时间：2023-09-14 17:45:13
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械原理和理论力学，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
一、机械工程基础课程特点及内容
机械工程基础是普及机械和机械工程的基本知识、基本概念和基本内容的课程。对文科类、管理类、计算机类、艺术设计类等专业具有开拓学生的视野、增加知识面、拓宽专业、提高学生的工程能力的作用;其任务是培养学生认识机械和机械工程的能力,是工科类非机械类专业具有工程特色,适应高新科学技术社会发展的需要。机械工程基础的内容选择是根据机械工程的基本内容确定的。主要讲授机械发展与人类社会进步的关系及机械工程发展的趋势,介绍工程力学、工程材料、工程制图的基本知识,简述机械的组成原理与工作原理、常用机械零件强度、刚度的概念、机械产品的制造技术、液压传动和气动技术的概念、现代设计方法等等内容。学生通过对各部分内容的学习,了解机械及其产品从设计、制造到使用过程中需要哪些知识及其在机械产品中的地位和作用。
二、机械工程基础实验内容分析
机械工程基础实验按照实验课教学体系分为设计与制造工艺、检测与分析、材料与性能三个部分。机械工程基础实验是一门独立的实验课程,所有实验都在机械基础课实验教学示范中心进行。本实验课与工程力学、工程制图、机械原理、机械设计、工程材料及成型技术基础、互换性与技术测量基础等课程的理论教学相衔接。
1. 实验理论
(1)韧、脆性材料在受拉、受压和扭转时力学性能测试的原理和方法;电测法基本原理,单向、平面应力状态的静态应变测量与应力计算的原理和方法;冲击动荷系数测定的原理和方法;现代光弹测量的基本概念。(2)组合体模型的测量和组合体视图及剖视图的绘制方法和尺寸标注方法,机械零件功能和结构分析方法以及机械零件测绘方法和步骤,部件功能和结构分析方法以及部件测绘方法和步骤。(3)机构运动简图测绘与结构分析,机械运动分析方法,渐开线齿轮范成加工原理,刚性转子的动平衡原理,机械动力学,典型机械零件状态测试,滑动轴承性能测试与分析的原理和方法,减速器结构分析方法和步骤,各种典型机构及典型机械的综合分析方法。(4)金相显微分析的原理和方法;试样制备方法,Fe-C状态图、C-曲线;表面强化原理和方法;焊接接头显微组织分析的原理和方法;力学性能(布氏硬度、洛氏硬度、显微硬度、摩擦性能)测试的原理和方法。(5)机械加工完成后零件的尺寸误差、形位误差、表面粗糙度、螺纹几何参数误差的基本原理和方法;零件互换性所进行的必要的精密技术测量的原理和方法;测量数据的处理技术的原理和方法。
2. 实验教学
着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证;如何组织实验、处理数据和分析实验现象;介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。
3. 对学生能力培养的要求
(1)培养学生运用实验原理和方法进行科学实验的能力,即如何从实验目的出发,根据什么原理,选择何种实验方案,配套哪些仪器设备,确定实验程序从而获得准确的数据并得出正确的结论。(2)通过实验熟悉常用仪器、设备的基本原理、结构、性能;学会调试仪器和排除故障。同时,要培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生的实验技能进一步得到训练和提高。(3)通过本课程的学习,加深对相关理论课程教学内容的理解,加固理论知识。(4)通过实验过程以及完成实验报告,培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和一丝不苟的工作作风。
三、实验项目的设置
1. 机构运动参数测定与分析实验
基本教学要求:初步了解电测机构运动参数的基本原理,利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理、实测、仿真比较优化设计,分析机构参数对机构动态参数的影响。
2. 机构运动简图测绘与分析实验
基本教学要求:掌握根据机械实物模型绘制机构运动简图的技能;计算自由度、验证机构运动确定性;了解正确选择长度比例尺方法。
3. 轴系结构设计实验
基本教学要求:熟悉和掌握轴的结构与设计,轴上零件的常用定位与固定的技术方法,轴系结构设计的要求与常用轴系结构,为后续机械设计打下良好的基础。
4. 金相显微分析法实验(铁碳合金平衡组织显微分析)
1．专业认知学习阶段
在第一学年第一学期开设的“机械专业导论”为所有机械专业本科生的必修课(32学时)。该课程保证有8学时的关于纺织机械的授课内容，重点介绍纺织机械行业的情况、纺织机械的分类、纺织机械的主要设备，使学生对纺织机械有初步的感性认识。
2．专业基础课学习阶段
纺织机械门类繁多、性能各异，有纺纱机械、织造机械、化纤机械、针织机械、非织造机械、染整机械、服装机械、纺织器材与仪器8大类，分别对应8个纺织机械子行业，仅纺织机械的主流机型就超过200种。这些门类繁多的纺织机械几乎涵盖了所有的机械结构、光机电控制系统及工程材料。因此，在通用机械类课程教学中，以纺织机械为载体，将纺织机械的案例融入到如“机械原理”“机械设计”“机械工程材料”“机械制造技术基础”“微机原理及应用”“测试技术”“液压气动技术”等相关课程中，尽可能以纺织机械为案例进行授课。
3．专业课学习阶段
对于实行学分制的高校来说，学生有一定的选课自由，但由于专业课的学时有限，因此，纺织机械类选修课不宜开设太多，以免因选课人数太少而导致课程设置流产。我校(东华大学)机械工程学院机械工程及自动化专业设有4个专业方向:机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、幕墙工程与机械。在机械设计及理论专业方向开设3门纺织机械类课程:(1)“纺织机械概论”，64学时，基于大纺织范畴，涉及纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械等内容，使学生了解纺织机械的工作原理、基本构成。(2)“纺织机械设计(1)”，48学时，使学生掌握纺纱机械、织造机械、针织机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。(3)“纺织机械设计(2)”，48学时，使学生掌握化纤机械、染整机械、非织造机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。机械设计及理论专业方向的选修课设置如表1所示。要求学生至少选修12学分。选课组合方案如下:(1)偏“通用机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、机械优化设计、机械动力学基础、机械噪声控制。(2)偏“纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、纺织机械设计(2)。(3)“通用机械+经典纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。(4)“通用机械+新型纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(2)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。
4．实践教学
在机械类实验教学、工程实践教学、课程设计、毕业设计中，以纺织机械为载体，设计相关题目或课题;在专业实习(实验)阶段，确保有4个学时的参观实习，要求撰写参观实习报告。
二、编写适应新形势的纺织机械类教材
(1)首次出版“十二五”省部级规划教材《纺织机械概论》(陈革、杨建成主编，中国纺织出版社，2011年5月出版)。该教材基于“大纺织”的概念，介绍纺织机械的分类，分析纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械的基本工艺原理、核心技术、关键设备、产品分类等;还简要介绍了国内外纺织机械制造业的现状、光机电一体化技术在各类纺织机械上的应用情况及现代纺织机械设计的发展趋势。
(2)出版“十二五”省部级规划教材《织造机械》(陈革主编，中国纺织出版社)，获2011年中国纺织服装教育学会优秀教材奖、2012年中国纺织工业联合会科技进步二等奖。
(3)出版“十二五”省部级规划教材《纺纱机械》(毛立民、裴泽光主编，中国纺织出版社)。教材介绍了纺纱机械的分类、机构组成、工艺过程和工作原理，以及近年来纺纱机械的新装备和新技术，特别是机电一体化技术在纺纱机械上的应用。
(4)正在编写“十二五”部委级规划教材《机械专业导论》。该书为面向纺织特色高校机械工程及自动化专业的概论性教材，其中包含纺织机械概论的相关内容。主要内容有:机械工程概述、机械工程中的力学、机械设计、机械制造基础、机电一体化技术、新材料及其工程应用、纺织机械导论。
(5)正在编写“十二五”部委级规划教材《纺织机械设计》。教材从各类纺织机械中提炼出关键共性机构(装置或系统)，强调对机构(装置或系统)的综合设计。主要内容有:梳理机构的设计、牵伸机构的设计、卷绕机构的设计、往复运动机构的设计、同步传动机构的设计、烘干装置的设计、纺丝成型装置的设计、自调匀整系统的设计、针织成圈机构的设计、立体织物编织机构的设计。
三、编写《机械类课程的纺织机械案例集》
《机械类课程的纺织机械案例集》拟收集各类纺织机械的典型机构(装置或系统)案例，可用于“机械原理”“机械设计”“机械制造技术基础”“液压与气动技术”“测试技术”“机电控制系统”“机械工程材料”等机械类课程的教材编写、课件制作、授课举例等，从而将纺织机械的案例融入到相关课程中。表2为机械类课程的知识点与纺织机械典型机构(装置或系统)的对照表。
四、编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》
从以往的毕业设计或课程设计题目中，精选出包括各类纺织机械典型机构、典型系统的题目，在此基础上修改、扩展，设计新的课程设计或毕业设计题目;从所承担的纺织机械类科研项目中，提炼出一些典型机构或共性技术，设计出适合本科生毕业设计或课程设计的选题，同时编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》。
五、结语
（淮安信息职业技术学院 江苏 淮安 223003）
摘要：针对高职教育压缩理论课时而教学内容并未减少的实际情况，将“工程力学”和“机械设计基础”两门课程的教学内容进行了优化整合。通过采用“并行”和“串联”方式进行授课，及时将“工程力学”课程知识应用到后续“机械设计基础”中，既节约了教学时数，又提高了教学效果。
关键词 ：工程力学；机械设计基础；课程优化整合；高职教学
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）07-0110-03
“工程力学”是机械类专业的一门专业基础课，研究工程构件最普通、最基本的受力、变形、破坏以及运动规律，为“机械原理”、“机械设计”等技术基础课和一些专业后续课程的学习打下必要的基础。原有“工程力学”课程内容包括理论力学和材料力学两大知识模块，“机械设计基础”课程内容则包括机械原理和机械设计两大知识模块。现在我们将“工程力学”和“机械设计基础”合并为一门“机械设计基础”课程，其中力学部分分配了约20学时，机械设计基础部分分配了约70学时（含6学时的实验）。这不仅考验教师的教学组织能力、授课方式及技巧，还考验学生的接受能力。如何在教学时数大幅减少，而教学目标和教学内容几乎没有变化的情况下，把这门整合后的课程上好，对教育工作者带来了很大挑战。近十几年来，笔者一直从事“工程力学”和“机械设计基础”等课程的教学，熟悉相关知识点之间的衔接，针对学时减少等课程整合后的问题，试着对授课方法作了一些调整，对授课内容顺序进行了优化整合，对相关知识点作并行讲授，收到了理想的教学效果。
两课程的教学内容分析
（一）工程力学
机械类专业的“工程力学”课程教学主要是为后续课程“机械设计基础”服务的，机械设计中用到的设计理论都是源于工程力学中材料力学部分，而材料力学的学习又必须以理论力学为基础，所以理论力学的静力学概念和公理、受力分析、力系及平衡是机械设计的必备知识。材料力学中的材料力学基本概念、杆件变形基本形式、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形这些内容，在机械设计中是必不可少的，所以这些内容也是必要的教学内容。
（二）机械设计基础
“机械设计基础”课程主要是培养学生学会机构原理分析、传动参数计算及典型零件的设计或选用，为学习后续机械制造技术和机械制造工艺等专业课程进行必要的知识储备。机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、齿轮传动、轮系、螺纹联接和键联轴、轴承等内容都是必须学习的知识点。
两课程知识点的关联性分析
（一）工程力学各知识点之间的关联分析
“工程力学”课程各知识点之间是密切关联的：（1）静力学概念，这部分内容主要是对力学中相关名称的规范性定义或描述，是力学工作的“语言”，它贯穿整个力学教学和学习过程，是后续力学课程各章节的基础知识。（2）静力学公理，揭示了作用在物体上各个力之间的内在规律，是前人总结出来的规律，学习它后可以对物体进行正确的受力分析。（3）受力分析，主要介绍构件的受力分析步骤及方法。受力分析贯穿工程力学的始终。教会学生进行正确受力分析技巧在工程力学教学中显得尤为重要。（4）力系及平衡，这部分知识主要揭示在平衡状态下，作用在物体上各作用力之间存在的内在联系，为建立各个作用力之间的关系提供理论支持，进而可以利用平衡来分析和求解作用在物体上未知的力。它是我们由已知世界探索未知世界的连杆。（5）材料力学基本概念、杆件变形基本形式，是材料力学基础知识，为我们研究材料变形、受力分析提供了方法。（6）轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转变形、弯曲变形及弯扭组合变形，揭示了工程中或机械中构件最基本的变形规律、强度校核和尺寸设计方法，是后期机械零件设计的理论依托。由以上分析可见，工程力学各部分知识点之间的关系如图1所示。
（二）机械设计基础各知识点之间的关联分析
“机械设计基础”课程各知识点之间是密切关联的，共同构成一个有机的整体：（1）机构自由度是分析机构和机器运动情况的理论基础。我们设计的机构或机器一定要按照人为设定的轨迹运动，既然这样，大多数运动装置设计时就要先进行自由度计算。若自由度和机构的主动件的数目相同，则该装置就能按照设计的轨迹工作，否则该机构根本就不能动或运动过自由。（2）平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构是机器中常见的基本机构，复杂的机构和机器一般是由这些机构组成的。（3）带传动、齿轮传动、轮系是机器中常见的传动系统，设计机械时也要进行传动系统的设计。（4）轴是机器中重要的零件。轴是用来支撑机器中回转零件的，是整台机器的核心。（5）轴承也是机器中重要的零件，它是用来支撑轴的，以保持轴的回转精度。（6）联接是介绍机器中零件之间最常见的联接方法，在机器选用某一型号的此类联接时要进行轴向拉伸、挤压强度或扭转强度计算。
所以，我们在教学过程中，通过设计一整台机器将上述各知识点相互关联起来，其相互关系如图2所示。
（三）两课程各部分知识点的关联性分析
“工程力学”和“机械设计基础”两门课程之间，有许多知识点具有很强的关联性：（1）“机械设计基础”在进行机构自由度分析时，运动副的类型和工程力学中约束类型及性质有关联。（2）平面连杆机构的识图、连杆机构特性分析时压力角和传动角的确定和工程力学中的受力分析有关联。（3）凸轮机构和间歇运动机构特性分析和工程力学中受力分析有关联。（4）带传动、齿轮传动、轮系的设计所依据的是工程力学的受力分析、力系及平衡、强度计算。（5）螺纹联接和键联接和工程力学中的受力分析、轴向拉伸与压缩和剪切与挤压强度计算密切相关。（6）轴设计要进行受力分析、扭转强度设计及弯扭组合强度校核无不与工程力学相关。（7）轴承的失效分析是利用工程力学中的受力分析来进行的。
两课程教学内容的优化整合
基于以上对每门课程各个知识点及两课程之间各知识点关联性的分析，将各部分内容按照图3方式进行教学优化整合。
首先，以静力学概念和公理作为基础，将“工程力学”课程受力分析、力系及平衡两部分知识点与“机械设计基础”中机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构及间歇运动机构知识并行到一起。学生先学习受力分析和力学及平衡部分知识，再学习机构自由度、平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构等知识。
其次，因“机械设计基础”中的联接部分需要进行挤压强度、剪切强度、轴向拉伸与压缩强度计算或考虑弯曲变形和扭转变形部分的知识，所以需要“工程力学”的轴向拉伸、剪切与挤压、扭转变形和弯曲变形等知识作为铺垫。
再次，齿轮传动、轮系及带传动需要以受力分析、强度理论、机构自由度、平面连杆机构等知识为基础，所以应将这部分知识放到后面讲授。
最后，轴及轴承用到力系及平衡、扭转变形、弯曲变形、组合变形等知识，所以将这两部分知识安排到组合变形后面学习比较合理。在讲组合变形强度理论后就讲授轴的知识会收到较好的应用效果。
优化整合教学与传统教学效果比较（以我院机械制造与自动化专业为例）
机械设计基础总教学时数90学时，其中力学部分占20学时，机械设计占70学时。传统讲授顺序是先用20学时将力学内容全部先讲完，然后再花70学时从机械设计原理讲到机械零件设计。传统教学方式，在实施过程中经常会出现以下情况，即讲零件设计时用到的受力分析学生已经感觉很陌生，老师不得不又花时间将前面的知识点再请出复习一下。本来在这种教学方式下，教学时数就相对紧张。再经常花时间去温故知识点，这就让教学时数显得更加吃紧。这种现象导致的结果就是老师不停的赶进度，学生来不及消化就匆匆学习新章节。
如讲光滑接触面约束时，大概10分钟讲授，20分钟举例，讲这部分内容学生很容易理解和接受。但到后续机械设计课程中学习平面连杆机构传力特性时，要用到这部分知识，这距离上次这部分内容学习间隔至少一个月了。学生已经对光滑接触面约束力特点显得很陌生了。那么老师就得先花大概5分钟的时间去复习，然后用20分钟左右去讲压力角和传动角概念，接着再用30分钟时间去举例讲授或练习各种平面连杆机构压力角和传动角的分析。共用时85分钟。
经过优化组合后，光滑接触面约束刚讲完，就讲平面连杆机构的压力角和传动角概念，大概需用时间25分钟，然后就以平面连杆杆机构为例，练习光滑接触面约束力的方向分析、压力角和传动角分析，大概用时35分钟。这种方式共用时60分钟。
通过比较，优化整合教学可节约25分钟的教学时数。不仅如此，通过现学现用，学生做到了对知识点及时消化、吸收和应用。
这种优化整合式教学效果还可以从以下表格数据中得到启发（以2011级制造专业1班和2班为例）。
由上表不难看出，优化整合不仅在教学时间上显得宽裕，而且学生在课程堂上就能将学习内容消化吸收，及时应用，学习效果明显优于传统教学方式。
综上所述，“工程力学”和“机械设计基础”是紧密联系的两门课程，将各部分知识优化整合，不仅能节约教学时数，还能增强教学效果，为后续其他专业课程的教学奠定扎实的基础。
参考文献：
[1]陈思义.高职工程力学课程有效教学方法探讨[J].职业技术教育，2011（20）：44-46.
[2]欧阳曙光.工程力学与化工设备机械基础课程整合[J].广州化工，2011（39）：169-170
[3]王燕楠.材料力学中提高综合素质的三点教学措施[J].中国科技创新导刊，2010（16）：71.
[4]杨建波，王维，蒋平．中少学时工程力学教学及教改探索体会[J].教育教学论坛，2010（6）：25-27．
关键词：独立学院；理论力学；改革；探讨
Abstract: according to the independent college students carry points according to theoretical mechanics courses, in the course of teaching content, teaching method, teaching means, teaching mode the reform of the meaningful discussion.
Keywords: independent colleges; Theoretical mechanics; Reform; explore
中图分类号：C41 文献标识码：A文章编号：
0引言
理论力学是机械类专业学生一门重要的专业基础课，它是在学生学习了高等数学以及大学物理等基础理论课之后才开设的，是材料力学、机械原理、机械设计等机械类课程的先修课程，在教学体系上，它起承上启下的作用，在培养学生掌握基本的技能的同时，更加重视学生运用知识解决工程实际问题的综合能力。据统计，目前全国有三百多所独立学院，我们应该针对独立学院学生的特点，在课程教学内容、教学方法、教学手段、教学模式方面做出一些改革，在保证我们教学效果的同时，对独立学院的培养目标以及特色办学也具有现实意义。
1独立学院学生特点
独立学院是本科以下的独立院校，介于二本和专科院校之间，学生群体相对于一二本高校学生而言，有明显的特点：思维虽活跃但是无法在学习上展示；价值取向多元化，但对专业课程学习兴趣不浓；技能特长优势明显，但综合发展不够均衡；有较强的求学欲望，但学习毅力与刻苦精神不够持久；有较强的组织纪律观念，但缺乏持久的自我约束性。入学分数较低，基础知识较差，缺乏自信心，缺乏学习主动性，独立学习能力差；独立思考积极性不够，依赖性强。
2 教学内容的改革
近年来，随着教学改革的进行和教学观念的转变，许多课程的学时数都进行了大幅压缩。我校机械专业的《理论力学》目前是56学时，学时减少，教学内容又不能简单缩减，为了在有限的学时内，将尽可能多的教学内容清晰地传授给学生并使其理解和消化，必须从理论力学课程自身的特点出发，对教学内容进行优化。
对于机械类专业的学生，采取精讲静力学全部及运动学、动力学的理论体系。静力学中与大学物理重复的内容，如平面汇交力系合成与平衡的几何法、物体重心等可以略讲或直接给出结论; 在运动学部分为使层次清楚，在简要讲解点的运动学后，把刚体基本运动和刚体平面运动作为一章来讲。重点放在点的合成运动及刚体的平面运动上，不仅对速度和加速度的合成定理详细推导，而且在例题的选择上力求做到结合专业，由浅入深、循序渐进，另外结合计算机动态模拟刚体的运动过程，使学生不仅掌握瞬时运动量的分析，而且熟悉整个运动过程；在动力学部分重点介绍动量定理中的质心运动定理及其应用, 质点系相对于质心的动量矩定理及其应用, 分析力学虚位移原理和达朗贝尔原理在工程实际中的应用, 特别是运用这些基本定理对实际构件进行受力分析以及力学模型的建立, 使学生能够把理论知识与实际工程结合起来, 并为后续的材料力学打下基础。
3教学方法的改革
3．1 激励式教学方法
该方法在本课程的第一次课上就能起到很好的教学效果。例如：第一，介绍理论力学在专业中的重要性，激发学生学习热情。第二，简单介绍一些工程案例，提高学生的兴趣，激发学生思维。第三，提出本课程最后的考核方式，引发学生的忧患意识，削弱其依赖性，提高学习的自主性。
3．2 启发式教学方法
教学的目的不只是教会学生掌握基本知识，而是要教会学生学会思考，培养他们的思维方式和学习能力，在教学的过程中，让学生的脑子动起来，让他们悟出其中的道理，也就是常说的”授之以鱼不如授之以渔”，启发式教学恰能做到，如上课前可让学生回顾上次课所学内容，然后引出此次课要学的内容，教学方法以及重难点，并结合课堂内容提出问题，启发学生，让学生带着问题听，达到良好的教学效果 。
3．3 互动式教学方法
互动式教学方法，就是通过营造多边互动的教学环境，在教学双方平等交流探讨的过程中，达到不同观点碰撞交融，进而激发教学双方的主动性和探索性，达成提高教学效果的一种教学方式。该方法目前在高校应用广泛，并得到学生好评，在理论力学教学过程中，该方法更加深入人心，更能加深学生对知识的掌握。如在讲解公式的时候先试着让学生推导，老师诱导，这样可以提高学生的注意力和主动性；在讲解例题的过程中，可先给出题目，让学生先分析，老师再根据学生分析进行讲解，这样便于提高学生学习积极性，加深对概念或公式的理解。
4教学手段的改革
针对理论力学知识面广，理论性强，内容抽象的特点，大多数高校采用了板书与多媒体相结合的教学手段来提高教学效果，笔者认为，在讲解中可适当穿插一些动画，让学生更好地去理解相应概念；建立一些力学模型，使学生能够把理论知识与实践结合起来；在计算过程中可引入软件进行计算（如mathmatic,matlab等），提高学生学习兴趣，减轻学生计算负担。
5教学模式的改革
传统的教学模式基本上是教师讲授，学生听课，这种模式的特点是学生处于被动接受知识的一方，大多数学生反应对这门课程学习兴趣不浓。对教学模式的改革就是从提高学生学习兴趣的角度来变被动学习为主动学习。在时间允许的条件下，教师可以安排部分章节让学生上台讲课，最后老师点评。还可以结合各种技能大赛，精选与本课程结合得较紧的题目布置给学生，让学生分组进行，最终的结果作为期末过程考核评分的因素之一。
6结束语
教学改革的目的是为了提高教学效果，让学生能更好地掌握理论力学知识，为后续课程打下了良好的基础。作为机械类一门重要的专业基础课，理论力学教学改革是一项长期工作，需要不断第探索和改革。
【参考文献】
【1】 龚相超.关于理论力学教学和学习的几点探讨[J]．绵阳师范学院学报，2011.02
关键词：机械设计基础；教学改革；教学研究；任务驱动
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0120-02
“机械设计基础”是近机类专业学生在学完机械制图、工程材料、材料力学等基础课程后进入专业课程学习前必修的技术基础课，包含机械原理和机械设计两部分的内容，内容多，涉及面广。因此，及时地发现学生在学习过程中的问题，并采取有效的措施改进教学方法，激发学生的学习兴趣，是教师教学方法研究的重要课题。
一、教学现状分析
1.先修课程开设不足
“机械设计基础”的主要先修课程有机械制图、工程材料、机械制造基础、理论力学、材料力学、金属工艺学、互换性与技术测量、金工实习等，只有学完这些先修课程，才能为本课程的学习打好基础。但是目前北京信息科技大学（以下简称“我校”）近机类和非机类专业上述先修课程存在开设不足问题，使本课程的授课讲解困难重重。
2.学生学习兴趣不高
“机械设计基础”课程涉及的基础理论内容较广，且相对独立，其特点是概念多，原理多，公式多，图表多，内容比较枯燥和单调，所学知识在学生以前的学习中很少接触，初学时往往会感到吃力。同时，“机械设计基础”课程是一门实践性很强的课程，学生缺乏工程意识和实践能力，容易导致学习效果不理想。
3.教学方法不当
目前尽管“机械设计基础”教学大多已采用了多媒体，在开课初期，多媒体丰富的动画的确可以调动学生的学习兴趣。但是随着教学内容的深入，由于多媒体教学提供的信息量大，速度快，学生对教学内容无法及时思考和总结，易造成填鸭式教学，便会感觉课程内容枯燥，进而失去学习的兴趣，进而影响教学质量。
4.考核方式单一
学生成绩的考核评定采用期末考试成绩（70%）+实验成绩（10%）+平时成绩（20%）作为最终的评定标准。由于“机械设计基础”是一门实践性很强的课程，这种简单评定标准无法全面反映学生的实际水平，也不能激发学生学习的积极性，因此对于学生成绩的考核评定方法应该进行适当的改革。
二、教学方法改革措施
1.优化教学内容
“机械设计基础”包含了机械原理和机械设计的两部分内容。两者的研究内容很不相同，主要内容是研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。[1]现有的教材，为了追求理论知识的系统性和完整性，致使该课程内容多，知识点散，且大多数偏重于理论分析，未考虑到近机类专业学生的先修课程开设不足的实际情况，例如带传动受力分析或齿轮传动设计的推导公式过于冗长，对于近机类专业学生不易理解和掌握，因此对教学内容进行优化，对一些复杂的的理论推导及证明予以删除，重点强调公式的实际应用。增加工程实例的讲解，同时把课程设计相关内容分解成若干任务融入课堂教学，使学生在学习“机械设计基础”课程内容的同时，能够将所学知识应用到实际设计中。
2.教学方法多样化，激发学生兴趣
为了提高学生的学习热情和效率，可根据教学内容的需要，灵活采用多种教学方法，发挥不同教学方法的长处。
（1）多媒体与板书相结合。“机械设计基础”是一门理论性和实践性都较强的课程。传统的“教师口述+ 板书”的授课方式，已不能满足现代教育的需要。适度使用多媒体教学方法，通过生动的动画、视频等多媒体手段，使学生更形象地理解机构工作原理和机器零部件的具体结构，能将抽象的、难以理解的内容变得简单直观，有利于学生理解其运动规律。在对重要知识点的公式进行讲解时，则以板书为主。通过“多媒体+板书”的授课方式，提高学生的学习主动性。
（2）现场实物教学。在教学过程中，安排学生参观机械零部件陈列室或实习中心，结合课程教学内容对照实物进行讲解，学生能够更加直接地感受到所学知识的实际应用，加深对教材内容的理解。对于比较复杂的部分，例如轴系结构的设计，可首先组织学生现场观察后亲自装拆，增加感性认识，然后再进行课堂讲解，使枯燥的教学内容变得生动。
（3）工程案例教学方法。由于“机械设计基础”各章节之间的内容自成体系，独立性强，知识点多，学生初学时很难把握课程的中心内容。采用典型、实用的工程案例方法进行教学，就能把这些独立的章节内容串联起来，同时可使学生直接接触到工程应用，激发学生的学习兴趣。例如，在讲解机械原理的内容时，可选择以冲床为例，逐步向各知识点辐射进行讲解，这样就把机构的运动简图画法、自由度计算、连杆设计、急回特性、运动分析、凸轮机构设计、齿轮机构设计和飞轮设计等知识点联系起来，课程的学习就会显得具有系统性，同时提高学生分析问题和解决工程实际问题的能力。
（4）任务驱动式教学方法。任务驱动式教学方法是以教学任务为主线，选取一个典型的项目作为总任务贯穿教学的始终，按知识点将总任务分解为若干个具体子任务，把课程教学的主要内容融入到总任务的各个阶段，使教材中各章节的零散知识有机地联系在一起，有利于帮助学生构建完整的知识体系。课程的总任务将在课程设计中得以充分体现。
在进行“机械设计基础”课程教学时，将“多媒体+板书”的授课方式贯穿始终，根据现有条件和教学进度，适时安排现场实物教学。在讲解各章知识点内容后，采用典型工程案例进行分析，在此基础上把各项子任务分配给学生，每个子任务都是总任务的一部分，并且相互关联，学生分组独立完成全部子任务后，总任务也就得以完成。通过多种教学方法的融合，充分调动了学生的积极性和学习兴趣。
三、任务驱动式教学方法的实施
任务驱动式教学方法是通过实施一个完整的任务而进行的教学活动，在此过程中把理论知识与实践活动有机地结合起来。笔者连续两年在2010级、2011级工业设计专业进行了“机械设计基础”教学改革。
1.任务的选择与设计
根据“机械设计基础”教学目标，笔者分别选取牛头刨床、带式卷扬机作为机械原理部分和机械设计部分的总任务，如表1所示，按机械原理部分的知识点把牛头刨床分为6个具体的子任务。如表2所示，按机械设计部分的知识点带式卷扬机分为8个具体的子任务，[2]在教学过程中，任务与教学内容有机地融合在一起，各个子任务之间可以是递进的，也可以是并列的，分别承载着独立的知识点。全部子任务完成后，经过合并整理也就完成了总任务，达到教学目标。
2.任务驱动式教学的实施过程
在任务驱动式教学实施过程中，教师根据教学内容编制好总任务书和各子任务书，学生每4～6人为一小组，以小组为单位完成任务。教师事先讲解教学内容的知识点，随后讲解其在典型工程案例中的应用，最后派发相关子任务，学生接到任务后，确定在各自小组内的分工及合作形式，对于学生遇到的问题，教师提供适当的指导和帮助，引导学生查找相关的设计资料，探索自行解决的方法，变被动接受知识为主动寻求知识，充分突出学生的主体性与教师的主导作用。
每一子任务完成后，各小组选择出一位同学进行试讲，展示本组任务成果，其他组同学可以对其成果提出质疑、进行评价。在这个过程中，可以培养学生分析问题和现场处理问题的能力。任务讲解完毕后，教师对出现的错误进行更正，对其成果质量进行评价，加深学生的印象，最后要求学生在进一步修改的基础上提交任务报告书和PPT。各子任务完成后，教师进行串讲，各小组在此基础上整合原有成果，完成总任务的设计。[3，4]
3.考核评价方法的确定
根据任务驱动式教学方法的特点，该课程最终的评定成绩将由平时成绩、综合能力成绩、实验成绩、期末考试成绩几部分组成，可以更全面地反映学生的实际能力和学习情况。成绩评价的重点放在过程之中，激励学生进行自主性的学习。[5]
四、结束语
任务驱动式教学方法，是在教师主导下，以典型任务为驱动，学生以组为单位独立完成一系列子任务，最终完成总任务的一种教学方法。学生通过分组讨论、查找相关设计资料、理论分析，自行寻找完成任务的方法，最后在老师的指导下完成工作。
实验证明，采用任务驱动式教学使学生学习本课程的积极性得到极大激发，取得了明显的教学效果。通过小组内成员之间以及师生之间的讨论、沟通、合作和交流，既培养了学生的团队合作精神，又使学生理论联系实际，锻炼了分析问题、解决问题的能力。课程结束后，学生普遍认为收获很大，综合素质得到了提高，随之积极参加、开展学校的各种课外科技活动。
在教学改革的过程中，也发现了一些不足之处，比如目前与任务驱动式教学相关的教材、讲义比较少；总任务的数量比较少，有待进一步开发更多典型的任务；在实施过程中，组内个别成员过度依赖其他同学。教学改革是一个动态的过程，针对上述问题，笔者将在今后的教学过程中不断改进，最终达到全面提高学生综合素质的目的。
参考文献：
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2011，（2）：28-31.
【关键词】产品设计 创新 想象力 功能 原理 结构
【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08-0185-02
1 引言
人类的一切文明都是设计的产物。工程产品设计就是利用科学研究得到的原理,发明现实世界里还没有的人造装置,以满足人类在生活和生产中的各种各样的需求,从而创造出更美好的新世界。文学家雨果曾说过“想象是伟大的潜水者。”[1,2]创作新的作品需要想象,同样科学技术研究也需要创新性的想象与想象力培养。中国的大学教育传统上以文学和政论为主,强调修身、齐家、治国平天下[3]。近代以来,西方的以分析精神为代表的现代科学教育进入中国,并且已成为理工农医科学教育的核心[4]。根据中国教育的长期教育历史和目前建设创新型国家的要求,当前有必要强调创新教育。前文从产品设计、想象与想象力和想象力培养三个方面着重讨论了想象力在产品创新设计中作用[5]。表1列出的是发明家所需具备的主要素质[6],由数据可见,想象力和坚持性是迈向成功的两个主要素质,因此,在科技人才的培养方面应注重这两方面能力的锻炼。只有不断地在学习和工作中,主动地学习想象的方法,积极想象新的功能、原理和结构,才能更好地设计新产品。
机械产品、机电产品的设计也需要培养设计者的想象力,可以说,没有想象,就没有创造,只会是骥尾之蝇,亦步亦趋的步人后尘。我国政府倡导建设创新型国家,在一些领域要与国际先进水平并驾齐驱,这需要科技工作者与技术工人的共同努力。在新产品的创造过程中,需要设计者创新性的构思新产品、技术工程师设计新产品和制造工艺以及技术工人加工新产品。工人从事产品制造加工,技术人员从事产品设计和加工工艺编制,科学技术工作者从事产品创新思路研究与产品原型研制。想象力与坚韧不拔是创新工作者应注重培养和训练的优秀素质。本文拟讨论从事机电产品创新所需要注意的几个问题。
2 功能设计的想象
产品是指生产出来的物品,对人类具有一定的功能。“顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能。”社会上流通的产品对其生产厂商是获得经济效益的产品,而对使用者来说,他人提供的产品就是自己的工具。西方的阿里士多德和培根曾对工具论作了阐述,与机械工业化革命相对应,工具论对机械工业革命、电气化工业革命、信息化工业革命和生物技术革命都产生了显著的作用。笛卡儿提出数学描述的方法论,后来牛顿、达尔文和哥白尼等分别提出了自然科学不同学科的基本原理。机械产品设计依据机械原理,1970年德国科学界提出的功能原理的产品设计,特别注重功能原理解。功能是产品购买者购买商品的原因,因此产品的设计就是实现某些产品功能。
在人类社会的前期发展过程中,工程科学一直沿用师傅带徒弟的方式传承手工技艺,有的的技艺还是家族传递下来,由于战争等灾难因素,其中有的技术已经失传。近代科学以伽利略为其开端的代表人物,将数学原理用于物理知识的表达和分析,开启了近代工程科学。另一方面,知识的传播也由学校完成,高等教育蓬勃发展,形成机械、电气、土木、化工、计算机、信息和生物组成的现代工程科学体系。机械工程的历史悠久,而且其原理知识渗透到各个工程技术领域,并没有随新型工程技术的发展而消亡,而是成为工程产品设计的基础。例:现代的航天工业、生命技术和核能工业都离不开机械工程知识的支持。机械产品与信息科学、生命科学的结合,出现了数控加工机床、机器人和靶向药物等一系列技术产品,人类的制造能力大幅度提高。近年来,随着数字化设计和协同设计技术的发展,人们设计新产品的能力也将得到显著提高,计算分析软件包的开发与使用,必将对产品设计的方式和方法产生巨大影响,新产品的设计周期将大大缩短。
要设计出新的产品,就是设计出新的功能或功能组合。要实现产品的创新设计就是要在设计初始阶段想象出新的功能或功能组合,向用户提供新的功能。一般常用的想象方式是通过市场调研或用户反馈的意见,提出产品功能的改进,新的产品功能很多是根据使用者需要而想象出来的。革命性的系列化产品都是依据新的科学原理,或变换原理或变换结构所想象出来的。例,从双卡收录机到卡式随身听,再到电子技术的MP4,前者使用相同的磁记录原理,但变换了结构与功能组合,获得了便携的功能。后者采用新的磁记录原理,利用巨磁阻效应设计出新的技术手段,实现播放声音和图像媒体的功能。
功能设计有分解和综合方法,原理设计有集成、转用和逆向等方法。产品的功能创新设计不一定是设计出前所未有的产品,随着各个领域知识的融合和技术革命,很多产品的设计采用新的知识原理来更换以前产品所采用的原理,获得更低的成本、更方便的制造或使用。
功能设计的创新过程中需要形象,例如人类想象出了飞机、电视机和收音机等,在设计这些产品前,人们就已经幻想象鸟一样飞行,千里眼和顺风耳,在古代的小说中就有这样的文学想象,后来的技术革命用技术手段实现了人们以前的想象。要实现对新功能产品的想象,就必须解决其依托的核心功能原理,例如流体力学原理、无线信号传递等原理。物理原理、化学原理和生物原理是设计新型产品的基础知识,近200年来,人们主动采用各种基本原理设计出许多种新产品,而且这一趋势仍将继续下去。
3 原理设计的想象
设计产品需要依据一定的功能原理,功能原理的创新就非常重要,机械原理知识仅仅是机械产品原理设计的基础。有时很复杂的机械产品,如果用电子控制技术来实现,其结构就非常简单。例上面所述的随身听。机械科学的原理并不多,常用的有杠杆、滑轮、啮合传动、摩擦传动、滚动支承、滑动支承、电磁支承、凸轮、连杆、螺旋等十几种。常用的电子原理有加、减、乘、除、微分、积分、反馈等。现在基本的机械元件和电子元件都已有基本的单元销售,已有专业化生产厂家生产这些标准化的元器件。复杂机电产品的设计并不是将机电单元简单的堆砌在一起,而是有机的组合、有目的的组合基本单元,来实现其使用功能。
产品的制造工艺原理也十分重要,它们决定了产品设计是否可以物化、是否可行。常用的机械产品的加工工艺有车、铣、磨、刨、镗、铸造、焊接、热处理,新的加工工艺有电子束焊接、激光表面处理、离子注入、化学气相沉积、物理气相沉积、腐蚀、键合等等,这些加工工艺都已在机械产品加工中得到广泛应用。利用新的物理、化学或生物原理来发明新的机械产品或电子产品的加工工艺,这是目前和今后发展的方向之一。在知识教学中,更应培养学生的触类旁通、获取知识的能力。
现代的机电产品,在构思整体设计时就要分析其功能原理形态矩阵,比较优化得到最优的技术原理方案,并且择善而从地详细分析最佳方案。设计原理的选择,不仅要考虑技术的先进性,还要分析其成本、环境的友好性和可持续发展的前景。对产品功能原理的优化软件在近20年时间内得到了很大发展,例:TRIZ等。但,产品的成本分析和环境友好性分析仍无相应的设计软件,这也是今后的发展方向之一。
随着数字化设计、虚拟加工和虚拟装配技术的发展,例:Unigraphics软件包,机械产品的设计和制造过程也发生了很大变化,运用虚拟软件设计来设计和制造产品的成本比试样产品的制造,成本大大降低。数字设计、数字制造和数字管理技术的发展,依托于信息技术,对机械工业已经产生了变革性的影响。协同设计、协同制造和协同管理技术在最近几年仍然会得到快速的发展。机电产品的原理设计有集成、转用和逆向等方法。例如汽车内燃机集成了连杆传动、轴承支承、凸轮传动等。冲压机和汽车发动机就是曲柄滑块机构的转用。鞋底防滑花纹的设计是摩擦学中理论应用的反问题。
4 结构设计的想象
要将设计原理实体化,获取设计者设计的产品功能,就必须进行产品的结构设计。常用的结构设计方法有放大、缩小、转用和变结构等。在机械系统的结构设计方面,俄罗斯的学者非常重视,而德国和日本的学者重视原理的设计和设计方法。我国的机械产品设计在1978年以前学习俄罗斯的结构设计,在80年代学习德国的功能设计理念、日本的二次设计方法。结构设计中常用的零件结构已经标准化。
从1960年来人们研究的仿生设计思路,为结构设计者提供了一条途径。基于流体力学的飞机结构设计,基于固体力学的齿轮和滚动轴承设计,基于动量守恒原理的喷气机设计,基于光学的鹰眼、蛙眼设计,基于红外原理的制导设计等等。在固体材料结构方面有仿生陶瓷、仿生的复合材料,多层涂层设计模仿竹、海螺壳等结构,今后在有机材料的设计方面人们更加依赖于对自然材料的仿生。
结构的标准化、新材料的开发与应用将对机械结构的设计产生重大影响。前人的石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代以及今后的生物材料时代,都已经对产品的设计原理、设计方法产生了巨大影响,而且产品的结构也发生了很大变化。例:古代利用细绳作为锯子,今天利用合金材料和电力驱动的电锯,今后的激光切割等。新的原理、新的方法和新材料决定了那个时代的产品的技术含量和经济效益。
现代机电系统向复杂化和微纳化两个方向发展。复杂机电产品集成了机械原理、电路原理和控制原理等。例如,盾构机械和大飞机等,复杂机电产品的结构比简单机械要复杂100～10000倍,因此其设计制造是一个国家的机电产品设计制造能力的集中体现。复杂机电产品的设计过程中一般都采用数字化协同设计的组织方式,充分发挥各个设计单位的优势,团队的协作有助于缩短设计周期、提高设计效率和优化产品的性能。我国的机械工程教学中过分强调单元课程的学习,可喜的是近来组织机械设计大奖赛的竞赛,这有助于培养设计复杂机电产品的能力。
微纳机电产品,以微纳微型、微纳传感器和芯片等技术为代表,在近10年内取得了一系列突破。化学原理和生物原理也逐渐应用到这类微纳机械产品的设计,例如生物传感器和生物芯片等。未来的机械应该是生物机械,传统的机械原理、机械设计和机械制造技术都日臻成熟,21世纪的机械是生物机械,这一点上大多数人已有共识。我们现在大学里培养的人才,今后的21世纪的机电产品创新必定依靠现在的青年人,因此有必要开设系统论、生物原理等课程,这一点仍有欠缺,也未达成共识,作者认为应从未来机械发展的高度,布局现在的机电产品设计人才的知识结构,以利于他们今后更有创造性、更好地创造出新的产品。
关于微纳机电产品的设计,目前有两种技术路线。其一,是将以前的机构、机械结构和电子元器件缩小,在微米级加工微型齿轮、连杆和轴承等。另一种思路是抛弃传统的机械原理和机械零件设计,依据生物物理和生物化学的基本原理来构造微纳系统,例如仿葵花的转动机械等。作者认为第二种思路是更好的,因为机械原理和零件的设计应该随时俱进,不应保守的依据毫米级的机械原理和零件,而应该结合生物科学的发展,将生物物理和生物化学与机械科学结合起来,创造出更多更好的微纳机械系统。
5 结语
(1)功能、原理和结构的思路是德国科学家提出的别具一格的产品设计整体框架,本文从功能、原理和结构三方面再次讨论产品创新设计中“想象力”的作用。
(2)未来机电产品的发展向复杂化和微纳化两个方向发展,今天我们在本科教育阶段应该缩减单元知识的教学,增加系统论和生物原理的知识传授。
(3)对于研究生的创新能力培养,学生的课题研究不应竭泽而渔,而应结合研究生的论文主题,在讨论课上各抒己见,培养同学的提出问题、分析问题、解决问题和总结问题的能力。
参考文献
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[5] 汪久根.初论想象力在产品创新设计中的作用[A].机械设计2008教学研究[M].北京:机械工业出版社,2008,1-4.
【关键词】机械设计制造及其自动化专业 理论教学 教学改革
【基金项目】湖南省吉首大学教学改革研究项目（2015SYJG005）。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0233-02
前言
理论课程是专业学习的基础，机械设计制造及其自动化专业理论课程由于专业性强以及知识面涉及范围广，导致学生不易理解，教学效果差。而且，当前的教学过程中，教学方式依然落后，处于老师讲，学生听的“填鸭式”教育，更增加了学生对该专业理论课程学习的难度。随着社会经济的发展，传统的教学方式已不能适应教学需要，应对机械设计制造及其自动化专业理论课程的教学进行改革，以培养出具有理论基础知识扎实，实践操作能力强和富有创新能力的机械类专业人才。
一、机械设计制造及其自动化专业理论教学的现状
机械设计制造及其自动化专业的理论课程主要有：高等数学、大学物理、理论力学、材料力学、电子电工学、数控技术、机械制图、机械原理、机械设计、机械制造和液压与气动等课程。机械设计制造及其自动化专业具有理论课程多并与其他学科相互交叉、课程内容概念性强且大多与生产实际相联系等特点，这些特点使得该专业理论课程的学习具有很大的困难。对于理论性强的课程，如理论力学，老师教学单一，教学会比较枯燥。对于与生产实践相联系的课程，如机械制造技术基础，这门课程需熟练操作不同机床力以及切削过程中测量力、温度和粗糙度等数据的相关实验设备，由于实践教学的原因学生常常缺乏对机器设备的感官认识与实践动手能力进而影响对机械制造技术基础课程理论知识的理解。随着科技的进步，机械设计制造及其自动化专业越来越多的与其他学科相互交叉，不仅增加新知识也增加了学习难度，而传统的教学方式只会在学生的思维上强调各学科之间的独立，学科上的统一完整。如此一来，学生的思维无法得到有效的开发导致对新知识的学习能力差以及不能综合的运作各种知识的能力。此外，在传统的教学方式中，机械设计制造及其自动化专业的基础课程较为偏向理论教学，对理论教学的重视度较高，而实践教学的环节相对较弱。我国实行的应试教育有太多的条条框框，也束缚了学生的思维发展，阻碍了学生视野的扩展，降低了他们对知识的理解与运用能力。
三、机械设计制造及其自动化专业理论教学的改革
（一）教学内容与方式的改革
机械设计制造及其自动化是一门与大量新技科相互交叉的学科，涉及范围广且内容不断更新[1]。为了学生在本科四年中能够更好地掌握专业知识，培养其实践能力和创新能力，应对理论教学内容进行适当的调整，如对于机械制造技术基础这门课程，在保证课程课时不变的情况下去掉一些陈旧繁琐的内容，并引入一些新技术和新知识，比如，对于传统的以及面临淘汰的制造技术可做简单教授即可，而对于3D打印技术这类新型制造技术可增加教授时间以扩展学生的专业视野。
在对传统的教学方式进行改革的时候，要去除一些条条框框的束缚，很多学生都认为目前的理论教学课程太多、太乱、太复杂，这就需要教师在授课的过程中把握住真正的重点，对重点进行讲解，对无关紧要的内容一语带过，使学生能够学习到真正有用的知识。另外，教师要注意教学的氛围，将学生的积极性调动起来，让学生自主思考。而对于授课，教师应当在新的一堂课开始之前，与上一堂课教授的内容做好衔接，不要让学生还没有记起上堂课学习的内容就继续开始讲新的内容，教师可以使用提问的方式让学生快速回忆起上堂课的内容。如此，才能更好地调动学生的学习积极性，满足学生的求知欲。
（二）理论与实践的结合
教师在授课的过程中，要将理论教学与实践教学完美的结合在一起，学生单一地学习理论知识或者只进行实践而脱离了理论基础，这都是不行的[2]。在理论课堂上，教师要注重对学生的思维进行引导，将课堂的学习气氛和学习兴趣带动起来。在对教材中的内容进行讲解时，可举例生活中的事例或者使用一些与内容相关的模型、多媒体等进行教学，将静态转变成动态，将抽象转变成具体，这样一来，学生就可以更好地理解理论知识，同时缓解枯燥的理论讲解进而活跃教学气氛带动学生的学习积极性。在实践课堂上，对实践过程的每一个步骤用理论知识进行一一讲解，使学生很好的将理论联系实际，更好的理解理论知识。如此，以理论教学为基础进行实践教学培养学生的动手能力，反过来通过实践教学促进对理论教学中知识的理解，培养学生的实践动手能力与创新能力。
（三）开发学生独立性
当学生在学习的过程中遇到了问题，教师不应当直接告诉学生应该如何解决这个问题，而是要引导学生的思维往一个方面进行发展，使学生挖掘自己的潜力对问题进行解决，这样对学生自主、独立的思维开发有非常大的好处[3]。比如在教授机械制造技术基础这门课程时，给学生一件毛坯，让学生按照老师的要求在机床上将毛坯按照一定的工艺加工成成品，这过程中可以培养学生独立分析问题，解决问题的能力，提高学生的学习主动性。同时，教师在教学的过程中要做好角色的转换工作，将灌输知识改变为引导学生自主学习知识，从讲台上走向学生中间，与学生一起讨论、一起进步。
（四）理论课程教学体系的改革
机械设计制造专业本科教育培养的主要是从事机械设计、机械制造、生产管理、机械产品售后服务以及销售的应用型技术人才，因此人才的培养要符合市场的需求[4]。为了实现培养的人才能满足市场这一需求，有必要对机械设计制造及其自动化理论课程体系进行相应的改革，通过改革使学生实现不同的就业方向。在此，将理论课程分成公共基础课，专业基础课、专业选修课和公共选修课四大类，其中教学过程中学生所学的公共基础课、专业基础课和公共选修课一致，而不同的专业选修课确定不同的就业方向。公共基础课包括、英语、体育等课程，主要培养学生的德、智、体、美综合能力。专业基础课包括数学，理论力学、材料力学、机械制图、机械原理、机械设计和机械制造等课程，主要培养学生专业理论知识。公共选修课则可根据个人兴趣爱好进行。专业选修课可分为三个方向。机电方向，主要开设的专业选修课程有：机电一体化系统设计、机电传动控制和可编程控制原理及应用;现代制造技术方向，主要开设的专业选修课有：先进制造技术、现代制造工艺学和计算机辅助分析与制造。车辆方向，主要开设的专业选修课有：车辆电传动与控制技术、内燃机构造原理和车辆结构设计及计算。
（五）充分运用现代教育手段
当前的教育特点决定了课堂教学只不过是整个教学整体的一小部分，这就对教师有了新的要求，在最少的时间内教给学生更多的知识，并且可以被学生吸收。机械类专业的课程都是实践性非常强的，枯燥的语言教学并不能很好地使学生接受和理解，因此，以计算机技术为基础，制作与开发一些多媒体教材和CAI课件，并将这些对媒体、视频和CAI课件等一些先进的教育手段引入到课程中，使学生能够享受到优质的教学资源，提高教学效率[5]。如在教授机械设计课程时，讲解课程中连杆机构的运动时，学生只能通过想象不易理解，通过flas来演示机构的运动后，老师讲课轻松，学生容易理解，提高了学生学习的兴趣与效率。
四、结语
教育改革的道路是光明的，但也是曲折的，在社会不断发展的今天，我们在继承一些好的传统教学模式的时候，也要摒弃那些不好的教学方式，以此来适应当前教育的改革之路。在机械设计制造及其自动化专业的理论教学改革中，应适应21世纪人才培养的要求，通过课程教学体系、教学方式和教学内容的不断改革来不断提高教师的教学水平，探索出一条适合培养具有实践能力与创新能力的应用型高级人才的新途径。
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关键词：数控技术；教学改革；课程体系
一、专业教学改革的必要性
在相当长的时期内，我国经济还要靠制造业牵引。而我国制造业要打造“中国制造”的品牌，要真正成为“世界加工制造中心”，必须要有先进的制造技术与一大批掌握先进制造技术的人才作为支撑。数控技术的创立给机械制造业带来了革命性的变化，现在它已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；数控技术的应用是提高制造业产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，数控技术是国防现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位和体现综合国力的重要标志。
当前，高职教育存在的突出问题之一是教学体系及课程内容的改革。长期以来，我国高职教育由于受普通教育的惯性作用，职业教育课程结构和教学体系仍未跳出普通教育的教学体系，不论哪门课程都刻意维护和追求它的系统性和完整性，这种以学科为本位的教育模式，重理论轻实践，重知识轻技能，培养出来的学生缺乏职业教育特色，不能适应职业岗位群的需要。所以必须改革和发展现行的课程体系、教学内容和教学方式，高起点地培养从事数控加工制造、CAD/CAM技术的机电复合型人才，以满足制造业发展对人才的需求。
二、专业教学改革的基本思路
通过深入到社会、企业的调查研究及认真的讨论，我院确定了专业教学改革的基本思路：以机械制造业对高职技术应用型人才的要求为依据，以能力为中心，以职业技能培养为重点，构建理论和实践教学体系，突出高职教育的特色，提高学生的综合素质。改变传统的教学模式，以数控技术应用为核心，以CAD/CAM为主线，以职业资格证书为纽带，强化岗位技能训练，走产学结合的道路，加强校内外实训基地建设和师资队伍建设，为社会培养合格的高技能人才。
三、课程体系的改革
1、培养目标。数控专业是机械制造技术、电子技术与计算机应用技术相结合的复合型专业。该专业培养适应现代制造业需要的德、智、体、美全面发展，具有较扎实的基础理论知识及良好的职业道德，掌握数控设备操作、调试、安装、维护、维修技术的基本理论和操作技能，在生产一线从事数控设备的操作、编程、维护以及生产组织和管理等方面工作的高技能人才。要求学生毕业时，具有中级水平的数控机床的操作能力；具有编制中等复杂程度零件数控加工程序的能力；具有机床安装与调试，数控系统故障诊断与维修的能力；具有一定的组织管理能力及协作、适应能力，从而具备该岗位群需要的职业能力。
2、课程体系的改革。课程体系改革是专业教学改革的核心。在课程体系改革中，根据培养目标认真进行了课程改革方案的讨论和研究，通过对数控技术专业培养目标和社会对人才需求的进一步分析，将职业岗位群需求的综合能力分解为若干单项职业能力，再找出这些单项职业能力是由哪些职业岗位知识结构和技能结构组成，需要哪些技能训练，知识点由哪些课程体现，确立了以能力为本位的教学体系。
(1)理论教学体系改革
对传统的课程体系进行优化组合，在课程整合中，理论教学内容以应用为目的，实践教学内容以技能为标准，使理论教学与实践教学比例接近1:0.7。如：
机械制图：在教学中删除了画法几何等内容，增加计算机辅助设计(CAD)及上机实践内容。教学中通过课件教学、多媒体教学、教具和实物教学等方法，提高学生的空间想象能力，在计算机房上机提高学生绘图、读图的能力。
机械设计基础；在理论力学中只讲静力学部分，材料力学部分只讲机械设计中有关强度、刚度、稳定性问题的力学基础理论和必备的设计、计算知识；在机械原理和机械零件部分，在保证必要的基础理论基础上，省略不必要的公式推导，突出设计技能训练；增加数控机床上广泛采用的滚珠丝杠副、滚动导轨、直线导轨、齿形传动带的原理、结构、特点等内容。
机床数控技术：是数控技术专业教育的核心课程，涵盖了数控原理与数控系统、数控机床结构、数控编程等内容，教学中将这些有机地融合在一起，使学生对数控机床具有完整的认识。
(2)实践教学体系改革
数控技术是一门实践性很强，包含多种技术的综合性应用技术。必须把理论教学与实践教学紧密结合，切实提高教学效率，保证教学质量。实践教学是数控技术教学体系改革中的重点。为此，在原有实验室的基础上扩建CAD/CAM实验室，建设具有一定规模和综合功能的先进数控技术应用中心，完善金工实训中心，更新机床设备，增加机床数量，同时增加数控原理及系统接口、伺服系统等实验室。在实践教学过程中，加大实践环节的教学时间，在每个实践环节中贯穿数控技术应用的主线，通过各个实践训练环节培养学生数控技术应用能力。
四、师资队伍建设
关键词 电测法 材料力学实验 弹性模量 泊松比
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.02.055
2011年教育部下达了实施“关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见”的通知，主要目的是针对当前我国工程教育培养过程中，理论教学环节薄弱、学生动手能力差的现状；要求改变现有的灌输式教学，形成创新教育的氛围，进一步推动工程教育教学改革，提高工程教育的教学质量。①
材料力学实验是土木、材料和机械等工科类专业的必修基础课，是进一步加深学生对材料力学的认知、巩固材料力学的基本概念、树立严谨科学态度、培养学生创新精神、增强工程实践能力、提高学生综合素质的重要环节。②近几年随着高校学生人数的不断增加，相应配套的实验教学仪器设备不足、新的仪器设备购置时间漫长等一系列问题的出现，导致高校实验教师往往要投入大量时间来应付，因此严重影响了实验教学过程，从而很难实现优质高效的实验教学效果，更谈不上通过实验教学提升学生的综合能力。
目前，大多数高校的材料力学实验教学遵循这样的步骤：首先由教师讲解本次实验的内容、仪器操作流程以及注意事项，随后向学生演示实验过程；然后学生按照演示的步骤完成实验过程；最后记录并整理数据，提交实验报告。在整个实验教学过程中，学生只是按照教师或教材的指导机械地完成操作仪器，对于实验目的、实验现象所反映的问题缺乏深入的思考，实验做完后很多学生只知其然不知其所以然。尤其是在材料力学实验中对金属材料弹性模量和泊松比测定需要用到电测法，然而初学者对力学实验中出现的电学原理和方法一下子很难接受，并且很难跟其所掌握的理论知识相结合。整个材料力学实验完成以后，由于学生对实验原理的理解不够透彻，无法提高和加深对理论知识的掌握与运用。
1 电测法的基本原理
电阻应变测量简称电测法，其原理是在被测物体表面的力学量、物理量等非电量变化通过传感元件转换成电量变化的一种实验方法（如图1所示）。电测法作为应变测试方法中的一种在材料力学实验教学中经常用到，根据电学原理金属丝在受到拉伸或压缩时，其截面面积会发生微小变形从而使电阻发生变化，通过信号采集器将电量转变为变形量。进行实验前，首先将电阻应变片，用特殊的胶合剂粘贴在被测物体上，当试件受到载荷作用发生变形时，电阻应变片中的电阻丝随之一起变形，导致电阻丝长度及截面积的改变，从而引起其电阻值的变化。可见，电阻的变化与应变有一定的对应关系。通过电阻应变仪，就可测得相应的变化。利用胡克定律就可求得应力值。③
2 金属材料弹性模量和泊松比测定实验中运用电测法出现的问题
弹性模量和泊松比是反映材料性能的重要参数，是材料本身固有的两个常数，是衡量材料产生弹性变形难易程度的两个重要物理量，也是设计各种工程结构时选用材料的主要依据之一，因此对材料的弹性模量和泊松比这两个参数的准确测量显得非常重要。④一般构件受载，表面上的点处于平面应力或平面应变状态。通常采用拉伸实验来测定材料的弹性模量，在材料的弹性范围内，应力与应变成正比关系，即 = ，从而可以得到弹性模量 = /。大多数的材料在受到拉力作用时，不但沿着材料的长度方向发生变形，同时横向发生短缩的横向变形。由材料力学可知，在弹性变形范围内，横向变形 和纵向变形 成正比关系，这一比值称为材料的泊松比，一般以表示，即 = | / |。⑤
笔者一直以来承担着全校14个工科专业的材料力学实验教学，绝大部分学生通过材料力学实验，以及材料力学、工程力学等专业理论课的学习，学生对弹性模量和泊松比的概念有一个初步的理解，但是在实验测量过程中为何要用到电测法，以及如何实现力学实验与电测法相结合，并不能完全理解，对如何把力学的量（应力、应变）用电学的方法表达这个原理还一知半解，无法很快接受并做到融会贯通。为了让学生尽快地理解并掌握电测法原理，并与材料力学实验充分地相结合，笔者在教学过程中经过不断尝试，取得了一些教学体会。
3 运用电测法在材料力学实验教学中的体会
3.1 从理论到实验的切入
为了让学生对电测法这一原理有更清楚、更直观的认识，笔者在进行材料力学实验课教学时，先从所要测定的材料两个基本物理量入手，先引入弹性模量的概念，再结合学生已学的理论知识 = ，得出 = /。以图2为例， = /， = / 。若能求得应力、应变，则弹性模量很容易就得出。荷载是在实验过程中施加的外力，可由压力传感器测得，横截面面积可以用 = 椎贸觯渲形约峤孛婵矶龋峤孛婧穸取J约脑た梢圆饬康贸觯衷诘奈侍馐堑越锥蔚摹∫蛭苄。苣延媚壳暗牟饬渴侄尾饬砍隼矗杂？= / 这个公式无法求得。从而引入了电测法求解。
3.2 电测法如何与实验相结合
讲解电测法，先从应变片的构造介绍，当粘贴在试件表面的应变片跟随试件一起变形时，应变片的电阻丝会因其变形而发生电阻的变化 / = ・，而值是应变片敏感系数，出厂时厂家会标定。因此应变与电阻的变化率之间存在一个比例关系，通过电阻应变仪就可以根据电阻的变化率和灵敏系数直接把应变值采集出来，由于应变片与试件紧密粘贴在一起，此时应变片的应变就代表应变片粘贴部位试件的应变值。这样，学生就可以明白为何引入电测法，以及电测法的工作原理，等他们自己动手实验的时候思路就可以非常清晰，对数据的处理也可以比较准确。
4 结束语
笔者在近几年的材料力学实验教学过程中，不断探索教学方法，经过一些尝试，发现在材料力学实验中，首先介绍学生的理论知识，让学生有一个回顾，然后再启发学生在实验中如何用理论公式求解相应的参数，再慢慢引入电测法，让学生一步步理解了实验的原理，后期学生自己动手实验时思路比较清晰，处理数据比较准确，整个实验过程中师生互动较好，达到材料力学实验教学的目的，提高了学生分析问题、动手解决问题的能力。
注释
① 徐国强，胡玉林.材料力学实验教学模式改革的探索和实践[J].高校实验室工作研究，2011（4）：36-37.
② 郑艳，莫时旭.PBL教学法在材料力学实验教学中的应用[J].中国电力教育，2013（11）：139-140.
③ 张烈霞.电测法测量弹性模量和泊松比的实验研究[J].机电工程技术，2012（9）：97-99.
关键词：机械原理；精品课程；课程建设
作者简介：李光煜（1965-），女，内蒙古呼和浩特人，黑龙江科技大学机械工程学院，教授；刘秀莲（1979-），女，辽宁葫芦岛人，黑龙江科技大学机械工程学院，讲师。（黑龙江 哈尔滨 150027）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）34-0126-02
精品课建设是教育部为实施高等学校教学质量和教学改革工程不断提高教学质量而推出的一项重大举措。在精品课建设中，应围绕如何提高教学质量进行研究和实践，其主旨在于充分体现精品课的先进性、科学性和示范性，实现理论知识传授与应用创新能力培养并重的教育目标。在这一过程中，通过整合教学内容，构建新的教学体系，改革教学模式，深化实践环节，造就一支优秀的结构合理的师资队伍，吸收和培养年轻教师，优化教材，实现课程建设的可持续发展。[1，2]
一、进行教学内容的整合，形成新的教学体系
近年来，随着高等教育教学改革的深入和创新应用型人才培养规划的调整，学生某些科目的教学时数有所减少，“机械原理”课程的教学时数也由原来的76学时减少到56学时。在教学时数减少了20学时的情况下要保质保量地完成“机械原理”课程的教学，就要求授课教师对教材内容要融会贯通，对理论知识的讲解能够深入浅出，做到举一反三。通过课程组讨论和教学实践，对理论知识体系进行了重新整合，把课程内容体系归纳为“四大模块”，即机构的组成与运动分析模块、机械系统动力学模块、基本机构及其设计模块和机构组合系统及其设计模块。其中，机构的组成与运动分析模块（10学时）内容包括平面机构的组成原理及其结构分析和平面机构的常用运动分析方法研究。机械系统动力学模块（16学时），包括平面机构的惯性力确定和动态静力分析方法、机械的效率确定及自锁条件分析、机械的平衡条件及其计算、机械的运动方程的建立及其速度波动的调节方法等内容。基本机构及其设计模块（22学时），包括平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和其他常用机构的类型、应用及各自设计方法。最后是机构组合系统及其设计模块（8学时），包括齿轮系的类型、传动比的计算及轮系的应用和机械系统的方案设计。[3]经过整合课程体系，使课程内容变得更加连贯，学生在学习机械原理这一学科时能够按照认知规律来掌握知识要点，从而使学习变得更加容易。即首先学习并掌握机构的组成原理和结构分析、机构具有确定相对运动的条件和平面机构常用的运动分析方法之后，了解和学习工程中常用机构的类型、组成、应用特点及其设计方法，最后学习和理解机械系统的机构组成及其总体方案设计，从而使各执行构件间达到协调配合。通过形成和利用“机械原理”课程新体系，充分体现出了精品课建设的先进性、科学性和示范性。
二、建立科学合理的教学环节，提高学生掌握知识、运用知识及动手创新的能力
学生对基本概念、基本原理及基本技能掌握程度的关键在于是否建立了科学合理的教学环节，同时学生理论联系实际的能力、亲自动手实践能力和工程应用能力的形成与提高也依赖于科学合理的教学环节。多年来，“机械原理”课程组建立并应用了“三位一体”的教学环节，即把理论教学作为第一环节，第二环节为实验教学，课外综合实践是第三个教学环节。通过“三位一体”的教学环节全面提高了学生掌握理论知识的能力、动手实践创新能力和工程应用能力。[4]
1.改进教学方法与手段，使理论知识变得生动形象，便于学生掌握
在“机械原理”课程教学中没有统一的教学模式，而是根据章、节及课程内容的不同采用灵活多样的教学方法。“机械原理”课程组教师常采用的教学方法有传统的课堂讲授法、启发式教学法，也有新颖灵活的分析讨论式教学法及现场研究式教学法、案例教学法等。例如，在进行轮系这一部分内容的教学时，结合动画和模型等应用实例，利用分析讨论法和学生一起讨论定轴轮系与周转轮系的结构形式的不同、运动特性的不同及它们之间的联系，从而推导出两种轮系的传动比计算方法，通过这样的教学，可以开发学生智力，培养学生科学思维能力，使学生对这一知识点更容易理解和掌握，达到记忆深刻的教学效果。而在学习轮系中“使用惰轮的必要性”这一内容时，采用了案例教学的方式，把采煤机摇臂使用惰轮的录像作为案例让学生观看和了解，从而得出惰轮可以增大传动距离和改变传动方向这两个结论。在齿轮机构和蜗杆机构的教学中，组织学生到机构陈列室及常用机床车间进行现场教学。在去现场之前要给学生布置思考题，让学生带着问题去现场观察，把教材中的理论知识与工程实际结合起来，使学生领会齿轮机构（蜗杆机构）在机器中的应用及其在应用中体现出的不同特性，达到了使学生把理论知识与生产实际结合起来的教学目标。
处于理论学习阶段的学生还没有接触生产实践，教师不可能每节课都能带学生到现场教学。鉴于此，在“机械原理”教学中，要充分利用机械的实物模型直观教学或利用教学录像片、CAI教学课件、多媒体flas等比较形象的教学工具和手段帮助学生理解和掌握较抽象的理论知识。例如，锥齿轮的当量齿轮和当量齿数这一概念就非常抽象，学生较难理解，但在利用一段录像片展开背锥并结合CAI课件讲授之后，这一教学难点也就迎刃而解了。另外，在精品课建设中还充分利用网络教学资源和环境，建立了机械原理精品课程网站，网站中包含了本课程的教学资料，包括自制的CAI教学课件、多年收集的教学案例以及多套课程教学重点和难点知识的录像片等，还包括机械学科的前沿成果、机械创新园地及课程习题及答案等，为学生的自学和机械创新能力的形成提供便利的条件。
2.完善实验教学设备，改进实验教学方法，提高学生动手实践能力
针对“机械原理”课程对实验教学的要求以及实验项目与内容的改革与整合，学院在实验设备的种类和台套数、实验场地等方面的投入力度逐年增大，使实验室在实验装备和实验技术方面具有较先进的水平，为本课程的实验教学创造了良好的环境。在实验室的管理方面上实行课余时间开放制，学生实验时间自定并提前预约。在实验教学方面，以前的机械原理实验教学多是验证性的，很多学生都只在旁边观摩，起不到对学生锻炼动手能力的培养目的。通过完善实验设备，目前实验室引进了具有研究性、综合性及创新性内容的实验，开设了机电系统创意组合实验和机构创新结构设计实验，学生利用课堂所学的基本概念、基本原理和基本技能，独立思考，亲自动手设计、组装新机构，并对所组装机构的传动系统方案进行评价，通过这样的实验教学方式培养了学生的创造、创新能力和动手实践能力。
3.开展课外综合实践，提高学生对理论知识的应用能力
培养学生解决机械工程应用及其创新发展的能力是“机械原理”课程教学的总目标。要实现这一目标，单凭理论教学和实验教学还远远不够，还要加强对学生课外综合实践的引导和指导。因此课程组创建了面向全校学生的“机械创新训练实验室”、“慧鱼创新组合制作室”，并由专人管理设备。教研室及实验室全体教师均可进行指导，为学生的创新活动提供宽广的平台和指导，为学生个性化创新教育创造广阔的空间。每年定期举办校级机械创新设计大赛和“慧鱼”模型创意组合竞赛，课程组对在大赛及竞赛中出现的优秀作品进行评价，帮助学生对所学基本概念、基本理论知识与工作实际应用做到融会贯通，利用机械原理知识发现问题并解决问题能力；并对其中能够完成实物或模型的作品提供一定的资助，对其中明显具有实用性和创新性的作品给予奖励，在此基础上鼓励和组织学生参加省级或国家级机械创新竞赛及全国大学生科技创新大赛等活动。这样，在培养学生的动手能力和创新能力的同时，也培养了学生的组织协作能力和沟通能力，实现工科大学生由理论知识的掌握和积累向机械创新发展及工程应用能力生成的转变。
4.建立科学的考核方法，综合考评学生成绩
近年来，课程组对“机械原理”课程建立了多元化考核模式，真正发挥期末考核在课程教学中的鉴定、督促和激励作用。具体做法是：首先在考核的内容上，不仅考核学生基本概念、基本理论和基本技能的掌握程度，还要考核学生综合性、创造性地应用基本概念、基本理论和基本技能解决实际问题的能力。其次在考核的形式上，加大了平时学习表现和实践能力考核的力度。不再是由一套试卷和几道试题决定学生对本课程的学习效果，而是综合考量学生的平时作业、讨论课及启发式教学中的表现、实验课教学中动手能力的表现及校级、省级和国家级创新大赛的参加及获奖情况等多个方面进行测评，使期末成绩的构成多元化。利用考核形式的改革，使每一个教学环节都得到学生的足够重视，激发了学生的学习积极性，使学生更加了解“机械原理”课程在今后从事机械工程应用及其创新发展中的重要性，通过建立科学的考核方法，改善了教学秩序，提高了教学质量。
三、加大师资队伍建设力度，提高师资队伍的学历水平和教学能力
师资队伍的建设和师资水平的提升是精品课程建设的关键。“机械原理”课程组教师共9人，其中教授3人，副教授1人，高工2人，讲师3人，高级职称人数占67%。课程组全体教师不断进取，抓住各种机会努力提高自身的学历水平和教育教学能力。[5]目前博士学位1人，在读博士后1人，在读博士3人，硕士学位2人，学士学位2人。对青年教师实行导师制培养计划，对每一位新进教师均配一名骨干教师进行指导，并制订明确具体的培养计划，帮助他们提高教学能力，过好教学关、育人关、实践关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评等阶段后，才能上讲台讲课。鼓励青年教师积极开展教学与科学研究，提高学术水平和工程实践能力，并促进教学水平的提高。几年来，共有5人次参加校级、院级教学大赛，分别获得一、二、三等奖，课程组的教学质量受到学校师生的一致好评。
四、引进国内优秀教材， 完成自编规划教材和自制课件的配套体系
课堂教学的主要载体是教材，教师通过教材把知识传递给学生，教材也是学生课前和课后自学的主要工具，所以精品课程教学效果的改善和教学质量的提高都与教材的选择和建设息息相关。课程组教师长期重视教材的选用与建设，选用的教材均为高教出版社推荐使用的国家优秀获奖教材，并购买了与教材配套的CAI电子教案。同时以“21世纪规划教材”为依托，抓住北京大学出版社“全国高等院校机械类创新型人才培养规划教材”的契机，课题组共同努力出版了与课程建设配套的机械原理教材，并在教学实践中得到应用，师生反映良好。为提高教学效果，增加课堂的信息量，黑龙江科技大学的教师们还自己制作了CAI课件，实现教材立体化，效果很好。
参考文献：
[1]曲向荣.精品课建设的实践与思考[J].沈阳工业大学学报：社会科学版，2008，（2）.
[2]侯治富， 金祥雷，谷树严，等.精品课程建设目标及实现途径的研究与实践[J].中国大学教学，2006，（1）：22.
[3]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第八版.北京：高等教育出版社，2007.
民 族 汉 籍贯广西北流
出生年月 1986.02.09
政治面貌 党积极份子
健康状况 良好
专 业 车辆工程
学 历 大学本科
学 位 工学学士
兴趣爱好
交流语言 普通话 粤语 客家话 英语
曾任职务 系学生会记者站记者 班级生活委员
业余爱好 唱歌 写作 摄影 电脑组装
主修课程
汽车发动机原理与构造、汽车底盘构造、汽车计算机辅助设计、汽车电器及电子设备、汽车销售、汽车理论、汽车液压与传动、汽车制造工艺学、汽车改装设计、汽车设计、汽车维修工程、汽车检测与诊断、机械制图基础、机械原理、机械设计基础、机械工程材料、互换性与技术测量、工程力学、材料力学、金属工艺学、电工电子技术、单片机原理与应用
社会能力
市场销售策划
2005年7月担任广西北流市丰盛批发部农夫山泉饮料系列分销商区域经理
2006年1月担任广西北流市甲天下奶专营销售代表
2006年1月担任广西北流市茂盛商贸有限公司红米酒分销商业务代表
2006年7月担任广西北流市丰盛批发部百年喜酒分销商区域经理
2007年1月担任广西北流市丰盛批发部卫生纸区域经理(乡镇专线)
2008年1月担任广西北流市茂盛商贸有限公司都安红葡萄酒酒分销商业务代表
汽车改装维修
2008年11月学校安排在广西柳州市华力集团汽车维修部实习
2009年3月在广西柳州市万通路桥汽车厂当临时工,跟随越野E族广西大队柳州分队学习越野车改装与维护
2009年8月在广西北流市通达汽车修理厂从事汽车修理维护
其他
在广西柳州市电脑城负责电脑装机,熟悉电脑硬件组装和系统维护
在广西北流东门照相馆培训摄影,在江苏南京,辽宁沈阳,广西玉林,广西北流多家报纸发表文章,文字功底深厚,掌握汽车拍摄,后期图片处理的技巧,能够运用汽车专业知识对汽车试驾,试评自我评测
销售能力:从小学开始跟随父母从商,从事日化用品,五金百货的零售, 中学至大学期间跟随父母从事副食饮料批发,熟悉总经销和分销商以及终端的各种模式,市场洞察能力强,和各大厂家,批发商客户间的沟通能力好,业务销售量远远超出厂家的任务量
技能特长;大学期间对电脑组装兴趣强劲,在柳州市电脑城及二手电脑 配件市场从事电脑装机,熟悉系统维护
专业技能:熟练掌握汽车发动机、汽车底盘的原理和构造;经过汽车初级维修工培训,利用节假日到柳州市万通路桥汽车修理厂(越野E族广西大队柳州分队)跟随师傅维修与改装;掌握和应用CATIA、AUTOCAD、Matlab、C语言、photoshop等软件,能够运用英语翻译相关的汽车类,计算机类文献,熟练汽车驾驶;掌握数码摄影技能及Photoshop后期图像处理,能够运用Dreamweaver进行网页设计,能够进行汽车广告拍摄,后期图片制作以及汽车评测试驾
1 引言
任丽平等在2011年做的《大学物理》学习现状调查与分析，指学生对大学物理的学习积极性不高，这个现象在笔者所在的海南大学也是似曾相似，几年后的今天依然在探讨如何破解，同行们都给出各种解决方案[1]-[4]，那么，是否可以充分利用如今先进的教学理念，诸如，慕课、翻转课堂等这些教学模式，充分利用课堂外的学习时间，在有限的课时内做与专业结合的案例教学[5]。让大学新生提前认识专业前景，或能燃起学习热情，在学时削减的压力下能做到专业总学时的统筹安排。本文以机械类专业为例从两方面来谈大学物理课程改革，期待与同行共勉。
2 与专业结合的大学物理改革
2.1 大学物理与专业课程关联分析
从海南大学机电学院了解到的机械类专业培养目标中要求学生能掌握将光、机、电、液、气等相关技术综合应用于机电一体化产品和生产系统规划、集成、设计的基本方法，而开设的与物理直接关联的主要专业课程不下10门，涵盖了力、热、电、光各个分支，比如，理论力学、液压与气动、传热学、激光技术与应用等，不一一罗列了，详见表1。
表1大学物理核心概念和专业课程联系分析表
要深入挖掘这些专业课程与大学物理知识体系有关联的部分，弄清物理课程作为专业课程的基础知识内容，找出各专业课程在这些基础知识上递进与发展关系，能够在备课、教学中做到心中有数。
比如，所开设理论力学专业课，在2004年李复和安宇在“普通物理力学和理论力学的整合”中早有指出理论力学的牛顿力学部分也是从牛顿力学出发建立完整的牛顿力学体系， 占总学时的一半以上， 甚至可以达到2/3，大部分物理内容与大学物理力学部分相同。[6]如从初中物理算起，学到理论力学课程时，牛顿力学重复学习次数达到4次之多，这种学习不仅浪费学时，也浇灭了大学新生的热情。
比如，大学物理的热学部分教学重点就是能量守恒及转换定律和过程进行方向的规律，而传热学作为机械大类专业的一门重要学科课程，其主要研究的内容是能量传递与转换的基本规律、提高能量利用率。比如液压与气压传动是机械动力传动中一种重要方式，是机械类人才需要掌握的重要技能和重点学习内容[8]-[9]，该课程中涉及了流体力学的知识。这些专业基础知识与大学物理课程中内容有重叠，需要在大学物理课程上进行专业特色优化与结合。
再比如，波动光学学习时，很多内容与高中阶段的内容是有重复的，由于高考的改革，有个别的学生没有选修，但也可以在教师的帮助下通过各种方式来弥补基础知识体系。大学物理在该部分内容完全可以拓展到激光技术与应用的专业课程上，这里的递进关系就是掌握激光的产生机制，从讨论普通光源的发光机理出发，区分自发辐射和受激辐射，知道原子每一次跃迁具有独立性，间歇性，瞬时性，随机性，使得两个独立的普通光源不是相干光源。那么，介绍激光是很好的相干光源，顺势导入机械中如何应用激光技术，例如，激光加工、热处理、焊接技术、打孔技术、切割技术等。
除此之外，其他的与物理关联的其他专业课程或多或少都会出现内容重叠，随着专业的建设和发展，要不断调整专业课程，表1的课程内容也会实时更新，通过对比让内容宽而广的大学物理的核心概念与专业课程对接，教师授课时能通过案例重点讲解，来破解学时的紧张和如何提高学生兴趣的难题。
2.2 与专业结合的翻转课堂案例教学
我校在建的智慧树课程联盟、清华大学在线学堂为学生提供了优质的网络学堂学习资源，有了这些资源，也为课堂教学提供了一个新思路，紧张的学时压力或能通过课外的时间加以补充，从而实行翻转课堂。而翻转课堂可以进一步督促自控力弱的学生的学习。
那么，翻转课堂肯定要有别于传统课堂。在翻转课堂上可以开展与专业结合的案例教学，很多同行对案例教学做过探索和实践，其效果也不错[10]。那么，与专业结合案例素材要能让学生有切身的体会，笔者认为从以下三个方面来思考。
2.3 结合本校专业教师的海南特色的研究课题的案例教学
在力学部分教学过程中，与专业教师合作，结合本校专业教师的海南特色的研究课题，在翻转课堂中提出在收割和装运海南特色的农作物时力学参数如何表征，学生在学习中势必会有很多的专业知识疑问，可以顺势引导学生去了解材料力学理论知识，充分调动学生学习的主动性，让学生从课本上去找相关力学参数，例如，?钍夏A?E、切变模量G、梁的弯曲挠度的测量等相关概念，再引导低年级新生去了解高年级学生自行设计制作的木薯秸秆力学测试仪器、香蕉秸秆切割力学测试仪器及橡胶果脱壳机械测试仪器等[11]，并把测试仪器中的物理原理拿到课堂上探讨，分析如何建立模型，抓住关键设计参数，甚至鼓励学生结合自己的兴趣，在课下主动联系专业教师，也参与开发基本力学参数测试仪器。经过这样的学习和实践，使学生感到知识的价值，进而更加主动的去获取新知识。
2.4 扩大专业视野，结合国内外高校相同专业发展动向选取合适案例教学
在力学部分翻转课堂前，要学生通过网络学堂能初步掌握力学各个章节的基本知识，再结合专业课程液压与气动内涉及到流体力学知识，设定“伯努利方程的应用”的案例教学，伯努利方程在水利、造船、航空航天等领域有着广泛的应用，结合国内外高校的专业特色研究，这将为机械类专业的学生更好地接触和理解物理基本知识在机械设计中的应用提供许多鲜活的案例，也能拓宽专业的视野，激起学生的求知欲。
在大学物理电磁学部分，在翻转课堂上比较稳恒电流电路，集成运放电路、功放电路，导入模拟电子技术及数字电子技术的课程，可以结合同行研究成果如工业测量系统中的声波测井系统、控制系统中的数控系统、通信系统中的大气污染监测系统等展开阔专业视野的讨论。[12]-[13]
2.5 与专业结合的生活常识问题的案例教学
在热学部分教学过程中，把生活中熟悉的汽车发动机和冰箱作为案例，在介绍其工作原理时，其内部介质工作过程不可见，使得学生听起来似懂非懂，由于工作原理中涉及各种液压泵、节流阀、气动元器件的概念及其结构复杂。这些概念是要涉及专业知识的，以前未曾学习过，所以听起来会感觉晦涩难懂，这时可以在课堂上展开讨论，让学生查阅相关资料，顺势引导学生去了解专业课程液压与气动，从了解相关的概念引申到液压元件、基本回路、传动系统及液压伺服系统的基本原理和基础知识了解，为今后专业技能的学习和培养，埋下求知的种子。
