【摘要】通過對機械類課程體系的分析，根據(jù)機械原理課程的內(nèi)容、特點及地位，我校將創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為機械原理課程教學(xué)改革的主要目標(biāo)。運用創(chuàng)新的基本理論，圍繞機械原理教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維能力及營造創(chuàng)新環(huán)境等問題進(jìn)行了一系列的探索和實踐，并取得了較好的成效。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新能力 教學(xué)改革 機械原理課程

【中圖分類號】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）34-0066-02

創(chuàng)新能力培養(yǎng)是機械工程類專業(yè)在面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)改革中的主要任務(wù)之一。我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，要求機械產(chǎn)品種類多、功能強、更新快，機械行業(yè)已由過去以吸收引進(jìn)為主進(jìn)入自主創(chuàng)新時期。機械原理課程一直是我國機械類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在機械類課程中，起著舉足輕重的作用。目前機械類課程的教改多圍繞教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段等方面進(jìn)行，取得了一些成效，但對創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果不夠明顯。機械原理課程與現(xiàn)代機械設(shè)計密切相關(guān)，而創(chuàng)新是設(shè)計的靈魂。通過對機械類系列課程分析探討，根據(jù)機械原理課程的內(nèi)容、特點及在課程體系中的地位，我校將培養(yǎng)創(chuàng)新能力確定為機械原理課程教改的主要目標(biāo)之一；提出了面向設(shè)計的機械原理的教學(xué)改革思路，建立了以設(shè)計為主線、培養(yǎng)具有機械系統(tǒng)方案設(shè)計能力為目標(biāo)的課程教學(xué)體系。因此，本文以機械原理課程為例，研究和探索如何通過課程教學(xué)改革來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

在機械原理的教學(xué)中，應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法多方面改革入手，全方位營造創(chuàng)新環(huán)境，并將培養(yǎng)創(chuàng)新思維方式的理念貫穿于理論教學(xué)及實踐教學(xué)整個教學(xué)環(huán)節(jié)中。首先要圍繞機構(gòu)設(shè)計組織教學(xué)內(nèi)容，教師要用創(chuàng)新思維方式傳授知識，鼓勵學(xué)生拋開思維定式，培養(yǎng)發(fā)散思維能力；其次在授課中，結(jié)合工程背景和機械系統(tǒng)講解機構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)觀念；并且將現(xiàn)代機械設(shè)計的新技術(shù)恰當(dāng)?shù)匾虢虒W(xué)中，使學(xué)生了解工程前沿，培養(yǎng)創(chuàng)新意識；同時通過多媒體立體化教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力。另外同步改革實踐教學(xué)，從時間和空間為學(xué)生營造創(chuàng)新環(huán)境；鼓勵學(xué)生參加機械設(shè)計大賽，培養(yǎng)和彰顯創(chuàng)新能力。通過實踐，這些探索和嘗試取得了較好的效果。

1.培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力貫穿于理論教學(xué)中

21世紀(jì)是人才競爭的時代，實質(zhì)是人的創(chuàng)造力競爭的時代。創(chuàng)新能力已經(jīng)是國家、民族發(fā)展能力的代名詞，是一個國家和民族解決自身生存、發(fā)展問題能力大小的最客觀和最重要的標(biāo)志。大量的實踐證明，每個人都有創(chuàng)造的潛力，創(chuàng)造力是需要開發(fā)、培育和訓(xùn)練的。

人的創(chuàng)造力很大程度取決于創(chuàng)新意識和思維方式。創(chuàng)新思維方式包括聯(lián)想思維、發(fā)散思維、逆向思維和想象思維等。不少心理學(xué)家認(rèn)為，發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的最主要的特點，是測定創(chuàng)造力的主要標(biāo)志之一。想象思維可以說是形象思維的具體化，是人腦借助表象進(jìn)行加工操作的最主要形式，是人類進(jìn)行創(chuàng)新及其活動的重要的思維形式。機械原理課程是學(xué)生接觸專業(yè)和機械設(shè)計的開始，因此在教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生想象思維能力和發(fā)散思維能力。

通過多媒體立體化教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力。由于機械原理課程較以前的基礎(chǔ)課接近工程實際，要解決工程實際問題、要進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計，單靠以前邏輯思維是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。要求學(xué)生在發(fā)展邏輯思維的同時，注重形象思維的培養(yǎng)。機械原理課程主要內(nèi)容是機構(gòu)，機構(gòu)在工作中是動態(tài)的，是最適合多媒體教學(xué)的課程之一。過去粉筆加掛圖的教學(xué)，機構(gòu)是靜止的，對于機構(gòu)的運動和演化等學(xué)生難以想象，不利于學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)。多媒體、機構(gòu)動畫放映是培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力的最好的教學(xué)手段。在教學(xué)中我們不斷完善多媒體課件，收集了大量相關(guān)動畫資料。在多媒體立體化教學(xué)的課堂上，豐富的實例展示、機構(gòu)動與靜的變化等鮮活的內(nèi)容，在抓住學(xué)生注意力的同時有效地培養(yǎng)了學(xué)生的形象思維能力。

將創(chuàng)造性思維方式貫穿于教學(xué)過程中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和發(fā)散思維能力等。通過改變傳統(tǒng)繼承式教育模式，避免滿堂灌的套路式教學(xué)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及特點多用啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法，激活學(xué)生的思維。例如：在講“四桿機構(gòu)”時，啟發(fā)學(xué)生到生活中找一些機構(gòu)應(yīng)用實例和需要設(shè)計或改進(jìn)的小課題，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和創(chuàng)新意識，并根據(jù)教學(xué)進(jìn)程分階段進(jìn)行討論和指導(dǎo)，對學(xué)生的創(chuàng)新性小成果進(jìn)行總結(jié)，同時給學(xué)生介紹一些創(chuàng)新思維的方法和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生自覺創(chuàng)新的意識，提高創(chuàng)新思維能力。

以機構(gòu)設(shè)計為中心、機構(gòu)分析為輔重新組織教學(xué)內(nèi)容。在機構(gòu)設(shè)計的講解中以解析法為主，盡可能多的引進(jìn)相關(guān)的工程實例，開闊學(xué)生的視野。以機械系統(tǒng)為背景來講解機構(gòu)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生工程意識和系統(tǒng)觀念，以避免見木不見林，知識無活力化的現(xiàn)象，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的工程建模能力，以適應(yīng)現(xiàn)代機械設(shè)計的要求。在機構(gòu)分析的講解中，運用系統(tǒng)的、動態(tài)的和變化的思維方式引導(dǎo)學(xué)生積極思考。

例如：在講解典型機構(gòu)時，我們通過重點講解各機構(gòu)之間的聯(lián)系、演化揭示機構(gòu)的本質(zhì)，從機構(gòu)的變異和組合中體會新機構(gòu)產(chǎn)生過程，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的能力。另外，我們將展示我校學(xué)生機械設(shè)計競賽的獲獎作品和介紹機械工程設(shè)計的最新成果作為本課程培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必修內(nèi)容。根據(jù)課程內(nèi)容適時、適度地引入相關(guān)內(nèi)容，提高學(xué)生興趣，讓學(xué)生了解機械設(shè)計前沿。比如：在講解機構(gòu)時，簡單介紹機器人技術(shù)，學(xué)生睜大好奇眼球的同時，了解了現(xiàn)在所學(xué)機構(gòu)的重要性及自己的差距，機器人技術(shù)的迅速發(fā)展讓學(xué)生切實體會到創(chuàng)新的作用和重要性。

通過在教學(xué)中對創(chuàng)新思維的引導(dǎo)、激發(fā)和培養(yǎng)，讓學(xué)生從傳統(tǒng)繼承式教育模式的壓力下解脫出來，主動思考、開放流動的思維讓機械原理的課堂充滿生機和活力。

2.改革實踐教學(xué)，營造創(chuàng)新環(huán)境提高創(chuàng)造能力

機械原理課程是實踐性較強的課程。有實驗、課程設(shè)計兩個實踐性環(huán)節(jié)組成。我們充分研究實踐性教學(xué)的內(nèi)容，合理安排實踐教學(xué)的進(jìn)程，通過給實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)造足夠的時間和空間，為學(xué)生營造創(chuàng)新環(huán)境，激發(fā)創(chuàng)新興趣。

機械原理課程一般安排8學(xué)時的實驗。實驗大多是演示型和驗證性實驗，對幫助學(xué)生理解和分析機構(gòu)等基本原理是必需的。為營造創(chuàng)新環(huán)境，我們專門開設(shè)了機械創(chuàng)新實驗室，選擇一些綜合性和創(chuàng)新性實驗作為學(xué)生的選修實驗，并且開放實驗室，使學(xué)生能充分利用課余時間置身創(chuàng)新環(huán)境，進(jìn)行創(chuàng)新實踐訓(xùn)練。如我們增加的“機構(gòu)組合創(chuàng)新實驗”受到學(xué)生歡迎。通過實驗，不但幫助學(xué)生理解機構(gòu)組成原理，而且通過將不同機構(gòu)不同組合獲得新機構(gòu)的實踐過程使學(xué)生體會到創(chuàng)造的樂趣。

機械原理課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力的重要環(huán)節(jié)，內(nèi)容包括：機構(gòu)運動方案的選擇和設(shè)計計算，要求用解析法完成。設(shè)計是多解和選優(yōu)的過程，法國哲學(xué)家查提爾提出：“當(dāng)你只有一個點子時，這個點子再危險不過了”。機構(gòu)運動方案設(shè)計是設(shè)計中提多個點子的過程，最能體現(xiàn)靈活性和創(chuàng)新性的關(guān)鍵所在。過去機械原理課程設(shè)計安排在課程之后，時間較緊，學(xué)生主要時間和精力用于建模、編程等內(nèi)容，一些學(xué)生對計算機編程不熟，更是草草了之。課程設(shè)計達(dá)不到培養(yǎng)設(shè)計和創(chuàng)新能力的目標(biāo)。為此我們將課程設(shè)計的題目從開課就布置給學(xué)生，讓學(xué)生有充分的時間進(jìn)行機構(gòu)運動方案設(shè)計的思考，鼓勵學(xué)生進(jìn)行開放性思維，提出較多機構(gòu)方案進(jìn)行比較和選優(yōu)。讓學(xué)生體會設(shè)計不是過去的一題一解，而是一題多解，學(xué)生思考和提出方案的過程實際就是培養(yǎng)發(fā)散型思維的過程。改革后的課程設(shè)計教學(xué)，不但提高了的質(zhì)量，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新思維的能力。

3.機械設(shè)計競賽激發(fā)創(chuàng)新設(shè)計能力

機械設(shè)計競賽為鼓勵和提高學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力提供了最好的平臺，也是彰顯和檢驗創(chuàng)新能力的舞臺。我校對此非常重視。從省第一次競賽至今我校一直參加，且連續(xù)取得較好的成績。在競賽組織和準(zhǔn)備階段，我系組成由系主任牽頭專業(yè)老師參加的指導(dǎo)小組，認(rèn)真制定參賽計劃，通過在學(xué)生中宣傳組織，報名人數(shù)逐年增加，競賽采取學(xué)生自由組合，自愿報名的方式，先在校內(nèi)進(jìn)行選拔，學(xué)生通過初賽和復(fù)賽獲得參賽資格。競賽的整個過程，對學(xué)生而言，不論是否能獲得最后的參賽資格，都是一次難得的培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)新能力的好機會。近幾年來，我校學(xué)生在“浙江省機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”及“全國大學(xué)生三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽”中連年獲獎。

4.小結(jié)

我校進(jìn)行機械原理的教學(xué)改革已多年，圍繞以設(shè)計為中心的教學(xué)指導(dǎo)方針，在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面進(jìn)行了多方面的探索和實踐，隨著課程教學(xué)的多元化、立體化和開放式的改革的推進(jìn)，學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣不斷增加。連年機械設(shè)計大賽的佳績，鼓勵著學(xué)生參賽熱情，有力推動了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。機械原理課程在改革中重現(xiàn)生機和活力，在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面取得了一定的成效。但是，也應(yīng)該看到，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是長期的任務(wù)，如何在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中使學(xué)生繼續(xù)保持創(chuàng)造的熱情是值得我們深思的問題。

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作者簡介：

張蔚，（1965—）女，江蘇吳江人，博士，副教授，研究方向：機械原理和機械設(shè)計教學(xué)。