機械類專業力學課程教學與課外實踐相結合的探索

培養學生的創新和綜合設計能力，是教學改革對工科人才培養的主要目標，也是機械類課程教學改革和建設的根本目標，力學課程理論教學與工程實踐相結合，有利于培養學生的創新意識綜合設計的實際能力。就近年來在實際教學中，將課程教學與參加學科競賽相結合的體會與收獲進行總結與梳理，為機械專業課程改革提供重要的參考。

力學教學素質教育創新教育課外實踐力學課程是機械工程類學科的一門重要的專業基礎課，具有較強的理論性和實踐性，而實踐教學是教育部對高校本科教育教學工作水平評估的關鍵指標之一。加強實踐能力的培養，探索學生工程素質與專業素質培養的途徑，是應用型本科院校遇到的一大現實問題。

課外實踐活動，是培養學生實踐能力和創新精神的重要手段，是學生主觀和客觀相統一的過程。而近年來，教育部主辦了多項學科競賽，目的在于引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新設計能力、綜合設計能力與協作精神；加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求進行創新、設計、制作的實踐工作能力，并吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才脫穎而出創造條件。

因此，我們在專業教學過程中，將參加學科科技競賽與實踐相統一，為課程教學改革進行有益的探索。本文就我們參與機械設計創新大賽，將力學理論教學與培養學生的創新能力相結合的過程進行扼要的介紹。

一、積極鼓勵學生參加課外科技活動

課外科技活動對于培養大學生的創新思維、競爭意識、團隊合作精神，造就大批適應社會要求的高級專門人才、推動教學改革、提高教學質量、培養大學生的理論聯系實踐的能力具有深遠意義。為此，我系成立科技活動小組，選配骨干教師，鼓勵學生參加各種學科競賽，如全國的“機械設計創新大賽”“節能減排大賽”“智能車比賽”等，并取得了可喜的成績，通過與學校教務處、實驗中心合作，鼓勵學生申報創新實驗項目。

為學生提供科技制作場地和設備，完成產品設計與加工，更好地培養學生的創新、設計和工程實踐能力，也為學生參加各類課外科技大賽提供一個創新設計與加工平臺。

二、指導學生認真檢索、積極思考，選取有價值的參賽題目

學生在選題初期，往往面臨著兩種情況，一種是不知道如何進行選題，一種是有想法，但是不知道如何實現或者拿不出具體方案。針對這樣的情況，指導教師通過培養學生檢索文獻材料的能力，結合學生自己的能力、特長、興趣選擇設計題目，最后由教師把關，共同協調。因此，參賽題目的選擇更接近于生產實際，更具有靈活性，也更多樣化，并充分地調動了學生的積極性、主動性和創造性。

三、商定設計功能要求，讓學生自己擬定結構方案

在設計開始階段，認真引導學生，提出接近實際的功能要求，而非直接給定參數和方案。從而在集體討論的基礎上，給定設計任務書，再由學生從功能分析出發，自己擬定結構方案，進行方案的比較優化，最后初定參數和結構型式。在功能分析與方案設計過程中，學生自覺地將學過的專業知識應用起來。比如，連桿機構等，達到了較好的鍛煉目的，加深了學生對專業知識的理解程度，體會到做中學的樂趣。結構設計具有多解性，為創新設計提供了諸多可能，但是如何進行結構創新才能得到較好的使用性能，是需要教師和學生認真探討的問題，如將“合理地分配荷載”這部分力學原理，通過改變結構的布置方式，可以改善結構的強度和剛度，提高承載能力，其可以在帶輪與軸的連接、徑向軸承與推力軸承的組合支承結構等結構中予以應用，學生在理解原理之后，可以自行解決多種結構創新的問題。

四、結合方案，將理論知識與設計任務相結合

大致的方案確定之后，盡可以初步設計計算，而這一部分往往是學生感到最困惑的階段，所以老師的指導作用就非常重要。按具體的設計要求，引導學生進入設計狀態并順利完成計算校核是關鍵內容。在這個階段，指導教師要多加關注，具體指導學生怎樣查閱資料、如何簡化模型、選擇適用的理論和公式、選用合理的系數，從而計算得到各種初始數據，再經校核調整參數，有條件的話，還可以進行有限元分析、動力學仿真等模擬的過程，完成從定性問題轉化為定量的設計工作。這個過程往往也是學生最有收獲的地方，因為學生從中看到了理論知識的實用價值，更加有了學習理論知識的動力和熱情。

五、確定方案，進行加工制作

在參數確定之后，首先開始圖紙的繪制，完成各個主要零部件的選擇和結構設計。草圖完成后，經指導老師校閱、修改后，完成標注和配合、列出技術條件等細節問題。需要引導學生熟練地運用有關參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規范，并熟悉有關國家標準，培養機械設計的基本技能。在此過程中，學生將充分地綜合學過的理論知識，如把公差與測量的知識應用于設計中，并達到加深認識的效果。然后，借助學校實驗室的設備和工具，學生自行完成加工制作的環節，在該過程中，教師主要提供配合，并監督安全生產，避免事故的出現。

六、調整方案，完成設計

通過裝配，已經基本獲得設計成果，此時，仍需教師引導學生，進行后期的調整，以使得方案更加完善。作為最后階段，往往問題也更加瑣碎和細微，需要教師的合理引導，培養學生的耐心。

學生創造潛能的發掘來自于創新實踐的鍛煉，而這與教師精心設置的一系列機會和環節是不可分離的，但是這也并不意味著教師需要越俎代庖，大包大攬，應當適時地放手給學生嘗試，哪怕是加工失敗，也可以使學生得到收獲。

七、結束語

實踐教學對于培養學生的工程意識、創新思維、競爭意識、團隊合作精神，推動教學改革，提高教學質量，培養大學生的理論聯系實踐的能力，具有深遠意義。

經過幾年來的教學實踐和反復思考，我們深深認識到，將理論教學與課外實踐結合是全面推進教學改革、提高人才培養質量的良好措施，受到了學生的歡迎，激發了學生對基礎課程的學習興趣，是一種較為有意義的探索。今后對課外實踐和理論教學相結合的探索還將進一步深化和完善。通過創造性思維方法的介紹，結合課程相關內容，訓練學生的創造性思維能力，緊跟機械行業發展動態，關注學科前沿問題，不斷地充實和豐富教學內容，尋找激發學生興趣的新觀念和新事物，開發學生的機械創新思路，只有這樣才能培養出合格的專業人才。

參考文獻：

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