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关于提高机械原理课程教学质量的思考

来源:UC论文网2020-09-04 14:00

摘要:

  摘要:机械原理主要是围绕机械共性问题进行探讨和研究的一门基础性课程,是后续机械设计学习和机械制造工作的知识和理论支撑,具有实践性强等显著特征。鉴于此,本文主要就提高机械原理课程教学质量进行思考和探索,从而为机械原理课程教学质量的提升提供重要地借鉴与参考。  关键词:机械原理课程;教学质量;思考  0引言  将机械原理课程与其他课程进行对比可知,其不仅对学生的实践性要求较高,而且还需要学生具备较...

  摘要:机械原理主要是围绕机械共性问题进行探讨和研究的一门基础性课程,是后续机械设计学习和机械制造工作的知识和理论支撑,具有实践性强等显著特征。鉴于此,本文主要就提高机械原理课程教学质量进行思考和探索,从而为机械原理课程教学质量的提升提供重要地借鉴与参考。


  关键词:机械原理课程;教学质量;思考


  0引言


  将机械原理课程与其他课程进行对比可知,其不仅对学生的实践性要求较高,而且还需要学生具备较强的逻辑能力。因此,在针对这一课程进行学习时,学生必须主动地参与到实践和操作过程中,而就教师来讲,则需要为学生提供更多、更丰富的实践操作机会。


  1机械原理课程概述


  机械原理课程是机械设计制造及自动化专业中不可或缺的基础课程内容,具有应用性强和工程性强等特征[1]。在学习此课程时,一方面要求学生对机构结构、机构运动学和机构动力学等理论知识有充分地了解与掌握,另一方面还需要借助实践这一载体促进其理论分析能力和水平的提升。以微观角度来讲,机械原理课程将对学生创新机构运动方案设计能力进行培养作为立足点,以多样化设计目的和设计任务为中心进行深入研究与分析,并依托多样化方案的综合比对和评价从中挑选出最优方案,因此,从这个角度来讲,机械原理课程也具有较强的实践性特征。


  2提高机械原理课程教学质量的具体措施


  2.1对绪论课设计予以重视


  绪论课是机械原理设计的第一节课,具有至关重要的作用。良好的绪论课教学既可以使学生对机械原理课程及重要性有较为深刻的认识与了解,又可以为学生更好地学习机械原理课程提供了重要的方法与辅助。在绪论课教学环节设计这一依托下,机械原理课程将更具丰富性和感染力,对提升學生学习积极性、培养学生创新能力、提高教学质量等大有裨益。


  在绪论课教学过程中可以将多媒体教学手段应用到其中,以此达到活跃课堂氛围,吸引学生学习兴趣的目的。一般来讲,机械专业学生中男生数量较多,其对于汽车有着较强的好奇心和兴趣,而机械原理课程中机构的结构分析和运动分析又是围绕汽车发动机展开论述的,因此,借助多媒体方式将世界名车的发动机工作过程进行生动化展示,不仅可以使学生直观、生动地学习汽车发动机工作原理,而且对提高学生学习兴趣和教学质量也具有重要作用。


  就绪论课教学内容来讲,不仅仅要对机械原理课程中的研究对象、内容、性质、学习目的和方法等予以明确,还要将重难点知识进行整合和梳理,同时,各个章节学习内容所花费的课时时间也要进行详细地梳理,从而确保后续学生安排学习时间时的合理性。教师还要根据以往教学经验总结出学生课程学习过程中容易遇到的困难和问题,并在后续教学过程中有针对性地进行侧重与解决。例如机械原理课程的学习是基于学生对理论力学方面知识有一定掌握下来开展的,所以学生在面对机构各点位移、速度等进行分析时,通常会借助理论力学为手段来解决相关问题。但是,机械原理和理论力学在运动层面来讲,无论是其表达方式还是求解方法等都会存在明显不同,如果对其二者间的相同点和不同点不能明确,不仅会制约学生知识迁移能力和举一反三能力,而且对概念理解也会不够清晰甚至混淆,增加了后续学习的难度。在解决移动副两个构件重合点间的速度这一问题时,学生对于动点动系选择和牵连角速度求解过程中会存在疑惑,同时,在针对相对运动原理予以描述时,机械原理和理论力学两者间的描述方法会存在显著的差异,因此无论是动点选择还是动系选择时都会不同,而受到运动件关系不同的影响,列出的矢量方程也会存在显著差异。在开展绪论课教学过程中,将机械原理课程和先驱课程间具有的联系和差异向学生明确,对学习效率的提升具有积极意义。


  此外,对绪论课中的内容进行剖析可知,其中也囊括了多个重要的概念解释,例如机械、机器、运动链等,且上述概念间也是相互联系又相互区分的。只有对这一内容予以明确,才能更好地掌握此课程学习的本质目的和根本任务,是后续机械系统方案分析与设计的重要基础。


  2.2借助问题引发学生主动思考


  想要使教学质量得到有效地提高,那么还要对学生在课堂教学中的参与度给予重视,推动学生由以往被动学习向主动学习的转变。这就需要教师对机械原理课程教学内容有较高的熟悉度,并将其中的重难点问题予以整合,在问题这一主线引导下拉开教学序幕,学生在试图解决教师提出的问题时,思维就会活跃起来,并积极参与到课堂学习当中,教学质量和效果也由此提升。以机构自由度计算这一部分内容为例,由于此部分内容是需要学生重点掌握的知识内容,对此,教师要遵循深入浅出的原则,对构件和运动副概念予以讲述,并在分析其作用的同时引出平面机构自由度计算的公式。在给出相关计算例题后,教师还要故意展示出解答的误区,引导学生发现其中存在的问题,并借助这一契机,将复合铰链、局部自由度和虚约束等三个需要注意的因素向学生明确,同时还要注重对其的整合与归纳,为学生的理解与掌握奠定良好的基础[2]。就此部分内容来讲,每一小节内容间都存在较强的内在联系,同时逻辑性较强,对于其中涉及到的概念和公式等都需要借助自由度这一主线进行清晰表述。在讲解过程中还可以向学生提出以下问题,如:“在得出公式表达时我们的推理过程是怎样的?我们得出的结构对机构运动具有哪些重要意义呢?”从而使学生以问题为引导,深化对课程重难点知识的理解与掌握,课堂内容的系统性也得到了充分地强化,无论对学生分析和解决问题能力的提升还是教学质量的提升都具有不可忽视的作用。


  2.3提升实验课程内容的完善性


  机械原理实验与理论教学息息相关,是机械理论课程学习过程中的重要实践环节。在实验课开展下,学生的感性认识得以强化,对概念的掌握和理解得到更深层次的巩固,对基本原理掌握更加牢固,机构分析和综合设计的基本方法也得以掌握。机械原理实验课程将学生动手能力和独立分析问题能力以及解决能力作为了着重培养的内容,因此,对学生创新思维的培养和综合素质的提升也具有重要意义。对此,在开展实验课程时,还要根据实际情况增加其在课程中所占比重,并基于现有的验证性实验下将参观实验和综合性、设计性的创新实验纳入到其中。


  通过实践教学笔者发现,当前许多学生对常用机构掌握不熟练,针对机械感性认识不足,这就使得在面对教材中二维图像时,不能根据机构特性和构成形成具有立体性的直观画面。而通过参观实验室等内容的增加,学生不仅可以亲眼看到丰富的各类型的机构模型、真实机械和一体化设备,而且也是学生获取对抽象运动全面化、清晰性认识的重要辅助。


  依托新增的组合机构创新设计实验,在实际机构应用设计和搭接依托下也能帮助学生深化对各类机构运动特性的理解与掌握。同时,在典型机构组装这一载体下,无论是活动连接还是固定连接的结构和特征都能得到更好地掌握,学生动手能力和随机应变能力也能得到同步地培养。另外,实验多样化方案的设计也是促进学生发散思维和创新设计能力提升的重要路径[3]。


  除了上述提到的外,机构仿真设计综合实验的增设也具有突出意义。教师可以在现有实验教学基础上将ADAMS软件应用到实验教学过程中,使学生在软件辅助下建构机构模型,并以预设边界条件和仿真分析为依托,以此获取机构特定点基于运动状态下的位移、速度和加速度等多个变化曲线,其运动特性也能得以确立。之后,还要以此为基础,以仿真结果为依据和参考,实现对机构运动设计方案的调整与优化,借助实验室现有资源整合完成实物搭接和动画演示,通过相关仪器,围绕机构特定点运动曲线实施准确测量,并将最终得出的测量结果与仿真结果进行比对。在这一过程中,学生不仅能够深刻体会到学习具有的乐趣,激发其求知欲,而且学生创新设计意识和能力也得到了潜移默化地培养。此外,依托ADAMS软件对机构运动规律进行设计与分析,一方面使原本复杂、繁琐的计算过程得到了有效地简化,另一方面也是对以往图解法等方法的有效弥补,避免了以往学生掌握不透彻等问题。


  2.4推动教学团队作用的充分发挥


  在信息迅猛发展的今天,如果仅仅依靠教师个人力量进行学习与探索是远远不够的,这时,需要对教学团队的重要性给予充分重视,从而为教学质量的提升及教学水平的提高奠定良好的基础。对此,学校可以建立一支高质量的教学团队,从而使团队中的每一位教师的知识和技能都能得到有效地互补,更好地服务于教学活动。同时,在高质量教师团队的建立下,教师们的教学经验沟通和交流以及知识共享等获得了重要平台。对于青年教师来讲,可以在助课等方式依托下向经验丰富的老教师学习教学经验,并以老教师指导为方向,促进自身教学技能的持续提升[4];而对于老教师来讲,可以加大与青年教师的沟通与交流,并从中获得当前学科最新资讯与动态,确保自身观念和知识的与时俱进。此外,在建设教学团队过程中,还要保证每个教师研究方向的个性化,并在了解和学习其他教师研究课题基础上,实现其与课程章节内容的匹配与整合,將教材中讲述的理论知识与工程实践进行结合,这样不仅可以使学生学习到的理论知识得以灵活运用,体会到学以致用具有的成就感和乐趣,而且在丰富的研究课题支撑下对科研和教学两者间的整合也具有重要辅助作用。


  3结束语


  总而言之,机械原理课程教学质量的提升需要依赖于新型的、切实可行的教学手段和方式。对此,除了本文提到的几点提高其教学质量的措施外,教师还要加大在此方面的探索力度,注重反思和经验的总结,从而使机械原理课程的教学质量迈向更高的台阶。

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