機(jī)械原理課程教學(xué)改革的探索

王會(huì)

【摘 要】 機(jī)械原理課程教學(xué)改革，應(yīng)注重利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、理論教學(xué)的課堂教學(xué)模式、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以及課程的考核方式進(jìn)行相應(yīng)的改革，以期提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】 機(jī)械原理;課程教學(xué);改革對(duì)策;教學(xué)內(nèi)容;方式;考核

一、引言

機(jī)械原理課程一直以來被認(rèn)為是機(jī)械專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是為后面的專業(yè)課打基礎(chǔ)的。機(jī)械原理的教學(xué)改革首先要改變觀念，機(jī)械原理課程較之其它機(jī)械基礎(chǔ)課更加接近工程實(shí)踐的實(shí)際情況。學(xué)生要掌握課程的理論知識(shí)，要解決工程實(shí)際問題，要進(jìn)行機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，單靠邏輯思維是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此在重視學(xué)生邏輯思維培養(yǎng)的同時(shí)，需要加強(qiáng)創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。因此應(yīng)該在觀念上，應(yīng)該由它為專業(yè)課打基礎(chǔ)的從屬服務(wù)地位的觀念向主干地位上轉(zhuǎn)變。機(jī)械原理課程是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新意識(shí)和初步創(chuàng)新能力的課程，為培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的機(jī)械設(shè)計(jì)人才打下扎實(shí)基礎(chǔ)的課程。

如何提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的興趣，是機(jī)械原理任課教師一直以來努力的方向。德州學(xué)院機(jī)械原理課程組的教師成員近幾年來都在積極進(jìn)行機(jī)械原理課程的教學(xué)改革。德州學(xué)院建設(shè)了德州學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，與手機(jī)版的學(xué)習(xí)通App一體，也為機(jī)械原理的教學(xué)改革提供了很好的契機(jī)。

二、機(jī)械原理課程內(nèi)容的改革

針對(duì)機(jī)械原理課程更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力這一要求，機(jī)械原理課程在課程教學(xué)內(nèi)容方面進(jìn)行了調(diào)整。對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、力分析部分，因?yàn)樵诶碚摿W(xué)中學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)知識(shí)，因此在教學(xué)中，對(duì)這部分內(nèi)容的課時(shí)進(jìn)行縮減。把教學(xué)重點(diǎn)放到機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、常用機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等）的設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)中。教學(xué)內(nèi)容上以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為主線，把握先分后合的原則。即先分開重點(diǎn)講授各機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)特性及設(shè)計(jì)，最后將各種機(jī)構(gòu)融合在一起，進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)的方法和實(shí)例的學(xué)習(xí)。在講授常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，各章節(jié)增加了工程案例分析方面的內(nèi)容。能夠使學(xué)生將自己所學(xué)理論同工程實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，提高學(xué)生的工程意識(shí)。

三、理論教學(xué)的教學(xué)模式改革

傳統(tǒng)的機(jī)械原理課堂教學(xué)模式是教師黑板教學(xué)，現(xiàn)在比較普遍的教學(xué)方式是黑板和多媒體結(jié)合的教學(xué)。與原來的傳統(tǒng)相比，用多媒體課件配有機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫、圖片等，學(xué)生學(xué)起來更加形象直觀，更利于對(duì)理論知識(shí)的掌握。但這種方式課堂上仍然是教師的教授知識(shí)為主，基本一節(jié)課下來都是教師在講課，學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)，學(xué)生的主體作用體現(xiàn)的并不明顯，課堂氣氛也不是很活躍，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性也不是很高。

目前大學(xué)生人人都有手機(jī)，也習(xí)慣用手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行資料查詢和學(xué)習(xí)?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及也必然帶動(dòng)機(jī)械原理的教學(xué)改革。借助于德州學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，機(jī)械原理課程組教師建設(shè)了機(jī)械原理在線課程，對(duì)機(jī)械原理的課堂教學(xué)模式進(jìn)行了改革。學(xué)生可以利用手機(jī)安裝學(xué)習(xí)通APP客戶端。在學(xué)習(xí)通的機(jī)械原理課程中，教師建立自己上課的班級(jí)，給學(xué)生提供班級(jí)邀請(qǐng)碼，讓本班學(xué)生加入本班機(jī)械原理課程。將機(jī)械原理的理論教學(xué)除去課堂教課45分鐘，延伸到課前和課后。

1、課前預(yù)習(xí)方面

在上課前教師在學(xué)習(xí)通上發(fā)布上課預(yù)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生需要提前看的教學(xué)小視頻，讓學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)。同時(shí)預(yù)習(xí)過的學(xué)生也會(huì)獲得一定的分?jǐn)?shù)，從而激勵(lì)學(xué)生積極預(yù)習(xí)新知識(shí)。任課教師課前通過教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠看到每個(gè)學(xué)生的課前的預(yù)習(xí)情況。每節(jié)上課前，教師也可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況調(diào)整適當(dāng)調(diào)整自己的教學(xué)內(nèi)容。

2、課堂教學(xué)方面

上課前，教師利用學(xué)習(xí)通的簽到功能進(jìn)行課上點(diǎn)名。提前提醒讓學(xué)生將手機(jī)設(shè)置為靜音，放在身邊。在教授機(jī)械原理的理論內(nèi)容時(shí)，對(duì)教授內(nèi)容進(jìn)行提問，利用學(xué)習(xí)通的選人活動(dòng)隨機(jī)選人，提問學(xué)生。或利用搶答活動(dòng)，讓學(xué)生用手機(jī)點(diǎn)擊搶答，對(duì)問題進(jìn)行搶答。根據(jù)學(xué)生回答情況，教師給予回答學(xué)生加分。通過上課學(xué)生的反映情況，教師在上課時(shí)選人和搶答活動(dòng)結(jié)合，教學(xué)效果會(huì)更好。如在講授平面連桿機(jī)構(gòu)的急回特性的內(nèi)容時(shí)，教師給學(xué)生播放牛頭刨床的動(dòng)畫視頻，看前提出問題，如牛頭刨床帶動(dòng)刨刀的滑枕的往返速度是否相同，為什么會(huì)出現(xiàn)往返速度不一致現(xiàn)象等等。看完后通過選人或搶答讓學(xué)生回答，這樣學(xué)生在觀看視頻時(shí)是帶著問題去看，學(xué)生會(huì)很認(rèn)真的看，回答問題也很積極，課堂氣氛也非?；钴S，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也很高。同時(shí)老師通過一步步的提問引出急回特性的概念及意義，學(xué)生對(duì)相應(yīng)的理論知識(shí)也容易掌握。

有的教學(xué)內(nèi)容可以在課上分組開展討論活動(dòng)，如“設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)，主動(dòng)件為轉(zhuǎn)動(dòng)并已知轉(zhuǎn)速，從動(dòng)件為往復(fù)移動(dòng)速度并已知移動(dòng)速度，有哪些方案可以實(shí)現(xiàn)？”學(xué)生就會(huì)根據(jù)所學(xué)的理論，每組討論制定自己組的設(shè)計(jì)方案。通過討論將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通起來，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)。

在課堂教學(xué)時(shí)，任課教師注重及時(shí)將機(jī)械原理方面的科學(xué)前沿以及工程技術(shù)的最新發(fā)展引入教學(xué)中，開闊學(xué)生的視野，同時(shí)擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和終身學(xué)習(xí)能力。在課堂教學(xué)形式上，側(cè)重采用啟發(fā)式教學(xué)方法，重點(diǎn)講機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，引導(dǎo)學(xué)生通過探索進(jìn)行學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極地思考、大膽創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的教學(xué)模式，活躍了課堂氣氛，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。

每節(jié)課結(jié)束前幾分鐘，教師通過學(xué)習(xí)通的課堂測(cè)試環(huán)節(jié)，測(cè)試學(xué)生對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容的掌握情況，對(duì)做的好的學(xué)生給予獎(jiǎng)勵(lì)。學(xué)生都希望最后的測(cè)試環(huán)節(jié)取得好的成績(jī)，因此課上學(xué)習(xí)態(tài)度就會(huì)很認(rèn)真。

3、課后環(huán)節(jié)

機(jī)械原理課后學(xué)生如有問題，可以通過學(xué)習(xí)通和同學(xué)、任課教師互動(dòng)，在線解決出現(xiàn)的問題。也可以在學(xué)習(xí)通上發(fā)信息給任課教師，任課教師能夠在線及時(shí)解答學(xué)生的問題。針對(duì)現(xiàn)在大學(xué)生喜歡用微信，同時(shí)建立了班級(jí)機(jī)械原理微信群，學(xué)生也可以通過微信群進(jìn)行交流。

每章節(jié)結(jié)束后，教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上針對(duì)章節(jié)理論內(nèi)容發(fā)布作業(yè)，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)一步掌握。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以批閱學(xué)生的作業(yè)，并對(duì)學(xué)生的作業(yè)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，如圖1、圖2所示。

四、實(shí)踐教學(xué)方面改革

1、項(xiàng)目訓(xùn)練

機(jī)械原理課程內(nèi)容和工程實(shí)踐聯(lián)系非常密切，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。除布置常規(guī)作業(yè)外，為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，還布置項(xiàng)目訓(xùn)練作業(yè)，如設(shè)計(jì)一折疊床頭桌，設(shè)計(jì)健身機(jī)械、爬樓機(jī)器人機(jī)構(gòu)等等。讓學(xué)生三人組成一個(gè)訓(xùn)練小組，時(shí)間1-2個(gè)星期，每組給教師提交設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及結(jié)構(gòu)分析。通過學(xué)生的訓(xùn)練作業(yè)，能夠?qū)W(xué)生的機(jī)械原理理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。同時(shí)也讓學(xué)生對(duì)機(jī)械原理課程應(yīng)用有了更深刻的認(rèn)識(shí)。

2、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)到16學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置減少認(rèn)知型和驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)，開設(shè)了平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)靈活運(yùn)用各種常用機(jī)構(gòu)的組合，學(xué)生自己創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭接機(jī)構(gòu)。既增強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，又培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐及動(dòng)手能力。也讓學(xué)生完成從機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)到實(shí)際機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)過程。任課教師也鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間，參加機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，用實(shí)踐的方式強(qiáng)化對(duì)學(xué)生機(jī)構(gòu)綜合能力和機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。

3、將機(jī)械原理與三維實(shí)體軟件應(yīng)用結(jié)合起來

在學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程時(shí)，大二的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了Creo、UG等三維實(shí)體設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)能夠?qū)C(jī)構(gòu)的實(shí)體造型和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。在學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)所學(xué)機(jī)構(gòu)如平面四桿機(jī)構(gòu)在軟件用進(jìn)行機(jī)構(gòu)造型和運(yùn)動(dòng)仿真，并對(duì)從動(dòng)件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和力分析。軟件學(xué)的比較好的同學(xué)還可以對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行有限元分析。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生將項(xiàng)目訓(xùn)練作業(yè)中設(shè)計(jì)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案用三維實(shí)體軟件進(jìn)行實(shí)體造型和仿真，做的好的給于獎(jiǎng)勵(lì)積分，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力以及機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。

五、考核方式改革

機(jī)械原理的考核方式改革側(cè)重于過程性考核，采用平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末考核成績(jī)相結(jié)合的綜合考核方式?？傇u(píng)成績(jī)的評(píng)定為：期末成績(jī)占總成績(jī)的50%，實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的20%，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%。平時(shí)成績(jī)中出勤情況占10%、課堂表現(xiàn)占30%、常規(guī)作業(yè)占30%，項(xiàng)目訓(xùn)練作業(yè)30%。這種考核方式更能很好體現(xiàn)學(xué)生對(duì)機(jī)械原理課程的綜合掌握情況。

六、結(jié)論

在教學(xué)過程中，課程組教師非常重視教學(xué)信息的反饋，努力提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)反饋包括督導(dǎo)反饋、同行反饋、學(xué)生反饋。通過聽課、評(píng)課，督導(dǎo)組老師、同事及學(xué)生對(duì)課程提出了寶貴意見及建議，課程組的教師們?cè)谡J(rèn)真反思的基礎(chǔ)上進(jìn)行了積極的改進(jìn)。通過對(duì)機(jī)械原理的課程內(nèi)容改革以及教學(xué)模式改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有了很大的提高，已經(jīng)具有了一定的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。課程組教師積極支持、鼓勵(lì)學(xué)生參加各類科技創(chuàng)新大賽做到學(xué)以致用，目前機(jī)械專業(yè)本科學(xué)生在許多科技創(chuàng)新競(jìng)賽中都取得了優(yōu)異的成績(jī)。

【參考文獻(xiàn)】

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【作者簡(jiǎn)介】

王 會(huì)（1973—）女，副教授，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論研究.