中国教育

　　一、"机械原理"课程的实践教学及其重要作用

　　"机械原理"课程属于高等学校工科机械工程类本科生必修的"机械设计系列课程"之一，是一门主干技术基础课程，在培养学生的机械设计综合能力方面占有重要的地位。

　　本课程的主要任务是，使学生掌握各种基本机构及由它们组成的机械系统的基础理论、基本知识、分析和设计方法，并具备进行简单机械系统运动方案设计的初步能力。它在培养学生创造性思维以及机械工程实践能力训练等方面均具有重要的作用。

　　"机械原理"课程的实践教学包括机械原理课程的实验、机械原理课程设计、机械原理课程大作业和与"机械原理"课程相关的学生课外科技活动等教学活动。

　　在工程技术人才培养中，实践教学的意义是不言而喻的。通过实践教学可以验证基本理论的正确性，可以验证工程技术的可行性；在实践中可以发现新的问题，提出解决问题的新方法。因而，新理论和新技术的实验技术和方案的制定、实施是每一个工程技术人员和科技工作者都应具备的基本能力。

　　"机械原理"课程是机械类学生在本科生学习阶段的第一门工程设计类课程，在培养学生的实践能力方面具有特殊的地位和作用。

　　二、"机械原理"实践教学改革现状

　　在过去的10余年间，在各级教育主管部门的领导和支持下，经过全国从事"机械原理"教学工作教师的共同努力，"机械原理"课程实践教学改革涌现出了丰硕的成果。目前，教育部积极推进的质量工程和专业认证工作，均为促进实践教学改革提供了良好的外部环境。其中，质量工程在本科教学质量评估、实验教学示范中心建设方面都对实践教学提出了一定的要求。专业认证工作的开展则有利于推进高校建立工程教育质量保证体系，促进实践教学改革工作有一个较大的发展。

　　2007年10月，教育部原副部长吴启迪在第三届大学计算机课程报告论坛上指出："我们看到，在培养人才方面至少有两个方面是弱项：一个就是实践环节，应该说有所弱化，有些学校是条件不具备，根本做不到；有些学校原来是可以做到的，但是现在不像以前那么重视，包括一些一流的学校、一些研究型大学，过分重视科研，没有把教学工作放在重要位置上，这种情况是有的。""第二个弱项是学生的创新精神和创新能力。我认为有一条很重要，就是实践与创新的关系很密切，许多创新来自实践。我们现在有很多学生在很少参与科技实践的情况下，创新精神得不到体现。兴趣和创新精神是从小培养起来的。世界上一些大学在谈到创新问题时，他们并不觉得只有研究生才可以创新，像加州理工学院、耶鲁大学，他们对自己的本科生都非常关注，希望学生在本科时就能够参加到科研中去，挖掘他们的创新能力。这里面有很多值得我们探讨。" 吴启迪的讲话不仅指出了当前教学现状中存在的具体问题，提出应当重视和加强实践教学，而且为深化实践教学改革指明了方向，即在实践教学中培养学生的创新意识和创新能力。

　　2007年8月至2008年6月，教育部机械基础课程教学指导分委员会机械原理课指组在全国范围内开展了"'机械原理'课程教学情况"的问卷调查。从调查的结果可以看出，实践教学仍然存在不少问题，比较突出的问题有两个：一方面，全国大部分院校的"机械原理"课程实践教学内容、教学方式相近；另一方面，实践教学内容改革步伐滞后于理论教学内容改革步伐。

　　第一方面的问题主要表现在：在全国设有机械专业的院校中，"机械原理"课程的实验教学内容大多数是"机构运动简图测绘"、"齿轮范成和参数测定"、"刚性转子的动平衡"；课程设计大多数集中在1～1.5周时间，尽管课程设计的题目不同，但内容基本上是根据设计题目提出运动设计方案、进行尺度综合、运动分析和动力分析、撰写设计计算说明书。目前，各个学校的定位日渐明确，各校有不同的人才培养目标，培养模式也应相应地发生变化，"千校一统"的局面必须改变。

　　第二方面的问题主要表现在："机械原理"课程教学内容在近十余年中，已经从传统的以机构运动和动力分析为主，转向以机械系统运动方案设计、机构的综合为主。众所周知，任何一种新机械装置的构思还必须通过多次反复实践验证，不断解决在实践中出现的问题，才能成为一种可行的设计方案。但是，目前国内还很少有能为学生的机械运动方案创新设计提供完善的实践平台的建设经验和案例，也就是说，"机械原理"实践教学改革的步伐没有跟上教学内容改革的步伐。

　　因此，深化"机械原理"课程实践教学改革是非常必要的。无论是在新实验、新设备的开发和研制方面，还是在实践教学的组织管理方面都还有大量的工作等待着我们去做，还有许多问题有待研究和解决。

　　三、深化"机械原理"课程实践教学改革的主要方向和建议

　　实践教学改革是一项长期工作。我们要进一步加强科学研究和教学实验的结合，推进实验内容和实验模式改革和创新，努力改变目前实践教学内容和方式总体比较单一、落后于课程内容改革的局面，切实提高"机械原理"实践教学的质量，达到提高学生的创新意识和创新能力的目标。

　　实践教学改革可以从以下三个方面开展：

　　（一）适应相关学科和工业技术的发展，丰富实践教学的内容

　　实践教学的内容是教学的关键和核心。实践教学不要囿于连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等基本机构，而要适应当前工业技术和机构学的发展步伐，加强组合机构、新机构的实践教学。

　　机械运动方案创新设计和当代新机构发明创造为实践教学改革提供了非常广阔的空间。机械运动方案的创新设计包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等基本机构的应用扩展和组合设计、变异等；新机构的发明包括光、磁、液、电等驱动和控制的广义机构的发明，也包括微型机械、柔性机构、含柔索机构等新型机构的发明。  

　　教师可以将科研中新的研究成果，经过适当的提炼和加工，转变为适合的本科生教学实验或课程设计题目。

　　（二）结合人才培养目标形成各具特色的实践教学平台

　　2005年在《关于我国高等工程教育改革发展若干问题的意见和建议》（讨论稿）中提出："工程教育培养的主要有四大类：一是具有专深理论基础和较强技术创新能力的工程科学家、研究开发人员；二是具有扎实理论基础和较强工程实践能力的工程师、设计师等；三是具有一定专业知识和较强技术背景的职业型人才，如高级技师、技术员、技术工人等；四是具有工程技术背景和较宽知识面的技术经济、工程管理和服务型人才"。

　　针对不同的人才培养目标，应有不同的实践教学内容、教学组织和评价体系。

　　以培养工程科学家和研究开发人员为主的院校或专业，应增强研究性实践教学。可以将部分理论教学的内容转变为实验，让学生在实验中学习和掌握，如渐开线齿轮根切现象的产生和避免；安排一些由学生自己制定实验方案、组建实验台，最后实施完成的教学实验；要结合学校的特点，创造条件使学生较早地参与科学研究，积极吸引学生参加教师的科研课题的研究工作，以增强他们对未来工作的适应性和自我发展能力；课程设计可以结合教师的科研课题，以撰写研究论文的方式进行。

　　以培养工程师和设计师为主的院校或专业，应增强联系工程实际的基础性和综合性实践训练。（1）可以以工程实际问题为牵引，开展实验和课程设计等实践教学。例如，绘制实际机器中的机构运动简图，对诸如电动机转子等有实际应用背景、不平衡的转子进行动平衡实验等。（2）可以将"机械原理"和"机械设计"的课程设计结合起来，甚至可以和"机械制造基础"等课程结合起来，让学生完成一个完整的机械设计、加工和调试过程。（3）在条件成熟的时候，可以考虑将实践教学独立设课，如"机械基础系列实验"、"简单机械设计制作"等。（4）在学生课外科技活动如机械创新设计比赛等中，也应以工程实际问题为牵引，以解决工程实际问题为目标。

　　以培养工程管理和服务型人才为主的院校或专业，应增强认知性实践和市场调研的实践教学。组织学生到工厂或工地参观，了解机械和机构的应用，了解机械的设计过程，在调查分析过程中掌握相应的实践技能。

　　（三）建立可持续发展的学生课外科技活动机制

　　注重组织和引导学生在校内开展各种创新活动和竞赛，同时鼓励学生积极参加省、市，乃至全国性的各类竞赛，如机械创新设计大赛、挑战杯赛、机器人大赛等。要鼓励学生进行创新，激发他们的兴趣和潜能，培养团队协作意识和创新精神，努力建立适合本校特点、可持续发展的学生课外科技活动机制。

　　四、积极开展实践教学改革的研究和探讨，不断推陈出新

　　在"机械原理"课程实践教学改革中，要对新形势下出现的问题进行积极地探索和研究，以形成新的实践教学内容、新的教学方法和新的管理方法，使"机械原理"课程的实践教学出现新的局面。

　　目前，应重点关注以下问题：

　　（1）在与微电子技术结合的研究性和综合性实践中，如何弥补学生在检测和控制等方面知识的不足。

　　（2）在课程设计中，如何有效地引导学生进行市场调查、机械功能和性能参数的确定、机械运动方案的比较和评价。

　　（3）在实践教学中应用商业软件（如ADAMS，Pro/E等）的相关问题，比如是否有必要对学生提出在软件应用方面的要求；在应用商业软件的教学活动中，如何加强学生对基本理论和基本方法的教学等。

　　（4）如何在实践教学中体现CDIO（构思、设计、实施、运作）等新的教学理念。

　　（5）如何利用计算机网络技术实现优质实践教学资源的共享。

　　五、结束语

　　"机械原理"课程实践教学改革是一项长期的工作，虽然已经取得了一些成绩，但仍然存在不少问题，无论是在内容、教学方法，还是教学管理等方面还有许多改革的空间。在各级教育行政主管部门的大力支持下，在教师和学生的共同努力下，今后一定会产生新的、高水平的教学改革成果，出现百花齐放的新局面。