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摘要:機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將機(jī)械理論知識(shí)與工程實(shí)際相結(jié)合的必要手段,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力起著舉足輕重的作用。為適應(yīng)新工科對(duì)機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求,針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足,提出了幾點(diǎn)改進(jìn)措施,希望可以對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)發(fā)揮作用。
關(guān)鍵詞:新工科;實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新
一引言
為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)工程教育的深化改革,加快建設(shè)我國(guó)向工程教育強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變,更好地推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的升級(jí),2017年,教育部提出了新工科建設(shè)[1]。建設(shè)與發(fā)展新工科成為我國(guó)由制造強(qiáng)國(guó)向創(chuàng)造強(qiáng)國(guó)發(fā)展的必然要求,高校培養(yǎng)新工科人才對(duì)當(dāng)今社會(huì)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要戰(zhàn)略意義。大學(xué)生是實(shí)施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的人才儲(chǔ)備,新工科人才的培養(yǎng)是當(dāng)今社會(huì)對(duì)高等學(xué)校的迫切要求,也是高校義不容辭的職責(zé)[2]。
二機(jī)械原理課程地位
機(jī)械原理課程是機(jī)械類各專業(yè)必修的一門(mén)重要的技術(shù)基本課程,其知識(shí)面更寬、適用性更廣、更接近工程實(shí)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(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的基本知識(shí)、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)器動(dòng)力學(xué)、常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)和機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)等問(wèn)題[3]。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握各種機(jī)構(gòu)中的一些共性問(wèn)題,理解基本原理,并初步具有設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)方案的能力。本課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好理論基礎(chǔ),為機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ),為機(jī)械的合理使用和革新改造打下良好基礎(chǔ)。本課程在創(chuàng)新機(jī)械所需的知識(shí)結(jié)構(gòu)中占有核心地位,在高層次的人才培養(yǎng)中具有提升學(xué)生對(duì)機(jī)械新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新能力的作用[4]。
三實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
摘要:在教學(xué)領(lǐng)域,大多數(shù)學(xué)科偏向于對(duì)理論知識(shí)的研究,但對(duì)于機(jī)械類學(xué)科來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論知識(shí)的傳授。機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類學(xué)科的重要組成部分,與其他專業(yè)相比,機(jī)械類專業(yè)包含豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力有一定的要求。本文在當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)形勢(shì)的基礎(chǔ)上,研究傳統(tǒng)機(jī)械類專業(yè)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面存在的問(wèn)題,然后對(duì)機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行分析,希望能為學(xué)科的未來(lái)發(fā)展提供幫助。
關(guān)鍵詞:機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì);實(shí)驗(yàn)教學(xué);改革
0引言
從我國(guó)當(dāng)前機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)形勢(shì)來(lái)看,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重視程度不足,但是基于學(xué)科特點(diǎn),學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求日益強(qiáng)烈。機(jī)械類學(xué)科的理論知識(shí)非常復(fù)雜,學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解難度很大,在教學(xué)過(guò)程中往往需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí),這樣可以加深學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解和記憶,也可以幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決具體問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革不僅能夠提升機(jī)械類學(xué)科的整體教學(xué)水平,也對(duì)我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域的進(jìn)步和發(fā)展具有重要意義。
1機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)背景
各大院校中基本都設(shè)置有機(jī)械類專業(yè),且機(jī)械類專業(yè)往往占據(jù)著很高的地位,這與市場(chǎng)需求有關(guān)。隨著社會(huì)的發(fā)展,社會(huì)生產(chǎn)對(duì)于機(jī)械類人才的需求量不斷增大,許多高校都側(cè)重于培養(yǎng)這方面的人才。在機(jī)械類專業(yè)中,機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)所涉及的理論知識(shí)體系比較復(fù)雜,專業(yè)性很強(qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),也能夠鍛煉動(dòng)手能力,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械類專業(yè)中屬于基礎(chǔ)性學(xué)科,也就意味著它是機(jī)械類專業(yè)大多數(shù)學(xué)生都需要掌握的一門(mén)學(xué)科,對(duì)機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)的掌握程度,決定了學(xué)生日后在機(jī)械領(lǐng)域所能達(dá)到的高度。機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)在具體的教學(xué)過(guò)程中,對(duì)教學(xué)方法有一定的要求,教師不僅需要通過(guò)教學(xué)課程向?qū)W生們傳授必要的基礎(chǔ)知識(shí),也需要安排足夠的實(shí)驗(yàn)課程,讓學(xué)生們可以自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn),加深對(duì)于基礎(chǔ)理論的理解,也可以在鞏固所學(xué)知識(shí)的同時(shí),鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。但是,當(dāng)前我國(guó)的機(jī)械類專業(yè)教學(xué)中,對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解只是停留在紙面上,不能達(dá)到熟練運(yùn)用的效果。只有依據(jù)學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)狀況,改革相應(yīng)的教學(xué)方案,才能順應(yīng)時(shí)代要求,實(shí)現(xiàn)機(jī)械類專業(yè)教學(xué)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
2傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題
摘要:在素質(zhì)教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神是當(dāng)前新課改的一個(gè)關(guān)鍵。文中以機(jī)械制造課程的創(chuàng)新教育應(yīng)用為例進(jìn)行了說(shuō)明,現(xiàn)簡(jiǎn)述如下。
關(guān)鍵詞:機(jī)械制造;創(chuàng)新教育;運(yùn)用
創(chuàng)新教育是一種教育形式,這種教育形式具有實(shí)踐性與創(chuàng)造性相結(jié)合的特點(diǎn),它符合新課程標(biāo)準(zhǔn)教育理念的要求,以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性為主,通過(guò)教師的引導(dǎo)使學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程,主動(dòng)思考、主動(dòng)動(dòng)手實(shí)踐,讓理論與實(shí)際的結(jié)合更為緊密自然。機(jī)械制造課程是一門(mén)體現(xiàn)以創(chuàng)新求變?yōu)橹鞯目颇?,通過(guò)對(duì)這門(mén)課的學(xué)習(xí)使學(xué)生更加清晰機(jī)械裝置的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理,了解這種機(jī)械設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),進(jìn)而能夠設(shè)計(jì)出更加符合要求的機(jī)械設(shè)備,為其畢業(yè)后走向工作崗位打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1創(chuàng)新教育教學(xué)
傳統(tǒng)的教學(xué)存在很多弊端,滿堂灌的教育方式、固定的教學(xué)內(nèi)容、千篇一律的教法等都束縛了學(xué)生的思維,使學(xué)生在運(yùn)用知識(shí)上存在很多的缺陷。而創(chuàng)新教育教學(xué)要求教師轉(zhuǎn)變教育觀念,充分發(fā)揮引導(dǎo)者作用,把課堂還給學(xué)生,讓學(xué)生積極參與教學(xué),通過(guò)參與教學(xué)使學(xué)生感受知識(shí)的獲得和發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,真正提升對(duì)機(jī)械制造的認(rèn)識(shí)。
2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
機(jī)械制造課程涵蓋的知識(shí)較為廣泛,包括工程力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械制圖、公差配合與技術(shù)測(cè)量、金屬材料及熱處理等,各門(mén)課程之間具有一定的聯(lián)系,教師在授課過(guò)程中應(yīng)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合,以幫助學(xué)生接受和掌握。另外教師要及時(shí)了解機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及新成果、新技術(shù),以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。機(jī)械制造課程的知識(shí)抽象難以理解,必要時(shí)教師要通過(guò)實(shí)物或模型來(lái)增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。以齒輪傳動(dòng)為例,在講解傳動(dòng)比的概念時(shí)涉及到主、從動(dòng)輪關(guān)系的問(wèn)題,如果是一個(gè)主動(dòng)輪、一個(gè)從動(dòng)輪的構(gòu)造就比較簡(jiǎn)單了,但在實(shí)際的變速箱中齒輪比較多,學(xué)生必須要分清哪些是主動(dòng)輪、哪些是從動(dòng)輪,而且其中還有惰輪,分清各齒輪之間的嚙合關(guān)系才能計(jì)算正確,否則就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤;這些教師可以通過(guò)直觀的模型演示或是實(shí)物觀察,讓學(xué)生去進(jìn)一步的掌握理解。機(jī)械制造課程的理論知識(shí)雖然枯燥無(wú)味,不過(guò),通過(guò)在教學(xué)過(guò)程中教師創(chuàng)新教育的方式方法,變枯燥抽象的知識(shí)為直觀形象,盡量運(yùn)用豐富多彩的教學(xué)語(yǔ)言和貼近實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
一、《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法創(chuàng)新
(一)明確教學(xué)目的
教師要給學(xué)生創(chuàng)造盡可能多的企業(yè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),在機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)為學(xué)生講解機(jī)械的工作原理及過(guò)程,強(qiáng)化教學(xué)目的性。企業(yè)實(shí)習(xí)內(nèi)容也應(yīng)該有針對(duì)性,要與《機(jī)械基礎(chǔ)》課程緊密相連,如機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)等有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、使用特點(diǎn)以及工作原理;知曉并掌握機(jī)械傳動(dòng)的原理、工作特點(diǎn)以及機(jī)械零件工作特性;如果可能學(xué)生還可以學(xué)習(xí)到一些維護(hù)以及使用機(jī)械設(shè)備的基本知識(shí)與技能。通過(guò)實(shí)習(xí),學(xué)生對(duì)《機(jī)械基礎(chǔ)》課程有關(guān)知識(shí)將會(huì)理解得更透徹,教師在理論知識(shí)教學(xué)時(shí)也能更輕松,學(xué)生對(duì)機(jī)械工作原理、流程等也更容易理解。如在定軸輪系的教學(xué)中,教師就可以給學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì),帶領(lǐng)學(xué)生參觀普通車(chē)床的主軸箱,給學(xué)生講解并讓學(xué)生自己體驗(yàn)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn),這樣一來(lái),教學(xué)目的更明確,也將知識(shí)更直觀更形象的呈現(xiàn)在學(xué)生面前,學(xué)生理解起來(lái)也就更加容易,記憶起來(lái)也更加牢固和深刻。
(二)強(qiáng)化師生互動(dòng)
在新課程改革、網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代以及素質(zhì)教育的三重沖擊下,教學(xué)中師生間的互動(dòng)是十分重要的。高中職《機(jī)械基礎(chǔ)》課程的有效教學(xué)要求教師要具備專業(yè)的豐富的知識(shí),能采取靈活的教學(xué)方式,將知識(shí)和技能傳授給學(xué)生。在設(shè)計(jì)教案時(shí)教師要充分結(jié)合當(dāng)前實(shí)際,用比較直觀和具有代表性的案例將教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)呈現(xiàn)出來(lái),緩解學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的畏難情緒。對(duì)于重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)教師還要與學(xué)生一起討論,允許學(xué)生說(shuō)“不”,允許學(xué)生提出“質(zhì)疑”,允許學(xué)生提出“問(wèn)題”,營(yíng)造活躍的課堂氛圍,促進(jìn)師生交流。除了教學(xué)中的互動(dòng)外,在課程作業(yè)上教師也可以與學(xué)生互動(dòng),對(duì)于學(xué)生作業(yè)中存在的問(wèn)題要及時(shí)分析和講解,鼓勵(lì)學(xué)生大膽求教,最好是在課堂上解決問(wèn)題,一來(lái)能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶,二來(lái)避免學(xué)生問(wèn)題堆積,影響后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)。在分析講解問(wèn)題時(shí),教師要盡可能引導(dǎo)學(xué)生自己去思考和分析,讓學(xué)生自己感受解決問(wèn)題,收獲知識(shí)的過(guò)程與樂(lè)趣,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣與能力。
(三)理論聯(lián)系實(shí)際
鑒于《機(jī)械基礎(chǔ)》課程知識(shí)復(fù)雜、抽象、實(shí)踐性強(qiáng)等,所以在實(shí)際教學(xué)中教師必須要注重理論與實(shí)際的有效連接。如在機(jī)構(gòu)和機(jī)器的概念教學(xué)中,教師要改變以往學(xué)生死記硬背的學(xué)習(xí)方法,運(yùn)用實(shí)際生活的例子引導(dǎo)學(xué)生記憶:自行車(chē)屬于機(jī)構(gòu),電瓶車(chē)以及摩托車(chē)都屬于機(jī)器,它們能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,電瓶車(chē)可以實(shí)現(xiàn)電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)變,摩托車(chē)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)變。又如在導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)中,教師就可以聯(lián)系到農(nóng)村家用的手搖抽水機(jī),讓學(xué)生明白導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的工作原理;通過(guò)自卸翻斗車(chē)自動(dòng)卸下貨物的原理讓學(xué)生掌握曲柄搖塊機(jī)構(gòu);通過(guò)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu),讓學(xué)生掌握曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。
摘要:機(jī)械原理是一門(mén)研究機(jī)械共性問(wèn)題的主干基礎(chǔ)課,為學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)和從事機(jī)械制造工作提供了必不可少的基礎(chǔ)知識(shí)。為了提高教學(xué)質(zhì)量,教學(xué)過(guò)程中應(yīng)重視緒論課的作用,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過(guò)完善實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,提高其動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力;充分發(fā)揮教學(xué)團(tuán)隊(duì)的作用,實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。
關(guān)鍵詞:機(jī)械原理;教學(xué)質(zhì)量;創(chuàng)新能力;教學(xué)團(tuán)隊(duì)
機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)必修的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,不僅在本科整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中起到承上啟下的作用,而且肩負(fù)著培養(yǎng)機(jī)械類人才的開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力的重要任務(wù)。主要研究機(jī)械的一般共性問(wèn)題,旨在使學(xué)生掌握各種常用機(jī)構(gòu)的工作原理、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)分析方法,初步具備進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案分析和設(shè)計(jì)的能力,從而為今后從事機(jī)械方面的設(shè)計(jì)、制造和研究奠定知識(shí)基礎(chǔ)和工程素質(zhì),在機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié)中具有非常重要的作用。機(jī)械原理課程以往的授課方式主要為課程面授的傳統(tǒng)教學(xué)方式,為了培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新思維,提高其實(shí)踐創(chuàng)新能力,機(jī)械原理課程的主要任務(wù)由原來(lái)的機(jī)構(gòu)分析轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),需要學(xué)生掌握的內(nèi)容越來(lái)越多,而機(jī)械原理課程的教學(xué)學(xué)時(shí)卻進(jìn)行了大幅度的縮減[1]。本校機(jī)械原理的理論授課課時(shí)由原來(lái)的56學(xué)時(shí)縮減到48學(xué)時(shí),為了獲得良好的教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量,本文對(duì)機(jī)械原理課程的教學(xué)方式和方法進(jìn)行了一定的改革和探索。
一、重視緒論課的教學(xué)設(shè)計(jì)
作為機(jī)械原理的第一堂課,緒論課在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中具有舉足輕重的地位,是貫穿整個(gè)課程內(nèi)容體系的一條主線。良好的緒論課教學(xué)不僅能夠使學(xué)生全面、深入地了解機(jī)械原理課程的重要性以及課程的研究?jī)?nèi)容,同時(shí)可以幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)機(jī)械原理的科學(xué)方法。通過(guò)對(duì)緒論課的教學(xué)環(huán)節(jié)加以設(shè)計(jì),使其形象生動(dòng)并且富有感召力,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[2]。緒論課的教學(xué)方式上,借助多媒體教學(xué)手段,不僅活躍了課堂氣氛,還能夠開(kāi)闊學(xué)生的眼界,使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)獲得較大信息量。機(jī)械類專業(yè)以男生居多,大多數(shù)男生對(duì)汽車(chē)非常感興趣,而且機(jī)械原理課程中對(duì)于機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析又是以汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,因此“投其所好”,采用3D動(dòng)畫(huà)演示世界名車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程,幫助學(xué)生直觀、生動(dòng)地了解發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理,由此激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)習(xí)效果事半功倍。緒論課的教學(xué)內(nèi)容上,除了闡述清楚機(jī)械原理課程的研究對(duì)象、基本內(nèi)容、課程性質(zhì),以及學(xué)習(xí)該課程的目的和方法外,對(duì)授課重點(diǎn)、難點(diǎn)以及課程各章節(jié)的課時(shí)規(guī)劃也進(jìn)行了梳理,便于學(xué)生合理安排學(xué)習(xí)時(shí)間。在已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)往屆學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難和常見(jiàn)錯(cuò)誤進(jìn)行總結(jié),從而幫助本屆學(xué)生避免出現(xiàn)類似錯(cuò)誤,少走彎路。例如,在學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程之前,學(xué)生已經(jīng)有了理論力學(xué)方面的知識(shí)儲(chǔ)備,在對(duì)機(jī)構(gòu)各點(diǎn)的位移、速度、加速度進(jìn)行分析時(shí),學(xué)生習(xí)慣用理論力學(xué)的思維模式來(lái)解決機(jī)械原理中的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。然而,機(jī)械原理與理論力學(xué)在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析上的表達(dá)方式和求解方法存在差異,如果不能明確二者之間的區(qū)別和聯(lián)系,學(xué)生非但做不到舉一反三,還容易發(fā)生概念混淆,給學(xué)習(xí)帶來(lái)困難。在對(duì)移動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件重合點(diǎn)間的速度進(jìn)行求解時(shí),學(xué)生對(duì)于動(dòng)點(diǎn)動(dòng)系的選擇以及牽連角速度的求解存在疑問(wèn),機(jī)械原理與理論力學(xué)對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理的描述方法不同,因而所選擇的動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系不同,運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系不同,所列的矢量方程也不相同;在對(duì)加速度進(jìn)行分析時(shí),機(jī)械原理采用圖解法來(lái)求解矢量方程,通過(guò)選擇比例尺繪制矢量圖來(lái)確定未知參數(shù),而理論力學(xué)利用投影法,將矢量等式轉(zhuǎn)化為標(biāo)量等式來(lái)進(jìn)行求解[3]。在緒論課教學(xué)中提前指出機(jī)械原理課程與先驅(qū)課程之間的聯(lián)系和區(qū)別,有助于學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。此外,緒論課中對(duì)貫穿整個(gè)課程的一些重要概念進(jìn)行了重點(diǎn)講解,包括機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)、零件、構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)鏈等概念。構(gòu)件可以由一個(gè)零件組成,比如計(jì)算機(jī)上的一個(gè)鍵;也可以由若干個(gè)零件組裝而成,例如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上的齒輪和軸通過(guò)鍵連接在一起作為一個(gè)整體轉(zhuǎn)動(dòng)即為一個(gè)構(gòu)件;兩個(gè)或者兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)即為運(yùn)動(dòng)鏈;將運(yùn)動(dòng)鏈中的某一構(gòu)件加以固定使其成為機(jī)架,這種運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu),凡是機(jī)構(gòu)都具有確定的運(yùn)動(dòng),連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)等都是常用機(jī)構(gòu);機(jī)器是能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)并完成特定作業(yè)任務(wù)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng),相對(duì)于機(jī)構(gòu)而言,機(jī)器除具有傳遞運(yùn)動(dòng)和力的功能之外還可以傳遞能量、物料和信息;機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱[4]。只有明確了這些基本概念之間的聯(lián)系和區(qū)別,才能更好地體會(huì)本課程的學(xué)習(xí)目的和任務(wù),并且為后續(xù)機(jī)械系統(tǒng)方案的分析與設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
二、完善實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容
機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)有密切的聯(lián)系,是重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)[5]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)課,加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)、鞏固基本概念、理解基本原理、掌握機(jī)構(gòu)分析和綜合設(shè)計(jì)的基本方法。機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力,對(duì)培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)起著關(guān)鍵作用[6]。為此,本課程將實(shí)驗(yàn)課由原來(lái)的8學(xué)時(shí)增至16學(xué)時(shí),在已有的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,增加了參觀實(shí)驗(yàn)以及綜合性、設(shè)計(jì)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生對(duì)于常用機(jī)構(gòu)不熟悉,對(duì)機(jī)械還缺乏感性的認(rèn)識(shí),面對(duì)課本上的平面圖形,難以對(duì)各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性以及機(jī)械的組成形成形象、直觀的畫(huà)面。通過(guò)增設(shè)參觀實(shí)驗(yàn),帶領(lǐng)學(xué)生參觀機(jī)械原理陳列室,向其展示大量豐富的機(jī)構(gòu)模型、真實(shí)機(jī)械以及機(jī)電一體化設(shè)備,幫助學(xué)生對(duì)抽象的運(yùn)動(dòng)、具體的機(jī)構(gòu)獲得較全面、清晰的認(rèn)識(shí)和理解。新增加的組合機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)實(shí)際機(jī)構(gòu)的應(yīng)用設(shè)計(jì)和搭接加深對(duì)不同機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的理解。通過(guò)對(duì)實(shí)際機(jī)構(gòu)的應(yīng)用設(shè)計(jì)和搭接,加深對(duì)不同機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的理解;通過(guò)對(duì)典型機(jī)構(gòu)的組裝,掌握活動(dòng)連接、固定連接的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)變能力;通過(guò)實(shí)驗(yàn)的多方案設(shè)計(jì)培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力[7]。此外,還增設(shè)了“機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)”,將ADAMS軟件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生采用軟件建立機(jī)構(gòu)模型,通過(guò)預(yù)設(shè)邊界條件并加以仿真分析,得到機(jī)構(gòu)特定點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移、速度和加速度、作用力等的變化曲線,從而確定其運(yùn)動(dòng)特性。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,整合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源進(jìn)行實(shí)物搭接和動(dòng)畫(huà)演示,采用儀器對(duì)機(jī)構(gòu)指定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行測(cè)量,并將其與仿真結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。學(xué)生在仿真模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程中充分體會(huì)到自主探究學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,獲得成就感,既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)和能力,又激發(fā)出學(xué)生的求知欲和探索欲。此外,采用ADAMS三維軟件設(shè)計(jì)、分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,不僅求解迅速、避免了煩瑣的計(jì)算過(guò)程,而且補(bǔ)充了圖解法、解析法的不足,有效解決學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性不容易理解和掌握的問(wèn)題,并且為后續(xù)的課程設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
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