張洪雙，劉 波，廖華麗

（河海大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 常州 213022）

成人機(jī)械原理精品課程建設(shè)探討

張洪雙，劉 波，廖華麗

（河海大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 常州 213022）

針對成人教育和普通高等教育的差別，從面向工程應(yīng)用的課程設(shè)置、課程實施條件、課程評價、課程改革和創(chuàng)新等方面對成人機(jī)械原理精品課程建設(shè)中采用的方法進(jìn)行了分析和探討，實際應(yīng)用表明，在多方面的努力下，可提高同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性。

成人教育；機(jī)械原理；精品課程；課程改革

一、簡介

機(jī)械原理是以高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、理論力學(xué)及普通物理等先修課程為基礎(chǔ)，并為學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計和有關(guān)機(jī)械類專業(yè)課程奠定必要基礎(chǔ)的一門課程。通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有擬定機(jī)械系統(tǒng)方案、分析和設(shè)計機(jī)構(gòu)的能力。機(jī)械原理課程理論性較強(qiáng)，且各章節(jié)相對較獨立，內(nèi)容多，因此在其教學(xué)過程中應(yīng)注重貫徹少而精的原則，不強(qiáng)調(diào)面面俱到，知識點要淺些，寬廣度需適應(yīng)成人教育的特點。成人教育具有和普通高等教育不一樣的特點，主要體現(xiàn)在個體差異大，知識結(jié)構(gòu)參差不齊，整體水平不高；一般年齡偏大，工作和家庭負(fù)擔(dān)重，工作忙碌，學(xué)習(xí)時間難保證；原有的知識結(jié)構(gòu)不適應(yīng)目前所從事的工作，需要提高自身的專業(yè)素質(zhì)；隨著年齡的增長，成人的理解力增強(qiáng)，記憶力較差，但是成人學(xué)員大多為一線工作人員，實踐經(jīng)驗豐富，對與現(xiàn)場聯(lián)系較密切的教學(xué)內(nèi)容及實踐興趣極高。近年來入學(xué)的成人學(xué)生的年齡有不斷減小的趨勢，其記憶力方面較強(qiáng)，但在實踐經(jīng)驗方面略有欠缺。國家提倡的精品課程建設(shè)是以一流教師隊伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等為特點的示范性課程。成人機(jī)械原理精品課程建設(shè)的目的是針對成人教育的特點，從教學(xué)隊伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革、先進(jìn)的教學(xué)方法和手段、教材建設(shè)、理論與實踐結(jié)合、課程建設(shè)全面規(guī)劃等方面進(jìn)行努力和發(fā)展，使成人的機(jī)械原理課程教育教學(xué)在各方面符合國家示范性課程的要求。

二、課程建設(shè)方法

根據(jù)精品課程建設(shè)的要求，并結(jié)合我校自身的發(fā)展和基礎(chǔ)條件，從以下幾個角度進(jìn)行了相關(guān)工作：

1.面向工程應(yīng)用的課程設(shè)置。機(jī)械原理是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個專業(yè)培養(yǎng)和課程體系中具有十分突出的地位，是從基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課、從理論性分析為主過渡到工程實踐為主的一門中間課程。該課程是學(xué)生接觸工程化的第一個實踐環(huán)節(jié)，因此如何深化工程化的概念對于機(jī)械原理的教學(xué)十分重要。隨著各高校的擴(kuò)招，年輕教師越來越多，而且具有博碩士學(xué)位的比例越來越高。但目前的年輕教師主要是從學(xué)校到學(xué)校，缺少工程經(jīng)驗，工程化的師資隊伍建設(shè)成為時代發(fā)展的需求。結(jié)合國家級“河海大學(xué)-寶菱重工卓越工程實踐中心”的建設(shè)，為增加年輕教師的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，在學(xué)生進(jìn)駐企業(yè)的同時，各指導(dǎo)教師全程陪同，參與企業(yè)的項目建設(shè)。建立各學(xué)習(xí)模塊，為各模塊配備校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)教師，企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)實踐教育，校內(nèi)導(dǎo)師負(fù)責(zé)理論教育，相互學(xué)習(xí)，既提高了校內(nèi)導(dǎo)師的實踐能力，也為企業(yè)帶去了較高的理論分析水平。而為了提高課堂教學(xué)時課程的工程應(yīng)用比例，還借鑒了蚌埠學(xué)院的相關(guān)做法，如：（1）優(yōu)先引進(jìn)同時具有高學(xué)歷和工程實踐背景的師資人才，聘請企業(yè)內(nèi)高級技術(shù)人員做校外兼職導(dǎo)師；（2）集合學(xué)院乃至校區(qū)的力量，積極參與常州市及周邊地區(qū)的建設(shè)，增強(qiáng)校企聯(lián)合；（3）鼓勵專利、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和技術(shù)服務(wù)，而不僅僅是理論研究和科技論文。

2.課程實施條件。在課程的具體實施過程中，主要從教師隊伍建設(shè)、教材規(guī)劃、教學(xué)條件保障等方面進(jìn)行：（1）主講教師。從機(jī)械原理的教學(xué)人員構(gòu)成來看，任課教師中有1名教授、1名副教授、3名講師，學(xué)歷均在碩士以上。年齡從35歲到50歲，結(jié)構(gòu)合理，形成了一個教師梯隊。課程的主講教師在成人以及本科教育教學(xué)、教改研究等方面具有十分豐富的經(jīng)驗。全體任課教師定期召開教學(xué)例會、集中備課、針對教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題及時處理和分析。（2）教材規(guī)劃。理論課教學(xué)選用了由清華大學(xué)出版、申永勝編著的普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材《機(jī)械原理教程》。該教材配有習(xí)題集可有效提供成人學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的資料。精品課程建設(shè)中，教材規(guī)劃參考天水師范學(xué)院的立體化教材建設(shè)方法。立體化教材包括主教材、教師參考書、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、電子教案、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)課程、試題庫等。該教材的建設(shè)與整個機(jī)械原理課程內(nèi)容、體系的改革相結(jié)合，電子教案和課件能夠及時反映教學(xué)改革的要求，網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)促進(jìn)教學(xué)改革的嘗試，逐步提高機(jī)械原理的教學(xué)水平。（3）教學(xué)保障。成人的機(jī)械原理教育依托于本科教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠使課程教學(xué)的教學(xué)條件得到充分保障。學(xué)院經(jīng)過二十多年的建設(shè)，教學(xué)設(shè)備先進(jìn)，教學(xué)設(shè)施齊全。學(xué)院設(shè)有本科教學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)省級實驗教學(xué)示范中心、機(jī)電工程學(xué)院實驗中心和河海大學(xué)常州校區(qū)工程訓(xùn)練中心，機(jī)械基礎(chǔ)省級實驗教學(xué)示范中心2007年立項建設(shè)，2010年順利通過江蘇省驗收；專用與通用儀器和設(shè)備價值達(dá)2000余萬元；學(xué)院實驗室占地4000余平方米，擁有實驗設(shè)備儀器1200余臺套。目前實驗室開設(shè)的實驗課程主要包括：機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪；齒輪參數(shù)測量和范成實驗；機(jī)構(gòu)運(yùn)動拼接實驗；機(jī)構(gòu)運(yùn)動參數(shù)實驗。目前實驗課程主要對本科生開設(shè)，對于成人教育正逐步開展進(jìn)行。（4）網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。針對成人學(xué)生的上課時間較難保證、課時緊等問題，要鼓勵學(xué)生能夠充分利用課余時間，因此建設(shè)好機(jī)械原理課程的網(wǎng)絡(luò)資源是十分重要的。我校機(jī)械原理的精品課程網(wǎng)站內(nèi)容主要包括課程簡介、教學(xué)管理、教師隊伍介紹、教學(xué)資源等。其中教學(xué)資源主要包括助學(xué)式課件、思考題、練習(xí)題、習(xí)題答案、課程重點及難點解析等。網(wǎng)站中還有留言信箱，方便同學(xué)對于課程的疑問和問題能夠及時和老師溝通和聯(lián)系。

圖1 成人機(jī)械原理課程網(wǎng)絡(luò)框架

3.課程評價體系。課程評價圍繞課程培養(yǎng)目標(biāo)，不僅要評價學(xué)生掌握的知識與技能，而且還要評價學(xué)生課堂的表現(xiàn)、出勤率和學(xué)習(xí)過程。評價時以課程考試為主要的評價方式，并輔助以課堂表現(xiàn)和出勤率等，力求評價方式的多樣化[5]。單純的期末考試不能完全反映出一個學(xué)生對課程的掌握程度，目前各高校大多都采用多種方式如課后作業(yè)、報告、實驗、小測驗、考試等進(jìn)行考核，表1所示為根據(jù)我校成人教育的特點采用的評分標(biāo)準(zhǔn)和比例。多樣化的考核方式，使學(xué)生必須注重平時的學(xué)習(xí)積累，不能通過突擊的方式完成課程考試，學(xué)生有了積極學(xué)習(xí)的壓力和動力，更能均衡反映學(xué)生學(xué)習(xí)的實際水平和學(xué)習(xí)效果，符合正態(tài)分布。

4.課程改革與創(chuàng)新。機(jī)械原理課程具有較強(qiáng)的實踐性和可動性的特點。即課程研究的所有問題都來源于生產(chǎn)和生活中實際的機(jī)構(gòu)和機(jī)器，并且研究對象都是具有確定運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。因此學(xué)習(xí)方法也要與之相適應(yīng)，在學(xué)習(xí)過程中，尤其應(yīng)注意理論知識與實踐應(yīng)用相結(jié)合、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與具體實物相結(jié)合、機(jī)構(gòu)的靜態(tài)分析與動態(tài)分析相結(jié)合、形象思維與邏輯思維相結(jié)合。機(jī)械原理的課堂教學(xué)、教學(xué)方法與手段等方面力求創(chuàng)新改革，探索適合成人學(xué)生學(xué)習(xí)的課程體系和教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新思維和獨立分析問題、解決問題的能力。（1）教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新。針對成人教育中學(xué)生的理論學(xué)習(xí)時間少而又急需提高應(yīng)用能力的學(xué)習(xí)特點和需求，機(jī)械原理課堂教學(xué)的主要內(nèi)容為：機(jī)械運(yùn)動方案選型設(shè)計、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析與尺寸綜合、機(jī)械動力學(xué)分析和設(shè)計。此外還要重視介紹學(xué)科發(fā)展的新動態(tài)、新方向、新內(nèi)容，注重激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生了解更多更新的理論、技術(shù)與方法。實踐教學(xué)方面主要包括小項目和專題、實驗教學(xué)、課程設(shè)計、課外創(chuàng)新等。如近年來國家以及省級組織的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃，在創(chuàng)新競賽的過程中提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識，學(xué)生得到了實踐鍛煉的機(jī)會、開闊了眼界。（2）教學(xué)方法的創(chuàng)新。機(jī)械原理教學(xué)方法配合教學(xué)內(nèi)容的改革，加強(qiáng)與學(xué)生的互動，要將以教師為主的“灌輸式”教學(xué)向以啟發(fā)式、問題式、討論式教學(xué)為主的新的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，真正成為教學(xué)活動的主體。鼓勵學(xué)生應(yīng)用成熟的工程軟件進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。例如在很多章節(jié)中涉及到圖形法可以采用AutoCAD軟件來分析和設(shè)計，可以得到比手工繪圖精確得多的解，又可以鍛煉利用AutoCAD軟件繪圖的能力。如圖2所示為圖解法分析凸輪機(jī)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)。在解析法中可以結(jié)合matlab軟件教學(xué)，既可以直接利用matlab編程的方法，具有豐富的庫函數(shù)、編程簡單、可視化功能強(qiáng)，又可以采用simulink和simMechanics進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。如圖3所示，某曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，各桿件長度分別為l1=120mm，l2=40mm，l3=70mm，l4=100mm，曲柄運(yùn)動角速度250rad/s，利用simulink分析得到桿件BC和CD的角速度圖形。（3）教學(xué)手段的創(chuàng)新。在教學(xué)手段上，著重培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械系統(tǒng)的整體認(rèn)識，課程重點突出，難點得到有效分析，課堂教學(xué)過程吸引學(xué)生的注意力，注重學(xué)生的參與，啟迪學(xué)生的思考、聯(lián)想。加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)理論的理解。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)過的知識，鍛煉其獨立解決工程實際問題的能力。教學(xué)方法得當(dāng)，充分利用多媒體教學(xué)，努力激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)效果。多媒體課件中除了課程的文字性內(nèi)容外，主要包括自制的動畫課件和機(jī)械相關(guān)的視頻信息，如企業(yè)內(nèi)各種設(shè)備、工具和零部件及加工錄像等。此外，在機(jī)械原理課程中有關(guān)結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析、力學(xué)分析等方面的教學(xué)還應(yīng)該注意多媒體和板書的綜合利用。

表1 多樣化的考核方法

圖2 凸輪機(jī)構(gòu)的圖解法分析

圖3 在曲柄勻速轉(zhuǎn)動條件下連桿3和連桿4的角速度

三、總結(jié)歸納

機(jī)械原理課程在機(jī)械類成人教育的課程體系中處于承上啟下的地位，因此加強(qiáng)成人機(jī)械原理的精品課程建設(shè)具有非常重要的意義和作用。在課程建設(shè)過程中，從面向工程化、保證課程實施、課程評價體系以及課程改革和創(chuàng)新等方面采取不同的措施和方法，可提高成人的教育教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主性，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠牢固掌握機(jī)械原理中的相關(guān)基礎(chǔ)知識和內(nèi)容，為機(jī)械類的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

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G642.0

A

1674-9324（2014）30-0207-03

河海大學(xué)機(jī)械原理成人精品課程（XZX/CGF02-05）。

張洪雙（1976-），男，吉林梅河口市人，博士在讀，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計及理論分析。