创新能力培养目标下高职机械设计类课程教学改革与研究

赵明侠

摘 要：机械设计类课程作为工科学生的专业核心课程，对学生后续课程的学习和专业能力的提升有非常重要的作用，为了提高课程在学生创新能力培养方面的作用，我们在理论教学内容、实验项目设置、课程设计、学生科技创新方法和手段等方面进行进一步的改革，并对如何提高学生的创新能力和创新意识进行积极的研究和探索。

关键词：创新能力 机械设计 教学改革

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0217-02

机械设计类课程是机械制造类专业的专业核心课程，随着高职人才培养目标的变化，实践课的课时不断增加，而我们在课程中又要加入新技术和新方法，理论课程课时少和内容多的矛盾进一步加剧。而从全国职业院校技能大赛的赛项设置来看，高职机械制造类的技能竞赛有“工业产品造型设计与快速成型”“三维数字化建模与加工”等项目，从技能竞赛的内容看，竞赛已经不再考查各选手掌握传统机械加工技术的操作能力了，而着眼于学生创新能力和创新精神的比拼，因此学生创新能力的培养应与课程改革紧密结合起来。

1 课程内容改革与实践

1.1 建立全新课程内容体系

机械设计基础课程主要研究机械工程中常用机构和通用零件，各部分的内容逻辑上的联系较少，内容体系具有不系统性和零散性，学生在学习时容易感觉无头绪，思路比较混乱。因此，在内容的选取上我们以机械系统设计为主线，从整体的角度把教学内容分为六大模块：机械基础知识、常用机构、机械传动设计、机械传动系统、通用机械零件、连接，将相对独立的部分相互联系起来，使学生在学习时有整体、系统的认知。

1.2 教学内容融合创新意识

将创新思维贯穿于教学始终。在教学过程中，任课教师根据各个任务的特点，在讲解基本知识的同时，有意识地加入一些创造性的设计教学内容和有新意的习题，让学生接受创造性思维方式的训练，激发学生的创造欲望，营造创新氛围。

1.3 将CAD/CAM三维设计、分析与快速制造理念引人课程的教学体系中

机械设计基础课程偏重于零件的计算与校核，过程比较枯燥，学生在学习时容易缺乏兴趣，尤其是对一些基础较差的学生冗长的计算过程容易使其直接放弃学习。我们在教学中不仅要讲零件设计，也要讲系统设计，要强调基本设计方法和步骤，并且使用一些现代化的方法和手段，充分调动学生的学习兴趣。在学习机械设计时，学生一般都学习了一些CAD知识，并且有一部分学生参加了UG建模培训，或者参加了“工业产品造型设计与快速成型”的特训队，有一定的三维设计能力，因此我们在教学中将三维实体设计与机构设计和零件设计结合起来，突出用计算机辅助设计手段对工程问题的设计分析，并利用仿真运动来模拟运动，设计结果可以通过3D打印机快速的展现出来，使设计变得高效、有趣，提高学生的设计方法和手段，增强创新兴趣。

2 改进实验实训项目

在实验实训方面为了配合教学改革，使实验不再停留在纸面上，培养学生工程实践动手能力和创新能力，我们除了加强原有的实验室建设外还从丰富实践内容和开设创新性实验来入手。

2.1 丰富实践内容

在教学上我们除了利用实训室的模型和各种机构来增加学生的感官认识外，还应带学生去生产现场进行现场教学，使理论知识与实践很好的结合起来，并组织学生去一些有先进设备和生产工艺的对口企业进行参观，开阔学生的视野。

2.2 开设创新性实验

创新性实验是鼓励学生对现有的机构或机器提出改进的方案，或从实际生活和生产应用出发设计一些新的机构、机器，并利用实验实训设备进行制作。在制作过程中学生的想法或设计不一定能成功，但通过这个过程，学生能了解构思、设计、制作的整个过程，同时也增强了学生的创新意识和创新能力。

3 课程设计模式和手段的改革

3.1 课程设计教学模式改革

课程设计是《机械设计基础》的一个重要教学环节，一般都是在教学结束时安排1周的时间来进行，设计任务由指导教师确定，学生按照与教学内容配套的课程设计指导书上的步骤进行计算和设计，不需要花费太多精力去进行分析，整个设计過程只是简单的工程计算训练和模仿设计，课程设计基本没有创新性。为了使课程设计的作用真正的发挥出来，我们的做法是：提前布置课程设计任务+课堂辅导+专周总结课题的教学法。如果以运输机为设计对象，在讲授完带传动内容后，即将设计任务布置下去，使学生了解设计内容、方法、任务要求、时间安排等。在接下的教学过程中， 教师边授课， 边辅导，学生边上课，边设计。进行这样的教学实践，学生既对整个设计流程和过程有了深入的掌握，也有足够的时间去学习自己不懂知识，也学会了在设计中如何查找资料以及与小组成员共同协作。

同时为了进一步加强学生的创新能力，我们还在尝试，由教师指定题目改为由学生自主选题。在课程教学初始就由任课教师提出课程设计的要求，学生按照自己的兴趣结合课程内容，确定设计题目，随着课程的开始进行相应部分的设计，并逐步完善自己的设计，直至定出完整的方案设计，最后完成结构设计和工程图纸设计。

3.2 课程设计手段改革实践

在以往的课程设计中，学生主要是出计算过程和手工图纸，现在可以让学生选择设计方法。计算机辅助设计能力强的学生，鼓励其利用solidwrks、Ug等三维设计软件进行实体建模、装配、运动仿真实验等进行完成设计任务。课程设计中一些优秀的方案，可以作为学生的毕业设计选题，在后期的学习中进行进一步的完善和优化。

4 教赛合一，以赛促教，营造良好的创新环境与创新氛围

培养学生的工程应用和创新设计能力需要大量的实践练习，单靠课程的课内练习是远远不够的，因此我们将教学活动延伸到课外与学生课外特训活动相结合，成立了“工业产品造型与快速成型”、“三维数字化建模与数控加工”特训队，把课内教学与课外技能活动结合在一起，在学生进行课程理论学习的同时提高动手能力，拓展和开阔学生思维。特训队指导老师在课余时间每周两次对队员进行指导和培训，实验实训设备在课余时间也对学生开发，鼓励学生将设计方案制作成实物或模型。组织队员参加学校的技能大赛，对于优秀队员，进行进一步的培训和训练参加高职院校技能大赛。课内教学与课外特训的紧密结合，提高了学生的学习兴趣和动手能力，同时也促进了课程教学质量的提高。

参考文献

[1] 米洁，高宏.课程-实践-创新相辅相成的教学模式改革[J].实验室研究与探索，2015（2）：167-170.

[2] 张伶俐，陈勇棠.职业学校在课程中培养学生创新能力的探索与实践[J].装备制造技术，2013（10）：228-230.

[3] 桂伟，陈皓，陈晓航.基于学生创新能力培养的《机械设计基础》课程教学探讨[J].武汉商学院学报，2015（2）：93-96.

[4] 郭燕，赵海峰.基于创新能力培养的《机械设计基础》课程教学体系的改革与实践[J].科技资讯，2013（32）：171-172.endprint