机械原理课程范文

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、煤矿机械课程理论与实践教学改革的重要作用

煤矿机械各相关课程实用性很强，内容涉及面广，教学难度较大，为满足专业教学的基本要求，又可使学生在日后能具有较强的发展潜力，在内容安排上既应注重基本理论的学习，还要更加注重实践能力的培养。要建设与煤矿机械课程相配套的实验实训环境，并充分利用校模拟矿井和矿山机电实训中心的设备资源，使理论教学与实践教学相辅相成，互相促进。教师应关注并收集煤矿机械最新发展状况的相关资料，将其融人到自己的教学内容之中去。一方面，这可以使学生掌握课程的最新发展动态，调动学生学习的积极性；另一方面，它也可以使学生认识到这是一门动态性的课程，其所学内容是在不断地更新和发展的，从中得到终身学习的启示。实验实训教学法是提高学生综合素质、锻炼学生动手能力、培养学生创新意识的重要环节；是在实验室、模拟矿井和矿山机电实训中心完成相关理论教学与实践教学的一种教学方法，它把理论教学的内容融入到实验实训中去，充分体现理论与实践相结合，课内实验与课外实践相结合，实验与科研相结合，基础训练与创新相结合，实践与社会发展需求相结合，使实验实训教学既符合教学大纲的基本要求，又利于学生的个性化发展。

二、煤矿机械课程理论与实践教学改革的课程建设

按照源于煤矿，服务于煤矿的宗旨，逐步开发了采掘机械使用与维护精品课（自治区级）、采掘机械液压传动精品课、矿井运输提升精品课、流体力学与流体机械精品课。各精品课都建立了丰富的课程教学电子资源库，内容包括《液压传动与采掘机械》、《矿井运输提升》、《流体力学与流体机械》各课程的教学大纲、电子教案、教学动画、教学课件、教学案例、实训指导手册、设备操作规程、学习指南等。

三、煤矿机械课程理论与实践教学改革的基本条件

为煤矿企业培养合格的应用型人才需具备三个基本条件：师资力量、硬件条件和教学方法。

（一）师资力量煤矿机械课程应打造一支学历结构、职称结构、知识结构合理的老中青结合的“教学研究型”和“实践操作型”教师队伍。各专任教师不仅能上好《液压传动与采掘机械》、《矿井运输提升》、《流体力学与流体机械》等相关课程，还应能胜任其担任课程的实习实训工作，同时能够经常通过分析职业岗位能力要求和更新的变化，以工学结合的理念整合课程内容，不断深化教学改革。精心选取企业真实工作任务为教学案例，教学过程紧贴实际工作过程，注重以实例化和形象化培养学生的实践能力，符合职业和岗位的要求，教学特色突出，成为一支专业技能水平高，教学能力强的优秀教师团队。

（二）硬件条件煤矿机械课程实验实训教学基地有：模拟矿井、矿山机电实训中心、液压传动系统与液压元件实验室、工程训练中心。其功能主要为：模拟矿井：可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械的构造与原理、操作与运行等技能的培训。矿山机电实训中心：可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械的构造与原理、诊断与维护、拆装与检修等技能的培训。液压传动系统与液压元件实验室：可以针对煤矿机械液压系统与液压元件进行教学大纲所要求的全部实验项目，还可进行有关的创新与科研实验。工程训练中心：可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械拆装、维护、检修等工作过程中所需的钳工、车工、焊工等基本技能的培训。

我校以前的机械设计课程设计的题目主要是齿轮减速器的设计，在教学上以传统的经验型手工设计为目标，老师逐步讲解，学生机械僵硬地模仿，课程设计被误解为仅仅是翻手册、套公式，甚至有的学生一味参看其他的减速器设计，采用的方法主要是图解法。设计说明书照葫芦画瓢，对自己所设计的东西具体由哪些零部件组成，这些零部件的参数和形状如何，这些零部件之间的装配关系、运动关系如何等了解很少，知其然而不知其所以然［3］。同时，在课程设计期间，往往是很多班级同时或相继展开，造成设计教室、手册紧张，不仅严重影响了设计进程，而且影响了设计效果，甚至有的学生为赶进度，胡编设计数据。这些现状与当今的科学技术发展很不适应，与当前市场需求也不相适应。知识要更新，设计手段要先进，因此，机械原理、机械设计课程设计的传统教学模式已不能适应科学技术发展的需要，机械设计基础课程设计的改革势在必行。

课程体系综合设计研究

将机械原理、机械设计课程设计内容进行整合，探索机械原理、机械设计课程设计中如何培养学生的机械运动方案设计、机械创新设计和解决工程实际问题的能力，提出适合创新人才培养目标的机械原理、机械设计课程设计实施方案，并完成2008级机制班机械基础课程综合设计教学实践。同时，考虑机制、模具、汽车、机电方向的不同，选择适合不同方向的综合设计题目，以设计对象为主线，尝试在综合课程设计中引入机构运动演示，要求学生用计算机仿真验证机构运动设计的合理性［4］，尝试在综合课程设计中引入机械方案创意设计模拟实验，要求学生利用运动方案进行模型拼装创新实验，验证机构运动设计的科学性、合理性。通过机械基础设计课程改革，加强学生创新能力培养。把机械原理、机械设计课程设计时间由原来的分开设计整合为一，机械原理、机械设计两门课程的课程设计题目选择范围加大，同时增加设计时间，激励学生对这类题目产生较大的兴趣，每一位学生都积极思考，差不多每人都提出一到几种运动方案，然后通过小组讨论，挑出最佳方案后，由各组确定自己的最终机械系统运动方案。通过这些创意设计活动，可大提高学生的创新设计能力，改革课程体系综合设计手段，加强CAD、CAM、CAE等技术应用［5］。运用虚拟样机技术，可以大大缩短产品的开发周期，因而受到了制造厂商、科研机构、大学、公司的极大重视。其中ADAMS是美国MDI开发的非常著名的虚拟样机分析软件。尝试以ADAMS为工具，让学生对自己设计出的机构进行建模与仿真，真实地仿真机构的运动过程。改革设计手段，将给课程设计赋予新的活力。

课程体系综合设计的实践及应用

1改革设计题目，注重学生素质的培养

机械CAD能力、综合应用与设计能力和创新设计能力是新世纪高素质机械工程技术人才的重要素质。因此，机械基础课程综合设计训练主线则是以典型机械系统设计为内容，并将机械原理和机械设计的两课程设计贯通，由根据设计要求到机械运动方案及其运动与动力设计(即机械运动简图设计)，再到机械系统结构设计和工作能力设计(即装配图及零件工程图的设计)，从而形成一条加强机械系统设计和综合设计能力训练的设计训练主线［6］。使学生经过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程，加深对机械系统的整体认识，加强设计中的工程意识，培养综合创新设计的能力。目前各高校都在进行课程设计改革实践，但两门课程设计合在一起的课程设计指导书还很少见［7］。因此，根据我校实际情况，编写了适合于本科机械类的机械基础课程综合设计指导书，指导老师可根据不同方向教学班次选用设计题目。

2机械传动方案设计，培养学生创新能力

机械传动方案设计是一个重要的环节。在这一环节中应充分体现以学生为主体，以教师为主导的指导思想。教师在指导时，应因材施教、因人施教，对不同层次的同学要有所区别。在选题方面，提倡设计能力较强的同学选择指导书以外的题目。在指导方面，对这些同学应适当增加设计的难度和深度。方案设计时重点是要把握创新点［8］。在方案分析过程中，为了实现一个确定的设计目标，要求学生至少提出3种可行的方案，并对方案进行分析、比较，总结出其优点与不足。然后确定出设计者认为最优方案作为本次课程设计方案。最后对此方案进行详细设计，包括其运动过程和运动尺寸的确定，进行结构设计和强度设计直至计算。

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

摘要：

本文根据应用型本科机械工程专业人才的培养定位，对机械基础系列课程进行了改革，构建了适合培养本科应用型人才的机械基础系列课程体系。

关键词：

应用型本科；机械基础系列课程；教学改革；课程体系

一、引言

在我国高等教育已步入大众化教育阶段的背景下，要求培养出大批不同规格和层次的人才，尤其是培养出更多的应用型人才。作为一所独立学院，北京理工大学珠海学院以培养高素质应用型本科人才为目标，近两年已启动了新一轮的人才培养模式改革；机械工程专业作为我校的特色专业，一直在努力探索以培养应用能力为主线的培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，我院于两年前开始进行应用型本科机械基础系列课程教学内容的改革探索工作，并已取得可喜的成果。机械基础系列课程包含机械制图、工程力学、工程材料与热成型工艺、互换性与技术测量、机械设计基础（机械原理+机械设计）等5门课程。这些课程都是机械类专业学生必修的核心专业基础课，它们不仅是学生学习后续专业课程、完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础，更是学生毕业后从事工程技术工作的基础。机械基础系列课程教学内容和课程体系的改革在专业整体课程体系中占有极重要的地位，它既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点[1]。

二、现行机械基础系列课程的教学中存在的问题

通过独立学院近六年来的教学实践，我们发现大部分学生在学完机械基础系列课程后，对现代机械设计理论及其应用只有肤浅的认识，还没有完全具备设计机械传动装置和简单机械的能力，特别是不具备基本的工程识。究其原因，主要有以下几个方面：