教學環節

為使學生更深刻地理解掌握機械原理基本理論知識，針對我院相關專業學生，除課內機構測繪、齒輪范成法等教學實驗外，將教師手中的合適項目，進行分解、拆分作為若干個子項目讓學生自己動手，通過一人或者幾個人一組的方式完成，這種方式可以有效的提升學生資料檢索、工程圖繪制、計算機應用等方面能力，同時也有利于培養學生間的團結協作精神。這在培養工科學生的創新能力、創新思維以及工程實踐能力方面是一種很好的嘗試。此外，通過教師、輔導員等途徑鼓勵學生利用課余時間采用三維設計軟件對所設計的機構進行三維虛擬造型設計，彌補在機構運動學和動力學分析教學中常用分析方法的不足。可以提高學生對三維設計軟件的操作熟練度、調動學生的創新積極性。積極鼓勵本班學生參加“大學生創業訓練大賽”、“機械創新設計大賽”等有益賽事，以“傳幫帶”的模式讓卓越工程師班中優秀同學與高年級學生組隊，激發了學生對機械原理學習興趣，也培養了他們的工程實踐能力。同時，以某幾個同學為核心，可以產生輻射效應，帶動更多同學參與到此類科技活動中來，以期增加學生的理論聯系實際能力、提高對機械原理的認識、增加課程的學習興趣。

2 教學內容的合理構建與教材選擇

2.1 教學內容的構建

機械原理課程有與物理、理論力學等課程相同的知識點，如機構的運動分析、力分析等，也有其獨有的知識點，如連桿機構、凸輪機構中的“反轉法”等。為使機械原理的專業知識與本專業學生創新能力、工程實踐能力達到有機地融合，通過對學生學習基礎、學習能力等方面的了解，把握機械原理與先修課程及后續課程間的內在聯系，將機械原理的課程體系大體上分成：通用方法篇與特有方法篇，前者如機構分析、運動分析、力分析等，后者如連桿機構、凸輪機構、齒輪機構中出現的“反轉法”等，使學生了解課程體系的總體構成；圍繞學生機構設計、創造能力的培養，將課程內容定位到如下幾個方面：機構的結構分析、運動分析與力分析、機械效率、機械平衡、常用機構設計等模塊，在課程引導中介紹工業機器人、內燃機、轎車等工程實際應用以及往屆學生的設計作品。通過教學實踐表面，上述機械原理課程體系的知識結構分類方法，更能讓學生領會本課程的特點，符合我校相關專業的培養要求。

2.2 教材的選擇

目前比較有代表性的參考教程如西北工業大學孫桓主編《機械原理》、上海交通大學鄒慧君主編《機械原理》等。結合我校教師、學生教與學的特點，以及近些年來的機械教研室的教學經驗，采用西北工業大學機械原理及機械零件教研室孫桓主編的 《機械原理》（第七版）作為機械原理課程的主要教程。同時組織學院有多年教學和實驗經驗的骨干教師，參與編寫《機械原理習題集》和《機械原理實驗指導講義》等有益的學習輔助資料，通過幾屆學生的教學情況看，上述資料對課程學習起到了很大的促進作用。

3 注重多媒體教學與傳統教學統一

在這個信息化時代，教師能夠科學、合理、有效的使用現代多媒體教學方式是其必備的基本教學技能。當前大學課程“廣而博”的設置方式，使得機械原理課程的學時不斷地壓縮，采用現代化的多媒體教學手段可以很大程度上解決少課時與多內容間的矛盾。此外，多媒體教學具有形象生動、信息豐富、交互性較強的特點，可以靈活的介紹工程實例、圖片、動畫等內容，能夠有效地幫助學生理解抽象問題，如可以用動畫的方式演示各種機械或機構的工作原理與運動過程，獲得課本和板書難以達到的效果。

相比于多媒體教學，傳統教學方式講授速度慢，但學生容易做筆記，并且有充分的時間來思考、消化相關內容。機械原理作圖內容較多，針對重要知識點，為方便學生理解，可以選擇采取板書的形式，如采用“反轉法”求鉸鏈中心、求凸輪廓線等知識點，給學生足夠思考時間，達到學生與教師同步思維，利于消化吸收所學內容。

因此，教師應該根據教學需要進行選擇，將多媒體教學與傳統教學手段有機的結合起來，達到本專業學生培養的教學目的。

4 結束語

機械原理課程在機械類專業學生培養中占有舉足輕重的地位，本文從注重培養激發學生主動學習精神、教學內容的合理構建與教材選擇、注重多媒體教學與傳統教學有機統一等3個方面探討了機械原理課程教學的一些體會，并付諸了實踐，以供相關教學工作者參考。

［1］劉慶運，錢瑞明.基于創新能力培養的機械原理課程教學[J].教育教學論壇，2012(16)：33-34.

［2］毛婭.適應“卓越工程師培養計劃”的機械原理雙語教學探索與實踐[J].教育教學論壇，2013(06)：191-192.

［3］匡兵，孫永厚，景暉，等.面向應用的《機械原理》教學改革實踐[J].科技信息，2012(33)：707.

重慶市高等教育教學改革研究重點項目（09-2-013，102216）。

朱孫科（1982—），男，博士，講師，主要從事機械設計及理論方面的研究。

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