機械基礎課程改革與創新型工程人才培養探究

閆茹?鄭甲紅?王寧俠

摘要：培養具有工程實踐能力和創新能力的高素質機械工程技術人才，是新世紀機械工程高等教育的主要教學目標。根據這一目標，通過分析學生工程能力的現狀和存在的問題，探索了機械基礎課程教學改革的一系列措施，提出了以轉變教育思想和觀念為先導，以教學改革為核心，以大學生課外科技創新活動為平臺，全面培養機械類創新型工程人才。

關鍵詞：機械基礎；教學改革；創新；工程人才培養

作者簡介：閆茹（1980-），女，陜西西安人，陜西科技大學機電工程學院，講師；鄭甲紅（1963-），男，陜西寶雞人，陜西科技大學機電工程學院，教授。（陜西 西安 710021）

基金項目：本文系“陜西省省級教學團隊——機械基礎課程教學團隊”的階段性研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0132-02

根據陜西科技大學（以下簡稱“我校”）實際情況，機械基礎系列課程包括：機械原理、機械設計、機械基礎，均屬于“技術基礎課”，它們是基礎課程與專業課程之間的橋梁，是從理論到實踐的過渡。培養具有工程實踐能力和創新能力的高素質機械工程技術人才，是新世紀機械工程高等教育的主要教學目標。[1]根據這一目標，以轉變教育思想和觀念為先導，以機械基礎系列課程教學改革為核心，以大學生課外科技創新活動為平臺，全面培養機械類創新型工程人才。

一、機械基礎課程與學生工程能力的現狀和存在的問題

機械基礎系列課程是機械類、近機類專業的必修課，早期課程體系和內容主要沿襲老的模式，即以機構分析、設計和典型零件設計計算為主線，很少涉及機械系統總體方案設計、創新設計及工程設計等方面的內容。[2]授課中注重知識傳授和具體的分析計算，缺少工程實踐能力的培養。這些使得工科畢業生存在以下突出問題：缺乏工程實踐能力和工程創新意識，專業面狹窄，動手能力差，綜合素質低下，所學知識陳舊等。[3]

機電工程學院作為教學研究型學院，機械工程作為工科專業，以重點培養從事工程技術開發和應用的設計工程師和生產工程師為主要目標。其本科畢業生除少部分進入更高層次的教育，大多數將主要到大中型企業或工程設計院從事大中型工程項目的開發、設計、施工等方面的工作，其中一些人還要工作在生產第一線。

針對學生中存在的主要問題，依據機電工程學院學生培養定位，機械基礎課程教學團隊提出推進機械基礎課程教學改革，依托大學生課外科技創新活動平臺，加強培養機械類創新型工程人才。

二、機械基礎課程教學改革措施

依據國家“十二五”規劃綱要、黨的十八大精神和新世紀機械工程高等教育的主要教學目標，加快教育改革發展，加強培養具有工程實踐能力的創新型工程技術人才。筆者轉變教育思想，調整機械基礎課程教學目標，編寫教材，更新教學內容，創新教學方法，拓寬實踐平臺，建立機械基礎課程教學新體系。

1.調整教學目標

以培養創新型工程人才為目標，通過機械基礎課程，使學生學會如何將基礎理論知識用于工程實際設計中，達到“懂理論、會設計、知發展、想創新”的目標要求。

2.根據教學改革需要，推進教材建設

為提高工程人才實踐應用能力，機械基礎教學團隊2006年編寫的21世紀高校機電類規劃教材《機械原理》使用至今。2008年編寫《機械設計》教材，后于2011年修訂《機械設計》教材，并邀請國內知名專家吳宗澤教授作為主審，由機械工業出版社發行。2002年，為適應我校輕工專業特色的需求，對近機類、非機類機械基礎進行了較全面深入的改革，在21世紀教材指導方針下，編寫《機械基礎》教材并出版。2005年，為進一步加強教材的實踐性，淡化公式理論推導，與后續各輕化工專業機械相結合，編寫了21世紀高校機電類規劃教材《機械設計基礎》，并由機械工業出版社出版，在此基礎上，2013年修訂并出版《機械設計基礎》第二版。

3.更新教學內容

為實現上述目標，在課程理論教學方面，繼續堅持“以設計為主線，以加強工程實踐能力培養為核心”的改革思路。[4]課程教學內容必須反映機械學科發展的最新成果和方法，同時，恰當解決內容在增加、學時要壓縮的矛盾，以減輕學生負擔，擴大學生自主學習空間的矛盾。為此，適當刪除一些在工程實際中基本不再使用或已失去指導意義的內容以及對先修課程內容重復的部分，重點培養學生應用現代設計方法和手段，運用理論知識等解決工程實際問題的思維方法和基本技能。在機械原理課程中，增加機構方案設計和機構創新設計等方面的內容，在機械設計課程中，增加現代設計方法、機械結構創新設計等方面的內容，并且新增通識選修課“工程設計”。

4.創新教學方法

以現代教學手段補充傳統教學方式，更加形象生動地幫助學生建立基本概念。以精品課程網絡建設補充課堂教學和課后答疑，幫助學生及時解決學習中的問題。案例教學中，以認知實習、生產實習及日常生活中學生見過的機械為例，更加直觀地幫助學生理解基本原理。啟發、探究式方法結合大作業，幫助學生掌握基本方法的基礎上，學習提出問題、解決問題的思路。

5.在現有實踐教學的基礎上，加強平臺建設

機械基礎課程在前期認知實習、生產實習及典型零件測繪的基礎上，加之課程設計、實驗及大作業，還是使學生感覺到理論與實踐之間的距離，尤其有部分學生感覺到有“吃不飽”的現象。自2004年起，組織并指導學生參加全國大學生機械創新大賽，2011年起，組織并指導學生參加全國大學生工程綜合能力訓練競賽，同時，多次指導學生參加大學生挑戰杯。為支持這些學生課外科技活動，學院成立了機械創新基地，并不斷完善。

2012年，教育部關于做好“本科教學工程”，提出實施大學生創新創業訓練計劃，這一計劃的實施，使筆者以競賽要求為題目、短期性的學生課外科技活動，轉變成常態化的課外科技創新能力訓練，使開放的創新基地更加繁忙。該團隊教師所指導的創新項目占到學院總項目的半數以上。

這些平臺的搭建，使更多的學生有機會參與課外科技創新活動。從選題、到方案設計、完善、結構設計、改進、圖紙繪制、材料采購、零件加工、裝配、調試、再改進、創新成果的報告撰寫、答辯驗收等一系列環節，鍛煉了學生的思維能力、動手能力、實踐能力、解決問題的能力，及工程的嚴謹與做事的堅持。他們的能力得到了鍛煉，創新思維得到了提高，知識結構得到了完善。

6.大學生課外科技活動反哺教學

大學生課外科技活動不僅提高了學生的工程能力，同時使學生認識到理論學習的重要性，發現知識結構的缺陷，理解課程的銜接與綜合應用，提高了理論學習的積極性、主動性，帶著問題走進課堂。同時，筆者又將這些作品帶進課堂，這些鮮活的案例，活躍了課堂氣氛，極大地調動了學生們學習機械基礎課程的興趣。

課外科技活動除了將學生帶進課堂，更是將學生推向社會和市場。為了完成選題，他們走出了校園，擦亮了眼睛，觀察了生活與生產；為了加工制作，他們走進了市場，認識了材料，理解了公差，學會了制圖。而這些收獲，無一不有助于綜合教學效果的提高。它不僅僅提升了機械基礎課程的教育教學質量，同時項目完成過程中所涉及的一系列理論課程和實踐教學環節都得到了重視。

課外科技創新活動拓寬了機械基礎系列課程的課程設計選題，[5]對于陳舊、單一的課程設計題目很難調動學生的學習積極性。例如在機械原理課程設計中，筆者采用教師提供選題、當年的學生競賽題目或由學生自由選題與教師審核相結合的方法。課外科技活動提高了大作業的完成質量，例如機械原理課程中平面連桿機構、凸輪機構等章節“計算機輔助機構分析與設計”大作業，為使其計算結果應用于下一步的設計，計算更加仔細認真。課外科技活動改善了部分創新型、綜合型實驗的完成效果。

另外，機械類課外科技活動使得我校其他近機類、非機類專業的學生有機會參與非主修專業的課外科技活動，拓寬了學生的知識面，為行業設備的認識打下了良好的基礎。

三、教學效果

通過機械基礎課程教育教學改革的一系列措施，提高了本科教學質量，學生創新能力、工程應用能力大幅度提升，學生課外科技活動成果數量連續幾年明顯增長，該團隊被批準為2013年省級教學團隊。為進一步提升人才培養質量，筆者將繼續研究、改進教學方法，探索機械基礎系列課程及實踐環節的考核評價體系，拓寬學生實踐環節的方式和渠道，加強和完善學生課外科技活動平臺建設和指導教師隊伍建設，使更多的學生變被動學習為主動學習、自主學習，全面提高學生的工程素質和創新能力，實現培養創新型工程人才的目標。

參考文獻：

[1]趙曉聞，林健.工程人才培養模式的國際比較研究[J].高等工程教育研究，2011，（2）：33-41.

[2]段巍.《機械原理》課程改革實踐與創新能力的培養[J].中國電力教育，2008，（2）：81-82.

[3]張鵬，于蘭，劉助柏，等.高校大學生創新能力培養現狀及對策研究[J].大學教育科學，2005，（3）：50-53.

[4]鄭甲紅，王寧俠，周志明.在機械原理教學中培養學生創新意識的探索[J].高教論壇，2006，（1）：43-45.

[5]王濤.“機械原理”課程設計新模式的探索與實踐[J].中國電力教育，2010，（1）：155-156.

（責任編輯：王意琴）