創(chuàng)新班機械基礎課程體系改革與實踐

王磊　回麗　李景春　武麗梅　王春華

摘 要 機械基礎系列課程在培養(yǎng)機械類學生的創(chuàng)新設計能力以及工程實踐能力方面具有重要作用。傳統(tǒng)的機械基礎課程教學理念無法適應高素質創(chuàng)新人才的培養(yǎng)需求，因此，針對機械基礎課程教學內容與教學體系、教學方法與手段等環(huán)節(jié)進行改革已成勢在必行之趨勢。針對創(chuàng)新班機械基礎課程，開展了理論與實踐教學內容調整與優(yōu)化、教學模式與手段革新，在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面起到了良好的效果。

關鍵詞 創(chuàng)新班 機械基礎 課程改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.01.018

Reform and Practice of Mechanical Basic Course System in Innovation Class

WANG Lei， HUI Li， LI Jingchun， WU Limei， WANG Chunhua

（School of Methatronics Engineering， Shenyang Aerospace University， Shenyang， Liaoning 110136）

Abstract The series of mechanical basic courses play an important role in cultivating students' innovative and practical ability. The traditional teaching concept of mechanical basic courses can not meet the needs of high-quality innovative students； as a result， it is necessary to reform the course system and teaching methods of mechanical basic courses. Adjustment and optimization of the theory and practice teaching contents were carried out in mechanical basic courses of innovation class， and a good result can be achieved in cultivation of students' creative thinking and innovation ability.

Keywords innovation class； mechanical basic course； course reform

0 前言

隨著我國現(xiàn)代化進程的深入推進，對機械類人才的需求量不斷提升，而具有創(chuàng)新能力的高素質人才尤為緊缺。目前，我國的高等教育主要基于傳承性教學，忽視了對學生自主學習和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，導致培養(yǎng)的大部分學生無法滿足日益加劇的國際競爭對高素質創(chuàng)新人才的需求。鑒于此，很多高等院校出臺了旨在培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的政策與機構。沈陽航空航天大學也于2014年成立了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維與創(chuàng)造力為主要目的，這必然牽扯到相關課程體系的優(yōu)化與改革。

機械工程專業(yè)的機械基礎課程（主要包括機械原理、機械設計等主干專業(yè)課）涵蓋機械的基本原理與方法、機構學與機械設計學等機械學科的基本專業(yè)知識，旨在培養(yǎng)學生機械基礎知識體系和對機械系統(tǒng)的整體認識，[1]在培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新設計方面具有舉足輕重的作用。我國傳統(tǒng)的機械基礎課程體系傳承自前蘇聯(lián)，但隨著科學技術的長足發(fā)展，目前的課程設置已無法適應新時代的發(fā)展和要求。我國機械基礎課程教學中存在以下主要問題：（1）課程體系條塊分割嚴重，學科化傾向明顯。（2）課程內容陳舊，與先進設計制造技術脫節(jié)。（3）對綜合分析能力、實際應用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不夠。（4）實踐和科研訓練環(huán)節(jié)比較薄弱等。[2-4]因此，為適應創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需求，根據(jù)教育部關于機械基礎系列課程改革“以綜合設計能力的培養(yǎng)為主線，相關課程整體優(yōu)化”的最新指導思路，針對我校創(chuàng)新班機械基礎課程體系與教學過程做了一系列探索性改革與實踐。

1 理論教學改革

從對機械類創(chuàng)新人才的知識、能力和素質協(xié)同發(fā)展的要求出發(fā)，制定針對創(chuàng)新班的專業(yè)培養(yǎng)方案，修訂機械基礎課程教學大綱與教學計劃。理論教學方面，既注重基本理論的完整性，又兼顧創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的訓練，以培養(yǎng)厚基礎、寬口徑的復合型和創(chuàng)新型人才為目標，結合學科發(fā)展前沿，構建以創(chuàng)新設計和現(xiàn)代機械系統(tǒng)總體方案設計為主線、旨在培養(yǎng)學生綜合設計能力的具有自身體系與特色的新的課程體系，并增加介紹學科最新發(fā)展和工程前沿的引導性學術報告。比如，在《機械原理》課程教學中，增加機器人和機構綜合創(chuàng)新設計方面的內容，[5]使學生初步掌握設計概念和設計思想的工程表達、典型機械結構的綜合設計等。在《機械設計》課程中布置“機械裝備設計現(xiàn)狀與發(fā)展”綜合作業(yè)等，訓練學生追蹤與捕捉最新前沿知識的能力。

2 實踐教學改革

2.1 實驗教學改革

實驗教學改革是創(chuàng)新班機械基礎教學改革的核心環(huán)節(jié)，它不僅在強化與鞏固課堂教學內容、培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新意識方面起著重要的作用，而且是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、增強工程實踐能力和動手能力、提高應用與創(chuàng)新能力的重要手段。[6，7]優(yōu)化實驗項目與內容，建立驗證認知性、綜合設計性、研究創(chuàng)新性實驗項目為主線的實驗教學體系，培養(yǎng)學生動手能力、實驗能力和創(chuàng)新能力。在我校創(chuàng)新班機械原理課程實驗中，減少了驗證性實驗所占比重，增加了機構組合及其設計的綜合性實驗學時；機械設計課程實驗中，增加了創(chuàng)意組合機械系統(tǒng)搭接綜合實驗。通過加強綜合性實驗的訓練，培養(yǎng)學生機械創(chuàng)新設計能力。

2.2 課程設計改革

我校以往的機械基礎課程設計主要是基于原理性設計，任課教師給定一個題目，學生對該題目進行計算，繪圖，最終完成設計說明書的撰寫，考核主要以答辯的方式進行。這種課程設計不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。

在針對創(chuàng)新班機械基礎課程設計改革過程中，將原有的機械原理課程設計和機械設計課程設計兩門課程設計取消，提出一種結合機械創(chuàng)新設計大賽和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的綜合課程設計新模式。具體做法為：（1）課程設計分組進行，學生自由選題，教師把關。（2）設計過程不拘一格，任由學生自由發(fā)揮創(chuàng)新能力，比如可采用CAD輔助設計軟件進行建模與仿真，也可采用3D打印等手段制作具體模型并安裝調試。（3）考核方式以分組匯報和成果演示為主，成績由設計過程與演示結果綜合評定。

2.3 畢業(yè)設計改革

傳統(tǒng)的本科生畢業(yè)設計基本由指導教師指定題目，學生進行設計、繪圖和撰寫畢業(yè)設計說明書這一固定模式組成，很大程度上限制了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對創(chuàng)新班畢業(yè)設計，引入研究性教學模式，實行專業(yè)導師制，入學之后為每名同學配備具有高級專業(yè)職稱或博士學位的專業(yè)教師為導師，讓學生參與到導師具體的科研項目過程中，親自動手協(xié)助導師與研究生完成具體實驗操作、數(shù)據(jù)采集與理論分析等工作，使其接受系統(tǒng)的科研訓練，并鼓勵學生將研究成果撰寫成科技論文發(fā)表，最后將科研成果匯總為畢業(yè)論文并進行答辯。

2.4 開展系列創(chuàng)新性設計大賽

競賽可為學生提供自我展示和相互交流合作的平臺，以賽促學，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維與創(chuàng)造力的重要環(huán)節(jié)。沈陽航空航天大學每年舉辦系列化的競賽項目，比如“機械設計大賽”、“無碳小車設計大賽”、“航模設計大賽”等，同時積極鼓勵優(yōu)秀的學生參加省市和國家級的競賽項目，在競賽的過程中培養(yǎng)與鍛煉自己的創(chuàng)新與綜合設計分析能力。

3 教學模式與教學手段改革

在創(chuàng)新班機械基礎課程教學過程中，擯棄傳統(tǒng)的以教師為中心的傳授性教學方法，引入研究性教學方法，推行小班制的以學生為中心、教師為主導的師生互動、教研結合的教學模式，實現(xiàn)由知識教育向認知教育轉變，突出基于問題和探索的教學與科研訓練特色，培養(yǎng)學生的批判思維與探索精神，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，從而逐步激活學生的創(chuàng)新性思維與創(chuàng)造能力。改革機械基礎課程的考核方式，采用考試、報告、論文、作品等多種形式綜合評定成績。加強教學過程的階段考核，如隨堂測試、作業(yè)、大論文、工程實踐、課外學術科技活動等，提升階段考查成績占課程總成績的比例，避免學生期末突擊，使其更深入地參與到教學全過程中來。

4 結論

總之，在創(chuàng)新班機械基礎教學改革過程中，必須突破傳統(tǒng)思維，采用先進的教學理念進行改革。在教學手段與模式上，擯棄傳統(tǒng)的填鴨式教學，多采用引導和啟發(fā)式教學手段與方法，激發(fā)學生分析問題、解決問題的能力。同時要注重理論聯(lián)系實踐，讓學生在親自參與實踐環(huán)節(jié)的過程中體會運用知識解決實際問題的樂趣，不斷提高學生的想象力和創(chuàng)新能力。

參考文獻

[1] 劉玉瓊.信息化背景下機械基礎課程教育的改革與發(fā)展[J].中國管理信息化，2015.18（16）：255-256.

[2] 田正琳，周長江，劉子建.機械基礎課程群研究性教學的新模式與實踐[J].長沙鐵道學院學報（社會科學版），2012.13（4）：96-98.

[3] 易聲耀，徐海軍，羅自榮.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械基礎系列課程教學改革探析[J].教育與教學研究，2015.29（8）：69-72.

[4] 沙玉英.機械基礎課程教學內容改革的探討與實踐[J].教育教學論壇，2015（15）：84-85.

[5] 孟書云，李宏勝，周伯榮，等.機器人學與機械基礎課程融合教學探索[J].科教文匯旬刊，2015（11）：70-71.

[6] 蔡幸生.論高等學校實驗教學系統(tǒng)改革[J].實驗技術與管理，2008.25（2）：1-4.

[7] 鄧飛，馮運.基于創(chuàng)新培養(yǎng)的機械基礎實驗教學改革研究[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2016（2）：38-40.