基于《機械設計基礎》課程設計談高職學生創新能力的培養

桂和利

無錫科技職業學院

【摘要】結合高職學生的特點，以激發學生創新意識，培養學生創新必備能力為目標，重新構建《機械設計基礎》課程設計體系，完善《機械設計基礎》實訓（實習）資源，重視計算機軟件使用，加強創新實踐等，為學生搭建創新平臺，積極引導學生開展創新實踐，有效地培養高職學生的創新能力。

【關鍵詞】《機械設計基礎》課程設計；高職學生；創新能力

只有打破固有的思維定式和僵化的思維習慣，進行創造性的思維活動，才能不斷創新原理，更新技術，才能適應人們對產品功能增強的需求。在教育過程中，培養具有敏銳的創新覺悟和一定創新能力且敢于實踐創新的大學生，是時代的需求，也是高職教育改革的一項重要內容。本文結合《機械設計基礎》課程設計，圍繞學生創新能力的培養，結合筆者多年的教學實踐，進行了一定的探索和思考。

一、以培養創新素質為目的，重新規劃課程設計

（一）以培養創新知識為目標，整合課程內容

創新知識是指在某一領域具有獨到的見解或較深的造詣，具有扎實的基礎和深厚的文化底蘊并及時汲取最新的知識。為此，要加強基礎性知識的培養，以“必須、夠用”為指導原則，確立教學內容，制訂教學計劃，將《機械設計基礎》教學內容整合為“常用機構、機械傳動、機械聯接”三部分，讓學生獲得系統、牢固的知識；引導學生汲取更新的知識，實現知識的傳播、轉化和應用，實現知識創新和技術創新，優化重組《機械設計基礎》課程設計內容，按照“結構→原理→應用”邏輯關系，重點加強對結構的分析、原理的講解、應用的推理，培養學生的知識綜合運用能力和汲取新知識的能力；在課程設計中，運用一題多解、方案比較、頭腦風暴等教學方法，培養學生獨到的見解。

（二）以培養創新能力為前提，選擇設計課題

以往，《機械設計基礎》課程設計基本上都是采用常規減速器為設計課題，基本能夠達到傳統的教學目標。然而放在當下，課題缺乏新意，沒有考慮到目前高職學生實際狀況，教學效果不言而喻。為此，必須要結合學生實際能力，化復雜的“減速器”為多個設計課題，階段性實施。筆者多年嘗試，擬定三大塊（常用機構、機械聯接、機械傳動）、五個小課題（凸輪輪廓繪制、連桿機構設計、V帶設計、齒輪設計、軸系零件測繪），每個小課題實踐目標明確（見表1），各個課題銜接邏輯性強。通過五個課題設計的培養，提高了學生觀察思考、計算繪圖、分析推理等創新應具有的基本能力，為今后創新實踐夯實了重要基礎。

（三）以激發創新熱情為出發點，改進教學方法

在傳統灌輸式的教學中，學生通常只是被動、消極地獲取知識，不利于其創新意識的培養。為了營造活躍的學習氛圍，激發學生的創新熱情，必須進行適當的改革。例如，平面四桿機構的設計，根據機構的工作要求所提出的預定設計條件，確定繪制運動簡圖所必需的尺寸參數。在以往的教學中，教師通常采用解析法、圖解法、實驗等具體方法，解決實現給定的從動件運動規律和實現給定的運動軌跡等具體要求。在實踐教學中，教師講解范例，學生根據教師的步驟，依葫蘆畫瓢。整個教學環節，不利于學生創新熱情的激發。為此，改革必須從教師自身出發。首先，教師要重視學生創新熱情的培養，運用討論式、案例式、項目式、探究式等教學方式，培養學生的創新意識和思維習慣，積極引導學生從知識繼承者到知識創造者的轉變；其次，教師要不斷學習，開闊視野，不斷嘗試新的課程設計方法，利用AutoCAD2010新增的參數化功能，改變尺寸參數或者幾何約束，圖形自動改變，可以將抽象的平面機構設計變得直觀、準確；再次，在教學中，教師要多鼓勵學生獨立思考，標新立異，多給予學生肯定和鼓勵，讓他們真真切切地感受到成功的喜悅。

二、利用校內校外資源，夯實創新實踐基本能力

（一）完善課程設計資源

實踐教學是高等學校培養學生的重要組成部分，是培養大學生實踐能力和創新能力的重要手段。以由簡單到復雜、從直觀到想象為主線，組建典型傳動機構、常見機械傳動和常見機械聯接展示平臺。利用此類平臺增加學生對機械的感性認識，培養學生觀察、記憶、想象、思維等能力，為培養創新能力打下堅實的必要的基礎。與此同時，為激發創新靈感，引導創新實踐，搭建零（部）件測繪、機構拼裝、傳動創新設計等實踐平臺。通過對零件結構的分析，機構創意拼裝，機械傳動創新設計，幫助學生親身感受機械中的奧妙，加深了學生對理論的理解，使學生親身感受機械產品制作過程，激發了學生創新思維，培養了學生創新意識，使學生嘗試了創新實踐，感受了創新樂趣。

（二）利用計算機軟件資源

考慮到高職學生的實際狀況，特別是部分學生的空間想象能力欠缺，充分利用計算機軟件資源將有助于培養學生的創造力，激發學生對機械的好奇心和旺盛的求知欲，充分挖掘學生的創造才能。在設計過程中，學生根據尺寸參數要求，借助計算機進行運動、受力分析，可以得到精確的計算結果，更主要的是可以調整參數，實現優化設計。使用CAD三維繪圖技術，將設計作品旋轉、移動，可以觀全貌，窺細微，真正實現設計作品立體展現，達到可視化效果，激發學生內心深處的創新欲望。在軸類零件測繪實踐中，當繪制裝配圖時，可以實現多個零件同時操作，保持各個部件相對獨立；還可以利用計算機對零件組裝、拆卸進行動畫設計。利用好計算機技術，把機械設計應用軟件應用于教學，不僅實現了課程間的融合，而且拓展了學生設計思路，激發了學生設計興趣，鍛煉了學生創新能力。

（三）借助企業資源

利用校外企業實習基地，結合《機械設計基礎》課程內容，組織學生參觀制造類生產車間，聘請企業工程師開展產品設計、設備維護等技術講座；基于校企共享資源，在教師帶領下，開設探究性實驗，開展針對性嘗試；圍繞企業產品開展產品改進、工藝優化等具體實踐。借助校企共同資源，讓學生切身感受到企業和社會對創新設計知識和能力的實際需求，有利于培養真正符合社會需求的具有創新能力的人才。

三、參與綜合型創新實踐，進一步提升創新實踐能力

（一）參加創新競賽

教師在平時的實踐教學過程中，要留意每個學生的表現，注意發掘“千里馬”。對于重點培養對象，逐步引導他們了解構型設計大賽、機械創新設計大賽等活動。同時，積極引導學生參加學校主辦的課外實踐活動，參加市級創新創意大賽。在備賽過程中，由團隊成員發揮創造思維討論確定總體設計方案，進行團隊分工，完成創新設計、仿真分析和結構優化、加工、裝配、調試及實驗改進工作，最后完成整個機械創新過程。

（二）加入教師課題

《機械設計基礎》作為一門專業基礎學科，在我院跨專業、多班級開設，授課教師較多。課程負責人統一安排部分學生加入授課教師的產品研發、技術服務等科研項目。科研項目聯系著生產實際，是培養大學生創新實踐能力的良好平臺。學生參與具體項目鍛煉后，參與科學研究的全過程，明確科學研究的基本要求，掌握科學研究的基本方法，運用所學知識發現問題、分析問題和解決問題，提高綜合能力。科研實踐可以培養大學生的創新素質，提高大學生的創新能力。

四、結束語

以培養學生具有一定的創新意識、創新思維、創新能力為主要目標，通過課程設計體系優化和整合重組、合理利用校內外創新實踐教學資源，深化課程設計教育教學改革，抓住了培養創新能力的關鍵要素，走出了“以書本為中心”，克服了脫離工程實際的傾向。實踐結果表明，尊重事物發展規律，結合《機械設計基礎》課程設計，能很好地調動學生學習的主動性，激發學生自主學習、自主創新的積極性，使學生的創新能力得到較大程度的提高。

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