民辦高?！稒C械原理》課程中創新能力培養

張 晶 魏 波 周廣超 趙英妤

（哈爾濱石油學院，黑龍江 哈爾濱 150028）

一、《機械原理》課程中創新能力培養的重要意義

《機械原理》是機械類專業重要的專業基礎課程，講授機械的共性問題，各種常用機構工作原理和設計以及機械系統運動方案設計［1］。通過這門課程的學習，使學生初步具有擬定機械系統運動方案的能力。機械系統運動方案是機械產品的靈魂，所以無論是設計一種新的機械產品還是對現有產品進行改進，工程設計師們都要先設計出較理想的運動方案，這就是一種創新。在機械原理授課的各環節中，培養學生機械創新能力，對學生將來進行機械產品的創新性設計具有重要的意義。

二、民辦高校現狀分析

民辦高校是全國高校的重要組成部分［2］。與公辦高校相比，民辦高校學生知識基礎不牢固，學習耐力不強，但也存在優點：思想活躍、個性強，興趣較廣泛，與理論學習相比喜愛動手操作。作為全國高校的重要組成部分的民辦高校，學生的創新意識和能力低于國家的平均水平，因此需采取有效方法和途徑來提高其創新意識和能力。

（一）民辦高?！稒C械原理》課程教學現狀分析

民辦高校中《機械原理》課程的開展依然存在很多問題：（1）學時的縮減和教學內容多之間的矛盾。（2）民辦高校學生學習興趣低，學習耐力差和《機械原理》課程內容枯燥之間的矛盾。（3）教材普遍直接采用公辦高校教材，對于民辦高校的學生這類教材涉及的知識難度大，并陳述的不夠詳盡和徹底。（4）課程實驗中，創新性實驗所占比例較低。該課程的課程設計環節依然以傳統的設計方法為主，并且設計題目較單一。

（二）民辦高校學生參加比賽現狀

民辦高校組織學生參加機械類比賽來提升創新能力。但依然存在一些問題：比賽獲獎等級整體不高；比賽不能夠在廣大學生群體中普遍展開；比賽大部分核心工作都是指導教師完成或在其指導下完成；很多學生參加比賽的興趣很足，但心有余而力不足，不知從何設計，不知怎樣將已學的知識應用到產品設計中去，一些實際需要的技能還沒有學到或不夠深入。甚至最終使得學生在進行畢業設計時和畢業后求職時，目標不明確，信心不足。

上述分析可知，在民辦院?！稒C械原理》課程開展中建立創新驅動以賽促學的教學模式，培養學生機械創新意識和能力具有重要意義。

三、《機械原理》課程中創新能力的培養

《機械原理》課程包括理論教學環節、實驗教學環節、實踐教學環節以及學生在機械類競賽中知識的綜合運用［3］，各個教學環節的設置情況和培養目標，見圖1，其中學時的安排以本校為例。力求在各教學環節中培養學生的創新能力，促進機械創新思維和意識的形成。

圖1 《機械原理》教學環節設置及培養目標

（一）理論課教學中創新能力的培養

課程內容不能局限于各個章節的孤立講解，要注重各章節間以及和各門課程間的聯系。學生對機械的感性認識不足，因此要靈活運用多媒體教學。例如講解運動副含義及機構運動簡圖時，采用工程動畫進行輔助，結合工程實例如內燃機、抽油機等進行練習，加強對機械的感性認識；學生分組在生活中挑選機械實例來分析機器的組成，繪制機構簡圖，提高創新和解決問題的能力。機器和機構的組成及常用機構設計應引入生活中常見的小型機械及比賽作品。凸輪機構的設計重在解析法的介紹。還要增添其他機構例如各種間歇運動機構和萬向聯軸器設計方法的簡介。在講解常用機構時，不要局限于單一機構的設計，要聯系工程實例使學生認識到機構在整個機器中的作用，在各種機器中是怎樣將不同機構組合在一起卻獲得了千變的功能，為將來機械系統的運動方案設計做好鋪墊。機械的平衡、運轉及其速度波動調節、機械效率和自鎖內容增加工程設計案例。在這種理論聯系實際的教學方式下引導學生機械創新思維和意識的形成。

（二）實驗教學環節和實踐教學環節中創新能力培養

機械原理實驗教學環節和實踐教學環節對學生機械創新意識和能力的培養起到了重要的作用［4］。增加創新性實驗的比例，力求發揮學生的主體作用。將計算機輔助設計軟件融入實驗教學中去，開拓實驗教學內容。實驗室對不同年級和專業的學生進行開放，低年級的學生提前進入實驗室進行觀摩提高專業感性認識?！稒C械原理》課程設計增加和豐富設計題目，并將SolidWorks軟件和Matlab軟件這種計算機輔助設計手段融入機械運動方案設計及分析中，將計算機輔助設計和傳統的圖解法設計融合起來。

（三）建立機械原理網絡教學平臺和“學生自己動起來”的翻轉課堂

《機械原理》課程學時逐年減少，這與拓展新知識是矛盾的。借助超星學習通建立網絡教學平臺，主要講解各個章節知識的擴展，機械類競賽及生產生活中機械產品的機械系統運動方案介紹，其他常用機構的設計方法。三維設計軟件SolidWorks在機構和機器運動方案設計中的應用。建立機械原理網絡教學平臺也為翻轉課的建立做準備。

學生覺得課程內容干枯，并在課堂上出現擺弄手機、趴桌子睡覺等現象，是因為傳統教學方式以教師講授、學生聽為主，學生沒有以主體形式融入課程中。建立“學生自己動起來”的翻轉課堂。學習機構的類型及應用時，學生先在機械原理網絡教學平臺上進行自學，課上由學生進行總結并針對實際機器中機構的應用進行討論。學習機械的自鎖時，先在平臺上進行自學，課上進行具體的工程實例設計。為學生布置大作業，以身邊的機械產品為例結合所學的理論知識對其進行分析并形成分析報告，課上進行分享。

（四）機械類競賽中創新能力的培養

學生在競賽中使各方面能力得到升華［5］。機械類競賽中，《機械原理》課程中學到的知識起到很大的作用，提供具有創新性的運動方案。把比賽設計產品引入到課堂教學中去。建立可持續發展的學生課外科技社團，由教師和有比賽經驗的學生共同組建社團，制定規章制度。社團定期組織開設講座，宣傳參加比賽的意義、比賽需要的知識和技能、備賽經驗和作品展示。社團負責賽項宣傳，使學生在大一入學就了解各種賽項。社團組織學生參加比賽。學生通過社團的這種形式，相互溝通，各個年級的學生相互協作，通過參加各種競賽更能深刻的體會機械中各課程間的聯系，機械產品的設計流程。

四、《機械原理》課程中學生能力達成跟蹤評價

建立評價體系對學生在《機械原理》課程中的創新能力達成進行跟蹤評價。具體做法，見表1。

表1 學生能力達成跟蹤評價

課程成績包括期末考試、實驗和平時成績。平時成績要嚴格計算，包括傳統作業、大作業、課堂表現（回答問題以及翻轉課堂的表現）、網絡平臺的學習情況等。學生若成功參加比賽或在社團中做出突出貢獻，平時分滿分。

五、結束語

針對民辦高校學生的特點及《機械原理》課程開展存在的問題，提出在《機械原理》課程的各教學環節中培養學生的機械創新意識和能力、在機械類競賽中使學生獲得的理論知識得到升華。以超星學習通建立網絡教學平臺對該課程進行了擴展；“學生自己動起來”的翻轉式課堂提高了學生的學習興趣。建立科學合理的評價體系對學生《機械原理》課程中機械創新意識和能力的達成進行多角度跟蹤評價。研究成果對于《機械原理》課程乃至機械類課程改革具有一定的指導意義。