创新教育在机械基础课程教学中的实践

2022-12-08吴红

现代制造技术与装备 2022年4期

吴红

（徐州工程机械技师学院，徐州 221000）

创新教育中的创新主要指的是在继承原有教学成果的基础上，通过不断的探索和尝试，发现更新更好的产品或者模式，能够有效颠覆原有的发展观念和发展体系。当前职业教学中的机械基础课程，是直接为社会工业发展提供人才的主要课程体系。工业发展中的相关技术和具体管理模式需要不断创新和优化，以机械基础为核心课程，融合创新教育理念，打造高于原有教学水平的新成果。

1 机械基础课程教学存在的主要问题

1.1 系统性不强

教学体系的系统性主要指的是某一学科的教学内容和教学方法要与其他学科之间构建关联，同时要与该学科的未来发展建立联系，即和产业创新情况、社会人才需求以及学科未来发展规划等构建关联。但是，当前部分职业院校的机械基础课程存在较长的孤立化特点，教学内容联动性不强，缺乏应用实践空间和拓展空间，单纯局限在教材的基础上进行教学，难以为学生提供更加丰富的素材和资料，也无法增强学生的综合实践能力和探究能力。

1.2 实践水平不高

机械基础课程本身具有较强的专业性和实践性特点，其中大量的技术体系都直接影响未来的社会发展。因此，在当前的教学过程中，必须构建理论与实践相结合的教学模式。但是，综合实际情况来看，当前的机械基础教学课程体系往往以理论为核心，缺乏完整的设计蓝图。虽然课堂上教师能够提供具有参考性的实验，并且带领学生动手进行设计，但是与当前整体社会专业技能的发展需求之间存在断层。此外，院校也未能打造校内实践基地和校外实习平台，导致学生缺乏实践空间和实践机会。

1.3 无法实现社会人才需求对接

当前的工业体系正处于升级换代的重点阶段，因此对于专业性机械人才的要求不断提升，导致教学体系的改革必须要面向社会服务和基础的岗位需求。但是，当前的部分职业院校在进行机械基础课程规划和教学方法改革的过程中，未能与社会的具体发展情况对接，导致大部分人才的动手操作能力和创新能力有待提升。另外，课程设置未能及时结合具体的专业和岗位增加情况进行优化，导致部分岗位人才稀缺，甚至无专业对口人才。

2 机械基础课程教学改革过程中创新教育的具体融合实践

职业院校的课程改革往往涉及多个领域，要求教学主体进行自身技能的优化，要求整体院校的制度体系需不断创新，同时教学方法和课程设置要有针对性的调整。尤其是针对机械基础这门具有较强实践性的课程来讲，必须要打造立体化的理论与实践相结合的教学体系。下面主要从以下几个角度对其进行针对性分析。

2.1 落实好观念更新

21世纪的人才培养体系必须要注重复合型人才的引导，因此进一步提升人才教育的力度，拓展知识面，强化应对能力，增强综合实践能力是关键[1]。在当前的机械基础课程改革过程中，要落实好价值观念的更新。

第一，要树立良好的教育质量观。要转变原有单纯追求知识传授和学习成绩的观念，提升学生综合能力和创新能力，做好学生思想意识形态工作的塑造，在强化知识积累的同时，维持学生健全的人格，保持其鲜明的个性，使其具备良好的创新能力和团队合作精神。这样的教育观才能够真正培养全面型人才，才可以真正确保人才在步入就业岗位后能够发挥自身价值。

第二，要树立学生的自主教育观。教学并不是教师单纯传授知识的过程，而是教师和学生组建基础探究团队，不断落实知识创新和知识探索的过程。因此，学生并不是接受知识的容器，而是具备自主学习意识的主体。教师要在这样的价值观下引导学生不断落实自学，学生要在这样价值观引导下不断挖掘自己的潜能，不断落实自主意识，将原有的被动接受教育转化为自主探究学习。

第三，要树立个性发展观。学生本身有一定的差异，无论是学习能力还是理解能力，都有着自己独特的习惯。尤其是机械基础领域，学生本身的潜能和创造力不同，有不同的学习习惯和学习成果。尊重学生个性，并且开发学生潜能，引导学生结合自己的需求进行个性发展，培育多样化人才，同时可以使整体的人才队伍具备更加灵活的组合方式[2]。

这几种价值观念的形成，可以为当前机械基础课程体系和教学内容的创新奠定良好的基础。

2.2 落实好课程体系的优化设计

机械基础的课程体系涵盖了最基础的理论及其相关技能，因此理论与实践综合融合是课程体系设计的根本。

要想达成目的，必须要打破原有的逻辑思维束缚，形成创新性思维，这是创新教育在机械基础课程融合中的主要表现。比如，在创新性思维训练的基础上，某院校在机械基础课程中新增加校本课程，如线面构形、组合体构形设计以及零部件构形设计等内容，能够锻炼学生的发散性思维。通过这种训练可以增强学生的空间构思能力和一题多解能力，打造善于变通的思维模式。

此外，结合学生的学习需求和专业人才的培养需求，合理调整原有的教学内容，确保所有的教学内容能够满足学生综合设计能力提升的需求。例如，利用信息技术代替原有的图解法，能够更加直观地为学生表现结构设计和运动受力等相关知识。在减速装置设计过程中，齿轮传动的相关结构、受力特点以及运动特点，可利用三维立体视频解析的方式表现，不仅减少了原有图解法的探究时间，也具备更强的直观性。另外，教师采取计算机辅助教学（Computer Aided Instruction，CAI）的模式，主要将原有的文字文本、影视图像、声音融合起来，打造立体化多媒体教学载体。借助计算机房进行统一教学，可以图文并茂地展示具体的教学内容，同时能够在学生领悟知识的过程中进一步掌握相关设计技巧。另外，引导学生通过计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）绘图进行模拟设计，增强学生的综合实践能力。

2.3 打造“三性实验”创新教学体系

2.3.1 理论架构分析

为了确保机械专业学生能够得到更加充分的实践空间和实践平台，可以从实验教学的角度营造多元化的教学实践模式。例如，某院校以机械基础实验教学中心为核心项目，构建了“三性实验”创新教学体系。

从具体结构角度来讲，机械基础实验教学中心是超出课堂教学和院校教学之外的一种实验基地，整合了理论教学、教材教学、实验教学、专业实习以及岗位实践等多种功能，并且结合具体的社会专业，打造了具有针对性的实践课程[3]，详细内容见表1。

在实验教学中心的基础上构建的“三性实验”，主要指的是综合性实验、设计性实验和研究创新性实验这3种类型。综合性实验强调实验内容具有复合性，打造多元的实验方法，提升实验手段的重要性，同时从综合角度落实人才培养。设计性实验强调由教师给出相关题目和具体方案，学生结合自己的知识掌握情况，自主设置实验步骤，选择实验仪器独立完成。研究创新性实验则在具体专业发展的基础上，选择社会热点或者企业发展过程中的常规问题作为项目进行探究。

2.3.2 运行管理分析

针对这3种类型的实验的具体运行管理来讲，必须制定明确的教学大纲，了解不同实验的综合特点及其相关要求，确保能够为后续的实验执行和管理提供有效的依据。要制定综合性实验指导文件，针对整体实验过程中的步骤、结果、数据以及讨论情况进行综合对比。设计性和研究创新性实验还需要设置实验任务书，明确实验任务和实验条件。需要注意的是，不宜过多指出实验方法及其相关步骤，确保能够为学生的自主发挥和创新留下合理的空间。

2.3.3 基础实践分析

依托于基础实验教学中心的“三性实验”教学实践需要具有其独特性。从具体的实验流程角度来讲，综合学生的前期预习和实验方案的制定来看，实验准备和实验报告需要在课外的其他时间来完成。开展设计性实验时，必须要结合学生的实际学习情况和综合学习能力布置任务。学生结合任务的具体指向查阅相关资料，这就需要借助实践中心的多媒体实验室，然后综合理论分析和具体的实践结果进行总结，初步拟定实验方案。根据实验方案设置实验步骤，并且将其总结为试验报告。选择实验室现有仪器设备进行针对性实验，所有细节都需要形成书面文件，以文献资料内容、实验结果、实验步骤、既有经验、实验仪器设备、实验过程及实验结果为主[4]，同时明确实验目的和最终的意义。实验方案要经过指导教师审查，同意后才可以进行具体的实验组织和试做。

在实验指导过程中，为了进一步挖掘学生的潜力拓展实验思路和实验方法，在正式实验之前要为学生准备大量的设备以及相关器件，使学生能够结合自身的实际情况进行自由选择，确保整体实验具有灵活性和多样性。例如，在多媒体动画工作原理教学过程中，三维电脑动画制作软件是常见的教学平台，其中3D Max软件的应用效果最好。教师可以直接利用3D Max软件平台自身附带的功能，使学生以自己的兴趣以及想法为依据进行自主创新。多选用启发性的教学方法，使学生在实验过程中发挥自己的想象力，不断落实经验总结和结果讨论，提升学生的综合实践能力。

从实验模式角度来讲，针对创新性实验和设计性实验，可以采用理论准备和虚拟实验相结合的方式进行前期准备。在具体实验过程中，以虚拟实验和实物实验的方法进行对比[5]。这样能够快速为学生传递重点的实验知识，同时可以利用实物实验验证虚拟实验的可行性。不仅能够锻炼学生的现代设计能力，也可以有效节省开支，提升实验效率。

在完成所有的实验后，教师需要及时带领学生进行反思和总结，了解实验过程中存在的问题，打造针对性的优化方案，确保在提升学生积极性和探究欲望的同时，能够为后续的实验提供良好依据。另外，学生的实验课程成绩需要及时公布在网站上，并且对由小组以及团队共同完成的实验进行综合成绩划分，结合不同职能学生的综合能力进行个人打分。这种方式能够营造多元评价体系，进一步提升机械基础课程教学评价的有效性，为学生的个人能力提升奠定基础。