機(jī)械創(chuàng)新課程中培養(yǎng)學(xué)生能力的教學(xué)探討

楊　丹　徐　杰　趙麗萍

機(jī)械創(chuàng)新課程中培養(yǎng)學(xué)生能力的教學(xué)探討

楊丹徐杰趙麗萍

在我國高等院校的專業(yè)教育中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力，已成為課程教學(xué)和改革的主要指導(dǎo)思想。作為農(nóng)業(yè)院校，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程是農(nóng)業(yè)機(jī)械和機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)為適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的需要而設(shè)置的一門重要的專業(yè)課。該課程旨在系統(tǒng)地增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，著重培養(yǎng)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維及行為，以提高農(nóng)業(yè)院校工科專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、理論教學(xué)的探索

1.利用多媒體互動(dòng)式教學(xué)手段解決教學(xué)中較難知識(shí)點(diǎn)。課堂教學(xué)一方面采用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)CAI課件，另一方面還會(huì)根據(jù)課程內(nèi)容添加多媒體資料進(jìn)行教學(xué)，這樣可以幫助學(xué)生理解一些難于理解的的章節(jié)和過去教學(xué)方法不能充分解答以及說明的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題。例如在課堂上播放一些視頻、照片以及帶相關(guān)文字說明的資料，或者播放含有豐富而生動(dòng)的機(jī)械學(xué)科知識(shí)的教學(xué)錄像、加工現(xiàn)場錄像以及用AutoCAD、CAXA、SolidWorks等繪圖軟件制作的機(jī)構(gòu)、機(jī)器三維模擬動(dòng)畫等，將學(xué)生們的抽象思維與形象思維結(jié)合起來，從而拓展學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)創(chuàng)造性思維，補(bǔ)充學(xué)生生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)的不足，從而深化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。

2.采用開放式的教材。開放教材的方式主要有以下幾種：一是還原教材。還原教材就是將教材的文字語言還原為它所代表的真實(shí)事物，通過還原，將抽象變?yōu)榫唧w，將枯燥變?yōu)樯鷦?dòng)，深入淺出，讓學(xué)生以圖片、視頻形式進(jìn)行認(rèn)知，使知識(shí)在書本中“動(dòng)”起來，變成真正運(yùn)行的東西，注入學(xué)生的大腦。二是充實(shí)教材。對教材中表達(dá)不清的內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)，將新知識(shí)、新技術(shù)、新專利引進(jìn)課堂。三是積極培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的意識(shí)。教師應(yīng)善于創(chuàng)設(shè)問題情境，在課堂上提出教材例子以外的設(shè)計(jì)實(shí)例，積極引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，利用所接觸的知識(shí)解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

3.運(yùn)用啟發(fā)互動(dòng)式教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新積極性。在國外，很多知名大學(xué)都有導(dǎo)師系統(tǒng)，嚴(yán)格要求學(xué)生必須自己立論，互相辯論。在美國，教學(xué)模式就是一些互動(dòng)式的討論課堂，在這種教學(xué)模式下，學(xué)生們會(huì)挑戰(zhàn)彼此，而不是盲目認(rèn)可教師的觀點(diǎn)。教師會(huì)積極采取啟發(fā)互動(dòng)式的教學(xué)模式，支持學(xué)生自主思維，讓學(xué)生能夠互相挑戰(zhàn)，同時(shí)也支持挑戰(zhàn)教師。在課堂上，教師會(huì)通過設(shè)計(jì)綜合型的創(chuàng)新題目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論。例如讓學(xué)生初定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，同時(shí)闡述自己的設(shè)計(jì)思想，再集中進(jìn)行集體討論。

4.引入講座式教學(xué)模式。農(nóng)業(yè)大學(xué)的工科學(xué)生對農(nóng)業(yè)機(jī)械的認(rèn)識(shí)相對較少，書本中大都以工業(yè)機(jī)械為例進(jìn)行講解，而學(xué)校的研究課題大都與農(nóng)業(yè)相關(guān)。我們采取兩種講座模式：一種是教學(xué)講座。主要是把本課程各章節(jié)的知識(shí)構(gòu)架、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)要求、創(chuàng)新實(shí)例等環(huán)節(jié)濃縮在幾個(gè)講座里,每個(gè)講座要根據(jù)本章學(xué)習(xí)內(nèi)容，密切聯(lián)系老師的科研課題，讓同學(xué)參與一些相關(guān)問題的思考，用所學(xué)知識(shí)尋求解決問題的方案。講座安排在每章學(xué)習(xí)之前,教師在講座里強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo),提出學(xué)習(xí)要求,提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)、參考書目,除了對一些重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行講解外,一般不講解知識(shí)點(diǎn)。

二、實(shí)踐教學(xué)的探討

1.基地現(xiàn)場教學(xué)模式。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重要途徑。基地教學(xué)模式即將一部分課堂教學(xué)內(nèi)容在基地進(jìn)行現(xiàn)場講解，這樣可以使學(xué)生深入的理解教學(xué)中的相關(guān)問題，對其它結(jié)構(gòu)也會(huì)有進(jìn)一步了解。在觀察或操作實(shí)物的過程中，學(xué)生也會(huì)有很多問題急于了解，這種教學(xué)模式會(huì)有效地激發(fā)他們學(xué)習(xí)的欲望和創(chuàng)新動(dòng)力，有利于創(chuàng)新能力的提高。

2.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與自主性實(shí)驗(yàn)并進(jìn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)過程中的實(shí)踐性環(huán)節(jié)之一，是貫徹理論聯(lián)系實(shí)際教學(xué)原則的重要而有效的手段和教學(xué)方法。該模式采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與自主性實(shí)驗(yàn)并進(jìn)的方法，有利于開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對簡單,目的在于加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解與鞏固，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、數(shù)據(jù)分析能力、掌握基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技能。如基于機(jī)構(gòu)組成原理的拼接設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中初步掌握了簡單機(jī)構(gòu)的裝配和設(shè)計(jì)。自主性實(shí)驗(yàn)是為了全面促進(jìn)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì),根據(jù)機(jī)械專業(yè)學(xué)科發(fā)展新動(dòng)態(tài),結(jié)合具體的科研項(xiàng)目,實(shí)時(shí)更新一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法，可以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、采用正確研究方法的目的。

3.注重學(xué)生科研能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)。

一是提高學(xué)生的信息檢索能力。當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)信息化社會(huì)，能否高效的獲取信息將直接影響一個(gè)人的的生存能力。目前，我國許多高校都開設(shè)了文獻(xiàn)檢索課,學(xué)生基本能夠熟練地上網(wǎng)查閱中外文獻(xiàn),但由于互聯(lián)網(wǎng)上信息資源量很大,如果查詢方法不當(dāng),就很難高效率地利用文獻(xiàn)資料，因此要在課堂教學(xué)和實(shí)踐中教會(huì)學(xué)生怎樣高效的獲取所需信息，這種獲取有益信息的能力將使學(xué)生受益終生。以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為例，在設(shè)計(jì)方案確定的過程中,學(xué)生首先必須根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合文獻(xiàn)檢索。

二是提高學(xué)生的動(dòng)手能力。要想進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，僅有思路是不夠的。機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成，機(jī)構(gòu)由部件和零件組成，而零件必須經(jīng)過機(jī)械加工，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程中必然涉及一些零件的加工，因此，對職業(yè)技能的掌握程度會(huì)直接影響到設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣。以全國組織的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為例，我校學(xué)生的參賽作品大多在工程訓(xùn)練中心和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成，在完成參賽作品的過程中學(xué)生能熟練地使用各種機(jī)床、加工中心、線切割、焊接等設(shè)備，加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量相對較好。學(xué)生做的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽產(chǎn)品多次獲省級(jí)和國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。

三是讓學(xué)生參與各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)。如：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽等。大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是全國理工科大學(xué)生四大競賽之一，是一個(gè)將理論知識(shí)轉(zhuǎn)換到實(shí)踐知識(shí)的平臺(tái)。同學(xué)們在參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程中，從設(shè)計(jì)題目的選定、方案的擬定到初選方案的實(shí)施，會(huì)遇到許多書本以外的問題，學(xué)生們積極尋求解決方法，最后形成設(shè)計(jì)說明書，每一個(gè)步驟都凝聚著學(xué)生的汗水，同時(shí)提高了他們對機(jī)械專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、分析問題及解決問題的能力。學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)了創(chuàng)造性的思維，激發(fā)了潛創(chuàng)造力。同時(shí)，在多層次、多級(jí)別參賽過程中，開闊了眼界，增加了自信心和成就感，為以后的科研工作培養(yǎng)了創(chuàng)新涌動(dòng)力。有的同學(xué)在大學(xué)期間連續(xù)參加兩屆創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，這些寶貴的學(xué)習(xí)實(shí)踐經(jīng)歷為學(xué)生未來就業(yè)和創(chuàng)業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。

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作者簡介：楊丹，女，講師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)方面的教學(xué)與科研工作。