基于民辦高校應用型創新人才培養的機械原理教學改革

摘要：結合民辦高校應用型創新人才培養需求，以注重學生實踐應用能力和創新意識的培養為出發點，針對機械原理課程的教學思路、教學內容體系重構、教學方法改革、實踐教學建設等方面開展教學改革與實踐，對于提升教學質量起到良好的效果。

關鍵詞：機械原理；教學改革；教學方法；創新意識培養；實踐應用能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）34-0161-02

我校是以面向地方中小型企業的應用型人才為培養目標的民辦本科院校，學校以“一切為了學生的發展和辦學生滿意的大學”為愿景，注重學生實踐應用能力和創新意識的培養。對于我校機械類專業的全日制本科生來說，機械原理課程是一門非常重要的專業基礎課[1]，它是從理論基礎課向專業基礎課過渡的橋梁，對培養學生的機械設計能力起到不可替代的作用，在整個專業培養和課程體系中占有重要的地位。

一、機械原理課程的培養目標與教學思路

1.培養目標。機械原理課程主要培養學生樹立正確的機械設計思想，掌握常用機構的工作原理、特點、設計理論與計算方法，使學生具備設計與分析機構的初步能力，學會使用計算機輔助設計與分析的工程軟件，養成良好的工程設計習慣，培養學生的團隊協作、勤于動手、勇于創新的良好作風。

2.教學思路。機械原理課程的教學以機構的設計與綜合為主，機構的分析為輔，強調實踐應用能力和創新意識培養，通過做中學實現對學生采用現代計算機輔助設計手段完成機械系統方案設計能力的培養目標。

二、機械原理課程教學內容體系的梳理與重構

我們在機械原理課程的教學過程中堅持圍繞機械基礎教學指導委員會制定的教學大綱進行授課，結合其兼具理論性和工程應用性的特點，將機械原理課程的教學分為理論教學和實踐教學兩大部分（見圖1），根據以機構的設計與綜合為主線的思路，將理論教學部分劃分為四個模塊，分別是機構組成原理與分析模塊、常用機構設計模塊、機械系統動力學分析模塊、機械系統方案設計模塊，具體內容見圖2，其中前兩個模塊均將ADAMS軟件的應用貫穿到教學的過程中；將實踐教學部分劃分為實驗教學模塊、課程設計模塊、學科競賽及科技活動三個模塊。然并非將二者完全割裂開來，而是將理論的學習和實踐的應用充分融合，貫穿到課程的整個教學過程中，讓學生能夠做中學，在實踐應用的過程中逐步消化吸收所學的理論。

三、采用多種教學方法與手段實現輕松學習

1.跟蹤學科技術發展，豐富教學內容，激發學生學習興趣。隨著科技的發展，學科間不斷滲透和交叉，出現了許多新的研究方法，為了讓學生了解本學科在工程實踐中的重要作用，提高學習興趣，課程組教師廣泛收集圖書和電子資料，將歸納整理后的信息在授課時傳達給學生，拓展學生的視野，提升他們對專業學習的興趣。如微型機械、機器人技術、虛擬樣機技術等，同時向學生們介紹計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工程（CAE）等技術的發展，使學生可以及時了解和學習最新的現代機械設計技術和手段[2]，做到與時俱進。

2.運用現代媒體技術和計算機輔助設計方法，改進教學手段與方法。隨著現代設計理論和技術的發展，為實現機械原理課程的教學目標，不得不增加授課內容，而與此同時課時數不斷壓縮，由此多媒體技術成為重要的教學手段。

3.案例分析教學法啟發和引導學生的思維能力，選擇學生身邊的機械為案例開展相關內容教學，能夠引起學生的興趣，通過細致的分析和講解把教學內容傳達給學生，在講解過程中通過提出一系列問題，啟發和引導學生進行思考，避免了理論講解的枯燥，便于學生理解和吸收，通過黑板演示將具體過程呈現給學生，再由學生自己動手實踐練習，做到講—演—練結合，當堂學習當堂消化。比如：在進行機構運動簡圖繪制內容的教學時，選擇單缸發動機的工作裝置為教學案例，該裝置由齒輪機構、連桿機構、凸輪機構三大常用機構組成包含轉動副、移動副、高副三種平面運動副，覆蓋內容較全。通過此案例的分析、講解、演示與練習，學生很輕松就能掌握平面機構運動簡圖的繪制方法與技巧，再通過布置適當的練習，學生便可做到舉一反三。

4.任務驅動教學法鍛煉和培養學生的實踐應用能力，任務驅動教學法以由“1圖—3機構—1綜合”構成的5項任務為核心內容，其中“1圖”指機構運動簡圖繪制，“3機構”指連桿、凸輪、齒輪系三種常用機構設計，“1綜合”指由兩種以上的機構組合構成的工作裝置設計，簡稱“1—3—1任務驅動教學法”。

四、課內課外結合加大實踐教學建設力度

實踐教學對于應用型創新人才的培養至關重要。課程組在實驗室教學建設和課外科技活動方面加大建設和投入力度。

1.實驗室建設方面，機械原理實驗主要通過對常用機構實物模型的觀察、機構運動特性的檢測以及各種機構的組合搭接，增強學生對運動副、機構、自由度、約束等抽象概念的理解，對各種機構運動特性的掌握和機構設計創新意識的培養。為達到理想的教學效果，我們采取了如下措施：（1）堅持分組教學，保證教學效果，典型機構認知實驗采用每組不超過10人的制度，其余實驗每臺設備不超過4人，進行分組教學，既能充分發揮現有設備的作用，又增加了學生的動手實踐機會，有效保證了教學效果。（2）加強綜合性實驗項目建設，培養學生創新意識，為加強學生的創新思維訓練，在傳統驗證性實驗的基礎上，購置CQPS-D平面機構創意組合測試與仿真實驗臺、空間機構創新設計實驗臺、慧魚創意模型等實驗設備，為學生開設平面機構創意組合測試與仿真實驗、空間機構創新設計和慧魚實驗等綜合性實驗項目，使學生發揮自主創新意識。

2.結合機械創新設計大賽等課外科技活動加大實踐教學建設力度，拓展課程實踐教學模式和內容，在課內實驗和課程設計基礎上，增加課外科技活動模塊。課外科技活動依托學院的實驗教學示范中心，為學生提供開放的“機械創新設計實驗室”和“工程訓練中心”，同時學院加強指導力量和資金支持力度，近年來，收到良好的教學效果，機械創新設計大賽獲國家一等獎2項，省級一等獎4項，二等獎15項；工程訓練大賽獲省級二等獎5項，三等獎2項的成績。

五、結論

機械原理課程在教學改革和實踐的過程中，始終堅持“注重創新意識和實踐應用能力培養，優化教學內容、改革教學方法，加大實踐教學建設力度，提高教學質量”的方針，充分發揮教師和學生的主觀能動性，使機械原理課程的教學質量穩步提升，為應用型創新人才的培養起到了積極的促進作用。

參考文獻：

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[2]徐波.工科機械類專業創新型人才的培養[J].河南科技學院學報，2010，（6）：76-78.

[3]潘毓學.機械原理[M].華中科技大學出版社，2015，（12）.

[4]葛文杰.深化機械基礎課程教學改革與課程建設的思考[J].中國大學教學，2007，（12）：12-14.

[5]姜波.基于獨立學院人才培養模式的機械原理課程教學改革與實踐[J].長春理工大學學報，2012，（11）：228-229.