引導、推動部分地方本科高校向應用型轉變,是深入推進高等教育綜合改革的重要內容,是促進高校特色發(fā)展的重要舉措。2015年12月,北華大學的機械類專業(yè)集群被吉林省教育廳確定為轉型發(fā)展試點專業(yè)(群)。教育部、國家發(fā)展改革委和財政部聯(lián)合發(fā)布的《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》提出:轉型發(fā)展要認真貫徹落實《關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》,將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)全過程,將專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有機結合,以課程教學與實踐教學為主要載體,使學生成長為具有創(chuàng)新思維和開創(chuàng)性能力的應用型人才。
1 教學改革的總體思路
機械設計是工科高等院校機械類和近機械類專業(yè)
本科生必修的一門設計性主干技術基礎課,是一門實踐性很強的課程,對培養(yǎng)學生的獲取新知識和自學能力、問題分析與解決問題能力、使用現(xiàn)代工具能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力和機械產(chǎn)品的應用開發(fā)能力具有明顯的支撐作用。為適應機械類專業(yè)集群轉型改革和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的要求,培養(yǎng)應用型、創(chuàng)新實踐型人才,根據(jù)機械設計課程的教學現(xiàn)狀,筆者認為機械設計課程教學改革應遵循以下思路:
(1)貫徹學以致用的教學思想,密切工程實際,以“工程實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為主線開展教學。
(2)改變教學方法單一、手段落后的現(xiàn)狀,采用以問題、案例、項目為載體,實施任務拉動式教學模式,使學生有興趣、有研究、有實踐地學習。
(3)按照“理論教學、實驗教學、課程設計、第二課堂一盤棋”的思想,強化實踐環(huán)節(jié),注重引導學生自主學習和研究性探索,逐步、系統(tǒng)地增長工程實踐能力和創(chuàng)新能力。
2 理論教學改革
機械設計是一門關于機械裝置實體設計的課程,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。在課堂教學中,除采用講授教學法、啟發(fā)式教學法傳授本課程的基本知識、基本方法和基本技能外,還應以使學生初步形成機械裝置實體設計能力為出發(fā)點和落腳點組織教學內容,將理論知識結合具體工程對象思考和研究問題,增強知識的實踐性和應用性,易被學生接受并應用、創(chuàng)新。可結合案例教學法、項目教學法、參觀演示教學法、現(xiàn)場教學法、任務驅動教學法等,加強與生產(chǎn)實際和科技發(fā)展的結合,培養(yǎng)學生將理論知識應用于工程實際的能力,并積累相關的實踐經(jīng)驗。
3 實驗教學改革
實驗是驗證理論,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、動手能力和工程素質的重要手段,是提高學生實驗技能,為以后的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐打基礎的訓練方法,是以發(fā)揮學生主觀能動性為主的現(xiàn)場實踐。在機械設計實驗教學中,除保留部分重要的傳統(tǒng)實驗項目外,應引進先進的實驗平臺,開設足夠多的綜合性、設計性和創(chuàng)新性實驗項目。機械設計課程實驗項目如表1所示。
表1 機械設計課程實驗項目
在實驗過程中,要變原有的教學實驗為實驗教學狀態(tài),融實驗、教學于一體,在實驗中理解、感知理論教學內容,在理論教學中獲得實驗依據(jù)。在綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗中設置一些可選做的開放型實驗,為學生提供實驗內容的選擇空間。實行實驗室開放制度,
為學生提供實驗時間的選擇空間。
4 課程設計教學改革
課程設計是增強學生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)分析和解決實際問題能力、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(zhí)行機構方案設計、運動尺度設計、運動與動力分析和傳動系統(tǒng)方案設計、零件的結構設計等內容融合起來,保證設計過程的完整性、系統(tǒng)性和綜合性,使之更加貼近工程實際,能夠更加全面地鍛煉學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和機械產(chǎn)品的應用開發(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(xiàn)實意義和理論價值,提倡結合工程實際真題真做。可將工程實際問題、科研項目、機械創(chuàng)新競賽項目、各級大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目和創(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,加強學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
機械設計課程教學改革,不但要注重更新實驗教學內容、課程設計面向工程,而且要將課程教學與課外科技創(chuàng)新實踐活動結合起來,以彌補理論教學動手實踐的不足,將課程教學內容延伸至課外創(chuàng)新設計實踐,訓練學生的設計構思和設計技能,進一步培養(yǎng)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和科研能力。將典型的科研成果經(jīng)過適當?shù)奶釤?、加工轉變?yōu)榻虒W案例、實驗項目、課程設計題目,作為資源服務于機械設計教學。
科研訓練是培養(yǎng)學生獨立研究能力的有效途徑,在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、訓練創(chuàng)新思維、提高創(chuàng)新能力的同時,能夠有效幫助學生掌握科技前沿知識和行業(yè)背景知識。地方高校要為學生參與科研訓練提供必要的條件,組織學生參與教師的科研項目,早進課題、早進實驗室、早進團隊,提倡和鼓勵學生通過參與科研項目獲取新知識,在學習中研究,在研究中學習,提高學術境界,通過科研訓練增強對社會需求的適應能力。
機械創(chuàng)新設計大賽、“挑戰(zhàn)杯”課外學術科技作品競賽、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。任課教師可將機械設計課程教學與相關的競賽結合起來,把競賽成績作為課程考核成績的一部分,積極鼓勵、引導學生參加各級各類機械創(chuàng)新競賽,激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情,提高學生的機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設計能力。
6 結語
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下的機械設計課程教學改革,以理論教學為主渠道,以實驗、課程設計和第二課堂為重要途徑。綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗的設置和實驗室開放為學生自主學習、發(fā)揮個人創(chuàng)造性提供了較大的空間,提高了學生對實驗課的興趣,加深了對課程內容的理解,強化了學生動手能力和綜合實驗能力的培養(yǎng)。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”,題目類型多樣化,設計內容更加全面。通過機械系統(tǒng)方案的創(chuàng)新構思與設計、機械系統(tǒng)多方案的評價與優(yōu)選,使學生具有機械系統(tǒng)方案的調查研究、分析比較和創(chuàng)新設計能力。通過上機和各種現(xiàn)代機械設計方法的應用,使學生進一步提高各種現(xiàn)代設計方法和手段的應用能力。在第二課堂的科技活動中,通過選拔一部分學生直接參與教師的科研課題、產(chǎn)學研基地項目、大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目和學科競賽等,在更高層面上培養(yǎng)學生的實際工程設計能力、創(chuàng)新能力和初步的科研能力。實踐證明,準確的課程定位、科學合理的教學內容設計,輔以先進的教學方法和手段,使得課程教學不但能夠服務于專業(yè)教育,而且能夠服務于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。
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