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机械原理和理论力学范文1
中图分类号：TH111 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0175-01
一、引言
从18世纪以来，机器逐步代替人力劳动，用于做功或转换能量。做功的机器不仅大大提高了劳动生产率，而且很好地保证和提高了产品的质量。由于机器实现的能量转换，人们发明了多种多样的工作机械，提高了人类的生产水平，改善了自己的生活条件。机器的设计是由具体的机构物化为实体的产品，以提供用户所要求的使用功能。因此，机械的结构设计是产品设计的重要一环，在机械设计课程中，机械结构设计也是非常重要的教学内容。在机械结构的设计中，应“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”，以伟大的接纳之胸怀学习前人成果，并以开拓的精神实现伟大的创造。机械结构的设计不是具体案例的机械堆砌，而是有其内在的知识基础、设计的方法和物理原理。本文拟从机械结构的设计方法和设计原理两个方面，讨论机械结构设计的内在知识和结构创新的基本途径，但本文不讨论机械制造工艺性对机械结构的要求。
二、机械结构设计的方法
1.经验设计。从现代科学诞生以来，机械科学与技术已有300年的历史。机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
2.理论设计。机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。
模块化和组合化设计。一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。
复合化设计。复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。
分级结构设计（层次化设计）。复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。
载荷均布性设计。由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。
变结构设计。机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
3. 模型试验设计。相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
三、机械结构设计的原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。
理论力学原理。理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的钢度设计。
材料力学原理。机械零件的强度和钢度设计是基于材料力学理论的，强度或钢度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。
弹性力学原理。弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。
本文从机械结构的设计方法和设计原理出发，分析了机械结构设计的基本知识和设计准则。毋庸置疑，机械结构的制造工艺性对机械结构设计有重要的决定性。笔者认为，今后的机械结构创新中仿生设计和智能化是发展的重要方向。
参考文献
机械原理和理论力学范文2
【关键词】机械设计基础 教学 改革
机械设计基础包含机械原理和机械设计两门课程，是机械类各专业重要的技术基础课，起着从基础课过渡到专业课的桥梁作用。机械设计基础是对学生进行设计能力、创新能力、工程意识训练的主要课程。因此，课程教学内容和体系改革的基本思想是既要让学生能够较扎实地掌握从事工程技术常规工作所需要的基本理论、基本技能，还要让学生了解新知识及本学科的新发展，拓宽知识面，开阔学生的思路，从而更有利于学生工程实践能力和创新能力的培养。
1 理论教学环节
理论教学环节是机械设计基础教学改革的一个重要方面，我们主要从教学内容、教学方法及教学手段三方面进行了新的尝试。
1.1 教学内容
目前高校都提出了“厚基础、宽口径、重能力”的人才培养模式，因此，理论课程的课时压缩严重。而《机械设计基础》由于融合了《机械原理》和《机械设计》两门课程，故涉及的内容多，理论性、实践性都比较强，如果面面俱到，老师讲解起来感觉力不从心，学生听课时如听天书。因此，为了适应新的人才培养模式，必须对教学内容做相应的调整。
1.1.1 对与先修课程重复的内容进行必要的精简。比如在平面机构的运动分析和力分析这两章中，很多知识都是理论力学中的重点内容。以往在讲授图解法分析机构的运动时，会花费大量学时讲有关理论力学的知识，严重影响了其他内容的讲解。可以考虑先让学生预习有关理论力学的知识，然后着重对方法进行介绍和讲解，既节约了学时，也收到了预期的教学效果。
1.1.2 在机构分析中，增加了解析法内容。以往在机构分析和设计中，因图解法形象、直观，有利于学生对问题的理解，有助于数学模型的建立，同时对某些简单的问题比解析法更有效，因此在学时安排上占有较大的比重。为了适应人才培养的需要，增加了解析法讲解的力度。
1.2 教学方法
《机械设计基础》课程主要研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，由于大多数学生缺乏实践知识，他们在学习过程中普遍感到抽象、枯燥、难学，尤其是机械原理这部分知识，认为机构运动简图与实际机器相差甚远，很难将两者统一起来。因此有必要对教学方法进行改革。
1.2.1 采用启发式教学，培养创新意识，提高教学质量。如在讲授“铰链四杆机构的演化”内容时，我们就地取材，用雨伞作教具。采用学生熟悉的生活工具模拟学习内容，不仅取材简单，而且生动形象，容易与实际的机器相结合，克服结构运动简图抽象的特点。
1.2.2 采用师生互动、类比等教学方式，激发学生创造性思维。教师可将自己的工作实践及创新经历介绍给学生，这对培养学生的创新意识、提高综合素质有很大作用。并且鼓励学生自由选题开展小发明制作、软件开发和教学论文撰写等多种形式的创新活动。这种创新环境和氛围几乎能够适应每一名同学，因而有利于学生脱颖而出，做出较好的创新业绩。
1.3 教学手段
传统的教学系统是由老师、学生和教材这三个要素构成的，以教师为中心的传统教学模式，它的特点就是由教师通过讲授、板书，把教学内容传递给学生。随着机械原理教学改革地深入，教学手段也必须进行改革，否则难以完成相应的教学内容，也达不到相应的教学效果。机械原理部分有一些机构的原理比较抽象，无法用语言形象地表达清晰，学生认知困难，很难在学生中形成深刻的印象。运用计算机的动画制作技术，可将一些难以想象和无法用语言表达的机械运动过程和工作原理制成多媒体课件，在讲授相关内容时巧妙的将现有教具与多媒体课件结合使用，将那些难以想象的机械运动过程和工作原理演示出来。
2 实践教学环节
《机械设计基础课程》教学的另一重要部分是实践性教学环节，它包括实验教学和课程设计。
2.1 实验教学
实验教学也是机械设计基础课程的一个重要的实践性环节，是培养学生动手能力和工程意识、检验知识的重要手段。对机械设计基础课程实验教学的改革，应从以下几个方面进行：一是将某些验证性的实验通过电教片播放，为学生增加一些感性认识即可。二是新增设设计型机构方案构思组装实验，要求学生自己设计实验，自己动手完成，不再依赖于教师。三是设计综合性的实验，通过对实际机器的综合研究，培养学生的整体意识和工程意识。
2.2 课程设计
机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个环节，其目的是培养学生综合运用基础理论知识的能力、工程分析能力和运用资料等基本设计能力。对于学生中普遍存在的工艺知识和公差知识的不足，应在设计中逐步给予讲解和补充，使学生通过设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。
3 结束语
总之，机械设计基础课堂教学的改革是一个系统工程，涉及课程教学的各个环节，全面推进教学改革措施，才能取得良好的效果。必须删掉陈旧或重复的教学内容，增加新发展的内容，拓宽学生的知识面；在教学方法上，充分利用计算机的辅助教学作用，使计算机贯穿于整个教学环节，使教学方法上一个台阶，为学生学习专业课和走向工作岗位打下坚实的机械设计基础。
【参考文献】
机械原理和理论力学范文3
关键词 热力学第二定律；高职高专学生；教学方法
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0109-02
热工学理论基础是供热与通风空调工程技术专业主要的专业基础课程，是为后续专业课的学习提供必要理论基础的学科。热力学第二定律在专业领域应用中比较广泛，是在教学过程中应该注重加强的应用性课程内容。这部分内容理论性很强，而高职高专学生普遍存在基础差、课时少、课程内容多等特点，因此理论讲解很容易使学生感到枯燥无味，从而产生厌学情绪。
结合目前热工学教学方法研究[1-2]，本文根据热力学第二定律内容，结合高职高专学生的特点，就如何让学生学好热力学第二定律并能较好地服务于专业课程，谈一些教学经验和结果。
1 合理提炼教学内容
高职高专院校的学生与本科院校的学生培养目标不同，他们今后接触更多的是工程技术中应用性、实践性比较强的工作和问题，理论研究很少。因此，在专业基础课教学内容的选择上要分清主次、合理提炼、适当取舍。在教学实践中，应把专业基础课的重点放在应用性强的内容上进行讲授，适当降低理论基础的深度，大胆舍去理论性强而实际工作中应用有限的内容，如克劳修斯积分式、孤立系统熵增原理等。
热力学第二定律这部分内容在生产实际中应用很广泛，而且是高职高专学生在将来学习、工作中经常要接触应用到的知识，因此，教师在教学中必须加强学生对该知识点的掌握和理解。
2 联系实际的教学引导
学习的兴趣是学生积极思考的前提，更是达到成功教学目的的关键。如何在教学开始前进行恰当而又能激发学生兴趣的引导，是每次课成功讲述的前提。如果能在教学过程中，适时巧妙地将理论讲解和实际生活联系起来，必能极大地激发学生学习的兴趣和动力，让学生能更充分地参与进来，成为学习的主体，激发出学习兴趣。所以在实际教学中，教师可以在讲解理论之前提出几个实际生活中存在的相关问题，这样既可以吸引学生的注意力，还能激发他们联系相关理论的兴趣，更能加深学生对相关理论的理解和应用能力。
在热力学第二定律讲解前，提出问题，如：水是否可以自发地由低处流向高处？热量是否可以自发地由低温传向高温？答案很简单，问题继续引出：如果想要实现它们的逆过程应该怎么办？让学生结合实际生活说说逆过程的应用。学生非常积极地回答，说出很多应用实例，如：从水井中用水泵抽水；夏季空调房间的温度低于室外环境的温度；冰箱内的温度低于室内温度；等等。学生的充分参与和思考，大大激发了学习兴趣。
3 服务专业的教学理念
专业基础课是为高职高专学生学习专业课服务的，高深的逻辑理论推导并不会直接服务于专业，所以教学过程中联系好专业课讲解，会使学生对理论知识具有更深刻的理解和具体的认识，也为后续专业课学习打下坚实基础。
热力学第二定律与后续专业课学习联系密切，授课过程中，先用图示法（图1、图2）为学生讲解蒸汽压缩式制冷系统及火力发电系统原理并提出问题：“为什么有相当多的热量要在凝汽器中散给冷却水？全部用来转化为汽轮机的机械能可不可以？”“要想实现从低温的冷藏室中把热量不断地取出释放给高温的冷却水，自发过程不能实现，想要实现怎么办？”学生结合原理和问题，很容易得出冷藏室温度低于冷却水的温度，热量不能自发地由低温冷藏室传向高温冷却水，要想实现这个非自发过程必须有一个补偿条件，即压缩机产生的机械能转化为热能的自发过程。热能不能无条件地全部转化为机械能，锅炉中水获得热量变成蒸汽，蒸汽不可能把获得热量全部转化成汽轮机旋转的机械能，必须伴有一个补偿过程，即凝汽器内高温乏汽向低温冷却水的自发散热过程。
通过这样的讲解，学生很容易得出：自发过程具有不可逆性，但并不是意味着自发过程的逆过程不能实现，这种自发过程的逆过程是可以实现的，但是它的进行是有条件的，也就是必须有另外的补偿过程同时发生。例如使热量由低温物体传向高温物体的非自发过程，可以通过消耗机械能转化为热能的自发条件补偿来实现；热能转化为机械能也是一个非自发过程，但是可以通过使一部分热量自发的从热源流向冷源这一自发过程的补偿，热能就可以转化为机械能。可以得出：非自发过程进行的条件是有一个自发过程与之同时进行，如图3所示。
4 结合专业回归理论
根据蒸汽压缩式制冷系统及火力发电系统原理回归热力学第二定律的内容讲解。热力学第二定律的两种经典描述：1）德国科学家克劳修斯（Clausius）在1865年提出，“不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化”；2）开尔文于1851年提出，“不可能制造只从一个热源取热使之完全转换为机械功而不引起其他变化的循环发动机”[3]。根据两种描述可以看出热力学第二定律并不是很直接，学生很难理解掌握，具有抽象性强、记忆困难的特点。
对这两种描述进行简单变形，克劳修斯描述可以变化为“要想把热量从低温物体传到高温物体必然引起其他变化”；开尔文描述可以变化为“要想制造出只从一个热源取热使之完全转换为机械功的循环发动机必然引起其他变化”。简单变化之后，热力学第二定律的难点落在到底引起什么样的变化，结合刚刚讲过的蒸汽压缩式制冷系统及火力发电系统原理，学生很容易提炼得出结论，即蒸汽压缩式制冷系统引起的变化是增加了压缩机对系统的做功，火力发电系统引起的变化是系统部分热量散给外界环境。
5 小结
综上所述，通过热力学第二定律的讲解经验，可以得出高职高专专业基础课教学改革应不断探索一系列行之有效的教学方法，努力提高学生学习的热情和兴趣，引导学生在实践中充分运用知识，为今后的职业生涯打下坚实的基础。
参考文献
[1]黄凯旋，刘建华.《热工学》教学改革的尝试[J].集美大学学报：教育科学版，2001（3）.
机械原理和理论力学范文4
【关键词】汽轮机;课程设计;计算机软件
课程设计是很多工科专业提高学生实践能力的重要环节。在全国开设动力机械及工程专业方向的高校中，很多都安排了“汽轮机原理课程设计”这一课程，旨在通过课程设计使学生应用、巩固、提高所学专业知识，加深对所学理论知识的理解，获得与专业有关的实践经验，培养专业技能以及综合运用理论知识分析和解决实际问题的能力。汽轮机原理课程设计是汽轮机原理教学的重要组成部分，是汽轮机原理课程理论教学结束后，针对汽轮机设计过程中某一具体环节，在指定的设计工况下由学生独立进行的一次系统地设计实践。汽轮机设计包括热力设计和强度设计，具有很强的综合性和实践性。设计过程中需要查阅大量的文献资料和物性参数以及相关的设计手册、标准，同时也需要进行大量的设计计算和工程图绘制，设计任务繁重，需要耗费大量的时间和精力。在短时间内完成这一设计过程，学生往往疲于应对各种公式、运算，而不能很好地理解掌握整个设计过程，使得课程设计的教学目的大打折扣。随着计算机和软件技术的发展，汽轮机原理和计算机软件相结合，可有效地提高学生的运算速度，克服上述问题，切实提高课程设计的教学效果。我们在汽轮机课程设计的教学实践中，通过不断摸索发现，计算机软件和传统课程相结合确实取得了良好的效果。
一、同Excel结合，简化计算过程
Excel是MicrosoftOffice常用的办公软件，其强大的公式编辑和计算功能正好可以处理汽轮机原理课程设计中的大量计算工作。汽轮机原理课程设计的计算涉及参数的选择、热力系统的计算、通流部分的热力计算和整机校核计算。设计过程涉及大量的公式和计算，有些参数可能需要反复迭代得到，计算工作量非常大。将Excel引入到设计过程，可以使计算过程简化，提高计算效率。只要一次编辑公式，就能得到所要的结果，需要反复迭代的过程只需改变输入参数即可。利用Excel软件可以节约大量的计算时间，学生可以不用专注于繁琐的计算过程，而有更多时间去消化理解公式和计算过程。
二、同ABAQUS结合，提高工程意识
ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。由于ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得ABAQUS被各国的工业和研究中所广泛地采用ABAQUS产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。学生通过公式进行的强度校核采用了一定的简化和近似，得到的结果和工程实际有一定的差距，只适用于课堂教学，在工程实践中几乎不采用。为了培养学生的工程意识，引入ABAQUS软件，通过设计简单的题目让学生去进行强度分析和校核。这一过程不但锻炼了学生工程软件的操作能力，同时也培养了学生的工程意识，为学生踏入工作打下一定的基础。
三、同AutoCAD结合，提高制图规范
汽轮机原理课程设计通常要求学生在设计计算完成以后，将汽轮机的通流流道，以及某几级的叶片叶型，通过工程图纸的形式绘制出来。这时学生需要使用AutoCAD绘图软件将设计结果清晰地呈现出来，同时也要符合机械制图规范。学生首先要去查阅相关的机械制图标准，图纸的页面设计、标题栏、明细栏等均需严格按照机械制图标准绘制；流道以及叶片型线的类型，标注的线性均需按标准严格执行。通过系统而严格的制图过程，学生强化了工程规范意识，同时也提高了绘图水平。通过汽轮机原理课程设计教学的不断摸索和改革，我们将叶轮机械常用的设计软件应用到汽轮机原理课程设计的教学实践，提高了学生的工程意识和软件操作能力，同时也提高了汽轮机原理课程设计的教学质量，为叶轮机械专业人才的培养发挥了应有的作用。
参考文献：
[1]刘相，王兰娟.化工设计软件在化工原理课程设计中的应用，化工高等教育[J]，2012,6:64-66
[2]赛庆毅.工科研究生提高能力的方法探讨，课程教育研究[J]，2016.4:2-3
机械原理和理论力学范文5
引言
应用型本科院校是现代大学适应于市场经济的需要而产生的，以培养高素质的工程应用型技术人才为主。这就对学生的专业知识培养和专业素质训练等提出了相应的要求。为了适应新的形势，我们以培养学生的能力为根本，强化突出理论学习能力、社会实践能力、技术应用能力和创新能力，以培养应用型创新人才为目的，对工程力学课程的教学模式、教学内容和教学方法展开深入的研究。对于机械类专业学生来说，工程力学是一门非常重要的专业基础课，它是从基础课过渡到专业课的一个桥梁，但是在笔者近年来的教学实践过程中，却发现存在一些问题。
1.教学中总结的问题
1.1认识不够深入
学生对这门课的重要性认识不足。而学生对这门课不够重视的主要原因有两个，其一是认为工程力学跟机械类专业没有多大关系。曾经有学生这样问我：“老师，我们的专业是车辆工程，我感觉力学课跟我们的专业没有多大关系，为什么我们还要花这么大力气，费这么多学时来学习这门课啊？”。所以很多学生都认为工程力学这门课又难学又没用，所以就不会予以其足够的重视。另外一个重要原因是因为学生认为工程力学不过是物理课程中力学部分的延续，没有什么新鲜内容，从而就放松了力学的学习，课堂上本文由收集整理不仔细听课，课下不认真复习。一段时间后想认真学了，却发现已经跟不上了。这样，工程力学根基就扎得不够牢固，从而就直接影响了后续机械原理以及机械设计等相关课程的学习，并且将来考研也受到了相当影响。
1.2教学方式问题
在工程力学中更大量的是一些方程的列写和相关公司的推导，这些内容如果仅仅依靠多媒体播放，大量的公式一带而过，学生如走马观花一样，表面上学了更大量的知识，其实并没有多少能够深入心中。如果这些内容采用板书教学，在黑板上一笔一笔的推导，必然会给学生留下深刻的影响，对相关公式定理的应用也会有更深刻的认识，学生的数理基础也会有一定的提高。
2.工程力学理论课程教学改革
2.1教学模式的改革
现在的课堂教学模式是典型的“以教师为中心”的模式。这种模式有必要针对工程力学课程进行优化的教学设计，努力实现介于“以教师为中心”和“以学生为中心”两者之间的教学模式，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的认知主体作用，并探索与之相适应的教学组织形式、教学活动形式、教学管理方式和教学环境等的建立。根据教学目标和内容的不同要求，在基本保留课堂教学环境的同时，创设多元化的软、硬件教学环境，使学生能够利用以计算机技术为核心的现代教育技术，通过学生、教师和媒体三者的交互去主动地发现、探索和思考，从而培养学生的创造能力和认知能力。采用新型教学模式，能够大大地提高教学效果。
2.2教学内容的改革
现在的教学内容基本上按照教材上的内容来讲授，增加部分不多。课堂练习和讨论部分太少，调动不起学生的积极性。所以有必要采取一些措施优化教学内容，使学生能够系统地学到全面的、实用的工程力学知识。为了拓宽学生的思路和运用理论解决工程实际问题的能力，在教学内容上，对传统教学内容精选的同时，注重基本概念、基本原理和基本方法的更新，加强对学科的新发展、新的计算工具与计算方法、新概念、新理论及新实验的介绍，并注意选编一些与工程实际相关的问题，以例题和习题的形式反映到教学过程当中。授课教师应该在重视理论推导的同时多举一些工程实例，同时应当适当调整教材内容，调整教材中的重点难点，使本课程与机械类专业后续课程不在脱节。
机械原理和理论力学范文6
关键词：理论力学 教学改革 自学能力 素质教育
理论力学是机械制造类专业的专业基础课，在整个课程体系中起到非常重要的作用。理论力学学习不仅影响学习后续课程和完成课程设计，还对养成良好的学习习惯和严谨踏实的作风有很大的影响，对逻辑思维能力培养，人生观、世界观的树立都有很大的影响。在长期的教学过程中发现理论力学的教和学都非常困难，要想达到好的授课效果，不仅需要良好的理论基础和教学方式、方法，还需要学生的配合。现对授课过程中的一些常见问题进行分析并提出改革方案。
一、根据授课学生和专业进行授课，做到因材施教
1.重视课程与其他课程间的联系。理论力学与物理、高等数学、机械设计、机械原理、材料力学等有着紧密的联系。理论力学中的很多计算和推导都需要用到高等数学的内容，理论力学又为材料力学、机械设计、机械原理等课程提供基本理论和方法支持，下文结合实例进行说明。还要注意和大学物理划分授课范围，避免内容重合。要注意各自的侧重点，理论力学主要为工程工作服务，而物理则更多的是理论上的内容。
2.说明定理、公式和方法等的适用对象和适用范围。这一点很重要，如不加说明，学生会认为所学知识可应用于任何情况。如：运动学主要研究质点和刚体的一般运动规律，在经典力学范畴内研究，不研究速度接近光速的物体运动。理论力学一般研究的是理想化的力学模型，为此进行了一系列的假设和简化。而实际工程中的构件与理想化模型是有差距的，因此在求解具体问题的时候可根据实际情况和精度的要求，忽略一些次要因素建立模型选用适当的计算方法。
3.结合学生所学外语适当加入双语教学。加多少要看学生的外语水平和接收效果，改革时只对关键词和标题加英文，学生的接收能力和反映情况良好，觉得很新奇。不建议使用全双语教学，对于一般本科院校来说会给学生和教师造成过重负担。双语教学既提高了学习外语的兴趣，也为以后的毕业设计和研究生学习等有很大的帮助。
二、理论联系实际，增加工程实例和动画，加深对知识的理解
由于时间的限制，很多学校在开设理论力学课程之前没有开设机械制造类专业课程。而理论力学中的很多例子和习题给出的都是简化后的模型简图，导致学生在理解上出现问题，认为学习起来困难又没什么用，学习意愿较低，尤其在运动学和动力学部分。因此在授课过程中要有意识加入实例和动画，会使很多抽象的问题变得具体。下面以图示机构为例进行说明。
1.曲柄滑块机构是理论力学中的一个常见机构。静力学中，对滑块、连杆等进行受力分析，列平衡方程，求解未知力，为材料力学对构件进行校核、计算构件面积、计算许用载荷打下基础；运动学中，分析运动轨迹、速度和加速度等问题，为机械设计和机械原理提供基础知识；动力学中，根据相关定律分析滑块的力和运动之间的关系，为课程设计和毕业设计提供知识和方法。教材上和大纲上要求讲授到这种程度就可以了，但是学生会出现困惑，机构实际是什么样的，机构到底有什么用产生问题的原因是书上没有说明机构原型是什么，后续课程机械设计中会有详细说明。解决方法是加入实例和动画。曲柄滑块机构的原型之一是内燃机，其连杆和机架的形状可能是不同的，要根据情况而定，不同形状、材料对于构件的强度和刚度等都有影响，但是受力情况只和约束和基本尺寸有关，因此理论力学只使用简图即可进行计算。这一段说明内容不多，但是达到了以下效果：说清了简图的原型和作用；提高了学生的理解程度和学习兴趣；对于材料力学和机械设计等后续课程有了一定的了解。
2.约束和约束力部分虽然内容简单不易出错，但是同学们只会按照简图画受力图，对于为什么这样受力和实际物体如何受力有困难。要讲清约束力的由来，引入自由度的概念，物体在空间有6个自由度、平面有3个自由度，增加约束会减少自由度并产生约束力，没有自由度减少的地方没有约束力产生。
三、培养学生的综合素质，教授学习方法
教师应思维开阔、广征博引，不断更新授课内容，授课方法上不断创新，这样才能激发学生的学习兴趣，教出高素质的学生。
1.增加讨论，培养学生的语言表达能力、分析和总结能力。工作中发现，有的同学对于所学知识掌握良好，但是不能用适当的语言表达出来，在设计答辩中这种现象特别突出。现代社会是个信息化和开放的社会，没有一定的语言表达能力，无法很好地工作和生活。应多引导和启发，鼓励学生多想、多问，有意识给学生创造展示的机会。概念和一些授课内容让学生进行阅读和讲解，部分内容采取自学或分组讨论的方法，教师进行点评和精讲。教学中增加的热点事件讨论分析有：（1）2012年8月，哈尔滨阳明滩大桥坍塌事故。（2）2009年6月上海闵行区莲花楼盘楼体倒覆事件。通过改革发现：学生的语言表达能力和普通话、分析归纳总结能力、综合素质大幅提高。学生对题目的完成程度较好，能自觉应用所学知识和理论解决实际问题，参与程度和兴趣较高，课堂变得丰富。而且通过反馈发现学生查找和整理资料的能力很强，对待问题不盲从，有自己的看法和见解，并能对自己的想法进行论证。（下转55页）
（上接39页）2.教授学习方法，帮助学生养成良好的学习习惯，为自学打下基础。现代社会是终身学习的社会，授之以鱼，不如授之以渔。利用教具、实例、图形等讲解一些理解和快速记忆的方法和小窍门。如：运动学中点的速度合成定理：语言表达为：动点在某瞬时的绝对速度等于它在该瞬时的牵连速度与相对速度的矢量和。要求先背诵公式再转化成语言的记忆方法，但是会出现字母和文字混淆的情况。为了避免混淆，课本中出现字母“v”的地方标上对应的文字“绝对速度、牵连速度、相对速度”；同理出现文字的地方标出字母。这样记忆省时省力，也不容易出错，提高了记忆的效率和速度，避免了厌烦情绪，觉得学习也可以很简单。这种方法也可应用到其他科目的学习上。除了教授记忆方法外还教授复习和总结的方法，使所学知识具有系统性和逻辑性。好的学习方法和习惯会降低学生对教师的依赖性，学习效率也会大幅度提高。
3.引入其他求解工具和软件。使用计算机辅助分析和计算软件等新工具帮助学生认识和解决问题。主要介绍两本参考书：彭芳麟编著的《理论力学计算机模拟》，关于数学软件MATLAB在理论力学中的应用；洪嘉振编著的《理论力学》，关于理论力学问题计算机辅助分析的原理与方法，还有配套软件《理论力学问题求解器》。
通过以上几个方面的教学改革，学生对理论力学课程有了新的认识，对于学习不再恐惧和厌烦，变得积极主动，认为学习是一件简单快乐的事情，对知识的掌握程度、综合素质等都有了显著的提高。学生发现眼前的世界发生了变化，因为看待问题的角度变了。发现问题、分析问题、解决问题的能力变强了，对待学习、生活和工作的态度更加严谨踏实。
参考文献：
[1]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.第7版. 北京：高等教育出版社，2009
