創新能力培養目標下高職機械設計類課程教學改革與研究

趙明俠

摘 要：機械設計類課程作為工科學生的專業核心課程，對學生后續課程的學習和專業能力的提升有非常重要的作用，為了提高課程在學生創新能力培養方面的作用，我們在理論教學內容、實驗項目設置、課程設計、學生科技創新方法和手段等方面進行進一步的改革，并對如何提高學生的創新能力和創新意識進行積極的研究和探索。

關鍵詞：創新能力 機械設計 教學改革

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0217-02

機械設計類課程是機械制造類專業的專業核心課程，隨著高職人才培養目標的變化，實踐課的課時不斷增加，而我們在課程中又要加入新技術和新方法，理論課程課時少和內容多的矛盾進一步加劇。而從全國職業院校技能大賽的賽項設置來看，高職機械制造類的技能競賽有“工業產品造型設計與快速成型”“三維數字化建模與加工”等項目，從技能競賽的內容看，競賽已經不再考查各選手掌握傳統機械加工技術的操作能力了，而著眼于學生創新能力和創新精神的比拼，因此學生創新能力的培養應與課程改革緊密結合起來。

1 課程內容改革與實踐

1.1 建立全新課程內容體系

機械設計基礎課程主要研究機械工程中常用機構和通用零件，各部分的內容邏輯上的聯系較少，內容體系具有不系統性和零散性，學生在學習時容易感覺無頭緒，思路比較混亂。因此，在內容的選取上我們以機械系統設計為主線，從整體的角度把教學內容分為六大模塊：機械基礎知識、常用機構、機械傳動設計、機械傳動系統、通用機械零件、連接，將相對獨立的部分相互聯系起來，使學生在學習時有整體、系統的認知。

1.2 教學內容融合創新意識

將創新思維貫穿于教學始終。在教學過程中，任課教師根據各個任務的特點，在講解基本知識的同時，有意識地加入一些創造性的設計教學內容和有新意的習題，讓學生接受創造性思維方式的訓練，激發學生的創造欲望，營造創新氛圍。

1.3 將CAD/CAM三維設計、分析與快速制造理念引人課程的教學體系中

機械設計基礎課程偏重于零件的計算與校核，過程比較枯燥，學生在學習時容易缺乏興趣，尤其是對一些基礎較差的學生冗長的計算過程容易使其直接放棄學習。我們在教學中不僅要講零件設計，也要講系統設計，要強調基本設計方法和步驟，并且使用一些現代化的方法和手段，充分調動學生的學習興趣。在學習機械設計時，學生一般都學習了一些CAD知識，并且有一部分學生參加了UG建模培訓，或者參加了“工業產品造型設計與快速成型”的特訓隊，有一定的三維設計能力，因此我們在教學中將三維實體設計與機構設計和零件設計結合起來，突出用計算機輔助設計手段對工程問題的設計分析，并利用仿真運動來模擬運動，設計結果可以通過3D打印機快速的展現出來，使設計變得高效、有趣，提高學生的設計方法和手段，增強創新興趣。

2 改進實驗實訓項目

在實驗實訓方面為了配合教學改革，使實驗不再停留在紙面上，培養學生工程實踐動手能力和創新能力，我們除了加強原有的實驗室建設外還從豐富實踐內容和開設創新性實驗來入手。

2.1 豐富實踐內容

在教學上我們除了利用實訓室的模型和各種機構來增加學生的感官認識外，還應帶學生去生產現場進行現場教學，使理論知識與實踐很好的結合起來，并組織學生去一些有先進設備和生產工藝的對口企業進行參觀，開闊學生的視野。

2.2 開設創新性實驗

創新性實驗是鼓勵學生對現有的機構或機器提出改進的方案，或從實際生活和生產應用出發設計一些新的機構、機器，并利用實驗實訓設備進行制作。在制作過程中學生的想法或設計不一定能成功，但通過這個過程，學生能了解構思、設計、制作的整個過程，同時也增強了學生的創新意識和創新能力。

3 課程設計模式和手段的改革

3.1 課程設計教學模式改革

課程設計是《機械設計基礎》的一個重要教學環節，一般都是在教學結束時安排1周的時間來進行，設計任務由指導教師確定，學生按照與教學內容配套的課程設計指導書上的步驟進行計算和設計，不需要花費太多精力去進行分析，整個設計過程只是簡單的工程計算訓練和模仿設計，課程設計基本沒有創新性。為了使課程設計的作用真正的發揮出來，我們的做法是：提前布置課程設計任務+課堂輔導+專周總結課題的教學法。如果以運輸機為設計對象，在講授完帶傳動內容后，即將設計任務布置下去，使學生了解設計內容、方法、任務要求、時間安排等。在接下的教學過程中， 教師邊授課， 邊輔導，學生邊上課，邊設計。進行這樣的教學實踐，學生既對整個設計流程和過程有了深入的掌握，也有足夠的時間去學習自己不懂知識，也學會了在設計中如何查找資料以及與小組成員共同協作。

同時為了進一步加強學生的創新能力，我們還在嘗試，由教師指定題目改為由學生自主選題。在課程教學初始就由任課教師提出課程設計的要求，學生按照自己的興趣結合課程內容，確定設計題目，隨著課程的開始進行相應部分的設計，并逐步完善自己的設計，直至定出完整的方案設計，最后完成結構設計和工程圖紙設計。

3.2 課程設計手段改革實踐

在以往的課程設計中，學生主要是出計算過程和手工圖紙，現在可以讓學生選擇設計方法。計算機輔助設計能力強的學生，鼓勵其利用solidwrks、Ug等三維設計軟件進行實體建模、裝配、運動仿真實驗等進行完成設計任務。課程設計中一些優秀的方案，可以作為學生的畢業設計選題，在后期的學習中進行進一步的完善和優化。

4 教賽合一，以賽促教，營造良好的創新環境與創新氛圍

培養學生的工程應用和創新設計能力需要大量的實踐練習，單靠課程的課內練習是遠遠不夠的，因此我們將教學活動延伸到課外與學生課外特訓活動相結合，成立了“工業產品造型與快速成型”、“三維數字化建模與數控加工”特訓隊，把課內教學與課外技能活動結合在一起，在學生進行課程理論學習的同時提高動手能力，拓展和開闊學生思維。特訓隊指導老師在課余時間每周兩次對隊員進行指導和培訓，實驗實訓設備在課余時間也對學生開發，鼓勵學生將設計方案制作成實物或模型。組織隊員參加學校的技能大賽，對于優秀隊員，進行進一步的培訓和訓練參加高職院校技能大賽。課內教學與課外特訓的緊密結合，提高了學生的學習興趣和動手能力，同時也促進了課程教學質量的提高。

參考文獻

[1] 米潔，高宏.課程-實踐-創新相輔相成的教學模式改革[J].實驗室研究與探索，2015（2）：167-170.

[2] 張伶俐，陳勇棠.職業學校在課程中培養學生創新能力的探索與實踐[J].裝備制造技術，2013（10）：228-230.

[3] 桂偉，陳皓，陳曉航.基于學生創新能力培養的《機械設計基礎》課程教學探討[J].武漢商學院學報，2015（2）：93-96.

[4] 郭燕，趙海峰.基于創新能力培養的《機械設計基礎》課程教學體系的改革與實踐[J].科技資訊，2013（32）：171-172.endprint