以提高工程实践能力为目标的机械原理课程改革与实践

王 波，张孝琼，夏 秋，潘广香

以提高工程实践能力为目标的机械原理课程改革与实践

王 波，张孝琼，夏 秋，潘广香

针对应用型本科高校机械类专业人才培养的目标与其他普通高校之间的差异，结合我校在机械类人才培养实施过程的具体措施，以提高工程实践能力为目标，对机械原理课程具体教学内容及方法等方面进行改革，探索适应应用型机械类人才培养要求的方式，提高教学质量，为同类院校提供参考和借鉴。

应用型本科；机械原理；工程实践；教学改革

一、引言

为了适应我国经济发展及转型的要求，高等教育的发展和改革蓬勃发展，应用型本科教育应运而生。应用型本科高校的培养目标总体上可以归纳为：培养知识能力和素质全面而协调发展，面向生产、建设、管理及服务的高级复合型应用型人才。与其他教研型及科研型等学术型不同，应用型高校培养的学生直接面向实际生产一线，因此培养学生的工程实践能力极为重要。由于应用型高校概念提出及发展相对较短，目前传统的学术型培养模式难以适应培养目标的要求。

机械原理课程作为机械类专业的一门重要的基础课程，其地位在整个培养体系中占有重要的作用。为了尽快适应本科机械类应用型人才培养的需要，教学过程中关注的重点正经历着从学术理论的培养向提高学生的工程素质及工程实践能力培养的转变，如何在教学课程中通过合理设置课程体系、实践教学环节成为了机械原理教学改革中探索的重点。

本文结合我校机械类专业在培养实施过程的具体措施，重点讨论了机械原理课程在应用型人才培养过程的具体教学改革和实践，探索在培养过程中提高学生工程实践能力的方式。

二、机械原理课程的重要性及其特点

（一）重要性

机械原理课程是机械设计制造及自动化等专业的一门必修的技术基础课。它是以高等数学、普通物理、理论力学及机械制图等课程为基础。机械原理课程在整个教学体系中占有重要的地位，学生对其掌握的程度直接影响到机械设计等后续课程及对机械专业的把握程度。

（二）特点

与理论力学等理论课程相比，机械原理更加结合实际，主要研究对象涉及了机械的相关机构；同时，又与专业机械课程有所差异，机械原理具体没有研究机械的具体类型、零件等，而是研究各种机械中的共性规律，因此其理论性较强，计算较多而表面上显得实践性不强。实际上，机械原理与实际工程问题结合得相当紧密，研究对象更有针对性和实际意义，如凸轮机构、齿轮机构、铰链机构、连杆机构以及间歇机构等，这些典型机构是组成任何复杂机械系统的基本单元，在学习过程中，一方面要深刻理解这些原理和方法，另一方面更要注意这些原理和方法在工程实践中的应用。

对于多数没有经过工程实践经历的同学来说，仅凭书本平面图、挂图或模型图难以深入掌握一个立体结构及一个运动的机构，这就成为学好机械原理的拦路虎；同时常规的实验、习题、课程设计题目等难以满足现代工程教育的理念。学生学习效果差，产生畏惧和抵触心理，最后学生的学习仅以通过最终的课程考试为目的，而实际上没有很好掌握其机构的本质，更无法进行机构的创新设计，难以提高学生的工程实践能力。

三、课程教学改革与实践

应用型本科更加注重学生实践能力的培养，在课程教学过程中则应更加注重学生结合实际生产，而相对弱化深层次的理论探讨，因此在课程内容的安排、实验实践等方面应充分考虑应用性、实践性。而传统的机械原理教材和教学内容、方式过于偏重与理论，而弱化了学生的工程实践能力的培养。基于上述讨论及应用型本科高校的定位，在具体的教学过程中对机械原理课程进行了一些改革与实践，具体包括：

（一）合理设置教学体系，强化实践教学

传统的机械原理课程内容是建立在纯机械系统分析与设计的基础上，课程体系则是以机构的分析为主，侧重对机械的认知及其性能的分析。但随着科学技术的发展，新的机构、新的理论不断发展。然而目前的教材相对陈旧，仅通过书本内的知识不能较好地适应实际工程中的要求。

因此，在课程体系建设上强调：分析与设计的高度综合；理论教学与实践教学、设计训练及课外科技活动相结合；经典教学内容与现代教学内容互为依托；各教学环节有机衔接，整体优化。将课程教学分为两个并重的理论教学系列和实践教学系列。如考虑到学时的有限性，淡化了与理论力学相重叠的内容，删除了与现代技术不相适应的图解法等。实践教学上将实验、课程设计、课外作业进行有机结合，相互补充。具体措施包括：

1.实验项目合理安排，如在课程一开始就开设“机构及零件认知”实验，增加学生的感性认识，避免以后的学习中“纸上谈兵”；减少传统的验证性实验，增加探索性、开放性实验，鼓励学生自主设计机构并进行分析，增强学生的学习兴趣和创新能力；开放机构创意实验室，提倡学生自主搭建各种机构组织满足不同的运动目的等。

2.传统的课程设计题目单一、雷同，达不到工程实践能力的培养，改革势在必行。为此，打破课程设计题目的单一性，提倡综合性设计；引导学生自主设计，结合实际中常见到机器的不足，指导教师主要把握题目的可行性和答疑，通过对不同方案的对比分析，提高学生的主动性及创新设计能力，同时也避免了抄袭的可能性。

3.在课外作业的布置上，适当减少传统的小题方式，增加综合性机械原理大作业，主要以项目驱动方式，分组设置不同的子项目，以学生为主体，利用软件对机构运动、动力学等方面进行分析，重点加强团队合作和工程设计能力的提升，最后通过答辩的方式对项目进行评价，拓宽课程考核的方式。

（二）结合工程实际，培养工程意识

机械原理课程不仅具有理论强度的特点，同时具有较强的实践性特征。因此，在整个教学环节应该与工程实际紧密联系，培养知识与实际应用的衔接。传统的机械原理教学的着眼点在于机构的抽象，而忽视了机构的具体应用，教师在具体的教学过程中往往也忽视了应用层面的引导，导致学生在学习过程对抽象的知识难以掌握而缺乏学习兴趣。因此，在机械原理的教学中更加注重应用层面的引导。

应用型人才的主要服务地方，学生的就业单位也主要以高校所在地企业为主，如我校近三年毕业生中约71.3%学生在本地相关企业就业。因此，根据学生的就业特点，因地制宜，有的放矢，在课程的教学过程中结合我校所处地方汽车类、制造业等发展较快的特点，通过实际的机械来说明机构的应用场合，如讲解曲柄连杆机构的时候，以发动机为应用实例；又如，在讲解凸轮机构的时候，以自动机床的进刀装置为应用实例。采用有针对性的讲解各种机构应用实例，其目的首先是初步培养学生的工程意识，其次是考虑学生就业区域及行业，提高学生服务地方的能力，真正适应地方性的要求。

（三）利用课外课堂，强化工程实践能力

机械原理知识相对较多，仅通过课堂教学、实验、实践、课程设计等常规的教学方式，还是难以使学生很好地掌握相关知识，工程实践能力的培养还不够充分。同时，由于整体课时的压缩，学生仅利用课时内的教学难以达到很好的学习效果。如何利用课外时间来组织学生进行课外的能力训练成为新的途径和关键。

因此，我校对工程实践能力的培养进一步加强。在教学课时以外，通过课外的科技创新活动是可以实施的一个具体措施，如组织学生参加机构创新大赛等。由相关老师指导，利用ADAMS、Matlab等软件先设计仿真机构的运动可行性和性能，鼓励学生动手搭建实现最后的实际机构，提高学生的动手能力，强化构思——设计——实施的能力，训练工程实施的基本思路，弥补课堂学习的不足；积极鼓励学生参加各种学科竞赛，充分利用现有的“全国大学生工程训练综合能力竞赛”、“全国大学机械创新”等竞赛，“以赛促学”。学生组建机械设计创新协会，配备业务能力较强的老师辅导，举办校级比赛选拔优秀作品，以学院工程训练中心为平台，由学生自主完成机械功能原理的设计、零部件的加工、整机的装配等，切实地提高了学生的动手能力、团队协作及工程实践能力。通过近几年的实施，我校参赛的“无碳小车”、“基于直径差的硬币分类机”等作品，均获得省一等奖的好成绩，体现了机械原理课程教学中工程实践能力的培养效果。

四、结语

工程实践能力培养是应用型机械类人才培养过程的关键，如何打破传统的学术性培养模式，切实实现应用型人才培养模式，是众多应用型本科高校积极探索的新课题。本文以我校机械类应用型人才培养过程的实施措施为背景，以机械原理课程教学中的改革为实例，探索性的实施了一些提高工程实践能力措施，取得较好的教学效果和成效。但在实践过程中，学生的机构创新能力还有待进一步加强，具体的创新能力培养方式亟需积极探索。

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王波，男，安徽滁州人，滁州学院机械与汽车工程学院讲师、博士，研究方向：机械故障诊断技术；

张孝琼，滁州学院机械与汽车工程学院；

夏秋，滁州学院机械与汽车工程学院；

潘广香，滁州学院机械与汽车工程学院。

F642

A

1008-4428（2016）06-126-02

项目支持：安徽省高校卓越人才教育培养计划项目（2015zjjh032）；滁州学院教学研究项目（2015jyy009）。