1傳統(tǒng)機械原理課程設計中存在的問題

機械原理課程設計的內(nèi)容主要分為兩個階段:第一階段為機械系統(tǒng)的運動方案設計，要求學生通過對常用機構的組合或創(chuàng)新設計，實現(xiàn)簡單機械系統(tǒng)的功能需求;第二階段為機構尺度綜合，以及對機械系統(tǒng)中指定機構進行運動分析和動態(tài)靜力分析。目前在機械原理課程設計的教學過程中主要存在問題:

(1)設計題目類型單一，實踐過程枯燥。設計任務主要以典型加工設備為對象，擬定機械傳動方案，對其主傳動機構進行運動分析和動態(tài)靜力分析，并在此基礎上通過限定執(zhí)行構件的速度波動以確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，最后設計其中的齒輪機構或凸輪機構。這樣的設計題目單一且缺乏新穎性，與學生的實際生活脫節(jié)。設計過程的枯燥使得學生無法正確認識課程設計的重要性，設計興趣不強，參與積極性不高，難以達到實踐目的。另外，由于設計題目比較成熟，與之配套的設計手冊和指導書等資料較多，其設計思路和模式比較程式化，因而學生不需太多思考，僅僅只是按照指導書的要求翻書查表，按部就班地進行模仿設計，這樣的題目不利于學生創(chuàng)新思維和工程實踐能力的培養(yǎng)和訓練。

(2)設計方法陳舊，實踐重點偏移。目前，在機構運動尺寸確定、機構運動分析及力分析等基本知識和基本技能的訓練中，學生主要采用圖解法或解析法。圖解法概念清晰，形象直觀，便于學生理解與分析，但設計精度差，效率低，當學生需要分析多個瞬時的運動情況時，需要花費大量時間作圖，工作量大。解析法能獲得精確的計算結果，學生通過模型建立和程序設計可以分析任意點位置的運動情況。解析法的求解過程要求學生具備較好的數(shù)學功底和編程設計能力，但實踐證明多數(shù)學生欠缺獨立完成編程求解的能力，他們不得不把大部分精力放在程序?qū)崿F(xiàn)上，這樣機械原理課程設計就演變成了計算機語言的訓練］，偏離了機構綜合設計與分析的實踐目的。同時，繁瑣的程序編寫，也會影響學生創(chuàng)新設計的積極性。

(3)設計時間緊張，實踐內(nèi)容縮水。學校目前將機械原理課程設計和機械設計課程設計整合為3周的“機械綜合課程設計Ⅰ、Ⅱ”。由于從內(nèi)容上設置為同一機械系統(tǒng)的不同階段性設計，因而從時間上兩者并沒有嚴格區(qū)分開。統(tǒng)計表明歷屆學生完成機械原理課程設計所需的時間約為1－1．5周，相對而言學時緊張。為了追趕進度，學生避重就輕甚至是掩蓋問題。比如在機械系統(tǒng)運動方案設計階段，學生普遍采用仿型設計和改型設計的方法，照搬相近的設計案例，或是僅改變某些結構和尺寸，更有甚者忽略創(chuàng)新構思的環(huán)節(jié)設計直接進入常規(guī)設計，整個設計過程中，機械系統(tǒng)的方案設計和機構的選型設計等相關內(nèi)容體現(xiàn)不足乃至缺失，無法鍛煉學生的系統(tǒng)設計能力和創(chuàng)新設計能力。

2機械原理課程設計的教學改革與實踐

摘要：在分析研究國內(nèi)機械原理課程設計教學現(xiàn)狀的基礎上，結合本校的實際教學，對現(xiàn)有教學方式及存在的設計題目類型單一、手段落后、周期短時間緊、模仿設計以及缺乏團隊合作等問題進行了分析討論，歸納了主要的教學改革方法和內(nèi)容。文章最后從師資隊伍要求和學生成績評定兩個方面對教學改革工作做了進一步分析和探討。

關鍵詞：機械原理；課程設計；教學改革；綜述

一、概述

機械原理課程設計是高等院校機械類及近機類專業(yè)的一個重要教學實踐環(huán)節(jié)，是學生第一次較全面機械設計方面的初步訓練，為學生從事機械產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新設計打下必要的基礎。其核心是對機器的機械系統(tǒng)方案和機構方案進行設計，直接決定機械系統(tǒng)設計的質(zhì)量，是機械設計中最具有創(chuàng)新力的地方[1-2]。本課程設計的內(nèi)容主要包括兩個部分：第一部分為機械系統(tǒng)的運動方案設計，要求學生對常用機構進行組合或創(chuàng)新設計，實現(xiàn)簡單機械系統(tǒng)的功能需求；第二部分為機構尺度綜合，對機械系統(tǒng)中指定機構進行運動分析和動態(tài)靜力分析[3-4]。在大量查閱國內(nèi)公開發(fā)表的機械原理課程設計教學改革論文的基礎上，對現(xiàn)有的教學方法及改革成果進行了匯總，對其中比較有代表性的成果進行了梳理、歸納和探討，拋磚引玉，為大家開展相關教學改革提供有益的參考和借鑒，以期達到提高教學質(zhì)量、更好地培養(yǎng)適應新時代國家和社會發(fā)展需求的創(chuàng)新型工程人才的目標。

二、國內(nèi)現(xiàn)狀及存在的不足

（一）現(xiàn)狀。從現(xiàn)有的國內(nèi)資料和我?，F(xiàn)狀來看，機械原理課程設計的時長一般為1-2周，大多安排在機械原理理論課程教學的學期末集中進行。傳統(tǒng)的教學方式主要為：在課程設計開始時，教師對設計內(nèi)容進行集中講解，布置設計任務及要求，下達設計任務書；學生參照指導書進行機構組合，擬定運動循環(huán)圖，按照要求進行相關的設計計算；利用解析法對機構進行運動分析及尺寸設計，并利用計算機編程得到運動分析結果；最后畫出功能系統(tǒng)圖和機構運動簡圖、并利用圖解法對一些構件如凸輪等進行設計；簡單答辯后上交設計資料，教師評分。在整個實踐環(huán)節(jié)實施過程中，教師主要負責解答學生遇到的一些問題和督促檢查學生的設計進度，學生按步驟和程序進行設計。這種傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，在歷史上曾發(fā)揮過重要作用[5]，但隨著產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和對創(chuàng)新型工程人才需求的提升，已不能適應社會的需求。（二）存在的不足。1.設計題目類型單一陳舊教師根據(jù)指導書指定設計題目，多為一些加工型機械或者機床類設備的主傳動機構[3-4]，多數(shù)情況下一個班甚至全年級共用幾個題目，同一個題目之間只是設計參數(shù)略有不同。傳統(tǒng)的題目主要有：牛頭刨床[6]、平板印刷機和壓力機等，上述題目有部分和學生實際生活完全脫節(jié)[3]、有部分是已淘汰或即將被淘汰的機械，題目類型單一陳舊[1-5，7-11]，學生創(chuàng)新性設計的空間較少，積極性不強[2，9]。由于設計題目比較成熟[3-4]，多年不變[12]，在學生之間甚至網(wǎng)絡上都有很多現(xiàn)成的資料可供參考，不可避免出現(xiàn)雷同或抄襲現(xiàn)象[6-7，13]。其設計思路和模式比較程式化，僅通過對指導書翻書查表[3-4]，按部就班地就可以完成設計任務。2.設計手段落后，缺乏設計驗證環(huán)節(jié)對于機構運動尺寸確定、機構運動分析及動力分析等方面的設計，學生仍然采用圖解法或解析法[3-5，9-10，13-15]。為了避免抄襲，大多仍用手工繪圖和手寫設計說明書的形式，設計手段落后[8，11，14-15]。圖解法精度太低已不能滿足現(xiàn)代機械設計要求[14]，解析法對學生的理論分析要求比較高，并需要借助計算機編程進行分析[14，16]，手工繪圖和理論推導花費學生大量的時間和精力，關鍵還缺少最重要的環(huán)節(jié)———利用現(xiàn)代設計手段對設計方案進行可行性驗證和分析[9]，造成學生對設計質(zhì)量好壞沒有清晰、定量的標準，不利于培養(yǎng)學生全局觀和整體意識。3.模仿設計/參考設計，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力本實踐環(huán)節(jié)的核心是機械系統(tǒng)方案和機構方案設計，由于已有現(xiàn)成的教師或者指導書推薦的機構形式及其組合，學生所需做的工作就是按照自己的參數(shù)進行簡單修改，屬于一種系統(tǒng)方案和機構方案已定的模仿設計[4，8]或參考設計[2]。在整個設計過程中，受已有設計方案潛移默化地影響，思維模式被固化，很難鍛煉學生的系統(tǒng)設計能力和創(chuàng)新設計能力。4.設計周期短時間緊，學生沒有足夠的時間反復思考完成設計創(chuàng)造性設計工作是一項艱苦的腦力勞動過程，不可能一蹴而就，需不斷地反復思考修改[2]。所以設計需要足夠多的時間去查資料、構思及修改，反復應用理論知識以及現(xiàn)代設計手段進行設計、評價和驗證。而課程設計工作集中安排在1-2周內(nèi)完成，要在這么短的時間段內(nèi)完成各項設計任務本來就非常困難[3-4，7，10，13，17]，有時學生還需要準備課程的復習考試，因此他們不可避免會壓縮最重要也是最具創(chuàng)新性的方案構思和機構選型等方面的定性分析工作，使課程設計內(nèi)容明顯縮水[3，7]。5.單打獨斗為主，缺乏團隊協(xié)作精神在國內(nèi)現(xiàn)有的教育教學模式下，在大學四年里，許多高校學生不管是完成課程作業(yè)還是做課程設計、畢業(yè)設計，幾乎都是單打獨斗，普遍缺乏團隊協(xié)作、溝通交流能力方面的有效培養(yǎng)和訓練[5]。

摘要：機械原理主要是圍繞機械共性問題進行探討和研究的一門基礎性課程，是后續(xù)機械設計學習和機械制造工作的知識和理論支撐，具有實踐性強等顯著特征。鑒于此，本文主要就提高機械原理課程教學質(zhì)量進行思考和探索，從而為機械原理課程教學質(zhì)量的提升提供重要地借鑒與參考。

關鍵詞：機械原理課程；教學質(zhì)量；思考

將機械原理課程與其他課程進行對比可知，其不僅對學生的實踐性要求較高，而且還需要學生具備較強的邏輯能力。因此，在針對這一課程進行學習時，學生必須主動地參與到實踐和操作過程中，而就教師來講，則需要為學生提供更多、更豐富的實踐操作機會。

1機械原理課程概述

機械原理課程是機械設計制造及自動化專業(yè)中不可或缺的基礎課程內(nèi)容，具有應用性強和工程性強等特征[1]。在學習此課程時，一方面要求學生對機構結構、機構運動學和機構動力學等理論知識有充分地了解與掌握，另一方面還需要借助實踐這一載體促進其理論分析能力和水平的提升。以微觀角度來講，機械原理課程將對學生創(chuàng)新機構運動方案設計能力進行培養(yǎng)作為立足點，以多樣化設計目的和設計任務為中心進行深入研究與分析，并依托多樣化方案的綜合比對和評價從中挑選出最優(yōu)方案，因此，從這個角度來講，機械原理課程也具有較強的實踐性特征。

2提高機械原理課程教學質(zhì)量的具體措施

摘要：基于工程教育專業(yè)認證，對傳統(tǒng)“機械原理”和“機械設計”課程設計進行教學改革探索。課程設計選題突出陶瓷機械特色，切合工作實踐，完善課程綜合性。對照專業(yè)認證標準從機械課程設計的教學內(nèi)容、教學目標和組織實施三方面提出了改革。

關鍵詞：工程教育專業(yè)認證；課程設計；陶瓷機械；教學改革

工程教育專業(yè)認證是針對高等學校工科專業(yè)實施的專門性認證，也是實現(xiàn)工程教育和工程師資格國際互認的重要基礎[1]。高等教育質(zhì)量問題成為社會關注重點，為進一步提高工科專業(yè)教學質(zhì)量，對標國際標準，教育部于2006年啟動了工程教育專業(yè)認證試點工作，2013年，中國成為《華盛頓協(xié)議》預備會員，2016年正式加入國際工程教育組織[2]?！皺C械原理與機械設計課程設計”是機械類專業(yè)培養(yǎng)學生綜合機械設計能力和創(chuàng)新能力的重要實踐教學環(huán)節(jié)[3]。課程主要任務為簡單結構運動分析，簡單的機械設計，旨在引導學生整合機械原理和機械設計的所學知識：機構運動簡圖、基本零部件設計校核、傳動方案設計等，以期培養(yǎng)學生工科思維。如何對“機械原理”和“機械設計”課程設計教學進行改革，以適應新時代工程教育認證的新要求，是擺在各工科院校面前的一大挑戰(zhàn)。

1對“機械原理”和“機械設計”課程設計現(xiàn)狀的分析

“機械原理”和“機械設計”作為機械專業(yè)學科非常重要的專業(yè)基礎課程，其課程設計大綱明確了常用機械零部件、機械傳動系統(tǒng)、聯(lián)系實際設計過程、正確的設計思想、分析和解決問題能力等要求指標。但傳統(tǒng)的課程設計難以滿足新時代工程教育專業(yè)認證標準。本校目前仍存在以下問題：①機械課程設計的選題較為單一。“機械原理”課程設計只是對典型機構、四桿機構或凸輪機構運動分析?！皺C械設計”課程設計一直以來都是以二級圓柱齒輪減速器作為設計題目。題目傳統(tǒng)單一，學生抄襲現(xiàn)象嚴重，不求甚解風氣較重。與工程教育專業(yè)認證標準的符合學校定位、適應經(jīng)濟發(fā)展需要的培養(yǎng)目標尚有差距。機械作為一門工科，理應與實際接軌，應與生產(chǎn)實踐相結合，與社會發(fā)展需要契合，充分體現(xiàn)出各地區(qū)高校的機械專業(yè)特色。②機械課程設計的相關性不足。雖然機械原理中的執(zhí)行機構和機械設計中的零部件設計都得到了訓練，但學生學完機械基礎系列課程后，缺乏對整體機械的認識，“機械原理”課程設計著重于運動分析，“機械設計”課程設計著重于機構零部件性能參數(shù)，二者甚至不在同一機構中，兩門課程沒有建立必要的對接點，使學生沒有形成一個有機的整體系統(tǒng)工程的認識以及掌握機器設計的完整過程。

2課程設計改革探索

一引言

為進一步促進我國工程教育的深化改革，加快建設我國向工程教育強國的轉(zhuǎn)變，更好地推進我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的升級，2017年，教育部提出了新工科建設[1]。建設與發(fā)展新工科成為我國由制造強國向創(chuàng)造強國發(fā)展的必然要求，高校培養(yǎng)新工科人才對當今社會新經(jīng)濟發(fā)展有重要戰(zhàn)略意義。大學生是實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的人才儲備，新工科人才的培養(yǎng)是當今社會對高等學校的迫切要求，也是高校義不容辭的職責[2]。

二機械原理課程地位

機械原理課程是機械類各專業(yè)必修的一門重要的技術基本課程，其知識面更寬、適用性更廣、更接近工程實際，在培養(yǎng)新工科人才中將起到不可或缺的重要作用。本課程研究的內(nèi)容主要包括機構結構分析的基本知識、機構的運動分析、機器動力學、常用機構的分析與設計和機械系統(tǒng)的方案設計等問題[3]。通過本課程的學習，使學生掌握各種機構中的一些共性問題，理解基本原理，并初步具有設計機械系統(tǒng)方案的能力。本課程的學習為學生后續(xù)專業(yè)課程的學習打好理論基礎，為機械產(chǎn)品的創(chuàng)新設計打下良好基礎，為機械的合理使用和革新改造打下良好基礎。本課程在創(chuàng)新機械所需的知識結構中占有核心地位，在高層次的人才培養(yǎng)中具有提升學生對機械新產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新能力的作用[4]。

三實驗教學現(xiàn)狀

機械原理實驗教學是機械原理課程整個教學過程中的一個重要部分，是學生將機械的理論知識與工程實際相結合的必要手段，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)起著關鍵作用[5]。但是，目前的實驗教學存在一定的問題，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。（一）考核方式不完善。傳統(tǒng)的機械原理實驗教學一般是作為理論教學的輔助手段，大多依托于相應的理論課程。對實驗教學的考核也是依托于課程成績，沒有單獨的考核成績，只是作為最終課程考核成績的一小部分，一般占10%左右。實驗考核大多以實驗報告完成情況作為評分依據(jù)，很難體現(xiàn)出學生對知識的掌握程度。因此教師更加注重學生對課堂理論知識的掌握和理解，對實驗教學的重視程度不夠；學生為了應對課程考試，也僅僅是注重對理論知識的學習，對實驗課程學習的重視程度也不夠。這嚴重阻滯了學生工程實踐能力的培養(yǎng)，對學生的培養(yǎng)極為不利。（二）實驗教學模式滯后。傳統(tǒng)的機械原理實驗缺乏系統(tǒng)性，沒有形成一個完整的實驗教學體系[6]。實驗教學的基本要求僅僅停留在學生加深對理論知識的理解以及對課堂上所學理論知識的驗證，沒有發(fā)揮實驗教學的真正作用。在實驗的開設過程中，往往以教師的講解為主，學生很少思考，對實驗的原理和儀器的測試方法處于一知半解，甚至完全不懂的狀態(tài)，不主動參與實驗，做實驗的積極性不高，只是照本宣科的按照實驗指導書的步驟和方法進行，不能充分發(fā)揮學生作為實驗課堂的主體作用。這種實驗的開設對學生自身的鍛煉意義不大，學生只是為了完成任務，不能真正參與其中，實踐動手能力差，不能滿足當今社會對人才培養(yǎng)的要求。這些實驗的開設沒有體現(xiàn)實驗課程對學生創(chuàng)新能力發(fā)展的價值，只是加深了對理論知識的理解。（三）實驗手段簡單。傳統(tǒng)的機械原理實驗中，實驗手段比較簡單，主要以認知性和驗證性試驗為主，綜合設計性實驗沒有發(fā)揮作用[7]。例如機構結構創(chuàng)新設計實驗，學生沒有設計思路，為了應付實驗，搭建的機構過于簡單，而且完全按照書上已有的模型進行搭建，沒有自己的思考。這種實驗由于學時有限，沒有獲得充分的重視。但這種實驗恰恰是最能鍛煉學生的，培養(yǎng)學生如何根據(jù)所學知識解決現(xiàn)實生活中遇到問題的能力，能夠充分發(fā)揮學生的主觀作用，有理論教學不可替代的作用。

【摘要】本文基于陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院的實驗教學平臺，結合機械原理與機械設計實驗教學概況和存在的問題，提出整合提升軟硬件建設、加大實驗室開放力度和實現(xiàn)理論實驗教學“雙師化”三個方面的教學改革思路，并進行初步成效分析，為高職院校同類課程的實驗教學改革提供一定的參考與借鑒。

【關鍵詞】機械原理與機械設計；實驗教學改革；成效分析

隨著現(xiàn)代職業(yè)技術的快速發(fā)展和社會、行業(yè)對技術技能型人才的需求不斷提升，機械原理與機械設計課程的實驗教學改革面臨著諸多挑戰(zhàn)。課程涉及的實驗設備、教學內(nèi)容、評量方式以及學生積極性都對教學效果有著顯著的影響，如何全面提升教學效果、調(diào)動學生積極性，是機械原理與機械設計課程的實驗教學改革致力于解決的主要問題。

1課程改革背景

1.1實驗教學概況。教研室遵循人才培養(yǎng)方案要求，在機械制造與自動化、機械設計與制造兩個專業(yè)中開設機械原理與機械設計課程，共計48學時教學外加36學時（兩周）課程設計，課程涵蓋的實驗主要包括以下三類：1.1.1演示類實驗。包含機構運動演示和機構運動簡圖測繪，前者目的是使學生了解構件間運動關系及主動件、從動件概念，并深化機構及其組成概念；后者主要要求學生掌握比例尺運用、視圖選取、運動副符號及自由度計算等方面。1.1.2驗證類實驗。包括齒輪范成原理實驗和齒輪參數(shù)測繪實驗，前者要求學生使用范成儀繪制正、負變位齒輪和標準齒輪，通過觀察、分析和比較，了解標準齒輪與變位齒輪的區(qū)別；后者要求學生使用游標卡尺測量奇、偶數(shù)齒輪基本參數(shù)，了解齒數(shù)、模數(shù)、分度圓、齒頂圓、齒根圓、齒距等參數(shù)和尺寸計算基本知識。1.1.3減速機拆裝試驗。該實驗為演示性試驗，10-20人一組，部分同學拆裝，部分同學觀看，主要了解減速機的結構、軸上零件的裝配關系、窺視孔、放油塞、油標尺、放氣孔、及吊鉤等附件的位置、尺寸大小等，為減速機設計奠定基礎。1.2教學改革前存在問題。1.2.1部分實驗設備老化，無法滿足實驗要求。由于實驗室搬遷和設備自身老化，部分實驗設備準確性、穩(wěn)定性和可靠性不足，此前開設的相當一部分演示與測繪實驗已無法開出，教學效果受到了較大影響。課程相關實驗在一段時間里主要是減速機拆裝實驗，但由于設備有限，分組時每組學生較多，限制了學生實踐能力的提高。1.2.2教學方法較為模式化。多數(shù)實驗教學模式較為固定，學生嚴格按照步驟詳細、易于操作的實驗指導書完成實驗，教師主要指出原則性錯誤并負責學生安全。該模式在培養(yǎng)學生嚴謹細致、精益求精的素養(yǎng)方面具有積極意義，但與激發(fā)學生求知欲、樹立其創(chuàng)新精神并最終解決實際工程問題的目標具有一定的矛盾。1.2.3個性化考核方式有待實現(xiàn)。目前考核內(nèi)容主要包括實驗完成度和按時到課情況。實驗內(nèi)容的設定方面未能充分反映學生的水平差異，學生完成的實驗項目以及實驗報告內(nèi)容基本相似，而考勤情況相同的學生基本會取得相同的實驗成績。評量方式與因材施教、個性化評估的初衷存在沖突。1.2.4學生的學習重視度有限。由于上述原因，外加本課程實驗為課內(nèi)實驗，并未單獨設置考核學分，學生對實驗環(huán)節(jié)的重視程度有限，直接導致日后進行課程設計和畢業(yè)設計時毫無頭緒，也對學生參與各級各類機械創(chuàng)新設計大賽和學歷提升方面產(chǎn)生了一定的負面影響。

2課程實驗教學的改革思路

一、礦山固定機械及運輸設備教學現(xiàn)狀

礦山固定機械及運輸設備是一門實踐性和實用性較強的課程，課程內(nèi)容所涉及的知識面廣，包括機械原理、流體力學、礦井通風學、地下工程設計等，著重培養(yǎng)學生分析解決實際工程問題的能力，由于其對學生的知識儲備體系要求較高，一定程度上影響了學生學習的積極性，難以達到預期的教學效果。目前，礦山固定機械及運輸設備課程在教學過程中存在的問題如下：（一）學生缺乏對采礦工程的感性認識。該課程主要的授課對象為機電學院的機設專業(yè)，學生在掌握機械設計、機械原理、流體力學等課程內(nèi)容的基礎之上，對掌握設備的結構原理具有一定的理論基礎。但是，礦山機電設備是在特定的工作環(huán)境下運行，其選型、設計、場地布置均與采礦作業(yè)的實際工作環(huán)境、地下工程設計、開采地層的地質(zhì)條件直接相關。由于缺乏對采礦工程的感性認識，學生無法較好地結合設備的工作環(huán)境，領悟每種設備的設計主旨和設計要點。例如：在礦井排水設備的章節(jié)中，學生不能結合地質(zhì)方面的知識，清晰地意識到一味利用水泵將區(qū)域的地下水排空可能造成的礦區(qū)地層塌陷，地下水位下降等危害；在空氣壓縮設備的章節(jié)中，尚不能主動結合井底采礦工作面中實際工作環(huán)境，意識到氣動工具相比于電動工具在安全方面具備的優(yōu)勢，等。此外，本課程在面向采礦專業(yè)的本科生講授時，由于學生機械相關的專業(yè)基礎知識相比機設專業(yè)較弱，在理解設備工作原理方面相對較慢。（二）部分學生缺乏對課程的足夠興趣。產(chǎn)生的原因主要有以下兩方面：一方面，本課程學時短（32學時）、內(nèi)容廣（共8章介紹近10種不同設備的工作原理）、無實驗和認識實習，少部分基礎較差的學生，無法有效跟上教學進度，在課程后半段缺乏足夠信心學好該課程內(nèi)容；另一方面，隨著能源礦產(chǎn)行業(yè)近年來的資源整合和去產(chǎn)能改革進程的深入，以及現(xiàn)階段大學生就業(yè)形式的多樣性，大部分機設專業(yè)的畢業(yè)生并不會首選進入礦山行業(yè)從業(yè)，在心中形成了本課程的學習內(nèi)容和就業(yè)無關，內(nèi)容在以后的生活中用不到的片面認識，一定程度上降低了學習的主動性。（三）傳統(tǒng)教學模式難以滿足教學需要。本課程專業(yè)性極強，其目標是讓學生通過課程的學習了解礦山固定機械及運輸設備的基本結構特點、工作原理與用途，提高學生綜合分析和解決具體實際工程問題的能力。目前，本課程的教學模式是結合教材和配套的結構圖，以教師講授為主，然而具體設備的工作原理僅利用結構簡圖很難直觀地給學生展示和闡述清楚，使得學生在學習過程中往往比較迷惑。目前尚未建立與礦山固定機械及運輸設備課程實踐教學相匹配的教學環(huán)境，難以提高學生在相關設備方面的實踐能力。由于在現(xiàn)有教學模式下講授內(nèi)容較抽象，相關知識無法吸引學生的注意力，學生學習積極性下降，教師和學生之間有效互動減少，難以達成理想的教學效果。（四）教材內(nèi)容不能緊跟時代要求。礦山固定機械及運輸設備作為一門綜合應用課程，所授設備隨著新技術的應用不斷地更新和發(fā)展。但是在實際的教學過程中，教材更新較慢，無法緊跟科技發(fā)展，使得課程教學不能滿足科技進步發(fā)展的需求。同時現(xiàn)有教材普遍存在內(nèi)容陳舊、章節(jié)內(nèi)容不夠精煉、難以滿足本科短學時教學的要求，亦不能很好地與實際相結合。

二、礦山固定機械及運輸設備課程教學改革探索

通過廣泛調(diào)研，結合礦山固定機械及運輸設備課程教學過程中所展現(xiàn)的特點與現(xiàn)狀，可以從教學方法、教材改革、課程考評機制、團隊建設等方面進行改進，以便學生更好地掌握和理解該課程的講授內(nèi)容。（一）加強學生對本課程的感性認識。對于機設專業(yè)的學生由于其并未學習過采礦學、礦山安全工程等采礦專業(yè)的基礎課程，并不清楚相關機械在煤礦井下的具體運行狀況，因此在第一次授課的課程綜述中宜增加適當學時并結合礦山施工安全、礦井救援等相關視頻，增加學生對所授設備工況環(huán)境的感性認識，了解礦山設備對安全、可靠性的嚴格要求。在整個課程的章節(jié)講授中以如何確保設備安全、可靠為主線，結合礦山施工的實際工況針對性地講解設備的運行原理和結構特征。隨著國家現(xiàn)階段煤炭鋼鐵行業(yè)去產(chǎn)能的宏觀結構調(diào)整，針對學生就業(yè)并不定會首選礦山行業(yè)的現(xiàn)況，授課教師應在授課之初對學生加強正確引導，強調(diào)本課程的重要性，應經(jīng)常與學生交流，解決學生的疑問。本課程所授的設備例如提升機、礦用水泵、礦用通風機、礦井空壓機等設備其工作原理與生活中的電梯、市政工程中的排水泵、大型地下公共場所及大型購物廣場的通風系統(tǒng)具有相似之處，在生活中隨處可見。此外，設備的機械原理具有融匯貫通性，以礦山環(huán)境為應用載體掌握本課程所授設備的工作原理，能夠為以后掌握其他類似設備工作原理打下堅實基礎。此外，在相關課程設置安排上宜首先開設采掘機械等課程，為本課程提供基礎，不宜兩門課程同時進行。（二）教學方法改進。在教學的過程中采用案例教學法，以案例為背景環(huán)境，針對性介紹課程相關設備的工作原理及不同設備對礦山正常生產(chǎn)的影響，引導學生理解、掌握并實際運用教材中所述的知識點。1．理論教學可以采用討論式、啟發(fā)式、師生互動式等方法。每章節(jié)課程講授時選擇合適的知識切入點，激發(fā)學生主動思考問題。通過教師提問，讓學生運用已掌握的知識點分析思考、解答并幫助學生歸納總結；或者在講授的過程中著重講解其中一部分，讓學生運用已有的知識自學領悟另一部分，同時要求其他學生給予評價與補充等。采用這些教學方法，能夠提升課堂的師生互動性，提高學生學習的積極性，活躍課堂氣氛。2．實踐教學是鞏固理論知識、培養(yǎng)動手能力、提升創(chuàng)新意識的重要環(huán)節(jié)。受課程學時的限制以及目前煤礦企業(yè)從安全因素和生產(chǎn)效率等方面的考慮，學生井下實習認知的機會較少。因此，宜加強配套實驗室的建設，可配備一些礦用水泵、礦井空氣壓縮機、離心式通風機等小型的礦山固定機械的模型或樣機供學生拆裝，提高學生的動手能力和感性認識，組織學生參觀礦井三維立體動態(tài)模型了解采礦工程的整體工作流程，形成更加深刻的直觀印象。（三）課程考評方法改進。合理的課程考核評價機制是激發(fā)學生學習興趣和提高學習主動性的重要因素。礦山固定機械及運輸設備的課程具有章節(jié)內(nèi)容相對獨立的特點，可從以下幾方面對課程考評方式進行改進。一是在每章節(jié)授課結束后增加階段性評價環(huán)節(jié)，對整個章節(jié)教學目標的實現(xiàn)程度進行評估，考查學生對本章節(jié)知識點的掌握程度，及時根據(jù)學生特點對后續(xù)章節(jié)的教學方式進行修正和完善。在進行階段性評價之前，教師將提綱下發(fā)給學生，學生在學習過程中對照提綱有目的地學習，考核時采用內(nèi)容抽考的方式進行并計入平時成績。二是在授課后期，結合實際的工程案例，串講課程所授設備在案例中所發(fā)揮的作用，幫助學生再一次梳理總結課程內(nèi)容，必要時可增加一次綜合討論課時，根據(jù)學生的作答情況作為平時成績考核依據(jù)。三是期末的考評試卷擬以討論題、分析應用題為主，重點考察學生的綜合實際運用能力。該考核評價方法重在考察和激勵學生的學習主動性和自主學習能力，體現(xiàn)以育人為本的教育理念。（四）加強教材建設。緊跟行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀編制適用于本科短學時教學的專業(yè)教材顯得尤為必要和迫切。在廣泛調(diào)研國內(nèi)外礦山設備的基礎之上，以闡明礦山固定機械核心設備的工作原理為主旨，從典型設備的典型結構原理著手隨著教學的深入適當引入介紹時下相關設備與技術的發(fā)展趨勢，有利于幫助學生建立礦山固定機械的整體概念，豐富學生的視野和學習興趣。此外，受教學學時的限制，教材編寫應適當凝練章節(jié)內(nèi)容，注重總結歸納，增加直觀原理圖數(shù)量，簡化公式推導過程，精簡文字介紹部分，強調(diào)適用性和實用性并注意課程內(nèi)容的整合，避免有關內(nèi)容的重復和脫節(jié)。（五）強化教學團隊建設。目前講授該課程的教師基本上以高校畢業(yè)的年輕博士為主，實踐工作經(jīng)驗相對較少，雖具備相關理論基礎，但實際應用和操作的能力相對較弱，在教學過程中，尚不能較好地結合生產(chǎn)應用領域的實際情況介紹相關技術最新發(fā)展狀況，使得課堂教學與實際應用存在一定差距。因此在師資隊伍的組成方面應加強年齡梯度建設，形成老中青教師的合理搭配，促進經(jīng)驗豐富的老教師幫助青年教師教學能力的提升。此外，積極利用相關課程的網(wǎng)絡與現(xiàn)場培訓不斷提升教師的教學能力，通過對礦山固定機械相關企事業(yè)單位的調(diào)研和生產(chǎn)實踐進一步提高青年教師的實踐應用能力。

三、結語

礦山固定機械及運輸設備課程具有多學科交叉的特點，現(xiàn)有教學模式下不能完全達到滿意的教學效果。根據(jù)目前礦山固定機械及運輸設備課程在本科教學中存在的問題，本文從教學手段、教學方法、考評機制、教材建設、教學團隊組建等方面提出了一系列改進措施與方法，以期提高課程教學效果，滿足教學改革的新要求培養(yǎng)更多高素質(zhì)的工程技術人才。

1目前機械設計教學體系存在的問題

機械設計具有自身的程序，圖1為設計的基本程序。圖1機械設計的基本程序目前，機械設計教學中主要存在以下問題。

1.1教學內(nèi)容過于防范

目前，機械設計這門課程包含的內(nèi)容較多，有機械原理和機械設計。機械設計包括材料、力學、熱處理、機械原理、公差與配合、機械零件、機械CAD等內(nèi)容，所涉及的知識層面較廣，教學內(nèi)容較散，且與其他課程有著很多重復，如機械設計學科中有一項螺紋連接的相關教學內(nèi)容。可見，教學范圍與機械設計這門學科的學習原則不相符合。又如，減速器的類型、樣式和設計參數(shù)要求，和機械制圖中的減速器設計相關知識存在較高重復率，不僅在學科的學習層次上造成混亂，還浪費了學生的學習精力。

1.2與時俱進能力不強

機械設計這門學科的實用性較強，同時其教學內(nèi)容隨著科技的不斷發(fā)展而不斷變化。所以，傳統(tǒng)的教學內(nèi)容如果不進行更新，很難滿足現(xiàn)代社會的需求?，F(xiàn)代機械設計教學應當滿足工程性和技術性需求，同時也應當具備系統(tǒng)性。因此，現(xiàn)代機械設計學科緊隨時代的變化而改變，將傳統(tǒng)的設計技術進行時代元素的融入。如今，很多相關院校對機械設計教學中的設備結構、設備強度和運動學等技術的教學比較注重，教學力度也較大，使能源問題、環(huán)境問題的教學很少涉及。尤其是安全、人機關系、美學等社會因素和價值工程、周期費用分析等經(jīng)濟因素，導致機械設計教學無法滿足現(xiàn)代人們的生產(chǎn)需求。

1《.機械設計基礎》課程傳統(tǒng)教學體系和特點

這種從理論到實訓實踐的傳統(tǒng)教學方法的最大弊端是課程理論性太強。由于學生專業(yè)基礎，工程基礎和知識基礎都不扎實，再加上現(xiàn)在高職學生的學習積極性普遍不高，造成學習起來很吃力。即使聽懂了也不知道怎樣才能應用到工程實踐上，怎樣去解決實際問題。為了提高學生的學習積極性，讓學生更能夠聽懂，達到更好的教學效果，很多人都在《機械設計基礎》課程原體系的基礎之上進行了教學改革研究。其課程改革綜合起來包括：整合課程內(nèi)容，拓寬知識面，增加信息量的改革1；采用精講多練、加強自學、分析討論三環(huán)節(jié)相結合，以啟發(fā)式教育為主的教學方法改革2；利用現(xiàn)代教學手段，增強教學的直觀性的改革3；重視實驗教學，使學生學有所用的改革4；搞好課程設計，培養(yǎng)學生的綜合技能的改革等等5。通過這些教學改革，教學效果得到了較大的提高。但并沒有擺脫從理論到實踐的框框，理論性太強，應用理論解決問題太少，學生學起來還是很吃力。

2.本教學改革的教學模式

本教學改革的基本要求是將從理論到實踐的傳統(tǒng)的《機械設計基礎》課程教學模式，轉(zhuǎn)變成以學生的設計項目做引導，整個教學過程都圍繞著學生要解決設計項目的實際問題來進行教學。其教學過程，就是一個學生要完成自己的設計項目，老師要通過教學，指導學生完成其設計項目的過程。而學生的設計項目的內(nèi)容就包含《機械設計基礎》教學目標的內(nèi)容。老師根據(jù)設計項目理論性的問題進行講解，對方法性的問題進行指導。學生通過自己的努力，去完成自己的設計項目，以這種方式最大程度地去完成《機械設計基礎》的教學任務和目標。具體來說學生的設計項目要包含有《機械設計基礎》課程中大多數(shù)的內(nèi)容。包括各種簡單運動機構，如平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構等機構的結構、種類、工作原理、設計計算方法及設計過程；包括各種傳動機構，如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等傳動機構的結構、種類、工作原理、設計計算方法和設計過程；包括機械中的軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器、彈簧、連接件等常見通用零件的結構、種類、工作原理、設計計算方法和設計過程；包括有機械系統(tǒng)總體設計的設計原理和方法，如傳動方案的確定、原動機的選擇、總傳動比及各級傳動比的確定、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算。雖然這個項目不可能把所有的機構和零件都包括進去，但可通過老師的介紹，掌握大多數(shù)的設計原理和方法后，學生可根據(jù)自己的設計項目去選擇具體設計內(nèi)容。這種項目引導化的教學模式具體以以下步驟來完成：

3.教學模式的實施

（1）學生的設計項目我們給學生的設計項目就是設計一個簡單的將產(chǎn)品從一個地方轉(zhuǎn)到另一個地方的產(chǎn)品運送機。其結構簡圖如圖二所示。圖二設計項目簡圖這個設計項目幾乎包括了《機械設計基礎》課程中的大多數(shù)內(nèi)容，包括機械系統(tǒng)總體設計、帶傳動設計、齒輪設計、離合器設計、軸設計、工作機的機構設計、連接的鍵設計、軸承選擇設計、螺釘選擇設計等。學生把這個項目設計出來后，《機械設計基礎》中要掌握的內(nèi)容都掌握了。我們不主張分組進行設計，而是每個學生都給這樣的機器產(chǎn)品項目設計，但每個學生工作機的運動參數(shù)，如功率、轉(zhuǎn)速、工作機工作的方式不一樣。這樣每個學生都要去完成自己的設計項目，都學到了機械設計的原理和方法，避免了吃大鍋飯的現(xiàn)象。（2）學生的知識儲備學生拿到設計項目后，開初由于沒有知識儲備是不能完成設計項目的，需要老師進行教學，使學生有足夠的知識儲備后才能進行相關的設計。如學生獲得的設計項目，都含有工作機的機構設計，傳動設計中的帶傳動設計、齒輪設計，輸入和輸出軸的設計，軸輪連接的鍵設計，離合器設計等等設計。老師在進行教學時，先進行各種類型設計的知識介紹，讓學生先進行知識的鋪墊，理解和掌握了這些知識后，才進行后續(xù)相關設計。比如，在完成工作機的設計時，老師先圍繞學生要完成的工作機的機構設計，介紹各種機構的組成、材料、分類、工作原理、設計原理、設計方法和設計過程，讓學生了解和掌握了這方面的知識后，以進行自己的機構設計。再比如，在完成帶傳動和齒輪傳動的設計時，老師也先圍繞學生要完成的帶傳動和齒輪傳動，介紹各種帶傳動和齒輪傳動的組成、材料、分類、工作原理、設計原理、設計方法和設計過程，讓學生了解和掌握了這方面的知識后，學生也才能進行自己的傳動設計。其他的設計內(nèi)容的知識儲備也按照這種方法來完成。這樣學生就可以知道自己的設計內(nèi)容用什么原理和方法去完成，學的知識究竟用來干啥，用來怎樣解決具體問題。（3）學生設計內(nèi)容的選擇學生通過老師對項目中的每個內(nèi)容進行講解后，就掌握了這方面的知識，就可以選擇這方面的知識去解決自己的問題。比如老師講解了機械系統(tǒng)總體設計的設計原理和方法后，學生就可以進行總的傳動方案的設計、原動機的選擇設計、總傳動比及各級傳動比的確定、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算，確定出該項目機器的各基本參數(shù)。又比如老師講解了帶傳動的工作原理、設計原理和設計方法后，學生根據(jù)自己項目的要求選擇自己所需要的帶傳動的種類，進而進行具體的帶傳動設計。再比如，老師講解完了機構的種類、工作原理和設計原理后，學生就可以根據(jù)自己的設計項目的工作方式和特點，選擇符合自己工作機要求的運動機構，進而進行相應的運動機構的設計。（4）學生完成自己的設計項目學生選擇出了符合自己項目工作特點的設計原理和方法后，就可以進行自己的具體設計。包括系統(tǒng)總體設計、帶傳動設計，齒輪設計、各軸設計、連接鍵設計、軸承選擇設計、離合器設計等等的設計。主要是要完成其設計過程，計算出各零件相應的尺寸參數(shù)，進行各尺寸的校核，畫出相應的設計零件的零件圖，最后寫出一部完整的、符合要求的設計說明書。學生在完成設計過程中，可以按照老師介紹的方法和過程來完成，也可以通過查閱資料，用不同的方法來完成，也可以相互討論來完成，但最終要獨立完成自己的設計說明書。（5）學生對自己的設計進行闡述、答辯學生的設計說明書完成后，可以通過主動申請或老師指定同學來進行闡述、答辯。闡述是說明自己的設計是采用什么設計思路完成的，整體和每個具體機構和零件是怎樣進行設計的，采用的設計原理和設計方法是什么，最后達到了什么效果，還有哪些不足需要改進的地方等等。答辯是學生對自己的設計進行闡述后，學生和老師都可以根據(jù)他的設計過程、原理和方法提出各種問題，讓他進行解答。這樣，通過學生的闡述和答辯后，更加鞏固了所學的理論和設計方面的知識，了解了自己哪方面需要進行改進，還需要增加哪些方面的知識，怎樣改進可以達到更好的設計效果。雖然不可能每個同學都進行答辯，但參加的同學越多越好。（6）老師的點評與打分同學完成闡述和答辯后，老師都要對同學的設計、闡述和答辯進行點評，指出哪些方面是搞得好的，哪些方面需要進行改進，采用哪種方案可以獲得更好的效果等等。最后根據(jù)每個同學的設計的情況和效果進行評價，評價結果作為期末成績的主要依據(jù)。

根據(jù)近年來對我院數(shù)控系畢業(yè)生的調(diào)查訪問，反映教學的不足有如下幾點：學得不活，不夠扎實，用起來有困難；專業(yè)面過窄，基礎知識深廣度不夠，工作中應變能力差；有的內(nèi)容不能很好地結合生產(chǎn)實際，趕不上時代要求；實際動手能力差。這些意見雖然有的是對總的教學來講的，而作為機械類的主干課———機械原理，也確實存在著這些不足。

一、合理取舍教學內(nèi)容

為了培養(yǎng)21世紀的科技人才，機械原理課程作為機械類專業(yè)的一門主干技術基礎課，在培養(yǎng)學生綜合設計能力的全局中，承擔著培養(yǎng)學生機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設計能力的重要任務。作為重點講授的主要內(nèi)容有：機構的組成和結構；機械中常用的齒輪機構、連桿機構、凸輪機構和間隙運動機構等四大機構的應用、分類及設計；機械傳動系統(tǒng)的方案設計。其次是機械的平衡、機械的運轉(zhuǎn)及其速度和機械的效率。而對于機構的運動分析、力分析等部分，根據(jù)實際情況作為一般的簡介內(nèi)容處理，學生可以在機械原理課程設計過程中自學或進一步學習掌握。

二、教學方法和手段的不斷探索與完善

在課程教學的過程中，注重素質(zhì)教育，將傳授知識、培養(yǎng)能力與創(chuàng)新意識融為一體，近幾年我們主要探索和采用了如下的教學方法和手段。

1.組織學生深入工廠進行典型實際機器運動簡圖的測繪與分析由于依托東風悅達起亞汽車公司得天獨厚的工程大背景，我院數(shù)控系等專業(yè)的學生從新生入校參觀汽車總裝廠到去一些零部件生產(chǎn)專業(yè)廠認識實習及最后去有關專業(yè)廠進行生產(chǎn)或?qū)I(yè)實習，為我們機械原理課程的教學提供了良好的條件。因此，我們除了注重利用現(xiàn)有的實驗設備和實驗條件外，還充分利用東風悅達起亞汽車公司工程大背景的優(yōu)勢和條件，積極開設現(xiàn)場教學基地并組織現(xiàn)場教學。