提高機械原理課程教學質量思考
時間:2022-02-07 10:05:05
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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量進行思考和探索,從而為機械原理課程教學質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中不可或缺的基礎課程內容,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新機構運動方案設計能力進行培養作為立足點,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量的具體措施
2.1對緒論課設計予以重視。緒論課是機械原理設計的第一節課,具有至關重要的作用。良好的緒論課教學既可以使學生對機械原理課程及重要性有較為深刻的認識與了解,又可以為學生更好地學習機械原理課程提供了重要的方法與輔助。在緒論課教學環節設計這一依托下,機械原理課程將更具豐富性和感染力,對提升學生學習積極性、培養學生創新能力、提高教學質量等大有裨益。在緒論課教學過程中可以將多媒體教學手段應用到其中,以此達到活躍課堂氛圍,吸引學生學習興趣的目的。一般來講,機械專業學生中男生數量較多,其對于汽車有著較強的好奇心和興趣,而機械原理課程中機構的結構分析和運動分析又是圍繞汽車發動機展開論述的,因此,借助多媒體方式將世界名車的發動機工作過程進行生動化展示,不僅可以使學生直觀、生動地學習汽車發動機工作原理,而且對提高學生學習興趣和教學質量也具有重要作用。就緒論課教學內容來講,不僅僅要對機械原理課程中的研究對象、內容、性質、學習目的和方法等予以明確,還要將重難點知識進行整合和梳理,同時,各個章節學習內容所花費的課時時間也要進行詳細地梳理,從而確保后續學生安排學習時間時的合理性。教師還要根據以往教學經驗總結出學生課程學習過程中容易遇到的困難和問題,并在后續教學過程中有針對性地進行側重與解決。例如機械原理課程的學習是基于學生對理論力學方面知識有一定掌握下來開展的,所以學生在面對機構各點位移、速度等進行分析時,通常會借助理論力學為手段來解決相關問題。但是,機械原理和理論力學在運動層面來講,無論是其表達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,增加了后續學習的難度。在解決移動副兩個構件重合點間的速度這一問題時,學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,機械原理和理論力學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。在開展緒論課教學過程中,將機械原理課程和先驅課程間具有的聯系和差異向學生明確,對學習效率的提升具有積極意義。此外,對緒論課中的內容進行剖析可知,其中也囊括了多個重要的概念解釋,例如機械、機器、運動鏈等,且上述概念間也是相互聯系又相互區分的。只有對這一內容予以明確,才能更好地掌握此課程學習的本質目的和根本任務,是后續機械系統方案分析與設計的重要基礎。2.2借助問題引發學生主動思考。想要使教學質量得到有效地提高,那么還要對學生在課堂教學中的參與度給予重視,推動學生由以往被動學習向主動學習的轉變。這就需要教師對機械原理課程教學內容有較高的熟悉度,并將其中的重難點問題予以整合,在問題這一主線引導下拉開教學序幕,學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習當中,教學質量和效果也由此提升。以機構自由度計算這一部分內容為例,由于此部分內容是需要學生重點掌握的知識內容,對此,教師要遵循深入淺出的原則,對構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構自由度計算的公式。在給出相關計算例題后,教師還要故意展示出解答的誤區,引導學生發現其中存在的問題,并借助這一契機,將復合鉸鏈、局部自由度和虛約束等三個需要注意的因素向學生明確,同時還要注重對其的整合與歸納,為學生的理解與掌握奠定良好的基礎[2]。就此部分內容來講,每一小節內容間都存在較強的內在聯系,同時邏輯性較強,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行清晰表述。在講解過程中還可以向學生提出以下問題,如:“在得出公式表達時我們的推理過程是怎樣的?我們得出的結構對機構運動具有哪些重要意義呢?”從而使學生以問題為引導,深化對課程重難點知識的理解與掌握,課堂內容的系統性也得到了充分地強化,無論對學生分析和解決問題能力的提升還是教學質量的提升都具有不可忽視的作用。2.3提升實驗課程內容的完善性。機械原理實驗與理論教學息息相關,是機械理論課程學習過程中的重要實踐環節。在實驗課開展下,學生的感性認識得以強化,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,機構分析和綜合設計的基本方法也得以掌握。機械原理實驗課程將學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的內容,因此,對學生創新思維的培養和綜合素質的提升也具有重要意義。對此,在開展實驗課程時,還要根據實際情況增加其在課程中所占比重,并基于現有的驗證性實驗下將參觀實驗和綜合性、設計性的創新實驗納入到其中。通過實踐教學筆者發現,當前許多學生對常用機構掌握不熟練,針對機械感性認識不足,這就使得在面對教材中二維圖像時,不能根據機構特性和構成形成具有立體性的直觀畫面。而通過參觀實驗室等內容的增加,學生不僅可以親眼看到豐富的各類型的機構模型、真實機械和一體化設備,而且也是學生獲取對抽象運動全面化、清晰性認識的重要輔助。依托新增的組合機構創新設計實驗,在實際機構應用設計和搭接依托下也能幫助學生深化對各類機構運動特性的理解與掌握。同時,在典型機構組裝這一載體下,無論是活動連接還是固定連接的結構和特征都能得到更好地掌握,學生動手能力和隨機應變能力也能得到同步地培養。另外,實驗多樣化方案的設計也是促進學生發散思維和創新設計能力提升的重要路徑[3]。除了上述提到的外,機構仿真設計綜合實驗的增設也具有突出意義。教師可以在現有實驗教學基礎上將ADAMS軟件應用到實驗教學過程中,使學生在軟件輔助下建構機構模型,并以預設邊界條件和仿真分析為依托,以此獲取機構特定點基于運動狀態下的位移、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,以仿真結果為依據和參考,實現對機構運動設計方案的調整與優化,借助實驗室現有資源整合完成實物搭接和動畫演示,通過相關儀器,圍繞機構特定點運動曲線實施準確測量,并將最終得出的測量結果與仿真結果進行比對。在這一過程中,學生不僅能夠深刻體會到學習具有的樂趣,激發其求知欲,而且學生創新設計意識和能力也得到了潛移默化地培養。此外,依托ADAMS軟件對機構運動規律進行設計與分析,一方面使原本復雜、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,避免了以往學生掌握不透徹等問題。2.4推動教學團隊作用的充分發揮。在信息迅猛發展的今天,如果僅僅依靠教師個人力量進行學習與探索是遠遠不夠的,這時,需要對教學團隊的重要性給予充分重視,從而為教學質量的提升及教學水平的提高奠定良好的基礎。對此,學校可以建立一支高質量的教學團隊,從而使團隊中的每一位教師的知識和技能都能得到有效地互補,更好地服務于教學活動。同時,在高質量教師團隊的建立下,教師們的教學經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驗豐富的老教師學習教學經驗,并以老教師指導為方向,促進自身教學技能的持續提升[4];而對于老教師來講,可以加大與青年教師的溝通與交流,并從中獲得當前學科最新資訊與動態,確保自身觀念和知識的與時俱進。此外,在建設教學團隊過程中,還要保證每個教師研究方向的個性化,并在了解和學習其他教師研究課題基礎上,實現其與課程章節內容的匹配與整合,將教材中講述的理論知識與工程實踐進行結合,這樣不僅可以使學生學習到的理論知識得以靈活運用,體會到學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兩者間的整合也具有重要輔助作用。
3結束語
總而言之,機械原理課程教學質量的提升需要依賴于新型的、切實可行的教學手段和方式。對此,除了本文提到的幾點提高其教學質量的措施外,教師還要加大在此方面的探索力度,注重反思和經驗的總結,從而使機械原理課程的教學質量邁向更高的臺階。
參考文獻:
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[3]尹桂敏,方濤,賀長生.提高機械原理課程教學質量的思考與實踐[J].南方農機,2018,49(18):210,227.
[4]高江紅,馬銀忠.提高機械原理教學質量的幾點思考[J].價值工程,2016,35(30):135-137.
作者:覃羨烘 單位:廣東理工學院
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