1、西南交通大學(xué)“機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)指南一、遵循大學(xué)工科課程的一般學(xué)習(xí)規(guī)律應(yīng)當(dāng)重視平時(shí)的預(yù)習(xí)、聽(tīng)課、復(fù)習(xí)和答疑、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)試等環(huán)節(jié),根據(jù)教學(xué)進(jìn)度,安排好時(shí)間,保持與教學(xué)進(jìn)度相協(xié)調(diào)的學(xué)習(xí)節(jié)奏.尤其要克服平時(shí)松懈,考前突擊的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣,作到“大考大玩、小考小玩,不考不玩平時(shí)多下功夫.二、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)和思維方法機(jī)械原理課程的特點(diǎn)在于：相對(duì)于數(shù)學(xué)、物理和理論力學(xué)等根底科學(xué),機(jī)械原理課程有許多內(nèi)容是結(jié)合機(jī)械工程實(shí)際的,在考慮具體問(wèn)題的解決方案時(shí),不僅要從數(shù)學(xué)、 力學(xué)等方面考慮,還要從工程實(shí)際考慮,比方要考慮設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、操作和使用的方便性、制造的可行性等等.而相對(duì)于專業(yè)課程,機(jī)械原理課程的理

2、論性、系統(tǒng)性又比擬強(qiáng),大多數(shù)教學(xué)內(nèi)容都是具有比擬嚴(yán)密的數(shù)學(xué)、力學(xué)依據(jù)的.由于機(jī)械原理課程是大學(xué)期間第一門工程設(shè)計(jì)類課程,不少同學(xué)會(huì)感到頭緒比擬多,面對(duì)具體問(wèn)題無(wú)從下手.還有的同學(xué)感到課程的教學(xué)內(nèi)容課堂上可以聽(tīng)得懂,但是做作業(yè)、或測(cè)試時(shí)就不會(huì)了.依據(jù)我們的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),出現(xiàn)這類問(wèn)題的學(xué)生多數(shù)是由于沒(méi)有注意到科學(xué)與工程技術(shù)之間的差異,在學(xué)習(xí)方法和思維習(xí)慣等方面還沒(méi)有適應(yīng)機(jī)械原理這門與過(guò)去大多數(shù)課程性質(zhì)不同的課程.我們認(rèn)為,在學(xué)習(xí)中要盡快實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和思維的轉(zhuǎn)變：要意識(shí)到工程問(wèn)題的多樣性,學(xué)會(huì)針對(duì)不同的問(wèn)題構(gòu)思不同的解決思路,“具體問(wèn)題具體分析,逐漸擺脫根據(jù)老師或教材的方法“照貓畫虎的學(xué)習(xí)和思維方式；要意識(shí)

3、到工程問(wèn)題求解方法和結(jié)果的多樣性,對(duì)同樣的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題,有多種解決方法可以采用,而且,最后的答案也往往不是唯一的.要逐漸擺脫對(duì)所謂的“標(biāo)準(zhǔn)答案的依賴,建立“只要方法符合數(shù)學(xué)、力學(xué)的根本原理,符合工程設(shè)計(jì)的實(shí)際,就是正確的解的自信；教材和老師講的內(nèi)容是十分有限的,要多注意觀察日常生活、身邊的機(jī)械裝置,不要再對(duì)身邊的機(jī)械“視而不見(jiàn),要認(rèn)真研究、領(lǐng)悟設(shè)計(jì)的微妙；牢記WhatIhear,Iforget;WhatIsee,Iremember;WhatIdo,IunderstandWhatIhear,Iforget;WhatIsee,Iremember;WhatIdo,Iunderstand.機(jī)械原理中的

4、許多方法只有認(rèn)真進(jìn)行了實(shí)踐,才能體會(huì)其中的科學(xué)性和實(shí)用性.在我們編寫、采用的教材中,對(duì)于同類型的問(wèn)題均有多于兩道以上習(xí)題.希望同學(xué)們利用這些習(xí)題,熟悉和理解各種問(wèn)題及其解法.三、注重水平的提升機(jī)械原理課程的主要內(nèi)容實(shí)質(zhì)上是將數(shù)學(xué)、物理和理論力學(xué)中的根本原理和方法應(yīng)用于機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析與設(shè)計(jì),從新知識(shí)的角度來(lái)看,并沒(méi)有許多新的內(nèi)容.而在課1程學(xué)習(xí)中提升學(xué)生的現(xiàn)代工程水平卻是一項(xiàng)具有重要意義的工作.為此,我們利用課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)了提升大家現(xiàn)代工程水平的實(shí)施方案,如表 1 1 所示.表 1 1 教學(xué)環(huán)節(jié)與現(xiàn)代工程水平的培養(yǎng)(表示著重培養(yǎng),表示輔助培養(yǎng))現(xiàn)代工程水

5、平理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程設(shè)計(jì)(1)(1)數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理等根底科學(xué)和工程知識(shí)的應(yīng)用水平；(2)(2)實(shí)驗(yàn)和分析數(shù)據(jù)的解釋水平；V(3)(3)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)、兀件和過(guò)程的設(shè)計(jì)水平；V(4)(4)現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)工具、技術(shù)和技巧的應(yīng)用水平；V7(5)(5)工程問(wèn)題的判斷、定義和解決的水平；(6)(6)團(tuán)隊(duì)合作協(xié)調(diào)的水平；(7)(7)工程設(shè)計(jì)有效交流的水平；(8)(8)工程規(guī)劃、組織、執(zhí)行的水平.1 1 理論教學(xué)理論教學(xué)的重點(diǎn)在于：培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)等根底科學(xué)和知識(shí)的應(yīng)用水平.我們?cè)趥鹘y(tǒng)的機(jī)械原理教學(xué)內(nèi)容之上,增加了機(jī)械系統(tǒng)常用的驅(qū)動(dòng)方式的內(nèi)容,該部分內(nèi)容主要從電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、流體驅(qū)動(dòng)、

6、壓電驅(qū)動(dòng)、形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)的物理原理出發(fā),啟發(fā)學(xué)生將根本物理原理應(yīng)用于工程實(shí)際.傳統(tǒng)的機(jī)械原理的教學(xué)內(nèi)容大局部都是將數(shù)學(xué)和力學(xué)原理應(yīng)用于機(jī)械工程實(shí)際的范例.比方：機(jī)構(gòu)的自由度概念是將物理學(xué)和力學(xué)中的一個(gè)剛體的自由度概念推廣到由多個(gè)剛體組成的機(jī)械系統(tǒng)中所得到的； 機(jī)構(gòu)位置分析的解析法是將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中構(gòu)件之間的位置幾何關(guān)系利用數(shù)學(xué)表示出來(lái),而速度分析和加速度分析是利用數(shù)學(xué)和物理學(xué)中導(dǎo)數(shù)的概念；在運(yùn)動(dòng)副中的摩擦分析中,利用了積分、力平衡和力合成等數(shù)學(xué)和力學(xué)原理與方法；在機(jī)構(gòu)真實(shí)運(yùn)動(dòng)的求解中利用了物理學(xué)、力學(xué)中的功能原理建立機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程式、利用了求解微分方程的理論和方法進(jìn)行機(jī)械的動(dòng)力學(xué)分析等等.

7、在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容的時(shí)候,建議大家重溫、復(fù)習(xí)一下數(shù)學(xué)、物理和理論力學(xué)的相關(guān)內(nèi)容.學(xué)習(xí)的目的不僅僅是掌握某種方法、具有什么知識(shí)、會(huì)計(jì)算什么問(wèn)題,而是要形成將工程問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)或力學(xué)問(wèn)題而進(jìn)行分析和研究這樣的一種思路和方法.在理論教學(xué)中,我們也穿插了分析數(shù)據(jù)的解釋水平、現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)工具、技術(shù)和技巧應(yīng)2用水平的培養(yǎng)等.主要方式是：在教學(xué)中引入了商業(yè)軟件 ADAMSoADAMSo 利用 ADAMSADAMS 可以方便地得到機(jī)構(gòu)力分析或運(yùn)動(dòng)分析的線圖和數(shù)據(jù).利用這個(gè)優(yōu)勢(shì),我們一方面介紹線圖和數(shù)據(jù)的分析方法,比方機(jī)構(gòu)的急回作用在線圖中是如何表現(xiàn)出來(lái)的,等等.在學(xué)習(xí)過(guò)程中,如果對(duì)這些軟件有興趣,那么可以自學(xué) A

8、DAMSADAMS 的使用方法.我們也提供了相應(yīng)的軟件和學(xué)習(xí)指導(dǎo).我們?cè)谄綍r(shí)測(cè)驗(yàn)、期中和期末測(cè)試中均采用了開(kāi)卷測(cè)試的方式.測(cè)試題目增強(qiáng)了分析和解決問(wèn)題水平的考核,也增強(qiáng)了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)水平的考核.這樣做的目的是為了考察學(xué)生的現(xiàn)代工程水平.2 2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和分析數(shù)據(jù)的解釋水平.我們提供了 1313 個(gè)實(shí)驗(yàn)供大家選擇,其中 1111 個(gè)實(shí)驗(yàn)是利用我們自己研制開(kāi)發(fā)的軟件或?qū)嶒?yàn)設(shè)備開(kāi)展的.在實(shí)驗(yàn)中,我們?cè)鰪?qiáng)了對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的要求,知的綜合型實(shí)驗(yàn)以及學(xué)生自主設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn).比方在中,我們不僅要求學(xué)生測(cè)定出機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的位置、的線圖進(jìn)行理論分析,并利用ADAMSADAMS 進(jìn)行驗(yàn)

9、證.在我們提供的 1515 個(gè)實(shí)驗(yàn)中,有許多實(shí)驗(yàn)是利用商業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的.比方運(yùn)動(dòng)副認(rèn)知實(shí)驗(yàn)是利用 Pro/EPro/E 開(kāi)發(fā)的,平面機(jī)構(gòu)慣性力平衡設(shè)計(jì)是利用 ADAMSADAMS 開(kāi)發(fā)的.這些虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),不僅可以方便地改變機(jī)構(gòu)的尺寸,使實(shí)驗(yàn)對(duì)象多樣化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果多樣化,而且還可以使學(xué)生與現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)軟件有直接的接觸,使他們對(duì)這些軟件的功能和應(yīng)用產(chǎn)生直觀的印象,有利于促進(jìn)學(xué)生自學(xué)這類軟件.因此,希望大家不要把實(shí)驗(yàn)看成是滿足教學(xué)要求的“走過(guò)場(chǎng),要有實(shí)實(shí)在在的收獲.3 3 課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是大家在大學(xué)學(xué)習(xí)期間所從事的第一個(gè)、設(shè)計(jì)性實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),是培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代工程水平最好的教學(xué)方式.我們?cè)跐M足

10、教育部高等學(xué)校機(jī)械根底課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)制定的關(guān)于機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的根本要求的根底上,鼓勵(lì)學(xué)生自選設(shè)計(jì)題目、組成少于 5 5 人的設(shè)計(jì)小組完成課程設(shè)計(jì)任務(wù).為了培養(yǎng)學(xué)生的工程問(wèn)題判斷、定義和解決的水平,我們要求自選設(shè)計(jì)題目的小組必須進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研,查閱資料,最后形成包括功能和參數(shù)要求的設(shè)計(jì)任務(wù)書.雖然這個(gè)過(guò)程對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),難度比擬大,但是我們發(fā)現(xiàn)：案例教學(xué)是培養(yǎng)工程問(wèn)題判斷、定義和解決水平的比擬好的教學(xué)方式.大家可以從許多從概念產(chǎn)生到形成產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)事例中吸取經(jīng)驗(yàn),3同時(shí)增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果是多樣的或不可預(yù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)測(cè)定與分析的實(shí)驗(yàn)速度和加速度線圖,還要求學(xué)生對(duì)測(cè)出建立信心,克服困難.為了培養(yǎng)

11、學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系統(tǒng)、元件和過(guò)程的設(shè)計(jì)水平,我們要求學(xué)生必須對(duì)同一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題提出多個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并且比擬各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn).通過(guò)這種方式,使學(xué)生建立起工程問(wèn)題的求解不是惟一的、各種方案各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)的觀念和思想；同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生在方案的選擇上要綜合考慮產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、制造、使用、經(jīng)濟(jì)性能等多方面因素的工程思維習(xí)慣.為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作協(xié)調(diào)的水平,我們鼓勵(lì)學(xué)生參加到各個(gè)設(shè)計(jì)小組.小組的組成方式可以是教師指定或?qū)W生自愿組合.每個(gè)學(xué)生的最終成績(jī)分為小組成績(jī)和個(gè)人成績(jī)兩部分：小組成績(jī)根據(jù)小組完成任務(wù)的情況確定,小組內(nèi)每個(gè)人都是相同的；而個(gè)人成績(jī)那么根據(jù)每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)和奉獻(xiàn)確定.為了使設(shè)計(jì)小組能夠正常工

12、作,大家可以分析了一些設(shè)計(jì)小組成功的和不成功的案例,從中吸取經(jīng)驗(yàn).在培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)有效交流水平方面,我們將重點(diǎn)放在了技術(shù)文件撰寫和口頭表達(dá)水平兩個(gè)方面.在技術(shù)文件撰寫方面,我們要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中完成“工程規(guī)劃報(bào)告、“進(jìn)展報(bào)告和“設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書三個(gè)技術(shù)文件,并對(duì)這三個(gè)文件的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)組成、語(yǔ)言風(fēng)格、參考文獻(xiàn)的標(biāo)注和引述、裝訂均提出了具體的要求.在口頭表達(dá)水平方面,我們安排了系列的“工程規(guī)劃、“工程進(jìn)展、“工程研討等報(bào)告和討論會(huì),要求每個(gè)小組派一名成員,走上講臺(tái),利用 PPT,PPT,在規(guī)定的 8 8 分鐘中進(jìn)行報(bào)告或陳述.然后,答復(fù)同學(xué)和教師的提問(wèn),同時(shí),其他小組對(duì)該小組的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)和打分.經(jīng)過(guò)這樣的教學(xué)活動(dòng),讓大家體會(huì)到什么樣的表述是好的表述、什么樣的 PPTPPT 是好的 PPT,PPT,體會(huì)到如何準(zhǔn)備和發(fā)揮才能在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)自己的設(shè)計(jì)工作作出清楚的陳述.我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)中,以設(shè)計(jì)題目選擇、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀調(diào)研、機(jī)構(gòu)選型、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析和設(shè)計(jì)這 6 6 個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成了機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析及設(shè)計(jì)“循環(huán)體,通過(guò)這樣的教學(xué)“循環(huán)