机械原理课程教学与课程设计一体化改革实践

韩莎莎　孔贝贝　李林　倪晓梅

摘 要：目前，我国的制造业发展迅速，极大的促进了我国经济的发展。随着改革开放的到来，制造业逐渐成为门类齐全、独立完整的产业体系。与先进水平相比中国制造业仍然大而不强，需要大批较强应用能力和创新能力的人才。机械原理课程是机械类专业本科生的一门主干课程，机械原理课程设计是机械原理课程配套的实践教学环节。

关键词：机械原理 课程设计 教学改革 知识应用能力 创新能力

引言

随着制造业对人才需求的不断增加，我国高等院校要不断加强对相关专业人才的培养。《机械原理》是机械工程类本科专业的一门专业基础课，在机械工程专业人才培养中具有重要的作用。《机械原理》是一门具有较强应用性的课程，如何在课程中加强知识应用能力的培养是当前社会需求给《机械原理》课程提出的新问题。《机械原理课程设计》是《机械原理》配套的实践教学环节，也是培养学生运用课程知识解决实际问题的关键环节之一。但是目前《机械原理》和《机械原理课程设计》作为两个独立的教学环节，使得学生学习知识与应用知识之间有了距离。为此，需进行改革，将知识与应用衔接。[1]

一、《机械原理》和《机械原理课程设计》相对独立带来的问题

在我国的高职院校中，机械类的学科主要有《机械原理》和《机械原理课程设计》，两个学科的教学环节相对独。《机械原理》是理论课，而《机械原理课程设计》是实践教学，一般安排在同一学期。在教学执行中，先完成《机械原理》课程的教学，待理论课考试后，才开始《机械原理课程设计》。这样的教学安排，使得《机械原理》和《机械原理课程设计》这两个教学环节之间有了时间差，容易造成理论知识和实践应用的脱节。《机械原理》课程的知识主要用于解决机械產品这运动部分的机构设计和分析问题，因此，其主要内容也分为机构分析和机构设计两部分。机构设计部分通过介绍常见机构的设计知识，解决机械产品运动部分的设计选型问题。机构分析部分通过介绍机构结构、运动、力、效率和平衡等分析知识，解决机械产品运动部分设计当中的性能分析问题。由此可见，《机械原理》课程的知识与机械产品的设计息息相关。而在实际教学中，基本还是采用课堂讲解课本知识加课后布置作业的模式。尽管应用了计算机和网络等技术进行辅助教学，但很容易陷入将原来黑板和作业本上的东西搬到PPT和网络上的模式。与学生在中小学学习中始终接触到的模式基本一致，导致学生继续沿用原来的学习方式：听课、做作业、复习和考试。难以达到培养运用课程知识分析问题、解决问题能力的目标。在《机械原理课程设计》中，学生需要运用《机械原理》课程的知识完成机构的设计分析，通过这样的设计过程熟悉并应用知识。但目前《机械原理课程设计》一般安排在《机械原理》课程考核结束后，很多课程结束后不需要再用了。使得学生在课程考试后心理放松，加上多年来的习惯，造成了考试课程知识在考核结束后迅速被遗忘的现象。[2]

二、《机械原理》和《机械原理课程设计》的一体化改革

1.课堂教学内容

在传统的课堂教学中，教学内容比较单一，学生不能养成完整系统的思维习惯。因此，在课堂教学中应逐步渗入机构选型、机构组合和变异、机械系统运动方案设计和评价方面的内容，并使其逐步成为课堂教学的主导内容。此外，还应适度增加增加学科前沿内容，紧跟科技发展动态，不断推陈出新，才能培养出创新意识强、创新思维活跃的创新型人才。

2.教学大纲

由于改革后的《机械原理》课程需要承载原来两个教学环节的内容。所以在新的教学大纲中，既要有原来《机械原理》课程中机构设计和机构分析两大部分的内容，也要加入课程设计中的要求。当然要把原来两个教学环节的内容真正融合为一体，需要在教学设计、课后作业和实验教学方面进行相应的改革。

3.教学设计

在教学设计环节，必须将以机构运动学和动力学分析为主转成以机械系统运动方案设计为主。课程设计的任务不能仅局限于对牛头刨床、插床等机械系统的执行机构进行运动学和动力学分析，而应对有特定功能要求的机械系统进行整体运动方案设计。当然设计任务也要对典型机构设计、运动特性分析等内容进行强化，不过不应过分强调利用图解法设计机构和对机构进行运动分析，应鼓励学生利用工程软件如ADAMS、Matlab等完成相应设计任务。这样既训练了学生使用工程设计、分析软件的能力，又使学生掌握在机构设计和分析方面更为精确、使用更广泛的解析法。

4.课后作业

针对课后作业，原来的《机械原理》课程作业主要是针对各章节知识的练习，用于帮助学生掌握相关内容。虽然有些练习来源于工程实际，但题目中与工程项目的相关信息不多。为此，我们针对工程项目的需要结合课程知识设计了一些大作业，强化了课程知识与工程应用的联系，每个学生需要完成的大作业汇总之后就是一个课程设计。[3]

5.实验教学

原有的课程实验主要以验证相关知识为主，一些综合性设计性实验也只是在传统实验的基础做了改进，与工程项目的结合度不够高。在新的实验教学中，增加了与学生大作业相关设计性实验。学生在完成项目的设计时，不但要绘制机构运动简图，进行分析计算，还要在实验室搭建出相应的主要机构。

结语

综上所述，本文针对目前教学中的问题，以提高学生的知识应用能力和创新能力为目标，进行了《机械原理》和《机械原理课程设计》一体化教学改革。从培养计划、教学大纲、教学设计、课后作业和实验教学各个方面进行了全方位的改革，真正实现理论教学与课程设计的无缝衔接。为在《机械原理》课程教学中提高学生知识应用能力和创新能力提供了一种具体方法，为培养符合制造企业需求的高素质机械工程人才做出了贡献。

参考文献

[1]邓嘉鸣，孟庆梅.机械原理教学改革探讨与实践[J].边疆经济与文化.2012，（2）：91-92.

[2]郝智秀，申永胜，陈国景.基于网络的《机械原理》多媒体课件研制[J].电化教育研究.2009，（12）：47-49.

[3]席本强，王琦，曲辉.机械原理课程设计的创新型教学模[J].中国现代教育装备.2010，（21）：94-95，98.