探討機械原理教學(xué)過程中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)

1、    探討機械原理教學(xué)過程中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)    杜青林+周洪波+歐昌杰摘 要： 機械原理作為機械工程類學(xué)生的必修課，其基本原理和方法與工程設(shè)計實踐息息相關(guān)。機械原理課程是培養(yǎng)機械類專業(yè)人才的重要課程，是進一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的橋梁，在學(xué)科體系中起承上啟下的作用。教師在教學(xué)工作中不僅要傳授知識，更重要的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、思考的主動性和強烈的求知欲。關(guān)鍵詞： 機械原理；教學(xué)過程；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新能力中圖分類號：647 ：a0引言隨著科技的發(fā)展，社會的進步，培養(yǎng)具備扎實理論基礎(chǔ)、強烈創(chuàng)新意識和全局創(chuàng)新能力的高端人才是重點高校的三大任務(wù)之一1，也是時代的發(fā)

2、展需要，機械原理作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，必須在觀念思維、體系制度和創(chuàng)新能力等諸多方面進行全面改革。本文僅結(jié)合機械原理教學(xué)實踐與工程項目設(shè)計對學(xué)生進行思維訓(xùn)練，以達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。1.教學(xué)思維的改革機械原理教學(xué)的總?cè)蝿?wù)和目標(biāo)是使學(xué)生掌握機構(gòu)學(xué)和機械動力學(xué)的基本理論 ，基礎(chǔ)知識與基本技能，并初步具有擬定機械運動方案、分析和設(shè)計機構(gòu)的能力2。機械學(xué)科柔和了現(xiàn)代微電子技術(shù)、光技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和計算機技術(shù)等新興技術(shù)，要激發(fā)學(xué)生的求知欲和體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力就要對其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進行改革。在教學(xué)內(nèi)容上，既要重點教授機械機構(gòu)結(jié)構(gòu)的分析、機構(gòu)運動分析和如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)

3、、齒輪機構(gòu)等常用機構(gòu)的設(shè)計理論和設(shè)計方法，又要針對時代的發(fā)展出現(xiàn)的新理論、新方法和學(xué)科發(fā)展的前沿的內(nèi)容，擴寬學(xué)生的視野和知識面3；在教學(xué)方法上采用多樣式方法來進行，除了課堂常規(guī)教學(xué)外，還要利用學(xué)?，F(xiàn)有的資源，如到校辦工廠實習(xí)、機械模型觀摩、機械創(chuàng)新大賽參與等多種形式；在教學(xué)手段上利用最新的一些網(wǎng)絡(luò)資源，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用如慕課和微課等最新的網(wǎng)絡(luò)形式向?qū)W生展現(xiàn)的某個知識點的基本原理和最新發(fā)展趨勢。2.創(chuàng)新思維的建立機械原理中的概念多，而且較抽象，學(xué)生理解起來較為困難，在教學(xué)過程中，應(yīng)積極鼓勵學(xué)生主動思考學(xué)習(xí)中遇到的各類問題4。在機械原理教學(xué)工程中，要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、引導(dǎo)學(xué)生主動獲取

4、知識，建立分析問題和解決問題的能力。教師應(yīng)該通過教學(xué)過程中的不斷實踐、探索和改進，建立一套以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和能力、激發(fā)創(chuàng)新思維為目標(biāo)的教學(xué)方式和方法，形成自己獨特的教學(xué)特征5。（1）課件準(zhǔn)備和備課時，就應(yīng)該從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維著手。譬如在機械原理教學(xué)中，需要提供很多動畫模型和數(shù)學(xué)模型，還需要很多實物圖片。教師不僅要講解基本原理，還需要不斷擴展到工程實例，開拓學(xué)生的思路和視野，并加以啟發(fā)和歸納總結(jié)。（2）教學(xué)過程體現(xiàn)互動性和實踐性。在教學(xué)過程中，教師起到引導(dǎo)和主導(dǎo)作用，學(xué)生是積極的參與者，這就要求師生互動、生生互動，溝通渠道是多向流通6。形成一個情感交融、活潑自由、民主開放的教學(xué)氣氛，

5、鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生大膽發(fā)言，提出異議，敢于突破傳統(tǒng)思維，敢于質(zhì)疑權(quán)威觀念。而同時讓學(xué)生能接觸大量的教學(xué)實際問題，譬如任課教師相關(guān)的科研項目和課題，又恰好跟所教的內(nèi)容相吻合，就可以直接拿出來，讓學(xué)生了解和參看，并且基于他們的理解提出自己合理的建議和方案，這樣不僅有利于學(xué)生將所學(xué)的知識運用到實踐創(chuàng)新中，還能解決一些實際問題，具有很大的可操作性，在一定程度上也實現(xiàn)了從理論向?qū)嵺`的順利過渡。（3）教學(xué)方式方法嘗試突破。一般機械原理教學(xué)絕大部分都是采用“灌輸”或者“填鴨”式，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中被動接收，主動性和興趣不高。這就要求教學(xué)時靈活運用啟發(fā)式教學(xué)法、問題教學(xué)法、類比教學(xué)法以及工程實例教學(xué)法，達到以學(xué)生

6、為主體，提高學(xué)生的興趣和效率。譬如在講解凸輪機構(gòu)時，采用動態(tài)模型、動畫演示來展現(xiàn)其運動變化，更好讓學(xué)生理解“反轉(zhuǎn)原理”。3. 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)新能力是以培養(yǎng)大學(xué)生自主創(chuàng)新能力為目標(biāo)深化教育教學(xué)改革，抓住創(chuàng)新教育的關(guān)鍵，通過對課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革，營造創(chuàng)新型育人環(huán)境，確立準(zhǔn)確的課程目標(biāo)，克服理論脫離實際的趨勢，較有效地協(xié)調(diào)教育教學(xué)過程中發(fā)生的矛盾和沖突，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實踐動手能力。另外，充分利用學(xué)校包括社會上的各種資源，使實踐教學(xué)時間和空間得到科學(xué)延伸。豐富專業(yè)人才的內(nèi)涵。實施全方位、多層次實踐訓(xùn)練，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上具有一定的成效。3.1實踐教學(xué)平臺的搭建學(xué)校歷

7、來重視實驗教學(xué)，在“十一五”、“十二五”發(fā)展規(guī)劃以及“湖南理工學(xué)院2011-2020中長期發(fā)展規(guī)劃”中，學(xué)校均將“提升學(xué)生實踐能力”作為教學(xué)工作的核心內(nèi)容來抓。學(xué)院以“機械設(shè)計制造及控制實驗教學(xué)中心”為依托，同時借助學(xué)院其他幾個實踐教學(xué)平臺如“電磁裝備設(shè)計與制造實驗室”、“現(xiàn)代制造技術(shù)實習(xí)基地”、“工業(yè)燃燒器及燃燒智能控制工程技術(shù)研究中心”以及校辦實習(xí)工廠，加強對機械原理的在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。3.2工程訓(xùn)練的提高在課程實驗平臺基礎(chǔ)上，采用項目競賽和設(shè)計創(chuàng)新等多樣形式，有目的性和針對性的對學(xué)生開展綜合設(shè)計創(chuàng)新能力訓(xùn)練，組織機械類學(xué)生參加以“機械創(chuàng)新大賽”和“機械工程綜合訓(xùn)練競

8、賽”等活動的大學(xué)生工程競賽項目，開展專業(yè)專項培訓(xùn)，積極鼓勵學(xué)生要采用計算機軟件設(shè)計自己所提出的方案，繪制出虛擬的三維造型，并通過軟件自帶的工具對方案進行仿真驗證7。通過各種競賽熟練運用和掌握機械原理中各種機構(gòu)形式和運動形式，注重促進學(xué)生知識能力素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，注重綜合學(xué)科背景融合和系統(tǒng)思維培養(yǎng)，注重工程能力訓(xùn)練和科研思維啟迪，注重共性培養(yǎng)與個性化引導(dǎo)，強化實踐體系的開放性和適應(yīng)性，強化實踐教學(xué)內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性，強化知識和能力培養(yǎng)的有效性和創(chuàng)新性。3.3教學(xué)與科研協(xié)同為讓學(xué)生了解本課程的前沿領(lǐng)域，熟悉本課程研究的基本理論與方法在科技創(chuàng)新中的應(yīng)用，我們將近年來承擔(dān)的多項與本課程內(nèi)容密切相關(guān)的科研

9、成果應(yīng)用到課堂教學(xué)和實踐教學(xué)中8。實驗教學(xué)與科研協(xié)同，使學(xué)生的實驗過程貼近實際、貼近前沿，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力非常有效的途徑。4. 總結(jié)機械原理的理論和實踐教學(xué)都需要從思想上進行系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新，適應(yīng)社會發(fā)展的需要，特別是在工業(yè)4.0時代，更加要求我們繼續(xù)探索在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的成效，結(jié)合工程實例和創(chuàng)新實踐，調(diào)動學(xué)生的積極性和參與熱情，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出高素質(zhì)能力的學(xué)生隊伍。參考文獻1 郭為忠. 機械原理課程的再認(rèn)識和教改對策j. 浙江理工大學(xué)學(xué)報，2012.11：82-88.2 潘存云. 機械原理m. 長沙：中南大學(xué)出版社，2013.3 張曉紅，于浩. 機械原理課程的改革j.科學(xué)與財富，2015，7（19）：241-242.4 黃國興，王勇，田杰，翟華. 機械原理教學(xué)改革與實踐j .浙江理工大學(xué)學(xué)報，2012.11：20-21.5 姚宇新，馬莉英. 淺析力學(xué)教學(xué)過程中的創(chuàng)新思維訓(xùn)練c. 力學(xué)課程報告論壇，2006.6 楊華文，楊禮康，段福斌. 案例教學(xué)在機械原理課程教學(xué)中應(yīng)用的探討j.浙