“工程力学”系统化课程开发中的实现

　　本文是一篇专业的毕业论文，主要阐述了“工程力学”系统化课程开发中的实现，详情请看下面的介绍。

　　1 课程整体设计理念和结构

　　任何机械产品的设计、运用、维修都包括以下四个方面：运动设计、结构设计、强度设计和精度设计，其中精度设计决定了产品的质量，属于公差与极限配合的内容我们将其归入机械制图课程中，结构设计主要是机械设计研究的范畴，而运动设计、强度设计主要涉及的是力学和材料的内容。机械产品的设计、运用是为了最大程度的满足人们的使用要求，采用何种零部件、机构、结构以及如何将它们科学合理组合成能满足人们需求的机械，就必须对各种零部件、机构、结构进行力和运动的分析，也就是说：力学是机械设计的基础，只有对各种零部件、机构、结构的运动、受力和材料有准确的认识和理解，才能正确掌握它们的工作特性，也才能构成一个有用的机械产品。因此课程内容以机械设计基础为主线，将工程材料、工程力学有机合理的融入其中，把原来的机械设计基础、工程材料、工程力学三门课程整合在一起，制定了课程的工作任务“机械传动装置设计——带式输送机中减速器的设计”，围绕工作任务的需要编排教学内容。

　　2 工程力学在课程中的内容编排

　　在机械基础知识中包含机械设计和工程力学的基本理论、概念并对减速器有初步的认识与了解，使初学者掌握课程设计的理念、思路，不仅能明确了解工作任务的内容、要求，也对整个任务所涉及的学习领域有一个全面的了解，为后续的学习奠定基础。

　　在常见机构中编排了物体的受力分析、受力图的绘制、运用平衡方程求解约束反力以及轴向拉伸和压缩的内容。

　　机械运动及动力分析中主要编排了机构基本运动的相关分析与基本计算；将连接与剪切变形有机结合，笔耕论文，重点分析键连接和螺栓连接。

　　齿轮传动中除了要运用受力分析外，还需要具备弯曲强度、刚度、工程材料的知识，在这部分除了认识齿轮、齿轮传动的种类、特性外，重点安排了工程材料的基本知识、弯曲变形的强度、刚度和强度理论的知识。

　　轴的设计部分涉及工程力学的内容主要是扭转变形的强度、刚度的知识，并能运用已经学习的弯曲变形的强度、刚度的知识分析弯扭组合变形，从而能够完成轴的设计任务。

　　按照这样的内容编排，将工程力学原有的结构打破，最大程度的融入工作任务的需要并能和实际结构的分析直接对应，达到了理论和实际“零”接触，既满足了“够用”也做到了“学以致用”。

　　3 内容讲解方法的创新

　　采用“理实一体”的教学方法，把课堂放在实训室中进行，用实例导入、问题切入的教学方式，让学生先能看到、触摸到、观察到实际的结构、材料，然后提出若干个“为什么？”“是什么？”“怎么做？”使学生对所学内容有初步了解并感兴趣的前提下带着问题学习，边学习边讨论，不仅使教学有针对性，也极大地提高了学生学习的积极性、主动性。

　　这样的教学方式需要打破概念讲解、公式推倒、例题演算、习题巩固的传统教学模式，不仅要删除不必要的公式推导还必须对内容进行高度的概括和总结。

　　例如：讲解单缸内燃机这一课程项目时，首先让学生观察并找到三种机构，从而明确若干机构组成机器及机构和机器的区别；然后进一步观察运动从而讲解三种机构的运动方式、运动转换方式，引出四杆机构工作特性、运动分析、重点对连杆从受力分析、内力计算、强度校核、结构组成、材料选择各方面进行分析讨论，使学生对单缸内燃机的各主要部分有透彻全面的认识。

　　将静力学中应用平衡方程求解约束反力作为一个子工作任务，为了完成这个任务需要具备三个工具，一是：物体受力分析与受力图；二是：力在直角坐标系中的投影；三是：力矩和力偶的计算。然后直接给出平衡方程式练习求解约束反力，并在常见机构中主要分析单缸内燃机、牛头刨床的受力、运动及工作特性。

　　将剪切变形的理论和连接整合在一起，在认识连接的种类、结构、工作特点的同时进行强度分析计算，效果非常好。

　　在齿轮传动的教学中，融入金属材料力学性能的分析、弯曲变形的求解以及热处理等内容，使学生对结构设计有全面的掌握，有利于全面分析和理解设计理念和强度校核指标的选取。

　　在轴设计的教学中，针对传动轴、心轴、转轴分别讲解扭转、弯曲、弯扭组合变形的力学分析及设计，教学的针对性非常强，与减速器设计的工作任务密切相连，边讲解边设计，教学的互动性得到了很好的体现，极大地调动了学生学习的热情和积极性。

　　4 面临的困难与挑战

　　“理实一体”的教学方式有很多优越性，但是这种教学方法对教师、教材、实训条件都提出了很高的要求。课程改革成败的关键和核心是教师，按照工作过程系统化的要求对相关课程进行整合和编排后，首先对教师的教学观念带来了极大的冲击，要想尽快适应必须在思想上深刻理解教学改革的必要性和课程设计的总体理念，其次，长期以来多数教师的都是按照学科课程模式进行教学分工的，专业基础课程的教师不讲专业课，专业课的教师也不讲专业基础课，各实训室配备有专门的实训教师专门负责实训讲解。工程力学、工程材料、机械基础分开教学，各门课程教学人员相对独立并固定， “跨界”的教学使相关教师的教学工作面临极大的挑战，组建“双师”队伍是实行课程改革的基础。只有教师具备“双师”素质，才能有效完成课程方案设计、实施教学等一系列任务，为了加快“双师”型师资队伍建设，我们建立专业教师深入企业锻炼与发展职业能力的培训制度；同时积极从企业引进与聘请人才，建立并完善实践教学专兼职师资队伍，使我们的教学队伍能尽快适应教学改革的需要。

　　建设与”理实一体”化教学配套的实训中心（室）、“仿真”的车间，尽量模拟企业的空间布局，同时将生产区与教学区合理组合并具有生产功能和教学功能。目前，我们已与若干企业单位联合，建立校外实习实训基地，将课堂延伸到现实职业岗位。

　　特色化教材建设历来是课程改革的标志性成果体现，更是组织教学和指导学生学习的基本依据。课程项目化改革的教材建设具有完全不同于传统课程教材的特点和要求。我们已经有了相对成熟的纸质教材、电子课件等多种形式的“立体化”教材。但教材应该是动态的，能根据地区或行业经济及技术的发展水平及时进行增删、修改与重新组合，体现教材建设的“求新、求异、求变”。工作过程系统化课程改革不可能一蹴而就，要稳妥推进并通过实践不断修正以适应高职高专教育改革的需要。

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