機械設計基礎教學模式與創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法的探索

【摘要】機械類專業(yè)在設置課程時將機械設計基礎這門課程作為專業(yè)基礎教學任務之一，但是由于機械設計基礎教學涉及的教育范圍較為廣泛，課程知識點較為抽象立體，就使得機械設計基礎教學課堂出現(xiàn)教師講課難、學生聽不懂的現(xiàn)象。此時，便需要調整教學模式，尋求更為創(chuàng)新的教學方式，提升學生的創(chuàng)新能力。本文將創(chuàng)新設計融入機械設計基礎教學中，對機械設計基礎教學進行改革，充分激發(fā)學生的學習興趣、提升學生的創(chuàng)新能力以及提升學生對機械設計課程的掌握水平。

【關鍵詞】機械設計;基礎教學;創(chuàng)新能力培養(yǎng)

前言：根據(jù)教育部門下發(fā)的教學文件，其中深化教育改革全面推進素質教學的決定中針對學生的創(chuàng)新能力教學做出了具體的指示，作為高等院校的教學任務之一即培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識和高實踐水平的專業(yè)型人才。但是，機械設計作為高等院校中機械類專業(yè)基礎的教學課程，受到教學改革和課程優(yōu)化調整，使機械設計基礎教學質量有一定程度的下降，學生對于機械設計的創(chuàng)新能力得不到有效地提升，教學矛盾日漸突出，急需進行教學模式和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法的探究，本文以此為出發(fā)點進行具體的探究。

一、機械設計基礎教學內容以及現(xiàn)存的問題

（一）機械設計基礎教學組成模塊

1、公差與配合

機械設計基礎教學中研究設計過程中如何更加科學確定機械各個零部件之間的幾何精準度，各零部件之間的配合程度，以及掌握正確使用機械儀器的測量原理和測量方法是非常重要的。

2、理論力學

機械設計基礎教學中對于理論力學有了詳盡的介紹，其中重難點為研究質點、剛體的靜力學、運動學以及動力學，靜力學是研究物體在力作用下機械設備處于平衡的規(guī)律;運動學是研究機械物體在運動中的幾何性力學質;動則是研究機械物體在力作用下的運動規(guī)律。

3、材料力學

材料力學在機械設計教學中體現(xiàn)在探究桿類物體材料在各種外力的作用下產生的一系列變化以及導致這些物體材料變化的規(guī)律，未受力構件提供強度、剛度和穩(wěn)定性計算的理論基礎條件;解決結構設計安全可靠與經濟合理的矛盾。

4、機械原理

機械原理在機械設計基礎教學中主要體現(xiàn)在研究機械中機構的結構組成、運動，預計及機器結構的受力和設計。

5、機械設計

機械設計時探究通用機械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸以及潤滑方式的選擇和設計。

（二）機械設計基礎教學存在的問題

通過上述的機械設計基礎教學課程的組成模塊可知，這些課程的設計目的是為了能夠促使學生在學習的過程中掌握機械設計所需具備的必要能力，能夠為后續(xù)更為專業(yè)的課程夯實基礎，但是在實際的教學過程中，由于這些課程模塊所蘊含的理論知識專業(yè)性較強，概念較為抽象，需要學生具有較為廣闊的知識面，因此，如果課程教師在教學的過程中一味的強調機械設計知識的系統(tǒng)性和專業(yè)理論知識的全面性，這些教學模式并不能提升高等院校培養(yǎng)應用性專業(yè)人才的教學質量。

在現(xiàn)今的機械設計基礎教學課程設計中，其主要的教學目標就是將課程知識傳遞給學生，但是忽視了學生對于機械設計的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，同時更加不利于培養(yǎng)學生獨特的個性，學生即使取得較高的理論知識考試成績，但是實際的實踐能力和應用水平不高，與企業(yè)的需求之間未形成強有力的紐帶，未充分發(fā)揮出機械設計相關的先進的機械設備的教學價值。

二、機械設計基礎課程教學模式探索

（一）學生學習興趣的激發(fā)

對于學生來說，樹立良好的學習興趣能夠幫助學生在學習過程中充滿愉快感和獲得感，更加自主投入專業(yè)知識學習中。畢竟在課堂的學習時間是有限的，能夠保持長時間的集中注意力也是很難的，學生很容易出現(xiàn)思維疲倦的學習狀況。

針對現(xiàn)在機械設計基礎教學來說，激發(fā)學生的學習興趣也是教師們需要轉變的教育理念。對于剛剛接觸到機械設計基礎這門課程的同學來說，教學需要讓學生明白教育部門在開設這門課程的目的，學習這門課程對于學生整體的學習過程有什么意義，以及對于學生后續(xù)的工作中起到什么幫助，解決哪些實際問題，通過這些問題的解答，學生會對機械設計基礎課程樹立正確的看法，意識到課程教學的教學價值所在。與此同時，教師還可以借助現(xiàn)代化的教學手段，例如，可以充分借助多媒體教學設備，激活課堂氛圍，通過借助生動的動畫演示能夠將課本中枯燥乏味的文本知更加立體化的展示給學生，將課本上的知識最大化的還原于實際生活，充分激發(fā)學生在實際生活中探究課本知識的欲望，觀察生活中各種機械物體的運動方法和原理，物體材料之間的區(qū)別，能夠幫助學生在探索過程中探究機械設計在實際生活中的應用。教師還可以通過提出一些實際問題引導學生進行探究，例如教師在開展機械設計基礎課程中涉及到的間歇運動機構時，可以設置如下問題，問同學們：“大家有沒有在看電影時，覺得畫面存在停頓感？為什么會存在這種現(xiàn)象呢？大家可以相互討論一下”，此時，課堂上就涌現(xiàn)了多種多樣的答案，教師可以給予適當?shù)囊龑В詈笠鲞@節(jié)課所講述的核心內容，那便是間歇運動。之所以在影片中應用間歇運動是因為可以是適用觀影者的視覺暫停現(xiàn)象，將放映機應用了四槽槽輪機構，每當放映機的傳送帶轉動一周時，槽輪便會相應的改變角度，轉動九十度，此時，大屏幕上的畫面便會存在短暫性的停留。通過這種方式的介紹，學習也會對間歇運動有了更高的學習興趣，拓展學生的學習思路。

（二）創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新對于個人有著非常重要的價值，同時對于整個民族的進步也發(fā)揮著至關重要的作用，是維持一個國家生生不息的重要因素，高等院校作為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要場所，在開展課程教學過程中就需要將提升學生的創(chuàng)新能力作為重要的教學目標。針對機械設計基礎這門課程，其教學目標主要是培養(yǎng)學生的綜合機械設計能力，幫助學生在實際學習和工作中能夠熟練的運用所學習解決實際問題，教師需要在教學過程中堅持強化機械設計應用為重點的教學原則，從而制定機械設計基礎課程的教學內容和整體體系結構，在開展機械設計基礎知識和原理內容教學講解時，可以借助現(xiàn)代化的設計理念和設計方法，充分重視機械設計原理和機械制造的有機結合，實現(xiàn)理論聯(lián)系實際，從而幫助學生大膽的開展自身的創(chuàng)新探索。

機械設計基礎教學過程中，是理論知識和實踐操作相結合的過程，正是這個過程中，教師能夠很好地采取相應的措施提升學生的創(chuàng)新意識，例如，通過將傳統(tǒng)的且較為被動的機械設計實物模型轉變?yōu)橄冗M且主動的可視化三維參數(shù)化的建模手段，提升機械裝置的創(chuàng)新設計，在課堂教學中帶領學生投入到優(yōu)化機械設計過程中，借助一些實際生活中存在的問題，將其運用在優(yōu)化機械部件結構設計中，提升機械零件設計的創(chuàng)新度，并且積極分析所提出的創(chuàng)新性設計，從而更大化發(fā)揮機械裝置各功能的使用價值。與此同時，教師也要積極轉變對學生的考核模式，學生在開展機械設計課程設計時，引導學生借助所學的理論知識對日常生活中的機械裝置原理進行分析，借助相關理論文獻，提出自身對此的見解，最好能夠將其見解以小論文的形式進行總結，充分發(fā)揮出學生主動性和創(chuàng)新意識。教師要積極開展創(chuàng)新性的機械設計實踐活動來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，例如，在撓性傳動時，可以先向學生介紹一些自行車的轉動原理，如自行車是采取了鏈轉動的方式來驅動車輪前進，但是大家都知道自行車前進過程中會經常存在脫鏈和打滑的情況，正是因為鏈轉動時，瞬時傳動的不穩(wěn)定性導致了脫鏈和打滑的情況，那么如何設計出撓性性傳動形式改善這種缺點呢？因此，教師可以將其作為教學任務布置給學生，讓學生按照自己所學的機械設計知識和創(chuàng)新理念給出自己的設計方案，大家再集中在一起進行討論。

（三）理論聯(lián)系實踐的教學方法

通過上文對機械設計基礎課程教學的組成模塊的介紹可知，大部分的教學內容都是為理論性較強的知識內容，而機械設計的研究重點是集中在機械零部件能量傳遞和機械物體材料的潤滑和設計。學生在剛開始接觸機械設計基礎課程時會認為課程的每章節(jié)內容之間的連接性不是很顯著，但是運用機械設計的原理和材料力學的知識點能夠將分散的機械零部件組成一個完整的機械轉置進行運作。教師在講解機械設計理論知識時，可以將所對應的機械零部件提供給學生，讓其進行選擇和應用，引導學生聽過實踐完成設計任務，充分的落實理論應用于實踐的教學理念，用實踐更好地鞏固機械雞舍原理理論，幫助學生取得更好的學習成效。

教師可以將培養(yǎng)學生的機械設計基礎創(chuàng)新設計能力作為主要的教學目標，以設計為主線，建立理論教學和實踐教學兩條教學思路的教學模式體系結構，設計這種教學結構充分展示出理論與實踐操作結合的重要性，針對實際的教學情況合理地確定課堂教學和實踐活動的教學重點，注重培養(yǎng)學生的綜合素質。這種教學模式也是提倡學生在學習過程中能夠帶著問題進行，展示出學生自身在機械設計課程學習中的主體性，借助機械工程設計實踐案例，將其貫徹于整個機械設計教學過程中，將循環(huán)漸進的教學理念貫徹在學生的學習過程中。機械設計基礎教學過程中只有將理論知識和實際工程設計密切聯(lián)系在一起，才能有效地激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新設計能力。

三、效果與展望

在開展機械設計基礎教學過程中，將創(chuàng)新設計融入在課程設計過程中，不僅僅能夠幫助學生激發(fā)自身對機械設計問題探究的主動性和興趣，同時還能提升學生的創(chuàng)新能力，提高學生對于機械設計基礎課程的學習興趣和熱情，也能夠最大化地提升機械設計基礎課程的教學效果。

由于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)教育過程中，對于高等院校來說是一個長期復雜的工作，同時也是高等院校面臨著難度性較大的教學任務，在機械設計基礎教學中積極探究如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識也是機械設計基礎教學的目標之一，機械設計教學首先是需要學生充分了解相關工程力學和機械工程材料等基礎課程知識，在實踐中過程中運用運動理論知識，并且在實踐過程中更加需要學生的自主性和創(chuàng)新意識。但是基于現(xiàn)在高等院校機械設計基礎教學現(xiàn)存的問題來說，學生對機械設計基礎教學的重視程度較低，出現(xiàn)不同程度的厭課情況，因此，正確的引導學生，營造良好的學習氛圍，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力，這也是高等院校的機械設計基礎教學教師需要長久探究的問題，充分展示出機械設計基礎教學的價值，幫助學生提升創(chuàng)新能力，更好地應對之后的學習和工作。

結束語：

在開展機械設計教學過程中，將創(chuàng)新設計教學融入到課堂教學中，不僅僅能夠充分發(fā)揮出機械類專業(yè)學生分析問題的自主性和獨立性，同時，也能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，最大化的激發(fā)學生的學習熱情和創(chuàng)新激情，能夠使機械設計基礎這門課程教學取得較為顯著的教學效果，專業(yè)型人才的培養(yǎng)是需要一個系統(tǒng)化和專業(yè)化的教學過程，培養(yǎng)創(chuàng)新性的專業(yè)人才也是高等院校不變的教學目標，因此對于高等院校的教師來說，后續(xù)需投入更多的精力積極研究機械設計基礎教學模式改革。

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作者簡介：賴大春（1990.05），男，漢族，江西贛州，助教，碩士，研究方向：機械工程。