面向創新能力培養的機械原理課程教學內容和方法探索

李映君 王硯軍 曹樹坤 王玉增 王桂從 楊 雪

（濟南大學機械工程學院，山東 濟南250022）

面向創新能力培養的機械原理課程教學內容和方法探索

李映君 王硯軍 曹樹坤 王玉增 王桂從 楊 雪

（濟南大學機械工程學院，山東 濟南250022）

創新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。隨著時代發展，《機械原理》課程改革對學生的創新能力培養具有重要的意義，本文探討了濟南大學在面向創新能力培養的機械原理課程教學改革方面實施的措施以及取得的階段性效果。

機械原理；創新能力；教學方法

0 引言

《中國制造2025》中提出堅持創新驅動和人才為本等基本方針，可見國家越來越重視創新人才的培養。高等教育是知識創新、傳播和應用的主要途徑，更是培養創新精神和創新人才的搖籃。當前中國高等教育面臨的嚴峻挑戰是如何提高大學生的創新精神和創新能力，也就是說當前高等教育工作的根本問題是人才培養質量問題[1]。培養高水平、創新能力強的機械類人才是整個機械行業的重中之重。《機械原理》課程是第一門具有很強的理論性、工程性、實踐性和應用性的專業技術基礎課,它是一門相對比較傳統和成熟的課程，是機械類和近機械類專業的重要課程，它在教學計劃中起著承前啟后的橋梁作用，為學習專業課程提供必要的理論基礎和基本的專業技能，可以增強學生的機械理論基礎，提高學生的創新能力。通過本課程的學習，能夠使學生掌握典型的常用機構及其傳動的原理，初步具備設計普通機械傳動裝置和簡單機械分析的能力。機械原理課程教學改革對提高學生分析解決問題的能力，創新能力及工程實踐能力具有重要意義，深化改革，提高質量，必須堅持以培養創新人才為重點，明確教學目標，培養學生的創新設計能力[2-4]。因此，在教學過程中我們堅持圍繞教學大綱以增強和提高學生對機構或機器的認知、實踐、設計能力為出發點進行授課，通過課程教學、實踐環節和參加創新大賽相結合，使學生具有創新設計的意識、掌握機械產品設計和制作的基本能力，從而為后續專業基礎課和專業課的學習打下良好的基礎。

1 機械原理教學改革實踐措施

《機械原理》是機械類課程中最能培養學生創新能力的課程之一,在培養創新型人才中起著重要作用。我們以濟南大學為例，從教學環境、教育資源、課程內容、教學方法、實踐環節、輔助教學等方面全方位多層次落實創新型人才培養目標,加強學生的理論聯系工程實際能力和創新能力培養。

（1）強化教師隊伍的建設，優化教師的素質結構，提高教師的科研能力

打鐵還需自身硬，師資隊伍在教學過程中起著舉足輕重的作用。發揮名師傳幫帶的作用，加強對青年教師的引進和培養，增強青年教師的事業心、責任感、凝聚力。目前本課程組共有8名教學人員，全部具有博士學位，具有研究生學歷的教師占總人數的100%。其中，教授2人，副教授3人，碩士生導師5人。優良的師資配置，合理的教師梯隊，使我們課程的教學效果得到保障。每個教師無論在課堂教學上，還是在課程設計和實驗課的指導上，都能以科學的態度和務實的精神去對待。教學和科研是相輔相成的，科研課題的一個重要來源是在教學過程中及時發現問題，并對其進行研究，從而增加教學素材，使教學內容始終具有先進性。

（2）優化教學內容的建設，以學生為主，培養學生創新能力

機構和機器的分析和綜合是機械原理教學的兩大主要問題。結合東南大學鄭文偉主編的《機械原理》教材，我們認真制訂《機械原理》教學大綱,充分注意學生創新能力與工程應用能力的培養,并采用多媒體教學環境,從而確立了具有我校課程特色的機械原理內容體系結構。重新編排整合教學內容，刪除一些較傳統的章節，采用教師課上講授主要內容，學生課下學習其他內容相輔的教學方法，引導學生向其他常用機構、機械系統運動方案設計、功能原理、TRIZ發明、廣義機構、機器人機構、空間機構等方向學習。同時，密切結合工程實際的需要,強化培養學生理論解決實際問題的能力，例如我們與濟南重工股份有限公司建立實習基地聯合指導學生，以鑿井絞車和盾構機等機器原型指導學生認知和設計，通過學習，學生們更形象、更直觀了解機械原理常用的機構類型，并提出了很多可行的改進方案，得到企業的認同。

我們在教學環節中注重對學生團隊合作精神和工程設計軟件的應用能力等各方面的培養。放棄以往所有學生的設計題目千篇一律的方法，取而代之的是廣泛搜集合適的課程設計題目和鼓勵學生自主選題開展研究相結合的方式，擴大了題目的數量和類型。課程設計的組織形式采用小組(一般2-3人)為單位進行設計，每組一題，成員分工不同，相互協作共同完成設計任務。同時增加對設計的機構方案進行三維虛擬設計和運動學仿真的要求，學生能夠利用SOLIDWORKS、Pro/E或UG這樣的三維虛擬設計軟件，將自己的設計方案在計算機里進行實現和仿真。

（3）采用現代化、多樣化的教學方法與手段，取得了良好的教學效果

機械原理課程的教學時數隨著教學改革的深入和課程體系的調整逐漸減少，如何在有限的教學時間內完成規定的教學內容,并取得較好的教學效果是一個值得探索的問題。我們充分利用本校先進的校園網絡及多媒體技術相結合的方式進行本課程教學。

課堂教學與網絡教學相結合，例如，利用濟南大學卓越課程中心3.0積極開展網絡化教學模式，及時發布教學大綱、教師簡介、網絡課程、教學錄像、實驗指導、教學資料下載和互動欄目等，其中互動欄目包括作業布置、答疑、論壇交流、網絡考試等內容。多媒體技術的運用與教具、模型、圖片、實物的運用相結合，采用多媒體教學方式，通過CAI教學,特別是計算機FLASH動畫,使學生對各種機構形式、工作原理和在實際機器中的應用有深入的了解,使課堂教學更生動、直觀,提高了學生的感性認識,激發了學生的學習興趣；在課堂上給學生進行實物和模型的演示,學生可以通過實際接觸和操作這些實物和模型,進一步增加感性認識,有利于學生接受和掌握相關知識。開展啟發和討論式教學，讓學生分組討論,充分發表自己的見解,激發學生的創新欲望。師生的面對面答疑與網上在線答疑相結合，理論考試與實驗考試相結合等。

（4）創新與實踐相結合方式，創建機械創新園地第二課堂

注重實踐和鼓勵創新。濟南大學設置了教師個人創新工作室，鼓勵和組織教師學生共同開展課外科技活動，引導學生進行濟南大學SRT項目立項和設計，積極參加各種科技競賽，從而提高學生進行課外機械創新設計、學術科技作品競賽的能力。積極參加“挑戰杯”、山東省機電大賽、齊魯機器人大賽、全國三維數字化創新設計大賽等項目，并取得了優異的成績。

2 總結語

教育的重心已由單純知識的掌握轉向創新能力的培養，需要培養基礎更扎實、知識面更寬、能力更強、素質更高的專門人才。本文結合作者近幾年的教學實踐，思考和探索了基于創新能力培養的機械原理課程教學內容和方法，從四個方面將教學內容、教學手段、創新方法和工程實踐有機結合起來，調動了學生學習的積極性和創造性。希望與同行專家交流探討，進一步提高機械原理教學方法和教學質量，取得更好的教學效果，培養和提高學生的創新能力。

［1］陳雪輝,袁根福.基于創新能力培養的《機械原理》課程教學改革的實踐[J].職業教育,2012(6):224-225.

［2］張瑾,陳向陽.《機械原理》課程教學改革淺析[J].科技視界,2015(35):151.

［3］賈吉林.機械原理課程教學的改革與探索[J].機械管理開發,2009,24(5):159-160.

［4］孫志宏,莊幼敏,王永興,駱祎嵐.建設有特色的“機械原理”精品課程[J].紡織教育,2011(4):303-304.

［責任編輯：李書培］