创新班机械基础课程体系改革与实践

王磊　回丽　李景春　武丽梅　王春华

摘 要 机械基础系列课程在培养机械类学生的创新设计能力以及工程实践能力方面具有重要作用。传统的机械基础课程教学理念无法适应高素质创新人才的培养需求，因此，针对机械基础课程教学内容与教学体系、教学方法与手段等环节进行改革已成势在必行之趋势。针对创新班机械基础课程，开展了理论与实践教学内容调整与优化、教学模式与手段革新，在培养学生的创新思维和创新能力方面起到了良好的效果。

关键词 创新班 机械基础 课程改革

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.01.018

Reform and Practice of Mechanical Basic Course System in Innovation Class

WANG Lei， HUI Li， LI Jingchun， WU Limei， WANG Chunhua

（School of Methatronics Engineering， Shenyang Aerospace University， Shenyang， Liaoning 110136）

Abstract The series of mechanical basic courses play an important role in cultivating students' innovative and practical ability. The traditional teaching concept of mechanical basic courses can not meet the needs of high-quality innovative students； as a result， it is necessary to reform the course system and teaching methods of mechanical basic courses. Adjustment and optimization of the theory and practice teaching contents were carried out in mechanical basic courses of innovation class， and a good result can be achieved in cultivation of students' creative thinking and innovation ability.

Keywords innovation class； mechanical basic course； course reform

0 前言

隨着我国现代化进程的深入推进，对机械类人才的需求量不断提升，而具有创新能力的高素质人才尤为紧缺。目前，我国的高等教育主要基于传承性教学，忽视了对学生自主学习和自主创新能力的培养，导致培养的大部分学生无法满足日益加剧的国际竞争对高素质创新人才的需求。鉴于此，很多高等院校出台了旨在培养创新创业型人才的政策与机构。沈阳航空航天大学也于2014年成立了创新创业学院，以培养学生的创新性思维与创造力为主要目的，这必然牵扯到相关课程体系的优化与改革。

机械工程专业的机械基础课程（主要包括机械原理、机械设计等主干专业课）涵盖机械的基本原理与方法、机构学与机械设计学等机械学科的基本专业知识，旨在培养学生机械基础知识体系和对机械系统的整体认识，[1]在培养学生创新思维与创新设计方面具有举足轻重的作用。我国传统的机械基础课程体系传承自前苏联，但随着科学技术的长足发展，目前的课程设置已无法适应新时代的发展和要求。我国机械基础课程教学中存在以下主要问题：（1）课程体系条块分割严重，学科化倾向明显。（2）课程内容陈旧，与先进设计制造技术脱节。（3）对综合分析能力、实际应用能力和创新能力的培养不够。（4）实践和科研训练环节比较薄弱等。[2-4]因此，为适应创新型人才培养需求，根据教育部关于机械基础系列课程改革“以综合设计能力的培养为主线，相关课程整体优化”的最新指导思路，针对我校创新班机械基础课程体系与教学过程做了一系列探索性改革与实践。

1 理论教学改革

从对机械类创新人才的知识、能力和素质协同发展的要求出发，制定针对创新班的专业培养方案，修订机械基础课程教学大纲与教学计划。理论教学方面，既注重基本理论的完整性，又兼顾创新意识和创新能力的训练，以培养厚基础、宽口径的复合型和创新型人才为目标，结合学科发展前沿，构建以创新设计和现代机械系统总体方案设计为主线、旨在培养学生综合设计能力的具有自身体系与特色的新的课程体系，并增加介绍学科最新发展和工程前沿的引导性学术报告。比如，在《机械原理》课程教学中，增加机器人和机构综合创新设计方面的内容，[5]使学生初步掌握设计概念和设计思想的工程表达、典型机械结构的综合设计等。在《机械设计》课程中布置“机械装备设计现状与发展”综合作业等，训练学生追踪与捕捉最新前沿知识的能力。

2 实践教学改革

2.1 实验教学改革

实验教学改革是创新班机械基础教学改革的核心环节，它不仅在强化与巩固课堂教学内容、培养学生综合素质和创新意识方面起着重要的作用，而且是培养学生理论联系实际、增强工程实践能力和动手能力、提高应用与创新能力的重要手段。[6，7]优化实验项目与内容，建立验证认知性、综合设计性、研究创新性实验项目为主线的实验教学体系，培养学生动手能力、实验能力和创新能力。在我校创新班机械原理课程实验中，减少了验证性实验所占比重，增加了机构组合及其设计的综合性实验学时；机械设计课程实验中，增加了创意组合机械系统搭接综合实验。通过加强综合性实验的训练，培养学生机械创新设计能力。

2.2 课程设计改革

我校以往的机械基础课程设计主要是基于原理性设计，任课教师给定一个题目，学生对该题目进行计算，绘图，最终完成设计说明书的撰写，考核主要以答辩的方式进行。这种课程设计不利于培养学生的创造性思维。

在针对创新班机械基础课程设计改革过程中，将原有的机械原理课程设计和机械设计课程设计两门课程设计取消，提出一种结合机械创新设计大赛和大学生创新创业大赛的综合课程设计新模式。具体做法为：（1）课程设计分组进行，学生自由选题，教师把关。（2）设计过程不拘一格，任由学生自由发挥创新能力，比如可采用CAD辅助设计软件进行建模与仿真，也可采用3D打印等手段制作具体模型并安装调试。（3）考核方式以分组汇报和成果演示为主，成绩由设计过程与演示结果综合评定。

2.3 毕业设计改革

传统的本科生毕业设计基本由指导教师指定题目，学生进行设计、绘图和撰写毕业设计说明书这一固定模式组成，很大程度上限制了学生创新能力的培养。针对创新班毕业设计，引入研究性教学模式，实行专业导师制，入学之后为每名同学配备具有高级专业职称或博士学位的专业教师为导师，让学生参与到导师具体的科研项目过程中，亲自动手协助导师与研究生完成具体实验操作、数据采集与理论分析等工作，使其接受系统的科研训练，并鼓励学生将研究成果撰写成科技论文发表，最后将科研成果汇总为毕业论文并进行答辩。

2.4 开展系列创新性设计大赛

竞赛可为学生提供自我展示和相互交流合作的平台，以赛促学，是培养学生创新性思维与创造力的重要环节。沈阳航空航天大学每年举办系列化的竞赛项目，比如“机械设计大赛”、“无碳小车设计大赛”、“航模设计大赛”等，同时积极鼓励优秀的学生参加省市和国家级的竞赛项目，在竞赛的过程中培养与锻炼自己的创新与综合设计分析能力。

3 教学模式与教學手段改革

在创新班机械基础课程教学过程中，摈弃传统的以教师为中心的传授性教学方法，引入研究性教学方法，推行小班制的以学生为中心、教师为主导的师生互动、教研结合的教学模式，实现由知识教育向认知教育转变，突出基于问题和探索的教学与科研训练特色，培养学生的批判思维与探索精神，激发学生的学习兴趣和求知欲，从而逐步激活学生的创新性思维与创造能力。改革机械基础课程的考核方式，采用考试、报告、论文、作品等多种形式综合评定成绩。加强教学过程的阶段考核，如随堂测试、作业、大论文、工程实践、课外学术科技活动等，提升阶段考查成绩占课程总成绩的比例，避免学生期末突击，使其更深入地参与到教学全过程中来。

4 结论

总之，在创新班机械基础教学改革过程中，必须突破传统思维，采用先进的教学理念进行改革。在教学手段与模式上，摈弃传统的填鸭式教学，多采用引导和启发式教学手段与方法，激发学生分析问题、解决问题的能力。同时要注重理论联系实践，让学生在亲自参与实践环节的过程中体会运用知识解决实际问题的乐趣，不断提高学生的想象力和创新能力。

参考文献

[1] 刘玉琼.信息化背景下机械基础课程教育的改革与发展[J].中国管理信息化，2015.18（16）：255-256.

[2] 田正琳，周长江，刘子建.机械基础课程群研究性教学的新模式与实践[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2012.13（4）：96-98.

[3] 易声耀，徐海军，罗自荣.基于创新能力培养的机械基础系列课程教学改革探析[J].教育与教学研究，2015.29（8）：69-72.

[4] 沙玉英.机械基础课程教学内容改革的探讨与实践[J].教育教学论坛，2015（15）：84-85.

[5] 孟书云，李宏胜，周伯荣，等.机器人学与机械基础课程融合教学探索[J].科教文汇旬刊，2015（11）：70-71.

[6] 蔡幸生.论高等学校实验教学系统改革[J].实验技术与管理，2008.25（2）：1-4.

[7] 邓飞，冯运.基于创新培养的机械基础实验教学改革研究[J].科技创新与生产力，2016（2）：38-40.