《機械原理》理實一體化教學研究與實踐

趙金玲，楊卓娟

（吉林工程技術師范學院 機械工程學院，長春 130052）

《機械原理》理實一體化教學研究與實踐

趙金玲，楊卓娟

（吉林工程技術師范學院 機械工程學院，長春 130052）

通過對《機械原理》課程特點、學情現狀的分析，對該課程理論和實踐教學內容進行融合，選擇校企合作實驗班為試點，對原有教學方法進行改革與實踐，以實際工程項目為導向，采取理實一體的教學方式，提高學生理論應用能力。

機械原理；理實一體；研究與實踐

1 研究背景

1.1 課程特點

《機械原理》是機械類專業的主干課程，是學生進入專業訓練前的入門課程，同時又是提高學生獨立分析問題、解決問題的綜合訓練課程，具有直觀性、實踐性、綜合性、創新性等教育特性［1］，因此《機械原理》課程教學最終目標有兩點：一是使學生掌握機構學和機械動力學的基本理論、基本知識；二是將前期所學的專業理論知識合理運用于工程實踐，提高學生分析、解決工程實際問題的能力。

1.2 學情現狀分析

1.2.1 課程學習現狀分析

大多數學生對先修課程基礎知識掌握不夠牢固，實踐經驗匱乏，理論聯系實際的能力不足，缺乏獨立分析思考能力，主要表現在：零件結構表達能力和分析計算能力較差，在制圖和力學計算等方面存在普遍問題，考試及格率偏低等。

1.2.2 課程設計現狀分析

《機械原理》課程設計新題目較少，學生對實際機構接觸少，許多學生照搬照抄網上資料，不知其所以然。從課程設計完成情況看，零、部件結構、參數計算等存在較多問題，設計質量下滑，使課程設計失去了應有的作用。

2 理實一體項目選擇

理實一體項目選擇來源于工程實際，經過反復研究，結合《機械原理》課程特點，選擇學生很熟悉的兒童電動玩具車項目。之所以將其作為理實一體教學項目出于以下幾點考慮：（1）玩具車是學生所熟悉的機器，外觀功能、動作直白、簡單，對其內部結構原理進行研究，會引起學生一探究竟的欲望，有利于學習興趣的培養；（2）玩具車成本低，結構有代表性，實施難度小，涵蓋教學內容較多。在選定的玩具車中，最多達到6級變速，涉及的機構有齒輪、凸輪、連桿及間歇運動機構等等；（3）通過拆、裝玩具車傳動系統，使學生清楚認識到本門課程在實際工作中的應用，充分調動學生學習的積極性和主動性，提高學生分析、解決實際問題的能力和實踐動手能力，將理論和實踐有機結合；（4）有助于學生創新思維的培養。通過親自動手裝拆玩具車，可使學生真切感覺到哪些結構設計巧妙、合理，哪些結構裝拆不便，從而產生改造現有機器結構，進行創新設計的想法，有利于學生創新意識、創新思維的培養。

3 理實一體教學內容及目標

3.1 教學內容

3.1.1 理論教學內容

將《機械原理》課程的理論教學內容分為三部分：第一部分機構運動分析及力分析；第二部分常用機構；第三部分機械平衡、速度波動及其調節；理實一體教學主要應用在第一、二兩部分。

3.1.2 實驗教學內容

將平面機構運動簡圖繪制、齒輪范成原理、漸開線齒輪幾何參數測量以及曲柄滑塊運動學仿真四個實驗理論教學內容放在實驗中進行，且實驗數據取自玩具車項目實際參數，由學生現場測繪獲得，按要求繪制機構運動簡圖并進行相應參數計算，完成規定實驗報告。

3.1.3 課程設計內容

課程設計題目為玩具車傳動系統方案設計，選擇包括較多機構的玩具產品，作為課程設計的實物教具，旨在通過拆裝、傳動方案設計、計算等過程，使學生認識到專業知識在實際工作中的作用，提高學生實踐動手能力，將理論和實踐有機結合。

3.2 教學目標

（1）在理論內容上實現理實一體化教學。將課堂搬進實驗室，加深學生對理論知識的理解，同時增強感性認識，提高實際動手能力。

（2）在實踐教學內容上，課程設計部分內容滲透在課堂中進行，節省了課程設計的學時分配，補償理論學時不足問題，同時又能加深學生對理論知識的理解，提高學生分析和解決工程實際問題的能力。

4 理實一體項目實施步驟

（1）玩具車項目介紹，公布學生分組名單，明確項目教學計劃、教學要求、階段性任務、完成時間及成績評定方法，發放工具，并明確獎懲機制，保證工具和玩具車的完整性。本次教學方法改革選擇人數只有31人的機械設計制造及其自動化專業3+1校企合作實驗班，將其分五組，每組設組長1人，每組車型1種，數量2臺。（2）玩具車首次拆裝。利用業余時間觀看玩具的全部預定動作，之后動手將其傳動系統打開，充分了解其傳動系統結構、組成，各部分功能，完成后將玩具車裝配完整，恢復全部功能。整個過程要求錄制完整視頻。（3）第一部分內容講授。精講機構運動分析及力分析的理論知識，完成理實一體的機構運動簡圖測繪實驗。配合此部分教學內容完成小車第二次拆裝。（4）第二部分教學內容講授。重點為常用機構工作原理、結構特點、運動特性、設計方法等，完成齒輪范成原理、齒輪幾何參數測量及曲柄滑塊運動學仿真等理實一體教學內容。配合此部分內容完成小車第三次拆裝。（5）下發課程設計任務書，開始課程設計。（6）成績評定。理論課成績由四部分組成：項目完成情況（包括實驗）30%、平時考勤及作業20%、期末考試50%；課程設計成績分優、良、中、及四個級別。

5 研究成效

（1）通過選擇實際項目，將理論講授、實驗及課程設計相融合，在知識講授中，以課本為中心，以實際工程項目為導向，使理論內容有的放矢，提高學生對自身專業性質的認識，調動學生自主學習專業知識的積極性，激發學生的求知欲和創造欲，課程考核及格率較比往成倍提高，取得了非常明顯的教學效果。

（2）采用理實一體教學，使所有學生均有機會參與其中，在項目實施過程中發揮各自優勢，有利于分類培養，因材施教。

（3）《機械原理》課程教學內容較多，玩具車項目無法囊括全部教學內容，尤其是內部結構與理論有差異，所以個別章節項目實施過程有難度。

［1］王莉靜.項目教學法在《機械的制造技術》中的應用［J］.現代企業教育，2012（02）∶38-39.

［2］曾玉章，唐高華.職業教育項目教學的理論依據與實踐價值［J］.教育與職業，2010（02）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.171

趙金玲（1968-），女，吉林德惠人，本科，副教授，研究方向：職稱研究。