創(chuàng)新班機(jī)械基礎(chǔ)課程體系改革與實(shí)踐

王磊　回麗　李景春　武麗梅　王春華

摘 要 機(jī)械基礎(chǔ)系列課程在培養(yǎng)機(jī)械類學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力以及工程實(shí)踐能力方面具有重要作用。傳統(tǒng)的機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)理念無(wú)法適應(yīng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求，因此，針對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)體系、教學(xué)方法與手段等環(huán)節(jié)進(jìn)行改革已成勢(shì)在必行之趨勢(shì)。針對(duì)創(chuàng)新班機(jī)械基礎(chǔ)課程，開(kāi)展了理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容調(diào)整與優(yōu)化、教學(xué)模式與手段革新，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面起到了良好的效果。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新班 機(jī)械基礎(chǔ) 課程改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.01.018

Reform and Practice of Mechanical Basic Course System in Innovation Class

WANG Lei， HUI Li， LI Jingchun， WU Limei， WANG Chunhua

（School of Methatronics Engineering， Shenyang Aerospace University， Shenyang， Liaoning 110136）

Abstract The series of mechanical basic courses play an important role in cultivating students' innovative and practical ability. The traditional teaching concept of mechanical basic courses can not meet the needs of high-quality innovative students； as a result， it is necessary to reform the course system and teaching methods of mechanical basic courses. Adjustment and optimization of the theory and practice teaching contents were carried out in mechanical basic courses of innovation class， and a good result can be achieved in cultivation of students' creative thinking and innovation ability.

Keywords innovation class； mechanical basic course； course reform

0 前言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入推進(jìn)，對(duì)機(jī)械類人才的需求量不斷提升，而具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才尤為緊缺。目前，我國(guó)的高等教育主要基于傳承性教學(xué)，忽視了對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致培養(yǎng)的大部分學(xué)生無(wú)法滿足日益加劇的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求。鑒于此，很多高等院校出臺(tái)了旨在培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的政策與機(jī)構(gòu)。沈陽(yáng)航空航天大學(xué)也于2014年成立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維與創(chuàng)造力為主要目的，這必然牽扯到相關(guān)課程體系的優(yōu)化與改革。

機(jī)械工程專業(yè)的機(jī)械基礎(chǔ)課程（主要包括機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等主干專業(yè)課）涵蓋機(jī)械的基本原理與方法、機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)等機(jī)械學(xué)科的基本專業(yè)知識(shí)，旨在培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)體系和對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)，[1]在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面具有舉足輕重的作用。我國(guó)傳統(tǒng)的機(jī)械基礎(chǔ)課程體系傳承自前蘇聯(lián)，但隨著科學(xué)技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，目前的課程設(shè)置已無(wú)法適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展和要求。我國(guó)機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在以下主要問(wèn)題：（1）課程體系條塊分割嚴(yán)重，學(xué)科化傾向明顯。（2）課程內(nèi)容陳舊，與先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)脫節(jié)。（3）對(duì)綜合分析能力、實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠。（4）實(shí)踐和科研訓(xùn)練環(huán)節(jié)比較薄弱等。[2-4]因此，為適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需求，根據(jù)教育部關(guān)于機(jī)械基礎(chǔ)系列課程改革“以綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)為主線，相關(guān)課程整體優(yōu)化”的最新指導(dǎo)思路，針對(duì)我校創(chuàng)新班機(jī)械基礎(chǔ)課程體系與教學(xué)過(guò)程做了一系列探索性改革與實(shí)踐。

1 理論教學(xué)改革

從對(duì)機(jī)械類創(chuàng)新人才的知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)同發(fā)展的要求出發(fā)，制定針對(duì)創(chuàng)新班的專業(yè)培養(yǎng)方案，修訂機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱與教學(xué)計(jì)劃。理論教學(xué)方面，既注重基本理論的完整性，又兼顧創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練，以培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑的復(fù)合型和創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿，構(gòu)建以創(chuàng)新設(shè)計(jì)和現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)為主線、旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的具有自身體系與特色的新的課程體系，并增加介紹學(xué)科最新發(fā)展和工程前沿的引導(dǎo)性學(xué)術(shù)報(bào)告。比如，在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中，增加機(jī)器人和機(jī)構(gòu)綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容，[5]使學(xué)生初步掌握設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)思想的工程表達(dá)、典型機(jī)械結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計(jì)等。在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程中布置“機(jī)械裝備設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與發(fā)展”綜合作業(yè)等，訓(xùn)練學(xué)生追蹤與捕捉最新前沿知識(shí)的能力。

2 實(shí)踐教學(xué)改革

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是創(chuàng)新班機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)改革的核心環(huán)節(jié)，它不僅在強(qiáng)化與鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識(shí)方面起著重要的作用，而且是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、增強(qiáng)工程實(shí)踐能力和動(dòng)手能力、提高應(yīng)用與創(chuàng)新能力的重要手段。[6，7]優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容，建立驗(yàn)證認(rèn)知性、綜合設(shè)計(jì)性、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。在我校創(chuàng)新班機(jī)械原理課程實(shí)驗(yàn)中，減少了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比重，增加了機(jī)構(gòu)組合及其設(shè)計(jì)的綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)；機(jī)械設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)中，增加了創(chuàng)意組合機(jī)械系統(tǒng)搭接綜合實(shí)驗(yàn)。通過(guò)加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

2.2 課程設(shè)計(jì)改革

我校以往的機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)主要是基于原理性設(shè)計(jì)，任課教師給定一個(gè)題目，學(xué)生對(duì)該題目進(jìn)行計(jì)算，繪圖，最終完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)，考核主要以答辯的方式進(jìn)行。這種課程設(shè)計(jì)不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

在針對(duì)創(chuàng)新班機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)改革過(guò)程中，將原有的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)兩門(mén)課程設(shè)計(jì)取消，提出一種結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的綜合課程設(shè)計(jì)新模式。具體做法為：（1）課程設(shè)計(jì)分組進(jìn)行，學(xué)生自由選題，教師把關(guān)。（2）設(shè)計(jì)過(guò)程不拘一格，任由學(xué)生自由發(fā)揮創(chuàng)新能力，比如可采用CAD輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建模與仿真，也可采用3D打印等手段制作具體模型并安裝調(diào)試。（3）考核方式以分組匯報(bào)和成果演示為主，成績(jī)由設(shè)計(jì)過(guò)程與演示結(jié)果綜合評(píng)定。

2.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)改革

傳統(tǒng)的本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基本由指導(dǎo)教師指定題目，學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖和撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)這一固定模式組成，很大程度上限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對(duì)創(chuàng)新班畢業(yè)設(shè)計(jì)，引入研究性教學(xué)模式，實(shí)行專業(yè)導(dǎo)師制，入學(xué)之后為每名同學(xué)配備具有高級(jí)專業(yè)職稱或博士學(xué)位的專業(yè)教師為導(dǎo)師，讓學(xué)生參與到導(dǎo)師具體的科研項(xiàng)目過(guò)程中，親自動(dòng)手協(xié)助導(dǎo)師與研究生完成具體實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)采集與理論分析等工作，使其接受系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，并鼓勵(lì)學(xué)生將研究成果撰寫(xiě)成科技論文發(fā)表，最后將科研成果匯總為畢業(yè)論文并進(jìn)行答辯。

2.4 開(kāi)展系列創(chuàng)新性設(shè)計(jì)大賽

競(jìng)賽可為學(xué)生提供自我展示和相互交流合作的平臺(tái)，以賽促學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維與創(chuàng)造力的重要環(huán)節(jié)。沈陽(yáng)航空航天大學(xué)每年舉辦系列化的競(jìng)賽項(xiàng)目，比如“機(jī)械設(shè)計(jì)大賽”、“無(wú)碳小車設(shè)計(jì)大賽”、“航模設(shè)計(jì)大賽”等，同時(shí)積極鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生參加省市和國(guó)家級(jí)的競(jìng)賽項(xiàng)目，在競(jìng)賽的過(guò)程中培養(yǎng)與鍛煉自己的創(chuàng)新與綜合設(shè)計(jì)分析能力。

3 教學(xué)模式與教學(xué)手段改革

在創(chuàng)新班機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)過(guò)程中，擯棄傳統(tǒng)的以教師為中心的傳授性教學(xué)方法，引入研究性教學(xué)方法，推行小班制的以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的師生互動(dòng)、教研結(jié)合的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)由知識(shí)教育向認(rèn)知教育轉(zhuǎn)變，突出基于問(wèn)題和探索的教學(xué)與科研訓(xùn)練特色，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維與探索精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，從而逐步激活學(xué)生的創(chuàng)新性思維與創(chuàng)造能力。改革機(jī)械基礎(chǔ)課程的考核方式，采用考試、報(bào)告、論文、作品等多種形式綜合評(píng)定成績(jī)。加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的階段考核，如隨堂測(cè)試、作業(yè)、大論文、工程實(shí)踐、課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)等，提升階段考查成績(jī)占課程總成績(jī)的比例，避免學(xué)生期末突擊，使其更深入地參與到教學(xué)全過(guò)程中來(lái)。

4 結(jié)論

總之，在創(chuàng)新班機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)改革過(guò)程中，必須突破傳統(tǒng)思維，采用先進(jìn)的教學(xué)理念進(jìn)行改革。在教學(xué)手段與模式上，擯棄傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，多采用引導(dǎo)和啟發(fā)式教學(xué)手段與方法，激發(fā)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)要注重理論聯(lián)系實(shí)踐，讓學(xué)生在親自參與實(shí)踐環(huán)節(jié)的過(guò)程中體會(huì)運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的樂(lè)趣，不斷提高學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力。

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