機(jī)械原理課程教學(xué)研究

1、    機(jī)械原理課程教學(xué)研究    劉迎娟+毛蕊+劉文杰+馮立艷摘要：根據(jù)機(jī)械原理課程的特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)械類(lèi)專業(yè)教學(xué)的實(shí)際情況，本文從提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及提高課程教學(xué)質(zhì)量的角度出發(fā)，對(duì)機(jī)械原理的課程體系和教學(xué)方法進(jìn)行了探討研究和總結(jié)歸納。激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和思考主動(dòng)性，有效提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量。關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；教學(xué)；研究：g648 ：b ：1672-1578（2016）08-0003-01機(jī)械的制造與使用，使人類(lèi)生產(chǎn)力水平大幅度提高，是人類(lèi)生產(chǎn)力水平的重要標(biāo)志。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍工、建筑都離不開(kāi)機(jī)械，走進(jìn)我們生活的汽車(chē)更是各種機(jī)械的綜合，極大地改善了人們

2、的生活質(zhì)量?？梢哉f(shuō)機(jī)械加工制造水平標(biāo)志一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)實(shí)力的高低。毫無(wú)疑問(wèn)，不管是對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械進(jìn)行改造，還是研究設(shè)計(jì)新的機(jī)械產(chǎn)品，或者是設(shè)備維護(hù)等工作，都會(huì)涉及各種基本機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理等內(nèi)容。所以機(jī)械原理在全國(guó)高等工科院校機(jī)械類(lèi)專業(yè)中，是一門(mén)必修的主干技術(shù)基礎(chǔ)課，是由基礎(chǔ)課到專業(yè)課過(guò)渡的橋梁，它為今后學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)課程奠定基礎(chǔ)，更是人們?yōu)檫M(jìn)行高級(jí)生產(chǎn)活動(dòng)，培養(yǎng)專業(yè)人才所做的知識(shí)準(zhǔn)備。1.課程特點(diǎn)"機(jī)械原理"課程是一門(mén)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科，具有很強(qiáng)的工程性、實(shí)踐性和應(yīng)用性。本課程主要內(nèi)容分為兩大方面：（1）機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)。（2）基本機(jī)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)，例

3、如齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等。所以，該課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析三方面的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的理論分析能力。另外，該課程的目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)能力，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)任務(wù)，綜合運(yùn)用各方面的相關(guān)知識(shí)，提出多種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，故該課程又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。2.問(wèn)題分析該門(mén)課程內(nèi)容較多，涉及的知識(shí)面廣，理論性強(qiáng)，概念抽象，公式繁雜，與實(shí)踐結(jié)合緊密，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感覺(jué)難以掌握。要學(xué)好這門(mén)課程，需要具有一定的相關(guān)課程的專業(yè)知識(shí)，如高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、理論力學(xué)等等。作為大學(xué)二年級(jí)的學(xué)生來(lái)講，比較缺乏實(shí)

4、踐知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)課程中的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)等內(nèi)容缺乏實(shí)際驗(yàn)證，普遍感覺(jué)內(nèi)容抽象、難懂。鑒于此，教學(xué)過(guò)程中學(xué)生反映出來(lái)的問(wèn)題概括為以下幾點(diǎn)：（1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖雖然能表達(dá)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，但是與實(shí)際機(jī)器相差甚遠(yuǎn)，學(xué)生很難將兩者有效聯(lián)系到一起；（2）在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和完成習(xí)題過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)與理論知識(shí)脫節(jié)，甚至有時(shí)候會(huì)無(wú)從下手；（3）學(xué)生所能提出的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案過(guò)于簡(jiǎn)單，作業(yè)耗時(shí)較長(zhǎng)，難以體現(xiàn)教學(xué)成果；（4）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有待提高。3.解決措施針對(duì)"機(jī)械原理"這門(mén)課程的特點(diǎn)以及學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的一些普遍難題。在教學(xué)過(guò)程中，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂

5、的教學(xué)效率，更大程度地體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，成為非常重要的問(wèn)題?，F(xiàn)將教學(xué)過(guò)程中得到的幾點(diǎn)體會(huì)及經(jīng)驗(yàn)措施論述如下：3.1 提煉共性知識(shí)。針對(duì)該課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)和學(xué)習(xí)難點(diǎn)，教師應(yīng)在對(duì)課程內(nèi)容深入理解的基礎(chǔ)上，緊緊圍繞本課程的教學(xué)目的，抓住主線，縱觀全局，提煉出分布在各章節(jié)中的共性知識(shí)。例如：該課程中多次采用"反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)法"這一方法處理機(jī)構(gòu)問(wèn)題：a）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本類(lèi)型為：雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)，這三種機(jī)構(gòu)類(lèi)型轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)是機(jī)架變換，即以不同的構(gòu)件作為機(jī)架，也就是僅僅改變了參考坐標(biāo)而已。b）凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)也是依據(jù)"反轉(zhuǎn)法"原理：假設(shè)凸

6、輪靜止不動(dòng)，保證凸輪與從動(dòng)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)不變，從動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡即是凸輪的輪廓曲線。這些知識(shí)的共性點(diǎn)是均運(yùn)用了理論力學(xué)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)理論。通過(guò)對(duì)共性知識(shí)的提煉研究，以共性知識(shí)所研究的基本方法和思路為主線，提綱挈領(lǐng)，將不同內(nèi)容貫穿起來(lái)，既理清了思路，由節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，提高了教學(xué)和學(xué)習(xí)效率。3.2 利用現(xiàn)代技術(shù)優(yōu)化教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用圖、文、聲、像的多媒體教學(xué)已走入課堂，它改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，不僅減少了教師的工作量，而且通過(guò)計(jì)算機(jī)形象逼真的演示，還可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)該課程的特點(diǎn)，在采用多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用cad技術(shù)優(yōu)化教學(xué)，例如：在

7、講述平面連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)中往往采用圖片及flash 動(dòng)畫(huà)演示機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程。通過(guò)cad技術(shù)，可以借助三維建模軟件（ 如catia、pro /e、ug、solid edge、solid works 等） 來(lái)完成這種演示。在三維建模軟件中可以很方便地更改各桿件的長(zhǎng)度，使學(xué)生清楚地看到桿長(zhǎng)條件和曲柄存在與否的直接聯(lián)系；也可以選擇不同的構(gòu)件做機(jī)架，觀察機(jī)構(gòu)的演化過(guò)程； 還可以任意裝拆、放大或者縮小各種機(jī)構(gòu)，加深學(xué)生對(duì)各種機(jī)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)及其組成的理解；并且可以根據(jù)實(shí)際情況任意旋轉(zhuǎn)、改變對(duì)機(jī)構(gòu)模型的觀察方向，增強(qiáng)實(shí)體感。使教學(xué)中的各知識(shí)點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，大大提高課堂教學(xué)質(zhì)量。3

8、.3 理論與實(shí)踐相結(jié)合，增加學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)過(guò)程中，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法既可以使教學(xué)內(nèi)容顯得生動(dòng)有趣、通俗易懂，又有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如：在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件可以是曲柄（ 如攪拌機(jī)） 也可以是搖桿（ 如縫紉機(jī)） ，介紹其死點(diǎn)和通過(guò)死點(diǎn)的方法時(shí)，可以以縫紉機(jī)或者火車(chē)車(chē)輪為例進(jìn)行詳細(xì)介紹，加深學(xué)生的印象。3.4 增加實(shí)踐教學(xué)，提高教學(xué)效果。理論知識(shí)應(yīng)該與工程實(shí)踐密切結(jié)合，即根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)要求，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行正確選型、組合，從而設(shè)計(jì)出滿足實(shí)際要求的機(jī)器產(chǎn)品。為了鞏固理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)踐能力，在學(xué)期末會(huì)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，滿足了課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合。3.5 提高教師科研教研

9、水平。本課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，教師只有深刻掌握了這些實(shí)踐知識(shí)，有較豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具備分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的工藝知識(shí)和能力，才能在課堂教學(xué)中做到靈活運(yùn)用。提高教師對(duì)現(xiàn)代工程技術(shù)的應(yīng)用水平，能使教師把課本知識(shí)與工程技術(shù)相結(jié)合，不僅可以豐富課堂教學(xué)，而且可以提高教師的科研及社會(huì)服務(wù)能力。4.結(jié)論作為一門(mén)機(jī)械專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，機(jī)械原理課程是培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)專業(yè)人才的重要基礎(chǔ)課程，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的橋梁，在學(xué)科體系中起承上啟下的作用。本文針對(duì)實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)機(jī)械原理課程教學(xué)作了一定的研究。首先分析了該課程的特點(diǎn)，針對(duì)其特點(diǎn)，闡述了教學(xué)過(guò)程中遇到的一些主要問(wèn)題，最后針對(duì)問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決措施。參考文獻(xiàn)：1 邢莉，許寧等.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的幾點(diǎn)體會(huì)j.高校實(shí)驗(yàn)室工作研究， 2012，（2）：100-102.2 殷勇輝，高志等.提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量的思考與實(shí)踐j.中國(guó)大學(xué)教學(xué)， 2014， （6）：57-59.3 郭衛(wèi)東，劉榮等.機(jī)械原理課程體