《機械原理》理實一體化教學(xué)研究與實踐

趙金玲，楊卓娟

（吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 機械工程學(xué)院，長春 130052）

《機械原理》理實一體化教學(xué)研究與實踐

趙金玲，楊卓娟

（吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 機械工程學(xué)院，長春 130052）

通過對《機械原理》課程特點、學(xué)情現(xiàn)狀的分析，對該課程理論和實踐教學(xué)內(nèi)容進行融合，選擇校企合作實驗班為試點，對原有教學(xué)方法進行改革與實踐，以實際工程項目為導(dǎo)向，采取理實一體的教學(xué)方式，提高學(xué)生理論應(yīng)用能力。

機械原理；理實一體；研究與實踐

1 研究背景

1.1 課程特點

《機械原理》是機械類專業(yè)的主干課程，是學(xué)生進入專業(yè)訓(xùn)練前的入門課程，同時又是提高學(xué)生獨立分析問題、解決問題的綜合訓(xùn)練課程，具有直觀性、實踐性、綜合性、創(chuàng)新性等教育特性［1］，因此《機械原理》課程教學(xué)最終目標(biāo)有兩點：一是使學(xué)生掌握機構(gòu)學(xué)和機械動力學(xué)的基本理論、基本知識；二是將前期所學(xué)的專業(yè)理論知識合理運用于工程實踐，提高學(xué)生分析、解決工程實際問題的能力。

1.2 學(xué)情現(xiàn)狀分析

1.2.1 課程學(xué)習(xí)現(xiàn)狀分析

大多數(shù)學(xué)生對先修課程基礎(chǔ)知識掌握不夠牢固，實踐經(jīng)驗匱乏，理論聯(lián)系實際的能力不足，缺乏獨立分析思考能力，主要表現(xiàn)在：零件結(jié)構(gòu)表達能力和分析計算能力較差，在制圖和力學(xué)計算等方面存在普遍問題，考試及格率偏低等。

1.2.2 課程設(shè)計現(xiàn)狀分析

《機械原理》課程設(shè)計新題目較少，學(xué)生對實際機構(gòu)接觸少，許多學(xué)生照搬照抄網(wǎng)上資料，不知其所以然。從課程設(shè)計完成情況看，零、部件結(jié)構(gòu)、參數(shù)計算等存在較多問題，設(shè)計質(zhì)量下滑，使課程設(shè)計失去了應(yīng)有的作用。

2 理實一體項目選擇

理實一體項目選擇來源于工程實際，經(jīng)過反復(fù)研究，結(jié)合《機械原理》課程特點，選擇學(xué)生很熟悉的兒童電動玩具車項目。之所以將其作為理實一體教學(xué)項目出于以下幾點考慮：（1）玩具車是學(xué)生所熟悉的機器，外觀功能、動作直白、簡單，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理進行研究，會引起學(xué)生一探究竟的欲望，有利于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)；（2）玩具車成本低，結(jié)構(gòu)有代表性，實施難度小，涵蓋教學(xué)內(nèi)容較多。在選定的玩具車中，最多達到6級變速，涉及的機構(gòu)有齒輪、凸輪、連桿及間歇運動機構(gòu)等等；（3）通過拆、裝玩具車傳動系統(tǒng)，使學(xué)生清楚認(rèn)識到本門課程在實際工作中的應(yīng)用，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高學(xué)生分析、解決實際問題的能力和實踐動手能力，將理論和實踐有機結(jié)合；（4）有助于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。通過親自動手裝拆玩具車，可使學(xué)生真切感覺到哪些結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、合理，哪些結(jié)構(gòu)裝拆不便，從而產(chǎn)生改造現(xiàn)有機器結(jié)構(gòu)，進行創(chuàng)新設(shè)計的想法，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

3 理實一體教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)

3.1 教學(xué)內(nèi)容

3.1.1 理論教學(xué)內(nèi)容

將《機械原理》課程的理論教學(xué)內(nèi)容分為三部分：第一部分機構(gòu)運動分析及力分析；第二部分常用機構(gòu)；第三部分機械平衡、速度波動及其調(diào)節(jié)；理實一體教學(xué)主要應(yīng)用在第一、二兩部分。

3.1.2 實驗教學(xué)內(nèi)容

將平面機構(gòu)運動簡圖繪制、齒輪范成原理、漸開線齒輪幾何參數(shù)測量以及曲柄滑塊運動學(xué)仿真四個實驗理論教學(xué)內(nèi)容放在實驗中進行，且實驗數(shù)據(jù)取自玩具車項目實際參數(shù)，由學(xué)生現(xiàn)場測繪獲得，按要求繪制機構(gòu)運動簡圖并進行相應(yīng)參數(shù)計算，完成規(guī)定實驗報告。

3.1.3 課程設(shè)計內(nèi)容

課程設(shè)計題目為玩具車傳動系統(tǒng)方案設(shè)計，選擇包括較多機構(gòu)的玩具產(chǎn)品，作為課程設(shè)計的實物教具，旨在通過拆裝、傳動方案設(shè)計、計算等過程，使學(xué)生認(rèn)識到專業(yè)知識在實際工作中的作用，提高學(xué)生實踐動手能力，將理論和實踐有機結(jié)合。

3.2 教學(xué)目標(biāo)

（1）在理論內(nèi)容上實現(xiàn)理實一體化教學(xué)。將課堂搬進實驗室，加深學(xué)生對理論知識的理解，同時增強感性認(rèn)識，提高實際動手能力。

（2）在實踐教學(xué)內(nèi)容上，課程設(shè)計部分內(nèi)容滲透在課堂中進行，節(jié)省了課程設(shè)計的學(xué)時分配，補償理論學(xué)時不足問題，同時又能加深學(xué)生對理論知識的理解，提高學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力。

4 理實一體項目實施步驟

（1）玩具車項目介紹，公布學(xué)生分組名單，明確項目教學(xué)計劃、教學(xué)要求、階段性任務(wù)、完成時間及成績評定方法，發(fā)放工具，并明確獎懲機制，保證工具和玩具車的完整性。本次教學(xué)方法改革選擇人數(shù)只有31人的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)3+1校企合作實驗班，將其分五組，每組設(shè)組長1人，每組車型1種，數(shù)量2臺。（2）玩具車首次拆裝。利用業(yè)余時間觀看玩具的全部預(yù)定動作，之后動手將其傳動系統(tǒng)打開，充分了解其傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成，各部分功能，完成后將玩具車裝配完整，恢復(fù)全部功能。整個過程要求錄制完整視頻。（3）第一部分內(nèi)容講授。精講機構(gòu)運動分析及力分析的理論知識，完成理實一體的機構(gòu)運動簡圖測繪實驗。配合此部分教學(xué)內(nèi)容完成小車第二次拆裝。（4）第二部分教學(xué)內(nèi)容講授。重點為常用機構(gòu)工作原理、結(jié)構(gòu)特點、運動特性、設(shè)計方法等，完成齒輪范成原理、齒輪幾何參數(shù)測量及曲柄滑塊運動學(xué)仿真等理實一體教學(xué)內(nèi)容。配合此部分內(nèi)容完成小車第三次拆裝。（5）下發(fā)課程設(shè)計任務(wù)書，開始課程設(shè)計。（6）成績評定。理論課成績由四部分組成：項目完成情況（包括實驗）30%、平時考勤及作業(yè)20%、期末考試50%；課程設(shè)計成績分優(yōu)、良、中、及四個級別。

5 研究成效

（1）通過選擇實際項目，將理論講授、實驗及課程設(shè)計相融合，在知識講授中，以課本為中心，以實際工程項目為導(dǎo)向，使理論內(nèi)容有的放矢，提高學(xué)生對自身專業(yè)性質(zhì)的認(rèn)識，調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)專業(yè)知識的積極性，激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造欲，課程考核及格率較比往成倍提高，取得了非常明顯的教學(xué)效果。

（2）采用理實一體教學(xué)，使所有學(xué)生均有機會參與其中，在項目實施過程中發(fā)揮各自優(yōu)勢，有利于分類培養(yǎng)，因材施教。

（3）《機械原理》課程教學(xué)內(nèi)容較多，玩具車項目無法囊括全部教學(xué)內(nèi)容，尤其是內(nèi)部結(jié)構(gòu)與理論有差異，所以個別章節(jié)項目實施過程有難度。

［1］王莉靜.項目教學(xué)法在《機械的制造技術(shù)》中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代企業(yè)教育，2012（02）∶38-39.

［2］曾玉章，唐高華.職業(yè)教育項目教學(xué)的理論依據(jù)與實踐價值［J］.教育與職業(yè)，2010（02）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.171

趙金玲（1968-），女，吉林德惠人，本科，副教授，研究方向：職稱研究。