民办高校《机械原理》课程中创新能力培养

张 晶 魏 波 周广超 赵英妤

（哈尔滨石油学院，黑龙江 哈尔滨 150028）

一、《机械原理》课程中创新能力培养的重要意义

《机械原理》是机械类专业重要的专业基础课程，讲授机械的共性问题，各种常用机构工作原理和设计以及机械系统运动方案设计［1］。通过这门课程的学习，使学生初步具有拟定机械系统运动方案的能力。机械系统运动方案是机械产品的灵魂，所以无论是设计一种新的机械产品还是对现有产品进行改进，工程设计师们都要先设计出较理想的运动方案，这就是一种创新。在机械原理授课的各环节中，培养学生机械创新能力，对学生将来进行机械产品的创新性设计具有重要的意义。

二、民办高校现状分析

民办高校是全国高校的重要组成部分［2］。与公办高校相比，民办高校学生知识基础不牢固，学习耐力不强，但也存在优点：思想活跃、个性强，兴趣较广泛，与理论学习相比喜爱动手操作。作为全国高校的重要组成部分的民办高校，学生的创新意识和能力低于国家的平均水平，因此需采取有效方法和途径来提高其创新意识和能力。

（一）民办高校《机械原理》课程教学现状分析

民办高校中《机械原理》课程的开展依然存在很多问题：（1）学时的缩减和教学内容多之间的矛盾。（2）民办高校学生学习兴趣低，学习耐力差和《机械原理》课程内容枯燥之间的矛盾。（3）教材普遍直接采用公办高校教材，对于民办高校的学生这类教材涉及的知识难度大，并陈述的不够详尽和彻底。（4）课程实验中，创新性实验所占比例较低。该课程的课程设计环节依然以传统的设计方法为主，并且设计题目较单一。

（二）民办高校学生参加比赛现状

民办高校组织学生参加机械类比赛来提升创新能力。但依然存在一些问题：比赛获奖等级整体不高；比赛不能够在广大学生群体中普遍展开；比赛大部分核心工作都是指导教师完成或在其指导下完成；很多学生参加比赛的兴趣很足，但心有余而力不足，不知从何设计，不知怎样将已学的知识应用到产品设计中去，一些实际需要的技能还没有学到或不够深入。甚至最终使得学生在进行毕业设计时和毕业后求职时，目标不明确，信心不足。

上述分析可知，在民办院校《机械原理》课程开展中建立创新驱动以赛促学的教学模式，培养学生机械创新意识和能力具有重要意义。

三、《机械原理》课程中创新能力的培养

《机械原理》课程包括理论教学环节、实验教学环节、实践教学环节以及学生在机械类竞赛中知识的综合运用［3］，各个教学环节的设置情况和培养目标，见图1，其中学时的安排以本校为例。力求在各教学环节中培养学生的创新能力，促进机械创新思维和意识的形成。

图1 《机械原理》教学环节设置及培养目标

（一）理论课教学中创新能力的培养

课程内容不能局限于各个章节的孤立讲解，要注重各章节间以及和各门课程间的联系。学生对机械的感性认识不足，因此要灵活运用多媒体教学。例如讲解运动副含义及机构运动简图时，采用工程动画进行辅助，结合工程实例如内燃机、抽油机等进行练习，加强对机械的感性认识；学生分组在生活中挑选机械实例来分析机器的组成，绘制机构简图，提高创新和解决问题的能力。机器和机构的组成及常用机构设计应引入生活中常见的小型机械及比赛作品。凸轮机构的设计重在解析法的介绍。还要增添其他机构例如各种间歇运动机构和万向联轴器设计方法的简介。在讲解常用机构时，不要局限于单一机构的设计，要联系工程实例使学生认识到机构在整个机器中的作用，在各种机器中是怎样将不同机构组合在一起却获得了千变的功能，为将来机械系统的运动方案设计做好铺垫。机械的平衡、运转及其速度波动调节、机械效率和自锁内容增加工程设计案例。在这种理论联系实际的教学方式下引导学生机械创新思维和意识的形成。

（二）实验教学环节和实践教学环节中创新能力培养

机械原理实验教学环节和实践教学环节对学生机械创新意识和能力的培养起到了重要的作用［4］。增加创新性实验的比例，力求发挥学生的主体作用。将计算机辅助设计软件融入实验教学中去，开拓实验教学内容。实验室对不同年级和专业的学生进行开放，低年级的学生提前进入实验室进行观摩提高专业感性认识。《机械原理》课程设计增加和丰富设计题目，并将SolidWorks软件和Matlab软件这种计算机辅助设计手段融入机械运动方案设计及分析中，将计算机辅助设计和传统的图解法设计融合起来。

（三）建立机械原理网络教学平台和“学生自己动起来”的翻转课堂

《机械原理》课程学时逐年减少，这与拓展新知识是矛盾的。借助超星学习通建立网络教学平台，主要讲解各个章节知识的扩展，机械类竞赛及生产生活中机械产品的机械系统运动方案介绍，其他常用机构的设计方法。三维设计软件SolidWorks在机构和机器运动方案设计中的应用。建立机械原理网络教学平台也为翻转课的建立做准备。

学生觉得课程内容干枯，并在课堂上出现摆弄手机、趴桌子睡觉等现象，是因为传统教学方式以教师讲授、学生听为主，学生没有以主体形式融入课程中。建立“学生自己动起来”的翻转课堂。学习机构的类型及应用时，学生先在机械原理网络教学平台上进行自学，课上由学生进行总结并针对实际机器中机构的应用进行讨论。学习机械的自锁时，先在平台上进行自学，课上进行具体的工程实例设计。为学生布置大作业，以身边的机械产品为例结合所学的理论知识对其进行分析并形成分析报告，课上进行分享。

（四）机械类竞赛中创新能力的培养

学生在竞赛中使各方面能力得到升华［5］。机械类竞赛中，《机械原理》课程中学到的知识起到很大的作用，提供具有创新性的运动方案。把比赛设计产品引入到课堂教学中去。建立可持续发展的学生课外科技社团，由教师和有比赛经验的学生共同组建社团，制定规章制度。社团定期组织开设讲座，宣传参加比赛的意义、比赛需要的知识和技能、备赛经验和作品展示。社团负责赛项宣传，使学生在大一入学就了解各种赛项。社团组织学生参加比赛。学生通过社团的这种形式，相互沟通，各个年级的学生相互协作，通过参加各种竞赛更能深刻的体会机械中各课程间的联系，机械产品的设计流程。

四、《机械原理》课程中学生能力达成跟踪评价

建立评价体系对学生在《机械原理》课程中的创新能力达成进行跟踪评价。具体做法，见表1。

表1 学生能力达成跟踪评价

课程成绩包括期末考试、实验和平时成绩。平时成绩要严格计算，包括传统作业、大作业、课堂表现（回答问题以及翻转课堂的表现）、网络平台的学习情况等。学生若成功参加比赛或在社团中做出突出贡献，平时分满分。

五、结束语

针对民办高校学生的特点及《机械原理》课程开展存在的问题，提出在《机械原理》课程的各教学环节中培养学生的机械创新意识和能力、在机械类竞赛中使学生获得的理论知识得到升华。以超星学习通建立网络教学平台对该课程进行了扩展；“学生自己动起来”的翻转式课堂提高了学生的学习兴趣。建立科学合理的评价体系对学生《机械原理》课程中机械创新意识和能力的达成进行多角度跟踪评价。研究成果对于《机械原理》课程乃至机械类课程改革具有一定的指导意义。