农业机械化专业理论力学教学改革的探讨

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1、农业机械化专业理论力学教学改革的探讨-农学论文农业机械化专业理论力学教学改革的探讨樊桂菊，郭晶（山东农业大学机电学院，山东泰安271018）摘要：本文针对理论力学教学过程中出现的课时少、内容抽象、学生兴趣不高的问题，从优化教学内容注重理论联系实际、传统和现代教学方法有机结合、开展实践教学和课程考核方式改革四个方面对理论力学教学改革进行了阐述，从而提高了理论力学的教学质量，促进了学生分析问题和解决问题能力的提高。关键词：教学内容；教学方法；实践教学；考核方式中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）24-0101-02基金项目：本文系“霍英东教育基金会第

2、十二届高校青年教师基金资助项目（121049）”；山东农业大学教研项目“力学课程双语教学研究”的研究成果作者简介：樊桂菊（1979-），女，山东曲阜人，硕士，副教授，研究方向：机械设计。理论力学是研究物体机械运动的一般规律的科学，是高等学校机械类本科专业必修的一门专业技术基础课。许多后续课程都是以理论力学揭示的力学基本概念和基本规律为基础的。理论力学的理论性、逻辑性和系统性较强，很长时间以来其结构体系、理论框架、基础知识基本没有变化，随着时代的发展，在理论力学教学过程中出现了一些问题，主要表现在：（1）课时不断减少，教师上课讲的内容较多，学生思考的时间少；（2）理论力学内容抽象，教材上的

3、例题以及练习题都是理想化的力学模型，学生难以把力学知识真正融入实践；（3）学生只关心考试内容，而不是分析问题、解决问题能力的提高。因此，在新时期和新任务下，理论力学的教学内容需要进行调整，教学方法需要改进。一、优化教学内容，突出基本概念和理论，重视理论联系实际经过多年的实践，结合我校农业机械化专业学生自身的特点，一直选用国内最早的理论力学教材。但教材受篇幅和学时的限制，对基本概念和基本理论引出的背景提及较少，与工程实际联系较少。学生理解起来比较困难，若授课教师在教学过程中适当地引入一些实例，突显理论力学在现代科技上的应用，会有利于激发学生的学习兴趣。（一）静力学部分静力学主要研究受力物体

4、平衡时作用力应满足的条件，同时也研究物体受力的分析方法以及力系简化方法，是理论力学基础重要的部分，也是后续课程的基础。因此，讲授该部分时要适当增加课时，而对大学物理中已经讲过的一些概念，可以引导学生以复习的形式加深对这些概念的理解。约束反力是理论力学中比较重要的概念，而大学物理学中没有提过，因此必须给学生讲解透彻。但是单纯讲概念比较抽象，引入工程实例后学生会易于理解与接受。例如物体受力分析和平衡方程是静力学的基础部分，可以对工程实例（比如活塞连杆机构）进行分析，得到力学模型，除外力外根据约束类型画出机构各部分的约束力，然后列出平衡方程并求解，这样既可以提高学生力学建模的能力，也有利于提高

5、学生应用平衡方程解决问题的能力。对摩擦问题主要讲清存在摩擦时的平衡范围和临界状态的概念，重点是存在摩擦时平衡问题的解法，滚动摩阻可不举例。（二）运动学部分运动学部分主要研究物体运动的几何性质，为学习动力学打基础，同时也为分析机构运动打下了基础。这部分关于点的运动和刚体的简单运动是基本内容，可以通过向学生提出问题，然后让学生自学，最后在课堂上对实际问题进行讨论总结，这样可以培养学生自学能力和解决问题的能力。该部分的重点和难点是点的合成运动和刚体平面运动以及运动学的综合运用。点的合成运动要结合实例强调“一个点、两种坐标系、三种运动”，特别要讲清牵连运动的概念与动坐标系的适当选取。比如图1（a

6、）和（b）中两凸轮机构动点的选取是不一样的。（a）中应以接触点“B”作为动点，（b）中则以凸轮轮心“o”为动点，原因是动点具备唯一性。而关于速度合成定理和加速度合成定理的推导限于课时限制，由学生课下自行推导，课堂上强调应用。尤其当牵连运动是定轴转动时，牵连运动和相对运动相互影响产生了科氏加速度，教材上的理论推导较抽象，对农业机械化学生来说感到茫然，通过举实际生活中的例子，比如田径比赛中的长跑项目，运动员都是按规定向左转弯；又比如在俄罗斯，向北冰洋流去的那些河流河床的东岸总是容易被冲刷，这都是由于科氏加速度的原因。运动学的综合应用是运动学中的难点，这部分内容可通过刨床机构的实例进行讲解。（

7、三）动力学部分动力学部分主要是建立受力和运动之间的关系，质点动力学方程是该部分的基本内容，动量定理、动量矩定理和动能定理都是建立在质点动力学基本方程基础上的，关于这三大定理的推导可略讲，而对质心运动定理、质点系相对质心的动量矩定理以及普遍定理的综合应用则结合具体的工程实例进行讲解。比如讲解动量守恒时，可以偏心转子电动机为例，向学生提出以下问题：电动机工作时为什么会左右运动？这种运动有什么规律？会不会上下跳动？带着这些问题，学生听课时