机械原理课程教学研究

1、机械原理课程教学研究机械的制造与使用， 使人类生产力水平大幅度提高， 是人类 生产力水平的重要标志。 工业、 农业、军工、 建筑都离不开机械， 走进我们生活的汽车更是各种机械的综合， 极大地改善了人们的 生活质量。可以说机械加工制造水平标志一个国家产业实力的高 低。毫无疑问，不管是对现有的机械进行改造，还是研究设计新 的机械产品，或者是设备维护等工作，都会涉及各种基本机构、 机构运动原理等内容。所以机械原理在全国高等工科院校机械类专业中，是一 门必修的主干技术基础课， 是由基础课到专业课过渡的桥梁， 它 为今后学习机械设计课程奠定基础，更是人们为进行高级生 产活动，培养专业人才所做的知识准备。

2、1. 课程特点机械原理 课程是一门机械设计制造及其自动化等专业的 基础性学科，具有很强的工程性、实践性和应用性。本课程主要 内容分为两大方面：（ 1）机构的组成、运动、动力学。（ 2）基 本机构的分析设计，例如齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、带传 动、链传动机构等等。所以，该课程的学习要求学生掌握机构的 结构分析、 运动学分析和动力学分析三方面的理论知识， 培养学 生对现有机构的理论分析能力。另外，该课程的目标旨在培养学生具有创新机构运动方案的 设计能力，针对不同的设计任务，综合运用各方面的相关知识， 提出多种机构运动方案， 并进行综合评价， 故该课程又有很强的 实践性。2. 问题分析该门课程内

3、容较多， 涉及的知识面广， 理论性强， 概念抽象， 公式繁杂， 与实践结合紧密， 所以学生在学习过程中普遍感觉难 以掌握。要学好这门课程， 需要具有一定的相关课程的专业知识， 如高等数学、机械制图、理论力学等等。作为大学二年级的学生 来讲，比较缺乏实践知识和实践经验，对课程中的机构结构学、 运动学和机器动力学等内容缺乏实际验证，普遍感觉内容抽象、 难懂。鉴于此，教学过程中学生反映出来的问题概括为以下几点： （1）机构运动简图虽然能表达机构的运动特性，但是与实际机 器相差甚远，学生很难将两者有效联系到一起；（2）在进行机械系统的方案设计和完成习题过程中，经常 出现与理论知识脱节，甚至有时候会无从

4、下手；（ 3）学生所能 提出的运动机构方案过于简单， 作业耗时较长， 难以体现教学成 果；（ 4）学生的学习兴趣有待提高。3. 解决措施针对 机械原理 这门课程的特点以及学生们在学习过程中 遇到的一些普遍难题。 在教学过程中， 如何提高学生的学习兴趣， 提高课堂的教学效率， 更大程度地体现学生的学习成果， 成为非 常重要的问题。 现将教学过程中得到的几点体会及经验措施论述如下：3.1 提炼共性知识。 针对该课程的学习重点和学习难点， 教 师应在对课程内容深入理解的基础上， 紧紧围绕本课程的教学目 的，抓住主线，纵观全局，提炼出分布在各章节中的共性知识。 例如：该课程中多次采用 反转机构法 这一

5、方法处理机构问题： a）铰链四杆机构的三种基本类型为：双曲柄机构、曲柄摇杆机 构、双摇杆机构，这三种机构类型转换的实质是机架变换，即以 不同的构件作为机架，也就是仅仅改变了参考坐标而已。b）凸轮机构中凸轮轮廓曲线的设计也是依据 反转法 原理：假设凸轮 静止不动， 保证凸轮与从动件相对运动不变， 从动件尖顶的运动 轨迹即是凸轮的轮廓曲线。 这些知识的共性点是均运用了理论力 学中的相对运动理论。 通过对共性知识的提炼研究， 以共性知识 所研究的基本方法和思路为主线， 提纲挈领， 将不同内容贯穿起 来，既理清了思路， 由节省了教学时间， 提高了教学和学习效率。3.2 利用现代技术优化教学， 激发学生

6、学习兴趣。 随着现代 科学技术的迅猛发展，利用图、文、声、像的多媒体教学已走入 课堂，它改变了传统的教学模式，不仅减少了教师的工作量，而 且通过计算机形象逼真的演示， 还可提高学生的学习兴趣， 进一 步提高教学质量。 针对该课程的特点， 在采用多媒体技术的基础 上，利用CAD技术优化教学，例如：在讲述平面连杆机构时，传 统教学中往往采用图片及 flash 动画演示机构及其运动过程。 通过CAD技术，可以借助三维建模软件（ 如CATIA Pro /E、UG、Solid Edge 、Solid Works 等） 来完成这种演示。在三维 建模软件中可以很方便地更改各杆件的长度， 使学生清楚地看到 杆

7、长条件和曲柄存在与否的直接联系； 也可以选择不同的构件做 机架，观察机构的演化过程； 还可以任意装拆、放大或者缩小 各种机构， 加深学生对各种机构空间结构及其组成的理解； 并且 可以根据实际情况任意旋转、 改变对机构模型的观察方向， 增强 实体感。使教学中的各知识点更加清晰、生动、形象，增加学生 学习兴趣，大大提高课堂教学质量。3.3 理论与实践相结合，增加学生实践经验。教学过程中， 采用理论与实践相结合的方法既可以使教学内容显得生动有趣、 通俗易懂，又有利于提高学生的学习兴趣。例如：在曲柄摇杆机 构中原动件可以是曲柄（ 如搅拌机） 也可以是摇杆（ 如缝纫 机） ，介绍其死点和通过死点的方法时

8、，可以以缝纫机或者火 车车轮为例进行详细介绍，加深学生的印象。3.4 增加实践教学， 提高教学效果。 理论知识应该与工程实 践密切结合，即根据实际的生产要求，对机构进行正确选型、组 合，从而设计出满足实际要求的机器产品。为了巩固理论知识， 增强实践能力，在学期末会进行一个简单的机械系统方案设计， 满足了课堂教学与课程设计相结合。3.5 提高教师科研教研水平。 本课程是一门实践性很强的专 业基础课程， 教师只有深刻掌握了这些实践知识， 有较丰富的工 程实践经验，具备分析和解决工程实际问题的工艺知识和能力， 才能在课堂教学中做到灵活运用。 提高教师对现代工程技术的应 用水平， 能使教师把课本知识与工程技术相结合， 不仅可以丰富 课堂教学，而且可以提高教师的科研及社会服务能力。4. 结论作为一门机械专业的技术基础课， 机械原理课程是培养机械