基于民辦高校應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的機(jī)械原理教學(xué)改革

摘要：結(jié)合民辦高校應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求，以注重學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)機(jī)械原理課程的教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容體系重構(gòu)、教學(xué)方法改革、實(shí)踐教學(xué)建設(shè)等方面開展教學(xué)改革與實(shí)踐，對(duì)于提升教學(xué)質(zhì)量起到良好的效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；教學(xué)改革；教學(xué)方法；創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)；實(shí)踐應(yīng)用能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）34-0161-02

我校是以面向地方中小型企業(yè)的應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的民辦本科院校，學(xué)校以“一切為了學(xué)生的發(fā)展和辦學(xué)生滿意的大學(xué)”為愿景，注重學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。對(duì)于我校機(jī)械類專業(yè)的全日制本科生來說，機(jī)械原理課程是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課[1]，它是從理論基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課過渡的橋梁，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力起到不可替代的作用，在整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)和課程體系中占有重要的地位。

一、機(jī)械原理課程的培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)思路

1.培養(yǎng)目標(biāo)。機(jī)械原理課程主要培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的機(jī)械設(shè)計(jì)思想，掌握常用機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)理論與計(jì)算方法，使學(xué)生具備設(shè)計(jì)與分析機(jī)構(gòu)的初步能力，學(xué)會(huì)使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析的工程軟件，養(yǎng)成良好的工程設(shè)計(jì)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、勤于動(dòng)手、勇于創(chuàng)新的良好作風(fēng)。

2.教學(xué)思路。機(jī)械原理課程的教學(xué)以機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與綜合為主，機(jī)構(gòu)的分析為輔，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)，通過做中學(xué)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段完成機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

二、機(jī)械原理課程教學(xué)內(nèi)容體系的梳理與重構(gòu)

我們在機(jī)械原理課程的教學(xué)過程中堅(jiān)持圍繞機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的教學(xué)大綱進(jìn)行授課，結(jié)合其兼具理論性和工程應(yīng)用性的特點(diǎn)，將機(jī)械原理課程的教學(xué)分為理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩大部分（見圖1），根據(jù)以機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與綜合為主線的思路，將理論教學(xué)部分劃分為四個(gè)模塊，分別是機(jī)構(gòu)組成原理與分析模塊、常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模塊、機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)模塊，具體內(nèi)容見圖2，其中前兩個(gè)模塊均將ADAMS軟件的應(yīng)用貫穿到教學(xué)的過程中；將實(shí)踐教學(xué)部分劃分為實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊、課程設(shè)計(jì)模塊、學(xué)科競賽及科技活動(dòng)三個(gè)模塊。然并非將二者完全割裂開來，而是將理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐的應(yīng)用充分融合，貫穿到課程的整個(gè)教學(xué)過程中，讓學(xué)生能夠做中學(xué)，在實(shí)踐應(yīng)用的過程中逐步消化吸收所學(xué)的理論。

三、采用多種教學(xué)方法與手段實(shí)現(xiàn)輕松學(xué)習(xí)

1.跟蹤學(xué)科技術(shù)發(fā)展，豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。隨著科技的發(fā)展，學(xué)科間不斷滲透和交叉，出現(xiàn)了許多新的研究方法，為了讓學(xué)生了解本學(xué)科在工程實(shí)踐中的重要作用，提高學(xué)習(xí)興趣，課程組教師廣泛收集圖書和電子資料，將歸納整理后的信息在授課時(shí)傳達(dá)給學(xué)生，拓展學(xué)生的視野，提升他們對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣。如微型機(jī)械、機(jī)器人技術(shù)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，同時(shí)向?qū)W生們介紹計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）等技術(shù)的發(fā)展，使學(xué)生可以及時(shí)了解和學(xué)習(xí)最新的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)和手段[2]，做到與時(shí)俱進(jìn)。

2.運(yùn)用現(xiàn)代媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，改進(jìn)教學(xué)手段與方法。隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械原理課程的教學(xué)目標(biāo)，不得不增加授課內(nèi)容，而與此同時(shí)課時(shí)數(shù)不斷壓縮，由此多媒體技術(shù)成為重要的教學(xué)手段。

3.案例分析教學(xué)法啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的思維能力，選擇學(xué)生身邊的機(jī)械為案例開展相關(guān)內(nèi)容教學(xué)，能夠引起學(xué)生的興趣，通過細(xì)致的分析和講解把教學(xué)內(nèi)容傳達(dá)給學(xué)生，在講解過程中通過提出一系列問題，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，避免了理論講解的枯燥，便于學(xué)生理解和吸收，通過黑板演示將具體過程呈現(xiàn)給學(xué)生，再由學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐練習(xí)，做到講—演—練結(jié)合，當(dāng)堂學(xué)習(xí)當(dāng)堂消化。比如：在進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，選擇單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的工作裝置為教學(xué)案例，該裝置由齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)三大常用機(jī)構(gòu)組成包含轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、高副三種平面運(yùn)動(dòng)副，覆蓋內(nèi)容較全。通過此案例的分析、講解、演示與練習(xí)，學(xué)生很輕松就能掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法與技巧，再通過布置適當(dāng)?shù)木毩?xí)，學(xué)生便可做到舉一反三。

4.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法以由“1圖—3機(jī)構(gòu)—1綜合”構(gòu)成的5項(xiàng)任務(wù)為核心內(nèi)容，其中“1圖”指機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制，“3機(jī)構(gòu)”指連桿、凸輪、齒輪系三種常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，“1綜合”指由兩種以上的機(jī)構(gòu)組合構(gòu)成的工作裝置設(shè)計(jì)，簡稱“1—3—1任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”。

四、課內(nèi)課外結(jié)合加大實(shí)踐教學(xué)建設(shè)力度

實(shí)踐教學(xué)對(duì)于應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)至關(guān)重要。課程組在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)建設(shè)和課外科技活動(dòng)方面加大建設(shè)和投入力度。

1.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)主要通過對(duì)常用機(jī)構(gòu)實(shí)物模型的觀察、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的檢測以及各種機(jī)構(gòu)的組合搭接，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)副、機(jī)構(gòu)、自由度、約束等抽象概念的理解，對(duì)各種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的掌握和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。為達(dá)到理想的教學(xué)效果，我們采取了如下措施：（1）堅(jiān)持分組教學(xué)，保證教學(xué)效果，典型機(jī)構(gòu)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)采用每組不超過10人的制度，其余實(shí)驗(yàn)每臺(tái)設(shè)備不超過4人，進(jìn)行分組教學(xué)，既能充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用，又增加了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，有效保證了教學(xué)效果。（2）加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，為加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維訓(xùn)練，在傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，購置CQPS-D平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合測試與仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)、空間機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、慧魚創(chuàng)意模型等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為學(xué)生開設(shè)平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合測試與仿真實(shí)驗(yàn)、空間機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)和慧魚實(shí)驗(yàn)等綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生發(fā)揮自主創(chuàng)新意識(shí)。

2.結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等課外科技活動(dòng)加大實(shí)踐教學(xué)建設(shè)力度，拓展課程實(shí)踐教學(xué)模式和內(nèi)容，在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加課外科技活動(dòng)模塊。課外科技活動(dòng)依托學(xué)院的實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，為學(xué)生提供開放的“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室”和“工程訓(xùn)練中心”，同時(shí)學(xué)院加強(qiáng)指導(dǎo)力量和資金支持力度，近年來，收到良好的教學(xué)效果，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽獲國家一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省級(jí)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，二等獎(jiǎng)15項(xiàng)；工程訓(xùn)練大賽獲省級(jí)二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)的成績。

五、結(jié)論

機(jī)械原理課程在教學(xué)改革和實(shí)踐的過程中，始終堅(jiān)持“注重創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法，加大實(shí)踐教學(xué)建設(shè)力度，提高教學(xué)質(zhì)量”的方針，充分發(fā)揮教師和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使機(jī)械原理課程的教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提升，為應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)起到了積極的促進(jìn)作用。

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