基于項(xiàng)目制的《機(jī)械基礎(chǔ)》課程創(chuàng)新模式

摘要：探索全新的基于項(xiàng)目制的《機(jī)械基礎(chǔ)》課程創(chuàng)新型教學(xué)體系模式。研究體系的結(jié)構(gòu)構(gòu)成、實(shí)施過程、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。結(jié)果表明：該模式能夠充分發(fā)揮機(jī)電工程學(xué)院和校工程實(shí)踐中心各自的優(yōu)勢進(jìn)行合作辦學(xué)，采取多種方式積極參與機(jī)械類人才的培養(yǎng)過程。通過本創(chuàng)新教學(xué)模式的實(shí)施，高?？梢愿鶕?jù)企業(yè)用人需求，特別是服務(wù)于復(fù)合型創(chuàng)新人才要求，有針對(duì)性地培養(yǎng)人才，實(shí)行定單式培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目制教學(xué)；課程改革；創(chuàng)新

一、概述

多年來，機(jī)械專業(yè)為我國工程技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用的普及培養(yǎng)了大批人才。但是培養(yǎng)質(zhì)量不盡如人意，學(xué)校缺乏根據(jù)市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要定制人才的培養(yǎng)體系，不能及時(shí)調(diào)整培養(yǎng)計(jì)劃和合理調(diào)配教學(xué)資源，培養(yǎng)出來的人才往往具有較完整的專業(yè)知識(shí)體系，但缺乏實(shí)際訓(xùn)練，實(shí)踐動(dòng)手能力較弱；另一方面教材更新慢，內(nèi)容陳舊，難以反映最新技術(shù)的發(fā)展前沿；課程設(shè)置不合理，這些因素使得學(xué)生在校學(xué)到的是較為陳舊的知識(shí)和落后的技術(shù)，不能滿足社會(huì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要[1，2]。

針對(duì)《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)人才培養(yǎng)過程中所暴露出的眾多問題和弊端，結(jié)合多年來《機(jī)械基礎(chǔ)》教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)工作及指導(dǎo)學(xué)生參加全國各項(xiàng)創(chuàng)新大賽的經(jīng)驗(yàn)，提出“作品+項(xiàng)目+導(dǎo)師”培養(yǎng)方案。該模式能夠充分發(fā)揮機(jī)電工程學(xué)院和校工程實(shí)踐中心各自的優(yōu)勢進(jìn)行合作辦學(xué)，通過本創(chuàng)新教學(xué)模式的實(shí)施，高?？梢愿鶕?jù)企業(yè)用人需求，特別是服務(wù)于復(fù)合型創(chuàng)新人才要求，有針對(duì)性地培養(yǎng)人才，實(shí)行定單式培養(yǎng)。該方案增強(qiáng)了人才培養(yǎng)的適應(yīng)性和實(shí)用性，構(gòu)筑高校、學(xué)生和企業(yè)獲利的共贏平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)和社會(huì)需求的無縫對(duì)接。

二、新型創(chuàng)新模式培養(yǎng)方案

1.一條培養(yǎng)主線。以機(jī)械創(chuàng)新項(xiàng)目作品為主線，引領(lǐng)《機(jī)械基礎(chǔ)》系列課程的教改實(shí)施，從第二學(xué)期起至第六學(xué)期止，做到案例教學(xué)的不斷線，從第二學(xué)期起對(duì)機(jī)械類學(xué)生布置創(chuàng)新機(jī)械作品任務(wù)，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃及培養(yǎng)方案必須滿足學(xué)生完成一個(gè)完整的機(jī)械作品為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置。從第二學(xué)期起，學(xué)生在學(xué)習(xí)生活等各項(xiàng)活動(dòng)中有意識(shí)地進(jìn)行觀察、思考、探索、積累，并在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，確定自己的作品內(nèi)容。通過有針對(duì)性的培養(yǎng)計(jì)劃的支撐和有側(cè)重點(diǎn)的課堂學(xué)習(xí)、資料查詢、課外自學(xué)、金工實(shí)習(xí)、課外科技活動(dòng)、工程實(shí)踐中心創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)等環(huán)節(jié)，學(xué)生可在三年時(shí)間內(nèi)逐步進(jìn)行、逐步修改并逐步完善和完成自己的作品，第六學(xué)期安排“機(jī)械綜合創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)”，形式上可不集中，全面檢驗(yàn)本教改方案的改革效果，在設(shè)計(jì)中學(xué)生需完成三年來積累的構(gòu)思的獨(dú)創(chuàng)作品，并與機(jī)械創(chuàng)新大賽時(shí)間銜接。

2.兩個(gè)教學(xué)調(diào)整。本方案的創(chuàng)建首先涉及到教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃兩個(gè)方面的調(diào)整，要保證本教學(xué)模式的順利實(shí)施，原有的教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)計(jì)劃必須進(jìn)行調(diào)整；將課程進(jìn)行合理調(diào)配，學(xué)校部門間的互動(dòng)，包括教務(wù)處、學(xué)院以及專業(yè)教研室等各級(jí)部門的通力合作，使教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)計(jì)劃達(dá)到新型培養(yǎng)模式的要求。

3.三個(gè)軟件平臺(tái)。要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的社會(huì)需求，一些傳統(tǒng)的逐漸被淘汰的工程方法在教學(xué)計(jì)劃和實(shí)施中將逐步縮減，代之當(dāng)前流行的通用的學(xué)生設(shè)計(jì)機(jī)械作品必須用到的軟件：SolidWork、Ansys、Materlaber平臺(tái)，用此類軟件學(xué)生可快速進(jìn)行作品仿真、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)修改、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析等。

4.四項(xiàng)改革措施。要確保本改革方案的順利實(shí)施，必須輔以必要的改革，將進(jìn)行四項(xiàng)改革措施：教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法改革、考試模式改革和課程設(shè)計(jì)改革。

5.突出兩個(gè)特色。一是人才培養(yǎng)的實(shí)踐性特色。利用校工程實(shí)踐中心自身的優(yōu)勢，整合工程實(shí)踐教學(xué)中心金工實(shí)習(xí)教學(xué)資源與機(jī)電工程學(xué)院相關(guān)專業(yè)工程化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、校內(nèi)實(shí)習(xí)設(shè)備資源，形成工程化離散制造實(shí)體平臺(tái)，整合數(shù)字化三維CAD、CAPP、CAM、PDM等先進(jìn)制造技術(shù)軟件，形成數(shù)字化設(shè)計(jì)制造虛擬公共平臺(tái)，兩者融合形成工程教育與實(shí)踐公共平臺(tái)的建設(shè)思路，該平臺(tái)可為本教改方案提供有力的支持。二是人才培養(yǎng)的實(shí)戰(zhàn)型特色。我校機(jī)械類學(xué)生多次參加全國機(jī)械創(chuàng)新大賽、全國挑戰(zhàn)杯大賽等活動(dòng)，在全國性的競賽性舞臺(tái)上充分展現(xiàn)了自身的實(shí)力，并多次獲得全國機(jī)械創(chuàng)新大賽、全國挑戰(zhàn)杯大賽的一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)，本改革方案的實(shí)施將平時(shí)積累的機(jī)械創(chuàng)新作品通過大賽的檢驗(yàn)，更加促進(jìn)學(xué)生在實(shí)戰(zhàn)中鍛煉和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新精神，使學(xué)生得到實(shí)戰(zhàn)的錘煉和完善。

6.重在導(dǎo)師引導(dǎo)制。本教改方案是機(jī)械類學(xué)生創(chuàng)新性教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了抓好這個(gè)環(huán)節(jié)，采用“導(dǎo)師制”，即每名學(xué)生擁有一名導(dǎo)師，導(dǎo)師在專業(yè)介紹、項(xiàng)目的遴選、作品的選定、基礎(chǔ)課程的安排、課外科技活動(dòng)的開展以及作品設(shè)計(jì)的全過程對(duì)學(xué)生予以具體指導(dǎo)，使得方案的實(shí)施切實(shí)得以保障。

通過本教改方案的實(shí)施，將打破傳統(tǒng)課程的界限、學(xué)習(xí)理念的束縛以及設(shè)計(jì)場所和設(shè)計(jì)時(shí)間等限制，以創(chuàng)新作品為主線，以機(jī)械創(chuàng)新項(xiàng)目為核心，以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)和仿真為主要工具，以工程實(shí)踐中心為實(shí)踐平臺(tái)，以大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯大賽及三維數(shù)字化大賽為背景依托，將分散的知識(shí)點(diǎn)與機(jī)械系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系起來，將孤立的、驗(yàn)證性的、模仿性的設(shè)計(jì)與獨(dú)創(chuàng)性的、綜合性的、創(chuàng)新性的跨過時(shí)間和課程界限的機(jī)械創(chuàng)新作品設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合起來，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)不再感到抽象和零碎，使知識(shí)更加系統(tǒng)和完整，也使學(xué)生能夠站在機(jī)械系統(tǒng)的高度更好地了解和掌握各種常用機(jī)構(gòu)和典型零部件，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，不斷提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，從而為社會(huì)培養(yǎng)和輸送合格的引領(lǐng)現(xiàn)代潮流的一代創(chuàng)新人才。

三、改革實(shí)施方案

1.導(dǎo)師制度建設(shè)。本教改方案中導(dǎo)師制度的建設(shè)起到至關(guān)重要的作用，按照“穩(wěn)定、培養(yǎng)、引進(jìn)、借智”的人才隊(duì)伍建設(shè)思路，以精心遴選導(dǎo)師組成為基礎(chǔ)，在全學(xué)院范圍內(nèi)遴選，重點(diǎn)范圍在《機(jī)械基礎(chǔ)》課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)骨干、往屆學(xué)生課外科技活動(dòng)的指導(dǎo)教師及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)教師。導(dǎo)師應(yīng)具有無私的奉獻(xiàn)精神、精湛的業(yè)務(wù)能力和強(qiáng)烈的事業(yè)心。同時(shí)，優(yōu)化導(dǎo)師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)，完善質(zhì)量監(jiān)控體系，建立和保障激勵(lì)機(jī)制。

2.培養(yǎng)方案調(diào)整。根據(jù)本項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的改革，必須對(duì)舊的培養(yǎng)計(jì)劃做出適當(dāng)調(diào)整。總的思路，調(diào)整后的培養(yǎng)方案總學(xué)時(shí)將與舊的培養(yǎng)方案大體一致。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD和三維SOLIDWORD作為主要工具貫穿全過程。舊的培養(yǎng)方案將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD安排在第五學(xué)期、三維SOLIDWORD安排在第六學(xué)期，而第四學(xué)期和第五學(xué)期學(xué)生正要運(yùn)用CAD，卻沒學(xué)，用過了又再學(xué)，學(xué)生沒有積極性，如此教學(xué)安排等于白白浪費(fèi)時(shí)間和學(xué)時(shí)，必須做出調(diào)整。由于理論力學(xué)和材料力學(xué)原理部分與大學(xué)物理知識(shí)點(diǎn)部分重疊，可適當(dāng)縮減學(xué)時(shí)，而新增現(xiàn)代化的快速分析技術(shù)有限元和ANSYS課程。新增“機(jī)械綜合創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)”，兩周實(shí)踐學(xué)時(shí)，擬安排在第六學(xué)期。時(shí)間安排盡量與機(jī)械創(chuàng)新大賽時(shí)間銜接。

3.教學(xué)方法創(chuàng)新。傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在很大不足，直接影響了課程的教育質(zhì)量和教學(xué)效果，因此切實(shí)加強(qiáng)《機(jī)械基礎(chǔ)》課程的創(chuàng)新與改革是至關(guān)重要的，為此本方案著力于項(xiàng)目教學(xué)、教學(xué)模式、考試體系、課程設(shè)計(jì)等四個(gè)方面的改革與創(chuàng)新。項(xiàng)目教學(xué)法是理論與實(shí)際結(jié)合的一種教學(xué)方法。項(xiàng)目教學(xué)法通過制定、指導(dǎo)有實(shí)際意義的項(xiàng)目，組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和操作。通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)的鍛煉，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)技能，鍛煉了學(xué)生的工作能力和適應(yīng)環(huán)境的能力，提高了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和素質(zhì)，為學(xué)生參與就業(yè)市場的競爭和將來適應(yīng)企業(yè)環(huán)境奠定了基礎(chǔ)。本方案實(shí)施新的教學(xué)模式，授課形式擬采用新的研究型教學(xué)體系，激發(fā)學(xué)生興趣的機(jī)制，從根本上解決學(xué)生厭學(xué)的問題。本方案實(shí)施課程考試改革，調(diào)整平時(shí)成績與期末考試的成績比例，平時(shí)作業(yè)增加專題論文形式。期末考試試卷由閉卷部分和開卷部分組成，主要考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。本方案的擬實(shí)施課程設(shè)計(jì)的改革，在第六學(xué)期新增“機(jī)械綜合創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)”，兩周實(shí)踐學(xué)時(shí)，每個(gè)學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，通過查閱資料自主確定課程設(shè)計(jì)的題目，設(shè)計(jì)的要求通常在第二學(xué)期就布置下去，學(xué)生可以小組為單位集體協(xié)作，增加團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，同時(shí)將課程設(shè)計(jì)與學(xué)生的課外科技活動(dòng)、創(chuàng)新實(shí)踐、創(chuàng)新大賽等活動(dòng)聯(lián)系起來，給學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造才能留下更大的空間和舞臺(tái)。

4.工程實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。工程教育與實(shí)踐公共平臺(tái)，開展以機(jī)電工程學(xué)院、工程實(shí)踐教學(xué)中心和管理學(xué)院為主，并面向全校的理論課程、理論課程體系、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)踐教學(xué)體系、實(shí)踐-創(chuàng)新教學(xué)教育體系的創(chuàng)新性實(shí)踐探索。學(xué)校設(shè)置工程教育與實(shí)踐公共平臺(tái)創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)目前學(xué)校教學(xué)投入不足的現(xiàn)狀，提出了整合工程實(shí)踐教學(xué)中心金工實(shí)習(xí)教學(xué)資源與機(jī)電工程學(xué)院相關(guān)專業(yè)工程化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、校內(nèi)實(shí)習(xí)設(shè)備資源，形成工程化離散制造實(shí)體平臺(tái)，整合數(shù)字化三維CAD、CAPP、CAM、PDM等先進(jìn)制造技術(shù)軟件，形成數(shù)字化設(shè)計(jì)制造虛擬公共平臺(tái)，兩者融合形成工程教育與實(shí)踐公共平臺(tái)的建設(shè)思路，提出了融實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等課內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課外科技實(shí)踐活動(dòng)為一體的建設(shè)目標(biāo)?；谠撈脚_(tái)，開展制造類實(shí)訓(xùn)如金工實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)類實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，工程類創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、校內(nèi)實(shí)習(xí)，工程設(shè)計(jì)制造類學(xué)科競賽、課外科技活動(dòng)等，必將為本項(xiàng)目的實(shí)施提供有力的支持。

四、結(jié)論

高素質(zhì)的機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)和結(jié)構(gòu)合理的人才結(jié)構(gòu)是我國基礎(chǔ)工業(yè)參與國際競爭和持續(xù)發(fā)展的根本保障。本創(chuàng)新教學(xué)模式提出“作品+項(xiàng)目+導(dǎo)師”培養(yǎng)方案。該模式能夠充分發(fā)揮機(jī)電工程學(xué)院和校工程實(shí)踐中心各自的優(yōu)勢進(jìn)行合作辦學(xué)，采取多種方式積極參與機(jī)械類人才的培養(yǎng)過程。在設(shè)計(jì)中學(xué)生需完成三年來積累的構(gòu)思的獨(dú)創(chuàng)作品，并與機(jī)械創(chuàng)新大賽時(shí)間銜接，使學(xué)生通過自己設(shè)計(jì)的、有創(chuàng)新性的作品更好地完成學(xué)業(yè)，培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)。

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