时间：2023-09-21 17:34:12
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篇机械原理问题，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。
关键词：机械原理课程设计；虚拟样机技术；ADAMS；教学研究
作者简介：黄小龙（1977-），男，广西梧州人，北京信息科技大学机电工程学院，高级实验师。（北京 100192）
基金项目：本文系北京信息科技大学2010年度高教研究课题资助项目（项目编号：2010GJZD02）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0102-02
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出：高等教育须提高人才培养质量，其措施之一就是强化实践教学环节。在工程技术人才的培养中，实践教学的意义是不言而喻的。“机械原理课程设计”是机械原理课程教学的一个重要实践环节。而“机械原理”课程是高等学校工科机械工程类本科生必修的“机械设计系列课程”之一，是一门主干技术基础课程，在学生的知识、能力和素质培养体系中占有十分重要的地位。[1]因此，为了提高机械类人才培养的质量，充分调动学生学习积极性和主动性，十分有必要对“机械原理课程设计”这一实践教学环节进行建设。
一、教学现状分析
“机械原理课程设计”的任务是使学生更好地理解和掌握“机械原理”课程的基本理论和方法，进一步提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机等能力，特别是加强培养学生创新意识和分析问题、解决问题的能力。课程设计实施基本要求是按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，拟定机械系统的运动方案，并对其中某些机构进行分析和设计。[1]
目前，北京信息科技大学（以下简称“我校”）在“机械原理课程设计”教学过程中遇到了以下几个问题：
1.设计题目单一
课程设计的选题主要是插床或牛头刨床导杆机构的运动分析与动态静力分析，这也是很多高校在“机械原理课程设计”中的选题。设计方案及参数往往已给定，课程设计过程中学生只是按照设计说明书上的设计步骤对拟定好的执行机构进行运动和动力分析设计，没有机械系统的方案设计和机构的选型设计。从知识层面上说，学生缺乏进行系统设计创新的机会和能力锻炼的机会，也导致了学生处于被动的学习状态。课程设计中，让学生自主设计和发挥主观能动性的内容少，无法激发学生的创造力，不利于创新思维和工程实践能力的培养和训练。
2.设计方法陈旧
目前学生课程设计所采用的方法主要是图解法，少数学生还应用了解析法。不管是图解法还是解析法均是传统“机械原理课程设计”通常采用的设计方法。图解法形象直观、清晰，便于学生理解与分析检查，但作图复杂、工作量大、准确性差、效率低，[2]一张图只能反映一个位置的情况，当全班或半个班同学同做一个题目，只是机构的运动参数有所区别时，一部分同学存在依赖或抄袭他人的情况，这样导致了这些学生只是按照设计说明书走过场的情况。解析法可以获得精确的计算结果，且可以获取任意点位置的情况，但建立数学模型以及编制计算程序较为烦琐复杂，[3]计算结果不便于分析，同时学生往往不具备独立完成编程求解的能力，他们几乎不得不把全部精力都放在提高计算机编程能力上，这样使“机械原理课程设计”变成了计算机语言课的训练，[4]偏离了课程设计的目的。而若指导教师将已编好的计算程序交给学生，由学生上机输入并调试程序，进行计算，将计算结果与图解法所得结果相比较，它只是起到对图解法的结果进行检验的作用，[2]学生应用计算机解决实际问题的能力没有得到有效的锻炼。若想进一步对机构方案进行对比分析或深入探讨，以上两种方法很难实现，这在很大程度上影响到课程设计的教学效果，不利于培养学生的工程应用能力以及创新能力，也不易调动学生的学习积极性。
3.学时相对较少
《机械原理课程教学基本要求（机械类专业适用）》中要求“机械原理课程设计”时间不应少于1.5周。[1]我校目前设置的课程设计时间为1周，并且根据教学计划“机械原理课程设计”安排在学期末最后1周，若除去设计准备和答辩的时间等，实际工作日不到四天，并且学生此时心思往往不在学校，急于回家，从时间跨度来说学生主动思考和解决问题的机会较少，完全处于被动的地位，他们很少有机会进一步优化设计或方案，与教学指导委员会制定的基本要求有一定的距离。学生课程设计的成果仅仅是一份图纸和书面报告，体会不到学习的乐趣，更不能提高创新能力。
二、虚拟样机技术
虚拟样机技术是随着当代科学的飞速发展在设计领域新兴的一种计算机辅助工程技术，是一种用来代替真实的物理样机设计、基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。虚拟样机技术涉及机械、电子、计算机图形学、协同仿真技术、系统建模技术、虚拟现实技术等多个领域、多项技术，其本质是以计算机支持的仿真技术和生命周期建模技术为前提，以多体系统运动学、动力学和控制理论为核心，借助计算机图形技术、交互式用户界面技术、并行工程技术、信息技术、集成技术等，从外观、功能和空间关系上模拟真实产品，模拟在真实环境下系统的运动学和动力学特性并根据仿真结构优化系统，为物理样机的设计和制造提供参数依据。[5]虚拟样机技术改变了传统的设计思想。
借助于虚拟样机技术，设计工程师可以在计算机上建立机械系统的模型，伴之以三维可视化处理，模拟在现实环境下系统的运动学和动力学特性，并根据仿真结果对整个系统进行不断改进，直到获得最优设计方案。这极大地缩短产品的开发周期，节约产品的开发成本。目前，国外虚拟样机相关技术软件的商业化过程已经完成。其中美国MSC公司的软件产品ADAMS就是虚拟样机技术平台的杰出代表，该软件可以对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，并且方便快捷地可视化输出位移、速度、加速度和反作用力曲线等。随着虚拟样机技术在机械工程领域的应用和发展，ADAMS已成功应用于航空航天、汽车工程、铁路车辆、工业机械、工程机械等领域。
三、将虚拟样机技术引入“机械原理课程设计”教学
1.必要性
教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会2009年制定了“关于深化机械原理课程实践教学改革的意见”，其中明确指出目前机械原理课程实践教学改革应当重点关注的问题之一是商业软件（如ADAMS、Pro/E等），在实践教学中应用的相关问题，比如是否有必要对学生提出在软件应用方面的要求等。[6]面对新形势下“机械原理课程设计”教学出现的问题，有必要探索一种可激发学生学习兴趣、提高实践能力的新教学方法。
ADAMS软件具有快捷的、形象的动画展示等功能，采用ADAMS软件可快速方便地创建完全参数化的机构模型，快速对各种设计方案进行仿真分析，结果以曲线图和动画显示的方式形象展示，使机构运动学、动力学问题的分析变得简单、直观和精确，可弥补学生实践经验的不足，使学生有更充足的时间进行方案设计，方便学生对各种设计方案进行对比分析以及参数优化等，有利于激发学生的好奇心，提高学生自主学习的积极性，培养学生进行创新设计的能力，以及营造支持学生独立思考、自由探索的良好环境。在近几年，国内已有多所高校将ADAMS软件应用到“机械原理课程设计”中。[2-4，7-9]
2.实施过程
将ADAMS软件引入“机械原理课程设计”教学中，将会改变传统的教学模式，为了能增强教学实践效果、真正提高课程设计质量，笔者进行了以下的工作：
（1）课堂引导。根据教学计划，课程设计安排在第二学年，此时了解ADAMS软件的学生相对较少，基本上没有学生使用过，其原因一方面是由于该软件被引入国内的时间比较晚，另一方面是由于该软件的专业性强。学习和掌握ADAMS软件是关系到“机械原理课程设计”改革实践的关键，因此笔者在“机械原理”课程理论教学课堂中有意识地引导学生关注该软件，并在一些教学案例中演示如何应用ADAMS软件解决问题，使学生自主学习的目标得以明确。
（2）设置开放实验。在学生学习“机械原理”课程过程中，同时设置“典型机构运动仿真分析与验证”开放实验，实验内容为应用ADAMS软件建立一些简单、典型的连杆机构、凸轮机构以及齿轮机构模型，进行仿真分析，得到相关参数值，并以曲线图和动画等方式显示仿真结果。开放实验为选修实验，由学生自愿报名参加。在开放实验中，指导教师讲授并演示ADAMS软件基本操作以及连杆机构、凸轮机构、齿轮机构建模与仿真分析的内容和操作步骤，分3次讲授，每次3课时。每次相关内容讲授完毕后，由学生自主完成实验指导书提供的典型机构，同时开放机房，学生可利用课余时间学习。通过开放实验的锻炼，学生掌握ADAMS软件的基本操作，并对此产生浓厚的兴趣，同时为学生应用ADAMS软件进行“机械原理课程设计”打下基础。
（3）实际指导。编制一本应用ADAMS软件进行“机械原理课程设计”的指导书，明确课程设计的内容与要求。在课程设计周指导学生上机操作，与学生讨论、分析问题，引导学生与应用图解法的同学相互讨论、检验结果，从而体现学生主体、教师主导的教学思想。
3.应用实例
笔者连续两年在2009级、2010级机械设计制造及其自动化专业和车辆工程专业进行了“机械原理课程设计”试点教学。
2011年，首次将虚拟样机技术引入“机械原理课程设计”教学，在设置“典型机构运动仿真分析与验证”开放实验时，面向2009级机械设计制造及其自动化、车辆工程专业共8个班，采取学生自愿报名的方式。考虑到第一次进行尝试，为保证实验质量及效果，开课之前通知学生每班限额5名，但实际报名情况超出预想，达到了74人，择优选择52名同学。在开放实验过程中，学生学习了ADAMS软件基本操作以及连杆机构、凸轮机构、齿轮机构建模与仿真分析的内容和操作步骤，为下一步进行机械原理课程设计打下了良好的基础。在机械原理课程设计周，笔者指导其中一个班，在该班参加过开放实验的同学中选择了部分有意向的同学进行试点，要求这些同学除了完成图解法的课程设计内容之外，还须运用ADAMS进行机构建模、仿真分析，并验证图解法的结果等。试点的结果是仅有少数同学能达到要求，即利用图解法进行课程设计之外，还能运用ADAMS软件，经调查获知原因是时间紧、工作量大。试点后同学对运用ADAMS软件进行课程设计产生了兴趣，有自主学习的积极性。
2012年，结合2011年经历并为保证教学效果，仅从2010级机械设计制造及其自动化专业其中2个班选择31名同学参加开放实验。由于人数得到控制，指导教师有更多的时间与精力辅导学生，因此学生对ADAMS软件的掌握更为熟练。在机械原理课程设计周，笔者同样是指导其中一个班并选择了有意向的同学进行试点。根据2011年经验，这次允许学生不使用图解法，而是直接运用了ADAMS进行机构建模、仿真分析，但须对设计方案进行比较分析，并优化各个设计参数。这样，学生有更多的时间相互讨论并设计各种方案，对计算结果分析得更为透彻，能独立思考问题，真正锻炼分析问题、解决问题的能力，变学生被动学习变为主动学习。
四、结束语
将虚拟样机技术引入课堂使教学效果有了明显的提高，真正体现了学生主体、教师主导的教学思想，学习的兴趣较浓。经过课程设计锻炼后，学生普遍认为收获较大，实践能力得到了提高，随之积极参加、开展各种课外科技活动。实践中也发现了一些新的问题，如指导教师工作量大大增加、知识面不足等，这样就对指导教师提出了更为严格的要求。如何解决这些新问题以及如何将试点普及到整个专业所有同学，使更多的同学受益，需进一步研究与探索。
参考文献：
[1]教育部高等学校机械基础教学指导分委员会.高等学校机械基础系列课程现状调查分析报告暨机械基础系列课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2012.
[2]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报（社会科学版），2008，26（s1）：51-53.
[3]朱玉.Pro/E和ADAMS在《机械原理课程设计》教学中的应用[J].江苏教育学院学报（自然科学版），2006，23（4）：112-114.
[4]席本强，王琦，曲辉.机械原理课程设计的创新型教学模式[J].中国现代教育装备，2010，（21）：94-95.
[5]陈德民，槐创锋，张克涛，等.精通ADAMS2005/2007虚拟样机技术[M].北京：化学工业出版社，2010.
[6]教育部高等学校机械基础教学指导分委员会机械原理组.关于深化机械原理课程实践教学改革的意见[J].辽宁师范大学学报，2009，
32（8），增刊：14-17.
[7]孙志宏，单洪波，庄幼敏，等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索，2007，26（11）：98-99.
【关键词】机械专业;自动控制原理;教学改革
自动控制原理是机械类专业一门重要的专业方向基础课程，是控制类课程的核心，该课程与机械工程实际密切相关，课程教学中必须与机械类专业其他课程联系起来，要让学生对该课程引起足够重视，使该课程成为机械类专业后续课程的重要基础。为了掌握塔里木大学机械类专业学生在学习自动控制原理课程中的各种问题，也为了获得学生对该课程的意见和建议，帮助教师选取更实用的教学内容、采用合适的教学方法等，提高该课程的教学质量，帮助机械类专业学生学好这门重要的控制类基础课程。为此，对塔里木大学机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类本科专业学生进行了自动控制原理课程的问卷调查，通过问卷调查发现学生在该课程中的各种问题，教师以此为重要依据，来进行课程教学改革，努力提高课程教学效果。
一、问卷调查的实施
(一)问卷调查内容的拟定。
结合机械类专业自动控制原理课程实际，设定如下的调查题目:大家认为学习自动控制原理课程的重要性如何?大家在学习自动控制原理课程时，遇到的最大问题是什么?大家认为自动控制原理课程中最难理解的是哪些知识点?大家的自动控制原理作业是如何完成的?大家在学习自动控制原理课程时，最感兴趣的是哪些内容?大家希望在自动控制原理教学中教师采用哪种教学方法?大家学完自动控制原理课程后最大的感受是什么?大家自己是采用哪些学习方法来学习自动控制原理课程的?请大家列出学习自动控制原理的收获?请大家列出对自动控制原理课程的意见和建议?以上这些调查题目，针对不同内容，有的给出了选项供学生选择，有的是让学生自行根据实际填写，通过问卷调查，充分挖掘学生在自动控制原理课程学习中的各种问题。
(二)问卷调查的发放和回收。
通过对机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类专业已经学过自动控制原理课程的班级发放问卷调查，问卷采用不记名的形式，由学生自行根据自己实际情况如实填写。三个机械类专业各发放30份调查问卷，一共90份调查问卷，教师督促学生全部交回调查问卷。
(三)问卷调查的分析。
1．课程重要性认识方面。
大部分学生都明白自动控制原理课程的重要性，都懂得该课程是机械类专业控制类课程的基础，都能从心底里引起足够重视，只有很少一部分学生感觉该课程理论性太强，感觉好像在学数学，对于数学基础薄弱的这些学生来说，对该课程重视不够，甚至对该课程有抵触情绪，总的来说，大多数学生能重视这门课程，有学好该课程的强烈愿望。
2．课程学习中遇到的最大问题。
大部分学生表示，该课程学习中遇到的最大问题是课程对数学知识要求很高，学生在学习该课程时，必须先要翻阅数学课本，重新温习微分方程、函数、向量、拉普拉斯变换、拉普拉斯反变换、傅里叶变换、复数、矩阵等数学知识，所以数学基础薄弱的学生在学习该课程中，往往由于数学的问题，导致该课程上课时听不懂，跟不上老师的节奏，久而久之，就放弃了该课程。还要相当一部分学生反映，在该课程学习中遇到的问题还有结合图形分析，该课程的教学中，很多知识要通过图形讲解，分析问题也要涉及到画图，很多学生厌烦画图，所以学生感觉图形分析也是本课程的难点之一。
3．课程最难的知识点。
大部分学生表示，自动控制原理课程中根轨迹分析是课程最难的地方，因为根轨迹分析法比较抽象，概念不好理解，首先要画出根轨迹图才能进行分析，画根轨迹图必须要熟悉大量的绘制根轨迹的规则，学生对这些绘制法则比较模糊，理解不透彻，导致很难画出准确的根轨迹图，会影响对系统的分析。还有一些学生认为该课程另外一个比较难的知识点是系统的设计与校正，设计的步骤学生好理解，关键是系统设计中用到校正，学生不易理解校正的具体应用。
4．课程最感兴趣的内容。
学生普遍对该课程中自动控制的应用最感兴趣，学生普遍关注的是自动控制系统如何运行的，如何发挥出自身优势，如何能减轻人的劳动力。学生对自动控制的应用充满无限遐想，心里想着，生活中哪些方面可以想办法引入自动控制，以提高效率，减轻人的劳动。
5．期望采用的教学方法。
考虑到自动控制原理的图形多、公式多、分析方法多等特点，学生们普遍表示，该课程的教学中不能教师在课堂上满堂灌地讲概念、推导公式、介绍各种系统分析方法等，必须要采取新颖的教学方法，才能提高学生的学习兴趣，学生普遍表示，教学中要多举实例，每章结束后要及时总结，希望教师把每章的知识点能进行梳理，可以采用微课的形式对每章知识点进行视频表述，方便学生业余时间观看学习，在该课程的实验中，要改变单一的传统实验模式，可以在实验中引入仿真，这些新颖的教学方法，可以为学生营造轻松的学习环境，提高学生的学习积极性。
6．课程学习方法。
大部分学生表示，学习该课程主要靠课堂上听老师讲解，大部分学生课后只是完成教师布置的作业，作业完成以后就不再看书，对该课程的学习投入不够。将近一半的学生能进行课前的简单预习，极个别学生课前根本不预习。课程作业基本都是按照教师讲的解题方法或者参阅教材上的例题，按部就班完成任务，很少深入思考，极个别学生作业不会做，也不认真思考解决，为了完成任务而抄同学作业。
7．学完课程的收获。
学生普遍表示，学完自动控制原理课程，懂得了自动控制的概念、组成、类型、应用、要求等，明白了自动控制的重要性，特别是对于机械类专业的学生，非常有必要学好自动控制原理课程，因为很多的机械设备在工作中离不开自动控制，所以必须了解自动控制的最基本内容。学完该课程，了解了自动控制系统的分析方法和设计步骤，也学会了基本的判断自动控制系统能否稳定的方法等。学生在脑海里能把机械工程实际和自动控制联系起来，树立了机械工程背景。
8．对课程的意见和建议。
大部分学生建议该课程教学中，教师不能只讲课本理论知识，要多介绍自动控制在机械工程中的具体应用，要把该课程与机械工程实际结合起来，要多讲解自动控制案例，在课程教学中要利用好板书和多媒体，两者要良好结合，在课程实验中增加最新的仿真软件，来学会用计算机辅助系统的分析和设计，在教学中，教师要多把自动控制系统的前言知识和科研成果与课程内容联系起来，扩展视野。
二、自动控制原理课程教学改革的实践
针对在问卷调查中分析总结的问题，结合教师从事自动控制原理课程的经验，对机械类专业自动控制原理进行教学改革，以此提高该课程的教学质量，帮助学生学好该课程，为学生后续的专业课学习打下好的基础。
(一)课堂教学采用案例讲解和微课教学模式。
在该课程教学中，教师多查找机械工程实例，把课程知识与案例联系起来，为学生的学习树立机械工程背景，引起学生对课程的重视和学习热情。针对学生对每章知识点把握不准，在课堂教学中引入微课辅助，把每章重要的知识点制作成微课，学生对微课很感兴趣，除了在课堂上每章结束给学生通过微课总结，学生也可以利用课余时间观看微课视频，方便学生随时学习。在课堂教学内容方面，要针对学生学习该课程中遇到的困难，对难的内容要反复讲解，教学中要及时给学生补充复习数学知识，在学习方法上，要给学生正确引导，要让学生每次必提前预习，特别是涉及到数学知识时，要求学生课前必须先预习回顾数学知识，做到课堂听课时心中有数，能跟上教师的讲解节奏。要重视课程的作业，及时布置典型作业题，及时批阅，及时讲解作业题中发现的问题，使作业成为检验学生所学的重要依据。
(二)实验教学中增加系统仿真。
要改变传统的实验台接线验证实验原理的简单实验模式，在自动控制实验中增加计算机仿真，给学生提供新颖的实验模式，提高学生实验兴趣，让学生学会用计算机仿真来进行系统仿真分析和设计。
三、结语
通过在机械类三个专业学生中进行自动控制原理课程问卷调查，能更好地发现学生在该课程学习中遇到的问题，及时听取学生对课程的意见和建议，以此来进行课程的教学改革，一切为了学生，不断提高教学质量，帮助学生学好该课程，为学生后续的机械专业课学习打下好的基础。
【参考文献】
［1］买买提热依木•阿布力孜．民族班“自动控制理论”课程问卷调查及教学改革［J］．电气电子教学学报，2012，2:23～24
1、知识功的原理
二、能力教学点
1、观察、分析、总结、归纳的能力
2、动手实验能力
3、应用知识解决实际问题的能力
三、德育渗透点
对学生进行物理学史的教育，培养学生热爱科学，为科学勤奋学习的情感
四、重点及解决办法
功的原理。通过学生分组实验，创设物理情景，学生讨论等方法突出重点
五、难点及解决办法
对功的原理的理解，动力对机械所做的功，机械克服阻力所做的功的理解。解决方法：采取演示实验和学生实验相结合的方法，用启发、讨论、交谈法突破难点
六、教具准备
投影片铁制大滑轮一个塑料小滑轮28个杠杆一根钩码28套定滑轮一只细线若干弹簧秤28个
七、教学过程
一、新课引入
1、前面我们已经学过了功和功率，今天我们学习一个与机械做功有关的原理------功的原理。(出示学习目标)
片一：
我们的目标：
1、知道功的原理，能用功的原理分析日常生活中比较简单的实际问题。
2、进一步训练我们观察、分析、概括、推理能力和运用所学知识分析解决实际问题的能力
2、出示一个重物，问：在生活中，要把这个物体运到高处，你有哪些方法？(讨论)
讨论后得出：
(1)可以直接用手把物体拉上去（片二）
(2)可以用杠杆把物体提上去（片三）
(3)可以用动滑轮，定滑轮或滑轮组把物体提升（片四）
3、请大家思考：
用手把物体拉上去，拉力对物体做功了吗？
用杠杆，动滑轮等简单机械提升物体时，动力对机械要做功吗？如何计算？（W1=FS）机械要对重物做功吗？如何计算？（W2=Gh）机械对工作对象做功，我们就说机械克服阻力做了功。在实际生活中，大家为什么要选择简单机械呢？讨论思考，小结（见投影片五）
片二：片三
可以省力（但费距离所以不省功）
可以省距离（但费力所以不省功）
使用简单机械
可以改变施力方向（既不省力，也不省距离，同样不省功）
片四片五（做成覆盖片）
二、新授
1、那么，动力对机械所做的功，与机械克服阻力所做的功相比，两者大小是否一样？或者说，使用简单机械能不能省功？下面我们用动滑轮提升重物的实验研究这个问题（引导学生预习实验方法，原理，实验步骤及实验注意事项）
2、学生实验，完全下列表格：（投影六）
实验次序
钩码重（牛）
弹簧秤示数（N）
钩码提升高度（m）
绳子自由端移动距离（m）
动力对机械做的功W1（J）
机械克服阻力做的功W2（J）
1、用塑料轻质小滑轮
1．96
1．0
0．1
0．2
0．20
0．196
2、用塑料滑轮
1．96
1．1
0．1
0．2
0．22
0．196
3、用铁制重滑轮
1．96
2．7
0．1
0．2
0．54
0．196
(全班分成两人一组，分组进行实验，分别做实验1与实验2，事先安排其中一组同学做实验3，数据最后公布)
3、引导学生分析数据得到结论：
（1）力对滑轮做的功________滑轮对钩码做的功
（2）用动滑轮_____（选填“能”或“不能”），且使用较重的动滑轮比使用较轻的动滑轮，动力所做的功要_________。
（3）思考：从（3）~（1），动滑轮对钩码做的功都相等，但动力所做的功逐渐减少，为什么？能不能更少一点呢？能小到小于W2吗？
4、投影用动滑轮提升重物
片七：
设重物重力为G，重物匀速提升h时
手的拉力（动力）F＝＿＿＿G
手移动的距离S＝＿＿＿＿＿h
拉力做的功W1＝FS＝＿＿＿＿
动滑轮做的功W2＝＿＿＿＿
结论：
W1＿＿＿＿＿＿W2（不计动滑轮自身的重及摩擦）
5、阅读P.96实际上“……”
阅读“功的原理”，结合所做的实验，理解其中包含哪几种功？“所有阻力的含义”
三、总结：(板书设计)（投影八）
（1）功的原理的内容：利用任何机械做功时，动力对机械所做的功等于机械克服所有阻力所做的功，也就是说，利用任何机械均不省功
（2）原理图
动力F
W1
机械G，
W2
重物G
（3）公式（理想情形）W1＝W2（不计机械自重及摩擦）
（实际情形）W1＝W2＋W3（W3为克服自身重力G和自身摩擦f做功）
（W3＝G，h,＋W自摩）
（4）适用范围：所有机械共同遵守的“黄金定律”适用于从简单到复杂的一切机械，所以设计任何省功的机械均是徒劳的。
四、课堂练习（投影九）
1、功的原理内容是什么？
2、既然任何机械都不做功，人们为什么还要使用机械呢？
3、判断对错：
A、使用定滑轮不省力，也不省功（）
B、使用动滑轮省一半力，所以省一半功（）
C、使用机械不能省功，但一定省功（）
D、省距离的机械一定费力（）
E、使用任何机械都不能省功，因此使用机械是无益的（）
F、功的原理只适用于自重和摩擦不计的理想机械（）
G、要把20N的物体举高1米，不论使用何种机械都不省功，动力做功至少20焦。
完全投影片五，加深对功的原理的理解，加深使用任何机械均不省功的理解。
4、一人用一根轻质杠杆将重为500牛的物体举高时，做了250焦的功，求物体被提升的高度。
五、布置作业
关键词：教学改革与实践 机械原理 创新能力培养
1 概述
《机械原理》是机械类学生必修的一门重要专业技术基础课程，在培养学生的机械设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位[1]。近年来，随着机械原理课程体系的改革与深化，课程内容不断更新和增加，教学学时相对减少，教学目标不但没有降低，反而有所提高[2]。因此，如何紧扣学科发展脉搏，切实提高学生学习的自主性和能动性，使学生在较短时间内既能掌握主要内容，又有一定的基本技能训练，培养和提高学生的实践和创新设计能力，成了教学改革的重要课题[3]。
2 我校《机械原理》教改的实践措施
我校机械专业在办学伊始就参照教育部机械基础课程教学指导委员会颁布的最新《机械原理课程教学基本要求》[1]，密切跟踪国内先进的教学理念，进行了相应的改革和实践，取得了较好地教学效果。
2.1 构建合理的课程理论教学内容体系 通过对相关高校、企事业单位的对人才的实际需求以及对学生学习基础和学习能力方面的调研，深入探讨了本课程同其先修课程和后续课程之间的内在联系，进一步细化本课程各内容所应体现的基本应用技能，力求将机械原理的基本知识、专业理论知识和实际操作技能有机地结合起来。在此基础上，结合最新《基本要求》的指导原则修订编写原有教学大纲，围绕培养学生的机械系统综合设计能力这个中心构建合理实用的课程内容体系，将理论教学的内容分为五大专题：机构结构分析、机构运动分析和力分析、常用机构及其设计、机械系统运动方案设计、机械系统动力学。将某些应用理论力学知识就应该能解决的内容或某些难度较大的内容不再列入本课程的基本要求中，并且增加了一些适合于学科发展和人才培养的新内容，删除了一些过时陈旧的内容；另一方面，在要求的层次上对某些内容也进行了适当调整。
实践证明，这种教学内容体系使得本课程的知识结构层次上显得更为清晰和规范，更符合机构学及机器动力学自身的发展规律。
2.2 精选授课教材，编写配套讲义 目前市面比较有代表性的本课程参考教材有西北工业大学孙恒主编的《机械原理》、东南大学郑文伟主编的《机械原理》、清华大学申永胜主编的《机械原理教程》以及上海交通大学邹慧君主编的《机械原理》等。这些教材各有其特点，但都是按照《基本要求》的教学内容编写的。我校根据自身的特点以及教学的便利性选择了国家级规划教材—孙恒主编的《机械原理》[4]，并根据授课的基本内容并结合我校的近年教学实际情况，借鉴兄弟院校的经验，从培养生的工程创新思维能力的角度出发，从2006年下半年起开始陆续编写了《机械原理习题练习册》、《机械原理实验指导书》以及《机械原理课程设计指导书》等讲义，作为我校机械专业学生的教学辅导用书，使用效果良好。
2.3 优化教学方法，提高教学质量 积极探索灵活多样的课内外、校内外以及各种时间与空间相结合的机构分析与机构创新技能训练的教学新模式，开发完善了立体化教学资源，包括授课所用的多媒体课件、功能较齐全的课程学习网站等，充分有效地利用网络多媒体技术将原来集中统一理论讲授、现场参观的方式改为现在的由教师边讲解、边动画演示的方式，使学生在学习时可直接观察到机构的运动过程及其产生的现象，激发起学生的好奇心，加深对抽象概念和各种机构的原理、特性的理解，提高了学习效率，并培养了学生的自学能力、观察能力、动手能力、研究和分析问题能力。
2.4 加强实践教学环节，突出工程创新特色 通过实验教学和课程设计这些实践环节，使学生更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，进一步提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机等能力，特别是加强培养学生创新意识和分析问题、解决问题的能力。
因此，我们根据选定的课程内容和必需的应用技能要求，征求企业中专业人员的意见，将来源于企业实际工作实践中的项目，进一步分解成子项目让学生完成，并且内容包含激发学生兴趣的亮点，任务呈现在复杂背景之中，使学生在实现任务的过程中，既培养学生分析问题、解决问题的能力，又能有效地锻炼创新思维能力。
2.5 积极开展第二课堂，提高学生的创新实践能力 为激发学生学习《机械原理》和工程创新设计的兴趣，我们在课堂以外开设了众多的“第二课堂”，也即学习兴趣小组。每一小组有2~3位指导教师，机械专业的学生可以自由随意加入，定期开展知识讲座、学习探讨、技术交流、作品展示等。在这些“第二课堂”中我们给学生讲授了Matlab、Adams等虚拟仿真软件的基本用法及其在《机械原理》课程学习中的应用；我们结合三维设计软件、反求设备以及逆向造型软件的使用，向同学们进一步介绍了创新设计的基本原理及实现方法。
通过这些第二课堂的开设，加深了学生对《机械原理》课程学习内容的理解，极大地激发了他们的学习兴趣、提高了他们的工程创新能力。近年来，我校的机械专业的学生在全国各大赛事中屡屡获奖就是我们教学成果的最好证明：参加“全国第二、三、四、五届大学生机械创新设计大赛（安徽赛区）”竞赛共获一等奖4项、二等奖7项、三等奖8项、“全国三维数字化创新设计大赛”（安徽赛区）特等奖等。
2.6 建立多元化的考核评价模式 目前《机械原理》课程的考核评价方式一般为平时成绩加上实验成绩约占30％，闭卷考试的卷面成绩占70％。这种考核方式不能真实的反映学生实际应用技能的掌握，因此，近年来，对于《机械原理》课程的考核，我们在以下方面做了一些有益的尝试：
2.6.1 增加与实践相结合的内容，重点考核实践操作技能、解决实际问题的能力以及综合创新能力，鼓励学生创造性地发现问题及解决问题。
2.6.2 摒弃传统的闭卷考试，采取开卷、闭卷、操作、口试、专题报告以及学习成果汇报等多种考核形式来展现学生学习的过程和结果，同时在可能的情况下引进企业评价作为考核参考。
2.6.3 在开课时就公开地告诉学生课程考核评价方案，让学生能够积极主动地参与评价，及时了解其在学习过程中取得的进展和成功，又能真实知晓其不足，以便找到进一步努力的方向，使考核评价成为一个继续学习的过程，充分体现学生在自主学习中的主体地位。
3 结束语
当今我国已纳入国际经济竞争与发展的大环境中，这就要求我国的工业界必须拥有一大批具有创造性的研究开发型工程师。作为培养机械工程师设计能力主要课程之一的《机械原理》也应该体现创新意识和创新设计能力的培养。本文主要介绍了我校在《机械原理》的教学实践中的一些有益的尝试，实践表明，这种基于工程创新理念的教学改革举措，大大激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新实践能力。然而，作为机械专业核心课程《机械原理》的执教教师，我们任重而道远，在接下来的教学工作中还要结合机械工程学科的发展需要及教学实践的总结，不断改进教学方法，力求与时俱进，进一步提高教学质量。
参考文献:
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[3]王志伟，孟玲琴. 基于创新能力培养的《机械原理》教学[J]. 农机化研究，2004，（2）：270-271.
【关键词】中职教育 机械专业 教学策略
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）10B-0042-02
社会环境所出现的持续性发展变化，给就业人员提出了越来越严格的要求，这无疑是对中职机械教学的巨大挑战。我们知道，中职学校为我国的机械事业培养和塑造了无数的专业人才，但是在新的时代环境下，人才需求出现了转变，因此中职机械教学必须顺势而为，要突破传统的教学思维，让教学过程和就业过程有机衔接，满足社会发展的需要，为社会培养出更多掌握技术、素质优异的人才。
一、以实践为导向开展学习
教师需要把机械学科的基本课程内容视为向工作就业的基础，把课堂移置到机械加工现场，在实物面前系统讲解机械工作原理。通过感性认识和理性认识的结合，使学生对机械原理了解得更加深透。重新对教材内容进行整合与选择，不以知识在教材中所占的比重为重点衡量标准，而是以知识在实际中的需求量为衡量标准。比如，把与未来工作关系非常密切的机械传动知识、一般轴系零件知识、液压传动知识等，作为教学重点内容。加强学生在这些重点内容上的学习和掌握，使理论学习和实践、就业进行有效连接。合理设置实践课程，让学生在实践课中，依照教师的指导，通过实训准确掌握操作的基本方法。带领学生到企业听企业操作人员讲解机械的使用、维护知识与技能，比如当学到定轴轮系知识的时候，带领学生到车间，直接观看工作人员如何操作普通车床，让学生直观地了解普通车床的工作原理与操作规程，然后现场教给学生操作的方法，并进行必要的练习。
二、以师生互动为根本开展学习
加强师生互动是教学过程稳固性和灵活性兼备的根本。中职学校机械专业教师需要凭借专业科目中所涉及到的丰富知识，利用灵活丰富的教学手段，把机械课程的目标内容传输到学生头脑中去。在课堂教学设计中，教师要尽可能地根据企业的实际生产情况，把握好教学的重点和难点。然后结合学生的生活经验，用生动活泼的方法与学生进行互动，共同探讨复杂抽象的机械原理。通过互动教学，让学生真实地感受到机械运动的生动性与灵动性，使学生更好地克服畏难惧险的心理，真正地了解和掌握机械工作原理。有时为了提高师生互动的高效性，教师可适当地把一些教学重点放到难点问题上，通过对难点问题的研究来增加课堂互动。比如针对机械运动与机械传输难点，教师尽可能少用抽象的概念和公式，而是将之替换成生动的比喻，用学生喜闻乐见的方式用来加深学生对难点的认识。充分激发学生的想象力，通过一些常见的机械设备中的运动与传输方式来引导学生去探究难点问题。有的时候直接把这些难点问题转化为课堂作业，让学生在课堂中进行交流与互动，在课堂中完成作业。比如在实训中，故意设置一些机械故障，让学生相互讨论。老师适时引导学生分析问题，与学生一起观察机械结构、查找与难点问题密切相关的参考资料等。在这种互动中引导学生解决问题的思路，培养学生形成好的思维习惯，扩大学生的专业视野。
在师生互动教学中，激励学生积极思考，善于思考。让学生学会主动思考，并在解决问题中能够进行联想，把一些周边问题考虑进来，从不同的角度来思考问题。比如学习棘轮机构时，学生对力的传输问题比较难理解，此时就可以让学生联想骑自行车的情境，让学生思考为什么反踩踏板的时候，自行车不会向后退。由此问题引导学生对棘轮机构进行思考，从而掌握了棘轮机构的工作原理。在师生互动中，把学习效果带到更高、更有效的层次。
三、以模型、案例和多媒体教学为主要手段开展教学
中职机械教学虽然有丰富的理论支撑，但是也需要灵活的教学手段来支持，否则学生将难以学习和掌握这些知识。就目前的情况来说，教学模型、教学案例，以及多媒体三者为主要的教学手段。
（一）模型教学有助于基本理论知识的讲授。出于节省教学成本的考虑，教师可以指导或者带领学生利用旧物再利用的办法自制模型。引导学生充发挥想象力，把不同的材质与不同的机械结构相关联，制作出相应的机械零部件模型。在制作模型过程中，教师要针对性地解决学生在学习中遇到的一些实际问题。比如一件完整的机械模型，其表面有很多的槽和孔，其内部又具备各种配合结构与功能，结构较为复杂，这些结构在理论学习时只能依靠想象来理解，现在让学生亲手制作这样的一个模型，学生就能从生产与装配过程中，完全了解和掌握这个模型的原理、结构和各部件的功能，从而把理论与实际更好地结合起来，帮助学生对机械理论的理解和掌握，使学生的想象力与思维创造力得到锻炼与提高。
（二）案例教学可以让中职机械教学呈现出浓郁的研究氛围。实际上，案例教学正是当今中职院校机械专业教学创新的一种重要手段。引入案例进行教学，使学生能够独立地观察案例、欣赏案例，主动地发现和解决问题，从而锻炼学生独立判断能力。然而需要注意的是，在选择案例时，应当尽可能避免形式化的问题，也就是说，不要随意选择、盲目选择，案例要和机械知识有密切关联，并且保证其具有可深入探讨的特点。比如教师可以把教材里面的一些经典案例专门拿出来予以升华提炼，使之更具有探究性，同时又能满足不同层次学生的需要，让学生对它进行持续深入地研究，从而习得知识，掌握理论。
（三）多媒体技术让中职机械教学更加生动形象。利用多媒体讲解机械原理与机械零件，更加直观、形象，学生也更加容易理解。比如讲解机械传动时，利用多媒体技术以动画的形式显示，就能够把本来只能依靠想象才能理解的内容结构，真实地展示出来，让学生看到机械内部结构，帮助学生更好地理解它的工作原理。又比如平面连杆机构和凸轮机构，以前用得比较多的是实践教学，通过操作让学生了解和掌握其工作原理及各部件的功能，这种教学方法，耗费很多时间，而且也不一定好，利用多媒体技术手段，将曲柄摇杆机构等的规律进行形象直观地演示，学生就能从中看到它们的结构及各部件的功能，从而理解和掌握它们的工作原理。在此基础上，如果教师把生活中的具体案例如缝纫机、汽车雨刷、摇头风扇等的工作原理以多媒体课件的形式呈现出来，那么这些生动动画或视频就能更好地帮助学生更加深刻地理解机械原理。多媒体技术给课堂教学提供了巨大的帮助，使机械教学更加生动形象。
在中职机械教学过程中，采取有效的教学手段，可以让教学效果得到更大的提高，为社会培养企业生产专业人才，满足社会对就业人员提出的越来越严格的要求。
【参考文献】
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[4]吴小峰.浅谈中职机械教学的创新[J].黑龙江科学，2014（9）
关键词：独立学院；机械原理；教学改革；创新能力
中图分类号：K826.16文献标识码：A
0前言
就目前而言，独立学院的的培养目标大都定位于应用型本科人才的培养，人才的培养模式必须与人才培养的目标相适应。应用型本科人才的培养模式，除了包括理论课程体系和实践教学环节的设置外，更重要的在于课程的优化，从而达到应用型本科人才培养的预设目标。目前，独立学院学生有上课迟到、旷课，除了学生自身的原因，还存在课堂教学不能满足学生发展需要这个主要矛盾。
1教学内容的改革
目前，《机械原理》的教材偏向于对现有的各种工程机构的分析，为了提高学生的设计能力和创新能力，在课时不变的情况下（48学时），必须对教学内容做相应的调整。
独立学院有必要联合编写特色教材。首先对理论力学中重复的内容进行删减。独立学院教师在教学过程中可以根据自己院校的特点在内容的选择上，有所侧重，有所选择。近些年来,随着机械原理教学改革的深入和课程体系的调整,面对独立院校学生的现状,如何使学生在较短的时间内掌握好基本内容,并具有机械设计意识和提出问题、分析问题及解决问题的能力,需要我们去认真思考、勇于探索和敢于尝试。其次，同学们对现实生活中的工程机械非常感兴趣，对理论性很强的知识则学习积极性下降很多，先看实验录像，再通过实验录像来分析原理，最后总结知识要点及其重要性，从而收到良好的教学效果。
2教学方法的改革
2.1教学手段的灵活化
要将计算机技术和网络技术与现代实验技术相结合，灵活应用。我院机械系的学生大一开始学习CAD平面设计软件，大二开始学习solidworks软件。学生有了软件和设计概念的基础，在上《机械原理》课程时，可以将三维软件引入《机械原理》课程教学改革的方法，通过将三维引入课堂教学，把枯燥的机械专业理论转化为直观动态的仿真模拟，让学生获得直观感性认识，提高学习兴趣，也提高了课堂教学质量。
2.2教学场所的多样化
教学场所作为教学手段应用的环境，不必总是拘泥于教室。实验室和学生生产实习的工厂都是良好的现场教学手段，让学生走出课堂、步入工程现场，让理论联系实际。
3创新能力的培养
创新来自观察，来自实践，可以有计划地设置主体（例如机械创新设计大赛、慧鱼大赛），引导学生的课外科技创新活动。我们的目的在于通过这一主体活动，引导更多的学生进行应用型学习。我校新引进了慧鱼的一系列产品，目的在于让学生在拼装各种模型的过程中，不断思索不断创新。
4考核方法的改革
为了更好的落实本专业 “一线工程师” 的人才培养目标， 所以提高学生的动手能力势在必行。在考核方式上，根据我校实际情况， 在40分的平时成绩中， 改变过去以点名和教师对学生的大概印象来评分的模式。即：出勤考核占10分，回答问题和作业占10分，实验占20分。 实验包括操作和撰写实验报告， 操作增加了学生的动手能力， 撰写实验报告对培养学生主动学习能力、 熟悉和深化某一专业知识点大有益处， 同时对于专业知识的学习和综合素质的提高作用明显。
5结语
只有将教学内容、教学方法、考核方法等教学改革应用到《机械原理》中，才能更好地为教学服务，才能显著提高教学质量。
参考文献：
【关键词】《机械设计基础》；《汽车构造》；结合教学；教学改革
本文的研究以高职高专《机械设计基础》教学改革为导向，结合汽车类专业课程《汽车构造》教学过程，在分析汽车类学生实践教学现状的基础上，结合高职高专人才培养目标及实践教学目标、教学要求及教学特点，遵循以职业能力为本位的原则，探讨高职高专《机械设计基础》教学中教学方案的设计、教学方法与手段的创新。积极探索《机械设计基础》和《汽车构造》结合教学的教学新模式。以教学实证研究为基础，探讨如何改革实践教学模式，全面提高学生的理论修养和实践动手能力。
一、教学方法和手段改革
针对高职院校汽车工程专业的培养目标和教学目的是以认知为目标，我们提出两点改革意见：
（1）要轻文字描述，重图片、模型和实物的认识，把机械设计基础课程中大量的概念和工作原理等利用多媒体软件转换成汽车构造中具体的图片演示、生动的三维立体动画演示，以及丰富的视频演示等。例如在讲解轮系原理和结构时，在授课中利用多种汽车变速器的挂图和动漫视频资料。使学生对汽车变速器构造、设计目的、使用效果等产生非常深刻的印象，符合汽车工程专业培养的基本目标。
（2）部分内容采取在专业教室授课的手段，借助教学模具和实物进行结构和原理的讲解。专业教室与普通多媒体教室的主要区别是布置了汽车各部分总成及零部件陈列架。在专业教室授课时，可随时针对具体的实物讲解理论知识，使学习的过程直观和简单，可以很好地提升课堂教学效果。如讲解万向联轴器时，借助万向节实物可以使学生一下认识到十字轴万向节运动的不等式性和准等速、等速万向节的结构特点，使课本中的难点变简单。
二、实践教学环节改革
机械设计基础和汽车构造课程除了设置理论课之外，还有机械原理、汽车构造实训课程，理论和实践分开授课，机械原理和汽车构造实训课程各自为政，非常不利于教学质量的提高。为此针对课程实践教学，提出理论实践一体化授课，机械原理和汽车构造实训交叉结合进行，开放性实验室的实践教学改革思路，为全面提高学生实践效果创造条件。
（1）理论实践一体化授课，机械原理和汽车构造实训交叉结合进行是指机械设计基础和机械原理认知实验，汽车结构拆装实验与理论教学进度同步安排，交叉结合，按各部分结构总成为单元，每完成一个部分的理论授课，就安排一次实验课程。如在讲解完平面连杆机构原理后，先到机械原理认知实验室，认识各种平面连杆机构的原理和结构，再到汽车构造实训室，了解汽车构造中相关的平面连杆机构的实际应用和结构，使得学生认识到枯燥难懂的理论知识的应用价值，提高其学习的积极性和学习效果。
（2）完善实验室开放制度，并切实落实实验室开放。机械原理、汽车结构等实验室除在课内教学时间供学生使用外，更应在学生课余时间定时、定员向本专业的学生开放。并安排专业实验教师定期指导，使学习主动性好的学生有更多时间深入学习，增强实际操作能力。开放实验室可以使学生根据自己的时间自由参观学习，避免不必要的重复学习。在实验课堂上不解的疑难问题，没有掌握的操作要领，都可以利用课后到实验室加深体会，简单的可以对照课本利用实物自学，弄不懂的，每个实验室都有实验教师，可以随时请教。并且不受课堂上单一实验的限制，学生可以自由出入每一个实验教室，把前后章节的知识联系起来。最后学生可以到整车模型实验室把全书内容连贯到一起，对所学知识有一个系统的了解，促使学生对所学知识由感性认知上升到理性认识，培养了学生的自学能力和学习兴趣。学生可以根据自己的特点由浅入深地学习，这种集知识性、趣味性、实用性于一体的学习方式，大大激发了学生学习的积极性，使他们的学习水平很快提高。当然实验室的开放对实验室管理和实验教师安排提出了更高的要求。
三、教学设备和师资队伍建设
（1）教学设备 机械设计基础和汽车构造课程的结合教学，将理论教学引入实验室现场，首先要解决的关键问题就是必须要有与教学内容相配套的结构设备。该问题的解决可以通过整合汽车工程实训中心已有的汽车构造结构设备资源来解决。
（2）师资队伍 机械设计基础和汽车构造课程的结合教学，还需要专业教师具有比较丰富的理论和实践经验（既要熟悉机械设计又要懂汽车构造），较强的实践能力。在本课题的主要成员中，有2位教师曾经在研究所和企业从事过30多年车辆产品研究开发工作，具有比较丰富的工程实践经验；另有1位教师曾经在实验室工作多年，具有很强的实践动手能力。通过课题组成员的优势互补和老教师对青年教师的培训，可以构建一支既有比较深厚的基础理论，又有较强的实践能力的教学团队，解决师资队伍问题。
四、教学改革的成效
（1）学生更具体的理解了各种机械原理极其应用，更加重视了每一个教学环节，提高了学习乐趣。实现了从“要我学”向“我要学”的转变，以端正的态度、良好的学风来配合任课教师，锻炼自身的综合能力，培养了学生的创新精神、创新能力及团队协作意识。
（2）教师更加注重了每一个教学环节的质量标准，提高了教师参与教学改革的积极性与主动性，使《机械设计基础》与《汽车构造》教学相长，实践类课程教学与理论类课程教学活动融为一体，各类教学活动相互促进、相互补充、相得益彰，在学校的整体教育、教学过程中发挥了更大的作用。
（3）有力的促进了理论课教师、实践课教师及实验室人员、学生之间的沟通与交流。
（4）通过对课程教学条件、教学师资、学生状况、教学管理等各方面的考察，及时发现和解决教学过程存在的问题，保证了课程教学各环节处于良性循环状态。
【参考文献】
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关键词：机械原理；双语教学，现代化教育技术
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0030-03
一、多媒体双语教学的意义
随着中国经济的飞速发展和全球化程度的推广，中国与国际的交流已经非常频繁。为使高等学校毕业生能够达到具有参与国际竞争和赢得国际竞争的要求，高等学校对专业人才的英语能力、特别是英语应用能力进行有计划有步骤的培养已经成为一项迫切的任务[1-10]。双语教学可以促进学生更好地掌握专业知识，培养使用英语进行思维和交流的习惯和能力。高校推行双语教学有利推进我国社会和高校的国际化程度，有利于学生更自信地接受国际化挑战和为国家服务。如何开展、组织好双语教学，针对我国高校的具体情况总结出双语教学的经验，是目前重要的研究课题。结合当前现代化教育背景，针对《机械原理》课程深化教学改革，创建突出培养学生实践创新能力的教学新体系，提高机械原理课程教学水平，提升我校办学水平，为我校培养出高质量的、具有社会竞争力的人才提供先进的教学体系支撑。研究在使用多媒体课件条件下，给学习者创造学习和使用英语的空间，使学生在掌握学科知识的同时，能够尽可能多地使用需要他们掌握的英语，具有重要意义。
二、国内机械原理双语教学现状
教育部在2001年提出了“积极推动使用英语等外语进行教学，以适应经济全球化和科技革命的挑战”的倡议，提出了加强大学本科教学的12项措施，其中要求全国高校在三年内开设5%-10%的双语课程，并引进原版教材和提高师资水平。许多学校积极响应号召，在“十五”、“十一五”期间，开始了一批示范双语教学课程。关于“机械原理”课程也已经有部分高校开始进行了双语教学，如：清华大学、东南大学、福州大学、山东大学等。2001年由叶仲和、蓝兆辉与M.R.Smith合作出版的《Mechanisms and Machine Theory》是建国以来由中国教师编写的第一本英文机械原理教材。之后有2005年Charles E. Wilson，J. Peter Sadler著、秦伟编写的《Kinematics and Dynamics of Machinery》以及2007年由Robert L.Norton原著，韩建友改编的《Design of Machinery》出版。作为一种新生事物，“机械原理“教学，面临着师资培养、课程设置、教材编写等一系列课题。对于现有的中文授课形式，采用现代化教育技术手段应用于机械原理课程的教学已经比较成功。如何将英语的授课与现有的机械原理课程相结合，有利于该课程教学的开展，是一个重要的课题。目前国内，对于双语教学实践方法的研究，已经积累了一定程度的经验[1-10]。例如，对于双语教学的模式选择问题、教师水平问题、学生英语强化问题、教材选用问题等方面的研究。
三、我校开展双语教学的实践和总结
本课程所依托的机械原理课程为山东省精品课程，所在教学团队为省级教学团队，具有良好的教学研究和改革基础。通常采用双语教学需要适当增加教学课时，对于我们所讲授的班级，在教学大纲所定课时已定的情况下，本学期采用对连杆机构和轮系两章进行了过渡式双语教学。任课教师将现有多媒体课件修改为英语形式，教师课堂以英文讲授为主，在必要的时候增加中文解释。课前发给学生英文阅读资料和专用词汇目录。对于其他章节，则以给学生发英文阅读资料，学生需要翻译后提交读书报告，任课教师再给予修改并展开课堂讨论。为提高和巩固学生英文掌握水平，定期举行小测试。为与其他非双语教学班级统一考试，考试题目并未含有英文试题。期末考试成绩显示，两个班学生的知识点掌握情况与其他班级相当。我校使用的《机械原理》教材为高等教育出版社出版的，孙桓、陈作模、葛文杰主编。该教材为一本优秀的教材，目前已经出版7版，第8版在准备出版过程中。英文参考教材选用Charles E.Wilson，J.Peter Sadler著秦伟编写的《Kinematics and Dynamics of Machinery》以及Robert L.Norton原著，韩建友改编的《Design of Machinery》。西北工业大学版的《机械原理》教材十分适用于国内机械专业的要求以及学生考研的要求。两本英文参考教材则各有所长，侧重点不同。同中文教材相比，英文教材更突出了机器和机构的发展前沿，如对柔性机构、微机电系统、解析法的详细介绍如牛顿-拉普森法的引入、工程实际中复杂形状凸轮的设计和分析、工程中轮系应用的实例，等等，都比使用的中文教材要好。对于《机械原理》双语教学来说，应保证学生对中文教材各知识点的理解，此是第一位要求也是根本，即双语教学不妨碍学生对知识点的掌握；在当前国际化的大背景下，保证学生对与中文机械术语对应的英文专业词汇及英文句式的理解和把握，此是第二位要求；在第一点和第二点基础之上，介绍国外教材的先进教学理念和学科进展前沿，此是第三位要求，也是最高的要求。目前所授课的本科生为大三学生，基本上英语四级考试已经通过，部分同学已经通过英语六级考试。因此对于正常的英文阅读和理解问题不大。即第一位和第二位要求可得到保证。对于第三位要求，对教师和学生的挑战最大，但也是值得努力的方向。授课过程中最大的问题是学生的听力水平不高，因此在授课中采用课前发放英文阅读资料和专业词汇供学生预习，课堂中对于重要的知识点用中文复述和强调。
本课题在现代化教育背景之下，针对机械原理课程教学进行深化改革，致力于研究能够培养学生使用双语进行学习和思维的先进教学模式和思想，提出新的教学方法。本课题能够反映当前先进的教育教学理念和目标。本课题研究的方法和技术路线，不仅对于适用于《机械原理》课程教学改革，而且，对于机械类其他课程的双语教学改革也具有较好的理论指导意义和参考价值。
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【关键词】参与式教学 机械原理 应用
一、前言
培养创新性人才是高校的基本使命，采用参与式教学的方式，能够使学生融入教学氛围中，激发学生的学习兴趣，推动教学改革的不断发展。机械原理应用竞赛是机械原理课外活动之一，通过机械原理应用竞赛，能够让学生将基础知识与实践能力相结合，激发学生的求知欲望与创造欲望，完成机械机械原理课程目标。构建基于参与式教学的机械原理应用竞赛教学，能够在竞赛之中吸引更多的同学参与，从而让学生的创新性得到激发，推动学生素质的全面提升。本校积极开展机械原理应用竞赛，采用参与式教学，使更多的学生参与其中、乐在其中，学生的实践能力与创新能力得到了有效的锻炼。
二、参与式教学模式
（一）参与式教学基本原理
参与式教学是以学生为主导的教学方法，通过内在激励与外在激励相结合，明确教学目标，创建平等、民主的教学氛围，积极与学生进行沟通，从而激发学生参与的热情，提升学生运用知识的能力。工科专业的学生具有关注学习的实用性、注重学习的时效性与实践动手能力较强的特点，采用参与式教学方法，使学生在相对舒适的环境中学习，能够提升教学效果。
（二）参与式教学设计
机械原理具有较强的实践性与综合性，采用参与式的教学模式，能够使学生在实践中参与教学，从而掌握教学内容，达到教学目标。机械原理教学中采用参与式教学模式，可以进行以下的规划：（1）采用分组方式进行教学，在教学过程中，以小组的方式完成特定运动的分析、设计与完成，了解零件的加工方法，通过小组讨论，协作完成任务，提升学生对机械原理的理解；（2）设计选题与认识设置，选择具有代表性的应用布置任务，要求学生完成特定机构的原理分析、完成原理草图的绘制、优缺点讨论、归纳合理的解决方案、有条件的可以加工成产品等任务，使学生了解机构设计与加工的全流程；（3）成果演示与讨论，经过设计与加工之后，采用成果演示的方式阐述机构的原理与设计思路，采用答辩、自评与他评的方式对成果进行评价，让学生了解设计的不足，提升学习效果。
三、基于参与式教学的机械原理应用竞赛教学
本校2014年以“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计与制作”作为机械原理应用竞赛的主体。竞赛中笔者以升降课桌的设计进行讲解，结合实际生活中的典型案例提升学生的参与积极性，从而获得较好的教学效果。
（一）理论学习
参与式教学的主要内容包括理论学习、分组讨论以及机械原理分析，运动实现要点设计、归纳合理的解决方案、总结等过程，为了使学生掌握升降课桌的设计原理，笔者以当前市面上已出现的学生升降课桌作为案例进行讲解，让学生能够了解升降课桌的机械装置工作原理，并分析讨论这种课桌的特点，指出这种课桌最大的缺陷是需要借用工具才能调节高度，不能实现随手调节高度，从而为升降课桌的设计打下基础。
（二）工艺分析与设计
经过理论学习，学生已经掌握到四杆机构的设计原理与工作原理。在理论学习的基础上，引入机械创新大赛，让学生能够以小组的方式设计出升降课桌。小组设计中不同小组的运用的原理并不相同，有的小组采用分别设计然后对比选择最优设计的方法、有的小组采用成员积极参与讨论并汇总的方法，而且小组讨论中都会遇到一些问题。这一阶段教师需要做好引导，授课过程中对学生的设计情况进行分析，引导学生仔细研究升降课桌的运动原理，给予学生必要的理论技术指导，而且采用小组的方式进行设计，讨论出最优化的设计方法。这一阶段的实践，获得一些技术性、可行性等均有较好表现的方案。在这一阶段，虽然不同小组的方法不同，但是所有学生都能够参与讨论与设计，了解机械原理应用的情况，学生对机械原理应用的理解加深，学生的机械原理学习热情均有所提高。
（三）机械原理应用大赛评价反馈
机械原理应用竞赛的培养学生创新精神、团队合作精神的竞赛，在竞赛过程中，通过合理运用课堂知识、解决实际问题，能够提升学生的综合设计能力与工程实践能力，提升学生的综合素质。在竞赛中，学生必须按照竞赛的要求进行方案设计、文献检索与创新说明，能够提升学生查阅资料与组织资料的能力。在小组讨论中确定方案之后，将理论知识延伸到机械原理应用大赛，采用竞赛的方式对设计成果进行评估，将设计的评价反馈到课程教学中，激发学生对机械设计的兴趣与参与意识，对课程产生积极的影响。
四、结语
机械原理是机械专业的重要课程，为了满足机械设计人才的需求，需要结合实际情况不断革新机械原理教学方式。采用参与式的教学方式，能够激发学生的参与意识，采用小组教学的方式进行教学，与机械原理应用竞赛相结合，将理论与实践相结合，使学生在参与机械原理应用竞赛的过程中，参与机械设计的全过程，提升学生对机械原理应用的认识，提升学生的创新能力、协作能力，推动学生素质的全面提升。
基金项目：湖南省普通高校教学改革研究项目“基于机械原理课程的参与式教学研究与实践”（湘教通〔2013〕223号）
参考文献：
[1]朱建江.机械制造工艺学课堂教学方法的探讨[J].常熟理工学院学报 （教育科学），2011，（12）.
[2]蔺永诚，刘箴.参与式教学法――高校课堂教学中值得推行的教学方法[J].长沙铁道学院学报 （社会科学版 ），2009，10（1）.
《机电传动控制》是一门理论性及实践性都非常强，且具有重要工程应用价值的课程。该课程主要以电机、电器等的基本理论和基本知识为支撑，本着原理与应用两者并重，元件与系统二者紧密结合的理念[1]。课程的讲授过程须要有相应的实践教学环节与之配合，即实验教学环节。通过该环节，不但能消化、理解学生课堂上学到的理论知识，提高其动手能力，而且能培养学生分析问题与解决问题的能力，为日后进一步学习深造及毕业后从事专业工作打下坚实的基础。
在讲授《机电传动控制》课程开设的实验课“直流他励电动机机械特性实验”时，我发现存在以下几方面问题：第一，电机的内部结构较复杂，工作原理抽象，学生难于理解；第二，授课内容单一、枯燥无味，调动不起学生的学习兴趣；第三，实验装置老套，没有过载保护；第四，学生们的学习态度不积极，忽视实验教学环节，部分学生只是为了应付，取得学分。因此，对《机电传动控制》中开设的“直流他励电动机机械特性实验”课进行教学改革势在必行。
1 教学内容的改革
机械工程类专业是实践性很强的专业，其动手能力的培养尤为重要。实验教学是其实践性的主要环节，该环节既能提供理论知识应用于实际的机会，又能充分发挥和提高学生们的动手能力[2-3]。由于该实验课涉及电机的内部结构较复杂、工作原理较抽象，实验课时又有限，如何在有限的时间内让学生熟练地掌握电机的相关知识，电机性能的测量方法，培养学生的解决问题、分析问题的能力，成为该实验教学改革的关键。因此，依据本实验的授课特点，结合当前学生的就业需求，对实验内容进行了筛选，既保证学生对电机及其特性测试原理有全面的了解，又着重讲解学生日后在实际工作中将要用到的知识。
实验进行的整个过程中，首先是要规划一条课程主线，将各知识点用这条主线串联起来，这样使实验课的授课内容变得条理清晰，具有很强的逻辑性[4-5]。将该实验课的内容划分为三大部分：（1）直流电机的结构介绍；（2）直流电机结构虚拟拆装及工作原理动画；（3）电机特性测量及实验装置改进。
1.1 直流电机结构虚拟拆装及工作原理虚拟动画
直流电机具体结构包括两部分，分别是定子和转子。定子的主要作用是产生主磁场，而转子的主要作用是产生感应电动势，并产生机械转矩，以此实现能量的转换。其中，定子由主磁极、换向极、机座和轴承等组成；转子主要由电枢铁芯、电枢绕组、换向器等元件组成。由于电机的结构较复杂，讲起来很空洞，故将其结构的虚拟拆装内容增添到实验课上，这样将空洞的问题实体化。其工作原理较抽象，这部分单凭老师依照课本去讲，学生理解起来较苦难，故课程内容添加工作原理的虚拟动画，不但让学生对该部分内容有了感性认识，还加深了学生对该理论的理解，达到事倍功半的效果！而且为实验课内容的创新开辟了先河！
1.2 直流电机机械特性测量
该实验装置是以电机作为被测对象，通过测功机的动力加载，完成直流电机机械特性的测量。实验中的被测电机额定电压是220V、额定电流是1.2A、额定转速是1600r/min、额定功率是185W。整个实验需要测量电机的固有机械特性及人为机械特性。
1.2.1 固有机械特性
固有机械特性是电机的自然特性，指在额定条件下电机转矩与转速之间的关系。理论上通过两点法就能绘制电机转矩与转速关系曲线。这两点分别是额定转矩、转速点和空载点。
1.2.2 人为机械特性
人为的机械是非额定状态下，电机的转矩与转速之间的关系。有三种改变方式：电枢回路串接附加电阻；改变电枢电压；改变磁通。
1.3 实验装置改进
本套实验装置是10年前为开设该部分内容购置的实验系统，经过几年实验下来，发现如果操作有误，系统中的电阻就会烧毁，整个实验台就不能继续工作，并且检测烧毁电阻的具体部位很麻烦，这样就很费时，严重影响实验教学。故在原实验台的基础上，加上过载保护，当出现误操作时，系统报警，使本科实验能正常进行。
2 教学方法的改进
2.1 多媒体技术的应用
鉴于该实验的特点：直流电机结构及工作原理抽象，而这些抽象的问题单凭老师的讲解，学生不容易理解。将多媒体技术融入到实验课上，上述问题迎刃而解。将直流电机的拆装动画、工作原理的视频等多媒体结合在一起，使直流电机的结构、及工作中的励磁过程活灵活现的展现在学生面前，不但加深了学生对直流电机结构及工作原理的理解，又激发了他们的学习兴趣，使枯燥的课堂变得生动有趣。
2.2 教与学的互动
以往该实验的授课多是老师将实验装置的连线直接连接完，然后由老师按照实验步骤一步一步的完成，整个实验都以教师为主，学生为辅。最终学生只能是得出个实验结果，至于实验如何做的，为什么要这样做，学生们不是很清楚。这种授课方式导致学生的动手机会很有限。基于此，提出了教与学互动的教学模式：首先做实验之前布置学生课后复习实验内容，上课时在回顾关于该实验课的理论知识的基础上，介绍仪器设备结构、工作原理及使用方法。实验前的准备工作完成后，以每组8人将学生分两组，然后由学生自己连接实验台，亲自动手测量电机的机械特性。实验过程中，通过调节负载电阻及电压，观察电机转矩与转速的变化，最终绘制出其机械特性曲线图。实验完成后要求每位做实验的同学谈谈自己的体会及实验课有待改进的地方，最后由老师对课堂情况进行总结。几轮课下来，该授课方法取得了极好的授课效果！
关键词：工程机械概论；教学改革；工程实践能力
一教学体系有序系统，优化教学结构
面对以具有机械制图、机械原理、机械零件、电工与电子技术、微机控制原理、测试与传感技术、液压传动等机械专业基础知识的学生，作为工程机械专业的导论课，“工程机械概论”课程试图综合并引领工程机械底盘设计、工程机械底盘原理与性能、工程机械传动与控制、工程机械发动机与底盘构造、工程机械运用与管理等后续专业课程的内容，专门阐述工程机械领域内各类专业知识的总体结构框架和它们之间相互关系，使学生明确各专业课程的作用和地位，为他们深入学习专业课起到提纲挈领和抛砖引玉的作用。
二教学内容合理整合，突出教学重点
工程机械种类繁多，用途各异，不可能在授课过程中逐一介绍，在本课程的教学过程中，为了使学生对于工程机械有一整体性的了解，授课过程中不是直接进入具体工程机械的学习介绍，而是专门安排一次综述性质的知识讲解，在这一讲中首先从工程机械的服务领域、历史的发展、从不同角度对工程机械的分类以及现代化工程接卸的发展趋势进行阐述，在基本概念上让学生对工程机械有一整体性的认识。随着现代工程机械向自动化、智能化方向发展，及时收录最新的工程机械产品，以主流设备为主，淘汰老旧的设备以及装置。在后续课程中选取若干的工程施工中常用和典型的通用和专用工程机械，系统讲授各类工程机械的各种装置和总成的作业原理，包括动力、传动、行走、作业（工作原理、构造性能、操纵控制方法和作业特点）等，以反映工程机械的整体知识。这样的课程设计可以使学生对各种工程机械结构组成有一提高挈领的了解，使他们领会今后不论在设计或使用任何一种工程机械时，机器的各个总成和装置都与此种机械的作用功能有着密切的连接，也有助于他们更好的理解各门专业课程的作用与地位。
三教学方式新颖多样，强化实践创新
鉴于目前较少的课时数和较大课程容量的现实状况，只有通过网络线上线下的混合式教学才能在有限的教学时间内不断充实拓展学生的学习空间。对于本门课程，在教学过程中积极开展线上线下混合式教学，线上是指学生利用在线课程讲解视频、在线PPT、远程虚拟仿真实验等互联网手段对基础知识进行课前学习；线下则为在课堂上，教师不再讲解基础的或者简单的理论知识，而将时间用于重点和难点问题的讲解和答疑学生的问题，促使学生更好地掌握知识。例如在挖掘机械这一章节中，相关基础知识学生可以通过班级群中的微课视频和在线PPT进行学习，相关案例操作可以访问我校反铲式液压挖掘机工作性能虚拟仿真实验进行仿真操作，通过在线学习和仿真实验操作，学生可以发现本节课程的重难点为工作装置的工作原理和运动特点、挖掘包络图的线段组成和整机作业稳定性及相关概念；同时掌握整机作业挖掘力及其分布规律。教师在实际的课程教学中只针对重难点进行讲解即可，同时在课后学生线上学习复习时进行线上辅导，学生主动学习和思考的能力得以培养，学习效果明显提高。我校工程机械专业已通过工程教育专业认证，为培养学生工程实践能力，在授课过程中注重工程实例讲解，从小项目开始，以学生为主体，教师引导的教学方式，将学生分成若干个小组进行合作学习，以实际工作需求为导向分析学生需要掌握的基本技能，并将教学内容与教学目标进行细化，编制一个个的教学项目，并根据教学项目之间存在的逻辑关系来确定教学形式以及教学进度。通过提出问题、分析问题的方法来驱动学生自主查阅资料、提出问题，进而培养学生解决问题和主动实践的能力，在分析过程中教师可以通过播放视频、图片以及一些真实的数据，模拟现场方式清晰地将工程实例呈现在课堂上，系统地扩展关联性课程的学习，使学生在解决实际问题过程中建立一种“一点多面”的思维，有效地提高了解决工程实际问题的能力。这种任务驱动式或项目化的教学模式，可以大大激发学生的学习热情，提高教学效果。
四教学评价客观科学注重过程管理
传统的终结性考核方式很难对学生的活动参与度、合作竞争意识、学习态度、学习兴趣等方面进行有效评价，不利于学生个性化学习与发展需求的满足。为更加科学客观地进行教学评价，在本门课程的教学实践中采取过程管理的形成性评价方式进行成绩评定。在评价过程中以激励性、导向性、批判性和多元性为原则，教师通过建立学生学习档案，通过对自我评价、他人评价、阶段性测评、课堂质疑、项目参与深度与频率等因素进行考评给予学生成绩。过程性评价可有效激发学生内在学习动力和主动学习的意识。通过分析学生学习档案相关信息的分析进而进行教学内容和方式方法的有效调整与创新。
摘 要：初中物理“功和机械能”一章中“机械能及其转化”的内容中有一类关于“蹦极”类的问题，是中考常见的考试题型，学好它对提高中考成绩和掌握功和机械能这部分物理知识有重要帮助。
关键词：初中物理；机械能；转化；蹦极
在初中物理学习中，“机械能及其转化”这节知识是教学的重点内容，特别是有关“蹦极”类的问题既是教学重难点问题，又是历年中考热点题型。“蹦极”类问题包含的知识面较为广泛，笔者结合初中物理教学实践对此类问题进行总结和分析，以期对物理教学有所帮助。
一、蹦极的物理原理分析
蹦极本身是一项人们非常喜爱的健身娱乐运动。在蹦极运动中包含重要的物理原理，只有深入了解蹦极中的物理原理才能更好地研究和解决蹦极类问题。下面以模拟蹦极小实验为例来分析物理原理：如图1所示，把一根橡皮筋一头系上小石块，另一头固定于支架的A点，橡皮筋在不挂石块自然下垂时下端位置是B点，橡皮筋在系上石块静止时所处的位置是E点，小石块从最高点A处做自由落体运动，下落时能够达到的最低位置是C点。
物理原理分析：（1）AB段能量变化情况：在石块下落过程中，包含动能、重力势能、弹力势能相互转化的过程。这一段橡皮筋没有发生形体变化，自然就不会有弹性势能，只有重力势能和动能之间的转化。在石块下落过程中，重力势能减小，而动能逐渐增加，因此，AB这一段过程是石块重力势能转化为动能的过程；
（2）BE段能量变化情况：在这一段橡皮筋的长度增加，弹性势能开始增加，而重力势能还在逐渐减小，在E点位置时，橡皮筋的拉力等于石块重力，在这一段橡皮筋的拉力小于石块重力，而石块下落时速度加快，动能增加，因此，BE段是石块的重力势能转变成石块的动能和橡皮筋的弹力势能；（3）EC段能量变化情况：石块重力势能仍在减小，橡皮筋的弹力势能仍在增加，但在此段中，橡皮筋对石块的拉力要比石块的重力大，石块做减速运动，动能逐渐减小，因此，这一段主要是石块的重力势能和动能转变成橡皮筋的弹力势能这一过程。
二、蹦极的物理原型题
根据上面对蹦极过程的物理原理分析，引出如下关于蹦极的物理问题：
例题1：石块从起始点A开始下落到达最低点C的整个下落过程中，以下哪个说法是正确的（ ）
（1）石块的动能一直在持续增加；（2）石块下落时减少的重力势能全部转变成了动能；（3）石块在落到C点时，其动能为零；
（4）石块下落中经过B点时，橡皮筋已经具有弹性势能；（5）石块从A点降落到C点的过程中它的机械能总是在增加；（6）石块从A点到C点的过程中其机械能总是在减少；（7）石块在降落中减少的重力势能都全部转变成了动能；（8）石块在降落到C点时，受到平衡力的作用；（9）石块从A点降落到B点的过程中受到重力和弹力的作用；（10）从A点降落到C点的过程中，石块的速度先增大后减小。
解析：根据以上的分析可知，只有第（3）个说法是正确的。解答此类蹦极问题，只有对上述问题全部理解掌握了其能量的相互转化过程，才能准确解答。
三、蹦极类的相似引申题
蹦极类的题目范围比较广，许多题目跟蹦极类似，或者是由蹦极题目引申变化而来的，万变不离其宗，只要掌握了蹦极的物理原理就能较好解决此类问题。举例如下：
例2（引申题）（2015.河北）如图2所示，将一个木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松开手，木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是（ ）
A.手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力；
B.弹簧恢复原状过程中，弹性势能不变；
C.木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向上；
D.木块到达最高点时，只受到重力作用。
解析：此题与蹦极类似，运用蹦极的知识，非常容易解答，正确答案是D。
在蹦极类问题中涉及初中物理中的机械能与转化知识，也就是重力势能、动能、弹性势能这三者之间的转换过程，只要遵循机械能守恒这个定律，就不难解答此类试}。
参考文献：
