閆茹?鄭甲紅?王寧俠

摘要：培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)機(jī)械工程技術(shù)人才，是新世紀(jì)機(jī)械工程高等教育的主要教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)這一目標(biāo)，通過分析學(xué)生工程能力的現(xiàn)狀和存在的問題，探索了機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的一系列措施，提出了以轉(zhuǎn)變教育思想和觀念為先導(dǎo)，以教學(xué)改革為核心，以大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動(dòng)為平臺(tái)，全面培養(yǎng)機(jī)械類創(chuàng)新型工程人才。

關(guān)鍵詞：機(jī)械基礎(chǔ)；教學(xué)改革；創(chuàng)新；工程人才培養(yǎng)

作者簡(jiǎn)介：閆茹（1980-），女，陜西西安人，陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，講師；鄭甲紅（1963-），男，陜西寶雞人，陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，教授。（陜西 西安 710021）

基金項(xiàng)目：本文系“陜西省省級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)——機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”的階段性研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）08-0132-02

根據(jù)陜西科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保?shí)際情況，機(jī)械基礎(chǔ)系列課程包括：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械基礎(chǔ)，均屬于“技術(shù)基礎(chǔ)課”，它們是基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程之間的橋梁，是從理論到實(shí)踐的過渡。培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)機(jī)械工程技術(shù)人才，是新世紀(jì)機(jī)械工程高等教育的主要教學(xué)目標(biāo)。[1]根據(jù)這一目標(biāo)，以轉(zhuǎn)變教育思想和觀念為先導(dǎo)，以機(jī)械基礎(chǔ)系列課程教學(xué)改革為核心，以大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動(dòng)為平臺(tái)，全面培養(yǎng)機(jī)械類創(chuàng)新型工程人才。

一、機(jī)械基礎(chǔ)課程與學(xué)生工程能力的現(xiàn)狀和存在的問題

機(jī)械基礎(chǔ)系列課程是機(jī)械類、近機(jī)類專業(yè)的必修課，早期課程體系和內(nèi)容主要沿襲老的模式，即以機(jī)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)和典型零件設(shè)計(jì)計(jì)算為主線，很少涉及機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)及工程設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。[2]授課中注重知識(shí)傳授和具體的分析計(jì)算，缺少工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。這些使得工科畢業(yè)生存在以下突出問題：缺乏工程實(shí)踐能力和工程創(chuàng)新意識(shí)，專業(yè)面狹窄，動(dòng)手能力差，綜合素質(zhì)低下，所學(xué)知識(shí)陳舊等。[3]

機(jī)電工程學(xué)院作為教學(xué)研究型學(xué)院，機(jī)械工程作為工科專業(yè)，以重點(diǎn)培養(yǎng)從事工程技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的設(shè)計(jì)工程師和生產(chǎn)工程師為主要目標(biāo)。其本科畢業(yè)生除少部分進(jìn)入更高層次的教育，大多數(shù)將主要到大中型企業(yè)或工程設(shè)計(jì)院從事大中型工程項(xiàng)目的開發(fā)、設(shè)計(jì)、施工等方面的工作，其中一些人還要工作在生產(chǎn)第一線。

針對(duì)學(xué)生中存在的主要問題，依據(jù)機(jī)電工程學(xué)院學(xué)生培養(yǎng)定位，機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)提出推進(jìn)機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革，依托大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動(dòng)平臺(tái)，加強(qiáng)培養(yǎng)機(jī)械類創(chuàng)新型工程人才。

二、機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革措施

依據(jù)國家“十二五”規(guī)劃綱要、黨的十八大精神和新世紀(jì)機(jī)械工程高等教育的主要教學(xué)目標(biāo)，加快教育改革發(fā)展，加強(qiáng)培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。筆者轉(zhuǎn)變教育思想，調(diào)整機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)目標(biāo)，編寫教材，更新教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，拓寬實(shí)踐平臺(tái)，建立機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)新體系。

1.調(diào)整教學(xué)目標(biāo)

以培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才為目標(biāo)，通過機(jī)械基礎(chǔ)課程，使學(xué)生學(xué)會(huì)如何將基礎(chǔ)理論知識(shí)用于工程實(shí)際設(shè)計(jì)中，達(dá)到“懂理論、會(huì)設(shè)計(jì)、知發(fā)展、想創(chuàng)新”的目標(biāo)要求。

2.根據(jù)教學(xué)改革需要，推進(jìn)教材建設(shè)

為提高工程人才實(shí)踐應(yīng)用能力，機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)2006年編寫的21世紀(jì)高校機(jī)電類規(guī)劃教材《機(jī)械原理》使用至今。2008年編寫《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材，后于2011年修訂《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材，并邀請(qǐng)國內(nèi)知名專家吳宗澤教授作為主審，由機(jī)械工業(yè)出版社發(fā)行。2002年，為適應(yīng)我校輕工專業(yè)特色的需求，對(duì)近機(jī)類、非機(jī)類機(jī)械基礎(chǔ)進(jìn)行了較全面深入的改革，在21世紀(jì)教材指導(dǎo)方針下，編寫《機(jī)械基礎(chǔ)》教材并出版。2005年，為進(jìn)一步加強(qiáng)教材的實(shí)踐性，淡化公式理論推導(dǎo)，與后續(xù)各輕化工專業(yè)機(jī)械相結(jié)合，編寫了21世紀(jì)高校機(jī)電類規(guī)劃教材《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，并由機(jī)械工業(yè)出版社出版，在此基礎(chǔ)上，2013年修訂并出版《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第二版。

3.更新教學(xué)內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在課程理論教學(xué)方面，繼續(xù)堅(jiān)持“以設(shè)計(jì)為主線，以加強(qiáng)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心”的改革思路。[4]課程教學(xué)內(nèi)容必須反映機(jī)械學(xué)科發(fā)展的最新成果和方法，同時(shí)，恰當(dāng)解決內(nèi)容在增加、學(xué)時(shí)要壓縮的矛盾，以減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，擴(kuò)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間的矛盾。為此，適當(dāng)刪除一些在工程實(shí)際中基本不再使用或已失去指導(dǎo)意義的內(nèi)容以及對(duì)先修課程內(nèi)容重復(fù)的部分，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段，運(yùn)用理論知識(shí)等解決工程實(shí)際問題的思維方法和基本技能。在機(jī)械原理課程中，增加機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程中，增加現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容，并且新增通識(shí)選修課“工程設(shè)計(jì)”。

4.創(chuàng)新教學(xué)方法

以現(xiàn)代教學(xué)手段補(bǔ)充傳統(tǒng)教學(xué)方式，更加形象生動(dòng)地幫助學(xué)生建立基本概念。以精品課程網(wǎng)絡(luò)建設(shè)補(bǔ)充課堂教學(xué)和課后答疑，幫助學(xué)生及時(shí)解決學(xué)習(xí)中的問題。案例教學(xué)中，以認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及日常生活中學(xué)生見過的機(jī)械為例，更加直觀地幫助學(xué)生理解基本原理。啟發(fā)、探究式方法結(jié)合大作業(yè)，幫助學(xué)生掌握基本方法的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)提出問題、解決問題的思路。

5.在現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)平臺(tái)建設(shè)

機(jī)械基礎(chǔ)課程在前期認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及典型零件測(cè)繪的基礎(chǔ)上，加之課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)及大作業(yè)，還是使學(xué)生感覺到理論與實(shí)踐之間的距離，尤其有部分學(xué)生感覺到有“吃不飽”的現(xiàn)象。自2004年起，組織并指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽，2011年起，組織并指導(dǎo)學(xué)生參加全國大學(xué)生工程綜合能力訓(xùn)練競(jìng)賽，同時(shí)，多次指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯。為支持這些學(xué)生課外科技活動(dòng)，學(xué)院成立了機(jī)械創(chuàng)新基地，并不斷完善。

2012年，教育部關(guān)于做好“本科教學(xué)工程”，提出實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，這一計(jì)劃的實(shí)施，使筆者以競(jìng)賽要求為題目、短期性的學(xué)生課外科技活動(dòng)，轉(zhuǎn)變成常態(tài)化的課外科技創(chuàng)新能力訓(xùn)練，使開放的創(chuàng)新基地更加繁忙。該團(tuán)隊(duì)教師所指導(dǎo)的創(chuàng)新項(xiàng)目占到學(xué)院總項(xiàng)目的半數(shù)以上。

這些平臺(tái)的搭建，使更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)參與課外科技創(chuàng)新活動(dòng)。從選題、到方案設(shè)計(jì)、完善、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、改進(jìn)、圖紙繪制、材料采購、零件加工、裝配、調(diào)試、再改進(jìn)、創(chuàng)新成果的報(bào)告撰寫、答辯驗(yàn)收等一系列環(huán)節(jié)，鍛煉了學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、解決問題的能力，及工程的嚴(yán)謹(jǐn)與做事的堅(jiān)持。他們的能力得到了鍛煉，創(chuàng)新思維得到了提高，知識(shí)結(jié)構(gòu)得到了完善。

6.大學(xué)生課外科技活動(dòng)反哺教學(xué)

大學(xué)生課外科技活動(dòng)不僅提高了學(xué)生的工程能力，同時(shí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論學(xué)習(xí)的重要性，發(fā)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)的缺陷，理解課程的銜接與綜合應(yīng)用，提高了理論學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，帶著問題走進(jìn)課堂。同時(shí)，筆者又將這些作品帶進(jìn)課堂，這些鮮活的案例，活躍了課堂氣氛，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生們學(xué)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)課程的興趣。

課外科技活動(dòng)除了將學(xué)生帶進(jìn)課堂，更是將學(xué)生推向社會(huì)和市場(chǎng)。為了完成選題，他們走出了校園，擦亮了眼睛，觀察了生活與生產(chǎn)；為了加工制作，他們走進(jìn)了市場(chǎng)，認(rèn)識(shí)了材料，理解了公差，學(xué)會(huì)了制圖。而這些收獲，無一不有助于綜合教學(xué)效果的提高。它不僅僅提升了機(jī)械基礎(chǔ)課程的教育教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)項(xiàng)目完成過程中所涉及的一系列理論課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)都得到了重視。

課外科技創(chuàng)新活動(dòng)拓寬了機(jī)械基礎(chǔ)系列課程的課程設(shè)計(jì)選題，[5]對(duì)于陳舊、單一的課程設(shè)計(jì)題目很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中，筆者采用教師提供選題、當(dāng)年的學(xué)生競(jìng)賽題目或由學(xué)生自由選題與教師審核相結(jié)合的方法。課外科技活動(dòng)提高了大作業(yè)的完成質(zhì)量，例如機(jī)械原理課程中平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等章節(jié)“計(jì)算機(jī)輔助機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)”大作業(yè)，為使其計(jì)算結(jié)果應(yīng)用于下一步的設(shè)計(jì)，計(jì)算更加仔細(xì)認(rèn)真。課外科技活動(dòng)改善了部分創(chuàng)新型、綜合型實(shí)驗(yàn)的完成效果。

另外，機(jī)械類課外科技活動(dòng)使得我校其他近機(jī)類、非機(jī)類專業(yè)的學(xué)生有機(jī)會(huì)參與非主修專業(yè)的課外科技活動(dòng)，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，為行業(yè)設(shè)備的認(rèn)識(shí)打下了良好的基礎(chǔ)。

三、教學(xué)效果

通過機(jī)械基礎(chǔ)課程教育教學(xué)改革的一系列措施，提高了本科教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生創(chuàng)新能力、工程應(yīng)用能力大幅度提升，學(xué)生課外科技活動(dòng)成果數(shù)量連續(xù)幾年明顯增長，該團(tuán)隊(duì)被批準(zhǔn)為2013年省級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。為進(jìn)一步提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，筆者將繼續(xù)研究、改進(jìn)教學(xué)方法，探索機(jī)械基礎(chǔ)系列課程及實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核評(píng)價(jià)體系，拓寬學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的方式和渠道，加強(qiáng)和完善學(xué)生課外科技活動(dòng)平臺(tái)建設(shè)和指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)，使更多的學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，全面提高學(xué)生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的目標(biāo)。

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（責(zé)任編輯：王意琴）