在機械原理教學中創新思維的培養

一、前言

“機械原理”是工科院校機械類專業的一門重要的技術基礎課，它在整個專業教學計劃中起著承前啟后的作用。它既有豐富的基礎理論，又有一定的工程知識，而且包括著應用基礎理論知識解決工程實際問題的一系列獨特方法。它不僅提供了分析機械的基本原理與方法，而且還可以利用這些原理和方法來創造、設計新的機器。但它既不能代替專業課來講述一部完整的機器設計過程，也不能像理論基礎課那樣強調其理論嚴密性、完整性與抽象性。機械原理研究的問題本身都是工程實際問題，它直接為生產實踐服務。在“機械原理”課程教學中只有密切聯系實際，才能激發學生的學習興趣，增強其對機構及機器的研究與分析能力，最終提高學生設計與開拓創新的能力，以達到提高學生的整體素質的目的。

二、創新思維與教育培養

創新思維與一般思維的不同點主要在于它具有新穎性、獨創性及突破性。創新思維是一種很復雜的思維活動，它具有兩個特征：它是邏輯思維與非邏輯思維（形象思維、直覺、頓悟、靈感）的統一；是擴散思維和集中思維的統一。創新是通過抽象和概括反映事物的本質與規律的思維活動，然而伴隨著這種思維往往有強烈的探索動機，經歷存疑、假設、推理、頓悟和驗證的各個階段，最后達到對事物的進一步認識，而解決以前沒有解決的問題或獲得以前沒有的某種新事物，因而表現出創新性。

創新是選擇，突破與重新構思三個過程的結合，創新不是無中生有，而是有其生長點，或是從現有機構中進行研究、摸索、通過分析、類比選擇出基本雛形，或是以設計者的創新構思作為創新生長點，進行突破與重新構思，實現創新設計。由于創新比較接近推展、衍生的，是建立在從前現存成果上的，因而對于高等教育者，培養學生的創新思維則具有較好可操作性。

現代教育存在的問題之一是，教育者往往將教授的內容講解得詳細而貼切，但學生仍是遇事問而不思，最終導致課堂“填鴨”的大部分知識將會在很短的時間內被遺忘。實際上，引導學生進行主動的創新思維過程，就是使學生扎實掌握事物的本質和基本規律的過程。如果現代教育者能夠重視這一過程，那么學生所學到的知識將不再是僵化而機械的。他們將很快能夠領會、掌握事物的實質，進而在這一知識領域舉一反三，游刃有余。

三、課程教學與創新思維培養

要想培養與訓練學生的創新能力，首先，教育者要拋棄把所有的知識都要在課堂上灌輸給學生的想法，“授人以魚，不如授人以漁”。機械學的有關知識越來越多，越來越新，教育者要想把所有的知識都教給學生，這是非常不現實的，只有通過啟發、誘導和提示，激發學生的興趣和熱情，培養學生主動獨立思考的意識和能力，這樣才能夠教給他們真正的知識和技能。第二，一定要避免孤立的講解各章節的內容，教育可通過歸納、比較各部分內容使知識成為一個有機整體，更易于掌握鞏固。第三，向學生介紹一些創新思維方法，并結合課程的有關內容，訓練學生的創新思維，鼓勵學生減少思維“約束”，增大思維“自由度”，把傳授知識與培養優良的思維品質結合起來。第四，教育者要緊跟現代機械的發展方向，隨時注意發展前沿的新熱點，不斷充實和豐富教學內容，尋找激發學生興趣的新觀念、新事物、開發學生的機械創新思路。在教學實踐中，這些嘗試都取得了較好的效果。

四、采用多維一體教學手段，激發學生創造性思維，開闊學生思路

在教學手段方面，運用實物、模型、錄像、參觀工廠、CAI課件、網絡課堂等多維一體的教學平臺，調動學生的學習興趣，營造積極向上的學習氛圍。同時，還應建立機械原理課程的多媒體專用教室，配置機械模型系列陳列專柜。這樣學生課堂上認真聽講，課下自己動手操作，使學生有現場操作的體驗，增加了課堂教學的信息量，提高了教學質量，激發了學生創造性的思維。

在所有機構講授完后，通過對各種機構進行綜合性的比較、總結、并且誘導學生進行機構的組合設計。如在講到串聯組合方式時，前置子機構若為連桿機構，引導學生思考后置機構有哪些，學生自然想到學過的連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、槽輪機構、棘輪機構。在課堂上拆卸一些玩具，讓學生看到其原理，使學生恍然大悟，原來認為“深不可測”的玩具，居然都是用機構原理中一些簡單機構組合成的。如由凸輪機構組成的小熊打鼓，曲柄搖桿機構組成的蜻蜓撲動翅膀，曲柄搖桿組成的電動飛馬等，開闊學生的思維。

五、加強實踐環節，注重學生綜合能力的培養

1.加強實驗課環節

機械原理實驗課是重要的實踐環節。總的課時雖然減少了，但實驗課不應削弱。通過學生親自做實驗，不但加強了學生對機械的感性知識，加深了對基礎概念的理解，體驗到用理論聯系實際的學生方法，而且培養了學生運用實驗方法研究機械的能力，提高了學生動手和解決問題的能力。

2.加強習題討論課環節，注意引導學生掌握正確的學習方法

機械原理課是工科學生掌握機械類工程學科學習方法的“開山石”，其學習內容，方法和要求均與基礎課不同，死記硬背和套用公式的習慣性方法已完全不適用。習題討論課是結合典型題目以討論為主來進行做題。所謂討論，就是教師根據學生在學習該章節時暴露出來的問題，加以歸納、整理以提問的方式讓學生來回答，而且大量的問題由學生之間相互進行討論。教師要結合題目準備好問題，啟發學生自覺發言從中抓住癥結所在進行分析討論。通過習題討論課可引導學生積極思維、主動分析、開發思維，以培養學生舉一反三、觸類旁通的能力。

3.加強課程設計環節

課程設計是本課程教學的最后一個環節，也是最重要的一個環節。通過做課程設計學生除了加深鞏固和綜合應用所學的理論知識外，還能使學生受到確定運動方案的初步訓練，進一步提高使用技術資料、運算、繪圖及應用計算機的能力。課程設計應以開發學生智能為主，強調機械系統的運動方案確定，機械運動方案的設計是整個設計過程中培養學生創造性設計能力和獨立工作能力的關鍵性環節，它把課堂教學中學到的各自成章、彼此孤立的各種機構根據其不同點和應用場合有機地綜合運用于具體設計中去，從根本上培養鍛煉了學生從全局的觀點綜合考慮設計問題的能力。

六、結束語

從近幾年的教學實踐中，我們深切體會到重視培養與訓練學生的創新思維，可使教學更加生動、富有啟發性、并且有利于學生理解和掌握課程內容，提高學生分析問題、解決問題的能力、充分調動學生的主動性。學生中的確蘊藏著巨大的創新潛力。他們朝氣蓬勃，思維不受條件的約束，容易產生創新的火花，關鍵是要在一種寬松和諧的教學環境中，積極調動學生學習的積極性和創造性，拓寬學生的知識面，將課堂教學、創新理論和實踐有機的結合起來，學生才可能發揮創新能力，開發出一流的產品，服務于社會。

（作者單位：陜西國防工業職業技術學院）