面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械原理課程教學內容和方法探索

李映君 王硯軍 曹樹坤 王玉增 王桂從 楊 雪

（濟南大學機械工程學院，山東 濟南250022）

面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械原理課程教學內容和方法探索

李映君 王硯軍 曹樹坤 王玉增 王桂從 楊 雪

（濟南大學機械工程學院，山東 濟南250022）

創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。隨著時代發(fā)展，《機械原理》課程改革對學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)具有重要的意義，本文探討了濟南大學在面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械原理課程教學改革方面實施的措施以及取得的階段性效果。

機械原理；創(chuàng)新能力；教學方法

0 引言

《中國制造2025》中提出堅持創(chuàng)新驅動和人才為本等基本方針，可見國家越來越重視創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。高等教育是知識創(chuàng)新、傳播和應用的主要途徑，更是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。當前中國高等教育面臨的嚴峻挑戰(zhàn)是如何提高大學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，也就是說當前高等教育工作的根本問題是人才培養(yǎng)質量問題[1]。培養(yǎng)高水平、創(chuàng)新能力強的機械類人才是整個機械行業(yè)的重中之重。《機械原理》課程是第一門具有很強的理論性、工程性、實踐性和應用性的專業(yè)技術基礎課,它是一門相對比較傳統(tǒng)和成熟的課程，是機械類和近機械類專業(yè)的重要課程，它在教學計劃中起著承前啟后的橋梁作用，為學習專業(yè)課程提供必要的理論基礎和基本的專業(yè)技能，可以增強學生的機械理論基礎，提高學生的創(chuàng)新能力。通過本課程的學習，能夠使學生掌握典型的常用機構及其傳動的原理，初步具備設計普通機械傳動裝置和簡單機械分析的能力。機械原理課程教學改革對提高學生分析解決問題的能力，創(chuàng)新能力及工程實踐能力具有重要意義，深化改革，提高質量，必須堅持以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為重點，明確教學目標，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力[2-4]。因此，在教學過程中我們堅持圍繞教學大綱以增強和提高學生對機構或機器的認知、實踐、設計能力為出發(fā)點進行授課，通過課程教學、實踐環(huán)節(jié)和參加創(chuàng)新大賽相結合，使學生具有創(chuàng)新設計的意識、掌握機械產品設計和制作的基本能力，從而為后續(xù)專業(yè)基礎課和專業(yè)課的學習打下良好的基礎。

1 機械原理教學改革實踐措施

《機械原理》是機械類課程中最能培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的課程之一,在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中起著重要作用。我們以濟南大學為例，從教學環(huán)境、教育資源、課程內容、教學方法、實踐環(huán)節(jié)、輔助教學等方面全方位多層次落實創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標,加強學生的理論聯(lián)系工程實際能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

（1）強化教師隊伍的建設，優(yōu)化教師的素質結構，提高教師的科研能力

打鐵還需自身硬，師資隊伍在教學過程中起著舉足輕重的作用。發(fā)揮名師傳幫帶的作用，加強對青年教師的引進和培養(yǎng)，增強青年教師的事業(yè)心、責任感、凝聚力。目前本課程組共有8名教學人員，全部具有博士學位，具有研究生學歷的教師占總人數(shù)的100%。其中，教授2人，副教授3人，碩士生導師5人。優(yōu)良的師資配置，合理的教師梯隊，使我們課程的教學效果得到保障。每個教師無論在課堂教學上，還是在課程設計和實驗課的指導上，都能以科學的態(tài)度和務實的精神去對待。教學和科研是相輔相成的，科研課題的一個重要來源是在教學過程中及時發(fā)現(xiàn)問題，并對其進行研究，從而增加教學素材，使教學內容始終具有先進性。

（2）優(yōu)化教學內容的建設，以學生為主，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

機構和機器的分析和綜合是機械原理教學的兩大主要問題。結合東南大學鄭文偉主編的《機械原理》教材，我們認真制訂《機械原理》教學大綱,充分注意學生創(chuàng)新能力與工程應用能力的培養(yǎng),并采用多媒體教學環(huán)境,從而確立了具有我校課程特色的機械原理內容體系結構。重新編排整合教學內容，刪除一些較傳統(tǒng)的章節(jié)，采用教師課上講授主要內容，學生課下學習其他內容相輔的教學方法，引導學生向其他常用機構、機械系統(tǒng)運動方案設計、功能原理、TRIZ發(fā)明、廣義機構、機器人機構、空間機構等方向學習。同時，密切結合工程實際的需要,強化培養(yǎng)學生理論解決實際問題的能力，例如我們與濟南重工股份有限公司建立實習基地聯(lián)合指導學生，以鑿井絞車和盾構機等機器原型指導學生認知和設計，通過學習，學生們更形象、更直觀了解機械原理常用的機構類型，并提出了很多可行的改進方案，得到企業(yè)的認同。

我們在教學環(huán)節(jié)中注重對學生團隊合作精神和工程設計軟件的應用能力等各方面的培養(yǎng)。放棄以往所有學生的設計題目千篇一律的方法，取而代之的是廣泛搜集合適的課程設計題目和鼓勵學生自主選題開展研究相結合的方式，擴大了題目的數(shù)量和類型。課程設計的組織形式采用小組(一般2-3人)為單位進行設計，每組一題，成員分工不同，相互協(xié)作共同完成設計任務。同時增加對設計的機構方案進行三維虛擬設計和運動學仿真的要求，學生能夠利用SOLIDWORKS、Pro/E或UG這樣的三維虛擬設計軟件，將自己的設計方案在計算機里進行實現(xiàn)和仿真。

（3）采用現(xiàn)代化、多樣化的教學方法與手段，取得了良好的教學效果

機械原理課程的教學時數(shù)隨著教學改革的深入和課程體系的調整逐漸減少，如何在有限的教學時間內完成規(guī)定的教學內容,并取得較好的教學效果是一個值得探索的問題。我們充分利用本校先進的校園網絡及多媒體技術相結合的方式進行本課程教學。

課堂教學與網絡教學相結合，例如，利用濟南大學卓越課程中心3.0積極開展網絡化教學模式，及時發(fā)布教學大綱、教師簡介、網絡課程、教學錄像、實驗指導、教學資料下載和互動欄目等，其中互動欄目包括作業(yè)布置、答疑、論壇交流、網絡考試等內容。多媒體技術的運用與教具、模型、圖片、實物的運用相結合，采用多媒體教學方式，通過CAI教學,特別是計算機FLASH動畫,使學生對各種機構形式、工作原理和在實際機器中的應用有深入的了解,使課堂教學更生動、直觀,提高了學生的感性認識,激發(fā)了學生的學習興趣；在課堂上給學生進行實物和模型的演示,學生可以通過實際接觸和操作這些實物和模型,進一步增加感性認識,有利于學生接受和掌握相關知識。開展啟發(fā)和討論式教學，讓學生分組討論,充分發(fā)表自己的見解,激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望。師生的面對面答疑與網上在線答疑相結合，理論考試與實驗考試相結合等。

（4）創(chuàng)新與實踐相結合方式，創(chuàng)建機械創(chuàng)新園地第二課堂

注重實踐和鼓勵創(chuàng)新。濟南大學設置了教師個人創(chuàng)新工作室，鼓勵和組織教師學生共同開展課外科技活動，引導學生進行濟南大學SRT項目立項和設計，積極參加各種科技競賽，從而提高學生進行課外機械創(chuàng)新設計、學術科技作品競賽的能力。積極參加“挑戰(zhàn)杯”、山東省機電大賽、齊魯機器人大賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽等項目，并取得了優(yōu)異的成績。

2 總結語

教育的重心已由單純知識的掌握轉向創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要培養(yǎng)基礎更扎實、知識面更寬、能力更強、素質更高的專門人才。本文結合作者近幾年的教學實踐，思考和探索了基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械原理課程教學內容和方法，從四個方面將教學內容、教學手段、創(chuàng)新方法和工程實踐有機結合起來，調動了學生學習的積極性和創(chuàng)造性。希望與同行專家交流探討，進一步提高機械原理教學方法和教學質量，取得更好的教學效果，培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新能力。

［1］陳雪輝,袁根福.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《機械原理》課程教學改革的實踐[J].職業(yè)教育,2012(6):224-225.

［2］張瑾,陳向陽.《機械原理》課程教學改革淺析[J].科技視界,2015(35):151.

［3］賈吉林.機械原理課程教學的改革與探索[J].機械管理開發(fā),2009,24(5):159-160.

［4］孫志宏,莊幼敏,王永興,駱祎嵐.建設有特色的“機械原理”精品課程[J].紡織教育,2011(4):303-304.

［責任編輯：李書培］