摘要：針對課外學習的指導是機械原理教學中的重要環(huán)節(jié)。教師通過改革課外習題，開放實驗室，指導學生參加創(chuàng)新設計大賽，鼓勵學生充分利用網(wǎng)絡資源自學等措施，可以幫助學生理解掌握課堂所學知識，同時又做到了把培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力的教學目標貫穿于整個教學過程中。

關鍵詞：課外習題 開放實驗室 創(chuàng)新設計大賽 網(wǎng)絡資源

機械原理是研究機械的構成原理、工作原理、設計原理和方法的學科，是機械類各專業(yè)的一門主干技術基礎課程。隨著科技現(xiàn)代化的進程，我國的機械行業(yè)逐漸由中國制造向中國創(chuàng)造邁進，機械原理課程的主要任務由原來的機構分析轉向機構設計，重點培養(yǎng)學生學習能力、實踐能力和提高學生的創(chuàng)新能力。隨著科學技術的進步和機械學科的發(fā)展，需要學生掌握的內容越來越多，而隨著教學改革的深入和課程體系的調整，機械原理課程的教學學時卻越來越少。為了取得比較好的教學效果，我們認為不但要抓好機械原理課程的理論教學、實驗教學、課程設計三大環(huán)節(jié)，而且還要重視學生的課外學習環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學生實踐能力和提高創(chuàng)新能力這一目標貫穿于整個教學過程當中。

改革課外作業(yè)

做作業(yè)對于學生掌握課堂所學的知識，加深對課程內容的理解都具有十分重要的作用。機械原理課程的習題演練是學習中的一個重要環(huán)節(jié)。但從目前機械原理教材中來看，雖然有不少經(jīng)典的好題，但是實際工程訓練類的題目較少，有部分習題已從形式到內容都落后于目前的工程實踐。而且習題大部分偏重圖解法，解析法的內容相對較少，有些學校由于各方面的原因，甚至不布置用解析法解決的題目，這不符合課程與生產(chǎn)實踐相結合的要求。從目前的機械原理教學所存在的問題入手，我們認為應從以下幾方面改革機械原理習題的配置。

1.精選一些基本訓練型題目，印制成習題冊，這樣既節(jié)省了學生的抄題時間，使作業(yè)規(guī)范化，同時也提高了教師批改作業(yè)的效率。重視解析法也并不意味完全取消圖解法，圖解法是機械原理教與學的實踐中重要的方法之一，它的應用能使復雜問題簡單化、抽象問題具體化。學生掌握和應用圖解法，可拓展思路、啟迪創(chuàng)新思維、提高分析、解決問題的能力，機械原理課程中有許多重要的概念通過圖解法正確地表達，正確掌握圖解法，對學生了解機構的基本概念，掌握機構的設計方法有著重要的作用。

2.適當選擇和實際生活密切相關或反映當前科學技術與工程實踐新成果的設計作業(yè)題作為機械原理課程的作業(yè)。例如，學習自由度時，可布置學生計算一下人體指關節(jié)、腕關節(jié)、肩關節(jié)、踝關節(jié)等的自由度，觀察自行車手閘、挖掘機等機械、計算自由度；學習連桿機構時，可布置如“新型擋風玻璃雨刷機構設計”、“自動板擦機構設計”等等。這些題目，使同學們感到機構并不神秘，它處處出現(xiàn)在我們生活中，從而激發(fā)學生學習的熱情。為了培養(yǎng)學生的綜合應用能力，還可布置一些課程大作業(yè)。這些設計作業(yè)題敘述缺少細節(jié)和結構性，只進行一般的說明。例如：“設計一臺訓練用網(wǎng)球發(fā)球機，該裝置能自動將標準網(wǎng)球從球場一邊隨機拋射過球網(wǎng)，落入規(guī)定場地，要求速度可調，建議可設計一個電機驅動的連桿機構”。要求學生在著手設計之前，通過背景調查把設計問題明細化，寫出清晰的目標陳述，建立任務的技術條件。[1]這些綜合設計題可安排兩三次時間適當放寬，分組進行，然后安排討論課讓學生交流成果，并記入平時成績。

3.增加解析法的習題分量，并安排一些編程訓練。有些學校在運用解析法解題過程中，是由教師將程序編好，學生直接代入?yún)?shù)得出結果，這樣的做法是有一定弊端的。解析法教學的中心是使學生明確基本概念，了解相應的算法，并具有把算法具體落實為計算機程序的能力。如果學生不編制相應的程序就不能真正掌握了解解析法的概念和算法，必然會使學生只知其然不知其所以然。然而由于學生編程水平良莠不齊，而機械原理課也畢竟不是計算機編程課，老師不可能占用大量課時去講解計算機語言，因此如何指導學生完成解析法求解的習題成為亟待解決的問題。教師可選用一些可速成的軟件，如VB、MATLAB等，因為有許多學校開設了這些語言課程，即使未學習過的學生只須花費幾課時，就可以運用這些語言編制基本的運算程序?？梢园才艑W生先閱讀相關程序，然后逐步熟悉用解析法求解并做相關設計。

4.適當安排一些中外文獻的課外閱讀，如閱讀機械發(fā)展史、國外機械原理教材等，課外閱讀可激發(fā)學生學習興趣，開闊學生視野。閱讀后，也可適當安排學生做一些小論文或討論。

開放實驗室

開放實驗室，歡迎學生自己利用課余時間進入實驗室做實驗和科研，不但培養(yǎng)了學生創(chuàng)新思維能力，而且提高了學生實際動手能力和解決工程實際問題的能力。開放實驗室能使實驗場所和設備得到充分利用，既能解決學生多、教師少和設備有限等矛盾，又有利于互幫互學，加深學生對理論知識與實驗內容的理解。

1.學生在進入機械原理學習時，剛剛接觸機械類內容，常常感到很陌生，利用實驗室可使學生盡快適應。鼓勵學生利用課余時間，經(jīng)常參觀實驗室，實驗室的陳列柜中布置著電機帶動的常用機構和機器，還有生活中的常用機構，如縫紉機、搖頭風扇甚至玩具，使學生感覺到機構離我們很近。通過觀察陳列柜各種常用機構模型的動態(tài)展示，增強學生對機構與機器的感性認識。

2.開放實驗室的目的是激勵學生學習和鉆研理論知識與實驗技術的熱情，實驗室隨時向學生開放。鼓勵學生將機械原理設計性的作業(yè)題、參加大學生科技創(chuàng)新的一些小發(fā)明、參與教師科研項目的一些研究設計等設計出實現(xiàn)某些運動要求的機構，繪制出運動簡圖，配合簡單的實驗加工設備及工具，學生可在教師的指導下親自動手制造模型，并在綜合性實驗臺上進行運動和動力分析。在實際操作中，清楚地看到理論與實際的具體結合，具有更強的實踐性。通過大量的實際操作，提高了學生的動手能力和解決實際問題的能力。

充分利用網(wǎng)絡資源

1.網(wǎng)絡的廣泛應用使得教學活動從傳統(tǒng)的課堂形式延伸到網(wǎng)絡中的師生教學互動，教師的教學融合于學生的學習過程，使學生成為學習的主體。教師負責上傳課件，教學活動安排和教學錄像，自測題和復習題等。課件中簡明扼要地介紹各章的要點內容，并引入大量圖片、動畫，使知識點形象生動。學生在網(wǎng)站可查閱到專業(yè)培養(yǎng)計劃、課程教學大綱、教師的電子教案、網(wǎng)絡課程、課程實驗等，在需要時，也可下載網(wǎng)上的教學錄像。學生可利用網(wǎng)絡進行課前預習和課后復習，將學習中的難點和疑惑之處在留言板發(fā)貼提問，教師回復帖子。網(wǎng)絡教學有豐富的網(wǎng)上教學資源，同時不受時間和空間的限制，更加便于學生課后自學。

2.網(wǎng)絡也使得傳統(tǒng)的實驗教學發(fā)生了根本性的變化，網(wǎng)絡虛擬實驗能夠延伸和拓寬教學時空，有助于教育資源的共享和實現(xiàn)跨學科教學。如漸開線齒輪范成實驗，傳統(tǒng)實驗需要多套的范成儀，用兩個學時進行實驗，且只能作出固定模數(shù)、壓力角和齒數(shù)的二至三個齒，過程繁瑣、枯燥。而虛擬實驗克服了傳統(tǒng)實驗的局限，不僅可以在很大范圍內進行任意模數(shù)、壓力角、齒數(shù)的齒輪范成仿真，清楚地看到根切現(xiàn)象，而且大大地節(jié)省了實驗時間。虛擬實驗使得實驗教學更加柔性化，使得“因材施教”成為可能。虛擬實驗易于開設新的實驗項目且無須添置新的實驗教學設備，能夠實現(xiàn)實驗的“零”維護保障。例如機構組合創(chuàng)新設計實驗和機構運動方案創(chuàng)新設計實驗。學生可先利用虛擬設計，提出實現(xiàn)預定運動要求的機構設計方案，觀察構件運動時是否干涉，確定可行性方案，然后再制造實物模型。同時我們也要看到，虛擬實驗教學有其功能強大的一面，但它不能完全取代所有的傳統(tǒng)實驗手段。因為虛擬實驗的模型本身也可能存在不完備性，目前虛擬實驗處于探索、完善階段。要正確處理好多媒體虛擬實驗和傳統(tǒng)實驗的關系，虛實有機地結合起來，充分發(fā)揮虛擬實驗系統(tǒng)和實驗室實驗的優(yōu)勢。[2]

開展機械設計創(chuàng)新設計大賽

為了培養(yǎng)學生實踐能力和提高創(chuàng)新能力，各工科類高校都定期舉辦創(chuàng)新設計競賽，激勵學生積極投身創(chuàng)新活動，在此基礎上組織學生參加大學生挑戰(zhàn)杯科技制作競賽、全國大學生機械創(chuàng)新設計競賽等。由教師命題或學生自行選題，啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)自己身邊或生產(chǎn)中存在的機械方面的問題，提出創(chuàng)新題目，對學生進行創(chuàng)新構思和設計方法培訓，使學生從發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題到模型制作得到全程訓練。同時，在學生進入機械原理等專業(yè)基礎課后，就吸收感興趣的同學成為教師研究課題的成員，在教師的指導下從事科研工作。通過科研活動，提高了實踐能力，也加深了對基礎知識的理解。

課外學習是機械原理教學環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)，如果不發(fā)揮學生學習的主動性，僅憑教師課堂講授，是不能取得好的教學效果的。而學生的課外學習，也離不開教師的精心指導。在整個教學過程中，教師起主導作用，可以說沒有高素質的教師，就沒有高素質的學生。當今社會是科學知識不斷更新的信息社會，高校教師更要不斷接納和吸收新知識，使自己的知識結構不斷得到改造和更新。同時通過科學研究來改進教學方法，提高自己的創(chuàng)新能力，緊緊抓住和跟蹤學科前沿，不斷修改和補充教學內容，從而培養(yǎng)出高素質的人才。

參考文獻：

[1]Robert L.Norton. Design of Machinery[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[2]高江紅，馬銀忠，陸媛.機械原理課程實驗教學改革[J].南京工程學院學報，2007（1）：61-64.

作者單位：南京工程學院機械工程系江蘇南京