基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“機械基礎(chǔ)”教學(xué)法探討

孫 華

創(chuàng)新是人類文明進步的強大動力，是經(jīng)濟社會發(fā)展的不竭源泉。通過構(gòu)建具有創(chuàng)造性、實踐性的學(xué)生主體活動形式，讓學(xué)生主動參與、勇于實踐、積極思考、深入探索，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，這既是課程教學(xué)的目的，也是高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)的必由之路?！皺C械基礎(chǔ)”作為機械類或近機類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過程中，突破常規(guī)教學(xué)，避免照本宣科，采取新穎的基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)方法，對于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)發(fā)展能力至關(guān)重要。

一、基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“機械基礎(chǔ)”課程教學(xué)原則

(一)主體性原則

學(xué)生是教學(xué)的主體，其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)只有在學(xué)生發(fā)揮主體能動性的前提下才有可能實現(xiàn)。只有發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，才能讓學(xué)生在主動探索中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出結(jié)論，提高專業(yè)素養(yǎng)。

(二)開放性原則

教師在教學(xué)中應(yīng)保護學(xué)生的發(fā)散思維，盡量避免先入為主下定論，鼓勵學(xué)生動腦動手。教學(xué)應(yīng)不局限于本章節(jié)，多進行各種機構(gòu)間的對比分析，鼓勵學(xué)生綜合應(yīng)用各種機構(gòu)，激發(fā)學(xué)生綜合多學(xué)科知識進行創(chuàng)新，經(jīng)常會產(chǎn)生意想不到的效果，可能會創(chuàng)造出新的產(chǎn)品，產(chǎn)生創(chuàng)新性發(fā)明。

(三)個性化原則

在教學(xué)中，應(yīng)注重從學(xué)生的實際能力出發(fā)，因材施教，努力發(fā)展學(xué)生個性，鼓勵學(xué)生用不同的方法提出自己的設(shè)計方案，并努力實現(xiàn)自己的創(chuàng)新構(gòu)想。不輕易否定學(xué)生的構(gòu)思，不輕易放過學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑問，努力培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，鼓勵學(xué)生采用多種途徑自己解決問題，形成新知。

二、基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“機械基礎(chǔ)”課程教學(xué)方法

(一)頭腦風(fēng)暴法

新的思維火花往往是在思維碰撞中產(chǎn)生的，教師在教學(xué)中可多采用頭腦風(fēng)暴法，讓學(xué)生分成小組進行限時圓桌討論，學(xué)生在精神高度緊張的情況下，注意力最為集中，最易發(fā)揮潛能。例如筆者在凸輪機構(gòu)教學(xué)時，通過視頻觀察凸輪機構(gòu)實現(xiàn)擺動或移動，立即組織學(xué)生討論在生活或生產(chǎn)過程中，哪些運動是移動或擺動，能否用凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)。學(xué)生在短時間內(nèi)列舉了剪切、擦玻璃、電風(fēng)扇搖頭、鋸割、夾緊、拖地、遮陽大棚開合等幾十種物體的運動，具有了很好的創(chuàng)新潛力。

(二)觸類旁通法

在教學(xué)中，應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生及時總結(jié)各種機構(gòu)的運動規(guī)律，找出共性，從而產(chǎn)生觸類旁通的效果。例如普通的帶傳動和摩擦輪傳動都是靠摩擦傳動，他們都有摩擦打滑的共性，分析打滑的優(yōu)缺點，探究在各種采用摩擦傳動的機器中，摩擦類傳動設(shè)置在高速級的原因，讓學(xué)生正確理解和應(yīng)用摩擦類傳動。筆者還經(jīng)常組織學(xué)生歸納各種機構(gòu)最終實現(xiàn)的運動形式的異同點。例如能將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為移動的機構(gòu)有哪些，在生產(chǎn)應(yīng)用中能否相互替代，從而激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新欲望。

(三)參觀實踐法

在“機械基礎(chǔ)”課程中學(xué)習(xí)的各種機構(gòu)和傳動都是實際存在于各種機器的，教學(xué)中如果只是照本宣科，學(xué)生沒有直觀印象，缺少相應(yīng)的感性認識，和生產(chǎn)實際脫節(jié)，很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，更談不上解決實際問題。因此，組織教學(xué)參觀是必要的，也是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最佳途徑之一?？梢越M織到企業(yè)、車間觀察大型設(shè)備的運行，可能的話打開設(shè)備外殼，讓學(xué)生能真切地看到其中的機構(gòu)組成和運轉(zhuǎn)過程。小型設(shè)備如電風(fēng)扇、小臺鉆、自行車等可以搬進教室讓學(xué)生觀察、操作;有些設(shè)備如公共汽車、挖掘機、翻斗車、體育器材等可以布置學(xué)生自行觀察。在觀察實踐后，要求學(xué)生寫出觀察記錄，對比學(xué)過的機構(gòu)在該機械中的應(yīng)用，了解該機械的運動規(guī)律、結(jié)構(gòu)組成、功能等，并寫出實現(xiàn)該機械運動功能的替代方案。通過這一過程，會讓學(xué)生打破對機械的神秘感，增強空間想象力，思維上產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

(四)故障分析法

在教學(xué)中持續(xù)激發(fā)、保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的途徑，除了參觀實踐外，還可以結(jié)合實際進行故障分析。例如帶傳動打滑的原因是什么?打滑了怎么辦?自行車脫鏈的原因是什么?如何解決?一對嚙合齒輪中的小齒輪損壞或丟失，如何更換合適的小齒輪?四桿機構(gòu)如何解決死點問題?凸輪機構(gòu)出現(xiàn)的沖擊如何解決?通過解決類似故障，可以讓學(xué)生進一步夯實專業(yè)理論，同時，做到學(xué)用結(jié)合，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

(五)網(wǎng)絡(luò)搜索法

在教學(xué)中，應(yīng)注重發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)搜索的功能，培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜索更新知識，拓展思維。在教學(xué)中可以組織學(xué)生上網(wǎng)搜索相關(guān)廠家、設(shè)備型號、價格、材質(zhì)、最新應(yīng)用等。例如筆者在螺旋傳動教學(xué)中，就組織學(xué)生上網(wǎng)搜索螺旋傳動的應(yīng)用，學(xué)生在網(wǎng)上搜索了自動開合窗簾、移動門、舉升機、夾具等多種應(yīng)用視頻，打破了書本上介紹的有限幾種應(yīng)用的限制。學(xué)生通過觀看視頻，增加了直觀感受，拓展了視野，開發(fā)了思維。

(六)機械拆裝法

在機械基礎(chǔ)教學(xué)中，有條件的話可以組織機械拆裝實驗，如拆裝減速器、機床床頭箱、電風(fēng)扇、自行車、臺式鉆床等。通過拆裝，明確拆裝規(guī)范，應(yīng)用各種拆裝工具，學(xué)生會對機械構(gòu)造有更加直觀的認識，鞏固了所學(xué)知識，為進行創(chuàng)新作品的制作打下基礎(chǔ)，也對今后從事機械維修等工種培養(yǎng)了興趣。

(七)多學(xué)科聯(lián)系法

在生產(chǎn)實際中應(yīng)用的各種機械設(shè)備，無一不是機電一體化產(chǎn)品，要求教師不僅要對本課程有深刻理解，還能通曉其他相關(guān)專業(yè)知識。在教學(xué)時要能把本學(xué)科和金屬材料、機械制造工藝、電工電子、傳感器、機械制圖等學(xué)科進行有機結(jié)合，根據(jù)教學(xué)實際，有針對性地進行介紹。例如一個車床主軸箱就涉及電機功率、齒輪、軸等的材料、結(jié)構(gòu)、熱處理方式，軸的加工工藝、軸承選擇，輪系設(shè)計等等。通過學(xué)科知識綜合，形成系統(tǒng)，可進一步提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。

(八)創(chuàng)新制作法

學(xué)生通過頭腦風(fēng)暴等途徑有了創(chuàng)新構(gòu)想后，教師應(yīng)有意識地引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新制作，適時進行點撥指導(dǎo)。例如筆者在教學(xué)時，針對學(xué)生提出的在摩托車頭盔上設(shè)置雨刮器，保持雨天視野清晰的構(gòu)想，采用小組合作的方法，組織學(xué)生購買材料進行制作。有的小組采用了四桿機構(gòu)，有的采用了凸輪機構(gòu)，都實現(xiàn)了該功能。在此過程中，學(xué)生主動研究采用什么電機，多少功率的電機，如何傳動，畫出傳動圖，反復(fù)修改，采用什么材料，什么價格，整體重量，等等。通過這個過程，大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新欲望，也培養(yǎng)了學(xué)生多角度思考問題、解決問題的能力。

總之，基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)法有很多，只要教師自身有主動創(chuàng)新的意識，明確本課程的教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)法的應(yīng)用上把握好學(xué)生特點，對癥下藥，以激發(fā)興趣，提高能力為本位，做到理論聯(lián)系實際，就一定能提高教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量，把創(chuàng)新能力的培養(yǎng)落到實處，做出成效。