机械原理课程教学方法探索与实践

朱孙科 罗天洪 钟 厉 赵树恩

（重庆交通大学 机电与汽车工程学院，中国重庆400074）

机械原理课程教学方法探索与实践

朱孙科 罗天洪 钟 厉 赵树恩

（重庆交通大学 机电与汽车工程学院，中国重庆400074）

为提高机械原理课程的教学质量，本文分析了机械原理课程在机械类专业学生培养中的重要地位；针对该课程承前启后、内容丰富的特点，结合我校相关专业特色，本文研究了机械原理课程教学模式，提出了机械原理课程绪论课引导、实践环节强化、内容体系构建、教材讲义编写、多媒体教学与传统教学相统一等方面的见解与尝试。

机械原理；教学方法；教学研究

0 引言

机械原理课程是一门研究机械的运动学分析、动力学分析和设计基本理论问题的一门专业基础课，在我校机械设计制造及其自动化专业与车辆工程专业的教学计划中均为必修的主干课程。作为机械类专业中一门重要的专业基础课，它具有较强的工程性、实践应用性、创新性，在整个教学体系中起着承上启下的作用。本课程任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论知识和基本技能，并初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。该课程工程特色明显，是学生使用机械、设计机械的根本，它在培养学生对机械技术工作的适应能力、开发创造能力，特别是在培养学生分析与解决工程实际问题能力方面有着重要的作用。

为提高机械原理课程教学质量，国内从事该课程教学的教师对其教学内容、教学手段、教学方式等方面进行了有益的改革尝试[1-3]。本文结合我校学科专业的特色，考虑学生的能力素质要求，在机械原理课程教学内容、教学方法、讲义教程选择等方面提出了探讨。

1 注重培养激发学生主动学习精神

1.1 绪论课的设计与引导

绪论课作为机械原理的首堂课，是课程建设中的重要环节，在本门课程的教学中有着不可忽视的作用。通过绪论课讲述，应使学生明白本门课程学习的目的、内容和重要性，并建立起机械原理这门课整体概念、全面认识，清楚该课程与自己所学专业间的关系以及与已修课程和后续课程间的关系。经过绪论课的学习，应该能够使学生产生学习的主动性，激发起学习兴趣与热情，创造一个良好的开端，达到事半功倍的效果。

和绝大多数教材一样，我校选用的孙桓主编《机械原理》绪论部分也是作为单独章节编写，主要内容包含：机械原理课程的研究对象及内容、学习机械原理课程的目的与方法、机械原理学科发展的现状等。教学设计时可以在介绍上述内容的同时，采取穿插的形式重点阐述贯穿全课程易混淆而又非常重要的，如构件、零件、机构、机器、机械、运动链等概念。另外，采用介绍与机械原理相关的科研项目、机械课外竞赛等多种手段来进行引导，课外竞赛可以选取机械创新设计大赛的相关参赛作品，如第五届全国机械创新设计大赛我校获奖作品进行介绍，让学生体会到机械原理其实就在身边，以期激发其学习主动性和积极性，为今后学习做好有益铺垫。

1.2 强化实践教学环节

为使学生更深刻地理解掌握机械原理基本理论知识，针对我院相关专业学生，除课内机构测绘、齿轮范成法等教学实验外，将教师手中的合适项目，进行分解、拆分作为若干个子项目让学生自己动手，通过一人或者几个人一组的方式完成，这种方式可以有效的提升学生资料检索、工程图绘制、计算机应用等方面能力，同时也有利于培养学生间的团结协作精神。这在培养工科学生的创新能力、创新思维以及工程实践能力方面是一种很好的尝试。此外，通过教师、辅导员等途径鼓励学生利用课余时间采用三维设计软件对所设计的机构进行三维虚拟造型设计，弥补在机构运动学和动力学分析教学中常用分析方法的不足。可以提高学生对三维设计软件的操作熟练度、调动学生的创新积极性。积极鼓励本班学生参加“大学生创业训练大赛”、“机械创新设计大赛”等有益赛事，以“传帮带”的模式让卓越工程师班中优秀同学与高年级学生组队，激发了学生对机械原理学习兴趣，也培养了他们的工程实践能力。同时，以某几个同学为核心，可以产生辐射效应，带动更多同学参与到此类科技活动中来，以期增加学生的理论联系实际能力、提高对机械原理的认识、增加课程的学习兴趣。

2 教学内容的合理构建与教材选择

2.1 教学内容的构建

机械原理课程有与物理、理论力学等课程相同的知识点，如机构的运动分析、力分析等，也有其独有的知识点，如连杆机构、凸轮机构中的“反转法”等。为使机械原理的专业知识与本专业学生创新能力、工程实践能力达到有机地融合，通过对学生学习基础、学习能力等方面的了解，把握机械原理与先修课程及后续课程间的内在联系，将机械原理的课程体系大体上分成：通用方法篇与特有方法篇，前者如机构分析、运动分析、力分析等，后者如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构中出现的“反转法”等，使学生了解课程体系的总体构成；围绕学生机构设计、创造能力的培养，将课程内容定位到如下几个方面：机构的结构分析、运动分析与力分析、机械效率、机械平衡、常用机构设计等模块，在课程引导中介绍工业机器人、内燃机、轿车等工程实际应用以及往届学生的设计作品。通过教学实践表面，上述机械原理课程体系的知识结构分类方法，更能让学生领会本课程的特点，符合我校相关专业的培养要求。

2.2 教材的选择

目前比较有代表性的参考教程如西北工业大学孙桓主编《机械原理》、上海交通大学邹慧君主编《机械原理》等。结合我校教师、学生教与学的特点，以及近些年来的机械教研室的教学经验，采用西北工业大学机械原理及机械零件教研室孙桓主编的 《机械原理》（第七版）作为机械原理课程的主要教程。同时组织学院有多年教学和实验经验的骨干教师，参与编写《机械原理习题集》和《机械原理实验指导讲义》等有益的学习辅助资料，通过几届学生的教学情况看，上述资料对课程学习起到了很大的促进作用。

3 注重多媒体教学与传统教学统一

在这个信息化时代，教师能够科学、合理、有效的使用现代多媒体教学方式是其必备的基本教学技能。当前大学课程“广而博”的设置方式，使得机械原理课程的学时不断地压缩，采用现代化的多媒体教学手段可以很大程度上解决少课时与多内容间的矛盾。此外，多媒体教学具有形象生动、信息丰富、交互性较强的特点，可以灵活的介绍工程实例、图片、动画等内容，能够有效地帮助学生理解抽象问题，如可以用动画的方式演示各种机械或机构的工作原理与运动过程，获得课本和板书难以达到的效果。

相比于多媒体教学，传统教学方式讲授速度慢，但学生容易做笔记，并且有充分的时间来思考、消化相关内容。机械原理作图内容较多，针对重要知识点，为方便学生理解，可以选择采取板书的形式，如采用“反转法”求铰链中心、求凸轮廓线等知识点，给学生足够思考时间，达到学生与教师同步思维，利于消化吸收所学内容。

因此，教师应该根据教学需要进行选择，将多媒体教学与传统教学手段有机的结合起来，达到本专业学生培养的教学目的。

4 结束语

机械原理课程在机械类专业学生培养中占有举足轻重的地位，本文从注重培养激发学生主动学习精神、教学内容的合理构建与教材选择、注重多媒体教学与传统教学有机统一等3个方面探讨了机械原理课程教学的一些体会，并付诸了实践，以供相关教学工作者参考。

［1］刘庆运，钱瑞明.基于创新能力培养的机械原理课程教学[J].教育教学论坛，2012(16)：33-34.

［2］毛娅.适应“卓越工程师培养计划”的机械原理双语教学探索与实践[J].教育教学论坛，2013(06)：191-192.

［3］匡兵，孙永厚，景晖，等.面向应用的《机械原理》教学改革实践[J].科技信息，2012(33)：707.

重庆市高等教育教学改革研究重点项目（09-2-013，102216）。

朱孙科（1982—），男，博士，讲师，主要从事机械设计及理论方面的研究。

王迎迎］