機(jī)械原理課程教學(xué)與課程設(shè)計(jì)一體化改革實(shí)踐

韓莎莎　孔貝貝　李林　倪曉梅

摘 要：目前，我國(guó)的制造業(yè)發(fā)展迅速，極大的促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著改革開(kāi)放的到來(lái)，制造業(yè)逐漸成為門類齊全、獨(dú)立完整的產(chǎn)業(yè)體系。與先進(jìn)水平相比中國(guó)制造業(yè)仍然大而不強(qiáng)，需要大批較強(qiáng)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的人才。機(jī)械原理課程是機(jī)械類專業(yè)本科生的一門主干課程，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程配套的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理 課程設(shè)計(jì) 教學(xué)改革 知識(shí)應(yīng)用能力 創(chuàng)新能力

引言

隨著制造業(yè)對(duì)人才需求的不斷增加，我國(guó)高等院校要不斷加強(qiáng)對(duì)相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)。《機(jī)械原理》是機(jī)械工程類本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在機(jī)械工程專業(yè)人才培養(yǎng)中具有重要的作用。《機(jī)械原理》是一門具有較強(qiáng)應(yīng)用性的課程，如何在課程中加強(qiáng)知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)是當(dāng)前社會(huì)需求給《機(jī)械原理》課程提出的新問(wèn)題。《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》是《機(jī)械原理》配套的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用課程知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。但是目前《機(jī)械原理》和《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》作為兩個(gè)獨(dú)立的教學(xué)環(huán)節(jié)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)之間有了距離。為此，需進(jìn)行改革，將知識(shí)與應(yīng)用銜接。[1]

一、《機(jī)械原理》和《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》相對(duì)獨(dú)立帶來(lái)的問(wèn)題

在我國(guó)的高職院校中，機(jī)械類的學(xué)科主要有《機(jī)械原理》和《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》，兩個(gè)學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)。《機(jī)械原理》是理論課，而《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》是實(shí)踐教學(xué)，一般安排在同一學(xué)期。在教學(xué)執(zhí)行中，先完成《機(jī)械原理》課程的教學(xué)，待理論課考試后，才開(kāi)始《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》。這樣的教學(xué)安排，使得《機(jī)械原理》和《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》這兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)之間有了時(shí)間差，容易造成理論知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用的脫節(jié)。《機(jī)械原理》課程的知識(shí)主要用于解決機(jī)械產(chǎn)品這運(yùn)動(dòng)部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析問(wèn)題，因此，其主要內(nèi)容也分為機(jī)構(gòu)分析和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)部分通過(guò)介紹常見(jiàn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)知識(shí)，解決機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)選型問(wèn)題。機(jī)構(gòu)分析部分通過(guò)介紹機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、力、效率和平衡等分析知識(shí)，解決機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)部分設(shè)計(jì)當(dāng)中的性能分析問(wèn)題。由此可見(jiàn)，《機(jī)械原理》課程的知識(shí)與機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)息息相關(guān)。而在實(shí)際教學(xué)中，基本還是采用課堂講解課本知識(shí)加課后布置作業(yè)的模式。盡管應(yīng)用了計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)，但很容易陷入將原來(lái)黑板和作業(yè)本上的東西搬到PPT和網(wǎng)絡(luò)上的模式。與學(xué)生在中小學(xué)學(xué)習(xí)中始終接觸到的模式基本一致，導(dǎo)致學(xué)生繼續(xù)沿用原來(lái)的學(xué)習(xí)方式：聽(tīng)課、做作業(yè)、復(fù)習(xí)和考試。難以達(dá)到培養(yǎng)運(yùn)用課程知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的目標(biāo)。在《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》中，學(xué)生需要運(yùn)用《機(jī)械原理》課程的知識(shí)完成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)過(guò)程熟悉并應(yīng)用知識(shí)。但目前《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》一般安排在《機(jī)械原理》課程考核結(jié)束后，很多課程結(jié)束后不需要再用了。使得學(xué)生在課程考試后心理放松，加上多年來(lái)的習(xí)慣，造成了考試課程知識(shí)在考核結(jié)束后迅速被遺忘的現(xiàn)象。[2]

二、《機(jī)械原理》和《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的一體化改革

1.課堂教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容比較單一，學(xué)生不能養(yǎng)成完整系統(tǒng)的思維習(xí)慣。因此，在課堂教學(xué)中應(yīng)逐步滲入機(jī)構(gòu)選型、機(jī)構(gòu)組合和變異、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方面的內(nèi)容，并使其逐步成為課堂教學(xué)的主導(dǎo)內(nèi)容。此外，還應(yīng)適度增加增加學(xué)科前沿內(nèi)容，緊跟科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷推陳出新，才能培養(yǎng)出創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、創(chuàng)新思維活躍的創(chuàng)新型人才。

2.教學(xué)大綱

由于改革后的《機(jī)械原理》課程需要承載原來(lái)兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容。所以在新的教學(xué)大綱中，既要有原來(lái)《機(jī)械原理》課程中機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)分析兩大部分的內(nèi)容，也要加入課程設(shè)計(jì)中的要求。當(dāng)然要把原來(lái)兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容真正融合為一體，需要在教學(xué)設(shè)計(jì)、課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面進(jìn)行相應(yīng)的改革。

3.教學(xué)設(shè)計(jì)

在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，必須將以機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析為主轉(zhuǎn)成以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的任務(wù)不能僅局限于對(duì)牛頭刨床、插床等機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，而應(yīng)對(duì)有特定功能要求的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行整體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。當(dāng)然設(shè)計(jì)任務(wù)也要對(duì)典型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)特性分析等內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化，不過(guò)不應(yīng)過(guò)分強(qiáng)調(diào)利用圖解法設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生利用工程軟件如ADAMS、Matlab等完成相應(yīng)設(shè)計(jì)任務(wù)。這樣既訓(xùn)練了學(xué)生使用工程設(shè)計(jì)、分析軟件的能力，又使學(xué)生掌握在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析方面更為精確、使用更廣泛的解析法。

4.課后作業(yè)

針對(duì)課后作業(yè)，原來(lái)的《機(jī)械原理》課程作業(yè)主要是針對(duì)各章節(jié)知識(shí)的練習(xí)，用于幫助學(xué)生掌握相關(guān)內(nèi)容。雖然有些練習(xí)來(lái)源于工程實(shí)際，但題目中與工程項(xiàng)目的相關(guān)信息不多。為此，我們針對(duì)工程項(xiàng)目的需要結(jié)合課程知識(shí)設(shè)計(jì)了一些大作業(yè)，強(qiáng)化了課程知識(shí)與工程應(yīng)用的聯(lián)系，每個(gè)學(xué)生需要完成的大作業(yè)匯總之后就是一個(gè)課程設(shè)計(jì)。[3]

5.實(shí)驗(yàn)教學(xué)

原有的課程實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證相關(guān)知識(shí)為主，一些綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也只是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)做了改進(jìn)，與工程項(xiàng)目的結(jié)合度不夠高。在新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，增加了與學(xué)生大作業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)時(shí)，不但要繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，進(jìn)行分析計(jì)算，還要在實(shí)驗(yàn)室搭建出相應(yīng)的主要機(jī)構(gòu)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文針對(duì)目前教學(xué)中的問(wèn)題，以提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，進(jìn)行了《機(jī)械原理》和《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》一體化教學(xué)改革。從培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計(jì)、課后作業(yè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)方面進(jìn)行了全方位的改革，真正實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與課程設(shè)計(jì)的無(wú)縫銜接。為在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中提高學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力提供了一種具體方法，為培養(yǎng)符合制造企業(yè)需求的高素質(zhì)機(jī)械工程人才做出了貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧嘉鳴，孟慶梅.機(jī)械原理教學(xué)改革探討與實(shí)踐[J].邊疆經(jīng)濟(jì)與文化.2012，（2）：91-92.

[2]郝智秀，申永勝，陳國(guó)景.基于網(wǎng)絡(luò)的《機(jī)械原理》多媒體課件研制[J].電化教育研究.2009，（12）：47-49.

[3]席本強(qiáng)，王琦，曲輝.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型教學(xué)模[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備.2010，（21）：94-95，98.