摘要：以优化学生知识结构、培养实践和创新能力、提高教学效果为目标，探讨机械原理课堂教学、实验教学、课程设计教学等问题。
关键词：机械原理，教学；学生，实践能力，创新能力
随着机械原理课程体系的改革与深化，课程内容在不断更新和增加，教学学时相对减少，但教学目标没有降低，反而有所提高，学时与内容形成了突出矛盾。如何提高学生学习的自主性和能动性，使学生在较短时间内既能掌握主要内容，又有一定的基本技能训练，培养和提高学生的实践和创新设计能力，成了教学改革的重要课题。
一、根据社会需要，及时更新教学内容
传授知识与培养能力并重。教学中，不仅要强调课程的基本概念、基本理论和基本方法，而且还要注意促使学生在掌握和运用基本理论和基本方法的过程中，能够结合具体工程对象思考和研究问题。利用实验室和大学生科技创新实践基地的开放条件，组织学生观看常用机构和科研产品，启发学生思考和总结，以探索新的设计方法，提高其创新设计能力。
逻辑思维能力和形象思维能力一体化培养。机械原理课程的许多基本理论都经过严密的推导和论证，以此来培养学生的逻辑思维能力。在使用的cAI课件中引入栩栩如生的机构运动仿真模型，可以开发学生的形象思维，把抽象的逻辑推理和形象的机构运动时空关系结合起来，促使其建立工程实践观念。
力求把分析方法和设计方法与计算机技术结合起来。机械原理中的许多图解法都具有概念清晰的特点，如机构运动分析和力分析的图解法、凸轮轮廓设计和基本尺寸确定的图解法等，而解析法又往往被认为难以给出形象的概念。教学中，通过计算机图形功能和可视化技术，把许多解析法、数值法的计算过程和计算结果进行可视化处理，使之超出原来图解法的概念清晰程度，并可以改变参数，做到举一反三，使学生把机械原理的学习和研究提高到一个新水平。
二、大力推进教学方法改革，实现从注重知识传授向重视工程素质和创新设计能力培养转变
转变教学观念，牢固树立以学生为中心的思想。正确认识学生是主体，教师为主导的内涵，充分调动学生学习的积极性和主动性。改革“灌输式”教学方法，实施启发式、讨论式、研究式教学，达到师生互动，改变被动的“要我学”为学生积极主动参与式的“我要学”。选择部分课程内容由学生主讲，老师总结点评，让学生撰写与课程内容相关的小论文、读书报告等，从而使学生的主体地位得到真正体现。
在课堂教学中，强调结论与过程的统一，坚持感知(具体)一概括(抽象)一应用(实际)的认识过程，使学生的认识活动建立在具体感知的基础上。用实物、模型、挂图或多媒体展现机构和机械零部件的结构、工作原理，然后通过抽象概括，得出知识的结论并应用于实际。在这个过程中，使学生的思维得到训练，既掌握知识，又提高能力。
在课堂教学中，坚持理论联系实际的学风，把基础理论与设计实践紧密结合，不断将新的概念、新的思维方式和新的研究成果引入课堂，增加课堂信息量，引导学生涉足活跃的学科前沿。
在课堂教学中，讲、练结合，安排设计性大作业，如机构运动分析和力分析、凸轮机构设计、机械系统方案设计等，培养学生理论联系实际的设计思想和创新设计意识。安排学生上机，进行机构的计算机辅助设计，强化学生的计算机辅助设计能力和绘图能力。
三、改革实验教学，培养学生的创新意识和动手能力
实验教学是验证理论，培养学生动手能力、创新意识和工程素质的重要手段；是提高学生实验技能，为以后的创新实践打基础的工程训练方法；是以发挥学生主观能动性为主的现场实践。为了适应新形势下对创新人才培养的需求，必须改变以往那种重知识灌输、轻创新能力培养的实验教学方式，要对实验教学内容、教学方法进行改革。
改革实验教学内容。实验内容的设置在考虑到学生的认知规律和创新思维过程的前提下，应将其分为两个层次来设置。第一个层次是将认知性、验证性实验与综合性实验相结合，这对于培养学生的形象思维能力和创新意识是非常重要的。技术基础课较基础课更加接近工程实际，要理解和掌握技术基础课程的一些内容，解决工程实际问题和进行创造性的设计。单靠逻辑思维是远远不够的，必须发展形象思维能力。通过实验，学生可以把机械产品和各种机构的复杂实物形态信息转化为能够被人的感观接收的具有客体特征的信息，然后再将其转换为适于主体思维进行操作的观念编码信息，有了这样一些信息，在进行机械产品创新设计过程中才能够做到才思喷涌，举一反三。第二个层次是分析性、设计性与创新性实验相结合，这对于激发学生主动参与实践活动的热情，培养学生创新思维和动手能力具有很好的促进作用。经历了一定阶段的理论学习和实验认识，学生已经具备了一定的感性认识和分析问题、解决问题的能力。这时开设一些具有设计性和创新性的实验，可以充分发挥学生的主观能动性和创新积极性，挖掘创造潜能，培养创新意识和严谨的科学态度，提高解决实际问题的能力，使学生从中学到更多的实验技能和实验创新方法。
改进实验教学方法。要变以教师传授实验技能和知识为主的教学方法为以学生为主体的实验教学方法。学生应根据实验要求自己设计实验内容、实验步骤，教师在实验过程中主要起引导和启发作用，留给学生足够的创新空间，这样可以充分发挥学生的主观能动性，真正提高学生利用所学理论知识解决实际问题的能力，提高创新意识和动手能力。
四、改革课程设计模式，培养学生工程设计的整体观念和创新意识
大多数高校的机械原理和机械设计课程的设计都是单独进行的，均以消化本课程内容为基本目的。前者侧重于机构的分析、设计和机械系统方案设计；后者侧重于零件的选材和结构设计。不考虑总体、不考虑多种因素的限制和联系，达不到各自设计的要求。两门课程设计融合在一起，变成综合性课程设计后，可从机械设计的全过程出发，做到课程设计的完整性、系统性和综合性。两门课程设计合二为一后，要同时满足两者的设计要求。设计内容要能覆盖两门课程的主要内容，既要包括机构和机械系统方案设计，又要包括机械传动装置和典型零件的设计。
为了提高教学效果，要改变传统的教学模式，变集中式教学为先分散后集中式教学。将执行机构设计的一部分内容融于机械原理教学中，连杆机构内容讲完后，就将课程设计任务布置给学生，要求学生将执行机构用连杆机构组合而成，以后每讲完一种机构，学生就可以在原有机构的基础上进一步改进和创新。最后，学生可通过参观样机、查阅资料、讨论及教师辅导构思出多种执行机构的运动方案，并对各种执行机构的运动方案进行运动分析和力分析，优选出最佳方案。随着机械设计课程的进行，当机械传动部分讲完后，就要求学生进行传动方案的拟定，同时选择电机，进行传动装置运动和动力参数的计算，并对传动零件进行设计计算。当轴系零部件部分讲完后，要求学生完成轴系的结构设计。这些工作让学生在平时学习过程中借助计算机完成，同时加强对学生结构设计能力的培养。这样，既可使学生在集中教学时间段内轻松完成课程设计任务，又可使基本设计能力的培养循序渐进，更加扎实，还可以大大改善机械原理和机械设计课程的教学质量，避免理论与实际脱离。
课程设计教学过程中，要重视方案设计能力的培养。通过参观机械原理陈列柜和安排机械拆装实习，加强学生对机构功能的感性认识。提供较多的图样供设计时参考，处理好继承与创新的关系。鼓励学生自主查询资料、下工厂调研、到实验室做实验研究，强化学生的工程意识，培养创新意识和综合设计能力。
教学改革的重点不在于知识点的取舍，而在于如何通过知识的传授与运用来激发学生自主学习的能动性和创造欲望，在于通过向学生提供发挥创造力的机会来实现综合素质的提高。通过机械原理教学改革与实践，将课程的重点由知识传授转变到学生实践和创新能力的培养上，使学生摆脱为了学习而学习的状态，由被动学习转向主动学习，从关注分科学习转向全科综合学习，优化了学生的知识结构，提高了综合素质。