提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量思考

時間:2022-02-07 10:05:05

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提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量思考

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

關(guān)鍵詞:機(jī)械原理課程;教學(xué)質(zhì)量;思考

將機(jī)械原理課程與其他課程進(jìn)行對比可知,其不僅對學(xué)生的實踐性要求較高,而且還需要學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯能力。因此,在針對這一課程進(jìn)行學(xué)習(xí)時,學(xué)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(xué)生提供更多、更豐富的實踐操作機(jī)會。

1機(jī)械原理課程概述

機(jī)械原理課程是機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)中不可或缺的基礎(chǔ)課程內(nèi)容,具有應(yīng)用性強(qiáng)和工程性強(qiáng)等特征[1]。在學(xué)習(xí)此課程時,一方面要求學(xué)生對機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)運動學(xué)和機(jī)構(gòu)動力學(xué)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(jìn)其理論分析能力和水平的提升。以微觀角度來講,機(jī)械原理課程將對學(xué)生創(chuàng)新機(jī)構(gòu)運動方案設(shè)計能力進(jìn)行培養(yǎng)作為立足點,以多樣化設(shè)計目的和設(shè)計任務(wù)為中心進(jìn)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(jī)械原理課程也具有較強(qiáng)的實踐性特征。

2提高機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量的具體措施

2.1對緒論課設(shè)計予以重視。緒論課是機(jī)械原理設(shè)計的第一節(jié)課,具有至關(guān)重要的作用。良好的緒論課教學(xué)既可以使學(xué)生對機(jī)械原理課程及重要性有較為深刻的認(rèn)識與了解,又可以為學(xué)生更好地學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程提供了重要的方法與輔助。在緒論課教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計這一依托下,機(jī)械原理課程將更具豐富性和感染力,對提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量等大有裨益。在緒論課教學(xué)過程中可以將多媒體教學(xué)手段應(yīng)用到其中,以此達(dá)到活躍課堂氛圍,吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的。一般來講,機(jī)械專業(yè)學(xué)生中男生數(shù)量較多,其對于汽車有著較強(qiáng)的好奇心和興趣,而機(jī)械原理課程中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運動分析又是圍繞汽車發(fā)動機(jī)展開論述的,因此,借助多媒體方式將世界名車的發(fā)動機(jī)工作過程進(jìn)行生動化展示,不僅可以使學(xué)生直觀、生動地學(xué)習(xí)汽車發(fā)動機(jī)工作原理,而且對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量也具有重要作用。就緒論課教學(xué)內(nèi)容來講,不僅僅要對機(jī)械原理課程中的研究對象、內(nèi)容、性質(zhì)、學(xué)習(xí)目的和方法等予以明確,還要將重難點知識進(jìn)行整合和梳理,同時,各個章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容所花費的課時時間也要進(jìn)行詳細(xì)地梳理,從而確保后續(xù)學(xué)生安排學(xué)習(xí)時間時的合理性。教師還要根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)出學(xué)生課程學(xué)習(xí)過程中容易遇到的困難和問題,并在后續(xù)教學(xué)過程中有針對性地進(jìn)行側(cè)重與解決。例如機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)是基于學(xué)生對理論力學(xué)方面知識有一定掌握下來開展的,所以學(xué)生在面對機(jī)構(gòu)各點位移、速度等進(jìn)行分析時,通常會借助理論力學(xué)為手段來解決相關(guān)問題。但是,機(jī)械原理和理論力學(xué)在運動層面來講,無論是其表達(dá)方式還是求解方法等都會存在明顯不同,如果對其二者間的相同點和不同點不能明確,不僅會制約學(xué)生知識遷移能力和舉一反三能力,而且對概念理解也會不夠清晰甚至混淆,增加了后續(xù)學(xué)習(xí)的難度。在解決移動副兩個構(gòu)件重合點間的速度這一問題時,學(xué)生對于動點動系選擇和牽連角速度求解過程中會存在疑惑,同時,在針對相對運動原理予以描述時,機(jī)械原理和理論力學(xué)兩者間的描述方法會存在顯著的差異,因此無論是動點選擇還是動系選擇時都會不同,而受到運動件關(guān)系不同的影響,列出的矢量方程也會存在顯著差異。在開展緒論課教學(xué)過程中,將機(jī)械原理課程和先驅(qū)課程間具有的聯(lián)系和差異向?qū)W生明確,對學(xué)習(xí)效率的提升具有積極意義。此外,對緒論課中的內(nèi)容進(jìn)行剖析可知,其中也囊括了多個重要的概念解釋,例如機(jī)械、機(jī)器、運動鏈等,且上述概念間也是相互聯(lián)系又相互區(qū)分的。只有對這一內(nèi)容予以明確,才能更好地掌握此課程學(xué)習(xí)的本質(zhì)目的和根本任務(wù),是后續(xù)機(jī)械系統(tǒng)方案分析與設(shè)計的重要基礎(chǔ)。2.2借助問題引發(fā)學(xué)生主動思考。想要使教學(xué)質(zhì)量得到有效地提高,那么還要對學(xué)生在課堂教學(xué)中的參與度給予重視,推動學(xué)生由以往被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。這就需要教師對機(jī)械原理課程教學(xué)內(nèi)容有較高的熟悉度,并將其中的重難點問題予以整合,在問題這一主線引導(dǎo)下拉開教學(xué)序幕,學(xué)生在試圖解決教師提出的問題時,思維就會活躍起來,并積極參與到課堂學(xué)習(xí)當(dāng)中,教學(xué)質(zhì)量和效果也由此提升。以機(jī)構(gòu)自由度計算這一部分內(nèi)容為例,由于此部分內(nèi)容是需要學(xué)生重點掌握的知識內(nèi)容,對此,教師要遵循深入淺出的原則,對構(gòu)件和運動副概念予以講述,并在分析其作用的同時引出平面機(jī)構(gòu)自由度計算的公式。在給出相關(guān)計算例題后,教師還要故意展示出解答的誤區(qū),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中存在的問題,并借助這一契機(jī),將復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等三個需要注意的因素向?qū)W生明確,同時還要注重對其的整合與歸納,為學(xué)生的理解與掌握奠定良好的基礎(chǔ)[2]。就此部分內(nèi)容來講,每一小節(jié)內(nèi)容間都存在較強(qiáng)的內(nèi)在聯(lián)系,同時邏輯性較強(qiáng),對于其中涉及到的概念和公式等都需要借助自由度這一主線進(jìn)行清晰表述。在講解過程中還可以向?qū)W生提出以下問題,如:“在得出公式表達(dá)時我們的推理過程是怎樣的?我們得出的結(jié)構(gòu)對機(jī)構(gòu)運動具有哪些重要意義呢?”從而使學(xué)生以問題為引導(dǎo),深化對課程重難點知識的理解與掌握,課堂內(nèi)容的系統(tǒng)性也得到了充分地強(qiáng)化,無論對學(xué)生分析和解決問題能力的提升還是教學(xué)質(zhì)量的提升都具有不可忽視的作用。2.3提升實驗課程內(nèi)容的完善性。機(jī)械原理實驗與理論教學(xué)息息相關(guān),是機(jī)械理論課程學(xué)習(xí)過程中的重要實踐環(huán)節(jié)。在實驗課開展下,學(xué)生的感性認(rèn)識得以強(qiáng)化,對概念的掌握和理解得到更深層次的鞏固,對基本原理掌握更加牢固,機(jī)構(gòu)分析和綜合設(shè)計的基本方法也得以掌握。機(jī)械原理實驗課程將學(xué)生動手能力和獨立分析問題能力以及解決能力作為了著重培養(yǎng)的內(nèi)容,因此,對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提升也具有重要意義。對此,在開展實驗課程時,還要根據(jù)實際情況增加其在課程中所占比重,并基于現(xiàn)有的驗證性實驗下將參觀實驗和綜合性、設(shè)計性的創(chuàng)新實驗納入到其中。通過實踐教學(xué)筆者發(fā)現(xiàn),當(dāng)前許多學(xué)生對常用機(jī)構(gòu)掌握不熟練,針對機(jī)械感性認(rèn)識不足,這就使得在面對教材中二維圖像時,不能根據(jù)機(jī)構(gòu)特性和構(gòu)成形成具有立體性的直觀畫面。而通過參觀實驗室等內(nèi)容的增加,學(xué)生不僅可以親眼看到豐富的各類型的機(jī)構(gòu)模型、真實機(jī)械和一體化設(shè)備,而且也是學(xué)生獲取對抽象運動全面化、清晰性認(rèn)識的重要輔助。依托新增的組合機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實驗,在實際機(jī)構(gòu)應(yīng)用設(shè)計和搭接依托下也能幫助學(xué)生深化對各類機(jī)構(gòu)運動特性的理解與掌握。同時,在典型機(jī)構(gòu)組裝這一載體下,無論是活動連接還是固定連接的結(jié)構(gòu)和特征都能得到更好地掌握,學(xué)生動手能力和隨機(jī)應(yīng)變能力也能得到同步地培養(yǎng)。另外,實驗多樣化方案的設(shè)計也是促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新設(shè)計能力提升的重要路徑[3]。除了上述提到的外,機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計綜合實驗的增設(shè)也具有突出意義。教師可以在現(xiàn)有實驗教學(xué)基礎(chǔ)上將ADAMS軟件應(yīng)用到實驗教學(xué)過程中,使學(xué)生在軟件輔助下建構(gòu)機(jī)構(gòu)模型,并以預(yù)設(shè)邊界條件和仿真分析為依托,以此獲取機(jī)構(gòu)特定點基于運動狀態(tài)下的位移、速度和加速度等多個變化曲線,其運動特性也能得以確立。之后,還要以此為基礎(chǔ),以仿真結(jié)果為依據(jù)和參考,實現(xiàn)對機(jī)構(gòu)運動設(shè)計方案的調(diào)整與優(yōu)化,借助實驗室現(xiàn)有資源整合完成實物搭接和動畫演示,通過相關(guān)儀器,圍繞機(jī)構(gòu)特定點運動曲線實施準(zhǔn)確測量,并將最終得出的測量結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行比對。在這一過程中,學(xué)生不僅能夠深刻體會到學(xué)習(xí)具有的樂趣,激發(fā)其求知欲,而且學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計意識和能力也得到了潛移默化地培養(yǎng)。此外,依托ADAMS軟件對機(jī)構(gòu)運動規(guī)律進(jìn)行設(shè)計與分析,一方面使原本復(fù)雜、繁瑣的計算過程得到了有效地簡化,另一方面也是對以往圖解法等方法的有效彌補(bǔ),避免了以往學(xué)生掌握不透徹等問題。2.4推動教學(xué)團(tuán)隊作用的充分發(fā)揮。在信息迅猛發(fā)展的今天,如果僅僅依靠教師個人力量進(jìn)行學(xué)習(xí)與探索是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,這時,需要對教學(xué)團(tuán)隊的重要性給予充分重視,從而為教學(xué)質(zhì)量的提升及教學(xué)水平的提高奠定良好的基礎(chǔ)。對此,學(xué)??梢越⒁恢Ц哔|(zhì)量的教學(xué)團(tuán)隊,從而使團(tuán)隊中的每一位教師的知識和技能都能得到有效地互補(bǔ),更好地服務(wù)于教學(xué)活動。同時,在高質(zhì)量教師團(tuán)隊的建立下,教師們的教學(xué)經(jīng)驗溝通和交流以及知識共享等獲得了重要平臺。對于青年教師來講,可以在助課等方式依托下向經(jīng)驗豐富的老教師學(xué)習(xí)教學(xué)經(jīng)驗,并以老教師指導(dǎo)為方向,促進(jìn)自身教學(xué)技能的持續(xù)提升[4];而對于老教師來講,可以加大與青年教師的溝通與交流,并從中獲得當(dāng)前學(xué)科最新資訊與動態(tài),確保自身觀念和知識的與時俱進(jìn)。此外,在建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊過程中,還要保證每個教師研究方向的個性化,并在了解和學(xué)習(xí)其他教師研究課題基礎(chǔ)上,實現(xiàn)其與課程章節(jié)內(nèi)容的匹配與整合,將教材中講述的理論知識與工程實踐進(jìn)行結(jié)合,這樣不僅可以使學(xué)生學(xué)習(xí)到的理論知識得以靈活運用,體會到學(xué)以致用具有的成就感和樂趣,而且在豐富的研究課題支撐下對科研和教學(xué)兩者間的整合也具有重要輔助作用。

3結(jié)束語

總而言之,機(jī)械原理課程教學(xué)質(zhì)量的提升需要依賴于新型的、切實可行的教學(xué)手段和方式。對此,除了本文提到的幾點提高其教學(xué)質(zhì)量的措施外,教師還要加大在此方面的探索力度,注重反思和經(jīng)驗的總結(jié),從而使機(jī)械原理課程的教學(xué)質(zhì)量邁向更高的臺階。

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[4]高江紅,馬銀忠.提高機(jī)械原理教學(xué)質(zhì)量的幾點思考[J].價值工程,2016,35(30):135-137.

作者:覃羨烘 單位:廣東理工學(xué)院