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机械原理的教学改革探索

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  • 更新时间2015-09-11
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陈修龙,邓昱,齐秀丽

(山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266510)

摘要:为了培养学生的工程素质、实践能力、创新意识和创新能力,提高学生学习兴趣和学习效率,设计适合高级工程技术本科人才培养的课程实施方案,针对机械原理课程的课程体系和教学内容,教学方法和手段、课程设计以及双语教学课程建设等四个方面进行了一系列的改革。经过几年的教学实践,取得了较好的教学效果。以上研究对高校工科专业课程的教学改革具有普遍的指导意义。

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关键词 :机械原理;教学改革;实践;创新能力

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)08—0044—02

基金项目:山东科技大学2013研究生教育创新计划项目、山东省特色名校工程项目。

收稿日期:2014—04—17

作者简介:陈修龙(1976— ),男,河北沧州人。山东科技大学机械电子工程学院,副教授,博士,研究方向:工程教育改革。

邓昱(1977— ),女,河北保定人。山东科技大学机械电子工程学院,讲师,硕士,研究方向:工程教育改革。

齐秀丽(1957— ),女,山东泰安人。山东科技大学机械电子工程学院,教授,研究方向:工程教育改革。

机械原理是机械类及近机械类专业的一门主干技术基础课程,涵盖的专业面广,受益的学生数量多,该课程研究的是机械的运动原理、运动性能和运动设计方法等机械共性问题。近年来,随着科学技术的飞速发展,机构、机器和机械的概念已有了拓宽,机械工程学科也发生了广泛而深刻的变化。

一、机械原理教学改革存在的问题

教学改革在机械原理课程中很重要,特别是在国外一些发达国家受到格外的重视,如美国、日本、德国等。在培养学生方面,主要是注重学生机械原理创新能力、工程实践能力及工程意识的培养。为了实现高等工程教育应回归工程的目标,国外各院校结合自身实际大力开展了机械原理课程的教学改革和实践研究,取得了一些成果。

目前,国内高校的教育工作者围绕机械原理课程建设和改革也做了大量有益的研究和实践。电子科技大学杜丽和新疆大学穆塔里夫阿赫迈德其他院校的老师都对机械原理的教学改革进行了研究,并提出了合理的建议,积累了宝贵的经验。这对机械专业的人才培养质量特别是学生相关能力的提高起到了重要作用。

综上所述,目前该方面的研究还存在以下问题:(一)机械原理课程建设和改革的研究有些还只处于初步阶段,主要体现在课程内容相对落后,教学方法实用性不强,教学手段相对单一,授课效率不高,课程设计内容陈旧、千篇一律、专业特色不强,迫切需要进行更加深入的研讨;(二)改革成果还没有完全应用于教学实践;(三)只是针对课程某一个方面进行改革,还没有按照系统工程的思想对课程进行全面改革。

针对上述问题和本校实际情况,开展机械原理课程的教学改革与实践研究,加强课程建设已势在必行。

二、机械原理课程教学改革的目标

机械原理主要以机器和结构作为研究对象,在专业教学计划中的作用是上下衔接。通过机械原理课程教学改革的研究,加强学生学习机械原理的积极性,培养学生机械系统方案设计的能力,提高学生的工程素质、工程实践能力、创新意识和创新能力。具体目标如下:

(一)建立以“设计为主线,分析为设计服务,落脚点是机械系统方案设计”的新课程体系,并在此基础上,实现教学内容的优化,撰写机械原理课程中文电子教学讲义一份,完成中文多媒体课件一套。

(二)建立机械原理多媒体素材库一个,完善理论多媒体教学软件,提高学生学习兴趣和授课效率。

(三)建立机械原理课程设计题目库一个,把计算机技术引入到课程设计中,培养学生用现代的手段进行机构设计的综合和分析能力。

(四)撰写机械原理课程英语电子教学讲义一份,完成英文多媒体课件一套,完成英文立体化教材一套。

三、机械原理课程教学改革的主要内容

紧密结合机械原理课程的特点及教学要求,从课程体系和教学内容、教学方法和手段、课程设计以及双语教学课程建设等四个方面进行机械原理课程教学改革研究。

(一)课程体系的优化和教学内容的更新

按照“以分析为基础,设计为主线,加强计算机辅助设计”的指导思想,探索以 “机械的动力设计”和“机构的运动设计”来分别组织课程章次的新课程体系,用设计来整合课程、重建体系,重新组织、优化教学内容,突出工程思维和专业特色。

在组织课程体系时,除了考虑循序渐进、先修基础课等原则外,着重探讨了以设计为主线来组合课程的篇、章和节次,使之加强对机构设计的概念和成份认识;我们初步探索了实践的课程体系,按照“机械的动力设计”和“机构的运动设计”两大主干,分别组成课程的章次。机械原理课程体系划分为:1.“机械的动力设计”部分主要包括:机构的结构、机构的速度瞬心法、机构的速度和加速度分析和计算、机械的效率、机械的平衡、机械系统动力学等章节;2.“机构的运动设计”部分主要包括:平面连杆机构及其设计、凸轮机构及其设计、齿轮机构及其设计、齿轮系及其设计、常用机构和组合机构及其设计、机械系统方案设计等章节。

(二)课程教学方法和手段的改革

在精选课程教学内容的基础上,应用现代化教学技术,将多种教学手段有机融合,试点推行研究性、启发式、讨论式、案例式等创新教学为主的教学方法改革,以达到在提高学生的学习兴趣和主动参与性的同时,全面提高授课效率的目的。

结合机械原理课程自身的特点,应用虚拟现实、网络教学、多媒体、VCD短片和网上答疑等现代化教学技术,将多种教学手段有机融合,试点推行研究性、启发式、讨论式、案例式等创新教学为主的教学方法改革,提高学生的学习兴趣和学习效率。

(三)课程设计的教学改革与实践

采取着力培养学生创新思维和综合能力的方法,进行课程设计的教学改革。主要包括:建立一批难度适当,密切联系工程实际,体现专业特色,又能增强学生学习兴趣的课程设计题目;探索与学生的科技创新小组活动及各类大学生创新设计产品大赛相结合的课程设计新模式;探索培养学生基本设计能力和应用计算机技术(如把UG、PRO/E 、ADAMS等软件引入到机械原理课程设计中)进行工程设计的能力。

多年来,在借鉴各兄弟院校机械原理课程设计的教学改革经验的基础上,开发、积累一批具有矿山机械等专业特色的设计题目,建立课程设计题目库,避免千篇一律的设计内容,采取在课程设计题目库中自选设计题目和完全由学生自主立题相结合的做法;课程设计与学生科技创新小组活动相结合,注重激发学生的创造潜能,鼓励和带领学生积极参与“挑战杯”科技创新活动竞赛等创新设计大赛;推进计算机技术在课程设计中的应用,如采用虚拟样机技术、三维实体建模技术等。

(四)机械原理双语教学课程建设

撰写英语电子教学讲义,建立英语教学多媒体课件,建设英语立体教材,改进教学手段。在引入优秀原版英文机械原理教材的基础上,进行教学内容的删编,撰写适合本校实际的英文电子讲义,制作多媒体课件与立体教材各一套。

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参考文献

[1]郭卫东,刘荣等.机械原理课程体系与教学内容的改革与实践[J].太原理工大学学报(增刊),2008(26).

[2]于晓红,韩建友,邱丽芳等.深化机械原理课程教学改革[J].中国大学教学,2005(4).

[3]杜丽.《机械原理》课程改革与大学生创新能力培养[J].四川教育学院学报,2002(18).

[4]穆塔里夫·阿赫迈德,朱颖.我校机械原理课程教学改革的若干探索与实践[J].高等理科教育,2003(5).

[5]纪莲清,杨莉.《机械原理》课程设计内容与体系的改革[J].中国科技信息,2006(11).