《機械原理》教學模式改革的研究與實踐

摘要：針對目前教學系統劃分過細、綜合應用不足等缺陷， 對教學內容進行整體優化、結構性調整、重組和更新。加強過程考核，將機械原理課程設計穿插到理論教學當中，理論教學和實際能力的培養過程交叉進行，全面培養學生創新能力、動手能力、工程實踐能力、獨立分析問題和解決問題能力。

關鍵詞：機械原理 教學模式 課程改革

"機械原理"課程屬于高等學校工科機械工程類本科生必修的"機械設計系列課程"之一，是一門主干技術基礎課程。它在培養學生創造性思維以及機械工程實踐能力訓練等方面均具有重要的作用[1]。但是，機械原理教學過程中存在著一些不足之處：在課程內容上，強調學科知識體系的系統性、完整性，造成理論知識偏多偏深，實踐技能不足，理論與實踐脫節。課程教學內容以機構運動和動力分析為主，而機械系統運動方案設計、機構的綜合等綜合性的實踐應用環節在創新設計課程中進行，是獨立的課程[2]，容易產生實踐與理論分離的現象， 教學很難適應工程教育培養的需要。在課程實施上，課程教學基本是一個封閉的過程，基本采用以前的理論教學模式， 即側重于知識傳授、重記憶、重考試，強調教師傳授知識的主導性，忽視學生學習的主體性。課程教學理論性強、概念抽象，與實際應用有一定距離。學生缺乏學習的主動性，教學質量檢驗的滯后[3]。學生的知識水平通過課程考試成績（或者平時作業成績+考試成績）核定，而且考試內容一般不會（或不允許）超出教學大綱規定及課本中的知識內容。這種教學模式和考核方式看似合理，實際上失去了培養學生實際應用知識、拓寬知識面和創新能力的機會[4]。以考試為手段，以分數為考量的應試教育，使教師和學生陷入十分苦惱的境地。它嚴重制約著教育、教學質量的提高，只能培養出高分低能的不合格品。這對于創新性人才的培養非常不利，使得大多數本科畢業生必須參加社會培訓后才能上崗就業。此外，造成了人才尤其是應用型、創新型高級技術型人才短缺。為此， 對于教學模式改革和創新人才培養的研究一直是國內外高校教改的重點。

為了適應社會發展對人才培養的需要，根據我校工程教育人才培養的目標以及學校的實際情況，并借鑒其它院校同類課程的經驗，對機械原理課程進行教學模式改革的研究與實踐。

1、理論課與實驗、實踐課學時的穿插教學

課時按照現有的模式不調整，理論課課時針對模塊化教學的需要，設計為54 學時；實驗課時5學時，此外進行的為時2 周的課程設計（創新設計）穿插在教學過程中。加強了實踐課時量，強化了學生的動手能力和創新設計的能力，同時，理論課教學也基本滿足學生對理論知識的掌握要求。

2、理論課教學內容的大幅度調整

課程內容的改革不是簡單意義上的增加或刪除，而是在專業化的前提下，優化組合了相關內容的課程。教學內容的改革突出綜合應用知識能力的培養，在此基礎上培養創新能力。在教學內容上，機械原理課堂教學淡化原來簡化的、近似的計算法及圖解法， 強化了精確的解析法及機構創新設計、方案設計等內容， 為學生綜合運用各學科知識打下良好基礎， 擴大了學生的知識面，教學內容的安排做到"寬而精"。課程內容上壓縮了機構的運動分析圖解法、凸輪機構圖解法和力分析的課時，桿組分析法對機構的多樣性設計和創新設計方面，有重要的啟發作用，機構的結構分析保留原有的內容。常用機構的學習中，減少推導性內容，重點介紹機構設計的方法，增加機構的組合設計、轉子動平衡和機械調速等內容的課時。使整個課程體系更加完整，更加系統，更符合現代工業設計對學生總體知識掌握水平的要求。

3、注重理論與實踐相結合

在機械原理大作業和課程設計中引入計算機輔助設計方法。如引導學生應用matlab，ADAMS等軟件對機構設計方案進行虛擬設計和運動學仿真，并驗證方案的正確與否，可使學生的創新積極性得到提高。通過電算編程，既加深了學生對教學內容的理解， 又在計算機應用方面得到了鍛煉。在大作業和課程設計中，逐步實行了計算機輔助設計。

4、考核方式改革

為了將課程知識應用于設計實踐，并通過設計實踐鞏固課程知識，促進對學生創新設計能力的培養， 考核方式上采用學生參與教學活動評分+ 大作業考核分+期末考試得分的課程總成績考核方式。學生參與教學活動的評分內容包括課前預習題庫的問題解答、課中問題的隨機抽查、圍繞某個知識點的以小組為單位的討論表現，調動學生自主學習的積極性。學生大作業的設計任務考核主要根據平時布置的大作業完成質量和創新性以及答辯情況進行綜合評分；期末考試采用傳統的試卷考試形式。

通過新的教學模式的改革實踐，對授課學生進行調查，學生普遍反映新的教學模式，學生學習的積極性普遍獲得提高，無處不在的考核方式，上課不敢玩手機。大作業作為考核總評成績的一部分，很值得推廣，通過這種方式，一方面理論和實踐有了結合的途徑，另一方面避免了考試沖刺的現象。課程設計穿插到理論教學中，時時探討，問題及時解決，改變了獨立的課程設計課程沒有充分時間探討存在問題的缺陷。教學模式的改革注重創新思維培養和團隊協作能力的培養，以培養應用型、創新型人才為目標，改革考核方式，提高了學生學習興趣。

參考文獻：

[1] 景作軍，王宇，陳睿，趙明. 以實例教學為驅動的機械原理課程教學.科教導刊.2016（3）：97-98.

[2] 王成. 以卓越工程師培養為導向的機械原理課程改革與創新. 中國現代教育裝備. 2015（6）： 75-77.

[3] 楊小龍，何美麗. 基于"MOOCs "（ 慕課） 的機械原理課程教學改革. 現代企業教育. 2015： 440.

[4] 殷勇回，高志，章蘭珠. 提高機械原理課程教學質量的思考與實踐. 中國大學教學. 2014（6）： 57-59.

作者簡介：

姓名：葉紅仙 單位：杭州電子科技大學，職稱： 副教授 學位：博士 出生年月：1974.2 性別：女 研究方向： 機械故障診斷