機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)模式與創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法的探索

【摘要】機(jī)械類專業(yè)在設(shè)置課程時(shí)將機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程作為專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)之一，但是由于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)涉及的教育范圍較為廣泛，課程知識(shí)點(diǎn)較為抽象立體，就使得機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)課堂出現(xiàn)教師講課難、學(xué)生聽不懂的現(xiàn)象。此時(shí)，便需要調(diào)整教學(xué)模式，尋求更為創(chuàng)新的教學(xué)方式，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。本文將創(chuàng)新設(shè)計(jì)融入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)行改革，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)生的創(chuàng)新能力以及提升學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的掌握水平。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì);基礎(chǔ)教學(xué);創(chuàng)新能力培養(yǎng)

前言：根據(jù)教育部門下發(fā)的教學(xué)文件，其中深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教學(xué)的決定中針對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力教學(xué)做出了具體的指示，作為高等院校的教學(xué)任務(wù)之一即培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)和高實(shí)踐水平的專業(yè)型人才。但是，機(jī)械設(shè)計(jì)作為高等院校中機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)的教學(xué)課程，受到教學(xué)改革和課程優(yōu)化調(diào)整，使機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量有一定程度的下降，學(xué)生對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力得不到有效地提升，教學(xué)矛盾日漸突出，急需進(jìn)行教學(xué)模式和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法的探究，本文以此為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行具體的探究。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容以及現(xiàn)存的問題

（一）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)組成模塊

1、公差與配合

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中研究設(shè)計(jì)過程中如何更加科學(xué)確定機(jī)械各個(gè)零部件之間的幾何精準(zhǔn)度，各零部件之間的配合程度，以及掌握正確使用機(jī)械儀器的測(cè)量原理和測(cè)量方法是非常重要的。

2、理論力學(xué)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中對(duì)于理論力學(xué)有了詳盡的介紹，其中重難點(diǎn)為研究質(zhì)點(diǎn)、剛體的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)，靜力學(xué)是研究物體在力作用下機(jī)械設(shè)備處于平衡的規(guī)律;運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究機(jī)械物體在運(yùn)動(dòng)中的幾何性力學(xué)質(zhì);動(dòng)則是研究機(jī)械物體在力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

3、材料力學(xué)

材料力學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中體現(xiàn)在探究桿類物體材料在各種外力的作用下產(chǎn)生的一系列變化以及導(dǎo)致這些物體材料變化的規(guī)律，未受力構(gòu)件提供強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算的理論基礎(chǔ)條件;解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的矛盾。

4、機(jī)械原理

機(jī)械原理在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中主要體現(xiàn)在研究機(jī)械中機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)動(dòng)，預(yù)計(jì)及機(jī)器結(jié)構(gòu)的受力和設(shè)計(jì)。

5、機(jī)械設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)探究通用機(jī)械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸以及潤(rùn)滑方式的選擇和設(shè)計(jì)。

（二）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)存在的問題

通過上述的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)課程的組成模塊可知，這些課程的設(shè)計(jì)目的是為了能夠促使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中掌握機(jī)械設(shè)計(jì)所需具備的必要能力，能夠?yàn)楹罄m(xù)更為專業(yè)的課程夯實(shí)基礎(chǔ)，但是在實(shí)際的教學(xué)過程中，由于這些課程模塊所蘊(yùn)含的理論知識(shí)專業(yè)性較強(qiáng)，概念較為抽象，需要學(xué)生具有較為廣闊的知識(shí)面，因此，如果課程教師在教學(xué)的過程中一味的強(qiáng)調(diào)機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)的系統(tǒng)性和專業(yè)理論知識(shí)的全面性，這些教學(xué)模式并不能提升高等院校培養(yǎng)應(yīng)用性專業(yè)人才的教學(xué)質(zhì)量。

在現(xiàn)今的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)課程設(shè)計(jì)中，其主要的教學(xué)目標(biāo)就是將課程知識(shí)傳遞給學(xué)生，但是忽視了學(xué)生對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，同時(shí)更加不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)特的個(gè)性，學(xué)生即使取得較高的理論知識(shí)考試成績(jī)，但是實(shí)際的實(shí)踐能力和應(yīng)用水平不高，與企業(yè)的需求之間未形成強(qiáng)有力的紐帶，未充分發(fā)揮出機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備的教學(xué)價(jià)值。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式探索

（一）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)

對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，樹立良好的學(xué)習(xí)興趣能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中充滿愉快感和獲得感，更加自主投入專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)中。畢竟在課堂的學(xué)習(xí)時(shí)間是有限的，能夠保持長(zhǎng)時(shí)間的集中注意力也是很難的，學(xué)生很容易出現(xiàn)思維疲倦的學(xué)習(xí)狀況。

針對(duì)現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)來(lái)說(shuō)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也是教師們需要轉(zhuǎn)變的教育理念。對(duì)于剛剛接觸到機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程的同學(xué)來(lái)說(shuō)，教學(xué)需要讓學(xué)生明白教育部門在開設(shè)這門課程的目的，學(xué)習(xí)這門課程對(duì)于學(xué)生整體的學(xué)習(xí)過程有什么意義，以及對(duì)于學(xué)生后續(xù)的工作中起到什么幫助，解決哪些實(shí)際問題，通過這些問題的解答，學(xué)生會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程樹立正確的看法，意識(shí)到課程教學(xué)的教學(xué)價(jià)值所在。與此同時(shí)，教師還可以借助現(xiàn)代化的教學(xué)手段，例如，可以充分借助多媒體教學(xué)設(shè)備，激活課堂氛圍，通過借助生動(dòng)的動(dòng)畫演示能夠?qū)⒄n本中枯燥乏味的文本知更加立體化的展示給學(xué)生，將課本上的知識(shí)最大化的還原于實(shí)際生活，充分激發(fā)學(xué)生在實(shí)際生活中探究課本知識(shí)的欲望，觀察生活中各種機(jī)械物體的運(yùn)動(dòng)方法和原理，物體材料之間的區(qū)別，能夠幫助學(xué)生在探索過程中探究機(jī)械設(shè)計(jì)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。教師還可以通過提出一些實(shí)際問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，例如教師在開展機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中涉及到的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，可以設(shè)置如下問題，問同學(xué)們：“大家有沒有在看電影時(shí)，覺得畫面存在停頓感？為什么會(huì)存在這種現(xiàn)象呢？大家可以相互討論一下”，此時(shí)，課堂上就涌現(xiàn)了多種多樣的答案，教師可以給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，最后引出這節(jié)課所講述的核心內(nèi)容，那便是間歇運(yùn)動(dòng)。之所以在影片中應(yīng)用間歇運(yùn)動(dòng)是因?yàn)榭梢允沁m用觀影者的視覺暫?，F(xiàn)象，將放映機(jī)應(yīng)用了四槽槽輪機(jī)構(gòu)，每當(dāng)放映機(jī)的傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，槽輪便會(huì)相應(yīng)的改變角度，轉(zhuǎn)動(dòng)九十度，此時(shí)，大屏幕上的畫面便會(huì)存在短暫性的停留。通過這種方式的介紹，學(xué)習(xí)也會(huì)對(duì)間歇運(yùn)動(dòng)有了更高的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思路。

（二）創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新對(duì)于個(gè)人有著非常重要的價(jià)值，同時(shí)對(duì)于整個(gè)民族的進(jìn)步也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是維持一個(gè)國(guó)家生生不息的重要因素，高等院校作為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要場(chǎng)所，在開展課程教學(xué)過程中就需要將提升學(xué)生的創(chuàng)新能力作為重要的教學(xué)目標(biāo)。針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程，其教學(xué)目標(biāo)主要是培養(yǎng)學(xué)生的綜合機(jī)械設(shè)計(jì)能力，幫助學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)和工作中能夠熟練的運(yùn)用所學(xué)習(xí)解決實(shí)際問題，教師需要在教學(xué)過程中堅(jiān)持強(qiáng)化機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用為重點(diǎn)的教學(xué)原則，從而制定機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容和整體體系結(jié)構(gòu)，在開展機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)和原理內(nèi)容教學(xué)講解時(shí)，可以借助現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，充分重視機(jī)械設(shè)計(jì)原理和機(jī)械制造的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際，從而幫助學(xué)生大膽的開展自身的創(chuàng)新探索。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)過程中，是理論知識(shí)和實(shí)踐操作相結(jié)合的過程，正是這個(gè)過程中，教師能夠很好地采取相應(yīng)的措施提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，例如，通過將傳統(tǒng)的且較為被動(dòng)的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)物模型轉(zhuǎn)變?yōu)橄冗M(jìn)且主動(dòng)的可視化三維參數(shù)化的建模手段，提升機(jī)械裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在課堂教學(xué)中帶領(lǐng)學(xué)生投入到優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，借助一些實(shí)際生活中存在的問題，將其運(yùn)用在優(yōu)化機(jī)械部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提升機(jī)械零件設(shè)計(jì)的創(chuàng)新度，并且積極分析所提出的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，從而更大化發(fā)揮機(jī)械裝置各功能的使用價(jià)值。與此同時(shí)，教師也要積極轉(zhuǎn)變對(duì)學(xué)生的考核模式，學(xué)生在開展機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生借助所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)日常生活中的機(jī)械裝置原理進(jìn)行分析，借助相關(guān)理論文獻(xiàn)，提出自身對(duì)此的見解，最好能夠?qū)⑵湟娊庖孕≌撐牡男问竭M(jìn)行總結(jié)，充分發(fā)揮出學(xué)生主動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)。教師要積極開展創(chuàng)新性的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，例如，在撓性傳動(dòng)時(shí)，可以先向?qū)W生介紹一些自行車的轉(zhuǎn)動(dòng)原理，如自行車是采取了鏈轉(zhuǎn)動(dòng)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)，但是大家都知道自行車前進(jìn)過程中會(huì)經(jīng)常存在脫鏈和打滑的情況，正是因?yàn)殒溵D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，瞬時(shí)傳動(dòng)的不穩(wěn)定性導(dǎo)致了脫鏈和打滑的情況，那么如何設(shè)計(jì)出撓性性傳動(dòng)形式改善這種缺點(diǎn)呢？因此，教師可以將其作為教學(xué)任務(wù)布置給學(xué)生，讓學(xué)生按照自己所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)和創(chuàng)新理念給出自己的設(shè)計(jì)方案，大家再集中在一起進(jìn)行討論。

（三）理論聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)方法

通過上文對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)的組成模塊的介紹可知，大部分的教學(xué)內(nèi)容都是為理論性較強(qiáng)的知識(shí)內(nèi)容，而機(jī)械設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)是集中在機(jī)械零部件能量傳遞和機(jī)械物體材料的潤(rùn)滑和設(shè)計(jì)。學(xué)生在剛開始接觸機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程時(shí)會(huì)認(rèn)為課程的每章節(jié)內(nèi)容之間的連接性不是很顯著，但是運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)的原理和材料力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)能夠?qū)⒎稚⒌臋C(jī)械零部件組成一個(gè)完整的機(jī)械轉(zhuǎn)置進(jìn)行運(yùn)作。教師在講解機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí)時(shí)，可以將所對(duì)應(yīng)的機(jī)械零部件提供給學(xué)生，讓其進(jìn)行選擇和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生聽過實(shí)踐完成設(shè)計(jì)任務(wù)，充分的落實(shí)理論應(yīng)用于實(shí)踐的教學(xué)理念，用實(shí)踐更好地鞏固機(jī)械雞舍原理理論，幫助學(xué)生取得更好的學(xué)習(xí)成效。

教師可以將培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力作為主要的教學(xué)目標(biāo)，以設(shè)計(jì)為主線，建立理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩條教學(xué)思路的教學(xué)模式體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)這種教學(xué)結(jié)構(gòu)充分展示出理論與實(shí)踐操作結(jié)合的重要性，針對(duì)實(shí)際的教學(xué)情況合理地確定課堂教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)重點(diǎn)，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。這種教學(xué)模式也是提倡學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠帶著問題進(jìn)行，展示出學(xué)生自身在機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)中的主體性，借助機(jī)械工程設(shè)計(jì)實(shí)踐案例，將其貫徹于整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，將循環(huán)漸進(jìn)的教學(xué)理念貫徹在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)過程中只有將理論知識(shí)和實(shí)際工程設(shè)計(jì)密切聯(lián)系在一起，才能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

三、效果與展望

在開展機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)過程中，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)融入在課程設(shè)計(jì)過程中，不僅僅能夠幫助學(xué)生激發(fā)自身對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)問題探究的主動(dòng)性和興趣，同時(shí)還能提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情，也能夠最大化地提升機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)效果。

由于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)教育過程中，對(duì)于高等院校來(lái)說(shuō)是一個(gè)長(zhǎng)期復(fù)雜的工作，同時(shí)也是高等院校面臨著難度性較大的教學(xué)任務(wù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中積極探究如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)的目標(biāo)之一，機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)首先是需要學(xué)生充分了解相關(guān)工程力學(xué)和機(jī)械工程材料等基礎(chǔ)課程知識(shí)，在實(shí)踐中過程中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)理論知識(shí)，并且在實(shí)踐過程中更加需要學(xué)生的自主性和創(chuàng)新意識(shí)。但是基于現(xiàn)在高等院校機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)存的問題來(lái)說(shuō)，學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)的重視程度較低，出現(xiàn)不同程度的厭課情況，因此，正確的引導(dǎo)學(xué)生，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力，這也是高等院校的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)教師需要長(zhǎng)久探究的問題，充分展示出機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)的價(jià)值，幫助學(xué)生提升創(chuàng)新能力，更好地應(yīng)對(duì)之后的學(xué)習(xí)和工作。

結(jié)束語(yǔ)：

在開展機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，將創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)融入到課堂教學(xué)中，不僅僅能夠充分發(fā)揮出機(jī)械類專業(yè)學(xué)生分析問題的自主性和獨(dú)立性，同時(shí)，也能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最大化的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新激情，能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課程教學(xué)取得較為顯著的教學(xué)效果，專業(yè)型人才的培養(yǎng)是需要一個(gè)系統(tǒng)化和專業(yè)化的教學(xué)過程，培養(yǎng)創(chuàng)新性的專業(yè)人才也是高等院校不變的教學(xué)目標(biāo)，因此對(duì)于高等院校的教師來(lái)說(shuō)，后續(xù)需投入更多的精力積極研究機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)模式改革。

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作者簡(jiǎn)介：賴大春（1990.05），男，漢族，江西贛州，助教，碩士，研究方向：機(jī)械工程。