創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育背景下的機械設計課程教學(xué)改革

引導、推動(dòng)部分地方本科高校向應用型轉變，是深入推進(jìn)高等教育綜合改革的重要內容，是促進(jìn)高校特色發(fā)展的重要舉措。２０１５年１２月，北華大學(xué)的機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)集群被吉林省教育廳確定為轉型發(fā)展試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)（群）。教育部、國家發(fā)展改革委和財政部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見(jiàn)》提出：轉型發(fā)展要認真貫徹落實(shí)《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》，將創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育融入人才培養全過(guò)程，將專(zhuān)業(yè)教育和創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育有機結合，以課程教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)為主要載體，使學(xué)生成長(cháng)為具有創(chuàng )新思維和開(kāi)創(chuàng )性能力的應用型人才。
１　教學(xué)改革的總體思路
機械設計是工科高等院校機械類(lèi)和近機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)
本科生必修的一門(mén)設計性主干技術(shù)基礎課，是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程，對培養學(xué)生的獲取新知識和自學(xué)能力、問(wèn)題分析與解決問(wèn)題能力、使用現代工具能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng )新能力和機械產(chǎn)品的應用開(kāi)發(fā)能力具有明顯的支撐作用。為適應機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)集群轉型改革和創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育的要求，培養應用型、創(chuàng )新實(shí)踐型人才，根據機械設計課程的教學(xué)現狀，筆者認為機械設計課程教學(xué)改革應遵循以下思路：
（１）貫徹學(xué)以致用的教學(xué)思想，密切工程實(shí)際，以“工程實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力培養”為主線(xiàn)開(kāi)展教學(xué)。
（２）改變教學(xué)方法單一、手段落后的現狀，采用以問(wèn)題、案例、項目為載體，實(shí)施任務(wù)拉動(dòng)式教學(xué)模式，使學(xué)生有興趣、有研究、有實(shí)踐地學(xué)習。
（３）按照“理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)、課程設計、第二課堂一盤(pán)棋”的思想，強化實(shí)踐環(huán)節，注重引導學(xué)生自主學(xué)習和研究性探索，逐步、系統地增長(cháng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力。
２　理論教學(xué)改革
機械設計是一門(mén)關(guān)于機械裝置實(shí)體設計的課程，涉及零件材料與熱處理方法的選擇、受力及工作能力的分析計算和結構設計等內容，同時(shí)要考慮零件的工藝性、標準化、經(jīng)濟性、環(huán)境保護等要求。在課堂教學(xué)中，除采用講授教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法傳授本課程的基本知識、基本方法和基本技能外，還應以使學(xué)生初步形成機械裝置實(shí)體設計能力為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)組織教學(xué)內容，將理論知識結合具體工程對象思考和研究問(wèn)題，增強知識的實(shí)踐性和應用性，易被學(xué)生接受并應用、創(chuàng )新?？山Y合案例教學(xué)法、項目教學(xué)法、參觀(guān)演示教學(xué)法、現場(chǎng)教學(xué)法、任務(wù)驅動(dòng)教學(xué)法等，加強與生產(chǎn)實(shí)際和科技發(fā)展的結合，培養學(xué)生將理論知識應用于工程實(shí)際的能力，并積累相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗。
３　實(shí)驗教學(xué)改革
實(shí)驗是驗證理論，培養學(xué)生創(chuàng )新意識、動(dòng)手能力和工程素質(zhì)的重要手段，是提高學(xué)生實(shí)驗技能，為以后的創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)實(shí)踐打基礎的訓練方法，是以發(fā)揮學(xué)生主觀(guān)能動(dòng)性為主的現場(chǎng)實(shí)踐。在機械設計實(shí)驗教學(xué)中，除保留部分重要的傳統實(shí)驗項目外，應引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗平臺，開(kāi)設足夠多的綜合性、設計性和創(chuàng )新性實(shí)驗項目。機械設計課程實(shí)驗項目如表１所示。
 
表１　機械設計課程實(shí)驗項目
在實(shí)驗過(guò)程中，要變原有的教學(xué)實(shí)驗為實(shí)驗教學(xué)狀態(tài)，融實(shí)驗、教學(xué)于一體，在實(shí)驗中理解、感知理論教學(xué)內容，在理論教學(xué)中獲得實(shí)驗依據。在綜合性、設計性、創(chuàng )新性實(shí)驗中設置一些可選做的開(kāi)放型實(shí)驗，為學(xué)生提供實(shí)驗內容的選擇空間。實(shí)行實(shí)驗室開(kāi)放制度，
為學(xué)生提供實(shí)驗時(shí)間的選擇空間。
４　課程設計教學(xué)改革
課程設計是增強學(xué)生創(chuàng )新意識、培養分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力、提高獨立工作能力的重要途徑。筆者建議將機械設計課程設計與機械原理課程設計“同題目貫通”，整合為機械基礎綜合課程設計。這樣，可使機械產(chǎn)品的執行機構方案設計、運動(dòng)尺度設計、運動(dòng)與動(dòng)力分析和傳動(dòng)系統方案設計、零件的結構設計等內容融合起來(lái)，保證設計過(guò)程的完整性、系統性和綜合性，使之更加貼近工程實(shí)際，能夠更加全面地鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng )新能力和機械產(chǎn)品的應用開(kāi)發(fā)能力。
課程設計題目可采取給定與自擬兩種方式。設計題目要具有現實(shí)意義和理論價(jià)值，提倡結合工程實(shí)際真題真做?？蓪⒐こ虒?shí)際問(wèn)題、科研項目、機械創(chuàng )新競賽項目、各級大學(xué)生創(chuàng )新性實(shí)驗計劃項目和創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目融入課程設計，與生產(chǎn)實(shí)際和科技發(fā)展緊密結合。
５　發(fā)揮第二課堂育人作用，加強學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力的培養
　　機械設計課程教學(xué)改革，不但要注重更新實(shí)驗教學(xué)內容、課程設計面向工程，而且要將課程教學(xué)與課外科技創(chuàng )新實(shí)踐活動(dòng)結合起來(lái)，以彌補理論教學(xué)動(dòng)手實(shí)踐的不足，將課程教學(xué)內容延伸至課外創(chuàng )新設計實(shí)踐，訓練學(xué)生的設計構思和設計技能，進(jìn)一步培養學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng )新能力和科研能力。將典型的科研成果經(jīng)過(guò)適當的提煉、加工轉變?yōu)榻虒W(xué)案例、實(shí)驗項目、課程設計題目，作為資源服務(wù)于機械設計教學(xué)。
科研訓練是培養學(xué)生獨立研究能力的有效途徑，在培養學(xué)生的創(chuàng )新意識、訓練創(chuàng )新思維、提高創(chuàng )新能力的同時(shí)，能夠有效幫助學(xué)生掌握科技前沿知識和行業(yè)背景知識。地方高校要為學(xué)生參與科研訓練提供必要的條件，組織學(xué)生參與教師的科研項目，早進(jìn)課題、早進(jìn)實(shí)驗室、早進(jìn)團隊，提倡和鼓勵學(xué)生通過(guò)參與科研項目獲取新知識，在學(xué)習中研究，在研究中學(xué)習，提高學(xué)術(shù)境界，通過(guò)科研訓練增強對社會(huì )需求的適應能力。
機械創(chuàng )新設計大賽、“挑戰杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、機器人大賽等機械創(chuàng )新競賽都直接與機械設計課程相關(guān)。任課教師可將機械設計課程教學(xué)與相關(guān)的競賽結合起來(lái)，把競賽成績(jì)作為課程考核成績(jì)的一部分，積極鼓勵、引導學(xué)生參加各級各類(lèi)機械創(chuàng )新競賽，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新熱情，提高學(xué)生的機械系統方案創(chuàng )新設計能力。
６　結語(yǔ)
創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育背景下的機械設計課程教學(xué)改革，以理論教學(xué)為主渠道，以實(shí)驗、課程設計和第二課堂為重要途徑。綜合性、設計性、創(chuàng )新性實(shí)驗的設置和實(shí)驗室開(kāi)放為學(xué)生自主學(xué)習、發(fā)揮個(gè)人創(chuàng )造性提供了較大的空間，提高了學(xué)生對實(shí)驗課的興趣，加深了對課程內容的理解，強化了學(xué)生動(dòng)手能力和綜合實(shí)驗能力的培養。課程設計內容、手段的創(chuàng )新，使機械設計與機械原理課程設計“同題目貫通”，題目類(lèi)型多樣化，設計內容更加全面。通過(guò)機械系統方案的創(chuàng )新構思與設計、機械系統多方案的評價(jià)與優(yōu)選，使學(xué)生具有機械系統方案的調查研究、分析比較和創(chuàng )新設計能力。通過(guò)上機和各種現代機械設計方法的應用，使學(xué)生進(jìn)一步提高各種現代設計方法和手段的應用能力。在第二課堂的科技活動(dòng)中，通過(guò)選拔一部分學(xué)生直接參與教師的科研課題、產(chǎn)學(xué)研基地項目、大學(xué)生創(chuàng )新性實(shí)驗計劃項目、大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目和學(xué)科競賽等，在更高層面上培養學(xué)生的實(shí)際工程設計能力、創(chuàng )新能力和初步的科研能力。實(shí)踐證明，準確的課程定位、科學(xué)合理的教學(xué)內容設計，輔以先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，使得課程教學(xué)不但能夠服務(wù)于專(zhuān)業(yè)教育，而且能夠服務(wù)于創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育。