在高職院校中,培養學生的創新能力是通過具體實踐與理論知識學習實現的,其在基礎教育的基礎上提高學生的各方面素質。必須針對所有學科的全部課程進行逐步深化,從而有效培養學生的創新能力。這就必須改變傳統的教學結構、教學內容、教學觀念與教學方法等。所以,應該從系統工程方面出發,積極制定教育機械專業學生創新能力培養的策略,采取有效措施引導學生樹立創新意識,提高學生創新能力。本文提出了培養高職機械專業學生創新能力的幾點建議,以供參考。
一、在技術基礎課程教學中滲透創新意識教育
課堂是傳授知識的主要場所,為此,我們在教學內容、教學手段等方面進行了精心的組織和安排,將創新意識教育滲透到技術基礎課程教學中。
《現代工程圖學》是機械類專業的一門主要技術基礎課,在堅持基本理論、基本知識和基本技能訓練的基礎上,側重培養學生計算機繪圖能力、徒手繪制草圖技能和創造性設計構思能力。根據現代工程圖學課程的特點,編寫了現代工程制圖教材,制作了與課程內容相配套的多媒體教學課件,借助于CAI課件教學,激發了學生學習的興趣,提高了學生的空間構思能力和創新意識。
在機械原理、機械設計等技術基礎課教學中注重培養學生機構設計創新能力和結構設計創新能力。例如在講完各種機構的原理后要求學生自行設計一個具備某種功能的機構,學生思想十分活躍,提出的方案不下十種。教師幫助學生分析,哪種是可行的,哪種是最好的,使學生對所學知識有了更深刻的認識,為后面的創新設計打下了堅實基礎。同時,運用課堂辯論、學生講課和專題討論等方法,激發大學生的求知欲。例如給出一個不能動的桁架,讓學生判斷并把它改造成一個有確定運動的機構。學生充分利用所學知識,給出多種有創造性的可行方案,使學生學習興趣大大提高,因此,創新意識的培養必須從點滴做起。
二、在專業課程教學中加強創新意識教育
在專業課教學中注重培養學生的方案設計能力和創新設計方法。
為培養學生的方案設計能力,我們開設了機械創新設計課程,重點講解創新思維、創新技法,從實現的功能角度講解機械方案創新、機構創新等知識,完善創新設計的理念。為了開闊學生視野,課內列舉大量的實例,目的是讓學生多看多想,為創新設計打下理論基礎。
為使學生進一步掌握設計方法開設了機械設計工程學課程。該課程從整機的觀點和系統的角度出發,圍繞機械產品設計的三個主要步驟:功能原理設計、實用化設計及商品化設計,講述通用的機械系統和設計方法。
當今科技迅猛發展,要求學生的知識結構向多元化發展,因此需要理順其知識結構,并在這種理順過程中,激發學生的創新欲望。不怕學生不知道,就怕學生不敢想,教育學生人人都可以搞創新,創新無處不在。基于上述思想,應多給學生留一些啟發創新思維的問題,讓學生根據所學知識,大膽設想,敢于創新。
三、拓展教學實驗、教學實習基地的功能
針對剛入學的大學生對機械的認識幾乎是一片空白,對機械感到既陌生又好奇的特點,我們建立了機械認知實驗室,并從工廠等地方收集了大量的實物,小到一個螺絲釘,大到一部機器,形成了三個板塊:一個是通用零件、傳動件的陳列;二是常用機構的陳列;三是機器系統的陳列。當新生看到各種各樣的螺紋、齒輪、軸承……對機械有了初步認識,激發了學生極大的學習熱情和求知欲望。
針對大學高年級的學生在機、電方面已具備一定的基礎知識和感性認識,為進一步提高他們綜合運用知識開展創新設計的能力,我們建立了機電一體化開放型實驗室,為學生提供不同層次及類型的工程實驗、工程設計平臺。使學生由淺入深,循序漸進,從簡單的機電一體化應用與實踐入手,綜合應用硬件、軟件知識,直至完成CNC系統、FMS的設計及安裝調試運行工作。
學生在開放的實驗室里通過自由選題,在實驗老師的指導和幫助下,充分發揮自己的創新能力,完成了眾多課題,將理論與實踐很好地結合起來,克服了眼高手低、脫離實際的通病,思維空間得到了拓展,動手能力、創新能力得到了提高。
四、在課程設計、畢業設計環節加強對學生的創新才能的培養
我們在機械原理課程設計、機械設計課程設計的基礎上,增設了三周的機、電、液綜合課程設計,強化機械創新能力的綜合訓練。配合教學編寫了《機電液綜合課程設計指導書》,針對學生在機械結構設計、電氣控制設計及液壓傳動設計過程中可能遇到的實際問題不僅從一般的方法上給予指導,而且在設計的各個環節上著重啟發學生盡可能深入思考問題。在任務書中只給出機床功率、轉速范圍等基本設計參數,而對結構、傳動及控制方式不作硬性規定,以促進學生創新能力的發揮。
畢業設計教學過程是實現專業培養目標的一個關鍵性教學環節,在這一環節學生能得到全面訓練。恰當的選題是搞好畢業設計的前提,這就要求指導教師提出類型多樣的課題,以適應不同層次學生選題的需要,貫徹因材施教的原則,使學生的創造性得到充分發揮。
五、組織實施創新設計競賽
學生的知識掌握和創造能力發展,最終都將通過實踐活動進行檢驗。因此,實踐活動,特別是創造性的實踐活動,是培養學生創造性思維、創造技能及實現創造目標的手段和橋梁,是培養創造能力的重要環節。
開展機械創新設計競賽,是培養學生創新思維和能力的重要環節,是一種理論指導下的再實踐過程。為此,從2006年至今,開展了6屆機械創新設計競賽,并專門制定了大賽規則及表彰獎勵規定,每次都對優秀項目進行表彰獎勵,取得了較好效果。有些學生的創新作品已經獲得國家專利并轉讓。
培養學生創新能力,是教育界不斷探討和研究的問題,培養技師學院機械專業學生創新能力的措施很多,本文結合我院實際情況,提出了五項行之有效的措施,以供同行借鑒參考。