机械创新课程中培养学生能力的教学探讨

杨　丹　徐　杰　赵丽萍

机械创新课程中培养学生能力的教学探讨

杨丹徐杰赵丽萍

在我国高等院校的专业教育中，培养学生的创新意识和提高学生的创新设计能力和工程实践能力，已成为课程教学和改革的主要指导思想。作为农业院校，机械创新设计课程是农业机械和机械设计制造专业为适应现代化农业工程技术人才培养的需要而设置的一门重要的专业课。该课程旨在系统地增强学生的创新意识，着重培养机械创新设计思维及行为，以提高农业院校工科专业学生的创新能力。

一、理论教学的探索

1.利用多媒体互动式教学手段解决教学中较难知识点。课堂教学一方面采用机械创新设计CAI课件，另一方面还会根据课程内容添加多媒体资料进行教学，这样可以帮助学生理解一些难于理解的的章节和过去教学方法不能充分解答以及说明的重点、难点问题。例如在课堂上播放一些视频、照片以及带相关文字说明的资料，或者播放含有丰富而生动的机械学科知识的教学录像、加工现场录像以及用AutoCAD、CAXA、SolidWorks等绘图软件制作的机构、机器三维模拟动画等，将学生们的抽象思维与形象思维结合起来，从而拓展学生的知识面，激发创造性思维，补充学生生产实践知识的不足，从而深化学生对课程内容的理解。

2.采用开放式的教材。开放教材的方式主要有以下几种：一是还原教材。还原教材就是将教材的文字语言还原为它所代表的真实事物，通过还原，将抽象变为具体，将枯燥变为生动，深入浅出，让学生以图片、视频形式进行认知，使知识在书本中“动”起来，变成真正运行的东西，注入学生的大脑。二是充实教材。对教材中表达不清的内容进行充实，将新知识、新技术、新专利引进课堂。三是积极培养学生提出问题、分析问题、解决问题的意识。教师应善于创设问题情境，在课堂上提出教材例子以外的设计实例，积极引导学生去发现问题、提出问题，利用所接触的知识解决问题，培养学生的合作精神、创新精神和实践能力。

3.运用启发互动式教学调动学生的创新积极性。在国外，很多知名大学都有导师系统，严格要求学生必须自己立论，互相辩论。在美国，教学模式就是一些互动式的讨论课堂，在这种教学模式下，学生们会挑战彼此，而不是盲目认可教师的观点。教师会积极采取启发互动式的教学模式，支持学生自主思维，让学生能够互相挑战，同时也支持挑战教师。在课堂上，教师会通过设计综合型的创新题目，引导学生进行独立思考，鼓励学生积极参与讨论。例如让学生初定机械系统运动方案，同时阐述自己的设计思想，再集中进行集体讨论。

4.引入讲座式教学模式。农业大学的工科学生对农业机械的认识相对较少，书本中大都以工业机械为例进行讲解，而学校的研究课题大都与农业相关。我们采取两种讲座模式：一种是教学讲座。主要是把本课程各章节的知识构架、学习目标、学习要求、创新实例等环节浓缩在几个讲座里,每个讲座要根据本章学习内容，密切联系老师的科研课题，让同学参与一些相关问题的思考，用所学知识寻求解决问题的方案。讲座安排在每章学习之前,教师在讲座里强调学习目标,提出学习要求,提供学习指导、参考书目,除了对一些重点、难点进行讲解外,一般不讲解知识点。

二、实践教学的探讨

1.基地现场教学模式。实践教学是培养学生创新能力和实践能力的重要途径。基地教学模式即将一部分课堂教学内容在基地进行现场讲解，这样可以使学生深入的理解教学中的相关问题，对其它结构也会有进一步了解。在观察或操作实物的过程中，学生也会有很多问题急于了解，这种教学模式会有效地激发他们学习的欲望和创新动力，有利于创新能力的提高。

2.验证性实验与自主性实验并进。实验教学是整个教学过程中的实践性环节之一，是贯彻理论联系实际教学原则的重要而有效的手段和教学方法。该模式采用验证性实验与自主性实验并进的方法，有利于开发学生的创新潜能。

验证性实验内容相对简单,目的在于加深学生对理论知识的理解与巩固，培养学生的实践能力、数据分析能力、掌握基础的实验技能。如基于机构组成原理的拼接设计实验，学生在实验中初步掌握了简单机构的装配和设计。自主性实验是为了全面促进和提高学生的综合素质,根据机械专业学科发展新动态,结合具体的科研项目,实时更新一些实验内容、实验材料和实验方法，可以达到培养学生创新设计能力、采用正确研究方法的目的。

3.注重学生科研能力和创新精神培养。

一是提高学生的信息检索能力。当今社会是一个信息化社会，能否高效的获取信息将直接影响一个人的的生存能力。目前，我国许多高校都开设了文献检索课,学生基本能够熟练地上网查阅中外文献,但由于互联网上信息资源量很大,如果查询方法不当,就很难高效率地利用文献资料，因此要在课堂教学和实践中教会学生怎样高效的获取所需信息，这种获取有益信息的能力将使学生受益终生。以机械创新设计大赛为例，在设计方案确定的过程中,学生首先必须根据自己的设计方案进行综合文献检索。

二是提高学生的动手能力。要想进行创新设计，仅有思路是不够的。机器是由机构组成，机构由部件和零件组成，而零件必须经过机械加工，进行创新设计的过程中必然涉及一些零件的加工，因此，对职业技能的掌握程度会直接影响到设计方案的优劣。以全国组织的机械创新设计大赛为例，我校学生的参赛作品大多在工程训练中心和机械创新设计实验室独立完成，在完成参赛作品的过程中学生能熟练地使用各种机床、加工中心、线切割、焊接等设备，加工出来的产品质量相对较好。学生做的创新设计大赛产品多次获省级和国家级奖励。

三是让学生参与各类创新设计活动。如：机械创新设计大赛、大学生科技创新大赛等。大学生机械创新设计大赛是全国理工科大学生四大竞赛之一，是一个将理论知识转换到实践知识的平台。同学们在参加机械创新设计的过程中，从设计题目的选定、方案的拟定到初选方案的实施，会遇到许多书本以外的问题，学生们积极寻求解决方法，最后形成设计说明书，每一个步骤都凝聚着学生的汗水，同时提高了他们对机械专业知识的综合运用能力、分析问题及解决问题的能力。学生在设计过程中，培养了创造性的思维，激发了潜创造力。同时，在多层次、多级别参赛过程中，开阔了眼界，增加了自信心和成就感，为以后的科研工作培养了创新涌动力。有的同学在大学期间连续参加两届创新设计大赛，这些宝贵的学习实践经历为学生未来就业和创业打下了良好的基础。

参考文献：

[1]张春林.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]杨俊德.基于学生创新能力培养的机械设备基础课程群教学改革研究[J].理论研究，2011，(10)

[3]宋迎请，马细珍.地方院校培养大学生实践能力与创新能力的实践教学内容和模式研究[J].中国校外教育，2010，(6)

作者简介：杨丹，女，讲师，主要从事机械设计与模具设计方面的教学与科研工作。