機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)力學(xué)課程教學(xué)與課外實(shí)踐相結(jié)合的探索

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和綜合設(shè)計(jì)能力，是教學(xué)改革對(duì)工科人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)，也是機(jī)械類(lèi)課程教學(xué)改革和建設(shè)的根本目標(biāo)，力學(xué)課程理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)綜合設(shè)計(jì)的實(shí)際能力。就近年來(lái)在實(shí)際教學(xué)中，將課程教學(xué)與參加學(xué)科競(jìng)賽相結(jié)合的體會(huì)與收獲進(jìn)行總結(jié)與梳理，為機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程改革提供重要的參考。

力學(xué)教學(xué)素質(zhì)教育創(chuàng)新教育課外實(shí)踐力學(xué)課程是機(jī)械工程類(lèi)學(xué)科的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，而實(shí)踐教學(xué)是教育部對(duì)高校本科教育教學(xué)工作水平評(píng)估的關(guān)鍵指標(biāo)之一。加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，探索學(xué)生工程素質(zhì)與專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的途徑，是應(yīng)用型本科院校遇到的一大現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

課外實(shí)踐活動(dòng)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段，是學(xué)生主觀和客觀相統(tǒng)一的過(guò)程。而近年來(lái)，教育部主辦了多項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽，目的在于引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、綜合設(shè)計(jì)能力與協(xié)作精神；加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際需求進(jìn)行創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、制作的實(shí)踐工作能力，并吸引、鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。

因此，我們?cè)趯?zhuān)業(yè)教學(xué)過(guò)程中，將參加學(xué)科科技競(jìng)賽與實(shí)踐相統(tǒng)一，為課程教學(xué)改革進(jìn)行有益的探索。本文就我們參與機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽，將力學(xué)理論教學(xué)與培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力相結(jié)合的過(guò)程進(jìn)行扼要的介紹。

一、積極鼓勵(lì)學(xué)生參加課外科技活動(dòng)

課外科技活動(dòng)對(duì)于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神，造就大批適應(yīng)社會(huì)要求的高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才、推動(dòng)教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)大學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力具有深遠(yuǎn)意義。為此，我系成立科技活動(dòng)小組，選配骨干教師，鼓勵(lì)學(xué)生參加各種學(xué)科競(jìng)賽，如全國(guó)的“機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽”“節(jié)能減排大賽”“智能車(chē)比賽”等，并取得了可喜的成績(jī)，通過(guò)與學(xué)校教務(wù)處、實(shí)驗(yàn)中心合作，鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

為學(xué)生提供科技制作場(chǎng)地和設(shè)備，完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐能力，也為學(xué)生參加各類(lèi)課外科技大賽提供一個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與加工平臺(tái)。

二、指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真檢索、積極思考，選取有價(jià)值的參賽題目

學(xué)生在選題初期，往往面臨著兩種情況，一種是不知道如何進(jìn)行選題，一種是有想法，但是不知道如何實(shí)現(xiàn)或者拿不出具體方案。針對(duì)這樣的情況，指導(dǎo)教師通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生檢索文獻(xiàn)材料的能力，結(jié)合學(xué)生自己的能力、特長(zhǎng)、興趣選擇設(shè)計(jì)題目，最后由教師把關(guān)，共同協(xié)調(diào)。因此，參賽題目的選擇更接近于生產(chǎn)實(shí)際，更具有靈活性，也更多樣化，并充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

三、商定設(shè)計(jì)功能要求，讓學(xué)生自己擬定結(jié)構(gòu)方案

在設(shè)計(jì)開(kāi)始階段，認(rèn)真引導(dǎo)學(xué)生，提出接近實(shí)際的功能要求，而非直接給定參數(shù)和方案。從而在集體討論的基礎(chǔ)上，給定設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，再由學(xué)生從功能分析出發(fā)，自己擬定結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行方案的比較優(yōu)化，最后初定參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式。在功能分析與方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生自覺(jué)地將學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用起來(lái)。比如，連桿機(jī)構(gòu)等，達(dá)到了較好的鍛煉目的，加深了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解程度，體會(huì)到做中學(xué)的樂(lè)趣。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有多解性，為創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了諸多可能，但是如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新才能得到較好的使用性能，是需要教師和學(xué)生認(rèn)真探討的問(wèn)題，如將“合理地分配荷載”這部分力學(xué)原理，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)的布置方式，可以改善結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，提高承載能力，其可以在帶輪與軸的連接、徑向軸承與推力軸承的組合支承結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)中予以應(yīng)用，學(xué)生在理解原理之后，可以自行解決多種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的問(wèn)題。

四、結(jié)合方案，將理論知識(shí)與設(shè)計(jì)任務(wù)相結(jié)合

大致的方案確定之后，盡可以初步設(shè)計(jì)計(jì)算，而這一部分往往是學(xué)生感到最困惑的階段，所以老師的指導(dǎo)作用就非常重要。按具體的設(shè)計(jì)要求，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)并順利完成計(jì)算校核是關(guān)鍵內(nèi)容。在這個(gè)階段，指導(dǎo)教師要多加關(guān)注，具體指導(dǎo)學(xué)生怎樣查閱資料、如何簡(jiǎn)化模型、選擇適用的理論和公式、選用合理的系數(shù)，從而計(jì)算得到各種初始數(shù)據(jù)，再經(jīng)校核調(diào)整參數(shù)，有條件的話(huà)，還可以進(jìn)行有限元分析、動(dòng)力學(xué)仿真等模擬的過(guò)程，完成從定性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定量的設(shè)計(jì)工作。這個(gè)過(guò)程往往也是學(xué)生最有收獲的地方，因?yàn)閷W(xué)生從中看到了理論知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，更加有了學(xué)習(xí)理論知識(shí)的動(dòng)力和熱情。

五、確定方案，進(jìn)行加工制作

在參數(shù)確定之后，首先開(kāi)始圖紙的繪制，完成各個(gè)主要零部件的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。草圖完成后，經(jīng)指導(dǎo)老師校閱、修改后，完成標(biāo)注和配合、列出技術(shù)條件等細(xì)節(jié)問(wèn)題。需要引導(dǎo)學(xué)生熟練地運(yùn)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖集、規(guī)范，并熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。在此過(guò)程中，學(xué)生將充分地綜合學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，如把公差與測(cè)量的知識(shí)應(yīng)用于設(shè)計(jì)中，并達(dá)到加深認(rèn)識(shí)的效果。然后，借助學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和工具，學(xué)生自行完成加工制作的環(huán)節(jié)，在該過(guò)程中，教師主要提供配合，并監(jiān)督安全生產(chǎn)，避免事故的出現(xiàn)。

六、調(diào)整方案，完成設(shè)計(jì)

通過(guò)裝配，已經(jīng)基本獲得設(shè)計(jì)成果，此時(shí)，仍需教師引導(dǎo)學(xué)生，進(jìn)行后期的調(diào)整，以使得方案更加完善。作為最后階段，往往問(wèn)題也更加瑣碎和細(xì)微，需要教師的合理引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的耐心。

學(xué)生創(chuàng)造潛能的發(fā)掘來(lái)自于創(chuàng)新實(shí)踐的鍛煉，而這與教師精心設(shè)置的一系列機(jī)會(huì)和環(huán)節(jié)是不可分離的，但是這也并不意味著教師需要越俎代庖，大包大攬，應(yīng)當(dāng)適時(shí)地放手給學(xué)生嘗試，哪怕是加工失敗，也可以使學(xué)生得到收獲。

七、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、創(chuàng)新思維、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神，推動(dòng)教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)大學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，具有深遠(yuǎn)意義。

經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐和反復(fù)思考，我們深深認(rèn)識(shí)到，將理論教學(xué)與課外實(shí)踐結(jié)合是全面推進(jìn)教學(xué)改革、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的良好措施，受到了學(xué)生的歡迎，激發(fā)了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)興趣，是一種較為有意義的探索。今后對(duì)課外實(shí)踐和理論教學(xué)相結(jié)合的探索還將進(jìn)一步深化和完善。通過(guò)創(chuàng)造性思維方法的介紹，結(jié)合課程相關(guān)內(nèi)容，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，緊跟機(jī)械行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，關(guān)注學(xué)科前沿問(wèn)題，不斷地充實(shí)和豐富教學(xué)內(nèi)容，尋找激發(fā)學(xué)生興趣的新觀念和新事物，開(kāi)發(fā)學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新思路，只有這樣才能培養(yǎng)出合格的專(zhuān)業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

\\[1\\]趙韓，田杰主.機(jī)械基礎(chǔ)課程的改革與建設(shè).合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2005.

\\[2\\]第四屆全國(guó)機(jī)械原理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集.北京：高等教育出版社，2002.

\\[3\\]朱秀娟.“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程改革的探索與實(shí)踐.機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2010，23（1）：189-190.

\\[4\\]李陽(yáng)星.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程體系改革與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐.高教研究與評(píng)估，2007，（7）：86-87.