機(jī)械原理概念精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械原理概念范文

一、科學(xué)主題與科學(xué)概念

科學(xué)知識領(lǐng)域分為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)等學(xué)科。但是我們知道這是人類為了某種方便而化分的，不同學(xué)科之間有著密切的聯(lián)系，我們可以借助一些共性的主題將它們統(tǒng)攝起來。美國加州的科學(xué)“框架”提煉了六個(gè)科學(xué)主題，分別是能量、演化、變化的形式、尺度與結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、系統(tǒng)與相互作用。[1]

科學(xué)主題是科學(xué)中具有統(tǒng)攝性思想的內(nèi)容，而小學(xué)科學(xué)課程涉及的知識大多為科學(xué)現(xiàn)象和對這些現(xiàn)象的歸納解釋。這些現(xiàn)象是基本事實(shí)，而對這些事實(shí)的歸納解釋有一些是表層的，是表象性概念，教師在授課的時(shí)候不應(yīng)該陷入瑣碎的基本事實(shí)和表象性概念當(dāng)中，因?yàn)閷W(xué)生來說重要的不是記住這些事實(shí)，而是學(xué)習(xí)這些事實(shí)背后蘊(yùn)含的共性的、有代表性的知識。[2]這些知識具有一定的擴(kuò)展性和可遷移性，它在地位上低于科學(xué)主題，能進(jìn)一步深化，逐步上升到科學(xué)主題，最終上升到哲學(xué)層面，影響我們的世界觀、情感態(tài)度、價(jià)值觀。這些比一般事實(shí)和概念更具有代表性的知識也就是我們說的科學(xué)概念。它們之間的上下位關(guān)系可以用下圖表示。

通過這樣逐層的學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得了一種觀念，提升了一種能力?；蛘哒f，學(xué)生獲得的是具有生命力的知識，這種知識不是記憶的，而是能廣泛應(yīng)用的。

二、實(shí)例

現(xiàn)以北京版科學(xué)教材五年級第五冊第三課“簡單機(jī)械”這一單元為例來分析科學(xué)概念。

簡單機(jī)械這一單元，內(nèi)容包括杠桿、滑輪、輪軸、斜面、齒輪、簡單機(jī)械組合。目的是讓學(xué)生接觸簡單機(jī)械，了解簡單機(jī)械的作用、原理和特點(diǎn)。

1.事實(shí)與表象性概念

事實(shí)如下：

（1)杠桿：動力臂大于阻力臂時(shí)省力，費(fèi)距離；動力臂小于阻力臂時(shí)費(fèi)力，省距離。力臂相等時(shí)力相等。

（2)滑輪：滑輪是杠桿的變形，定滑輪相當(dāng)于等臂杠桿，不省力，能改變力的方向。動滑輪相當(dāng)于動力臂是阻力臂的兩倍，可省一半力，距離增加一倍。動滑輪不能改變力的方向。

（3)輪軸：杠桿的變形，輪的半徑相當(dāng)于動力臂、軸的半徑相當(dāng)于阻力臂。輪的半徑相對于軸半徑越大，越省力，越費(fèi)距離。

（4)斜面：斜面高度相同的情況下，斜面越長越省力。

（5)齒輪傳動：轉(zhuǎn)速越大，扭矩越?。晦D(zhuǎn)速越小，扭矩越大。

（6)自行車上的簡單機(jī)械。自行車變速。

表象性概念：省力杠桿、費(fèi)力杠桿、杠桿的分類。

2. 本單元的知識上下位關(guān)系

（1）能量守恒

本單元一條重要的上下位線索是力與距離的關(guān)系。從簡單機(jī)械是否省力、是否省距離這些基本事實(shí)，可以得出簡單機(jī)械不可能既省力又省距離的結(jié)論。這就是功的原理，使用任何機(jī)械都不省功。功的原理適用任何機(jī)械，無論是杠桿還是斜面或是齒輪。在物理學(xué)中，功是力對空間的累積作用。因而不可能既省力又省距離，或者說使用任何機(jī)械都不省功。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，不省功是能量守恒的表現(xiàn)。因此，科學(xué)概念是功的原理，深化為能量守恒，對應(yīng)科學(xué)主題是能量。

（2）轉(zhuǎn)動平衡

從杠桿和杠桿的變形（如滑輪和輪軸）等具體事實(shí)可以得出動力和動力臂的乘積等于阻力和阻力臂的乘積這一認(rèn)識，即杠桿原理或杠桿平衡條件。杠桿平衡是一種轉(zhuǎn)動平衡，也叫力矩平衡。杠桿是定點(diǎn)轉(zhuǎn)動，通常是定軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動平衡要求力矩矢量和為零，在這里就是杠桿平衡條件。因此，科學(xué)概念是杠桿原理，深化為轉(zhuǎn)動平衡，對應(yīng)科學(xué)主題是穩(wěn)定性。

（3）根據(jù)用途來選擇使用工具

簡單機(jī)械可以省力費(fèi)距離，可以省距離費(fèi)力，也可以不省力不省距離改變方向。這都有具體實(shí)例。簡單機(jī)械沒有好與不好之分，關(guān)鍵要看我們用來做什么。即簡單機(jī)械的目的是滿足我們的用途。因此，科學(xué)概念是根據(jù)用途來選擇使用工具。這是從技術(shù)方面來理解知識。其上位觀念是技術(shù)源于人類的需求和愿望。

三、總結(jié)

掌握了功的原理這一科學(xué)概念，學(xué)生在遇到未知機(jī)械，如自行車變速、液壓機(jī)、汽車換擋變速等情況時(shí)就比較容易理解了。掌握了杠桿原理這一科學(xué)概念就容易知道，杠桿省力或費(fèi)力要看力臂，而找力臂關(guān)鍵是找支點(diǎn)。而學(xué)生學(xué)習(xí)了根據(jù)用途來選擇使用工具這一科學(xué)概念就會對技術(shù)有更深刻的認(rèn)識。

教學(xué)過程中有一些概念對小學(xué)生來說比較難理解，要到初中、高中才學(xué)到，比如功的概念、力矩的概念。這時(shí)教師不需要急于把這個(gè)概念塞給學(xué)生，可以用一些方法略作滲透。比如講功的原理時(shí)不能講功的概念，這就要多強(qiáng)調(diào)機(jī)械不可能既省力又省距離。再比如講杠桿原理時(shí)，可以轉(zhuǎn)化為使杠桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的效果與使杠桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的效果抵消了，杠桿平衡了，這樣既可以回避力矩的概念，又聯(lián)系到了力矩的本質(zhì)。

如何將科學(xué)概念滲透給學(xué)生，如何將抽象化為具體，這需要教師創(chuàng)造性的勞動，也是教師價(jià)值得以體現(xiàn)之處。

參考文獻(xiàn)：

[1]California State Board of Education.Science Framework for California Public Schools: Kindergarten Through Grade Twelve[M]. Development and Supplemental Materials Commission,1990:39.

第2篇：機(jī)械原理概念范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械專業(yè)；分析力學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；授課方法

中圖分類號：O342 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）11-0174-02

一、分析力學(xué)課程特點(diǎn)和內(nèi)容

分析力學(xué)是經(jīng)典力學(xué)的一個(gè)分支，其嚴(yán)格定義目前尚未有一致性結(jié)論[1]。一般認(rèn)為分析力學(xué)是以廣義坐標(biāo)為手段，虛位移原理和動力學(xué)普遍方程為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)學(xué)分析的方法研究力學(xué)問題的一門學(xué)科[2]。1788年，拉格朗日重要著作《Mécanique Analytique》的出版，標(biāo)志著分析力學(xué)的初步形成。之后在各國學(xué)者的推動下，分析力學(xué)取得了長足的發(fā)展，并且有了更豐富的內(nèi)涵和外延。

分析力學(xué)學(xué)科具有以下特點(diǎn)：（1）以標(biāo)量的“能量”以及廣義坐標(biāo)、廣義力為中心；（2）不考慮理想約束力，因此比起牛頓力學(xué)，更適于處理約束系統(tǒng)；（3）高度數(shù)學(xué)化，有理論深度；（4）應(yīng)用廣泛，已超出經(jīng)典力學(xué)范疇。

分析力學(xué)學(xué)科包含如下內(nèi)容：拉格朗日力學(xué)、哈密頓力學(xué)、動力學(xué)變分原理、微振動理論、剛體動力學(xué)、天體力學(xué)、穩(wěn)定性理論、Noether定理、Birkhoff系統(tǒng)、幾何力學(xué)等。其中，傳統(tǒng)工科分析力學(xué)的授課內(nèi)容一般為前三部分，而理科分析力學(xué)的內(nèi)容要更為廣泛一些。

二、機(jī)械專業(yè)分析力學(xué)課程存在的問題

對于機(jī)械專業(yè)來講，其研究對象為受約束的機(jī)構(gòu)，研究內(nèi)容為機(jī)械振動和機(jī)構(gòu)動力學(xué)等。對于機(jī)械振動，分析力學(xué)可使其建模方法更加規(guī)范化；對于機(jī)構(gòu)動力學(xué)，由于其存在大量的約束，采用分析力學(xué)方法建模更加便捷。因此，機(jī)械專業(yè)分析力學(xué)課程的開展是非常必要的。

目前對于機(jī)械專業(yè)的分析力學(xué)課程，還存在一些值得探討的問題。首先，這門課程一般只作為選修課，課時(shí)有限，授課時(shí)必須有所取舍和側(cè)重；其次，工科學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對理科學(xué)生略顯薄弱，但課程中存在一些數(shù)學(xué)背景深厚的概念，因此需要在課程的嚴(yán)謹(jǐn)性和易懂性之間取得一定的平衡；最后，分析力學(xué)即使在力學(xué)課程中也是一門基礎(chǔ)學(xué)科，因此在授課時(shí)應(yīng)注意將其知識與其他力學(xué)課程中的知識串聯(lián)在一起，而不是孤立地講授。

下文針對這些問題，討論了機(jī)械專業(yè)分析力學(xué)課程內(nèi)容的設(shè)置，并闡述了筆者在講解一些重要內(nèi)容和知識點(diǎn)時(shí)相比傳統(tǒng)的授課方法進(jìn)行的具體改進(jìn)。

三、機(jī)械專業(yè)分析力學(xué)課程的內(nèi)容設(shè)置和講授方法

上文提到，機(jī)械專業(yè)分析力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域主要在結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)動力學(xué)，因此，課程的設(shè)置應(yīng)偏重于拉格朗日力學(xué)，尤其是第二類拉格朗日方程。

（一）第一章 緒論

講述近代力學(xué)發(fā)展史、分析力學(xué)的大致定義、分析力學(xué)的特點(diǎn)。在近代力學(xué)發(fā)展史講授中，要突出分析力學(xué)尤其是拉格朗日力學(xué)的地位，提高學(xué)生對課程的重視性。講述分析力學(xué)特點(diǎn)時(shí)，要明確指出其最大特點(diǎn)是適合處理約束系統(tǒng)，以區(qū)別理論力學(xué)所學(xué)的知識。

（二）第二章 分析運(yùn)動學(xué)

這部分屬于基礎(chǔ)知識，授課內(nèi)容靈活性不大，講授內(nèi)容包括：約束、等時(shí)變分、虛位移和自由度、廣義坐標(biāo)、運(yùn)動學(xué)問題的分析法。

對于第一部分約束，筆者相比其他一些傳統(tǒng)教材，加入了判斷微分約束是否可積的方法。因?yàn)閷W(xué)生在接觸到微分約束不一定是非完整約束這個(gè)結(jié)論的時(shí)候，很自然地會產(chǎn)生一個(gè)問題：究竟哪些微分約束才是可積的？該部分的內(nèi)容填補(bǔ)了這個(gè)空白。

第二部分內(nèi)容等時(shí)變分實(shí)際上在這里講授顯得較早，但是該部分內(nèi)容作為基礎(chǔ)，可以使得下一部分內(nèi)容虛位移中變分符號的出現(xiàn)不顯得太過突兀。另外通過學(xué)習(xí)變分的運(yùn)算法則，學(xué)生才能夠從坐標(biāo)的約束方程得到各虛位移之間的約束方程。

第三部分內(nèi)容與傳統(tǒng)授課相比，筆者主要針對自由度這個(gè)概念將學(xué)生所學(xué)知識橫向比較。對于自由度的概念，學(xué)生在許多課程中都有學(xué)習(xí)，但不同課程由于研究對象不同，對其定義也會有所偏差。例如，振動力學(xué)由于不涉及非完整約束，就可以把自由度定義為描述系統(tǒng)位形的最少坐標(biāo)數(shù)。另外還要對學(xué)生強(qiáng)調(diào)，自由度數(shù)與所研究的問題側(cè)重點(diǎn)有關(guān)，例如四連桿機(jī)構(gòu)有一個(gè)自由度，但如果考慮連桿的彈性振動，則有無限個(gè)自由度。

第五部分內(nèi)容運(yùn)動學(xué)問題的分析法是大部分傳統(tǒng)教材所沒有的，內(nèi)容主要參考了教材[3]。通過學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容可以基于坐標(biāo)之間的關(guān)系得到速度之間的關(guān)系，避免了采用理論力學(xué)的基點(diǎn)法。這樣一來，即使學(xué)生理論力學(xué)基礎(chǔ)較差，也不會太過影響這門課程的學(xué)習(xí)。

（三）第三章分析靜力學(xué)

這部分內(nèi)容設(shè)置靈活性同樣不大，講授內(nèi)容包括：廣義力、虛位移原理、拉格朗日-狄里克雷定理。

第二部分虛位移原理的使用范圍本應(yīng)是“理想約束、雙面約束、實(shí)位移是虛位移中的一個(gè)”。但是學(xué)生對于“實(shí)位移是虛位移中的一個(gè)”這個(gè)表述一般不易理解。因此可以放寬為“理想約束、雙面約束、定常約束”，這樣并不影響學(xué)生應(yīng)用該原理。對于例題的設(shè)置，可以選用一些材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)求解梁支座約束力的題目，以體現(xiàn)分析力學(xué)的基礎(chǔ)性。

第三部分拉格朗日-狄里克雷定理是虛位移原理在保守系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。對于平衡穩(wěn)定性的概念，可以引入材料力學(xué)的壓桿穩(wěn)定性和流體力學(xué)中繞流物體的穩(wěn)定性進(jìn)行類比，使學(xué)生認(rèn)識到這是一個(gè)具有普遍意義的概念。

（四）第四章分析動力學(xué)

傳統(tǒng)分析動力學(xué)需要講授哈密頓正則方程及相關(guān)概念，但是哈密頓正則方程主要優(yōu)勢在于研究物理領(lǐng)域，對于機(jī)械振動和機(jī)構(gòu)動力學(xué)，正則方程用處較小。而正則方程延伸出的諸多概念如正則變換、泊松括號等，學(xué)生學(xué)習(xí)起來太過抽象。因此筆者認(rèn)為機(jī)械專業(yè)可以不講授哈密頓正則方程相關(guān)內(nèi)容。因此這一章的講授內(nèi)容包括：動力學(xué)普遍方程、第二類拉格朗日方程、動能的結(jié)構(gòu)、微振動、初次積分、第一類拉格朗日方程、Routh方程。

本章第二部分第二類拉格朗日方程是分析力學(xué)課程最重要的內(nèi)容。第二類拉格朗日方程的推導(dǎo)過程較為煩瑣，學(xué)生會感到枯燥，但仍然不可或缺。因?yàn)檫@部分公式的推導(dǎo)為接下來的內(nèi)容如動能的結(jié)構(gòu)、初次積分等打下了基礎(chǔ)，同時(shí)對學(xué)生的邏輯思維能力也是一個(gè)提升。在例題方面，筆者建議設(shè)置一些電路系統(tǒng)和機(jī)電耦合系統(tǒng)，這樣可以使學(xué)生意識到該方程的普適性。另外，學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，常犯的一類錯(cuò)誤就是眼高手低，尤其是求導(dǎo)、正負(fù)號等很容易出錯(cuò)。因此一定要讓學(xué)生獨(dú)立完成一定量的課堂練習(xí)。

第三部分內(nèi)容動能的結(jié)構(gòu)雖然略顯抽象，但考慮到旋轉(zhuǎn)機(jī)械動力學(xué)是機(jī)械領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，仍然有必要進(jìn)行講授。這部分內(nèi)容也為第四和第五部分內(nèi)容打下了基礎(chǔ)。

第四部分內(nèi)容微振動主要講授如何得到非線性振動的線性化方程。筆者發(fā)現(xiàn)在許多工科的振動力學(xué)教材中，雖然都提到了把動能寫成速度的二次型，勢能展開為坐標(biāo)的二次型，就可以得到線性化的振動方程，但并沒有給出一種規(guī)范的方法，因此添加了這部分內(nèi)容。這部分內(nèi)容主要參考了理科教材[4]。

第五部分內(nèi)容是分析力學(xué)求解動力學(xué)方程的古典方法。雖然目前求解動力學(xué)方程往往采用數(shù)值方法，但并不代表該部分內(nèi)容就不重要了，因?yàn)槌醮畏e分代表系統(tǒng)存在守恒量，在一些特殊條件下代表具體的力學(xué)量的守恒，如能量守恒、角動量守恒等，具有明確的物理意義，而不僅僅是數(shù)學(xué)上的抽象概念。另外需要對學(xué)生強(qiáng)調(diào)初次積分和約束的區(qū)別，雖然形式相似，但前者是由動力學(xué)方程得到的，而后者是純粹的運(yùn)動學(xué)概念。

（四）第五章動力學(xué)變分原理

動力學(xué)存在多種形式的變分原理，筆者在授課時(shí)只選擇了工程中常用的兩個(gè)變分原理，一是高斯最小拘束原理，二是哈密頓原理。前者在機(jī)構(gòu)分析中應(yīng)用較多，而后者在彈性振動中應(yīng)用廣泛。這一章的講授內(nèi)容包括：高斯原理、泛函與變分法、哈密頓原理。

第二部分泛函與變分法的講授主要是為哈密頓原理打基礎(chǔ)。雖然學(xué)生只需記住公式便可運(yùn)用哈密頓原理，但實(shí)際上對于接觸最多的有限自由度系統(tǒng)，直接使用第二類拉格朗日方程會比哈密頓原理方便得多，因此哈密頓原理主要是講述一種思想而非具體方法，所以一定要講授泛函和變分法的概念。對于哈密頓原理，其泛函的宗量較為抽象，可以引入簡支梁的應(yīng)變能（宗量為撓度）作為類比，便于學(xué)生理解。

第三部分的哈密頓原理與第二類拉格朗日方程等價(jià)，但使用起來需要分部積分，沒有直接采用后者方便，學(xué)生往往會有一種印象，認(rèn)為哈密頓原理用處不大。因此筆者授課時(shí)引入了簡支梁的振動方程作為例題，雖然推導(dǎo)過程比較煩瑣，但可以使學(xué)生了解到，哈密頓原理可以處理第二類拉格朗日方程不能處理的問題，而不僅僅是數(shù)學(xué)形式上更簡潔。

四、結(jié)論

分析力學(xué)作為一門古老的學(xué)科，內(nèi)涵外延非常豐富，針對不同本科專業(yè)的授課內(nèi)容應(yīng)具有不同的側(cè)重點(diǎn)，授課方式也應(yīng)有所不同。本文針對機(jī)械專業(yè)分析力學(xué)課程存在的一些問題，闡述了教學(xué)內(nèi)容和方法上的具體改進(jìn)。在教學(xué)內(nèi)容中，充分考慮機(jī)械專業(yè)工科特點(diǎn)，刪減了一些偏理科專業(yè)的內(nèi)容。在教學(xué)方法上，一方面注重與其他課程的聯(lián)系，突出分析力學(xué)的基礎(chǔ)性。另一方面兼顧了課程的嚴(yán)謹(jǐn)性和學(xué)生的理解能力。實(shí)踐證明收到了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅鳳翔.分析力學(xué)的定義和內(nèi)容――分析力學(xué)札記之二十五[J].力學(xué)與實(shí)踐，2015，37（2）：238-242.

[2]力學(xué)詞典編輯部.力學(xué)詞典[M].北京：中國大百科全書出版社，1990.

第3篇：機(jī)械原理概念范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；精品課程；課程建設(shè)

作者簡介：李光煜（1965-），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，教授；劉秀蓮（1979-），女，遼寧葫蘆島人，黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150027）

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0126-02

精品課建設(shè)是教育部為實(shí)施高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程不斷提高教學(xué)質(zhì)量而推出的一項(xiàng)重大舉措。在精品課建設(shè)中，應(yīng)圍繞如何提高教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行研究和實(shí)踐，其主旨在于充分體現(xiàn)精品課的先進(jìn)性、科學(xué)性和示范性，實(shí)現(xiàn)理論知識傳授與應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)并重的教育目標(biāo)。在這一過程中，通過整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建新的教學(xué)體系，改革教學(xué)模式，深化實(shí)踐環(huán)節(jié)，造就一支優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，吸收和培養(yǎng)年輕教師，優(yōu)化教材，實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。[1，2]

一、進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合，形成新的教學(xué)體系

近年來，隨著高等教育教學(xué)改革的深入和創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)劃的調(diào)整，學(xué)生某些科目的教學(xué)時(shí)數(shù)有所減少，“機(jī)械原理”課程的教學(xué)時(shí)數(shù)也由原來的76學(xué)時(shí)減少到56學(xué)時(shí)。在教學(xué)時(shí)數(shù)減少了20學(xué)時(shí)的情況下要保質(zhì)保量地完成“機(jī)械原理”課程的教學(xué)，就要求授課教師對教材內(nèi)容要融會貫通，對理論知識的講解能夠深入淺出，做到舉一反三。通過課程組討論和教學(xué)實(shí)踐，對理論知識體系進(jìn)行了重新整合，把課程內(nèi)容體系歸納為“四大模塊”，即機(jī)構(gòu)的組成與運(yùn)動分析模塊、機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)模塊、基本機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)模塊和機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)模塊。其中，機(jī)構(gòu)的組成與運(yùn)動分析模塊（10學(xué)時(shí)）內(nèi)容包括平面機(jī)構(gòu)的組成原理及其結(jié)構(gòu)分析和平面機(jī)構(gòu)的常用運(yùn)動分析方法研究。機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)模塊（16學(xué)時(shí)），包括平面機(jī)構(gòu)的慣性力確定和動態(tài)靜力分析方法、機(jī)械的效率確定及自鎖條件分析、機(jī)械的平衡條件及其計(jì)算、機(jī)械的運(yùn)動方程的建立及其速度波動的調(diào)節(jié)方法等內(nèi)容?；緳C(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)模塊（22學(xué)時(shí)），包括平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和其他常用機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用及各自設(shè)計(jì)方法。最后是機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)模塊（8學(xué)時(shí)），包括齒輪系的類型、傳動比的計(jì)算及輪系的應(yīng)用和機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。[3]經(jīng)過整合課程體系，使課程內(nèi)容變得更加連貫，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械原理這一學(xué)科時(shí)能夠按照認(rèn)知規(guī)律來掌握知識要點(diǎn)，從而使學(xué)習(xí)變得更加容易。即首先學(xué)習(xí)并掌握機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)具有確定相對運(yùn)動的條件和平面機(jī)構(gòu)常用的運(yùn)動分析方法之后，了解和學(xué)習(xí)工程中常用機(jī)構(gòu)的類型、組成、應(yīng)用特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法，最后學(xué)習(xí)和理解機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)組成及其總體方案設(shè)計(jì)，從而使各執(zhí)行構(gòu)件間達(dá)到協(xié)調(diào)配合。通過形成和利用“機(jī)械原理”課程新體系，充分體現(xiàn)出了精品課建設(shè)的先進(jìn)性、科學(xué)性和示范性。

二、建立科學(xué)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生掌握知識、運(yùn)用知識及動手創(chuàng)新的能力

學(xué)生對基本概念、基本原理及基本技能掌握程度的關(guān)鍵在于是否建立了科學(xué)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、親自動手實(shí)踐能力和工程應(yīng)用能力的形成與提高也依賴于科學(xué)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)。多年來，“機(jī)械原理”課程組建立并應(yīng)用了“三位一體”的教學(xué)環(huán)節(jié)，即把理論教學(xué)作為第一環(huán)節(jié)，第二環(huán)節(jié)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課外綜合實(shí)踐是第三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。通過“三位一體”的教學(xué)環(huán)節(jié)全面提高了學(xué)生掌握理論知識的能力、動手實(shí)踐創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。[4]

1.改進(jìn)教學(xué)方法與手段，使理論知識變得生動形象，便于學(xué)生掌握

在“機(jī)械原理”課程教學(xué)中沒有統(tǒng)一的教學(xué)模式，而是根據(jù)章、節(jié)及課程內(nèi)容的不同采用靈活多樣的教學(xué)方法?！皺C(jī)械原理”課程組教師常采用的教學(xué)方法有傳統(tǒng)的課堂講授法、啟發(fā)式教學(xué)法，也有新穎靈活的分析討論式教學(xué)法及現(xiàn)場研究式教學(xué)法、案例教學(xué)法等。例如，在進(jìn)行輪系這一部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，結(jié)合動畫和模型等應(yīng)用實(shí)例，利用分析討論法和學(xué)生一起討論定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)形式的不同、運(yùn)動特性的不同及它們之間的聯(lián)系，從而推導(dǎo)出兩種輪系的傳動比計(jì)算方法，通過這樣的教學(xué)，可以開發(fā)學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，使學(xué)生對這一知識點(diǎn)更容易理解和掌握，達(dá)到記憶深刻的教學(xué)效果。而在學(xué)習(xí)輪系中“使用惰輪的必要性”這一內(nèi)容時(shí)，采用了案例教學(xué)的方式，把采煤機(jī)搖臂使用惰輪的錄像作為案例讓學(xué)生觀看和了解，從而得出惰輪可以增大傳動距離和改變傳動方向這兩個(gè)結(jié)論。在齒輪機(jī)構(gòu)和蝸桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)中，組織學(xué)生到機(jī)構(gòu)陳列室及常用機(jī)床車間進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。在去現(xiàn)場之前要給學(xué)生布置思考題，讓學(xué)生帶著問題去現(xiàn)場觀察，把教材中的理論知識與工程實(shí)際結(jié)合起來，使學(xué)生領(lǐng)會齒輪機(jī)構(gòu)（蝸桿機(jī)構(gòu)）在機(jī)器中的應(yīng)用及其在應(yīng)用中體現(xiàn)出的不同特性，達(dá)到了使學(xué)生把理論知識與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來的教學(xué)目標(biāo)。

處于理論學(xué)習(xí)階段的學(xué)生還沒有接觸生產(chǎn)實(shí)踐，教師不可能每節(jié)課都能帶學(xué)生到現(xiàn)場教學(xué)。鑒于此，在“機(jī)械原理”教學(xué)中，要充分利用機(jī)械的實(shí)物模型直觀教學(xué)或利用教學(xué)錄像片、CAI教學(xué)課件、多媒體flas等比較形象的教學(xué)工具和手段幫助學(xué)生理解和掌握較抽象的理論知識。例如，錐齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)這一概念就非常抽象，學(xué)生較難理解，但在利用一段錄像片展開背錐并結(jié)合CAI課件講授之后，這一教學(xué)難點(diǎn)也就迎刃而解了。另外，在精品課建設(shè)中還充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和環(huán)境，建立了機(jī)械原理精品課程網(wǎng)站，網(wǎng)站中包含了本課程的教學(xué)資料，包括自制的CAI教學(xué)課件、多年收集的教學(xué)案例以及多套課程教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識的錄像片等，還包括機(jī)械學(xué)科的前沿成果、機(jī)械創(chuàng)新園地及課程習(xí)題及答案等，為學(xué)生的自學(xué)和機(jī)械創(chuàng)新能力的形成提供便利的條件。

2.完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)生動手實(shí)踐能力

針對“機(jī)械原理”課程對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容的改革與整合，學(xué)院在實(shí)驗(yàn)設(shè)備的種類和臺套數(shù)、實(shí)驗(yàn)場地等方面的投入力度逐年增大，使實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)裝備和實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面具有較先進(jìn)的水平，為本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造了良好的環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)室的管理方面上實(shí)行課余時(shí)間開放制，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間自定并提前預(yù)約。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，以前的機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)多是驗(yàn)證性的，很多學(xué)生都只在旁邊觀摩，起不到對學(xué)生鍛煉動手能力的培養(yǎng)目的。通過完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備，目前實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了具有研究性、綜合性及創(chuàng)新性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，開設(shè)了機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)和機(jī)構(gòu)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生利用課堂所學(xué)的基本概念、基本原理和基本技能，獨(dú)立思考，親自動手設(shè)計(jì)、組裝新機(jī)構(gòu)，并對所組裝機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)方案進(jìn)行評價(jià)，通過這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造、創(chuàng)新能力和動手實(shí)踐能力。

3.開展課外綜合實(shí)踐，提高學(xué)生對理論知識的應(yīng)用能力

培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械工程應(yīng)用及其創(chuàng)新發(fā)展的能力是“機(jī)械原理”課程教學(xué)的總目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，單憑理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要加強(qiáng)對學(xué)生課外綜合實(shí)踐的引導(dǎo)和指導(dǎo)。因此課程組創(chuàng)建了面向全校學(xué)生的“機(jī)械創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室”、“慧魚創(chuàng)新組合制作室”，并由專人管理設(shè)備。教研室及實(shí)驗(yàn)室全體教師均可進(jìn)行指導(dǎo)，為學(xué)生的創(chuàng)新活動提供寬廣的平臺和指導(dǎo)，為學(xué)生個(gè)性化創(chuàng)新教育創(chuàng)造廣闊的空間。每年定期舉辦校級機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和“慧魚”模型創(chuàng)意組合競賽，課程組對在大賽及競賽中出現(xiàn)的優(yōu)秀作品進(jìn)行評價(jià)，幫助學(xué)生對所學(xué)基本概念、基本理論知識與工作實(shí)際應(yīng)用做到融會貫通，利用機(jī)械原理知識發(fā)現(xiàn)問題并解決問題能力；并對其中能夠完成實(shí)物或模型的作品提供一定的資助，對其中明顯具有實(shí)用性和創(chuàng)新性的作品給予獎(jiǎng)勵(lì)，在此基礎(chǔ)上鼓勵(lì)和組織學(xué)生參加省級或國家級機(jī)械創(chuàng)新競賽及全國大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽等活動。這樣，在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的組織協(xié)作能力和溝通能力，實(shí)現(xiàn)工科大學(xué)生由理論知識的掌握和積累向機(jī)械創(chuàng)新發(fā)展及工程應(yīng)用能力生成的轉(zhuǎn)變。

4.建立科學(xué)的考核方法，綜合考評學(xué)生成績

近年來，課程組對“機(jī)械原理”課程建立了多元化考核模式，真正發(fā)揮期末考核在課程教學(xué)中的鑒定、督促和激勵(lì)作用。具體做法是：首先在考核的內(nèi)容上，不僅考核學(xué)生基本概念、基本理論和基本技能的掌握程度，還要考核學(xué)生綜合性、創(chuàng)造性地應(yīng)用基本概念、基本理論和基本技能解決實(shí)際問題的能力。其次在考核的形式上，加大了平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)和實(shí)踐能力考核的力度。不再是由一套試卷和幾道試題決定學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)效果，而是綜合考量學(xué)生的平時(shí)作業(yè)、討論課及啟發(fā)式教學(xué)中的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中動手能力的表現(xiàn)及校級、省級和國家級創(chuàng)新大賽的參加及獲獎(jiǎng)情況等多個(gè)方面進(jìn)行測評，使期末成績的構(gòu)成多元化。利用考核形式的改革，使每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都得到學(xué)生的足夠重視，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生更加了解“機(jī)械原理”課程在今后從事機(jī)械工程應(yīng)用及其創(chuàng)新發(fā)展中的重要性，通過建立科學(xué)的考核方法，改善了教學(xué)秩序，提高了教學(xué)質(zhì)量。

三、加大師資隊(duì)伍建設(shè)力度，提高師資隊(duì)伍的學(xué)歷水平和教學(xué)能力

師資隊(duì)伍的建設(shè)和師資水平的提升是精品課程建設(shè)的關(guān)鍵?！皺C(jī)械原理”課程組教師共9人，其中教授3人，副教授1人，高工2人，講師3人，高級職稱人數(shù)占67%。課程組全體教師不斷進(jìn)取，抓住各種機(jī)會努力提高自身的學(xué)歷水平和教育教學(xué)能力。[5]目前博士學(xué)位1人，在讀博士后1人，在讀博士3人，碩士學(xué)位2人，學(xué)士學(xué)位2人。對青年教師實(shí)行導(dǎo)師制培養(yǎng)計(jì)劃，對每一位新進(jìn)教師均配一名骨干教師進(jìn)行指導(dǎo)，并制訂明確具體的培養(yǎng)計(jì)劃，幫助他們提高教學(xué)能力，過好教學(xué)關(guān)、育人關(guān)、實(shí)踐關(guān)。要求新進(jìn)教師必須經(jīng)過聽課、輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)、試講、點(diǎn)評等階段后，才能上講臺講課。鼓勵(lì)青年教師積極開展教學(xué)與科學(xué)研究，提高學(xué)術(shù)水平和工程實(shí)踐能力，并促進(jìn)教學(xué)水平的提高。幾年來，共有5人次參加校級、院級教學(xué)大賽，分別獲得一、二、三等獎(jiǎng)，課程組的教學(xué)質(zhì)量受到學(xué)校師生的一致好評。

四、引進(jìn)國內(nèi)優(yōu)秀教材， 完成自編規(guī)劃教材和自制課件的配套體系

課堂教學(xué)的主要載體是教材，教師通過教材把知識傳遞給學(xué)生，教材也是學(xué)生課前和課后自學(xué)的主要工具，所以精品課程教學(xué)效果的改善和教學(xué)質(zhì)量的提高都與教材的選擇和建設(shè)息息相關(guān)。課程組教師長期重視教材的選用與建設(shè)，選用的教材均為高教出版社推薦使用的國家優(yōu)秀獲獎(jiǎng)教材，并購買了與教材配套的CAI電子教案。同時(shí)以“21世紀(jì)規(guī)劃教材”為依托，抓住北京大學(xué)出版社“全國高等院校機(jī)械類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)規(guī)劃教材”的契機(jī)，課題組共同努力出版了與課程建設(shè)配套的機(jī)械原理教材，并在教學(xué)實(shí)踐中得到應(yīng)用，師生反映良好。為提高教學(xué)效果，增加課堂的信息量，黑龍江科技大學(xué)的教師們還自己制作了CAI課件，實(shí)現(xiàn)教材立體化，效果很好。

參考文獻(xiàn)：

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[2]侯治富， 金祥雷，谷樹嚴(yán)，等.精品課程建設(shè)目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑的研究與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006，（1）：22.

[3]孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].第八版.北京：高等教育出版社，2007.

第4篇：機(jī)械原理概念范文

關(guān)鍵詞：《機(jī)械基礎(chǔ)》 中職生 多媒體 生活化

中圖分類號：G718.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.098

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程內(nèi)容繁、雜、廣，加上概念性、原理性較多，是典型的教師難講學(xué)生難學(xué)的課程。同時(shí)，中職生受挫感較強(qiáng)，意志力薄弱，數(shù)理化基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)接受能力有限，加之學(xué)生僅學(xué)習(xí)機(jī)械制圖，學(xué)生對機(jī)械的感性認(rèn)識不足，感覺教學(xué)與學(xué)習(xí)比較枯燥，倘若沿用傳統(tǒng)的“以教師為主，學(xué)生為輔”的方法很難收到良好的教學(xué)效果。因此，如何在多媒體時(shí)代讓中職生學(xué)好《機(jī)械基礎(chǔ)》課程是一個(gè)值得探討的問題，本文結(jié)合筆者多年來的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對其進(jìn)行教改探討。

1 適當(dāng)降低教學(xué)難度，增強(qiáng)內(nèi)容的適用性

《機(jī)械基礎(chǔ)》現(xiàn)有教材難度偏大，如果采用原有的教學(xué)方式和方法，僅憑學(xué)生現(xiàn)有水平，很難使他們將掌握所授內(nèi)容，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。教師要本著教學(xué)內(nèi)容“深入淺出、適當(dāng)夠用”、教學(xué)手段“靈活多樣”的原則授課，讓大多數(shù)學(xué)生能聽懂，學(xué)習(xí)知識能基本掌握，為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。對于一些抽象概念的講解，可適當(dāng)加一些相應(yīng)的肢體語言來進(jìn)行解釋。如在講解運(yùn)動中相對運(yùn)動概念時(shí)，請兩位同學(xué)站在講臺上進(jìn)行演示：①一個(gè)站在原地不動，另一個(gè)向前或向后走；②兩人同向一起走，一個(gè)快，一個(gè)慢；③兩人速走，方向相反；④兩人同向同速走；⑤兩人同時(shí)站立不動。通過肢體表現(xiàn)，學(xué)生很快判斷出前三個(gè)動作是相對運(yùn)動，后兩個(gè)動作不是相對運(yùn)動。從而理解相對運(yùn)動的概念；上課舉例應(yīng)符合實(shí)際、易懂。由于學(xué)生大多居住在偏遠(yuǎn)的農(nóng)村，城市中常見的裝置沒見過，所以在講課過程中，最好根據(jù)我校學(xué)生的生活環(huán)境和條件來舉例。如講解桿件的四種變形時(shí)，拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)及彎曲變形分別以拉壓彈簧、剪刀剪紙、擰礦泉水瓶和臂力器為例，使學(xué)生輕松地了解了各種變形的特點(diǎn)；上課時(shí)還要善于發(fā)現(xiàn)和使用笑料，增加幽默感，加深記憶。如對于機(jī)械、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件之間的包容關(guān)系，用俄羅斯套娃等來舉例（最外面的一層是機(jī)械，最里面的一層是零件），再引用相聲中的一個(gè)笑話加以講解。使學(xué)生在歡笑之余，加深理解，化難為易，達(dá)到了教學(xué)效果。

2 通過實(shí)地教學(xué)提高學(xué)習(xí)興趣

機(jī)械基礎(chǔ)課程理論性過強(qiáng)，學(xué)生缺乏相應(yīng)的感性認(rèn)識，對知識不能鞏固記憶，很容易忘記，很難把每一個(gè)知識點(diǎn)聯(lián)系起來，這樣就給教學(xué)帶來了很大的困難。對于這種情況，教師在講解本課程每一章前，首先應(yīng)該讓學(xué)生，對要講到總體知識結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識。例如，告訴學(xué)生能實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動的機(jī)構(gòu)有哪些，然后再依次分章節(jié)逐個(gè)講解，區(qū)分出各機(jī)構(gòu)中的異同點(diǎn)，應(yīng)用在哪些地方，以及每一章節(jié)之間的聯(lián)系及其特點(diǎn)；使學(xué)生從整體上把握好本課程的應(yīng)用特點(diǎn)。同時(shí)，按不同專業(yè)，到工廠、企業(yè)或網(wǎng)站搜集本章相關(guān)設(shè)備的視頻、圖片等最新信息讓學(xué)生了解本章的應(yīng)用，從而樹立起具體的概念，使學(xué)生認(rèn)識到外面的設(shè)備與我們平常學(xué)習(xí)的內(nèi)容是息息相關(guān)的。必要時(shí)到教學(xué)現(xiàn)場，尤其是本校有的設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行觀察，如通過觀察自動車床中凸輪機(jī)構(gòu)組成及應(yīng)用了解凸輪傳動原理；通過觀察自行車的輪系來了解軸系零部件及傳動。

3 利用模型教學(xué)

利用教學(xué)模型，對每一個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行邊演示邊講解的方式，根據(jù)職校學(xué)生的特點(diǎn)，大部分學(xué)生在課堂上能精力集中的注意時(shí)間是比較短的，長時(shí)間地集中注意力，會導(dǎo)致他們的厭煩。而用邊演示邊講解的教學(xué)手段，給學(xué)生一種具有新意的方式，可以使學(xué)生提高興趣。如在講鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，先采用直觀教學(xué)，讓學(xué)生通過對模型及運(yùn)動進(jìn)行觀察，掌握其組成、名稱、畫法、類型及運(yùn)動特點(diǎn)。講其判定方法時(shí)，課前事先讓學(xué)生用硬紙條作兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)模型，學(xué)生以小組為單位，選用不同的桿為機(jī)架，對鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行觀察與匯總，報(bào)告教師，教師再進(jìn)行總結(jié)，從而得到鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)類型判斷的方法，使學(xué)生在直觀印象中把握了重點(diǎn)；然后輔以視頻、動畫手段，使學(xué)生能夠通過動態(tài)的畫面，來加深印象，形象直觀、吸引了學(xué)生。

4 教學(xué)例子生活化

只要我們留意生活中處處都是與機(jī)械有關(guān)的知識，我們在教學(xué)中列舉生活有關(guān)的例子學(xué)生往往容易理解，收到意想不到的效果。如在教學(xué)節(jié)流閥時(shí)，教師抓住流量是通過改變節(jié)流閥的截流面積來調(diào)節(jié)要點(diǎn)，可以啟發(fā)同學(xué)思考有哪種日常生活用品的原理與節(jié)流閥的類同。如此一來，同學(xué)們就展開各自的想象，有的同學(xué)聯(lián)想到宿舍內(nèi)的水龍頭，又或者是用來淋花草的軟水管。當(dāng)我們?nèi)『头砰_時(shí)候，水流量和流速是不一樣的。小組活躍討論熱烈。學(xué)習(xí)軸的上零件固定方式時(shí)，教師可以分別帶來幾根階梯軸、光軸和齒輪讓學(xué)生觀察，再聯(lián)系生活中運(yùn)用軸的機(jī)械。這樣，學(xué)生很快就理解了軸的作用。

5 適當(dāng)利用多媒體

引進(jìn)多媒體先進(jìn)教學(xué)。在《機(jī)械基礎(chǔ)》課程中，往往采用掛圖、模型以及教師口授，這些方式對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械圖來說，有時(shí)要理解透徹還是相當(dāng)困難的，所以容易導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)、逃學(xué)等現(xiàn)象，效果不理想。尤其對于一些難懂的內(nèi)容，如：液壓傳動的原理、液壓元件工作原理、平面連桿機(jī)構(gòu)分類及其性質(zhì)等內(nèi)容，學(xué)生較難觀察到內(nèi)部運(yùn)作情況。一節(jié)課下來，絕大部份學(xué)生容易產(chǎn)生視覺疲勞，走神等現(xiàn)象。我們可以利用多媒體設(shè)備，將生產(chǎn)設(shè)備播放，教會學(xué)生識別生產(chǎn)設(shè)置的元件。再結(jié)合動畫，將油液的流向、元件的工作情況表達(dá)出來，從此動畫中，學(xué)生可以觀察到：油如何從液壓泵的吸油閥進(jìn)入經(jīng)出油閥流出，到過節(jié)流閥，再經(jīng)換向閥，到達(dá)執(zhí)行元件，元件的工作過程我們可以多次觀看，如此生動形象的動畫，學(xué)生有如親臨其境的感覺，再經(jīng)教師的形象化的語言、手勢、板書等教學(xué)手段，使原本枯燥無味的，抽象的原理形象化，靜止的變成動態(tài)化，增強(qiáng)教學(xué)的形象性和直觀性。學(xué)生印象深刻、易懂。

第5篇：機(jī)械原理概念范文

創(chuàng)新教育的目的就是培養(yǎng)和提高受教育者的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新精神。要實(shí)現(xiàn)此目的,首先從改變教學(xué)內(nèi)容入手,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(lì)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。例如,在緒論部分的講述中,以往的內(nèi)容主要是針對本課程的研究對象、基本概念、課程的地位和作用以及本課程的學(xué)習(xí)方法等展開的。但是,為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新積極性,除了經(jīng)典部分的闡述外,還有必要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,重點(diǎn)闡述機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展動向。如在機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論發(fā)展發(fā)面,可以讓學(xué)生了解:為了廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù),當(dāng)今社會也迫切希望開展包括對液壓、電磁、光電等非機(jī)械傳動元件的廣義機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。在對機(jī)構(gòu)的平衡問題進(jìn)行介紹時(shí),引申到機(jī)構(gòu)的動力學(xué)研究,進(jìn)而讓學(xué)生了解到大型機(jī)械設(shè)備的故障診斷和在線監(jiān)測都是現(xiàn)代研究者關(guān)注的重點(diǎn)。有意識地將一些機(jī)械原理學(xué)科前沿的研究引入教學(xué)內(nèi)容中,如微型機(jī)械的研究,它不是將傳統(tǒng)的機(jī)械直接微型化,而是已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇,是涉及多學(xué)科的綜合技術(shù)的應(yīng)用,也推動了處于機(jī)械原理學(xué)科前沿的微型機(jī)構(gòu)學(xué)分支的產(chǎn)生。結(jié)合一些相關(guān)視頻資料,學(xué)生在課堂上獲取到這些知識的同時(shí),興趣也被調(diào)動了起來,拓寬了知識面和視野。讓學(xué)生意識到“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力”,“一個(gè)沒有創(chuàng)新能力的民族,難以屹立于世界民族之林”[3]。此外,在教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新改革中,還可以嘗試重心的轉(zhuǎn)移,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng),突出計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。教師在教學(xué)過程中逐漸實(shí)現(xiàn)淡化圖解計(jì)算分析,強(qiáng)化解析法內(nèi)容的教學(xué),進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合認(rèn)識。這種重心轉(zhuǎn)移體現(xiàn)在:由圖解法為主向解析法為主轉(zhuǎn)變,使計(jì)算理論與計(jì)算機(jī)技術(shù)統(tǒng)一起來,提高機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和正確性;由手動設(shè)計(jì)計(jì)算向計(jì)算機(jī)自動計(jì)算轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力;由過去重機(jī)構(gòu)分析計(jì)算向重機(jī)構(gòu)綜合轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力。在教學(xué)中不斷地營造創(chuàng)新環(huán)境,大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新積極性。

二、教學(xué)方法的創(chuàng)新

教學(xué)方法應(yīng)該能夠配和教學(xué)內(nèi)容的改革。創(chuàng)新素質(zhì)就是指由知識結(jié)構(gòu)、智慧品質(zhì)、人格品質(zhì)三種成分有機(jī)結(jié)合構(gòu)成的綜合素質(zhì)。創(chuàng)新教育就是要培養(yǎng)具有這種綜合創(chuàng)新素質(zhì)的學(xué)生。在當(dāng)前課堂教學(xué)中,以知識傳授為主導(dǎo)的教學(xué)方法并未根本改變,教與學(xué)的關(guān)系是以教師為主導(dǎo)、為中心的,這種方式在某種程度上制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及其創(chuàng)新潛能的發(fā)揮。在機(jī)械原理課程的教學(xué)方法上,應(yīng)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。以學(xué)生為本的創(chuàng)新教育教學(xué)方法可以通過以下幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn):鼓勵(lì)學(xué)生不迷信書本知識、不迷信權(quán)威觀點(diǎn),敢于提出問題,無論課堂內(nèi)外,對于任何問題都應(yīng)多問幾個(gè)為什么。如對“極位夾角”的概念解釋,大部分教材上的定義是“搖桿處于兩極限位置時(shí),相應(yīng)的曲柄位置線所夾的銳角”。在教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,對這個(gè)廣泛應(yīng)用的定義提出質(zhì)疑———是否所有的“極位夾角”都是銳角,是否有鈍角的情況存在,而不是直接給出學(xué)生更完善的定義。在這個(gè)過程中,學(xué)生開始學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題,也開始嘗試如何自己解決問題。鼓勵(lì)學(xué)生的求異思維和發(fā)散思維,開闊學(xué)生的思路。當(dāng)然,創(chuàng)新離不開科學(xué)的根基,引導(dǎo)學(xué)生要堅(jiān)持科學(xué)的思維,在提出自己獨(dú)特見解的同時(shí),也應(yīng)該能用科學(xué)的理論對其進(jìn)行解釋和驗(yàn)證。鼓勵(lì)學(xué)生多參加親身實(shí)踐,只有親自動手驗(yàn)證了創(chuàng)新思維的正確性,才能真正達(dá)到創(chuàng)新的目的。機(jī)械原理是一門既有高度的抽象性,又有很強(qiáng)實(shí)踐性的課程。如機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析與力分析模型等都是從實(shí)際機(jī)械中抽象出來的,許多的概念需要通過動態(tài)過程才能得到準(zhǔn)確描述。原來的教學(xué)方法大多通過教師手工繪制或?qū)㈧o態(tài)圖展示給學(xué)生,教學(xué)效果并不理想。因此,現(xiàn)在的教學(xué)方法中采用多媒體手段教學(xué),課件中涵蓋了豐富的三維動畫、趣味的圖片、簡潔的文字等。通過教師講解、動態(tài)演示與板書相結(jié)合的方式,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中可直觀地了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程及其所具有的特性、產(chǎn)生的各種現(xiàn)象,加快了學(xué)生對諸如“死點(diǎn)”、“急回特性”等概念、原理的理解速度,激發(fā)起學(xué)生的好奇心,強(qiáng)化了直覺思維,加深了學(xué)生對這些概念所表達(dá)物理意義的理解程度。

三、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,注重學(xué)生的參與,與機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)、機(jī)械原理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)理論知識的理解。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)過的知識,獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,使學(xué)生得到一次較完整的設(shè)計(jì)方法的基本訓(xùn)練。在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中,教師通過介紹創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法和展示創(chuàng)造發(fā)明實(shí)例,啟迪學(xué)生創(chuàng)新的思維,讓學(xué)生了解設(shè)計(jì)過程,掌握設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)過程中,能在認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上提出自己的見解,充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,不是簡單的抄襲或沒有根據(jù)的臆造。教師僅指明設(shè)計(jì)思路,主要啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考。設(shè)計(jì)方案確定后,安排學(xué)生向小組成員介紹自己的方案,并與其他成員討論,這樣既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動了學(xué)習(xí)主動性,又破除學(xué)生對創(chuàng)新設(shè)計(jì)的神秘感,有助于讓學(xué)生對自己的設(shè)計(jì)方案有全面的認(rèn)識,使學(xué)生受益匪淺。機(jī)械原理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是一個(gè)針對機(jī)械類或相關(guān)專業(yè)學(xué)生的開放性動手實(shí)驗(yàn)。它是一個(gè)很好地培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立工作能力、創(chuàng)造能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的平臺。學(xué)生自己擬定、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案,根據(jù)機(jī)構(gòu)組成原理對桿組進(jìn)行拆分,再將構(gòu)件正確拼裝實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動,這個(gè)過程就要求學(xué)生必須將所學(xué)的理論知識充分地運(yùn)用到具體的實(shí)驗(yàn)中去。例如,學(xué)生要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有急回特性的送料機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)就有多種搭建方案,實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生首先提交自己根據(jù)要求擬定的設(shè)計(jì)方案,繪制該平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖,再計(jì)算所有的桿長、角度、位移等數(shù)據(jù),然后在此基礎(chǔ)上將運(yùn)動簡圖搭建為能夠正確運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)過程中學(xué)生將會接觸到機(jī)械原理的各大機(jī)構(gòu),也會進(jìn)一步深入了解各大機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn),而搭建過程又會涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)及零件的知識。將學(xué)生分為多組,同組學(xué)生共同擬定實(shí)驗(yàn)方案、協(xié)同完成實(shí)驗(yàn),最后各自撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在設(shè)計(jì)和拼接過程中學(xué)生會遇到各種在理論學(xué)習(xí)中很少遇到的問題,在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中學(xué)生各方面的能力也得到了很好的綜合培養(yǎng)。該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)用問題法、探究式教育來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力,讓學(xué)生學(xué)習(xí)到了許多課本上學(xué)不到或曾經(jīng)被忽略的知識,參加過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的學(xué)生都深有體會。

第6篇：機(jī)械原理概念范文

關(guān)鍵詞： 機(jī)械原理 教學(xué) 培養(yǎng) 創(chuàng)新

中圖分類號：F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

隨著社會的發(fā)展,機(jī)械化生產(chǎn)規(guī)模將日益擴(kuò)大，需要設(shè)計(jì)出各種高質(zhì)量的機(jī)械設(shè)備或?qū)υ械臋C(jī)械設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造,這就需要具有掌握機(jī)械原理知識和創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人員。因此機(jī)械原理教學(xué)就越來越重要,我們不能拘泥于填鴨式的教學(xué)方式,而應(yīng)該改進(jìn)機(jī)械原理課程教學(xué),并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

我們現(xiàn)在所培養(yǎng)的學(xué)生,都將是21世紀(jì)的建設(shè)者。為培養(yǎng)跨世紀(jì)需要的基礎(chǔ)知識扎實(shí)、知識面寬、動手能力強(qiáng)、素質(zhì)高的創(chuàng)造性人才,機(jī)械原理課程肩負(fù)著重任。我們常說要有創(chuàng)新精神,而學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是我們教學(xué)過程中非常重要的任務(wù)。創(chuàng)新能力基于創(chuàng)新意識,如果有了創(chuàng)新的意念,再加上掌握一些創(chuàng)新方法,就具有創(chuàng)造的基本條件。我們就此問題在機(jī)械原理課程的教學(xué)過程中進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

一、把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識作為課程的主要任務(wù)

機(jī)械原理課程是機(jī)械類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課,它的重要任務(wù)之一是培養(yǎng)學(xué)生能進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動方案的構(gòu)思和創(chuàng)意設(shè)計(jì),是發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造力的一門較合適的課程。那么目前技校學(xué)生的創(chuàng)造性思維現(xiàn)狀如何呢?為了作到胸中有數(shù),我們在一次考試意出了一個(gè)結(jié)構(gòu)改錯(cuò)的題目,將一個(gè)簡單的自由度為0的運(yùn)動鏈改為F=1的機(jī)構(gòu)。結(jié)果大多數(shù)同學(xué)在情急之中都提出了自己認(rèn)為合理的改進(jìn)措施,有低副機(jī)構(gòu)，也有高副機(jī)構(gòu)，各種各樣的想法都有。這個(gè)結(jié)果很令人鼓舞。它告訴我們：只要善于引導(dǎo)，即使是普通技校的學(xué)生也能擁有創(chuàng)造力。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力,需要全社會的重視與全體教育工作者的努力。這一現(xiàn)狀提醒我們應(yīng)該在課程的指導(dǎo)思想上進(jìn)行改革。我們提出“以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識為主線”的教學(xué)指導(dǎo)思想,并將它貫穿于課堂教學(xué)、課外科技活動、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等一系列教學(xué)環(huán)節(jié)中。

二、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的幾點(diǎn)做法

在將“以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識為主線”的教學(xué)指導(dǎo)思想付諸實(shí)踐的過程中,我們認(rèn)為知識是創(chuàng)造的基礎(chǔ),一個(gè)人如果沒有豐富的基礎(chǔ)知識就根本談不上有所創(chuàng)新。機(jī)械原理課程基本概念多，比較抽象，如何讓學(xué)生想學(xué)并學(xué)會這些枯燥無味的、抽象的基本概念呢?如果不注意采用合適的教學(xué)方法,就很難有好的教學(xué)效果。我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了一些嘗試：

(1)為了更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，在課堂教學(xué)中要鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，注重啟發(fā)式教學(xué)，營造一個(gè)活躍的課堂氛圍，使學(xué)生養(yǎng)成積極主動思維的習(xí)慣。“機(jī)構(gòu)”、“機(jī)器”貫穿于機(jī)械原理課程講授的全過程，怎樣讓這些沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生建立起機(jī)械的概念，從而認(rèn)識機(jī)械呢？為了喚起學(xué)生的認(rèn)識,提醒學(xué)生根據(jù)自己的日常接觸和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納整理,如洗衣機(jī)、汽車、各種機(jī)床等，對一些典型的例子進(jìn)行剖析，如汽車四沖程內(nèi)燃機(jī)、織布機(jī)等。對一些基本概念讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行記憶。從而擺脫單一固定的模式，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維。

(2)在學(xué)校組織的課外科技活動中，鼓勵(lì)學(xué)生做一些用機(jī)械原理知識去解決的一些工程實(shí)際問題的題目，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造欲望。例如裝卸貨平臺高低調(diào)整板，需用到好幾套平面連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動,它的創(chuàng)意構(gòu)思和設(shè)計(jì)極大地喚起了學(xué)生的創(chuàng)造欲望。很多學(xué)生積極參與到科技小制作中來,在第二課堂中，通過制作，同學(xué)們得到了實(shí)際的鍛煉和創(chuàng)造性思維的訓(xùn)練。

(3)在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中,增加機(jī)械運(yùn)動方案選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容。開始時(shí)規(guī)定一個(gè)工藝動作由學(xué)生每四人一組定方案,給每個(gè)同學(xué)定具體題目,自己構(gòu)思一個(gè)具體機(jī)構(gòu),如折疊椅、水果去皮機(jī)、擦窗機(jī)、掃地機(jī)或者某一玩具設(shè)計(jì)等。同時(shí)也鼓勵(lì)他們選自己感興趣的課題。學(xué)生在學(xué)完常用機(jī)構(gòu)后就可構(gòu)思,他們對這類題目很興趣,認(rèn)為雖然經(jīng)歷了辛苦的創(chuàng)意勞動,但確有收獲。

(4)創(chuàng)建機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室。剛接觸到機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時(shí),很多同學(xué)不習(xí)慣,也看不懂機(jī)構(gòu)簡圖。因?yàn)樗麄兊母行哉J(rèn)識太少,為解決這個(gè)矛盾,除在課堂教學(xué)中適當(dāng)多用教具模型、電化教學(xué)等手段外,我們還購制了一些典型機(jī)器和機(jī)構(gòu)實(shí)物,這些反映創(chuàng)新意識的、具有較為新穎的機(jī)構(gòu)及機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)電產(chǎn)品可供學(xué)生隨時(shí)拆裝、觀察。學(xué)生通過了解各種新穎的機(jī)構(gòu)和巧妙實(shí)用的機(jī)械結(jié)構(gòu),分析它們的工作原理、運(yùn)動方案、機(jī)械結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù),并在此基礎(chǔ)上重新進(jìn)行創(chuàng)造性構(gòu)思,使他們受到創(chuàng)造思維的訓(xùn)練。

采用現(xiàn)代化教學(xué)手段CAI,使原來靜止不動的機(jī)構(gòu)在屏幕上“動”起來,一可以節(jié)約大量的教師講解時(shí)間,還能使學(xué)生建立起各種機(jī)構(gòu)、機(jī)器運(yùn)動的感性認(rèn)識。有興趣的學(xué)生可參與到軟件制作的行列中,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、探索體會與建議

目前很多技校在普遍壓縮機(jī)械原理課程學(xué)時(shí)數(shù)的情況下，還想增加內(nèi)容，這樣一來，原有的學(xué)時(shí)數(shù)少而教學(xué)內(nèi)容多的矛盾愈加突出，很難引入更多的訓(xùn)練與開發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的內(nèi)容。為此合理取舍和安排教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)各教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)特點(diǎn)，恰當(dāng)選擇教學(xué)方法和教學(xué)手段，以期在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最佳的教學(xué)效果。為了使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到更好的訓(xùn)練,，可以采取以下措施：

首先由于在引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維的過程中，機(jī)械原理課程任課教師起著非常關(guān)鍵的作用。能否對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的創(chuàng)造性思維訓(xùn)練,教師自己得身體力行。不斷加強(qiáng)自身素質(zhì)建設(shè),注重自己能力的培養(yǎng),因此在理論研究及教學(xué)之余，參加科研活動是必經(jīng)之路。

其次，各相關(guān)課程都應(yīng)把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維的訓(xùn)練作為課程的主要內(nèi)容，并將其落在實(shí)處，通過教學(xué)各環(huán)節(jié)對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，逐漸培養(yǎng)其創(chuàng)新意識,激起他們的創(chuàng)造激情，使他們掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。

最后在技校中開展課外創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的實(shí)踐活動，使學(xué)生可根據(jù)自己的特長選擇自己感興趣的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，為這些機(jī)構(gòu)提供必要的場所和活動資金，在學(xué)生在實(shí)踐過程中增長知識，從而加深對創(chuàng)新設(shè)計(jì)的認(rèn)識。

除了上述方法之外，還可以通過參賽提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。使學(xué)生在參加競賽的過程中，不斷提高和完善自己的創(chuàng)作，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣和自信心，同時(shí)使學(xué)生在競賽中加強(qiáng)學(xué)術(shù)思想的交流，激發(fā)更新的創(chuàng)新意識。

結(jié)語：

通過機(jī)械原理教學(xué)過程中加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，我們深深體會到：學(xué)生中的確蘊(yùn)藏著巨大的創(chuàng)新潛力。他們朝氣蓬勃，思維不受條件的約束，容易產(chǎn)生創(chuàng)新的火花。關(guān)鍵是要在一種寬松和諧的教學(xué)環(huán)境中，積極調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，拓寬學(xué)生的知識面，將課堂教學(xué)、創(chuàng)新理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，學(xué)生才可能發(fā)揮創(chuàng)新能力，開發(fā)出一流的產(chǎn)品，服務(wù)于社會。

參考文獻(xiàn)：

第7篇：機(jī)械原理概念范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;產(chǎn)品創(chuàng)新;概念設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)有著極其豐富的內(nèi)容，同時(shí)也是產(chǎn)品在整個(gè)生產(chǎn)過程內(nèi)最具創(chuàng)造性的階段。其中，包含的原理與方法論對相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)者起到關(guān)鍵的引導(dǎo)效用。因此，對機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新性概念設(shè)計(jì)進(jìn)行探索，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的概述

1.1機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容

機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)電一體化基礎(chǔ)上建立起的包含系統(tǒng)與構(gòu)件、基本元內(nèi)容的集合，而機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的含義則是依據(jù)產(chǎn)品使用周期中各個(gè)環(huán)節(jié)所需要求對產(chǎn)品實(shí)施功能改造、分析和子功能開發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其滿足功能結(jié)構(gòu)要求的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)活動。這種設(shè)計(jì)工作的過程包括前期規(guī)劃、設(shè)計(jì)概念以及對計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)化和豐富化，并加以改進(jìn)補(bǔ)充。機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過程中的程式化內(nèi)容可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)代為實(shí)現(xiàn)，但除此之外難以被程式化的方面還需產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員通過人工設(shè)計(jì)逐步完成。通過構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的概念設(shè)計(jì)理念，對其功能與組織開發(fā)的過程按照模塊化思想進(jìn)行劃分，以此實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)工作的層次性、協(xié)調(diào)性。目前，發(fā)達(dá)國家對機(jī)電一體化概念設(shè)計(jì)的深入研究大體集中于其調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)電一體化的理念自1971年被提出以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，內(nèi)容也在逐步豐富，尤其在科技快速發(fā)展的今天，廣闊的市場空間與消費(fèi)需求的升級，更加迫使機(jī)電一體化產(chǎn)品對自身性能、可靠程度提出更高要求。而計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、傳感技術(shù)、AI技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料技術(shù)、集成技術(shù)以及其他相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，都為機(jī)電一體化產(chǎn)品的革新打下了技術(shù)根基，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著更優(yōu)質(zhì)、更高效的方向邁進(jìn)。

1.2機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的意義

機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新型概念設(shè)計(jì)本身有著重要作用，其既是產(chǎn)品品質(zhì)的深層內(nèi)容，又是其功能屬性得以發(fā)揮的保障，對其本身質(zhì)量的影響也約占60%～70%。因此，建成機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)具有極其顯著的意義。簡要概括，主要包括以下三方面內(nèi)容。第一，創(chuàng)新機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)是保障機(jī)電一體化產(chǎn)品品質(zhì)的必要性要求。機(jī)電一體化體系具有多種學(xué)科互相交叉、集成融合的特點(diǎn)，本身具有著復(fù)雜內(nèi)涵。因此，現(xiàn)今許多的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)并不適應(yīng)機(jī)電一體化技術(shù)本身的特色，難以做到根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)特征隨之作出應(yīng)對。第二，機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新促使其理論體系得到發(fā)展。要?jiǎng)?chuàng)新這一概念設(shè)計(jì)，必將建立新的方式、理論基礎(chǔ)。只有在合理、可靠的概念設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，才能使之收獲具有優(yōu)異性能的機(jī)電一化體產(chǎn)品。再加之如今概念設(shè)計(jì)的思想理念獲得了社會中乃至整個(gè)世界越來越多的關(guān)注與認(rèn)同，如QFD理論、公理化理論、TRIZ理論等設(shè)計(jì)理論的建立，對于推動創(chuàng)新機(jī)電一體化產(chǎn)的概念設(shè)計(jì)發(fā)展起到了不可忽略的效用，進(jìn)一步促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)體系的建立和機(jī)電一體化技術(shù)的完善。第三，機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)對于生產(chǎn)能力與工作質(zhì)量的提高起到切實(shí)的幫助作用。許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都帶有自動處理、調(diào)節(jié)的功效，通過這些能力的實(shí)現(xiàn)，能夠保證工作質(zhì)量與效率的穩(wěn)步提升。例如，在數(shù)控機(jī)床的使用過程中，其生產(chǎn)效率要高出普通基礎(chǔ)5～6倍，并能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床數(shù)量減少50%，節(jié)省50%操作人員的效能，生產(chǎn)周期也能縮短40%，進(jìn)而使得生產(chǎn)成本降低50%左右。

2機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)理論

2.1機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)用到的系統(tǒng)原理

機(jī)電一體化系統(tǒng)是該類產(chǎn)品中最為重要的基礎(chǔ)。就其本質(zhì)來說。它算是一種復(fù)雜機(jī)械，但與普通的機(jī)械相比還有著顯著區(qū)分。機(jī)電一體化體系是通過在機(jī)構(gòu)的動力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先進(jìn)的電子技術(shù)，并使之與軟件相互聯(lián)合形成的一類新型機(jī)械系統(tǒng)。就其功能來說，機(jī)電一體化系統(tǒng)包含機(jī)械力、能量流、運(yùn)動力等多種動力學(xué)有關(guān)的特殊機(jī)械，以及一些機(jī)電部件互相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。其中，機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心又在于集成協(xié)調(diào)各種技術(shù)，通過對機(jī)械工程、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電工技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的聯(lián)合利用，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動行為可控的目標(biāo)，而不僅簡單對各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行拼湊堆積。這也是利用計(jì)算機(jī)的調(diào)節(jié)和處理能力，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動元件可控特征的現(xiàn)代化機(jī)械系統(tǒng)。有關(guān)機(jī)電系統(tǒng)化原理的研究主要包含三方面內(nèi)容。第一，三環(huán)論。研究者認(rèn)為，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以劃分為電子、機(jī)械、軟件三項(xiàng)功能模塊。第二，五塊論。通常視機(jī)電一體化產(chǎn)品是由動力功能、控制功能、構(gòu)造功能、操作功能和傳感檢測五個(gè)功能模塊組成的。第三，兩個(gè)子系統(tǒng)理論。研究人員認(rèn)為，機(jī)電一體化系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)和物理系統(tǒng)兩項(xiàng)分支系統(tǒng)共同組成的。以上三種理論的提出具有重要意義，但同時(shí)也有著較大的局限性。三者立足于控制和電力兩部分，但沒有對機(jī)械主體加以強(qiáng)調(diào)，也并未對處理好機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的復(fù)雜性、多面性和模糊性等問題提出方法。因此，這些理論對該類產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)不能起到重要作用。在概念設(shè)計(jì)實(shí)際工作中，機(jī)電一體化系統(tǒng)往往會被劃分為傳感檢測、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信息控制處理三個(gè)子系統(tǒng)。通過這三個(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)分工，各自完成信息檢測、機(jī)械運(yùn)動與信息控制的工作，這種分工方式才能真正實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)中各項(xiàng)功能的優(yōu)化和最佳效果的發(fā)揮，并以此獲得機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)合理的相關(guān)方案。

2.2機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)方法

對機(jī)電一體化產(chǎn)品而言，其概念設(shè)計(jì)是許多領(lǐng)域內(nèi)知識、技術(shù)之間的交織融合，具有新穎復(fù)雜、反復(fù)迭代、目標(biāo)多解、結(jié)構(gòu)不良等特點(diǎn)。滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，關(guān)鍵在于發(fā)揮設(shè)計(jì)者的主觀能動性，通過展現(xiàn)設(shè)計(jì)智慧，滿足創(chuàng)新性的要求。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，主要在于實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)配合。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，促使人們對人工智能提出新的期待。但創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)這類任務(wù)，主要還得依靠人類的智能實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體系統(tǒng)也是人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)，通過對設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)的分工，來達(dá)到創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的目的。機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)創(chuàng)新主要方法包括三方面內(nèi)容。第一，落實(shí)人才戰(zhàn)略，培養(yǎng)專業(yè)性人才?？萍几偁幾罱K都會落實(shí)在人才競爭上。要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，人才供應(yīng)是重要保障。機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才在制造行業(yè)占據(jù)就業(yè)滿意度第三位的好名次，就業(yè)率更是高達(dá)100%。因此，加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)更有著多方面的積極意義，國家以及機(jī)電行業(yè)要在培養(yǎng)、優(yōu)化道路中貢獻(xiàn)出更多力量，從多方面對學(xué)生展開培訓(xùn)工作，以此實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)研究者、開發(fā)者、設(shè)計(jì)者以及其他相關(guān)從業(yè)人員素質(zhì)的目的。第二，努力拓寬供應(yīng)市場，嚴(yán)守質(zhì)量關(guān)。市場是檢驗(yàn)產(chǎn)品的試金石，將機(jī)電一體化產(chǎn)品投放到市場中，一方面保障其生命周期能夠?qū)崿F(xiàn)，另一方面通過買方對產(chǎn)品性能體驗(yàn)所作反饋也對產(chǎn)品研發(fā)起到反作用力的效果，使其優(yōu)點(diǎn)得以保存、延續(xù)，缺點(diǎn)得到改良、進(jìn)化，從而不斷促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品性能的整體提升。第三，將環(huán)保技術(shù)納入機(jī)電一體化的發(fā)展策略中。機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)等多種技術(shù)的應(yīng)用，往往會伴隨著電子、機(jī)械污染的問題。在機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，無可避免也會產(chǎn)生一些污染物。因此，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)研發(fā)過程中要考慮到環(huán)保問題，讓機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展，以施行環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展策略為其提供方法指引。通過一些環(huán)保設(shè)施和環(huán)?？萍嫉膶?shí)行，有效遏制資源浪費(fèi)、污染物增多的問題。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)技術(shù)故障時(shí)，也可以反復(fù)利用一些資源，以減少資源、材料的消耗。相關(guān)生產(chǎn)負(fù)責(zé)人還應(yīng)主動淘汰一些產(chǎn)能落后的設(shè)備、產(chǎn)品，以此改變過去投入高、輸出高的模式，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)展的可持續(xù)，使人們擁有健康的生存環(huán)境。

2.3機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)的發(fā)展展望

機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)主要發(fā)展在于理論的進(jìn)步。雖然機(jī)電一體化體系中依舊存在許多問題需要加強(qiáng)分析、研究，但其發(fā)展總趨勢還是積極向上的。概括有五方面內(nèi)容：第一，根據(jù)被測物理量，建立傳感器特點(diǎn)和類型的知識庫；第二，構(gòu)建與機(jī)電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)相關(guān)的推理方法庫；第三，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動與動作進(jìn)行分類，構(gòu)建執(zhí)行機(jī)構(gòu)庫和驅(qū)動元件庫，以促進(jìn)驅(qū)動元件、執(zhí)行、傳動機(jī)構(gòu)和兩者的集成選擇實(shí)行；第四，實(shí)現(xiàn)對該類產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)在各個(gè)環(huán)節(jié)評價(jià)體系的建立，尤其在概念設(shè)計(jì)初期中構(gòu)建對功能原理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的評價(jià)體系；第五，構(gòu)建調(diào)節(jié)和控制信息的資料庫，以促進(jìn)挑選硬件和編制軟件中對機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)高效管控的實(shí)現(xiàn)。隨著機(jī)電技術(shù)與各項(xiàng)科技的快速進(jìn)步以及機(jī)電一體化研究的逐步深入，促使機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的理論體系更加豐富，并具有更為強(qiáng)大的實(shí)用功能和操作功能，從而順利實(shí)現(xiàn)對機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新與研發(fā)。

3結(jié)束語

機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究雖然已經(jīng)取得了較為矚目的成績，但關(guān)于機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的研究成果目前依然處于初級階段，仍需要相關(guān)從業(yè)者不斷加強(qiáng)探索、創(chuàng)新，通過大量細(xì)致的實(shí)踐研究工作，促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的完善和成熟，并最終實(shí)現(xiàn)其優(yōu)異的實(shí)用價(jià)值。

作者:王中元 單位:內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn):

第8篇：機(jī)械原理概念范文

可以通過圖片、短片、生動形象的描述等形式列舉地震波、水波、聲波、無線電波和光波、掃描遂穿顯微鏡、電子顯微鏡引出3類典型的波———機(jī)械波、電磁波和物質(zhì)波，指出雖然本質(zhì)不同，但有許多共同之處……本章通過討論機(jī)械波來說明波動過程的基本概念和基本規(guī)律．這體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用多種教學(xué)方法與手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，同時(shí)起到承上啟下的作用．

2新課教學(xué)環(huán)節(jié)

首先通過多媒體播放Flas引導(dǎo)同學(xué)歸納出產(chǎn)生機(jī)械波的條件，再通過實(shí)驗(yàn)，建立正確的機(jī)械波形成與傳播的概念．為了便于分析機(jī)械波是如何形成與傳播的，必須建立波傳播的簡化模型：一維波傳播模型．通過下面過程逐步進(jìn)行，演示“繩波”，可以看到一孤立的向上凸起的波向前傳播，水平振動，可以看到連續(xù)完整的波向前傳播．比較繩波與水波，找出二者共同點(diǎn)；介質(zhì)各部分均振動、均形成凹凸相間的形狀向前傳播．最后得出結(jié)論：繩中傳播的是機(jī)械波，它的形成與傳播原理，就是所有機(jī)械波的形成與傳播的原理．第一步，建立物理模型，將軟繩簡化為若干質(zhì)點(diǎn)連接而成；第二步，利用箱式橫波演示儀演示機(jī)械波是如何形成與傳播的，通過以上教學(xué)過程，學(xué)生建立如下概念：（1）在介質(zhì)中，前面質(zhì)點(diǎn)振動，帶動后面質(zhì)點(diǎn)也跟著振動，但時(shí)間上有延遲，大量質(zhì)點(diǎn)相互“配合”形成機(jī)械波；（2）質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動，不會隨波遷移；機(jī)械波傳播的是“機(jī)械振動”這種運(yùn)動形式．進(jìn)一步發(fā)展科學(xué)概念，讓科學(xué)概念理解更全面深刻，前面所分析的機(jī)械波均屬于橫波，對于一個(gè)完整科學(xué)的概念而言，還需分析縱波的情況：通過多媒體觀看有關(guān)橫波和縱波動畫，彈簧中傳播機(jī)械波的情況并分析此現(xiàn)象，讓學(xué)生明確該現(xiàn)象傳播的也是一種振動形式，是機(jī)械波并給出橫波與縱波的概念；說明縱波是如何形成與傳播的；總結(jié)對機(jī)械波的形成與傳播概念的理解，不論是橫波還是縱波，均有：理解一，機(jī)械波的形成是因?yàn)榍懊娴馁|(zhì)點(diǎn)帶動后面的質(zhì)點(diǎn)，后面的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動；理解二，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，只是在各自的平衡位置附近振動［1，2］；理解三，機(jī)械波是大量質(zhì)點(diǎn)的集體行為，機(jī)械波傳播的是振動這種形式，波動是振動狀態(tài)的傳播，相位的傳播，波形的傳播（平移），能量的傳播．這為波函數(shù)的建立提供鋪墊．隨后進(jìn)一步聯(lián)系給人類社會帶來災(zāi)難的地震波且說明它的的產(chǎn)生，傳播過程既有縱波（P波，首波）又有橫波（S波，次波），兩種波速的差異可以用來計(jì)算震源的位置，又由于橫波只能在固體中傳播，而縱波可以在固、液、氣中傳播的特點(diǎn)，指出人類可以利用地震波實(shí)現(xiàn)對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識了解地殼地層的分布，它是石油和天然氣勘探的一種重要手段．這體現(xiàn)將物理知識轉(zhuǎn)換成科學(xué)技術(shù)的力量．在利用唐山、汶川大地震帶來的災(zāi)難來感受波動中的能量的傳播．既然得出了波動是彈性介質(zhì)內(nèi)部大量質(zhì)點(diǎn)參與的一種集體運(yùn)動形式，如何來描述它呢？引出本節(jié)課的第二個(gè)問題———波的描述，對于幾何描述和周期性描述，還是利用動畫和繩波實(shí)驗(yàn)，直觀明了以達(dá)化解難度之目的，從而得出：（1）機(jī)械波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與振源振動的頻率無關(guān)；（2）認(rèn)識到橫波中的波長的意義，知道振源振動一個(gè)周期，機(jī)械波向前傳播一個(gè)波長．在引入波速由介質(zhì)的性質(zhì)和波的類型決定這一概念時(shí)，解釋為什么海嘯波在開闊的大洋表面的浪高不過1m左右，不甚顯眼，但隨著向海岸傳播浪頭會越集越高達(dá)幾十米，形成排山倒海巨浪拍岸的壯觀場景．這再一次讓學(xué)生體會學(xué)以致用，物理就在身邊，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和信心．機(jī)械波的數(shù)學(xué)表達(dá)式的形式即平面簡諧波的波函數(shù)的建立是本章的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，在前面我們深刻理解波動是振動狀態(tài)的傳播，相位的傳播，彈性介質(zhì)中的各質(zhì)元的振動狀態(tài)沿波的傳播方向依次落后的基礎(chǔ)上建立波函數(shù)．目的就是找到一個(gè)能描述任意時(shí)刻t、任意位置x處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動（振動）狀態(tài)的方程．這里采用多媒體和板書的有機(jī)結(jié)合詳細(xì)分析和討論，假設(shè)已知波源在原點(diǎn)O（xO＝0）處和已知波源在任意位置B處（xB≠0）的質(zhì)點(diǎn)的振動表達(dá)式的情況下求波函數(shù)的方法，最后總結(jié)出一般規(guī)律波動中各質(zhì)點(diǎn)并不隨波前進(jìn)，只是在各自的平衡位置附近做振動；各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的相位依次落后，波動是振動狀態(tài)的傳播，相位的傳播，波形的傳播（平移），能量的傳播［3］．

3課堂小結(jié)環(huán)節(jié)

由自愿組合的10名同學(xué)手手相連，在教師的指導(dǎo)下組成“人浪”表演［4］，以教師的啟發(fā)提問和同學(xué)的回答來歸納總結(jié)本次課的知識點(diǎn)（在黑板上一一標(biāo)出）．最后提出問題：當(dāng)幾列波相遇又會有怎樣的現(xiàn)象和規(guī)律？引出下次課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，以便學(xué)生預(yù)習(xí)．

4結(jié)束語

第9篇：機(jī)械原理概念范文

【關(guān)鍵詞】機(jī)械專業(yè);自動控制原理;教學(xué)改革

自動控制原理是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)方向基礎(chǔ)課程，是控制類課程的核心，該課程與機(jī)械工程實(shí)際密切相關(guān)，課程教學(xué)中必須與機(jī)械類專業(yè)其他課程聯(lián)系起來，要讓學(xué)生對該課程引起足夠重視，使該課程成為機(jī)械類專業(yè)后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)。為了掌握塔里木大學(xué)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)自動控制原理課程中的各種問題，也為了獲得學(xué)生對該課程的意見和建議，幫助教師選取更實(shí)用的教學(xué)內(nèi)容、采用合適的教學(xué)方法等，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，幫助機(jī)械類專業(yè)學(xué)生學(xué)好這門重要的控制類基礎(chǔ)課程。為此，對塔里木大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、機(jī)械電子工程、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化三個(gè)機(jī)械類本科專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了自動控制原理課程的問卷調(diào)查，通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生在該課程中的各種問題，教師以此為重要依據(jù)，來進(jìn)行課程教學(xué)改革，努力提高課程教學(xué)效果。

一、問卷調(diào)查的實(shí)施

(一)問卷調(diào)查內(nèi)容的擬定。

結(jié)合機(jī)械類專業(yè)自動控制原理課程實(shí)際，設(shè)定如下的調(diào)查題目:大家認(rèn)為學(xué)習(xí)自動控制原理課程的重要性如何?大家在學(xué)習(xí)自動控制原理課程時(shí)，遇到的最大問題是什么?大家認(rèn)為自動控制原理課程中最難理解的是哪些知識點(diǎn)?大家的自動控制原理作業(yè)是如何完成的?大家在學(xué)習(xí)自動控制原理課程時(shí)，最感興趣的是哪些內(nèi)容?大家希望在自動控制原理教學(xué)中教師采用哪種教學(xué)方法?大家學(xué)完自動控制原理課程后最大的感受是什么?大家自己是采用哪些學(xué)習(xí)方法來學(xué)習(xí)自動控制原理課程的?請大家列出學(xué)習(xí)自動控制原理的收獲?請大家列出對自動控制原理課程的意見和建議?以上這些調(diào)查題目，針對不同內(nèi)容，有的給出了選項(xiàng)供學(xué)生選擇，有的是讓學(xué)生自行根據(jù)實(shí)際填寫，通過問卷調(diào)查，充分挖掘?qū)W生在自動控制原理課程學(xué)習(xí)中的各種問題。

(二)問卷調(diào)查的發(fā)放和回收。

通過對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化、機(jī)械電子工程、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化三個(gè)機(jī)械類專業(yè)已經(jīng)學(xué)過自動控制原理課程的班級發(fā)放問卷調(diào)查，問卷采用不記名的形式，由學(xué)生自行根據(jù)自己實(shí)際情況如實(shí)填寫。三個(gè)機(jī)械類專業(yè)各發(fā)放30份調(diào)查問卷，一共90份調(diào)查問卷，教師督促學(xué)生全部交回調(diào)查問卷。

(三)問卷調(diào)查的分析。

1．課程重要性認(rèn)識方面。

大部分學(xué)生都明白自動控制原理課程的重要性，都懂得該課程是機(jī)械類專業(yè)控制類課程的基礎(chǔ)，都能從心底里引起足夠重視，只有很少一部分學(xué)生感覺該課程理論性太強(qiáng)，感覺好像在學(xué)數(shù)學(xué)，對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的這些學(xué)生來說，對該課程重視不夠，甚至對該課程有抵觸情緒，總的來說，大多數(shù)學(xué)生能重視這門課程，有學(xué)好該課程的強(qiáng)烈愿望。

2．課程學(xué)習(xí)中遇到的最大問題。

大部分學(xué)生表示，該課程學(xué)習(xí)中遇到的最大問題是課程對數(shù)學(xué)知識要求很高，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)，必須先要翻閱數(shù)學(xué)課本，重新溫習(xí)微分方程、函數(shù)、向量、拉普拉斯變換、拉普拉斯反變換、傅里葉變換、復(fù)數(shù)、矩陣等數(shù)學(xué)知識，所以數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程中，往往由于數(shù)學(xué)的問題，導(dǎo)致該課程上課時(shí)聽不懂，跟不上老師的節(jié)奏，久而久之，就放棄了該課程。還要相當(dāng)一部分學(xué)生反映，在該課程學(xué)習(xí)中遇到的問題還有結(jié)合圖形分析，該課程的教學(xué)中，很多知識要通過圖形講解，分析問題也要涉及到畫圖，很多學(xué)生厭煩畫圖，所以學(xué)生感覺圖形分析也是本課程的難點(diǎn)之一。

3．課程最難的知識點(diǎn)。

大部分學(xué)生表示，自動控制原理課程中根軌跡分析是課程最難的地方，因?yàn)楦壽E分析法比較抽象，概念不好理解，首先要畫出根軌跡圖才能進(jìn)行分析，畫根軌跡圖必須要熟悉大量的繪制根軌跡的規(guī)則，學(xué)生對這些繪制法則比較模糊，理解不透徹，導(dǎo)致很難畫出準(zhǔn)確的根軌跡圖，會影響對系統(tǒng)的分析。還有一些學(xué)生認(rèn)為該課程另外一個(gè)比較難的知識點(diǎn)是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正，設(shè)計(jì)的步驟學(xué)生好理解，關(guān)鍵是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中用到校正，學(xué)生不易理解校正的具體應(yīng)用。

4．課程最感興趣的內(nèi)容。

學(xué)生普遍對該課程中自動控制的應(yīng)用最感興趣，學(xué)生普遍關(guān)注的是自動控制系統(tǒng)如何運(yùn)行的，如何發(fā)揮出自身優(yōu)勢，如何能減輕人的勞動力。學(xué)生對自動控制的應(yīng)用充滿無限遐想，心里想著，生活中哪些方面可以想辦法引入自動控制，以提高效率，減輕人的勞動。

5．期望采用的教學(xué)方法。

考慮到自動控制原理的圖形多、公式多、分析方法多等特點(diǎn)，學(xué)生們普遍表示，該課程的教學(xué)中不能教師在課堂上滿堂灌地講概念、推導(dǎo)公式、介紹各種系統(tǒng)分析方法等，必須要采取新穎的教學(xué)方法，才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生普遍表示，教學(xué)中要多舉實(shí)例，每章結(jié)束后要及時(shí)總結(jié)，希望教師把每章的知識點(diǎn)能進(jìn)行梳理，可以采用微課的形式對每章知識點(diǎn)進(jìn)行視頻表述，方便學(xué)生業(yè)余時(shí)間觀看學(xué)習(xí)，在該課程的實(shí)驗(yàn)中，要改變單一的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，可以在?shí)驗(yàn)中引入仿真，這些新穎的教學(xué)方法，可以為學(xué)生營造輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

6．課程學(xué)習(xí)方法。

大部分學(xué)生表示，學(xué)習(xí)該課程主要靠課堂上聽老師講解，大部分學(xué)生課后只是完成教師布置的作業(yè)，作業(yè)完成以后就不再看書，對該課程的學(xué)習(xí)投入不夠。將近一半的學(xué)生能進(jìn)行課前的簡單預(yù)習(xí)，極個(gè)別學(xué)生課前根本不預(yù)習(xí)。課程作業(yè)基本都是按照教師講的解題方法或者參閱教材上的例題，按部就班完成任務(wù)，很少深入思考，極個(gè)別學(xué)生作業(yè)不會做，也不認(rèn)真思考解決，為了完成任務(wù)而抄同學(xué)作業(yè)。

7．學(xué)完課程的收獲。

學(xué)生普遍表示，學(xué)完自動控制原理課程，懂得了自動控制的概念、組成、類型、應(yīng)用、要求等，明白了自動控制的重要性，特別是對于機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生，非常有必要學(xué)好自動控制原理課程，因?yàn)楹芏嗟臋C(jī)械設(shè)備在工作中離不開自動控制，所以必須了解自動控制的最基本內(nèi)容。學(xué)完該課程，了解了自動控制系統(tǒng)的分析方法和設(shè)計(jì)步驟，也學(xué)會了基本的判斷自動控制系統(tǒng)能否穩(wěn)定的方法等。學(xué)生在腦海里能把機(jī)械工程實(shí)際和自動控制聯(lián)系起來，樹立了機(jī)械工程背景。

8．對課程的意見和建議。

大部分學(xué)生建議該課程教學(xué)中，教師不能只講課本理論知識，要多介紹自動控制在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用，要把該課程與機(jī)械工程實(shí)際結(jié)合起來，要多講解自動控制案例，在課程教學(xué)中要利用好板書和多媒體，兩者要良好結(jié)合，在課程實(shí)驗(yàn)中增加最新的仿真軟件，來學(xué)會用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，在教學(xué)中，教師要多把自動控制系統(tǒng)的前言知識和科研成果與課程內(nèi)容聯(lián)系起來，擴(kuò)展視野。

二、自動控制原理課程教學(xué)改革的實(shí)踐

針對在問卷調(diào)查中分析總結(jié)的問題，結(jié)合教師從事自動控制原理課程的經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)械類專業(yè)自動控制原理進(jìn)行教學(xué)改革，以此提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生學(xué)好該課程，為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)。

(一)課堂教學(xué)采用案例講解和微課教學(xué)模式。

在該課程教學(xué)中，教師多查找機(jī)械工程實(shí)例，把課程知識與案例聯(lián)系起來，為學(xué)生的學(xué)習(xí)樹立機(jī)械工程背景，引起學(xué)生對課程的重視和學(xué)習(xí)熱情。針對學(xué)生對每章知識點(diǎn)把握不準(zhǔn)，在課堂教學(xué)中引入微課輔助，把每章重要的知識點(diǎn)制作成微課，學(xué)生對微課很感興趣，除了在課堂上每章結(jié)束給學(xué)生通過微課總結(jié)，學(xué)生也可以利用課余時(shí)間觀看微課視頻，方便學(xué)生隨時(shí)學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)內(nèi)容方面，要針對學(xué)生學(xué)習(xí)該課程中遇到的困難，對難的內(nèi)容要反復(fù)講解，教學(xué)中要及時(shí)給學(xué)生補(bǔ)充復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)知識，在學(xué)習(xí)方法上，要給學(xué)生正確引導(dǎo)，要讓學(xué)生每次必提前預(yù)習(xí)，特別是涉及到數(shù)學(xué)知識時(shí)，要求學(xué)生課前必須先預(yù)習(xí)回顧數(shù)學(xué)知識，做到課堂聽課時(shí)心中有數(shù)，能跟上教師的講解節(jié)奏。要重視課程的作業(yè)，及時(shí)布置典型作業(yè)題，及時(shí)批閱，及時(shí)講解作業(yè)題中發(fā)現(xiàn)的問題，使作業(yè)成為檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)的重要依據(jù)。

(二)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加系統(tǒng)仿真。

要改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺接線驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理的簡單實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑谧詣涌刂茖?shí)驗(yàn)中增加計(jì)算機(jī)仿真，給學(xué)生提供新穎的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑岣邔W(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣，讓學(xué)生學(xué)會用計(jì)算機(jī)仿真來進(jìn)行系統(tǒng)仿真分析和設(shè)計(jì)。

三、結(jié)語

通過在機(jī)械類三個(gè)專業(yè)學(xué)生中進(jìn)行自動控制原理課程問卷調(diào)查，能更好地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)中遇到的問題，及時(shí)聽取學(xué)生對課程的意見和建議，以此來進(jìn)行課程的教學(xué)改革，一切為了學(xué)生，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，幫助學(xué)生學(xué)好該課程，為學(xué)生后續(xù)的機(jī)械專業(yè)課學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

［1］買買提熱依木•阿布力孜．民族班“自動控制理論”課程問卷調(diào)查及教學(xué)改革［J］．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012，2:23～24