應用型人才培養目標下機械原理課程教學方法的探究

李春 曾亮華

摘要：針對應用型人才培養目標，探索在《機械原理》教學過程中引導學生正確學習的教學方法。實踐表明，靈活運用本文所述的教學方法可有效激發學生的好奇心、加強學生對機械結構的認知、培養學生學習的積極性和興趣、促進學生理論聯系實際，將所學的理論知識進行應用設計、改造和創新。

關鍵詞：機械原理；教學方法；應用型人才培養

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）12-0203-02

我院是一所普通的獨立學院，以培養應用型人才為主要目標，然而在實際的教學過程中，普遍存在重理論輕實踐、課本知識與新技術、新科技及實際工程問題脫節的現象。因此，針對機械專業類的課程教學內容設計和教學方法的研究應更注重學生自主學習探索能力、動手能力、創新能力和解決實際工程問題等能力的培養。其次，在“全民玩手機”的學習環境下，如何在知識點多、理論性強、設計復雜的《機械原理》課堂上提高學生的學習積極性、激發學習興趣、提高教學質量逐漸成為了教師教學方法的研究方向。

一、《機械原理》教學中存在的問題

一是，照本宣科，注重授課而忽視師生互動與問題引導。

二是，往往僅通過課后作業檢驗學生對知識點的掌握，缺乏對學生其他能力的評估，不利于學生綜合專業素質的培養。

三是，傳統教學內容沒有涉及機械方面的新技術、新研究和智能化自動化方面的知識，不能正確引導學生對現代機械的理解和認知。

四是，重理論輕實踐。實驗和實踐教學僅僅作為課內知識的補充，缺乏創新性，不能有效地挖掘學生的創新潛力。

上述現象嚴重影響了學生對機械專業知識的理解和認知，部分學生認為機械技術只需要工作經驗，無需進行創新設計和優化設計，更有甚者產生“機械無用論”等錯誤觀念，進而造成學習熱情減退、教學質量和教學效果降低等問題。

二、多種教學方法的探索

基于上述問題，本文從以下七個方面對《機械原理》課程的教學方法進行了探究。

（一）案例分享法

“興趣是最好的指導老師。”案例分享法是在《機械原理》課程的緒論部分引入優秀的、有趣的案例作品。分享的案例可以是往年畢業論文中的優秀作品，也可以是以往《機械系統創新綜合課程設計》中、科學競賽、大創等項目中的好的作品。通過案例分享，讓學生切身感受到通過本門課程的學習，再融合其他知識便可以實現機械結構的創新。

（二）項目導入法

項目導入法注重培養“在學中做，在做中學”[2]，我院在近幾年的《機械原理》課程實踐中，課題組教師在第一堂課中給學生布置項目任務，在滿足綜合性、實踐性、探索性原則的基礎上，結合專業基礎知識，以2至3個學生為組選感興趣的項目課題。課題經過審核后，學生在整個機械原理課程學習的過程中邊學邊對所選項目課題進行剖析和分解。因此，項目導入法將實實在在地項目貫穿于整個課程內容的學習過程中，變被動的知識接收為主動的知識探索，增加學習的自主性，增強求知欲，提高自學能力，同時培養學生團隊合作能力。

（三）問題引入法

“學而不思則罔，思而不學則殆。”當代教師教學不能再采用“填鴨式”教育方法，尤其是大學教育教學更應注重學生獨立思考問題和解決問題能力的培養。教學過程中在引入新知識點時，教師可根據教學對象的特征，結合工程實際問題或生活中的常見現象，設計問題情境，將教學內容轉化為一系列生動形象的問題，引導學生思考、研究與討論，從而有效地鼓勵學生參與課堂教學活動。

例如，在平面機構的教學中，學生根據常識了解在衍架中，三角形是穩定的而四邊形機構是不穩定的，根據這一已知知識點提出問題：（1）為什么三角形是穩定的而四邊形機構是不穩定的？（2）如何對四邊形機構進行改善，使其穩定，依據又是什么？在知識點展開講解之前，讓學生帶著這些思考問題進入課堂內容的學習。

（四）動畫演示法

《機械原理》課程中包含大量機構形成原理、設計方法、加工方法及工作狀態分析。然而課本上只能通過文字和圖形描述其內容，不免有些枯燥、無趣、晦澀難懂。因此，教師作為“知識的搬運工”有責任把書本上的“死”知識變成“活”知識。例如，將漸開線齒輪形成原理做成動畫，描述發生線沿著基圓作純滾動時其上點的軌跡狀態，從而幫助學生理解漸開線齒輪的幾個性質。如此將書本上枯燥晦澀的專業術語用簡單、直觀、動態的圖來描述，幫助和加強學生對知識點的理解。

（五）實物模型法

實物模型法顧名思義就是在課堂上向學生展示實物模型，是對動畫演示法的進一步補充。對于部分動畫無法表達清楚的內容可進行實物模型展示，促使學生對概念性的問題有更為直觀的感受。例如，在學習平面四桿機構時，可將牛頭刨床機構模型、手動沖床模型、剎車機構模型帶入課堂。在引入知識時針對模型提出思考問題；進而引導學生帶著問題進入新知識的學習；再接著觀察實物模型的連接和運動情況，分析其屬于哪種機構類型，自由度如何，是否存在急回特性、死點位置等知識點。

（六）課程設計法

“紙上得來終覺淺，要知此事須躬行。”在理論課程結束后，經過課題組教師的充分研討，決定增加《機械系統創新綜合課程設計》，作為《機械原理》課程實踐方面的補充。《機械系統創新綜合課程設計》要求學生綜合應用所學過的機構組成原理及各類常用機構的結構組成、運動原理、工作特點及應用場合等知識，進行機構的選型、組合、分析與綜合。

實踐表明，通過課程設計可以有效地激發學生主動探索的興趣，培養學生的創新意識，增加學生對計算機控制等機械運動的感性認識，加深鞏固理論知識，培養和提高動手能力。

（七）網絡教學法

目前網絡教學形式豐富多彩，例如網易公開課、慕課、愛課程、各個高校的精品課程等，有效地解決了傳統一門課一個學生只能在特定的時間、特定的地點進行學習的缺陷。在《機械原理》教學過程中，教師可向學生推薦一些優秀的網絡課程、微信公眾號、機械論壇等網絡資源，對實體課堂教學進行補充。

三、教學效果與展望

我院近幾年的教學實踐表明，靈活運用本文所論述的教學方法取得了較好的效果：一方面更全面地檢驗了學生對知識點的掌握程度，另一方面充分挖掘和提高了學生的創新能力，有效地培養了其工程師的思維習慣。課程設計中的優秀作品，如“多規格快速包裝設計”參與2016國家級大創項目并獲獎。部分創新作品申請并授權了專利，如圖1所示的乒乓球自動發球機是學生基于牛頭刨床原理而創新設計的，該設計已獲得專利授權。

《機械原理》課程是機械類專業的一門重要的專業基礎課程，針對應用性人才培養目標和大學生當前的學習狀態，研究如何在教學過程中正確引導學生積極學習，培養學生的學習興趣、激發主動探索的精神、提高創新能力，需要我們教師不斷地學習新知識、完善教學理念，利用現代化的教學手段，在教學方法和教學內容設計上不斷探索和改進。

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Research on the Teaching Method of Mechanical Principle Course under the Target of Cultivating Practical Talents

LI Chun，ZENG Liang-hua

（Beijing Institute of Technology，Zhuhai，Zhuhai，Guangdong 519088 China）

Abstract：Aiming at the goal of cultivating talents，we explore theteaching methods that guide students to learn "mechanical principle"correctly from seven aspects. Practice shows that the flexible use of the teaching methods proposed in this article could effectively stimulate students' curiosity，strengthen students' awareness of mechanical structure，cultivate students' enthusiasm and interest in learning，promote student theory and practice，and apply the theoretical knowledge，design，transformation and innovation.

Key words：mechanical principle；teaching method；applied talents training