应用型人才培养目标下机械原理课程教学方法的探究

李春 曾亮华

摘要：针对应用型人才培养目标，探索在《机械原理》教学过程中引导学生正确学习的教学方法。实践表明，灵活运用本文所述的教学方法可有效激发学生的好奇心、加强学生对机械结构的认知、培养学生学习的积极性和兴趣、促进学生理论联系实际，将所学的理论知识进行应用设计、改造和创新。

关键词：机械原理；教学方法；应用型人才培养

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）12-0203-02

我院是一所普通的独立学院，以培养应用型人才为主要目标，然而在实际的教学过程中，普遍存在重理论轻实践、课本知识与新技术、新科技及实际工程问题脱节的现象。因此，针对机械专业类的课程教学内容设计和教学方法的研究应更注重学生自主学习探索能力、动手能力、创新能力和解决实际工程问题等能力的培养。其次，在“全民玩手机”的学习环境下，如何在知识点多、理论性强、设计复杂的《机械原理》课堂上提高学生的学习积极性、激发学习兴趣、提高教学质量逐渐成为了教师教学方法的研究方向。

一、《机械原理》教学中存在的问题

一是，照本宣科，注重授課而忽视师生互动与问题引导。

二是，往往仅通过课后作业检验学生对知识点的掌握，缺乏对学生其他能力的评估，不利于学生综合专业素质的培养。

三是，传统教学内容没有涉及机械方面的新技术、新研究和智能化自动化方面的知识，不能正确引导学生对现代机械的理解和认知。

四是，重理论轻实践。实验和实践教学仅仅作为课内知识的补充，缺乏创新性，不能有效地挖掘学生的创新潜力。

上述现象严重影响了学生对机械专业知识的理解和认知，部分学生认为机械技术只需要工作经验，无需进行创新设计和优化设计，更有甚者产生“机械无用论”等错误观念，进而造成学习热情减退、教学质量和教学效果降低等问题。

二、多种教学方法的探索

基于上述问题，本文从以下七个方面对《机械原理》课程的教学方法进行了探究。

（一）案例分享法

“兴趣是最好的指导老师。”案例分享法是在《机械原理》课程的绪论部分引入优秀的、有趣的案例作品。分享的案例可以是往年毕业论文中的优秀作品，也可以是以往《机械系统创新综合课程设计》中、科学竞赛、大创等项目中的好的作品。通过案例分享，让学生切身感受到通过本门课程的学习，再融合其他知识便可以实现机械结构的创新。

（二）项目导入法

项目导入法注重培养“在学中做，在做中学”[2]，我院在近几年的《机械原理》课程实践中，课题组教师在第一堂课中给学生布置项目任务，在满足综合性、实践性、探索性原则的基础上，结合专业基础知识，以2至3个学生为组选感兴趣的项目课题。课题经过审核后，学生在整个机械原理课程学习的过程中边学边对所选项目课题进行剖析和分解。因此，项目导入法将实实在在地项目贯穿于整个课程内容的学习过程中，变被动的知识接收为主动的知识探索，增加学习的自主性，增强求知欲，提高自学能力，同时培养学生团队合作能力。

（三）问题引入法

“学而不思则罔，思而不学则殆。”当代教师教学不能再采用“填鸭式”教育方法，尤其是大学教育教学更应注重学生独立思考问题和解决问题能力的培养。教学过程中在引入新知识点时，教师可根据教学对象的特征，结合工程实际问题或生活中的常见现象，设计问题情境，将教学内容转化为一系列生动形象的问题，引导学生思考、研究与讨论，从而有效地鼓励学生参与课堂教学活动。

例如，在平面机构的教学中，学生根据常识了解在衍架中，三角形是稳定的而四边形机构是不稳定的，根据这一已知知识点提出问题：（1）为什么三角形是稳定的而四边形机构是不稳定的？（2）如何对四边形机构进行改善，使其稳定，依据又是什么？在知识点展开讲解之前，让学生带着这些思考问题进入课堂内容的学习。

（四）动画演示法

《机械原理》课程中包含大量机构形成原理、设计方法、加工方法及工作状态分析。然而课本上只能通过文字和图形描述其内容，不免有些枯燥、无趣、晦涩难懂。因此，教师作为“知识的搬运工”有责任把书本上的“死”知识变成“活”知识。例如，将渐开线齿轮形成原理做成动画，描述发生线沿着基圆作纯滚动时其上点的轨迹状态，从而帮助学生理解渐开线齿轮的几个性质。如此将书本上枯燥晦涩的专业术语用简单、直观、动态的图来描述，帮助和加强学生对知识点的理解。

（五）实物模型法

实物模型法顾名思义就是在课堂上向学生展示实物模型，是对动画演示法的进一步补充。对于部分动画无法表达清楚的内容可进行实物模型展示，促使学生对概念性的问题有更为直观的感受。例如，在学习平面四杆机构时，可将牛头刨床机构模型、手动冲床模型、刹车机构模型带入课堂。在引入知识时针对模型提出思考问题；进而引导学生带着问题进入新知识的学习；再接着观察实物模型的连接和运动情况，分析其属于哪种机构类型，自由度如何，是否存在急回特性、死点位置等知识点。

（六）课程设计法

“纸上得来终觉浅，要知此事须躬行。”在理论课程结束后，经过课题组教师的充分研讨，决定增加《机械系统创新综合课程设计》，作为《机械原理》课程实践方面的补充。《机械系统创新综合课程设计》要求学生综合应用所学过的机构组成原理及各类常用机构的结构组成、运动原理、工作特点及应用场合等知识，进行机构的选型、组合、分析与综合。

实践表明，通过课程设计可以有效地激发学生主动探索的兴趣，培养学生的创新意识，增加学生对计算机控制等机械运动的感性认识，加深巩固理论知识，培养和提高动手能力。

（七）网络教学法

目前网络教学形式丰富多彩，例如网易公开课、慕课、爱课程、各个高校的精品课程等，有效地解决了传统一门课一个学生只能在特定的时间、特定的地点进行学习的缺陷。在《机械原理》教学过程中，教师可向学生推荐一些优秀的网络课程、微信公众号、机械论坛等网络资源，对实体课堂教学进行补充。

三、教學效果与展望

我院近几年的教学实践表明，灵活运用本文所论述的教学方法取得了较好的效果：一方面更全面地检验了学生对知识点的掌握程度，另一方面充分挖掘和提高了学生的创新能力，有效地培养了其工程师的思维习惯。课程设计中的优秀作品，如“多规格快速包装设计”参与2016国家级大创项目并获奖。部分创新作品申请并授权了专利，如图1所示的乒乓球自动发球机是学生基于牛头刨床原理而创新设计的，该设计已获得专利授权。

《机械原理》课程是机械类专业的一门重要的专业基础课程，针对应用性人才培养目标和大学生当前的学习状态，研究如何在教学过程中正确引导学生积极学习，培养学生的学习兴趣、激发主动探索的精神、提高创新能力，需要我们教师不断地学习新知识、完善教学理念，利用现代化的教学手段，在教学方法和教学内容设计上不断探索和改进。

参考文献：

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[5]孙亮波，孔建益，黄美发，桂慧.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].机械，2010，（12）：21-23+33.

Research on the Teaching Method of Mechanical Principle Course under the Target of Cultivating Practical Talents

LI Chun，ZENG Liang-hua

（Beijing Institute of Technology，Zhuhai，Zhuhai，Guangdong 519088 China）

Abstract：Aiming at the goal of cultivating talents，we explore theteaching methods that guide students to learn "mechanical principle"correctly from seven aspects. Practice shows that the flexible use of the teaching methods proposed in this article could effectively stimulate students' curiosity，strengthen students' awareness of mechanical structure，cultivate students' enthusiasm and interest in learning，promote student theory and practice，and apply the theoretical knowledge，design，transformation and innovation.

Key words：mechanical principle；teaching method；applied talents training