机械类专业学生创新教育探索

机械类专业学生创新教育探索

摘要:本文通过对机械类专业人才培养模式的探索,对实践教学体系进行了深入分析研究。结合专业实际,将学生创新教育活动与实践教学有机的结合起来,通过课程实验、课程设计、毕业设计等实践教学环节对学生进行培养,从而达到提升学生的创新意识、创新能力和实践能力的目的。

关键词:机械类专业;创新设计;实践教学;人才培养

1概述

实践教学是应用型高校人才培养的重要环节。尤其是机械类专业,实践教学更是至关重要,它在人才培养的过程中可以激发学生的学习兴趣和思考能力。而创新教育则是在实践教学的基础上,培养学生主动思考,积极探索的能力。目前,我国把“增强自主创新能力,建设创新型国家”作为国家发展的核心战略,企业也将大学生的自主创新能力作为人才选拔的一项重要指标。如何培养学生的创新意识和创新能力,是高校教育改革亟需解决的问题。今年两会期间,在参加广东代表团审议时再次强调:“发展是第一要务,人才是第一资源,创新是第一动力。”作为人才培养的独立学院,一定要转变教育观念,带领学生积极地去探索一条适合培养学生创新意识和创新能力的人才教育模式,以便能够有效地为学生提供实现创新的学习氛围和进行创新实践的舞台。为此,作者针对目前人才培养过程中存在的问题进行了分析,对创新设计实践教学体系的构建提出了设想,以便为学生提供丰富的实践机会。

2目前人才培养过程中存在的问题

目前机械类专业人才培养过程中存在的问题主要有以下几点:第一,传统的人才培养模式较为陈旧。学生使用的教材尽管版本在日益更新,但内容大同小异,变化不大,教材中很难加入对新工业产品的分析;课程之间知识点的衔接不够紧凑,没有全面的、系统的将知识点与产品的设计开发过程有机的结合起来,从而导致学生无法充分地了解学习每一门课程的必要性。第二,教师作为人才培养的主导,其自身缺乏一定的创新意识。在教学过程中,教师只注重所教课程的理论知识,不注重理论知识的外延及其在生产实践中的应用,这种教学方式在一定程度上只能让知识高高在上,让学生觉得遥不可及,从而失去学习的兴趣。第三,课程设计内容多年保持不变,无法跟上现代工业发展的步伐。由于受学时等客观条件的限制,课程设计往往“纸上谈兵”,学生很难将理论与实践结合起来,更谈不上用理论指导实践,用实践检验理论,这也是学生到工作岗位上难上手的主要原因之一。针对这些问题,结合独立学院特色及专业特点,我们进行了一系列尝试,总结了一些培养学生创新意识和实践能力的办法。

3构建新的实践教学体系

为了适应我国制造业的高速发展,实现传统专业的快速转型,走出独立学院自己的特色,我们通过多年的探索和改革,构建了新的实践教学体系。该体系分为三个模块,由浅入深地为培养创新型人才构筑了一个较为合理的实践教学模式,从整体上保证了实践教学的系统性和完整性,如图1所示。第一模块,在基础理论课实验方面,将《画法几何及机械制图》、《测绘课程设计》、《AutoCAD》上机实验、《Solidworks》上机实验等内容统一选用减速器作为教学模型及实例,通过学生亲身实践去测量并手工绘图、计算机二维绘图、三维绘图这样一条纵向链练习,使学生更深层次的去理解怎样看图纸,怎样将自己的思想通过图纸更准确、更专业的表达出来。同时,让学生了解三维绘图与二维绘图之间有着怎样的区别与联系,怎样搭配使用才能相得益彰。第二模块,将专业基础课及专业课《机械原理》、《机械设计》、《机械工程材料及热处理原理》、《几何精度设计》、《机械制造技术基础》等系列课程作为第二个纵向课程链,将这个链条中的大作业、课程设计统一设置为一个综合性课程设计,让学生了解从产品设计、选材、优化及可靠性设计到加工制造和热处理的全过程。这种锻炼可以使学生在今后做新产品研发时能够较全面的考虑制造过程的各种问题,大大避免了学生到工作岗位上难上手的问题。第三模块,将《C语言程序设计》、《电工电子技术》、《控制工程基础》、《单片机原理与应用》及《液压与气压传动控制》等控制类课程作为第三个纵向课程链,让学生在学完这些课程后选用其中两到三门课的知识设计一个可控制的小作品。通过这三个模块的训练,既可以摆脱学生以往减速器设计过程中,方案和设计思路呆板,学生一直处于“套公式”的被动状态,主观能动性没有得到发挥的现状[1],也可较好地将课本上的理论知识应用到实践中去。这样,就可以利用三年级暑假时间对学生进行创新实践训练,老师可以给学生布置一些开放性设计题目,让学生利用假期进行创新设计或启发学生对身边的产品进行改造,从而实现培养学生创新能力的目的。到四年级时,教师还可以将这些创新设计或新产品改造的项目中有意义、有价值的题目进行进一步提炼,作为毕业设计题目,这样做既可以避免毕业设计题目陈旧、缺乏创新性,也可以使学生沿着自己较熟悉或有兴趣的内容深入分析,使学生的创新能力进一步提升。

4将创新实践活动贯穿于人才培养的全过程

机械类课程教学在独立学院仍沿用以“知识传授为中心”的教学方法,这已不能适应万众创新的时代要求,如何引导学生主动地思考、探索、实践,激发学生潜能和创造力,才是大学教育的根本[2]。因此,如何将创新教育活动与实践教学结合起来,通过潜移默化引导学生参与创新实践活动,我们做了以下尝试。第一步,引导学生“大胆地想”。从学生入校开始,就要培养学生创新的兴趣。通过文化节、科技创新大赛活动展示往届学生制作的科技作品,激发学生参与科技作品创作的兴趣。针对低年级学生开展“我的科技我做主”创意大赛,引导学生思考“我需要创新什么”。通过“大胆的想”,激发学生的兴趣和创意,有了创意就有了创新的动力。第二步,鼓励学生“勇敢地做”。鼓励学生参加科技创新大赛,让学生将自己的设想通过查阅资料、在老师的指导下勇敢地动手做,在动手做的过程中发现问题,通过问题让学生主动地进入课堂变要我学为我要学。第三步,指导学生“认真地学”。在学生有了学习的兴趣和动力时,我们就开始指导学生如何将自己的创新作品通过图纸、通过工程语言表达出来;如何用专业知识去解决实践过程中遇到的问题,真正树立起工程的思想,达到培养工程师的目的。第四步,激发学生“严谨地改”。激发学生将科技作品进行二次开发,通过严谨的改造实现科技作品的创新。鼓励学生撰写科技论文,提升学生对理论知识的升华。

5结束语

真正的大学教育是在对书本知识理解和掌握的基础上,给学生留下思考拓展的空间[3-4]。我们通过对机械类专业学生创新教育模式的一系列改革与实践,为学生知识和能力的培养提供了较好的解决方案。首先,可以使学生掌握自上而下的设计理念,让学生了解到产品设计开发的全过程;其次,可以培养学生用工程师的眼光去审视每一件产品,让学生有意识地对现有产品进行大胆地质疑并提出改造创新的思路;最后,避免了学生重理论轻实践,理论与实践相脱节的现象,改变学生到了工作岗位上“难上手”的尴尬局面。总之,培养具有创新能力的人才是一项复杂的系统工程,不是通过哪一两门课程就能解决的。随着创新教育理念的不断深入和对创新教育模式的不断探索和实践,一定会培养出具有创新意识和创新能力的应用型人才[5]。

参考文献:

[1]陈海波.机械设计类课程创新型实践教学模式的研究[J].实验室研究与探索,2010,13(1):31-32.

[2]周琴.创新实践环节在基础课程体系中的重要作用[J].中国地质教育,2017,26(3):44-47.

[3]陆国栋.如何打真正的大学课堂[J].中国大学教学,2016,26(2):10-13.

[4]陆国栋,孙毅,费少梅,等.面向思维力、表达力、工程力培养的图学教学改革[J].高等工程教育研究,2015(5):1-7.

[5]徐起贺,邹品军,赵晓运.面向岗位创新的机械创新设计实践体系研究[J].河南机电高等专科学校学报,2008(2):67-71.

作者:苗莉 单位:兰州交通大学博文学院