基于提高当代大学生创新能力的机械类专业课程建设研究

刘月英 张海霞 王南

摘要：机械类专业课程是培养机械类专业学生实践创新能力的一个重要环节。本文对目前机械类专业课程中所存在的问题进行了分析，从课堂教学方式、考核方式、实践环节等方面入手，提出了以学生创新能力为导向的教学改革，以提高机械类课程的教学质量和加强学生创新能力的培养，为培养合格的技能型应用型人才提供保证。

关键词：机械类专业; 课程建设; 创新教育

1 前言

机械类专业课程是培养应用型人才不可或缺的专业技能课程。专业课程对学生的综合能力要求较高，需要学生在课程中综合应用前期课程的知识，并要求学生运用所学的知识去分析和解决实际工程问题的能力。尤其是在科技飞速进步的时代，学生更应学会融会贯通，注重培养创新精神和能力。能够运用新的方法和知识去解决突发的问题。基于这样一种情况，必须对机械类专业课程进行建设，着重培养大学生的创新能力。

2“机械创造学”课程建设

在教学中除教授创造原理、创造技法外，又引入了相应的机械创新实例，进而构建了培养机械创新人才的体系。实例主要来 自教师 自身科研成果和所指导学生的獲奖成果，以及杂志、计算机 网等社会科技发展前沿性 、创新性 的成果。在课堂 上，从新 颖、好奇方面吸引学生的注意力;用动态、直观、形象的方式表达抽象的概念 ，为此，制作了实物教具、编程制作了动画教学软件、编辑 了教学录像等。创造教育 的评估不仅仅看到学生对于知识掌握的程度，同时更看重学生利用所学 的知识来分析问题、创造性地解决问题 的能力。将原来的闭卷考试变为开卷考试，为使每位学生都有创新，要求提交创新论文和制作等。

3.机械技术基础课程的改革

改革的内容主要是将创新思维深入到其它机械技术基础课 程中。在“3D S M ax 造 型 和动 画”中，注 重培养 学 生的空间想象力，引入“机构运动仿真”动画制作。在“机械设计工程学”中，通过机器动作动画引入机械设计创新原理，例如对有不符合机构确定运动基本原理 的机构，启发学生应用“突破思维定势”的创造性思维方法，引入它所符合 的最小阻力原理 ，通过演示“刹车 机构 ”等模型，使学 生掌握该原理 ，并进一步掌握它在创新设计 中的应用。在“机械设计课程设计”中，引入功能方案设计的概念，采用不同原理 、结构等来实现功能，得 出创造性方案，鼓励学生用三维 C A D 设计机器，同时培养学生表达设计思想能力和创新设计能力;在“机电一体化系统设计”中，课堂上插入许多 电控系统的新知识，如磁悬浮轴承、机器人技术等 ，让学生熟悉机电有机结合的实例。

4.开设“机械创新实验 ”

4.1师生共同自主开发实验

将学过的知识通过思考付诸于实践环节是培养学生创新能力的根本，我们大力加强实验，开设了“机械创新实验”，贯穿在上述的机械技术基础课程教学过程之中。该实验共有“机构创意设计”、“机器人创意设计”、“优秀设计加工制作”等1O多个实验组成 ，其中大部分实验是自主开发的。实验开发的收获是：首先是教师创新素质得到提高;其次是参加开发实验的学生创新能力大大提高;最后将开发的实验在用于实验教学中，从而提高整体实践教学效果 。

4.2自学能力在实践中培养

机器人比赛要求程序控制，学生首先在教师指导下学会了单片机，又在教师的指导下开发研制了“单片机速成学习板”，说明实践促进自学 ，所学知识水平又在实践中提高。学生在实践中学知识，教师从过多强调“教”转向更加强调“导”，学生从被动地学习转向主动学习;在实践中不是老师给他什么，而是他在向老师、图书馆、网络等一切可能的渠道索取他需要的知识，学生们学到的是最新知识、了解的是最新科学成就和学术前沿动态，学习的效果显然也就不同了，避免了死读书，读死书。在大学生科研训练计划总结中，同学们深有体会地说，经过自己琢磨得来的知识印象深刻，学会学习和应用胜过学专业知识本身。这句话如果没有参加实践的经历，是无论读多少书也体会不到的。

5.因材施教，鼓励学生创新尝试

5.1善于挖掘发挥学生特长

应给学生从不同的角度认识分析问题的机会，也可以对学生不同于一般的思维方式进行必要的支持和鼓励 ，在创新实践过程中做到因材施教。例如参加大学生训练计划的两位同学，其中一个理论基础扎实 ，撰写多篇论文，因学习成绩好被保送读研究生;另一个动手实践能力较强 ，虽然曾出现过不及格，但因多次获全国奖被保送研究生。因此我们应该重视那些在认识问题 、分析问题的方式上不同于一般潜质的学生，给他们创造尽可能的机会使他们的个性朝着良性的方向发展。教师要鼓励学生进行创新尝试 ，对学生任何尝试都要报引导、鼓励的态度。例如学生在研制机器人时，开始的方案是前边两条腿靠重力落地行走，虽然知道是行不通，但还是鼓励尝试一下，后来改用四杆机构实现行走。从中发现学生对重力有偏爱，指导学习“利用重力原理创新机构”，他们从得到启发，靠驱动重心运动的“球形机器人”初步方案就这样诞生了。现在又在尝试研制“并排两轮运行不倒小车”，不倒能保持稳定运行的关键是不断驱动重力线通过车轮和地面接触点。

5.2团结协作精神

每个参赛作品，都要经过机械设计、电路设计、编程控制、加工制作等过程 ，需要多人团结协作才能完成，例如“球形机器人”队就是由原来的两个队组合起来的，更体现了团结协作的精神。团结协作还体现在高年级辅导低年级学生达到传、帮、带、促的效果。

6结论

本次教学改革将专业知识和创新实践等有机结合，更好地体现了重基础、强应用的人才培养目标，建立特色鲜明的教学体系。这将有利于培养学生的工程实践能力和驾驭实际项目的能力，也有利于培养学生的创新精神和团队合作精神，对包括机械制图、机械设计等课程有了更加深刻的认识。学生对工程问题的分析和解决能力也得到加强，为后续的教学环节、毕业设计都打下了良好的基础。在这个过程中，也要求教师摆脱原有的教学观念，提高自身的专业素质，达到教学相长的结果。

参考文献：

[1]李明弟，鹿晓阳，孟令君.创新实验教学体系的构建研究[J]. 山东建筑大学学报，2015.5.

[2]李天箭，丁晓红.创新创业教育在机械设计课程设计环节，2016.7.