面向创新能力培养的机械原理课程教学内容和方法探索

李映君　王砚军　曹树坤　王玉增　王桂从　杨雪

【摘 要】创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。随着时代发展，《机械原理》课程改革对学生的创新能力培养具有重要的意义，本文探讨了济南大学在面向创新能力培养的机械原理课程教学改革方面实施的措施以及取得的阶段性效果。

【关键词】机械原理；创新能力；教学方法

0 引言

《中国制造2025》中提出坚持创新驱动和人才为本等基本方针，可见国家越来越重视创新人才的培养。高等教育是知识创新、传播和应用的主要途径，更是培养创新精神和创新人才的摇篮。当前中国高等教育面临的严峻挑战是如何提高大学生的创新精神和创新能力，也就是说当前高等教育工作的根本问题是人才培养质量问题[1]。培养高水平、创新能力强的机械类人才是整个机械行业的重中之重。《机械原理》课程是第一门具有很强的理论性、工程性、实践性和应用性的专业技术基础课，它是一门相对比较传统和成熟的课程，是机械类和近机械类专业的重要课程，它在教学计划中起着承前启后的桥梁作用，为学习专业课程提供必要的理论基础和基本的专业技能，可以增强学生的机械理论基础，提高学生的创新能力。通过本课程的学习，能够使学生掌握典型的常用机构及其传动的原理，初步具备设计普通机械传动装置和简单机械分析的能力。机械原理课程教学改革对提高学生分析解决问题的能力，创新能力及工程实践能力具有重要意义，深化改革，提高质量，必须坚持以培养创新人才为重点，明确教学目标，培养学生的创新设计能力[2-4]。因此，在教学过程中我们坚持围绕教学大纲以增强和提高学生对机构或机器的认知、实践、设计能力为出发点进行授课，通过课程教学、实践环节和参加创新大赛相结合，使学生具有创新设计的意识、掌握机械产品设计和制作的基本能力，从而为后续专业基础课和专业课的学习打下良好的基础。

1 机械原理教学改革实践措施

《机械原理》是机械类课程中最能培养学生创新能力的课程之一，在培养创新型人才中起着重要作用。我们以济南大学为例，从教学环境、教育资源、课程内容、教学方法、实践环节、辅助教学等方面全方位多层次落实创新型人才培养目标，加强学生的理论联系工程实际能力和创新能力培养。

（1）强化教师队伍的建设，优化教师的素质结构，提高教师的科研能力

打铁还需自身硬，师资队伍在教学过程中起着举足轻重的作用。发挥名师传帮带的作用，加强对青年教师的引进和培养，增强青年教师的事业心、责任感、凝聚力。目前本课程组共有8名教学人员，全部具有博士学位，具有研究生学历的教师占总人数的100%。其中，教授2人，副教授3人，硕士生导师5人。优良的师资配置，合理的教师梯队，使我们课程的教学效果得到保障。每个教师无论在课堂教学上，还是在课程设计和实验课的指导上，都能以科学的态度和务实的精神去对待。教学和科研是相辅相成的，科研课题的一个重要来源是在教学过程中及时发现问题，并对其进行研究，从而增加教学素材，使教学内容始终具有先进性。

（2）优化教学内容的建设，以学生为主，培养学生创新能力

机构和机器的分析和综合是机械原理教学的两大主要问题。结合东南大学郑文伟主编的《机械原理》教材，我们认真制订《机械原理》教学大纲，充分注意学生创新能力与工程应用能力的培养，并采用多媒体教学环境，从而确立了具有我校课程特色的机械原理内容体系结构。重新编排整合教学内容，删除一些较传统的章节，采用教师课上讲授主要内容，学生课下学习其他内容相辅的教学方法，引导学生向其他常用机构、机械系统运动方案设计、功能原理、TRIZ发明、广义机构、机器人机构、空间机构等方向学习。同时，密切结合工程实际的需要， 强化培养学生理论解决实际问题的能力，例如我们与济南重工股份有限公司建立实习基地联合指导学生，以凿井绞车和盾构机等机器原型指导学生认知和设计，通过学习，学生们更形象、更直观了解机械原理常用的机构类型，并提出了很多可行的改进方案，得到企业的认同。

我们在教学环节中注重对学生团队合作精神和工程设计软件的应用能力等各方面的培养。放弃以往所有学生的设计题目千篇一律的方法，取而代之的是广泛搜集合适的课程设计题目和鼓励学生自主选题开展研究相结合的方式，扩大了题目的数量和类型。课程设计的组织形式采用小组（一般2-3人）为单位进行设计，每组一题，成员分工不同，相互协作共同完成设计任务。同时增加对设计的机构方案进行三维虚拟设计和运动学仿真的要求，学生能够利用SOLIDWORKS、Pro/E或UG这样的三维虚拟设计软件，将自己的设计方案在计算机里进行实现和仿真。

（3）采用现代化、多样化的教学方法与手段，取得了良好的教学效果

机械原理课程的教学时数随着教学改革的深入和课程体系的调整逐渐减少，如何在有限的教学时间内完成规定的教学内容，并取得较好的教学效果是一个值得探索的问题。我们充分利用本校先进的校园网络及多媒体技术相结合的方式进行本课程教学。

课堂教学与网络教学相结合，例如，利用济南大学卓越课程中心3.0积极开展网络化教学模式， 及时发布教学大纲、教师简介、网络课程、教学录像、实验指导、教学资料下载和互动栏目等，其中互动栏目包括作业布置、答疑、论坛交流、网络考试等内容。多媒体技术的运用与教具、模型、图片、实物的运用相结合，采用多媒体教学方式，通过CAI教学，特别是计算机FLASH动画，使学生对各种机构形式、工作原理和在实际机器中的应用有深入的了解，使课堂教学更生动、直观，提高了学生的感性认识，激发了学生的学习兴趣；在课堂上给学生进行实物和模型的演示，学生可以通过实际接触和操作这些实物和模型，进一步增加感性认识，有利于学生接受和掌握相关知识。开展启发和讨论式教学，让学生分组讨论，充分发表自己的见解，激发学生的创新欲望。师生的面对面答疑与网上在线答疑相结合，理论考试与实验考试相结合等。

（4）创新与实践相结合方式，创建机械创新园地第二课堂

注重实践和鼓励创新。济南大学设置了教师个人创新工作室，鼓励和组织教师学生共同开展课外科技活动，引导学生进行济南大学SRT项目立项和设计，积极参加各种科技竞赛，从而提高学生进行课外机械创新设计、学术科技作品竞赛的能力。积极参加“挑战杯”、山东省机电大赛、齐鲁机器人大赛、全国三维数字化创新设计大赛等项目，并取得了优异的成绩。

2 总结语

教育的重心已由单纯知识的掌握转向创新能力的培养，需要培养基础更扎实、知识面更宽、能力更强、素质更高的专门人才。本文结合作者近几年的教学实践，思考和探索了基于创新能力培养的机械原理课程教学内容和方法，从四个方面将教学内容、教学手段、创新方法和工程实践有机结合起来，调动了学生学习的积极性和创造性。希望与同行专家交流探讨，进一步提高机械原理教学方法和教学质量，取得更好的教学效果，培养和提高学生的创新能力。

【参考文献】

[1]陈雪辉，袁根福.基于创新能力培养的《机械原理》课程教学改革的实践[J].职业教育，2012（6）：224-225.

[2]张瑾，陈向阳.《机械原理》课程教学改革浅析[J].科技视界，2015（35）：151.

[3]贾吉林.机械原理课程教学的改革与探索[J].机械管理开发，2009，24（5）：159-160.

[4]孙志宏，庄幼敏，王永兴，骆祎岚.建设有特色的“机械原理”精品课程[J].纺织教育，2011（4）：303-304.

[责任编辑：李书培]