机械设计基础教学模式与创新能力培养方法的探索

【摘要】机械类专业在设置课程时将机械设计基础这门课程作为专业基础教学任务之一，但是由于机械设计基础教学涉及的教育范围较为广泛，课程知识点较为抽象立体，就使得机械设计基础教学课堂出现教师讲课难、学生听不懂的现象。此时，便需要调整教学模式，寻求更为创新的教学方式，提升学生的创新能力。本文将创新设计融入机械设计基础教学中，对机械设计基础教学进行改革，充分激发学生的学习兴趣、提升学生的创新能力以及提升学生对机械设计课程的掌握水平。

【关键词】机械设计;基础教学;创新能力培养

前言：根据教育部门下发的教学文件，其中深化教育改革全面推进素质教学的决定中针对学生的创新能力教学做出了具体的指示，作为高等院校的教学任务之一即培养出具有创新意识和高实践水平的专业型人才。但是，机械设计作为高等院校中机械类专业基础的教学课程，受到教学改革和课程优化调整，使机械设计基础教学质量有一定程度的下降，学生对于机械设计的创新能力得不到有效地提升，教学矛盾日渐突出，急需进行教学模式和创新能力培养方法的探究，本文以此为出发点进行具体的探究。

一、机械设计基础教学内容以及现存的问题

（一）机械设计基础教学组成模块

1、公差与配合

机械设计基础教学中研究设计过程中如何更加科学确定机械各个零部件之间的几何精准度，各零部件之间的配合程度，以及掌握正确使用机械仪器的测量原理和测量方法是非常重要的。

2、理论力学

机械设计基础教学中对于理论力学有了详尽的介绍，其中重难点为研究质点、刚体的静力学、运动学以及动力学，静力学是研究物体在力作用下机械设备处于平衡的规律;运动学是研究机械物体在运动中的几何性力学质;动则是研究机械物体在力作用下的运动规律。

3、材料力学

材料力学在机械设计教学中体现在探究杆类物体材料在各种外力的作用下产生的一系列变化以及导致这些物体材料变化的规律，未受力构件提供强度、刚度和稳定性计算的理论基础条件;解决结构设计安全可靠与经济合理的矛盾。

4、机械原理

机械原理在机械设计基础教学中主要体现在研究机械中机构的结构组成、运动，预计及机器结构的受力和设计。

5、机械设计

机械设计时探究通用机械零件能量的传递方式、材料、形状尺寸以及润滑方式的选择和设计。

（二）机械设计基础教学存在的问题

通过上述的机械设计基础教学课程的组成模块可知，这些课程的设计目的是为了能够促使学生在学习的过程中掌握机械设计所需具备的必要能力，能够为后续更为专业的课程夯实基础，但是在实际的教学过程中，由于这些课程模块所蕴含的理论知识专业性较强，概念较为抽象，需要学生具有较为广阔的知识面，因此，如果课程教师在教学的过程中一味的强调机械设计知识的系统性和专业理论知识的全面性，这些教学模式并不能提升高等院校培养应用性专业人才的教学质量。

在现今的机械设计基础教学课程设计中，其主要的教学目标就是将课程知识传递给学生，但是忽视了学生对于机械设计的创新意识和创新能力，同时更加不利于培养学生独特的个性，学生即使取得较高的理论知识考试成绩，但是实际的实践能力和应用水平不高，与企业的需求之间未形成强有力的纽带，未充分发挥出机械设计相关的先进的机械设备的教学价值。

二、机械设计基础课程教学模式探索

（一）学生学习兴趣的激发

对于学生来说，树立良好的学习兴趣能够帮助学生在学习过程中充满愉快感和获得感，更加自主投入专业知识学习中。毕竟在课堂的学习时间是有限的，能够保持长时间的集中注意力也是很难的，学生很容易出现思维疲倦的学习状况。

针对现在机械设计基础教学来说，激发学生的学习兴趣也是教师们需要转变的教育理念。对于刚刚接触到机械设计基础这门课程的同学来说，教学需要让学生明白教育部门在开设这门课程的目的，学习这门课程对于学生整体的学习过程有什么意义，以及对于学生后续的工作中起到什么帮助，解决哪些实际问题，通过这些问题的解答，学生会对机械设计基础课程树立正确的看法，意识到课程教学的教学价值所在。与此同时，教师还可以借助现代化的教学手段，例如，可以充分借助多媒体教学设备，激活课堂氛围，通过借助生动的动画演示能够将课本中枯燥乏味的文本知更加立体化的展示给学生，将课本上的知识最大化的还原于实际生活，充分激发学生在实际生活中探究课本知识的欲望，观察生活中各种机械物体的运动方法和原理，物体材料之间的区别，能够帮助学生在探索过程中探究机械设计在实际生活中的应用。教师还可以通過提出一些实际问题引导学生进行探究，例如教师在开展机械设计基础课程中涉及到的间歇运动机构时，可以设置如下问题，问同学们：“大家有没有在看电影时，觉得画面存在停顿感？为什么会存在这种现象呢？大家可以相互讨论一下”，此时，课堂上就涌现了多种多样的答案，教师可以给予适当的引导，最后引出这节课所讲述的核心内容，那便是间歇运动。之所以在影片中应用间歇运动是因为可以是适用观影者的视觉暂停现象，将放映机应用了四槽槽轮机构，每当放映机的传送带转动一周时，槽轮便会相应的改变角度，转动九十度，此时，大屏幕上的画面便会存在短暂性的停留。通过这种方式的介绍，学习也会对间歇运动有了更高的学习兴趣，拓展学生的学习思路。

（二）创新能力的培养

创新对于个人有着非常重要的价值，同时对于整个民族的进步也发挥着至关重要的作用，是维持一个国家生生不息的重要因素，高等院校作为培养创新性人才的重要场所，在开展课程教学过程中就需要将提升学生的创新能力作为重要的教学目标。针对机械设计基础这门课程，其教学目标主要是培养学生的综合机械设计能力，帮助学生在实际学习和工作中能够熟练的运用所学习解决实际问题，教师需要在教学过程中坚持强化机械设计应用为重点的教学原则，从而制定机械设计基础课程的教学内容和整体体系结构，在开展机械设计基础知识和原理内容教学讲解时，可以借助现代化的设计理念和设计方法，充分重视机械设计原理和机械制造的有机结合，实现理论联系实际，从而帮助学生大胆的开展自身的创新探索。

机械设计基础教学过程中，是理论知识和实践操作相结合的过程，正是这个过程中，教师能够很好地采取相应的措施提升学生的创新意识，例如，通过将传统的且较为被动的机械设计实物模型转变为先进且主动的可视化三维参数化的建模手段，提升机械装置的创新设计，在课堂教学中带领学生投入到优化机械设计过程中，借助一些实际生活中存在的问题，将其运用在优化机械部件结构设计中，提升机械零件设计的创新度，并且积极分析所提出的创新性设计，从而更大化发挥机械装置各功能的使用价值。与此同时，教师也要积极转变对学生的考核模式，学生在开展机械设计课程设计时，引导学生借助所学的理论知识对日常生活中的机械装置原理进行分析，借助相关理论文献，提出自身对此的见解，最好能够将其见解以小论文的形式进行总结，充分发挥出学生主动性和创新意识。教师要积极开展创新性的机械设计实践活动来培养学生的创新意识，例如，在挠性传动时，可以先向学生介绍一些自行车的转动原理，如自行车是采取了链转动的方式来驱动车轮前进，但是大家都知道自行车前进过程中会经常存在脱链和打滑的情况，正是因为链转动时，瞬时传动的不稳定性导致了脱链和打滑的情况，那么如何设计出挠性性传动形式改善这种缺点呢？因此，教师可以将其作为教学任务布置给学生，让学生按照自己所学的机械设计知识和创新理念给出自己的设计方案，大家再集中在一起进行讨论。

（三）理论联系实践的教学方法

通过上文对机械设计基础课程教学的组成模块的介绍可知，大部分的教学内容都是为理论性较强的知识内容，而机械设计的研究重点是集中在机械零部件能量传递和机械物体材料的润滑和设计。学生在刚开始接触机械设计基础课程时会认为课程的每章节内容之间的连接性不是很显著，但是运用机械设计的原理和材料力学的知识点能够将分散的机械零部件组成一个完整的机械转置进行运作。教师在讲解机械设计理论知识时，可以将所对应的机械零部件提供给学生，让其进行选择和应用，引导学生听过实践完成设计任务，充分的落实理论应用于实践的教学理念，用实践更好地巩固机械鸡舍原理理论，帮助学生取得更好的学习成效。

教师可以将培养学生的机械设计基础创新设计能力作为主要的教学目标，以设计为主线，建立理论教学和实践教学两条教学思路的教学模式体系结构，设计这种教学结构充分展示出理论与实践操作结合的重要性，针对实际的教学情况合理地确定课堂教学和实践活动的教学重点，注重培养学生的综合素质。这种教学模式也是提倡学生在学习过程中能够带着问题进行，展示出学生自身在机械设计课程学习中的主体性，借助机械工程设计实践案例，将其贯彻于整个机械设计教学过程中，将循环渐进的教学理念贯彻在学生的学习过程中。机械设计基础教学过程中只有将理论知识和实际工程设计密切联系在一起，才能有效地激发学生的学习兴趣，培养学生的创新设计能力。

三、效果与展望

在开展机械设计基础教学过程中，将创新设计融入在课程设计过程中，不仅仅能够帮助学生激发自身对机械设计问题探究的主动性和兴趣，同时还能提升学生的创新能力，提高学生对于机械设计基础课程的学习兴趣和热情，也能够最大化地提升机械设计基础课程的教学效果。

由于创新性人才的培养教育过程中，对于高等院校来说是一个长期复杂的工作，同時也是高等院校面临着难度性较大的教学任务，在机械设计基础教学中积极探究如何培养学生的创新意识也是机械设计基础教学的目标之一，机械设计教学首先是需要学生充分了解相关工程力学和机械工程材料等基础课程知识，在实践中过程中运用运动理论知识，并且在实践过程中更加需要学生的自主性和创新意识。但是基于现在高等院校机械设计基础教学现存的问题来说，学生对机械设计基础教学的重视程度较低，出现不同程度的厌课情况，因此，正确的引导学生，营造良好的学习氛围，培养学生的创新意识和能力，这也是高等院校的机械设计基础教学教师需要长久探究的问题，充分展示出机械设计基础教学的价值，帮助学生提升创新能力，更好地应对之后的学习和工作。

结束语：

在开展机械设计教学过程中，将创新设计教学融入到课堂教学中，不仅仅能够充分发挥出机械类专业学生分析问题的自主性和独立性，同时，也能够培养学生的创新能力，最大化的激发学生的学习热情和创新激情，能够使机械设计基础这门课程教学取得较为显著的教学效果，专业型人才的培养是需要一个系统化和专业化的教学过程，培养创新性的专业人才也是高等院校不变的教学目标，因此对于高等院校的教师来说，后续需投入更多的精力积极研究机械设计基础教学模式改革。

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作者简介：赖大春（1990.05），男，汉族，江西赣州，助教，硕士，研究方向：机械工程。