杜青林+周洪波+歐昌杰

摘 要： 機(jī)械原理作為機(jī)械工程類學(xué)生的必修課，其基本原理和方法與工程設(shè)計(jì)實(shí)踐息息相關(guān)。機(jī)械原理課程是培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)人才的重要課程，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的橋梁，在學(xué)科體系中起承上啟下的作用。教師在教學(xué)工作中不僅要傳授知識(shí)，更重要的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、思考的主動(dòng)性和強(qiáng)烈的求知欲。

關(guān)鍵詞： 機(jī)械原理；教學(xué)過(guò)程；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：647 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，培養(yǎng)具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)、強(qiáng)烈創(chuàng)新意識(shí)和全局創(chuàng)新能力的高端人才是重點(diǎn)高校的三大任務(wù)之一[1]，也是時(shí)代的發(fā)展需要，機(jī)械原理作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，必須在觀念思維、體系制度和創(chuàng)新能力等諸多方面進(jìn)行全面改革。本文僅結(jié)合機(jī)械原理教學(xué)實(shí)踐與工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

1.教學(xué)思維的改革

機(jī)械原理教學(xué)的總?cè)蝿?wù)和目標(biāo)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論 ，基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能，并初步具有擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案、分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力[2]。機(jī)械學(xué)科柔和了現(xiàn)代微電子技術(shù)、光技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等新興技術(shù)，要激發(fā)學(xué)生的求知欲和體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力就要對(duì)其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進(jìn)行改革。在教學(xué)內(nèi)容上，既要重點(diǎn)教授機(jī)械機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，又要針對(duì)時(shí)代的發(fā)展出現(xiàn)的新理論、新方法和學(xué)科發(fā)展的前沿的內(nèi)容，擴(kuò)寬學(xué)生的視野和知識(shí)面[3]；在教學(xué)方法上采用多樣式方法來(lái)進(jìn)行，除了課堂常規(guī)教學(xué)外，還要利用學(xué)?，F(xiàn)有的資源，如到校辦工廠實(shí)習(xí)、機(jī)械模型觀摩、機(jī)械創(chuàng)新大賽參與等多種形式；在教學(xué)手段上利用最新的一些網(wǎng)絡(luò)資源，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用如慕課和微課等最新的網(wǎng)絡(luò)形式向?qū)W生展現(xiàn)的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的基本原理和最新發(fā)展趨勢(shì)。

2.創(chuàng)新思維的建立

機(jī)械原理中的概念多，而且較抽象，學(xué)生理解起來(lái)較為困難，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)積極鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考學(xué)習(xí)中遇到的各類問(wèn)題[4]。在機(jī)械原理教學(xué)工程中，要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)，建立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。教師應(yīng)該通過(guò)教學(xué)過(guò)程中的不斷實(shí)踐、探索和改進(jìn)，建立一套以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和能力、激發(fā)創(chuàng)新思維為目標(biāo)的教學(xué)方式和方法，形成自己獨(dú)特的教學(xué)特征[5]。

（1）課件準(zhǔn)備和備課時(shí)，就應(yīng)該從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維著手。譬如在機(jī)械原理教學(xué)中，需要提供很多動(dòng)畫模型和數(shù)學(xué)模型，還需要很多實(shí)物圖片。教師不僅要講解基本原理，還需要不斷擴(kuò)展到工程實(shí)例，開拓學(xué)生的思路和視野，并加以啟發(fā)和歸納總結(jié)。

（2）教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)互動(dòng)性和實(shí)踐性。在教學(xué)過(guò)程中，教師起到引導(dǎo)和主導(dǎo)作用，學(xué)生是積極的參與者，這就要求師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，溝通渠道是多向流通[6]。形成一個(gè)情感交融、活潑自由、民主開放的教學(xué)氣氛，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生大膽發(fā)言，提出異議，敢于突破傳統(tǒng)思維，敢于質(zhì)疑權(quán)威觀念。而同時(shí)讓學(xué)生能接觸大量的教學(xué)實(shí)際問(wèn)題，譬如任課教師相關(guān)的科研項(xiàng)目和課題，又恰好跟所教的內(nèi)容相吻合，就可以直接拿出來(lái)，讓學(xué)生了解和參看，并且基于他們的理解提出自己合理的建議和方案，這樣不僅有利于學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐創(chuàng)新中，還能解決一些實(shí)際問(wèn)題，具有很大的可操作性，在一定程度上也實(shí)現(xiàn)了從理論向?qū)嵺`的順利過(guò)渡。

（3）教學(xué)方式方法嘗試突破。一般機(jī)械原理教學(xué)絕大部分都是采用“灌輸”或者“填鴨”式，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中被動(dòng)接收，主動(dòng)性和興趣不高。這就要求教學(xué)時(shí)靈活運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法、問(wèn)題教學(xué)法、類比教學(xué)法以及工程實(shí)例教學(xué)法，達(dá)到以學(xué)生為主體，提高學(xué)生的興趣和效率。譬如在講解凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，采用動(dòng)態(tài)模型、動(dòng)畫演示來(lái)展現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)變化，更好讓學(xué)生理解“反轉(zhuǎn)原理”。

3. 創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新能力是以培養(yǎng)大學(xué)生自主創(chuàng)新能力為目標(biāo)深化教育教學(xué)改革，抓住創(chuàng)新教育的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革，營(yíng)造創(chuàng)新型育人環(huán)境，確立準(zhǔn)確的課程目標(biāo)，克服理論脫離實(shí)際的趨勢(shì)，較有效地協(xié)調(diào)教育教學(xué)過(guò)程中發(fā)生的矛盾和沖突，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。另外，充分利用學(xué)校包括社會(huì)上的各種資源，使實(shí)踐教學(xué)時(shí)間和空間得到科學(xué)延伸。豐富專業(yè)人才的內(nèi)涵。實(shí)施全方位、多層次實(shí)踐訓(xùn)練，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)上具有一定的成效。

3.1實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的搭建

學(xué)校歷來(lái)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在“十一五”、“十二五”發(fā)展規(guī)劃以及“湖南理工學(xué)院2011-2020中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”中，學(xué)校均將“提升學(xué)生實(shí)踐能力”作為教學(xué)工作的核心內(nèi)容來(lái)抓。學(xué)院以“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”為依托，同時(shí)借助學(xué)院其他幾個(gè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)如“電磁裝備設(shè)計(jì)與制造實(shí)驗(yàn)室”、“現(xiàn)代制造技術(shù)實(shí)習(xí)基地”、“工業(yè)燃燒器及燃燒智能控制工程技術(shù)研究中心”以及校辦實(shí)習(xí)工廠，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械原理的在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

3.2工程訓(xùn)練的提高

在課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上，采用項(xiàng)目競(jìng)賽和設(shè)計(jì)創(chuàng)新等多樣形式，有目的性和針對(duì)性的對(duì)學(xué)生開展綜合設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力訓(xùn)練，組織機(jī)械類學(xué)生參加以“機(jī)械創(chuàng)新大賽”和“機(jī)械工程綜合訓(xùn)練競(jìng)賽”等活動(dòng)的大學(xué)生工程競(jìng)賽項(xiàng)目，開展專業(yè)專項(xiàng)培訓(xùn)，積極鼓勵(lì)學(xué)生要采用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)自己所提出的方案，繪制出虛擬的三維造型，并通過(guò)軟件自帶的工具對(duì)方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證[7]。通過(guò)各種競(jìng)賽熟練運(yùn)用和掌握機(jī)械原理中各種機(jī)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)形式，注重促進(jìn)學(xué)生知識(shí)能力素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，注重綜合學(xué)科背景融合和系統(tǒng)思維培養(yǎng)，注重工程能力訓(xùn)練和科研思維啟迪，注重共性培養(yǎng)與個(gè)性化引導(dǎo)，強(qiáng)化實(shí)踐體系的開放性和適應(yīng)性，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性，強(qiáng)化知識(shí)和能力培養(yǎng)的有效性和創(chuàng)新性。

3.3教學(xué)與科研協(xié)同

為讓學(xué)生了解本課程的前沿領(lǐng)域，熟悉本課程研究的基本理論與方法在科技創(chuàng)新中的應(yīng)用，我們將近年來(lái)承擔(dān)的多項(xiàng)與本課程內(nèi)容密切相關(guān)的科研成果應(yīng)用到課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中[8]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研協(xié)同，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程貼近實(shí)際、貼近前沿，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力非常有效的途徑。

4. 總結(jié)

機(jī)械原理的理論和實(shí)踐教學(xué)都需要從思想上進(jìn)行系統(tǒng)的改革和創(chuàng)新，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，特別是在工業(yè)4.0時(shí)代，更加要求我們繼續(xù)探索在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的成效，結(jié)合工程實(shí)例和創(chuàng)新實(shí)踐，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和參與熱情，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出高素質(zhì)能力的學(xué)生隊(duì)伍?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：杜青林（1982-），男，湖南衡陽(yáng)人，湖南理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，碩士，講師endprint