我校機械原理課程教學(xué)改革的若干探索與實踐

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1、高等理科教育2003年第5期(總第51期)我校機械原理課程教學(xué)改革X的若干探索與實踐穆塔里夫·阿赫邁德朱穎(新疆大學(xué)機械工程學(xué)院新疆烏魯木齊830008)摘要本文緊密結(jié)合機械原理課程的特點及教學(xué)要求,在新疆大學(xué)教學(xué)改革與實踐的基礎(chǔ)上,從課程設(shè)計安排、課程體系優(yōu)化、課程內(nèi)容取舍、課堂講授與自學(xué)以及課程考試、作業(yè)和評分等幾個方面進(jìn)行了探討和總結(jié),提出了對該課程教學(xué)改革的新的認(rèn)識和體會。關(guān)鍵詞機械原理教學(xué)改革實踐中圖分類號G64210文獻(xiàn)標(biāo)識碼A機械原理課程是我校的重點課程,又是機械工程學(xué)院的平臺課程,它是機械類各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展,機構(gòu)、機器和機械的概念

2、已有了拓寬和發(fā)展,機械工程學(xué)科也發(fā)生了廣泛深刻的變化。針對這種情況,機械原理課程的內(nèi)容與體系勢必要求作出相應(yīng)的改革,要求將機械原理課程的主要任務(wù),從原來的關(guān)于機構(gòu)分析轉(zhuǎn)移到機構(gòu)設(shè)計上去,以培養(yǎng)學(xué)生具有一定的機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計能力為目標(biāo),建立以“設(shè)計為主線,分析為設(shè)計服務(wù),落腳點是機械系統(tǒng)方案設(shè)計”的新體系。而要實現(xiàn)這個任務(wù),應(yīng)著手從課程的體系、內(nèi)容和教學(xué)方法等各個方面進(jìn)行改革?；谶@一認(rèn)識和愿望,我們在2001～2002學(xué)年兩個學(xué)期的教學(xué)工作中,圍繞加強機構(gòu)設(shè)計,提高學(xué)生的設(shè)計水平和獨立思考能力為中心,在以下幾個方面作了一些初步探索。一、關(guān)于課程體系一門課程的體系是要體現(xiàn)該課程的主要任務(wù),

3、并且還要研究與解決各個教學(xué)環(huán)節(jié)的合理與有機組合,使之推動學(xué)生有效地學(xué)到該課程的有關(guān)知識和技能。鑒于一門課程的理論知識可以為該課程的設(shè)計實踐提供理論基礎(chǔ),而設(shè)計實踐又反過來可以鞏固和深化理論知識,若讓兩者緊密聯(lián)系,將使學(xué)習(xí)效果更好這一設(shè)想,在組織課程體系時,除了考慮循序漸進(jìn)、先修課基礎(chǔ)等原則外,著重探討了以設(shè)計為主線來組合課程的篇、章和節(jié)次,使之加強機構(gòu)設(shè)計的概念和成份。我們初步探索實踐的課程體系,是按照上述的兩大課題設(shè)計,分別組成課程的篇次:(1)機械的動力設(shè)計篇。章次順序為:機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、機構(gòu)的速度瞬心法、機構(gòu)的速度和加速度分析和計算、機械的效率、機械的平衡、機械系統(tǒng)動力學(xué)等。(2)機構(gòu)的運

4、動設(shè)計篇。章次包括:平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計、凸輪機構(gòu)及其設(shè)計、齒輪機構(gòu)及其設(shè)計、齒輪系及其設(shè)計、常用機構(gòu)和組合機構(gòu)及其設(shè)計、機械系統(tǒng)方案設(shè)計等。這一體系與原安排相比,突出了設(shè)計這一主題,體現(xiàn)了分階段突出機構(gòu)設(shè)計的一個方面,并X收稿日期2002—12—05作者簡介穆塔里夫·阿赫邁德(1963-)男,副教授,新疆莎車縣人,主要從事機械原理與設(shè)計、虛擬產(chǎn)品開發(fā)的教學(xué)與研究.—32—高等理科教育我校機械原理課程教學(xué)改革的若干探索與實踐且由于首篇內(nèi)容中多數(shù)已由理論力學(xué)提供了理論基礎(chǔ),兩者在時間上銜接緊密將有利于學(xué)生學(xué)到手,而更重要的是可以密切理論講授與設(shè)計實踐之間的聯(lián)系,提供了分散并延續(xù)進(jìn)行課程設(shè)計的可

5、能性;同時,在各章內(nèi)容的安排上,既重點討論了平面機構(gòu),又簡要介紹了空間機構(gòu),從而使學(xué)生在機械系統(tǒng)方案設(shè)計階段,在進(jìn)行方案構(gòu)思和機構(gòu)形式設(shè)計時具有更廣博的知識面和更開闊的思路。另外,還可以通過各教學(xué)環(huán)節(jié)的密切配合(包括設(shè)計、實驗與篇次考試等),促使學(xué)生加深對課程內(nèi)容的理解和貫通。二、關(guān)于課程內(nèi)容的取舍在有限學(xué)時內(nèi),合理取舍課程內(nèi)容,關(guān)系到能否真正加強機構(gòu)設(shè)計分量問題。取舍課程內(nèi)容時,要密切環(huán)繞課程的任務(wù)來進(jìn)行,特別要仔細(xì)斟酌并確定各章的中心要求,有了中心才能做到取舍有據(jù)。機械原理課程的任務(wù)是機構(gòu)設(shè)計,但各章的中心要求有所不同。我們認(rèn)為:機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動分析兩章的中心要求是掌握工具,平面連桿機構(gòu)

6、章的中心要求是進(jìn)行位置設(shè)計,而齒輪章則是嚙合原理,凸輪章是凸輪廓線設(shè)計,輪系章是傳動比和效率計算,其他機構(gòu)的中心要求是常用機構(gòu)的變異,組合機構(gòu)則是組合的原則、方法和特征。各章的內(nèi)容將依據(jù)此中心要求去組織,凡與此無關(guān)的內(nèi)容,將作刪減。如齒輪章中的非平行軸齒輪機構(gòu),原來的教學(xué)要求中的許多內(nèi)容與嚙合原理無關(guān),故不宜再保留。而平行軸齒輪機構(gòu)也宜于圍繞一對齒廓嚙合和一對齒輪傳動加以展開(均以漸開線為例),其余的刪減。又如平面機構(gòu)動態(tài)靜力計算章,由于已由理論力學(xué)打好基礎(chǔ),所以可整章刪去。還有貫穿全課程的解析法和圖解法的處理,近年來一直有許多爭議,實際上兩者各有所長。圖解法幾何運動概念清晰,而解析法則答案

7、精確。是否可根據(jù)不同的情況和具備的軟硬件條件(如計算機)加以選擇。我們的做法是繼續(xù)加強圖解法,因為有了CAD方法后,作圖的速度和精度都大大提高了,同時學(xué)生也非常感興趣,而解析法則強調(diào)建立機構(gòu)運動的數(shù)學(xué)模型,至于解析法計算不做嚴(yán)格要求(簡單的可以取幾點作手工計算,復(fù)雜的則要求編程計算。)課程設(shè)計時既可以用作圖法也可用解析法。當(dāng)然,既便是圖解法也有多種方法,選擇一種具有普遍意義的方法,可以用來貫穿全章或全課程的,