機械基礎(chǔ)課程改革與創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)探究

閆茹?鄭甲紅?王寧俠

摘要：培養(yǎng)具有工程實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)機械工程技術(shù)人才，是新世紀(jì)機械工程高等教育的主要教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)這一目標(biāo)，通過分析學(xué)生工程能力的現(xiàn)狀和存在的問題，探索了機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的一系列措施，提出了以轉(zhuǎn)變教育思想和觀念為先導(dǎo)，以教學(xué)改革為核心，以大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動為平臺，全面培養(yǎng)機械類創(chuàng)新型工程人才。

關(guān)鍵詞：機械基礎(chǔ)；教學(xué)改革；創(chuàng)新；工程人才培養(yǎng)

作者簡介：閆茹（1980-），女，陜西西安人，陜西科技大學(xué)機電工程學(xué)院，講師；鄭甲紅（1963-），男，陜西寶雞人，陜西科技大學(xué)機電工程學(xué)院，教授。（陜西 西安 710021）

基金項目：本文系“陜西省省級教學(xué)團隊——機械基礎(chǔ)課程教學(xué)團隊”的階段性研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0132-02

根據(jù)陜西科技大學(xué)（以下簡稱“我?！保嶋H情況，機械基礎(chǔ)系列課程包括：機械原理、機械設(shè)計、機械基礎(chǔ)，均屬于“技術(shù)基礎(chǔ)課”，它們是基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間的橋梁，是從理論到實踐的過渡。培養(yǎng)具有工程實踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)機械工程技術(shù)人才，是新世紀(jì)機械工程高等教育的主要教學(xué)目標(biāo)。[1]根據(jù)這一目標(biāo)，以轉(zhuǎn)變教育思想和觀念為先導(dǎo)，以機械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)改革為核心，以大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動為平臺，全面培養(yǎng)機械類創(chuàng)新型工程人才。

一、機械基礎(chǔ)課程與學(xué)生工程能力的現(xiàn)狀和存在的問題

機械基礎(chǔ)系列課程是機械類、近機類專業(yè)的必修課，早期課程體系和內(nèi)容主要沿襲老的模式，即以機構(gòu)分析、設(shè)計和典型零件設(shè)計計算為主線，很少涉及機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計及工程設(shè)計等方面的內(nèi)容。[2]授課中注重知識傳授和具體的分析計算，缺少工程實踐能力的培養(yǎng)。這些使得工科畢業(yè)生存在以下突出問題：缺乏工程實踐能力和工程創(chuàng)新意識，專業(yè)面狹窄，動手能力差，綜合素質(zhì)低下，所學(xué)知識陳舊等。[3]

機電工程學(xué)院作為教學(xué)研究型學(xué)院，機械工程作為工科專業(yè)，以重點培養(yǎng)從事工程技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的設(shè)計工程師和生產(chǎn)工程師為主要目標(biāo)。其本科畢業(yè)生除少部分進入更高層次的教育，大多數(shù)將主要到大中型企業(yè)或工程設(shè)計院從事大中型工程項目的開發(fā)、設(shè)計、施工等方面的工作，其中一些人還要工作在生產(chǎn)第一線。

針對學(xué)生中存在的主要問題，依據(jù)機電工程學(xué)院學(xué)生培養(yǎng)定位，機械基礎(chǔ)課程教學(xué)團隊提出推進機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，依托大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動平臺，加強培養(yǎng)機械類創(chuàng)新型工程人才。

二、機械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革措施

依據(jù)國家“十二五”規(guī)劃綱要、黨的十八大精神和新世紀(jì)機械工程高等教育的主要教學(xué)目標(biāo)，加快教育改革發(fā)展，加強培養(yǎng)具有工程實踐能力的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。筆者轉(zhuǎn)變教育思想，調(diào)整機械基礎(chǔ)課程教學(xué)目標(biāo)，編寫教材，更新教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，拓寬實踐平臺，建立機械基礎(chǔ)課程教學(xué)新體系。

1.調(diào)整教學(xué)目標(biāo)

以培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才為目標(biāo)，通過機械基礎(chǔ)課程，使學(xué)生學(xué)會如何將基礎(chǔ)理論知識用于工程實際設(shè)計中，達到“懂理論、會設(shè)計、知發(fā)展、想創(chuàng)新”的目標(biāo)要求。

2.根據(jù)教學(xué)改革需要，推進教材建設(shè)

為提高工程人才實踐應(yīng)用能力，機械基礎(chǔ)教學(xué)團隊2006年編寫的21世紀(jì)高校機電類規(guī)劃教材《機械原理》使用至今。2008年編寫《機械設(shè)計》教材，后于2011年修訂《機械設(shè)計》教材，并邀請國內(nèi)知名專家吳宗澤教授作為主審，由機械工業(yè)出版社發(fā)行。2002年，為適應(yīng)我校輕工專業(yè)特色的需求，對近機類、非機類機械基礎(chǔ)進行了較全面深入的改革，在21世紀(jì)教材指導(dǎo)方針下，編寫《機械基礎(chǔ)》教材并出版。2005年，為進一步加強教材的實踐性，淡化公式理論推導(dǎo)，與后續(xù)各輕化工專業(yè)機械相結(jié)合，編寫了21世紀(jì)高校機電類規(guī)劃教材《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，并由機械工業(yè)出版社出版，在此基礎(chǔ)上，2013年修訂并出版《機械設(shè)計基礎(chǔ)》第二版。

3.更新教學(xué)內(nèi)容

為實現(xiàn)上述目標(biāo)，在課程理論教學(xué)方面，繼續(xù)堅持“以設(shè)計為主線，以加強工程實踐能力培養(yǎng)為核心”的改革思路。[4]課程教學(xué)內(nèi)容必須反映機械學(xué)科發(fā)展的最新成果和方法，同時，恰當(dāng)解決內(nèi)容在增加、學(xué)時要壓縮的矛盾，以減輕學(xué)生負擔(dān)，擴大學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間的矛盾。為此，適當(dāng)刪除一些在工程實際中基本不再使用或已失去指導(dǎo)意義的內(nèi)容以及對先修課程內(nèi)容重復(fù)的部分，重點培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法和手段，運用理論知識等解決工程實際問題的思維方法和基本技能。在機械原理課程中，增加機構(gòu)方案設(shè)計和機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計等方面的內(nèi)容，在機械設(shè)計課程中，增加現(xiàn)代設(shè)計方法、機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計等方面的內(nèi)容，并且新增通識選修課“工程設(shè)計”。

4.創(chuàng)新教學(xué)方法

以現(xiàn)代教學(xué)手段補充傳統(tǒng)教學(xué)方式，更加形象生動地幫助學(xué)生建立基本概念。以精品課程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)補充課堂教學(xué)和課后答疑，幫助學(xué)生及時解決學(xué)習(xí)中的問題。案例教學(xué)中，以認知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)及日常生活中學(xué)生見過的機械為例，更加直觀地幫助學(xué)生理解基本原理。啟發(fā)、探究式方法結(jié)合大作業(yè)，幫助學(xué)生掌握基本方法的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)提出問題、解決問題的思路。

5.在現(xiàn)有實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強平臺建設(shè)

機械基礎(chǔ)課程在前期認知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)及典型零件測繪的基礎(chǔ)上，加之課程設(shè)計、實驗及大作業(yè)，還是使學(xué)生感覺到理論與實踐之間的距離，尤其有部分學(xué)生感覺到有“吃不飽”的現(xiàn)象。自2004年起，組織并指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生機械創(chuàng)新大賽，2011年起，組織并指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生工程綜合能力訓(xùn)練競賽，同時，多次指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯。為支持這些學(xué)生課外科技活動，學(xué)院成立了機械創(chuàng)新基地，并不斷完善。

2012年，教育部關(guān)于做好“本科教學(xué)工程”，提出實施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，這一計劃的實施，使筆者以競賽要求為題目、短期性的學(xué)生課外科技活動，轉(zhuǎn)變成常態(tài)化的課外科技創(chuàng)新能力訓(xùn)練，使開放的創(chuàng)新基地更加繁忙。該團隊教師所指導(dǎo)的創(chuàng)新項目占到學(xué)院總項目的半數(shù)以上。

這些平臺的搭建，使更多的學(xué)生有機會參與課外科技創(chuàng)新活動。從選題、到方案設(shè)計、完善、結(jié)構(gòu)設(shè)計、改進、圖紙繪制、材料采購、零件加工、裝配、調(diào)試、再改進、創(chuàng)新成果的報告撰寫、答辯驗收等一系列環(huán)節(jié)，鍛煉了學(xué)生的思維能力、動手能力、實踐能力、解決問題的能力，及工程的嚴(yán)謹與做事的堅持。他們的能力得到了鍛煉，創(chuàng)新思維得到了提高，知識結(jié)構(gòu)得到了完善。

6.大學(xué)生課外科技活動反哺教學(xué)

大學(xué)生課外科技活動不僅提高了學(xué)生的工程能力，同時使學(xué)生認識到理論學(xué)習(xí)的重要性，發(fā)現(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的缺陷，理解課程的銜接與綜合應(yīng)用，提高了理論學(xué)習(xí)的積極性、主動性，帶著問題走進課堂。同時，筆者又將這些作品帶進課堂，這些鮮活的案例，活躍了課堂氣氛，極大地調(diào)動了學(xué)生們學(xué)習(xí)機械基礎(chǔ)課程的興趣。

課外科技活動除了將學(xué)生帶進課堂，更是將學(xué)生推向社會和市場。為了完成選題，他們走出了校園，擦亮了眼睛，觀察了生活與生產(chǎn)；為了加工制作，他們走進了市場，認識了材料，理解了公差，學(xué)會了制圖。而這些收獲，無一不有助于綜合教學(xué)效果的提高。它不僅僅提升了機械基礎(chǔ)課程的教育教學(xué)質(zhì)量，同時項目完成過程中所涉及的一系列理論課程和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)都得到了重視。

課外科技創(chuàng)新活動拓寬了機械基礎(chǔ)系列課程的課程設(shè)計選題，[5]對于陳舊、單一的課程設(shè)計題目很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如在機械原理課程設(shè)計中，筆者采用教師提供選題、當(dāng)年的學(xué)生競賽題目或由學(xué)生自由選題與教師審核相結(jié)合的方法。課外科技活動提高了大作業(yè)的完成質(zhì)量，例如機械原理課程中平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等章節(jié)“計算機輔助機構(gòu)分析與設(shè)計”大作業(yè)，為使其計算結(jié)果應(yīng)用于下一步的設(shè)計，計算更加仔細認真。課外科技活動改善了部分創(chuàng)新型、綜合型實驗的完成效果。

另外，機械類課外科技活動使得我校其他近機類、非機類專業(yè)的學(xué)生有機會參與非主修專業(yè)的課外科技活動，拓寬了學(xué)生的知識面，為行業(yè)設(shè)備的認識打下了良好的基礎(chǔ)。

三、教學(xué)效果

通過機械基礎(chǔ)課程教育教學(xué)改革的一系列措施，提高了本科教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生創(chuàng)新能力、工程應(yīng)用能力大幅度提升，學(xué)生課外科技活動成果數(shù)量連續(xù)幾年明顯增長，該團隊被批準(zhǔn)為2013年省級教學(xué)團隊。為進一步提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，筆者將繼續(xù)研究、改進教學(xué)方法，探索機械基礎(chǔ)系列課程及實踐環(huán)節(jié)的考核評價體系，拓寬學(xué)生實踐環(huán)節(jié)的方式和渠道，加強和完善學(xué)生課外科技活動平臺建設(shè)和指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)，使更多的學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，全面提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的目標(biāo)。

參考文獻：

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[3]張鵬，于蘭，劉助柏，等.高校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀及對策研究[J].大學(xué)教育科學(xué)，2005，（3）：50-53.

[4]鄭甲紅，王寧俠，周志明.在機械原理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的探索[J].高教論壇，2006，（1）：43-45.

[5]王濤.“機械原理”課程設(shè)計新模式的探索與實踐[J].中國電力教育，2010，（1）：155-156.

（責(zé)任編輯：王意琴）