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对机械原理课程的认识范文1
【关键词】机械设计;高职教育;教学资源;教学法
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)10―0076―03
引言
高等职业教育是高等教育的重要组成部分,是以培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向基层、生产、服务和管理第一线岗位的实用型、技能型人才为目的的教育[1]。机械设计基础是高职教育机械系列课程中的一门主干课程,对于培养学生机械设计和解决工程实际问题的能力发挥着重要的作用[2]。同时,它也是一门综合性很强的课程,涉及到力学、机械原理和机械设计等多门课程的知识,是这些基础知识的综合体现和运用。目前,机械设计教学方法的研究已经得到了广泛的关注,见参考文献[3-9]。传统的教学方法是将工程力学、机械原理和机械设计等课程分开来讲,忽视了彼此之间的联系,学生学完后难以将所学知识融合起来应用于机械设计。高职机械设计基础课程的特点是重视应用性教学,强调知识的运用,降低理论的深度,对于公式、公理等推导、证明的理解、认知不重要。教学内容以“必须够用”为原则,在不影响知识理解连贯性的前提下可以减略,以便学生集中精力掌握实用的结论,以解决实际设计问题[10]。针对传统教学存在的问题,结合高职教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法。以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将工程力学、常用机构、通用机械等教学内容有机的融合,并开发了相应的教学资源,运用后取得了良好的效果。
一 教学目标
从高等职业教育培养应用型、技术型人才的总目标出发,遵循“以应用为目的”,“以必需、够用为度”,“以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则,提出了基于知识融合的机械设计教学法。传统的教学目标只是针对某一课程基础知识的掌握,忽视了课程之间的交叉与联系。不同的老师担任不同的课程,学生可能在学习某一门课程时掌握得很好,但是在机械设计真正的应用时,会感觉很迷茫,不知从哪里入手,所学的知识不能得以应用。原因在于学生没有从整体上把握机械设计的过程,所学的知识没有融合在一块,各自是孤立的。
机械产品的设计一般要经过产品的规划、方案设计、技术设计、施工设计等环节。通过学习,学生不仅应掌握一般机械产品设计所需的基本理论知识,还应对机械系统有一个整体的认识,并应掌握机械产品设计的基本过程。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限。将理论力学、材料力学、常用机构和通用机械的知识相互融合,使力学的内容渗透到常用机构和通用机械以及与之相关的内容中,理论与实践紧密结合。不但使学生掌握机械设计所必需的基础知识,包括常用机构的结构、运动特性和工程力学方面的基本理论。更为重要的是使学生将所学的知识融汇贯通,对机械设计形成一个整体的认识。超越各门课程之间界限,随时能够灵活熟练地运用所学的知识进行机械产品的设计,具备一般通用机械的设计能力。培养学生建立初步的工程概念,对机械产品具有整体的概念和正确的设计思想,为解决实际问题打好基础。
二 基于知识融合的机械设计教学法
在有限的学时内,合理取舍课堂教学内容,是关系到能否真正实现课程目标的关键。高职院校的机械设计课程应遵循以下的原则:精选重点和难点的内容进行详解与指点,避免烦琐公式的推导和易于自学的内容占用过多的学时;拓宽学生的知识面,注重工程应用,启发学生举一反三;注重机械学科发展,将机械学科的科研成果融入教学,让学生了解机械学科的新技术、新方法[3]。
以机械系统分析和综合设计能力的培养为主线,突出工程意识和创新精神的培养,并将这一思想贯穿课程始终。从整体设计思想出发,精简烦琐的公式推导及过时的工程方法,删减各门课程重复交叉的内容,实现教学内容的整体优化。多年来机械原理和机械设计两门课程的教学内容基本变化不大,课程内容自成体系,相互之间缺少衔接,存在内容交叉和重复的问题。如齿轮传动设计,历来是机械原理和机械设计课程的重点内容,由两门课程分别讲授,不但部分内容重复,且从设计的思维过程来看,有些内容本来是紧密联系的,却被两门课程所分割。基于知识融合的机械设计教学法打破传统的工程力学、机械原理和机械设计基础等课程的界限,将这些课程有机地融为一体,如图1所示。
常用机构及其传动设计一般包括工作原理、运动设计、承载能力设计和结构设计四个方面的内容,将这些内容所涉及的基本理论进行融合。首先学习工程实际中常用机构和机械的有关力学方面的必要知识。包括力学模型的概念,对力学模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性质,平面一般力系平衡问题的解法。四种基本变形的内力和应力分析、强度计算,减速器轴的弯扭组合变形分析及强度计算等。在讲授力学方面的知识时,将一些机械设计中的常用的机构融汇进来,对后面的机构学习可以起到抛砖引玉的作用。同时,也让学生学会了如何将力学知识应用到机械设计中。再接着学习机械中常用机构及通用零部件的类型、特点、工作原理、运动特性、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。在讲授具体机构及零部件设计计算时,针对具体机械的工况与技术要求,进行力学性能的强度校核。又可以回顾以前所学的力学知识,真正做到知识的前后呼应,融会贯通。与目前的基于项目的教学法有异曲同工之妙。而原来的工程力学、机械原理和机械设计的课程是分开的,工程力学以受力分析为主,机械原理是以机构的分析为主,机械设计是以零件的强度分析和绘制图纸为主。各自独立的课程配置使学生学习起来难以真正体会它们之间的联系,相互之间的应用就更无从谈起。而机械产品的设计正是融合了多学科的知识,相互之间应用起来更是融为一体,难以分割。
三 教学资源的开发
根据基于知识融合的机械设计教学法,编写了机械设计基础教材,制作了相应的教学资源,如图2所示。教材包括物体受力分析基础、常用机构、联接、传动件及传动装置、支承零部件五部分。物体受力分析基础对物体所受力进行了分析,介绍了平面力系和空间力系;常用机构介绍了机构运动简图和自由度、平面连杆机构、凸轮机构和其他常见机构;联接主要介绍了联接件的变形、螺纹连接、轴毂联接、轴间连接和弹性联接;传动件及传动装置对齿轮传动、蜗杆传动、轮系、带传动和链传动等传动装置的结构、特点、应用范围及设计计算进行阐述;支承零部件介绍了常用的支承零部件轴和轴承。
多媒体教学因其具有直观性、动态性、可重复性、针对性、图文并茂等优点,为课堂教学打开了一幅别开生面的画卷,日益受到广大教师和学生的青睐。机械设计基础课程要求学生对机械传动有较强的感官认识,懂得各种机构运动的原理和动作的顺序,而这些单凭黑板上讲解是掌握不了的,必须通过实物演示或实验操作才能获得。以螺栓联接的结构和受力分析为例。如图3所示为螺栓联接的结构和受力分析,包含了预紧前、预紧和受载三个状态。上面有正常加载、超常加载、加载和卸载四个按钮,当点击其中的任一按钮时,在右边力的坐标系中可以显示力的变化情况,同时受载状态结构图中也可模拟结构实际的变化情况。如图4所示,即为点击超常加载按钮的模拟情况,不但在力的坐标系中显示了此时力的大小,而且可以在螺栓联接的结构中呈现出结构的实际变化情况。其图文声像并茂等优势能将教学中抽象、陌生的知识直观化、形象化,创建出生动的表象,增大课堂信息量,活跃气氛,有效激发学生学习的兴趣,调动其学习的积极性,获得较好的教学效果。
四 结论
机械设计课程有着其他课程不能替代的作用,这是由课程的性质、任务、地位和内容决定的。针对传统教学存在的问题,结合高等职业技术教育的特点,提出了基于知识融合的机械设计教学法,以应用为目的,本着优化、适用、适度的原则,将多科目基础课程内容融合。完善整个机械设计过程所必要的基本知识和基本理论,增加基本设计方法和实践性内容。着力体现了高等职业教育的特色,有利于提高学生认识问题和解决问题的能力。编写了机械设计基础教材,制作了相应的多媒体教学资源,在教学中进行了实际应用,取得了良好的效果,具有重要的实际应用和广阔的推广价值。
参考文献
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对机械原理课程的认识范文2
针对当前《机械原理》课程设计的教学现状，分析其不足，并基于OBE工程教育理念，对《机械原理》课程设计的教学模式改革进行了探讨并付诸实践。《机械原理》课程设计是机械类各专业学生在学习《机械原理》课程后进行的一个重要的实践性教学环节，其模式的改革为适应新形势下对机械类学生机构选型、机械系统运动方案设计和创新设计能力的培养提供了良好的平台和借鉴，具有重要意义。
关键词：
OBE；工程教育；《机械原理》课程设计
为了推进工程教育改革，促进中国工程教育的国际互认，培养与国际接轨的中国工程师，由专门的职业或行业协会（联合会）、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证，工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求，是一种合格性评价[1，2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念：产出导向（Outcomebasededu-cation，简称OBE）、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织，就必须基于OBE理念，深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节，是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划，《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括：1）掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题（毕业要求1）；2）具有分析和解释数据，得到合理、有效结论的能力（毕业要求2）；3）具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力（毕业要求3）。本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求，结合近年实践经验，阐述我校《机械原理》课程设计改革模式，并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。
一、机械传动系统设计能力
《机械原理》内容包括两部分，其一是对现有机构的学习，包括构型分析、运动学和动力学的学习；其二是针对具体任务，利用所学机构学知识，设计传动方案。前者称为分析，后者称为型综合，《机械原理》学习的最终目的，就是要达到型综合的高度，《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。遗憾的是，传统的《机械原理》课程设计，体现不出OBE所要求的设计系统的能力，复杂机械系统更无从谈起，因此，改革势在必行。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，调动学生设计的积极性而不限制其思维，并且课程设计只提出最终要求而不限制方法，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，题目不宜太深太复杂，其原则为：题目具有综合性，以运动方案设计为主；题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容；题目应结合生产实际，是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的；题目的设计结果应包括两到三种基本机构，也允许选用其他常用机构或组合机构；题目要有一定的灵活性和创新性，有利于发挥学生的创造力。在设计题目确定后，需对已选题目提出三种运动方案，并经反复论证，确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力，使学生受到一次真实的设计训练，进而提升其机械传动系统设计能力。此外，改革后的课程设计，学生们可以自由组合，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，共同讨论、研究，各自发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力，也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。
二、工程基础理论知识应用能力
传统的《机械原理》课程设计中，方案确定之后，其相关运动参数也随之给定，每个学生需要做的就是绘制机构运动简图，利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析，并绘制机构运动线图和作误差分析，最后编写课程设计说明书。从本质上来说，这样的设计仅能算一次作业，效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务，但却调动不了学生的设计兴趣，对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解，谈不上对学生的毕业能力的培养。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，只提出最终要求而不限制方法，学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短，教师在《机械原理》课程教学中，需提前做出安排，如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务，基于所学的机构学知识，甚至查阅相关文献去设计解决方案，当多个设计方案确定后，需要比较各方案的优缺点，必然会深入了解每个所设计的传动方案，最终方案确定后，需对其进行结构、运动学和动力学分析，因有了方案设计的深刻理解，设计的目的已非常清楚，在相应分析时，对方法的选择和掌握自然水到渠成，加深了对所学理论知识的认识，明确了理论知识的实际应用，从而不至感觉学无所用。
三、分析和解释数据能力
在我国的工程教育认证中，第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定，分析方法固定，无需学生深入了解，只需按部就班完成画图和分析即可，可见，传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。改革后的课程设计，从设计任务到设计方案的确定，均需要学生根据具体情况进行分析，然后根据所学知识，自己设计传动方案，并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后，详细设计传动系统时，需要根据实际任务确定各参数，最后对机构进行分析，并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性，要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验，通过搭接实物并测量参数，再与理论分析数据进行对比，找出误差存在原因，从而得出相应结论。
四、考核方式的改进
评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，与课程设计所培养能力相对应，《机械原理》课程设计成绩分为四部分：选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式，结合参考文献查阅或调研情况，对自己团队的设计任务进行说明，根据所定任务设计两到三种机械传动方案，每个方案中必须包含两至三种典型传动机构，并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。平时成绩占总成绩的10%，主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定，这是设计正常进行的基本保证，也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。设计成绩占总成绩的40%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力，根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。答辩成绩占总成绩的20%，各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报，主要介绍组员分工及完成情况，组员自评分，搭接视频等，并回答提问，据此评判答辩成绩。通过此类考核方式，对毕业生的能力9（个人与团队）和10（沟通，包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令）也起到初步培养的效果。此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如：教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择，要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识，能够正确引导学生，使他们经过认真思考和分析比较后，可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要，从而有效引导学生积极思考，培养他们的创新能力。
五、结束语
经过近两年的实践，发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计，为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台，并确实取得了较好的效果。然而，OBE工程教学模式是一个系统的工程，无论是在设计内容，还是在设计方法和评估方式上，还有很多需要完善之处，需要进一步的改革和探索，持续改进，以更好地培养学生相应的毕业能力，实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。
作者：曾达幸 李飞 侯雨雷 宜亚丽 郑立娟 张芳芳 单位：燕山大学机械工程学院
参考文献：
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对机械原理课程的认识范文3
关键词：机械原理；教学改革；启发式教学；案例式教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0079-02
《机械原理》作为机械类相关专业的一门必修专业基础课程，对培养学生的工程意识、机械设计能力及创新能力具有非常重要的作用。但由于机械原理课程的内容理论性及实践性比较强，对于实践经验相对缺乏、基础知识相对薄弱且空间想象能力相对较差的大二学生来说，该门课程的内容比较枯燥乏味，而且不易理解，从而失去了学习兴趣，导致上课期间注意力不集中、“开小差”，教学效果难以保证等问题，使得历年期末考试不及格率高居专业基础课之首。作为该门课程的任课教师，授课过程中如何激发学生的学习兴趣，充分挖掘学生自主学习意识，让学生会学习且乐于学习，是新时期亟待解决的首要任务。笔者结合自身的教学经验与体会，对该课程的授课方式、方法进行了如下一些改革探索尝试，并且取得了比较明显的成效。
一、合理编排教学内容，优化课程体系
机械原理课程承担着培养机械类专业学生机械系统整体方案设计的重要任务。但由于传统教材中内容缺乏关联性、系统性，学生无法从整体上形成机械系统的运动方案设计，也无法将所学的知识与实践相联系，体会不到所学的知识与实际生产、生活间的联系，从而失去了对学习的兴趣。为了缓解这一问题，笔者将教材第十四章机械系统的方案设计部分安排在绪论中讲解，并配以大量典型机械产品的图片、动画和视频，使同学们对机械产品形成总体的认识和感受，然后再分别介绍机构的结构分析、运动分析、平面连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等常用的机构。另外，在当前学时被压缩的情况下，笔者减少了用矢量方程图解法分析机构运动部分的内容，因为该部分的内容与理论力学课程重复。平面连杆机构设计图解法一直是传统教学的重点，但随着计算机技术及相关工程软件的发展，利用解析法进行机构设计已不成问题。因此，笔者在教学内容中适当地增加了解析法的讲解，使得课程内容与时俱进，更贴近现代化的设计方法。
二、“多媒体”与“板书”相结合，优势互补
多媒体教学是课程教学改革发展的必然趋势，多媒体教学不仅能把知识更多、更快地传授给学生，还节约了时间，增加了容量，有效地提高了课堂教学效率。与传统的教学方法相比，利用多媒体技术进行教学，授课老师可以在相同的教学时间内向学生讲授更多的内容。多媒体教学在机械原理课程教学当中的优势也是显而易见的：一方面随着授课学时的不断压缩，教师要在有限的学时条件下，完成烦琐的教学任务，必须借助新型的教学手段，尽量地减少课堂书写时间；另一方面多媒体课件可以集图片、动画、视频、声音于一体，增加了授课内容的“活力”，能够吸引学生注意力，可以改善教学环境，使教师更多地注意课堂教学内容的组织和讲授提高教学质量。机械原理课程的内容涉及较多的机构运动，采用多媒体教学能够生动逼真地加以体现，有助于同学们更好地理解教学内容，例如平面四杆机构演化型式中的机构倒置用动画表示，其效果则是一目了然，如图1所示。
但是并非所有教学内容都适合用多媒体教学，比如平面四杆机构的图解法设计、凸轮轮廓曲线的作图法设计等，还是以板书教学的形式为好。板书过程能清晰地展现全部的解题过程，并且板书速度比较慢，能够留给学生足够的时间去思考，便于学生理解、吸收，所以采用多媒体和板书相结合的教学方式是比较理想的。
三、综合应用多种教学方法，激发学习兴趣
机械原理课程知识点众多，且理论性和实践性非常强，学生在普遍对机械缺乏感性认识的情况下，内容晦涩难懂，为了有效提高教学效果，授课过程中应该尽量避免“填鸭式”教学，综合应用启发式、案例式等多种教学方法。启发式教学的一种方法就是问题式教学，也就是在讲课的过程中不断地提出问题、思考问题，进而解决问题。提出问题后，可以让学生之间进行讨论继而回答问题，也可以在学生进行充分思考的基础上，教师自己解答问题。启发式教学可以活跃课堂气氛、提高教学效果，也可以培养和提高学生分析问题、解决问题的能力，被认为是培养创新型人才的重要手段之一。[4]案例式教学法是指教师将一些典型的应用案例结合具体的基本理论，启发引导学生对于案例进行分析和讨论从而在分析过程中将知识点、重点和难点贯穿到案例中，从而达到形象直观的教学过程。例如：利用自卸卡车车厢的举升机构，讲解曲柄摇块机构的工作原理，自卸卡车在同学们的生活当中是比较熟悉的，所以一提出自卸卡车，同学们脑海中马上就会浮现出它的工作过程。又比如：在介绍连杆机构的急回特性时，以牛头刨床为例。因为大二学生刚刚经历过进工实习，对牛头刨床工作行程和空行程速度不同的感受非常深刻，所以一提到牛头刨床的这一特性，同学们马上就能够理解急回特性的概念，从而起到了事半功倍的效果。
四、结合课外科技竞赛，以赛促学
借助“全国大学生机械创新设计大赛”、“全国大学生工程训练综合能力竞赛”等比赛，强化学生的工程意识，培养学生的创新能力，同时也让学生体会到了学以致用的乐趣，充分调动了学生自主学习的积极性。在每年的省级、国家级比赛中，我校学生均获得了较好的成绩。例如：第六届广东省机械创新设计大赛二等奖3项，第六届全国大学生机械创新设计大赛广东赛区一等奖1项、二等奖1项，2014年“金川”杯第七届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖1项等。科技创作过程既培养了学生的创新能力和动手能力，同时也锻炼了他们的团队协作能力，这部分学生在后续的学习、生活中都表现出了较好的学习自主性和自信心。他们对整个班级，乃至后续师弟师妹们的学习态度均有很大程度的促进作用，在一定程度上改变了同学们对《机械原理》等难度较大课程的学习态度，使得整个学习氛围呈现出良性发展的趋势。经过几年来的不断努力，目前我院《机械原理》课程的不及格率已经明显低于前几年。
五、结论
《机械原理》作为机械类各专业必修的一门重要技术基础课程，在学科体系中起着承前启后的作用，是进一步学习后续专业课的桥梁，其教学效果的好坏将直接影响到学生后续相关课程的学习。笔者通过优化教学内容，改进教学方法和手段，活跃课堂气氛，激发了学生们的学习兴趣；借助竞赛契机，培养学生的工程意识及实践创新能力，促进学生自主学习，取得了较好的效果。
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对机械原理课程的认识范文4
关键词 机械制造；工程学；教学计划
中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671—489X（2012）30—0073—03
1 目前该课程存在的问题
作为机械设计的工程师，必须具备相应的机械制造知识，其中机械制造工艺知识是必备的，即要清楚设计能否制造出来，能否装配成功，也应清楚什么结构的零件、机器容易制造，什么结构的难以制造，什么结构的目前还不能制造。这些知识除了工作经验外，在学校阶段是通过机械制造工艺学课程完成的。但学习该课程所需要的一些先修课程对于非机械制造专业学生是不开设的，从而造成学习机械制造工艺学课程的困难。
近年来，随着教学改革，出现机械制造工程学、机械制造技术基础等名称的教材，大多数是把学习机械制造工艺学课程所需要的一些先修课程加进去而形成，这样就最少要增加金属切削机床、金属切削原理与刀具、机床夹具设计等几门课程的基本内容，从而造成机械制造工程学内容庞大，课时又有限，教师讲解困难、学生学习困难、重点难以突出等诸多问题。
另外，从目前多数该类课程的内容看，其主要目标仍然是机械制造工艺学的目标，即围绕保证零件的加工质量、效率、效益展开，这对机械类专业学生不很合适。
2 内容特点分析
2.1 学生培养目标与本课程的关系
这里指非机械制造专业的机械类学生的主要培养目标，并且针对的是着力为企业培养高级工程技术人员的高校的相应专业。查阅大量定位于此的高校相关资料，发现其主要内容均是培养有较好创新意识的、能从事机械（电子）产品开发研究的高级应用型人才。也就是说，这些专业培养出来的学生主要是从事机械产品设计的，那么，他们掌握机械产品制造的基本知识是为其能合理设计机器服务的。因为一个不懂得机械制造和机器装配的人，是不可能设计出一台好的机械产品的。所以，这些学生是为了获得更好的机械产品设计能力而学习机械制造知识的，也即本课程对机械类专业学生来讲非常重要。
2.2 课程目的
在了解了机械类专业学生的主要培养目标后，可以确定的是：该类专业开设该课程的主要目的是让学生了解机器是如何制造出来的，以便提高其机械结构设计能力。
学生对机械制造工艺知识的全面掌握，无疑会对其设计能力提高有很大的帮助，然而要在有限的学时内，全面学习机械制造知识是不可能的。这样就必须在有限的时间内，让其掌握与设计密切相关的机械制造知识才是正确的选择。本文认为，该课程应该解决6个关系问题：1）刀具性能与被切材料性能之间的关系问题；2）刀具形状、被加工零件及表面形状与机床的关系问题；3）零件安装位置要求、自身形状与其确定方法的关系问题；4）机械零件的结构与其制造可能性及方便性的关系问题（包括零件结构与机器装配可能性与方便性的关系问题）；5）机器精度与相关零件精度的关系问题；6）机器使用性能与相关零件制造质量的关系问题。其中后三个问题是重点。
3 内容分析与选择
根据上面的分析，课程内容围绕本文提出的三个问题（也称三大关系）选择，内容尽量压缩，一般学时数在48左右，下面介绍具体内容。
3.1 内容多
课程内容是一般课程的3倍，必须做一定取舍，否则无法讲完，即使采用多媒体等手段讲完，也不会收到好的教学效果。
3.2 内容实践性强
本课程涉及的4部分内容，无一例外其实践性均很强。金属切削原理部分的理论性是较强的，但涉及到刀具结构，需要很高的空间想象力，即使采用多媒体技术辅助教学，同样需要足够的空间想象力才能理解相关内容。切削加工过程的一些现象，常用刀具形状、特征、使用方法，均需要有一定的时间认识才好理解。
金属切削机床部分的内容，要对切削加工中常用机床的结构、原理、用途进行学习，其每一步内容均来自于生产。
机床夹具与机械制造工艺部分的内容，更是与实践中的内容完全一致。如机床夹具部分讲解零件如何装夹才能完成其合格加工，所讲内容完全是从实践中总结出来的，上升到理论，进行抽象分析，以便使初学者能尽快掌握相关技术，其每一步的分析、设计等工作均会原样照搬到生产中使用，课堂上讲的每一内容均来自于实践，应用于生产。机械制造工艺部分的内容更是与生产紧密联系，它是指导生产的学问，一个零件如何一步步制造出来，就由它来决定，零件能否合格制造和高效制造、企业成本如何等与它紧密相关。尽管这些在生产现场可能不会完全直接表现出来，零件的制造过程，即零件的工艺规程则是理论与实践的完全统一。所以，本门课程中的大部分内容是生产实际的再现，而不仅是工程问题的抽象。
3.3 学生的感性认识少
现在的学生，从幼儿园到大学，始终在校园内度过，即便放假也是参加各种复习班的课程学习，很少参加实践活动，尽管课程中许多问题与日常生活中的常识相关，但学生对此也没用反应。事实上现在在街上许多地方都有各种修理铺等工作场所，上街、路过、家务均有不少增加感性认识的机会，但他们已经习惯视而不见，减少了本来就少的感性认识。
对机械原理课程的认识范文5
关键词：应用型本科；机械原理；工程实践；教学改革
中图分类号：F642 文献标识码：A 文章编号：1008-4428（2016）06-126 -02
一、引言
为了适应我国经济发展及转型的要求，高等教育的发展和改革蓬勃发展，应用型本科教育应运而生。应用型本科高校的培养目标总体上可以归纳为：培养知识能力和素质全面而协调发展，面向生产、建设、管理及服务的高级复合型应用型人才。与其他教研型及科研型等学术型不同，应用型高校培养的学生直接面向实际生产一线，因此培养学生的工程实践能力极为重要。由于应用型高校概念提出及发展相对较短，目前传统的学术型培养模式难以适应培养目标的要求。
机械原理课程作为机械类专业的一门重要的基础课程，其地位在整个培养体系中占有重要的作用。为了尽快适应本科机械类应用型人才培养的需要，教学过程中关注的重点正经历着从学术理论的培养向提高学生的工程素质及工程实践能力培养的转变，如何在教学课程中通过合理设置课程体系、实践教学环节成为了机械原理教学改革中探索的重点。
本文结合我校机械类专业在培养实施过程的具体措施，重点讨论了机械原理课程在应用型人才培养过程的具体教学改革和实践，探索在培养过程中提高学生工程实践能力的方式。
二、机械原理课程的重要性及其特点
（一）重要性
机械原理课程是机械设计制造及自动化等专业的一门必修的技术基础课。它是以高等数学、普通物理、理论力学及机械制图等课程为基础。机械原理课程在整个教学体系中占有重要的地位，学生对其掌握的程度直接影响到机械设计等后续课程及对机械专业的把握程度。
（二）特点
与理论力学等理论课程相比，机械原理更加结合实际，主要研究对象涉及了机械的相关机构；同时，又与专业机械课程有所差异，机械原理具体没有研究机械的具体类型、零件等，而是研究各种机械中的共性规律，因此其理论性较强，计算较多而表面上显得实践性不强。实际上，机械原理与实际工程问题结合得相当紧密，研究对象更有针对性和实际意义， 如凸轮机构、齿轮机构、铰链机构、连杆机构以及间歇机构等，这些典型机构是组成任何复杂机械系统的基本单元，在学习过程中， 一方面要深刻理解这些原理和方法， 另一方面更要 注意这些原理和方法在工程实践中的应用。
对于多数没有经过工程实践经历的同学来说，仅凭书本平面图、挂图或模型图难以深入掌握一个立体结构及一个运动的机构，这就成为学好机械原理的拦路虎；同时常规的实验、习题、课程设计题目等难以满足现代工程教育的理念。学生学习效果差，产生畏惧和抵触心理，最后学生的学习仅以通过最终的课程考试为目的，而实际上没有很好掌握其机构的本质，更无法进行机构的创新设计，难以提高学生的工程实践能力。
三、课程教学改革与实践
应用型本科更加注重学生实践能力的培养，在课程教学过程中则应更加注重学生结合实际生产，而相对弱化深层次的理论探讨，因此在课程内容的安排、实验实践等方面应充分考虑应用性、实践性。而传统的机械原理教材和教学内容、方式过于偏重与理论，而弱化了学生的工程实践能力的培养。基于上述讨论及应用型本科高校的定位，在具体的教学过程中对机械原理课程进行了一些改革与实践，具体包括：
（一）合理设置教学体系，强化实践教学
传统的机械原理课程内容是建立在纯机械系统分析与设计的基础上，课程体系则是以机构的分析为主，侧重对机械的认知及其性能的分析。但随着科学技术的发展，新的机构、新的理论不断发展。然而目前的教材相对陈旧，仅通过书本内的知识不能较好地适应实际工程中的要求。
因此，在课程体系建设上强调：分析与设计的高度综合；理论教学与实践教学、设计训练及课外科技活动相结合；经典教学内容与现代教学内容互为依托；各教学环节有机衔接，整体优化。将课程教学分为两个并重的理论教学系列和实践教学系列。如考虑到学时的有限性，淡化了与理论力学相重叠的内容，删除了与现代技术不相适应的图解法等。实践教学上将实验、课程设计、课外作业进行有机结合，相互补充。具体措施包括：
1.实验项目合理安排，如在课程一开始就开设“机构及零件认知”实验，增加学生的感性认识，避免以后的学习中“纸上谈兵”；减少传统的验证性实验，增加探索性、开放性实验，鼓励学生自主设计机构并进行分析，增强学生的学习兴趣和创新能力；开放机构创意实验室，提倡学生自主搭建各种机构组织满足不同的运动目的等。
2.传统的课程设计题目单一、雷同，达不到工程实践能力的培养，改革势在必行。为此，打破课程设计题目的单一性，提倡综合性设计；引导学生自主设计，结合实际中常见到机器的不足，指导教师主要把握题目的可行性和答疑，通过对不同方案的对比分析，提高学生的主动性及创新设计能力，同时也避免了抄袭的可能性。
3.在课外作业的布置上，适当减少传统的小题方式，增加综合性机械原理大作业，主要以项目驱动方式，分组设置不同的子项目，以学生为主体，利用软件对机构运动、动力学等方面进行分析，重点加强团队合作和工程设计能力的提升，最后通过答辩的方式对项目进行评价，拓宽课程考核的方式。
（二）结合工程实际，培养工程意识
机械原理课程不仅具有理论强度的特点，同时具有较强的实践性特征。因此，在整个教学环节应该与工程实际紧密联系，培养知识与实际应用的衔接。传统的机械原理教学的着眼点在于机构的抽象，而忽视了机构的具体应用，教师在具体的教学过程中往往也忽视了应用层面的引导，导致学生在学习过程对抽象的知识难以掌握而缺乏学习兴趣。因此，在机械原理的教学中更加注重应用层面的引导。
应用型人才的主要服务地方，学生的就业单位也主要以高校所在地企业为主，如我校近三年毕业生中约71.3%学生在本地相关企业就业。因此，根据学生的就业特点，因地制宜，有的放矢，在课程的教学过程中结合我校所处地方汽车类、制造业等发展较快的特点，通过实际的机械来说明机构的应用场合，如讲解曲柄连杆机构的时候，以发动机为应用实例；又如，在讲解凸轮机构的时候，以自动机床的进刀装置为应用实例。采用有针对性的讲解各种机构应用实例，其目的首先是初步培养学生的工程意识，其次是考虑学生就业区域及行业，提高学生服务地方的能力，真正适应地方性的要求。
（三）利用课外课堂，强化工程实践能力
机械原理知识相对较多，仅通过课堂教学、实验、实践、课程设计等常规的教学方式，还是难以使学生很好地掌握相关知识，工程实践能力的培养还不够充分。同时，由于整体课时的压缩，学生仅利用课时内的教学难以达到很好的学习效果。如何利用课外时间来组织学生进行课外的能力训练成为新的途径和关键。
因此，我校对工程实践能力的培养进一步加强。在教学课时以外，通过课外的科技创新活动是可以实施的一个具体措施，如组织学生参加机构创新大赛等。由相关老师指导，利用ADAMS、Matlab等软件先设计仿真机构的运动可行性和性能，鼓励学生动手搭建实现最后的实际机构，提高学生的动手能力，强化构思――设计――实施的能力，训练工程实施的基本思路，弥补课堂学习的不足；积极鼓励学生参加各种学科竞赛，充分利用现有的“全国大学生工程训练综合能力竞赛”、“全国大学机械创新”等竞赛，“以赛促学”。学生组建机械设计创新协会，配备业务能力较强的老师辅导，举办校级比赛选拔优秀作品，以学院工程训练中心为平台，由学生自主完成机械功能原理的设计、零部件的加工、整机的装配等，切实地提高了学生的动手能力、团队协作及工程实践能力。通过近几年的实施，我校参赛的“无碳小车”、“基于直径差的硬币分类机”等作品，均获得省一等奖的好成绩，体现了机械原理课程教学中工程实践能力的培养效果。
四、结语
工程实践能力培养是应用型机械类人才培养过程的关键，如何打破传统的学术性培养模式，切实实现应用型人才培养模式，是众多应用型本科高校积极探索的新课题。本文以我校机械类应用型人才培养过程的实施措施为背景，以机械原理课程教学中的改革为实例，探索性的实施了一些提高工程实践能力措施，取得较好的教学效果和成效。但在实践过程中，学生的机构创新能力还有待进一步加强，具体的创新能力培养方式亟需积极探索。
参考文献：
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[3]王波， 林其斌. 应用型本科机械原理课程教学改革研究与实践[J].滁州学院学报， 2013，（02）：111-113.
[4]郭维城， 王琳， 刘小琨等.以学生工程实践能力为导向的机械设计基础课程改革与实施[J].科教导刊（中旬刊）， 2015，（01）：91-92.
作者简介：
王波，男，安徽滁州人，滁州学院机械与汽车工程学院讲师、博士，研究方向：机械故障诊断技术；
张孝琼，滁州学院机械与汽车工程学院；
对机械原理课程的认识范文6
关键词： 机械原理 教学改革 探讨
《机械原理》课程作为机械类专业的一门核心技术基础课，其主要任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。在培养具有宽基础、强能力、高素质的高级工程技术人才的全局中，其具有增强学生对机械技术工作的适应能力和创新能力的作用。基于本课程的性质特点，笔者根据多年来的教学实践和教学经验，对如何教好《机械原理》课作了一些探索，深刻地认识到进行课程体系改革与相关教学改革，进一步探讨教学内容、教学方法和教学手段的改革是非常必要的。
1.课程体系和内容的改革
本着国家提出的“高等工程教育应回归工程”这一非常重要的发展理念，《机械原理》课程教学的主要目标是培养学生解决工程实际问题的能力。而最近几年由于教学改革的深入和课程体系的调整，学生学习的专业课门数量增加，单门课时量压缩，这就需要教师在授课前针对不同专业对课程体系进行调整，把握“必须适用为度”的原则，内容优化，连贯、适度，保证基本基础知识，紧密结合专业实例，强调实用性和应用性，强化学生的基础能力、创新意识与能力的培养。首先从机械的整体出发，从宏观上使学生了解机械整体的基本知识和要求，把握机构的结构、运动、受力的分析思想和方法。再以各种机械传动齿轮传动、连杆传动机构、凸轮传动机构、棘轮槽轮传动机构为课题重点，把握各种机械传动的特点，为培养学生机械安装和调试能力打下良好基础。最后介绍机械设计综述部分，强化整机设计的内容，对机械设计的一些共性问题进行综合阐述。这样就形成了机械的组成及特性―机械传动―机械设计综述这样的新课程体系，从而形成了机械原理到机械设计两门课程的合理过渡。
2.教学方法的改革
教学方法直接影响教学质量和效果，改进教学方法是确保教学改革成果转化为学生知识和能力的重要途径。教学方法应根据课程体系中各部分内容的教学特点进行相应的改变，笔者在教学实践中作了如下的一些尝试：
2.1启发式教学法
启发式教学仍然是激发学生积极思维的首要方法，它可以使学生加深对基本知识的理解与掌握，并在求解过程中进一步思考，以至进一步提出科学的设想。教师在讲课过程中一定要设疑、质疑，要特别注意在新旧知识的衔接转换处提出新问题，提出的问题最好能引起几种回答，以此激发学生积极思考，使学生做出正确的回答和判断。例如在讲到齿轮啮合传动这一节内容时，首先提出什么是公法线，并绘出草图?在学生正确地回答了所提出问题后，接着再提问什么是内公切线?并且引导学生分析两齿轮啮合传动时，两齿廓接触点的轨迹恰好在内公切线上，使学生很快地掌握教师要推出的新概念：啮合线、力的作用线及四线（公法线、内公切线、啮合线、力的作用线）为一线的道理，从而培养学生分析问题、解决问题的能力。
2.2现场教学法
机械原理是与工程实际联系紧密的课程，在教学过程中要特别注重理论联系实际。例如，在讲解机构时，可以列举实际机器（汽车、内燃机、牛头刨床等）中的应用实例，从而增强基础课与专业课之间的联系。同时组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学，事先布置一些思考题，让学生带着问题一边参观一边讨论，把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来，使学生具体地领会各种机构在机器中的应用。每组织一次现场教学，授课教师都要对教学目的、要求、内容、组织形式等作周密考虑、精心安排，以收到预期的效果。
2.3讨论式教学法
讨论式教学法是课堂教学实践的一个重要环节和一种重要形式，也是进行现场实践的结合方式，教师通过讨论创新，可拓宽学生的知识面，促进学生个性的发展，培养学生的创新能力。笔者在每堂课的进行过程中都设定若干个问题来和学生进行交流与讨论，有时对学生所提出的问题还会以征求答案的方式在课堂上提出来，往往学生会以很高的热情来给出自己的解答和看法，无形中激发了学生的学习兴趣，增强了学生听课的专注性和积极性。
3.教学手段的改革
传统的教学手段，通常会使课堂教学比较单调、乏味，特别是机械原理课程的教学，由于不少学生缺乏实践活动，对机械的感性认识不足，仅仅依靠教师课堂讲授，很难达到良好的教学效果。在教学实践中要注意教学手段的改革：
3.1采用多媒体教学
在学院现有设备的基础上，采用先进的教学手段，使用制作精良、内容丰富的多媒体课件来辅助教学，可以帮助学生更快更好地理解和记忆学习内容。
3.2运用网络教学和辅导
根据教学的实际情况，强调实践性，精减基础课的教学课时，运用计算机网络辅助教学，把一些相关内容及训练习题、课件上传到校园网，让学生课外阅读、学习，培养学生的自学能力。
4.抓好课外学习环节
随着科学技术的进步和机械学科的发展，学生需要掌握的内容越来越多，而随着教学改革的深入和课程体系的调整，机械原理课程的教学学时却越来越少。为了取得比较好的教学效果，教师不但要抓好机械原理课程的课堂教学环节，而且要重视学生的课外学习环节，把培养学生实践能力和提高创新能力这一目标贯穿于整个教学过程当中。
4.1课外作业的改革
做作业对于学生掌握课堂所学的知识，加深对课程内容的理解都具有十分重要的作用。机械原理课程的习题演练是学习中的一个重要环节。教师可适当选择和实际生活密切相关或反映当前科学技术与工程实践新成果的设计作业题作为机械原理课程的作业。另外，可适当安排一些中外文献的课外阅读，如阅读机械发展史、国外机械原理教材等，课外阅读可激发学生学习兴趣，开阔学生视野。
4.2开放实验室
开放实验室，欢迎学生自己利用课余时间进入实验室做实验和科研，不但能培养学生创新思维能力，而且能提高学生实际动手能力和解决工程实际问题的能力。开放实验室能使实验场所和设备得到充分利用，既能解决学生多、教师少和设备有限等矛盾，又有利于互帮互学，加深学生对理论知识与实验内容的理解。
鼓励学生将机械原理设计性的作业题、绘制出运动简图，并在综合性实验台上进行运动和动力分析。在实际操作中，学生能清楚地看到理论与实际的具体结合，具有更强的实践性。通过大量的实际操作，学生能够提高动手能力和解决实际问题的能力。
4.3开展大学生科技创新活动
由教师命题或学生自行选题，启发学生发现自己身边或生产中存在的机械方面的问题，提出创新题目，积极参加大学生科技创新活动。通过对学生进行创新构思和设计方法培训，学生从发现问题、分析问题、解决问题到模型制作都能得到全程训练。同时，在学生进入机械原理等专业基础课后，就吸收感兴趣的学生成为教师研究课题的成员，在教师的指导下从事科研工作。通过科研活动，学生既能提高实践能力，又能加深对基础知识的理解。
5.考核评价指标的改革
教学必须尊重学生的差异，随着教学的内容、形式的多样性，教育评价主体、评价指标也应当多元化。多一把衡量的尺子，就会多出一批好学生，必须改变一张考卷定终身的考核方法，要根据学生的个性差异，设计多元评价体系。
在成绩评定方法上要采取综合组合评价方法，即把由期末一张试卷定成绩的做法分解为五方面综合评定：（1）听课态度（包括出勤、组织纪律、课堂问答、课堂讨论及论述讲解）成绩；（2）平时（作业及大作业）成绩；（3）实验成绩；（4）期末测评（综合能力）成绩；（5）平时的发明创新能力。期末总成绩将上述五方面的成绩按不同比例加以综合给定。
实践证明，通过考核方法的改革，及时掌握了每一个学生学习信息，从而及时调整教学进度，加强辅导，取得了非常满意的教学效果。同时，强调“功夫在平时”，而在较大程度上减少了“临时抱佛脚”现象。
6.结语
在实施教学的过程中，教师要加强学生的岗位能力培养，使学生具有较强的实践技能，适应市场需求，具有较强的竞争能力。为适应社会发展的需要和人才发展的多样性要求，进一步优化专业课程体系是专业建设的重要任务，教师要在实践中进行坚持不懈的长期探索，深化改革。
参考文献：
