机械原理课程范文

1认知教学

机械设计有别于其他学科，它的实践性很强，课程的研究对象是常用机构和通用零部件，需要同学们对其有一定的感性认识，但是随着近几年来高校录取分数的下降，生源素质呈下降趋势，绝大多数的学生具有文化基础薄弱、学习兴趣不高、学习能力不强的特点，在现有的招生制度下各专业文理科都收，造成学生学习基础参差不齐，加上在校生且几乎都是从学校到学校，对各种机械零部件普遍缺乏感性认知的问题，所以在机械设计理论教学前我们先安排同学们进行感性认知实践，以增强学生的感性认识，如通过组织学生参观机械原理和零件陈列室、各类机械设备陈列柜、观看机器工作录像、常用机构的动画FLASH，到工训中心现场实地参观（工训中心有完整的机械类专业金工实习所要求的各类机械加工设备）等认知教学，认识具体的零部件、常用机构和机器，使学生们清楚知道机器的基本组成要素——机械零件，初步了解机器的组成、结构特点、工作过程及工作原理，使理论与实际对应起来，通过认知实践增加学生的感性认识，培养他们对机械设计基础课程学习的兴趣，使学生对于学习本科程的具体内容及学习方法做到心中有数。

2实验教学

在机械设计教学过程中，实验教学与理论教学具有同等重要的地位。通过实验，使学生熟悉掌握一些与本课程有关的实验设备的原理、使用和调试，掌握实验数据采集和处理的过程与方法，培养认真细致、一丝不苟的工作作风，提高观察问题、分析问题、解决问题的能力和创新能力。不断提高实验教学效果，确保实验教学质量是机械设计实验教学改革的重要课题。课题组以“打牢基础、培养能力、增强素质、提高实践和创新能力培养”为基本要求，以机械设计学科知识平台为依据，结合学校实验教学条件，并充分考虑学生在基础、专业要求、兴趣、特长和能力发挥等方面的差异，对机械设计课程的所有实验进行了分类和整理，构建了一套加强基础、提倡创新、重在应用，多层次、多模块、开放性的实验教学新体系。

（1）尽可能利用好现有实验条件，巩固和加强传统实验传统实验在帮助学生理解机械原理或工作特性方面具有重要的的作用，因此在机械设计实验教学改革与发展中依然需保留、巩固并加强这些实验项目和内容，例如我们保留了《带传动性能实验》、《滚动轴承性能实验》、《减速器结构装拆实验》，这些验证性实验会使学生对课堂所学的理论知识有更深刻的认识和理解，为今后研究和创新设计机构奠定良好的基础；保留了《螺栓及螺栓组连接综合实验》，综合实验使学生掌握机械系统的工作原理、承载特性、影响因素分析方法，有利于培养学生的动手能力、数据采集能力、分析与解决问题的综合能力。

（2）加强创新设计性、综合性特色实验建设2011年我校添置了机构运动创新设计方案及仿真实验台和传动机构综合实验台，有了这种机构综合实验台，学生可根据实验指导书要求，自行设计和搭建实验平台，选择适当的构件，进行测试分析，有效地开拓了学生的创新思维，提高了学生综合实践能力。

（3）课程实验实行开放性实验为了增加学生动手能力，课程实验实行开放性实验，即学生在实验课上没有弄懂的内容、没有完成的实验，可以随时补做，直到弄懂为止。本课程的考核方式是做完实验后才能参加理论考试。

（4）课堂教学与实验一体化为了更好地与课程的理论教学相配合,我们拟建设一个“机电一体化教室”。该教室为一个多功能教室。可供学生上课、实验、专周训练用。学生在该教室上课可直接观看到各种实物、模型及仿真运动，同时学生还可以自己做实验来验证自己所学的知识。将单班课安排在多功能教室进行，根据内容需要采取多媒体讲解、模型演示和实验操作相结合的方法，充分利用教学资源，提高教学效果。实验课教学的设计思想是：在内容上必须是传统实验与创新实验的协同，是认知实验、验证实验、综合实验和创新设计实验的集成。实行开放式的，贯穿学生学习全过程的，从课内一般实验到课外的自主式开放实验。在实验的开出形式上将实验项目分两个系列：必修与选修，其选修内容可让学生自由选择，从而鼓励学生个性自由发展，并可不拘一格地鼓励优秀学生脱颖而出。通过一些提高型、选修型实验的开出，极大地激发了学生的学习热情。很多学生经常在业余时间来到实验室学习和钻研，取得了良好的效果。

摘要：随着我国经济实力的不断提高以及教育实力的不断增强，社会的快速发展对我国课程教学提出了更高的要求与挑战，为以良好的姿态迎接这一挑战，各大高校以及教师不断研究提高教学质量的方法。由于机械原理等机械基础类课程具有枯燥无味、晦涩难懂的特征，因而更加需要研究提高课程教学效果的方法。翻转课堂由于其本身的优势，已经被越来越多的人接受并认可，将翻转课堂的教学模式应用于机械原理课程的教学中已是大势所趋，同时也是提高课程教学质量、激发学生学习兴趣的有效措施。文章研究翻转课堂教学模式在机械原理课程教学中的具体应用。

关键词：机械原理；翻转课堂；教学模式

机械原理是集理论性与实践性于一体的课程，该课程帮助学生了解机械有关的基础理论知识以及机械学科的前沿发展与应用，为学生将来从事机械行业的设计、制造、研发工作奠定重要的基础。机械原理的主要内容有机构结构分析的基本知识、机构的运动分析、机器动力学、常见机构的分析与设计、机械系统方案设计等。从教学内容来看，机械原理相对后续课程有较强的理论性；另一方面，又有许多与工程实际密切联系的设计内容，是工程类大学生接触工程设计问题的“敲门砖”。该课程的学习效果，直接影响到后续专业的学习与学生工程综合能力的培养。该课程的教学质量直接关系到我国机械类人才的培养质量。

一、翻转课堂教学模式简介

翻转课堂指的是在计算机技术的支持下，教师通过微视频、仿真动画等多媒体教学手段帮助学生完成课前任务并在课堂教学中与学生一起完成知识答疑、知识探究与交流互动等任务的新兴教学模式[1]。该教学模式把传统的学习过程翻转过来，学生在课前自主完成教学内容的预习任务、在课堂上可以将预习中发现的问题同教师一起进行探讨与研究。翻转课堂教学模式可以将学生的注意力高度集中起来、帮助学生积极地思考问题并尽自己最大的努力将问题加以解决。该教学模式将学生在学习中的地位由被动接受者变成主动提出问题并解决问题的探究者。在提高学生主动积极性方面具有很强的现实意义，同时也可以将教师从反复讲解相同知识的重复性劳动中解救出来。

二、传统机械原理课程教学中存在的问题

（一）难以高质量完成教学大纲的教学要求随着机械行业的飞速发展，机械原理课程涉及的内容越来越多，但在高校教学改革的大背景下，传统课程的教学学时不断被压缩。机械原理的教学学时，从以前的70-80学时逐渐压缩到目前50-60学时。如果教师不及时更新教学理念和教学模式，难以高质量完成教学大纲的要求。

（二）学生对众多知识点难以充分理解机械原理课程是高等院校机械类专业的一门主干技术基础课，不仅需要较为扎实的机械制图、理论力学、材料力学等先修课程知识，还具有很强的工程性、实践性和应用性。机械原理课程开设在大学二年级下学期，对大多数大学二年级的学生来时，工程知识、实践经验是非常匮乏的，对课程涉及的机构结构学、运动学和机器动力学等内容普遍感到抽象、难学。仅凭教师在有限的课堂学时面授讲解众多知识点，学生很难充分理解学科相关内容。

课程简介

课程编码：08160100

课程名称：生产工序流程实习

英文名称：ManufacturingProcessPractice

学分：2

学时：2周

课程内容：《生产工序流程实习》时间为2周，内容包括铸、锻、焊、热处理、车、铣、钳、刨等机械制造方法及其设备、工艺装备；简单零件毛坯的成形；典型零件的加工工艺过程，车、钳等主要工种的加工操作；特种加工、数控加工的加工过程；机电一体化生产系统和现代制造系统；现代企业管理系统；机械加工的工时定额；机械产品的设计、开发、制造与销售费用。课程以示范讲解和参观为主，辅以橱窗展览、实物模型、CAI课件和简单件的加工操作等形式。通过实习使学生了解机械的形成及机械工程的发展和机械制造的一般过程，零件的加工工艺过程；机械产品的成本计成本构成；现代制造和现代企业管理系统；同时培养学生的安全生产意识、质量意识、市场意识以及严谨、求实的作风。

选课对象：会计学、财务管理

一、具有纺织机械特色的机械类课程设置

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

一、具有纺织机械特色的机械类课程设置

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。

一、机械设计教学现状与问题

北信学院作为独立学院，大多数专业在师资与实验配备方面都依赖其母体学校，教学大纲、教材的选取等沿用母体学校的，大纲的要求过高与北信学生特点存在着不适应的地方，影响学生学习的积极性；在实际的教学过程中，教学环节中缺乏实践内容，课程的安排往往忽略各课程的衔接关系，课程与实践教学环节的教学条件有待于改善，具体主要有如下方面：

1.课程之间缺乏系统的衔接，教学大纲要求过高。先修课程的学习情况会直接影响机械设计的学习效果，由于好多课程一味压缩课时，上课内容只能删减，课程的开设、内容的安排缺乏系统地考虑，使得前后课程关系、衔接上出现脱节现象。学生在学习后一门课的时候，往往出现前面有些知识点不清楚；有时前后课程有重复的内容，易造成时间的浪费。教学大纲是实施教育思想与教学计划的基本保证，由于所用的教学大纲大多沿用母体学校教学大纲，要求相对较高，而我院学生整体基础相对薄弱，过高的要求起不到实质性作用，很难提高学生的学习兴趣，只能成为摆设；大纲版本相对比较旧，教材在不断更新，新的知识点在不断增加，旧大纲体现出跟不上发展的需要。

2.教学环节中实践内容的不足。学院实验室还在规划与建设中，缺少课程必备的教学器材，给教学带来很大的挑战，当给学生讲通用零部件的结构、组成时，只能用PPT图片或画简图的形式讲解，由于没有必备的零部件模型，学生没有亲自动手去拆装过，理解起来就相对困难。例如，学生在做课程设计时，对减速器的设计就显得很抽象、困难，没有动手装拆过减速器，只见过图片，有些地方的结构无法设计出来，有的同学即便画出图来，也讲不出设计的原理，更谈不上创新。3.课程与工程实践培训未很好对接。学院在加强学生工程实践能力培训上做了许多工作，不仅要求教师要参加工程实践培训，作为职称评审、教师考核依据，学生必须参加一定时间工程实践，以获得必需的学分。但一些技术含量高的高新企业、研究所很难接收学生真正参与它们单位实践，大多数学生往往参加的是与专业不太一致的简单重复劳动，对课程的学习作用不大；生产实习时间有限，往往是参观学习，又排在机械设计课程结束后，对该课程学习与课程设计无任何影响。由于各方面的原因，加上独立学院学生的基础知识整体薄弱、自觉性相对较差，对于机械设计这门综合性、理论性相对较强的课来说，显得相对困难，在学习方面的积极性不高、兴趣不浓厚，最终导致理论知识不扎实，实际动手操作能力难提高。

二、机械设计教学的探讨与建议

目前各个学校、学科都在强调实践环节、工程教育背景，但硬件设施不足与投入的力度不够，工作是做了，口号是喊了，仍然没有实质性的效果。实践的基础是理论知识的完备，必须在抓好理论教学的基础上，加强教师、学生的工程实践能力培训。由于机械设计本身的特点，充分利用我院有限的教学资源，基于工程CDIO教育理念，教学过程中注重学生工程实践能力与创新精神培养，对机械设计理论教学与实践教学环节，提出如下改革的思路与建议：

1.修订教学大纲，灵活调整教学内容。以课程群的形式，充分考虑各课程之间相互关系与衔接情况，对原来的教学大纲进行系统修订。结合学生的情况与学院培养目标，对相关课程的章节内容、学生的要求及考核评价形式做了详细明确的说明，对某些原理、公式要求以“会用”为尺度，对其证明与推导过程不过分追求，重点突出学生灵活应用知识分析、解决问题的能力培养。目前教材琳琅满目，必须根据大纲要求与学生的特点来挑选适合学生的优秀教材，使教材成为教师授课与学生课后学习的主要参考书之一。

2.加强教师、学生工程背景培训。由于目前我们的专职教师队伍以青年教师为主，缺乏工程实践经验，因此加强工程实践培训显得尤为重要。青年教师利用工作之余进行与专业相同或相近的工程背景培训，积累自己在工程实际中接触的问题来充实理论教学环节，通过实际案例分析，将课堂理论与实践有机结合，使课堂气氛更加活跃，充分调动学生学习的积极性与主动性。积极开展与学校周边企业的合作培训，给学生提供方便、多样化的工程培训机会，学生可根据自己的专业及兴趣选择，也可以自行联系合适的单位进行工程培训，将所学的理论运用于工程实践中，再通过实践使得对某些原理与理论理解更加深刻。

摘要：在分析《工程教育认证标准》对机械专业课程体系要求的基础上，以安徽工业大学机械设计制造及其自动化专业为例，探讨了课程体系改革的基本思路，在此基础上，构建了机械专业新的课程体系，为快速提升机械专业人才培养的质量提供借鉴。

关键词：工程教育专业认证；机械专业；课程体系

华盛顿协议[1]（WashingtonAccord）是一个有关工程学士学位专业鉴定（professionalaccreditation）国际相互承认的协议。2016年6月，我国正式成为《华盛顿协议》成员国，标志着我国工程技术人才的培养与华盛顿协议成员国之间的国际互认进入了一个新阶段。为了全面推进工程教育专业认证工作，2015年，我校启动了2016版本科人才培养方案的修订工作。2016年9月，我校机械设计制造及其自动化专业提交了专业认证申请，并于2017年下半年迎接专家组进校现场考查，2018年5月正式获认证通过。期间，本专业开展了本科人才培养方案的修订和完善工作，基于工程教育专业认证标准，构建了新的课程体系，以满足本专业毕业生的毕业要求和培养目标的达成。

一、工程教育专业认证标准对课程体系的要求

2015年3月和2017年11月，中国工程教育专业认证协会先后颁布了《工程教育认证标准》（2015版）和（2017版）[2，3]，包括通用标准和专业补充标准两部分，对全国高校各专业的工程教育专业认证工作具有重要的指导作用。《工程教育认证标准》通用标准中，明确各毕业要求的指标点应有相应的课程支撑，对专业的课程设置也明确了基本要求。此外，在机械类专业的补充标准中，对数学与自然科学类、工程基础类、专业基础类、专业类、实践环节、毕业设计等六类课程的设置比例也提出了基本要求[2，3]。

二、课程体系改革的基本思路

我校机械设计制造及其自动化专业在启动专业认证申请期间，恰逢学校启动2016版本科培养方案修订工作。在人才培养方案和课程体系修订过程中，依据用人单位、企业行业专家和校友等反馈意见，结合学校定位，开展了各类研讨、座谈、论证和审定程序，最终确定了本专业的人才培养目标为应用型专业技术骨干，以此为基础，提出了课程体系改革的基本思路。

（一）依据标准、整体优化、突出特色依据工程教育专业认证标准和机械楼专业补充标准，围绕专业培养目标和毕业要求，规划好专业课程体系，加强基础课程，凝练专业主干课程，以突出专业特色。

摘要：

针对机械设计系列课程特点优化整合教学内容，改革教学方式，加强创新实践教学环节，提高学生分析问题、解决问题的能力及工程意识和创新设计能力，探索机械设计系列课程教学与培养学生能力之间的关系。

关键词：

机械设计；教学改革；课程体系

《机械原理》和《机械设计》是我国高等工科院校机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程，其课程教材体系设置、教学内容、教学质量影响巨大。笔者从事《机械原理》和《机械设计》课程的教学工作多年，也多次参与相关课程的教学改革。结合我校精品本科建设项目的实施，下面分别从教学内容的优化整合、教学方式的改革、创新实践活动等角度对机械设计类课程教学作一些有益的改革探索和尝试。

一、教学内容的优化整合

作为机械类专业学生都要学习的两门重要的技术基础课程《机械原理》和《机械设计》，其教材的体系和内容通常相对独立。《机械原理》主要介绍机构学以及机器动力学的知识，主体内容是各种常用机构的分析与设计；《机械设计》主要内容是通用零部件的设计计算。这两门课程的内容体系，存在如下问题：一是把机械产品的整个设计过程割裂开来；二是整个课程体系对机械系统总体方案设计和机械创新设计方面的内容较少涉及。因此，很有必要修改这样的课程结构体系以适应创新人才培养的要求。基于上述原因，我们对机械设计系列课程的教材体系和教学内容进行了较大的改革。我们编写了《机械设计基础》和《高等机械设计》两本教材，打破了传统教学的格局。教材编写依据机械设计系列课程的改革目标和实践成果，以培养学生基本设计能力和创新能力为目标。《机械设计基础》教材的主要内容为常用机构的设计、通用零部件工作能力设计与结构设计，《高等机械设计》教材的主要内容包括机械创新理论与方法、机构的组成原理与类型综合、组合机构设计、平面机构的运动分析与力分析、现代机械系统的总体方案设计以及机器动力学的内容，还有一些机械设计的专题内容，如变位齿轮与变速器设计、机械密封、机械摩擦磨损等。

对教学内容进行优化整合时，注意分析机械设计的主要内容与培养学生能力的关系，合理安排课程内容。由于目前机械设计系列课程的授课现状是内容多、课时少，这就要求教师在制定教学计划时有的放矢；在教学内容的安排上围绕“需要”、“够用”、“会用”三方面的要求。授课时注重“掌握概念、突出技能、重在应用”，既要注意理论知识的学习，又要强调实际能力的培养。在教学过程中要不断学习，密切关注科技术发展的新成果、新应用并及时反映到授课当中去，激发学生的学习积极性和创造性。