应用技术型高校机械原理课程改革探究

袁磊

摘 要：近些年来，高校机械原理课程教学虽然有了较大的改善，但在教学过程中仍存在一定不足，教学方法较为保守、课时安排较少、理论与实践联系不够紧密等，影响了教学效果。基于此，本文将提出教学方法交叉改革、教学手段优化处理、新兴技术的引进等提升应用型高校机械原理课程教学水平的措施。

关键词：应用技术型高校;机械原理;课程改革

一、机械原理课程教学现状分析

（一）教学方法比较保守

机械原理课程是高等院校本科机械类专业人才培养方案中的专业必修课程，对机械类专业人才能力培养具有重要作用。课程主要研究各种机械的共性基础知识，即研究机构的结构分析、机构运动分析、机器动力学、常用机构的分析与设计和机构系统的方案设计。在原来的机械原理讲授上，教师和学生都必须严格按照规定组织教学，教师遵照教学大纲将知识传授给学生;学生完全服从教师的安排，认真听讲，课下完成作业。这样一来，学生被教师带着走，教师被大纲“牵着走”，学生自主学习、思考问题的能力没有得到锻炼，仅仅是填鸭式的被动学习。因此，必须要改革教学思路，使学生真正成为课堂教学的主体。

（二）教学课时安排偏少

应用技术学院机械工程专业人才培养方案中，机械原理课程课时安排较少，教师要想在较少的学时中将所有知识点讲解清楚，使学生学懂、学通，难度非常大。同时，机械原理课程不仅需要较为扎实的高等数学、理论力学等先修课程知识，还具有很强的工程性、实践性和应用性。高校的机械原理课程普遍开设在大二下学期，对绝大多数大二学生来说，工程知识、实践经验是很少的，学习课程涉及的机构组成原理、运动学和动力学等内容普遍感到吃力，且仅靠48学时的课堂讲授，很难深入理解课程的相关内容。

（三）理论教学内容与实践教学内容结合不够紧密

应用技术学院机械原理课程实践教学环节主要包括课内实验和机械原理课程实践。课内实验属于理论课程中的内容，没有单独设课，实验成绩不直接体现，放在理论课程内按百分比计入课程总成绩，这使得学生对实验教学环节的重视程度不足，上实验课学生学习积极性不高。同时，机械原理课程目前仍采用传统的教学方法，教材内容相对滞后，很多新知识、新技术在教材中难以体现，与真实的工程技术存在一定的差距。在传统教学中，机械原理课程设计实践一般都安排在理论讲授结束后，或在学期期末集中开展，指导教师不全是理论课主讲教师，在题目选择上侧重点存在偏差。另外，理论教学首先开展，学生如果没有在头脑中形成体系、形成理论思维框架，在后期的课程设计中会感觉茫然，无从下手。因此，指导教师不得不再手把手讲解整个设计过程，导致学生培养水平大打折扣。

二、应用技术型高校机械原理课程改革

（一）教学方法的交叉改革

在课程教学中，引入多种教学方法，交叉结合授课，可以改善课堂的教学效果。首先，在课堂教学中引入“理论与实际相结合”的教学方法，在对每一个理论知识点进行讲授时，先让学生了解该理论知识点在实际生活中的应用，从而加深对该知识点的理解，并在课堂中进行凝练和思考。例如，讲授铰链四杆机构的类型和基本特性时，对日常生活及生产中遇到的各类机械进行举例汇总，同时辅助以简易的教学模型增加学生的感性认知，引导学生主动对铰链四杆机构进行功能分析以及相关的运动学和动力学计算。其次，在课堂教学中采用“启迪引发式”教学方法。当对每一个理论知识点讲授完毕后，针对所讲授的相关内容提出特定问题，引发学生思考，寻找特定问题的解决方法，从而培养学生解决问题的能力。例如，对平面连杆机构的自由度计算方法讲授完毕后，通过让学生观察并操作特定的教学模型，找到模型中的主动件、从动件和机架的具体位置;在计算自由度时分析自由度的数目和主动件之间的关系，引导学生步步深入。通过教学方法的多种交叉改革，将课堂教学模式由以教师为主体转变为以学生为主体，将传授知识的方式由单一的灌溉型转变为主动吸收型，并以此来激发学生的课堂好奇心及探索欲。

（二）教学手段的优化处理

在课程教学中，对教学手段进行优化处理，可以提高课堂的教学效率，培养学生的实操能力。首先，善用Flash动画演示配合多媒体同步课堂教学。在课堂的教学过程中，通过在多媒体课件中穿插机构的Flash动画，将机构的结构组成、工作原理等通过直观的动态仿真进行演示，以此将抽象的机构运动特点转变为具象的图形，将模糊的机构运动和动力的理论分析转变为清晰的线条，这样可以激发学生的好奇心、抓住学生的注意力，最终提高课堂的教学效率。例如，在对平面连杆机构的演化形式进行推导时，可从铰链四杆机构的基本形式开始进行动态仿真，通过改变杆的长度和铰链的位置进行Flash动画演示。其次，修整实验教学环节，有效弥补课堂教学的不足。在课下的教学过程中，通过对实验课程进行修改，可以培养学生的实际动手操作能力，将理论知识与实际应用结合起来，通过课堂制定的目标，引导学生在对实验对象进行观察时，发现问题、分析问题并解决问题，这样可以调动学生的积极性、发挥学生的主观能动性，最终培养学生的动手能力。例如，对内燃机机构进行结构分析和运动分析时，可以让学生通过对运动中的内燃机模型进行运动线路寻找，理解内燃机的运动原理;通过绘制机构的运动简图，掌握内燃机的结构特点;通过延伸内燃机常见机构的应用场景，清楚机械的基本设计理论等。优化教学手段，可以将抽象的机构结构的相关知识转化为更加形象具体的知识，将培养学生自主获取知识的能力和工程实践的创新能力放在课程掌握知识之上。

（三）借助问题引发学生主动思考

想要使教学质量得到有效提高，就要对学生在课堂教学中的参与度给予重视，推动学生由以往的被动学习向主动学习转变。这需要教师对机械原理课程教学内容有较高的熟悉度，并将其中的重难点问题予以整合，在问题这一主线引导下拉开教学序幕。学生在试图解决教师提出的问题时，思维就会活跃起来，并积极参与课堂学习，教学质量和效果也由此提升。以机构自由度计算这一部分内容为例，由于此部分内容是需要学生重点掌握的知识内容，教师要遵循深入浅出的原则，对构件和运动副概念予以讲述，并在分析其作用的同时引出平面机构自由度计算的公式。在给出相关计算例题后，教师还要展示解答的误区，引导学生发现其中存在的问题，并借助这一契机，将复合铰链、局部自由度和虚约束等需要注意的因素展示给学生;同时还要注重对其整合与归纳，为学生的理解与掌握奠定良好的基础。就此部分内容来讲，每一小节内容间都存在较强的内在联系，逻辑性较强，对于其中涉及的概念和公式等都需要借助自由度这一主线进行清晰表述。在讲解过程中，教师还可以向学生提出一些问题，如“在得出公式表达时我们的推理过程是怎样的，我们得出的结构对机构运动具有哪些重要意义呢”，从而使学生以问题为引导，深化对课程重难点知识的理解与掌握;课堂内容的系统性也得到了充分强化，无论对学生分析和解决问题能力的提升还是教学质量的提升，都具有不可忽视的作用。

（四）融入新兴技术，强调工程概念

在教学过程中增加反映专业发展和工程应用特色的新设备、新技术和新成果，开阔学生视野;在教学过程中突显工程观点和工程研究方法，强化研究工程问题的科学性及思想性教育。由机械工业出版社出版的机械设计实用机构与装置图册，笔者多年以来积累的机械自动化项目的经验和素材，以及学生参加全国大学生机械创新设计大赛的作品等都是实施翻转课堂和项目式教学的重要保障。

（五）开放实验室和加工车间，提高学生的动手能力

开放实验室和加工车间，主要是使实验室和加工车间随时为学生及外部服务。“实行实验室开放制度，学生可利用机械原理实验室的相关设备和仪器进行机械创新设计，从而培养学生应用创新能力。”实验室和加工车间配备有专门的教师和加工师傅，学生与指导教师、实验室教师和加工车间的师傅可以随时进行深入的交流，讨论所设计的零件加工是否合理，检测方法与手段、机构运行与调试是否可行，并提出完善的解决办法，让理论与实践密切结合。学生在实验室教师和有经验的师傅的辅助指点下进行产品加工，大大提升了学生的动手能力和操作水平，提升了学生学习的积极性。同时，在教师的监督下，学生在加工过程中不断思考，完善图纸的质量，完成零件的测试与加工，使制作出来的产品具有良好的可靠性和较好的运动协调性。

三、结语

在课程改革过程中，积极开展课程内涵建设，努力实现课程内涵建设与教学过程的充分融合;同时开展教学资源尤其是数字教学资源建设，实现教学资源与教学过程的充分融合，将为培养具有创新精神的高水平应用型人才奠定基础。

参考文献：

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