基于工程能力培养的《机械原理》教学实践探讨

汪昌盛 吴恩启

摘要：工程能力的培养是高校工科类专业本科生培养的核心。《机械原理》课程作为重要的专业基础课，在其理论教学中结合工程实际案例进行讲解，不仅可以很好的提高学生理论联系实践的能力，而且可以提高学生分析、解决实际问题的能力，从而有利于提高学生的创新设计能力。 本文从机械行业面临的新机遇和新挑战出发，提出在《机械原理》课程教学中，需要重点关注的领域和案例，从而提升《机械原理》课程的实时性和实践性，增加学生对该课程的理解和对机械行业的热爱。

关键词：机械原理;工程案例;教学实践

作为高等工科机械类本科专业的一门主干技术基础课，《机械原理》课程是学习专业课程和从事机械类产品设计的理论基础。它对机械工程后续相关的专业课程学习起到了承上启下的作用。本课程的培养目标是通过课程的理论学习使学生具有较强的机械设计理论基础和工程实践的能力。和其他先修课程相对比，《机械原理》课程最显著的区别是在机械理论的基础上，具有非常强的工程实践性，而且绝大多数内容与生产实践、生活实际密切相关，因此很多授课内容结合工程实践案例进行讲解，将会能达到好的教学效果。

一、《机械原理》教学中的存在的问题

《机械原理》课程主要内容是介绍机械的各种机构的工作原理，运用图解法和解析法，让学生熟悉这些机械机构的工作过程。虽然在课堂教学中对每种机械机构都做了详细地教学讲解，但是同学们在课程设计和机械创新设计中依然不能很好地运用所学的机械原理知识。究其原因，是因为教学过程中，理论讲授内容较多，而工程实践类案例应用的环节较少，导致学生在毕业设计和创新设计中，不能灵活应用机械机构的基础原理，也约束了学生的创新能力发展^[1]。具体来说，在《机械原理》课程教学中存在的主要问题如下：

一是课程讲授内容局限于教材范围，未能和机械零部件的现代设计方法相结合，课程内容落后于机械工业的发展水平。

二是课程讲授的传统机械零部件工作原理，对学生的学习吸引力较弱，无法调动学生的学习兴趣。

三是课后作业依然是传统机械零部件相关内容，作业提交的答案标准化，导致学生间互相抄袭作业的现象常见。

四是工程实践类教学内容单一，不能和机械先进制造技术中的理论应用进行有效结合。

二、工程实践案例教学的特点和意义

工程案例教学的最显著特点是利用工程实际、日常生活实际中典型机械或典型机械的零部件作为讲解相关机械设计内容的一种案例，然后通过案例提出问题，引导学生分析、讨论，最后由教师总结，达到使学生牢固掌握相关内容的目的。在引导学生学习知识的同时给了学生充分的自由，促进了学生的主动性，学生成了教学活动中的主体，改变了教师讲、学生听的传统的以教定学的教学模式，创造了学生主动参与、自主合作、探索创新的新型的学习模式^[2]。通过引入案例分析不仅可以提高学生对所学知识的理解能力，而且可以提高学生分析问题解决问题的能力，帮助学生活学活用所学的知识。

然而目前机械原理类课程教学中，重理论原理，轻实践应用，重传授教学，轻学生参与。导致很多学生对于机械设计类课程，停留在书本理论和案例表面，无法参与实践。

工程案例供应不足，质量不高，落后于现实发展。很多高校尽管重视工程实践案例教学的应用，但在案例的搜集、整理和分析等方面比较滞后。例如，在皮带轮传动部分，依然应用80年代的手动缝纫机，而目前此类产品已从市场消失，学生无法实现感官认识和切实理解。如果应用扫地机器人等现代产品，则收到关注，将大大提升。

三、工程实践案例教学的建议

根据目前的《机械原理》课程教学的现状和机械行业发展新形式，对课程的工程实践教学，提出以下建议^[3，4]：

第一，教师在工程实践案例教学前，需要了解该案例提出背景和应用领域，查阅文献和目前应用领域，引导学生的学习积极性和主动创造性。

第二，在教学过程中，需要对教学内容和教学方法和考核等方面进行科学性的优化和改革，对设计课堂问题和课后案例总结，融入创新型和趣味性，引导学生更多参与和理解该课程。第三，教师和教研组需要更多了解机械设计行业目前发展的现状，针对目前行业发展和未来趋势，不断更新工程实践案例，与时俱进。

总之，针对《机械原理》课程工程案例教学的目前现状，需要任课教师、教研组和学校全体人员共同努力，不仅仅能通过案例教学进行理论讲授，更能让学生了解到机械行业的发展和机遇，让学生在案例实践中提升和感知，认可机械行业，增强对行业的投入和兴趣，从而为国家的机械工业发展培养更多专业人才。

参考文献：

[1] 王彩红，范国敏，蒋 蓉. 基于创新能力培养的《机械原理》课程教学探讨[J].教育教学论坛， 2019.10（40）：205-206.

[2] 金晓怡.机械设计课程案例教学的研究与实践[J].机械制造与研究，2011.6（3）：73-76.

[3] 彭 翔，秦宝荣，李吉泉，罗路平，王 晨. 面向工程能力培养的机械原理混合式课程教学改革研究[J].教育教学论坛， 2020.6（23）：182-183.

[4] 机械设计教学中的工程案例应用实践探討[J].教育教学论坛， 2019.8（33）：199-200.