基于《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計談高職學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

桂和利

無錫科技職業(yè)學(xué)院

【摘要】結(jié)合高職學(xué)生的特點，以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新必備能力為目標(biāo)，重新構(gòu)建《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計體系，完善《機械設(shè)計基礎(chǔ)》實訓(xùn)（實習(xí)）資源，重視計算機軟件使用，加強創(chuàng)新實踐等，為學(xué)生搭建創(chuàng)新平臺，積極引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實踐，有效地培養(yǎng)高職學(xué)生的創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計；高職學(xué)生；創(chuàng)新能力

只有打破固有的思維定式和僵化的思維習(xí)慣，進(jìn)行創(chuàng)造性的思維活動，才能不斷創(chuàng)新原理，更新技術(shù)，才能適應(yīng)人們對產(chǎn)品功能增強的需求。在教育過程中，培養(yǎng)具有敏銳的創(chuàng)新覺悟和一定創(chuàng)新能力且敢于實踐創(chuàng)新的大學(xué)生，是時代的需求，也是高職教育改革的一項重要內(nèi)容。本文結(jié)合《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計，圍繞學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，結(jié)合筆者多年的教學(xué)實踐，進(jìn)行了一定的探索和思考。

一、以培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)為目的，重新規(guī)劃課程設(shè)計

（一）以培養(yǎng)創(chuàng)新知識為目標(biāo)，整合課程內(nèi)容

創(chuàng)新知識是指在某一領(lǐng)域具有獨到的見解或較深的造詣，具有扎實的基礎(chǔ)和深厚的文化底蘊并及時汲取最新的知識。為此，要加強基礎(chǔ)性知識的培養(yǎng)，以“必須、夠用”為指導(dǎo)原則，確立教學(xué)內(nèi)容，制訂教學(xué)計劃，將《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)內(nèi)容整合為“常用機構(gòu)、機械傳動、機械聯(lián)接”三部分，讓學(xué)生獲得系統(tǒng)、牢固的知識；引導(dǎo)學(xué)生汲取更新的知識，實現(xiàn)知識的傳播、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，實現(xiàn)知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化重組《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計內(nèi)容，按照“結(jié)構(gòu)→原理→應(yīng)用”邏輯關(guān)系，重點加強對結(jié)構(gòu)的分析、原理的講解、應(yīng)用的推理，培養(yǎng)學(xué)生的知識綜合運用能力和汲取新知識的能力；在課程設(shè)計中，運用一題多解、方案比較、頭腦風(fēng)暴等教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生獨到的見解。

（二）以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為前提，選擇設(shè)計課題

以往，《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計基本上都是采用常規(guī)減速器為設(shè)計課題，基本能夠達(dá)到傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)。然而放在當(dāng)下，課題缺乏新意，沒有考慮到目前高職學(xué)生實際狀況，教學(xué)效果不言而喻。為此，必須要結(jié)合學(xué)生實際能力，化復(fù)雜的“減速器”為多個設(shè)計課題，階段性實施。筆者多年嘗試，擬定三大塊（常用機構(gòu)、機械聯(lián)接、機械傳動）、五個小課題（凸輪輪廓繪制、連桿機構(gòu)設(shè)計、V帶設(shè)計、齒輪設(shè)計、軸系零件測繪），每個小課題實踐目標(biāo)明確（見表1），各個課題銜接邏輯性強。通過五個課題設(shè)計的培養(yǎng)，提高了學(xué)生觀察思考、計算繪圖、分析推理等創(chuàng)新應(yīng)具有的基本能力，為今后創(chuàng)新實踐夯實了重要基礎(chǔ)。

（三）以激發(fā)創(chuàng)新熱情為出發(fā)點，改進(jìn)教學(xué)方法

在傳統(tǒng)灌輸式的教學(xué)中，學(xué)生通常只是被動、消極地獲取知識，不利于其創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。為了營造活躍的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母?。例如，平面四桿機構(gòu)的設(shè)計，根據(jù)機構(gòu)的工作要求所提出的預(yù)定設(shè)計條件，確定繪制運動簡圖所必需的尺寸參數(shù)。在以往的教學(xué)中，教師通常采用解析法、圖解法、實驗等具體方法，解決實現(xiàn)給定的從動件運動規(guī)律和實現(xiàn)給定的運動軌跡等具體要求。在實踐教學(xué)中，教師講解范例，學(xué)生根據(jù)教師的步驟，依葫蘆畫瓢。整個教學(xué)環(huán)節(jié)，不利于學(xué)生創(chuàng)新熱情的激發(fā)。為此，改革必須從教師自身出發(fā)。首先，教師要重視學(xué)生創(chuàng)新熱情的培養(yǎng)，運用討論式、案例式、項目式、探究式等教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維習(xí)慣，積極引導(dǎo)學(xué)生從知識繼承者到知識創(chuàng)造者的轉(zhuǎn)變；其次，教師要不斷學(xué)習(xí)，開闊視野，不斷嘗試新的課程設(shè)計方法，利用AutoCAD2010新增的參數(shù)化功能，改變尺寸參數(shù)或者幾何約束，圖形自動改變，可以將抽象的平面機構(gòu)設(shè)計變得直觀、準(zhǔn)確；再次，在教學(xué)中，教師要多鼓勵學(xué)生獨立思考，標(biāo)新立異，多給予學(xué)生肯定和鼓勵，讓他們真真切切地感受到成功的喜悅。

二、利用校內(nèi)校外資源，夯實創(chuàng)新實踐基本能力

（一）完善課程設(shè)計資源

實踐教學(xué)是高等學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的重要組成部分，是培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要手段。以由簡單到復(fù)雜、從直觀到想象為主線，組建典型傳動機構(gòu)、常見機械傳動和常見機械聯(lián)接展示平臺。利用此類平臺增加學(xué)生對機械的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生觀察、記憶、想象、思維等能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力打下堅實的必要的基礎(chǔ)。與此同時，為激發(fā)創(chuàng)新靈感，引導(dǎo)創(chuàng)新實踐，搭建零（部）件測繪、機構(gòu)拼裝、傳動創(chuàng)新設(shè)計等實踐平臺。通過對零件結(jié)構(gòu)的分析，機構(gòu)創(chuàng)意拼裝，機械傳動創(chuàng)新設(shè)計，幫助學(xué)生親身感受機械中的奧妙，加深了學(xué)生對理論的理解，使學(xué)生親身感受機械產(chǎn)品制作過程，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識，使學(xué)生嘗試了創(chuàng)新實踐，感受了創(chuàng)新樂趣。

（二）利用計算機軟件資源

考慮到高職學(xué)生的實際狀況，特別是部分學(xué)生的空間想象能力欠缺，充分利用計算機軟件資源將有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生對機械的好奇心和旺盛的求知欲，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造才能。在設(shè)計過程中，學(xué)生根據(jù)尺寸參數(shù)要求，借助計算機進(jìn)行運動、受力分析，可以得到精確的計算結(jié)果，更主要的是可以調(diào)整參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。使用CAD三維繪圖技術(shù)，將設(shè)計作品旋轉(zhuǎn)、移動，可以觀全貌，窺細(xì)微，真正實現(xiàn)設(shè)計作品立體展現(xiàn)，達(dá)到可視化效果，激發(fā)學(xué)生內(nèi)心深處的創(chuàng)新欲望。在軸類零件測繪實踐中，當(dāng)繪制裝配圖時，可以實現(xiàn)多個零件同時操作，保持各個部件相對獨立；還可以利用計算機對零件組裝、拆卸進(jìn)行動畫設(shè)計。利用好計算機技術(shù)，把機械設(shè)計應(yīng)用軟件應(yīng)用于教學(xué)，不僅實現(xiàn)了課程間的融合，而且拓展了學(xué)生設(shè)計思路，激發(fā)了學(xué)生設(shè)計興趣，鍛煉了學(xué)生創(chuàng)新能力。

（三）借助企業(yè)資源

利用校外企業(yè)實習(xí)基地，結(jié)合《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程內(nèi)容，組織學(xué)生參觀制造類生產(chǎn)車間，聘請企業(yè)工程師開展產(chǎn)品設(shè)計、設(shè)備維護等技術(shù)講座；基于校企共享資源，在教師帶領(lǐng)下，開設(shè)探究性實驗，開展針對性嘗試；圍繞企業(yè)產(chǎn)品開展產(chǎn)品改進(jìn)、工藝優(yōu)化等具體實踐。借助校企共同資源，讓學(xué)生切身感受到企業(yè)和社會對創(chuàng)新設(shè)計知識和能力的實際需求，有利于培養(yǎng)真正符合社會需求的具有創(chuàng)新能力的人才。

三、參與綜合型創(chuàng)新實踐，進(jìn)一步提升創(chuàng)新實踐能力

（一）參加創(chuàng)新競賽

教師在平時的實踐教學(xué)過程中，要留意每個學(xué)生的表現(xiàn)，注意發(fā)掘“千里馬”。對于重點培養(yǎng)對象，逐步引導(dǎo)他們了解構(gòu)型設(shè)計大賽、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽等活動。同時，積極引導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)校主辦的課外實踐活動，參加市級創(chuàng)新創(chuàng)意大賽。在備賽過程中，由團隊成員發(fā)揮創(chuàng)造思維討論確定總體設(shè)計方案，進(jìn)行團隊分工，完成創(chuàng)新設(shè)計、仿真分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化、加工、裝配、調(diào)試及實驗改進(jìn)工作，最后完成整個機械創(chuàng)新過程。

（二）加入教師課題

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》作為一門專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，在我院跨專業(yè)、多班級開設(shè)，授課教師較多。課程負(fù)責(zé)人統(tǒng)一安排部分學(xué)生加入授課教師的產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)服務(wù)等科研項目?？蒲许椖柯?lián)系著生產(chǎn)實際，是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的良好平臺。學(xué)生參與具體項目鍛煉后，參與科學(xué)研究的全過程，明確科學(xué)研究的基本要求，掌握科學(xué)研究的基本方法，運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，提高綜合能力。科研實踐可以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、結(jié)束語

以培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)，通過課程設(shè)計體系優(yōu)化和整合重組、合理利用校內(nèi)外創(chuàng)新實踐教學(xué)資源，深化課程設(shè)計教育教學(xué)改革，抓住了培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵要素，走出了“以書本為中心”，克服了脫離工程實際的傾向。實踐結(jié)果表明，尊重事物發(fā)展規(guī)律，結(jié)合《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計，能很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的積極性，使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到較大程度的提高。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張春林.機械創(chuàng)新設(shè)計[M].北京： 機械工業(yè)出版社，2006.

[2]曹毅，汪選要.從課程設(shè)計談本科生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，12（02）：88-90.

[3]陸穎榮.提高《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計質(zhì)量的探索與實踐[J].廣西輕工業(yè)，2008，24（11）：146-147.

[4]李自勝，肖曉萍.機械創(chuàng)新設(shè)計實踐教學(xué)與實驗室管理探討[J].西南科技大學(xué)高教研究，2011（03）：71-73.