機械類專業課程建設與大學生創新能力的培養

劉月英 張海霞 王南

摘 要：機械類專業課程是培養機械類專業學生實踐創新能力的一個重要環節。本文對目前機械類專業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、實踐環節等方面入手，提出了以學生創新能力為導向的教學改革，以提高機械類課程的教學質量和加強學生創新能力的培養，為培養合格的技能型應用型人才提供保證。

關鍵詞：機械類專業;課程建設;創新教育

1 前言

機械類專業課程是培養應用型人才不可或缺的專業技能課程。專業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，學生更應學會融會貫通，注重培養創新精神和能力。能夠運用新的方法和知識去解決突發的問題。基于這樣一種情況，必須對機械類專業課程進行建設，著重培養大學生的創新能力。

2 “機械創造學”課程建設

在教學中除教授創造原理、創造技法外，又引入了相應的機械創新實例，進而構建了培養機械創新人才的體系。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、計算機網等社會科技發展前沿性、創新性的成果。在課堂上，從新穎、好奇方面吸引學生的注意力;用動態、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、創造性地解決問題的能力。將原來的閉卷考試變為開卷考試，為使每位學生都有創新，要求提交創新論文和制作等。

3 機械技術基礎課程的改革

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

4 開設“機械創新實驗”

4.1師生共同自主開發實驗

將學過的知識通過思考付諸于實踐環節是培養學生創新能力的根本，我們大力加強實驗，開設了“機械創新實驗”，貫穿在上述的機械技術基礎課程教學過程之中。該實驗共有“機構創意設計”、“機器人創意設計”、“優秀設計加工制作”等1O多個實驗組成，其中大部分實驗是自主開發的。實驗開發的收獲是：首先是教師創新素質得到提高;其次是參加開發實驗的學生創新能力大大提高;最后將開發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

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“教”轉向更加強調“導”，學生從被動地學習轉向主動學習;在實踐中不是老師給他什么，而是他在向老師、圖書館、網絡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前沿動態，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中，同學們深有體會地說，經過自己琢磨得來的知識印象深刻，學會學習和應用勝過學專業知識本身。這句話如果沒有參加實踐的經歷，是無論讀多少書也體會不到的。

5 因材施教，鼓勵學生創新嘗試

5.1善于挖掘發揮學生特長

應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，其中一個理論基礎扎實，撰寫多篇論文，因學習成績好被保送讀研究生;另一個動手實踐能力較強，雖然曾出現過不及格，但因多次獲全國獎被保送研究生。因此我們應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的學生，給他們創造盡可能的機會使他們的個性朝著良性的方向發展。教師要鼓勵學生進行創新嘗試，對學生任何嘗試都要報引導、鼓勵的態度。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，后來改用四桿機構實現行走。從中發現學生對重力有偏愛，指導學習“利用重力原理創新機構”，他們從得到啟發，靠驅動重心運動的“球形機器人”初步方案就這樣誕生了。現在又在嘗試研制“并排兩輪運行不倒小車”，不倒能保持穩定運行的關鍵是不斷驅動重力線通過車輪和地面接觸點。

5.2團結協作精神

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

6 結論

本次教學改革將專業知識和創新實踐等有機結合，更好地體現了重基礎、強應用的人才培養目標，建立特色鮮明的教學體系。這將有利于培養學生的工程實踐能力和駕馭實際項目的能力，也有利于培養學生的創新精神和團隊合作精神，對包括機械制圖、機械設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，為后續的教學環節、畢業設計都打下了良好的基礎。在這個過程中，也要求教師擺脫原有的教學觀念，提高自身的專業素質，達到教學相長的結果。

參考文獻

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

[2]李天箭，丁曉紅.創新創業教育在機械設計課程設計環節，2016.7

作者簡介：

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