《機械基礎》學科教學與學生創新能力培養

培養的意義

我們知道，技術進步和創造革新是一個企業的生命線，員工在工作中是否具備創造能力和創新精神，直接影響著企業的生存與發展。而作為擔負培養一線工人和技術人才重任的職業教育，培養學生的創新思維品質應該是當前教學改革的重點和今后教育發展的方向。但我國的中等職業學校前身多為普通教育學校，其教學的特點就是努力把知識從上一代傳給下一代，知識由教師講，問題由教師提，答案由教師給，這當然與創新教育相距甚遠。筆者多年來一直擔任職高機械專業《機械基礎》教學，從自己的教學實踐中感到，結合專業學科內容、結構，通過師生協同發掘教材中能振奮創新能力的切口，選擇恰當的思維視角，應該是培養職業中學學生創新能力的有效途徑。

當然，學生創新的能力培養不是一蹴而就的，它貫穿于教育的不同層次階段，我們應把目標定位在“基礎性”上。所謂“基礎性”就是以培養學生的基礎創新素質為主，它主要包括：(1)創新意識：使學生擁有想創新、追求創新、以創新為榮的觀念與意識；(2)創新精神：使學生樹立遠大理想，堅定信念，敢于冒險、敢于挑戰、敢于創新；(3)創新思維能力：通過訓練學生的創造性思維來培養學生的創新能力，主要包括思維的敏捷性、流暢性、變通性、獨創性以及漸進性；(4)創新個性：主要包括勤奮、合作等品德，以及好奇、冒險、挑戰與想象等品質等等。 而在機械專業教學中，創新教育的目標定位應該是：在創新教育的大環境中，充分發揮機械學科的特點，協同其他學科，共同培養學生全面的創新能力。

實施的策略

本人在《機械基礎》教學中摸索出一些培養學生創新能力的辦法，主要策略有以下幾種：

1、引而不發，寬松動情

一位優秀的教師，要善于通過多種教學手段，抓住學生的思維這只“小鳥”，同時又不使它感受到束縛，從而唱出美妙而動聽的歌聲。這就要求教師的講解、設疑是“開而弗達”“引而不發”，留有學生思考的余地，為他們的創新思維創造必要的條件。“引而不發”體現在每一項教學活動之中。

例如：聯軸器和離合器的功用和類型通俗易懂，簡單明了，可安排學生自學。老師可以把有關問題寫在黑板上，規定適當的時間，讓學生帶著這些問題去閱讀，找出問題的出處，然后對學生進行提問，看其是否找到了問題的答案，最后由老師和學生一起歸納總結出知識要點。又如在機械基礎第六章第二節凸輪機構的講解中，上新課前可先提出這么幾個問題，①什么是凸輪?②什么是凸輪機構從動件的運動規律?③該規律由誰來控制?④你見過由凸輪控制的機構嗎?請舉例。讓學生圍繞這幾個問題去學習探索，并利用多媒體輔助教學(如讓學生觀察內燃機配氣機構的運動過程、自動車床走刀機構的運動過程、車床仿形機構等)再配以實物演示等手段使學生對凸輪機構有個感性認識。讓學生去思考。讓學生討論，并引導學生大膽想象、探索、求證。從而得出凸輪的連續運動可轉化為從動件的復雜運動，也就是說凸輪是控制從動件運動規律的構件，人們可以通過設置不同的輪廓曲線來控制從動件的不同規律，從而為我們人類服務。接著再拋出下一個問題，那么凸輪的輪廓曲線又是怎樣形成的呢?從而把問題又轉化到凸輪輪廓曲線的畫法上，即發揮了學生的主動性，又為下節課凸輪輪廓曲線畫法的教學做好鋪墊，使學生能深入理解這個規律。

2、情境探討，激發興趣

興趣是創新的原動力。在教學過程中，教師有目的、有計劃地創造形真、情切、意遠、理蘊、思趣、美感的教學情境，并注重培養學生旺盛的求知欲和強烈的好奇心，從而驅動他們積極探索和主動思考，激發學生的創新意識，培養學生的創新能力。

凡是富有興趣的東西，就容易激發學生的學習興趣，引起學生的思維。著名的心理學家布魯納說過：“學習的最好刺激乃是對所學教材的興趣?！笔聦嵣希蟛糠謱I課特別是機械專業課程都是比較枯燥的，因此教師必須善于將抽象的教材內容具體化、生動化、有趣化。創設情境，激發興趣，使學生在學習上能夠“動”起來。教師可以根據教材內容提供生動豐富的圖片，應用現代教育技術的輔助教學手段對一些教學內容做直觀的演示，使理論教學變得更生動、形象；還可以將教材內容引導到學生的親身生活中來，如道路的建設、代步的交通工具、及我國自行研制的“神六”飛船等等都與機械密不可分。

機械基礎是一門實踐性很強的課程。當結合貼近生產、生活的實例來進行教學時，就可以極大地激發學生的學習興趣，使學生在增強感性認識的基礎上掌握知識要點。如教師從學生感興趣的摩托車引出內燃機零件、構件、轉動副、移動副的概念及鏈傳動、齒輪傳動及輪系的相關知識；從學生熟悉的縫紉機踏板機構、汽車前窗的刮雨器、公共汽車車門、單元防盜門啟閉機構引出鉸鏈四桿機構及演化形式的類型、特點及應用；到實習工廠觀察牛頭刨床的“急回特性”，觀看銑床的液壓系統等等都可激發學生的創新意識。增強學生的自信，提高學生的創新能力。

此外，應用“奇特、新穎、有趣”的實例，創設情境教學活動。實驗往往會讓學生感到興奮、好奇。能順應學生的“好奇、好動、好玩、好勝”的心理，大大刺激學生感觀，激發學生的學習興趣。

例如：在講解漸開線的形成原理前，先讓學生提前準備好一根繩子并用一塊硬紙片剪下一個圓，各自在黑板上或課桌上畫一條曲線，然后根據自己畫出的曲線，認識發生線、基圓等概念，總結出漸開線的定義和性質。老師在旁邊做適當引導、點撥鼓勵學生去動手、去思考、去歸納和總結，使學生成為學習的主人，形成師生互動的教學模式，活躍課堂氣氛，加深對知識的印象，取得良好的教學效果。

3、設置障礙，引導創新

敏銳的觀察力和感受力、百折不撓、堅持不懈的毅力和意志是具有創新精神的人們的共性。要適應社會發展，必須培養超前意識、敏銳的判斷力，既要培養學生的各種思維能力，也要能理論聯系實際，運用理論指導實踐，培養學生的表達能力、組織能力、動手能力；要有創新精神，充分挖掘學生的想象力及大膽設想、大膽嘗試的能力。這就對老師的課堂教學提出更高要求，必須改變傳統教學觀念，敢于打破傳統的教學模式。在《機械基礎》學科教學中，人為地設置障礙也是引導學生進行探索、激發創新的有效手段。

例如《機械基礎》軸的結構設計這節內容，筆者先提出軸的整體設計思想，再強調三個基本要求，即軸上零件能牢固可靠地相對固定；便于加工和減少應力集中；軸上零件裝拆方便。之后，由學生自行設計，凡根據設計思想，滿足以上三個基本要求者，均屬合格，然后再評價哪種結構更合理。接下來估算軸徑，如各級低速軸的軸徑d可按同級齒輪的中心距a來估算，其經驗公式為d=(0.3-0.4)a。面對取值范圍內的幾個標準值，許多學生不敢自己決定，要求老師定答案。我的答案是：這是經驗公式，是實踐中產生的公式。這幾個標準值都是答案，取小值經濟些，取大值更安全，同學們可以根據自己的設計選擇一個答案。當然在實際設計中，還要考慮諸如工作條件，使用材料以及設計人員的思路等多方面因素，才能最后確定設計方案。

4、質疑問難，激活思維

教師在教學中要注意創設問題情境，有意識地設一些疑點，并引導學生積極分析、思考。愛因斯坦說過：“提出—個問題，往往比解決一個問題更重要?！币虼耍處熞膭顚W生多問幾個為什么。特別要鼓勵學生對前人、教師的一些觀念理論，能大膽質疑。

羅杰斯認為，每一個學生天生就具有創新能力，我們的教育應該是允許學生創造。羅杰斯還認為，學生有可能不會像科學家那樣發現“新東西”。但他們會形成一種“科學永無止境”的探究精神，并認識到在任何真正的科學里都沒有封閉性的結論。

例如：在《機械基礎》鉸鏈四桿機構的教學中，通過反復演示一操作工人腳踩縫紉機踏板的實驗過程來創設工作情景確定要解決的問題：①踏腳板的擺動是怎樣變成皮帶輪的轉動的?②它是鉸鏈四桿機構中哪一種形式?③該機構中有曲柄嗎?存在死點嗎?④當機器停止轉動后，為什么操作者有時稍一踩踏腳板就能很輕松地把它啟動起來?而有時使勁踩卻怎么也啟動不了呢?既引發了學生尋找答案的欲望，激活了學生思維，又培養了學生閱讀教材、理解知識的能力。

5、淺處深掘，辯證分析

機械課教學不僅要深入淺出，而且要淺處深掘，于學生無疑之處見疑，有利于培養學生思維的深刻性。對教材上的重要內容分析其客觀依據。這種分析，不是僅僅停留于教材文字所描述的陳述性知識，而是揭示出了蘊含在教材字里行間的程序性知識，無疑有利于深化學生的認識，提高學生思維的深刻性和靈活性。

例如：在講“液流連續原理”時，舉了這樣的例子：當你用皮管為花園里的花草澆水時，若你用手捏扁水管。這時水流速度加快沖得遠，若將手放松，則水流速度減慢。為什么?通過學生自學，小組討論，教師參與等方式得出從自來水龍頭流的水量是同樣的，但捏扁水管等于將管路截面積變小，這樣水流平均速度必然變大。這個例子學生有親身體會，將它與所學知識結合起來，學生很快理解了關于液體在無分支管路中穩定流動時，流經管路不同截面時的平均流速與其截面面積大小成反比的公式A1V1=A2V2。然后再讓學生閱讀教材，當一部分學生的思維和解答過程與書上一致時，就會充滿成功的喜悅。通過討論得出結論之后，后面的問題便迎刃而解。這種啟發討論式的方法，不僅能幫助學生獲取知識、而且還能啟發學生的創新意識。

6、巧設課題，誘發興趣

俗話說“興趣是最好的老師”，機械基礎課本內容枯燥乏味，學生普遍提不起興趣，但教材中也有大量的生活、生產實踐中的具體實例，教師可以從中抽象出基本原理、理論，作為知識點呈現給學生。其目的是為了增加學生的感性認識，并使學生能比較容易的從感性認識上升到理性認識去分析、思考、解決問題。

在學生掌握了基本概念和基本規律后，注重設計一些對學生來說具有研究價值的題目。不是把大部分時間用于簡單的技能訓練上，而是讓學生研究開創性的題目。通過一個有生產背景的實踐課題，以設計對象為主線，使學生通過原理方案的設計、執行機構的設計、傳動方案的設計、結構方案的設計等過程，加深對機械系統的整體認識，加強設計中的工程意識，培養綜合創新設計的能力。

通過研究性課題的設計，學生對機械有了完整的概念，將機械的原理方案設計與執行機構、傳動機構的設計有機結合，將機構運動設計和結構設計有機結合，并將機械創新設計方法應用到整個設計過程中，使學生的創新潛能得到了充分發揮，不僅培養了創新設計的能力，還使許多過去認為學機械是“走錯了門”的學生，對機械設計產生了濃厚的興趣。

感受與思考

幾年的教學實踐，讓我發現，原來在人們腦海中的職高學生的種種不良影響在我心中蕩然無存，他們想學了，生動了，并十分快樂地接受著新知識、新技能。職業中學的學生具有更強的創新潛能，有效地開發挖掘，可以說“前途無量”。這幾年來，我們的一些學生在省、市、區級各類競賽中屢獲大獎，取得了優異的成績。這使我深深體會到，培養學生的創新能力，意義非凡。