機械類專業(yè)課程建設(shè)與大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

劉月英 張海霞 王南

摘 要：機械類專業(yè)課程是培養(yǎng)機械類專業(yè)學生實踐創(chuàng)新能力的一個重要環(huán)節(jié)。本文對目前機械類專業(yè)課程中所存在的問題進行了分析，從課堂教學方式、考核方式、實踐環(huán)節(jié)等方面入手，提出了以學生創(chuàng)新能力為導向的教學改革，以提高機械類課程的教學質(zhì)量和加強學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為培養(yǎng)合格的技能型應(yīng)用型人才提供保證。

關(guān)鍵詞：機械類專業(yè);課程建設(shè);創(chuàng)新教育

1 前言

機械類專業(yè)課程是培養(yǎng)應(yīng)用型人才不可或缺的專業(yè)技能課程。專業(yè)課程對學生的綜合能力要求較高，需要學生在課程中綜合應(yīng)用前期課程的知識，并要求學生運用所學的知識去分析和解決實際工程問題的能力。尤其是在科技飛速進步的時代，學生更應(yīng)學會融會貫通，注重培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力。能夠運用新的方法和知識去解決突發(fā)的問題?；谶@樣一種情況，必須對機械類專業(yè)課程進行建設(shè)，著重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力。

2 “機械創(chuàng)造學”課程建設(shè)

在教學中除教授創(chuàng)造原理、創(chuàng)造技法外，又引入了相應(yīng)的機械創(chuàng)新實例，進而構(gòu)建了培養(yǎng)機械創(chuàng)新人才的體系。實例主要來自教師自身科研成果和所指導學生的獲獎成果，以及雜志、計算機網(wǎng)等社會科技發(fā)展前沿性、創(chuàng)新性的成果。在課堂上，從新穎、好奇方面吸引學生的注意力;用動態(tài)、直觀、形象的方式表達抽象的概念，為此，制作了實物教具、編程制作了動畫教學軟件、編輯了教學錄像等。創(chuàng)造教育的評估不僅僅看到學生對于知識掌握的程度，同時更看重學生利用所學的知識來分析問題、創(chuàng)造性地解決問題的能力。將原來的閉卷考試變?yōu)殚_卷考試，為使每位學生都有創(chuàng)新，要求提交創(chuàng)新論文和制作等。

3 機械技術(shù)基礎(chǔ)課程的改革

改革的內(nèi)容主要是將創(chuàng)新思維深入到其它機械技術(shù)基礎(chǔ)課程中。在“3DSMax造型和動畫”中，注重培養(yǎng)學生的空間想象力，引入“機構(gòu)運動仿真”動畫制作。在“機械設(shè)計工程學”中，通過機器動作動畫引入機械設(shè)計創(chuàng)新原理，例如對有不符合機構(gòu)確定運動基本原理的機構(gòu)，啟發(fā)學生應(yīng)用“突破思維定勢”的創(chuàng)造性思維方法，引入它所符合的最小阻力原理，通過演示“剎車機構(gòu)”等模型，使學生掌握該原理，并進一步掌握它在創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用。在“機械設(shè)計課程設(shè)計”中，引入功能方案設(shè)計的概念，采用不同原理、結(jié)構(gòu)等來實現(xiàn)功能，得出創(chuàng)造性方案，鼓勵學生用三維CAD設(shè)計機器，同時培養(yǎng)學生表達設(shè)計思想能力和創(chuàng)新設(shè)計能力;在“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”中，課堂上插入許多電控系統(tǒng)的新知識，如磁懸浮軸承、機器人技術(shù)等，讓學生熟悉機電有機結(jié)合的實例。

4 開設(shè)“機械創(chuàng)新實驗”

4.1師生共同自主開發(fā)實驗

將學過的知識通過思考付諸于實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的根本，我們大力加強實驗，開設(shè)了“機械創(chuàng)新實驗”，貫穿在上述的機械技術(shù)基礎(chǔ)課程教學過程之中。該實驗共有“機構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計”、“機器人創(chuàng)意設(shè)計”、“優(yōu)秀設(shè)計加工制作”等1O多個實驗組成，其中大部分實驗是自主開發(fā)的。實驗開發(fā)的收獲是：首先是教師創(chuàng)新素質(zhì)得到提高;其次是參加開發(fā)實驗的學生創(chuàng)新能力大大提高;最后將開發(fā)的實驗在用于實驗教學中，從而提高整體實踐教學效果。

4.2自學能力在實踐中培養(yǎng)

機器人比賽要求程序控制，學生首先在教師指導下學會了單片機，又在教師的指導下開發(fā)研制了“單片機速成學習板”，說明實踐促進自學，所學知識水平又在實踐中提高。學生在實踐中學知識，教師從過多強調(diào)“教”轉(zhuǎn)向更加強調(diào)“導”，學生從被動地學習轉(zhuǎn)向主動學習;在實踐中不是老師給他什么，而是他在向老師、圖書館、網(wǎng)絡(luò)等一切可能的渠道索取他需要的知識，學生們學到的是最新知識、了解的是最新科學成就和學術(shù)前沿動態(tài)，學習的效果顯然也就不同了，避免了死讀書，讀死書。在大學生科研訓練計劃總結(jié)中，同學們深有體會地說，經(jīng)過自己琢磨得來的知識印象深刻，學會學習和應(yīng)用勝過學專業(yè)知識本身。這句話如果沒有參加實踐的經(jīng)歷，是無論讀多少書也體會不到的。

5 因材施教，鼓勵學生創(chuàng)新嘗試

5.1善于挖掘發(fā)揮學生特長

應(yīng)給學生從不同的角度認識分析問題的機會，也可以對學生不同于一般的思維方式進行必要的支持和鼓勵，在創(chuàng)新實踐過程中做到因材施教。例如參加大學生訓練計劃的兩位同學，其中一個理論基礎(chǔ)扎實，撰寫多篇論文，因?qū)W習成績好被保送讀研究生;另一個動手實踐能力較強，雖然曾出現(xiàn)過不及格，但因多次獲全國獎被保送研究生。因此我們應(yīng)該重視那些在認識問題、分析問題的方式上不同于一般潛質(zhì)的學生，給他們創(chuàng)造盡可能的機會使他們的個性朝著良性的方向發(fā)展。教師要鼓勵學生進行創(chuàng)新嘗試，對學生任何嘗試都要報引導、鼓勵的態(tài)度。例如學生在研制機器人時，開始的方案是前邊兩條腿靠重力落地行走，雖然知道是行不通，但還是鼓勵嘗試一下，后來改用四桿機構(gòu)實現(xiàn)行走。從中發(fā)現(xiàn)學生對重力有偏愛，指導學習“利用重力原理創(chuàng)新機構(gòu)”，他們從得到啟發(fā)，靠驅(qū)動重心運動的“球形機器人”初步方案就這樣誕生了?，F(xiàn)在又在嘗試研制“并排兩輪運行不倒小車”，不倒能保持穩(wěn)定運行的關(guān)鍵是不斷驅(qū)動重力線通過車輪和地面接觸點。

5.2團結(jié)協(xié)作精神

每個參賽作品，都要經(jīng)過機械設(shè)計、電路設(shè)計、編程控制、加工制作等過程，需要多人團結(jié)協(xié)作才能完成，例如“球形機器人”隊就是由原來的兩個隊組合起來的，更體現(xiàn)了團結(jié)協(xié)作的精神。團結(jié)協(xié)作還體現(xiàn)在高年級輔導低年級學生達到傳、幫、帶、促的效果。

6 結(jié)論

本次教學改革將專業(yè)知識和創(chuàng)新實踐等有機結(jié)合，更好地體現(xiàn)了重基礎(chǔ)、強應(yīng)用的人才培養(yǎng)目標，建立特色鮮明的教學體系。這將有利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力和駕馭實際項目的能力，也有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和團隊合作精神，對包括機械制圖、機械設(shè)計等課程有了更加深刻的認識。學生對工程問題的分析和解決能力也得到加強，為后續(xù)的教學環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計都打下了良好的基礎(chǔ)。在這個過程中，也要求教師擺脫原有的教學觀念，提高自身的專業(yè)素質(zhì)，達到教學相長的結(jié)果。

參考文獻

[1]李明弟，鹿曉陽，孟令君.創(chuàng)新實驗教學體系的構(gòu)建研究[J].山東建筑大學學報，2015.5.

[2]李天箭，丁曉紅.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在機械設(shè)計課程設(shè)計環(huán)節(jié)，2016.7

作者簡介：

劉月英（1967.7—），女，河北省安國人，保定市南市區(qū)河北科技學院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，高級工程師。