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時(shí)間:2023-03-01 16:29:14
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)論文范文,愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
一般情況下,創(chuàng)新設(shè)計(jì)先后經(jīng)過(guò)抽象思維、邏輯思維、全面分析和最后決策四個(gè)環(huán)節(jié)。抽象思維主要是是通過(guò)設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮創(chuàng)新思維和智慧,提出新穎的有可能實(shí)施的想法,是創(chuàng)新設(shè)計(jì)必備過(guò)程。有了抽象思維過(guò)后再將想法具體化,考察其邏輯性和可行性,結(jié)合有關(guān)的科學(xué)理論知識(shí)、原理進(jìn)行進(jìn)一步的新穎的、可行的、具體化的機(jī)械設(shè)計(jì)。而全面分析則包含了創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及的所有可能性,綜合考慮技術(shù)的可行性、成本與性價(jià)比,最后設(shè)計(jì)出新的可以滿足人們生活和生產(chǎn)需要的機(jī)器或者其他產(chǎn)品。
1.1我國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程
機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的在于改善機(jī)械本身的功能、性能或者以更低的經(jīng)濟(jì)成本制造滿足生產(chǎn)生活需求的機(jī)械。目前,我國(guó)技術(shù)專家認(rèn)可的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程一般可分為四個(gè)部分,一是根據(jù)具體需求確定機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理,二是機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進(jìn),三是機(jī)械尺寸設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化,四是機(jī)械運(yùn)動(dòng)性能及動(dòng)力參數(shù)優(yōu)化。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與普通的機(jī)械設(shè)計(jì)并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的差異,主要的區(qū)別在于機(jī)械創(chuàng)新性設(shè)計(jì)注重發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力的突破,在充分的調(diào)動(dòng)人的積極性的同時(shí)創(chuàng)造出更加符合使用者需求的機(jī)械工具。
1.2我國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)主要包括四個(gè)特點(diǎn):一是多學(xué)科知識(shí)交叉運(yùn)用,互相融合,互相滲透;二是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中,數(shù)字并非主要思考因素,而是應(yīng)該充分結(jié)合過(guò)往經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的理論知識(shí),合理判斷和提出可行的新的設(shè)計(jì)方案;三是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅需要理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也十分注重靈感、想象力、創(chuàng)造力的作用,因此應(yīng)該最大程度發(fā)揮四者的作用;四是凡是設(shè)計(jì)創(chuàng)造類等實(shí)踐活動(dòng)都需要不斷重復(fù)、嘗試,從中吸取經(jīng)驗(yàn),多級(jí)選擇最佳方案。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中,只有完全領(lǐng)略和充分展現(xiàn)以上四個(gè)特點(diǎn),才能做出優(yōu)秀的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
2.我國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維
機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維對(duì)于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)意義重大,只有通過(guò)不斷的改革創(chuàng)新和開拓進(jìn)取,勇于突破現(xiàn)有的固定模式和局限,采取新的方法、體制、設(shè)計(jì)才能使自身在飛速發(fā)展的時(shí)代中保持領(lǐng)先,走在時(shí)代的前沿。
2.1機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維的涵義
創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維就是指在原有的科學(xué)理論知識(shí)、原理以及過(guò)往的設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)中設(shè)想出新穎的、更能滿足審美或者實(shí)用需求的設(shè)計(jì)方案。而對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),創(chuàng)新無(wú)疑是自身最核心的競(jìng)爭(zhēng)力,通過(guò)提高產(chǎn)品的性能、降低產(chǎn)品的成本以及縮短生產(chǎn)時(shí)間來(lái)提高機(jī)械設(shè)計(jì)的性價(jià)比。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中,首先應(yīng)該有創(chuàng)造性思維,在前人的基礎(chǔ)上提出更加優(yōu)化的觀念,并將這些優(yōu)化的觀念付諸實(shí)踐,從而創(chuàng)造出新的不一樣的機(jī)械設(shè)計(jì)。創(chuàng)造性思維具有多維多向性的特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)聯(lián)想、靈感和感覺(jué),并不是依靠固定的邏輯思維推理出來(lái)的,而是激發(fā)于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)人員的大腦。
2.2機(jī)械創(chuàng)造性思維的三大特征
2.2.1自由性
機(jī)械創(chuàng)造性思維最大的特征在于自由,創(chuàng)新是自由的,思想是自由的。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)人員可以在結(jié)合有關(guān)客觀科學(xué)理論的基礎(chǔ)上完全自由憑借自己的想象、靈感、直覺(jué)設(shè)計(jì)出新的機(jī)械,而不必有太多的思想束縛。在當(dāng)今變化趕不上計(jì)劃的經(jīng)濟(jì)時(shí)代,思維的自由符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。而在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中,要不斷地有新的進(jìn)步的成果,就必須突破原有的事物,消除固定思維的束縛,自由地翱翔在創(chuàng)新設(shè)計(jì)的天空中,只有不斷突破和創(chuàng)新才能設(shè)計(jì)出更令人滿意的成果。
2.2.2多向性
每個(gè)人的思維方式都不一樣,具有多向性的特點(diǎn)。而在機(jī)械創(chuàng)造性思維中,同樣具有多向性的特點(diǎn),設(shè)計(jì)人員可以從不同角度去觀察和判斷問(wèn)題,并且設(shè)想出完全不同視角的方案。設(shè)計(jì)的美妙恰巧在于它的多樣性和多向性,沒(méi)有固定的設(shè)想方向,任意一個(gè)方向都可以是設(shè)計(jì)者們延伸的目標(biāo)。多向性思維與創(chuàng)造力是相輔相成、密不可分的,一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中一定有過(guò)多向性的設(shè)想,從中擇優(yōu)進(jìn)行實(shí)踐得出最后產(chǎn)品。因此,多向性思維是機(jī)械設(shè)計(jì)中十分重要的一點(diǎn)。
2.2.3獨(dú)創(chuàng)性
獨(dú)創(chuàng)性即設(shè)計(jì)出跟別人不一樣的產(chǎn)品,提出不一樣的理念,突破原有的固定模式,創(chuàng)造出新穎的進(jìn)步的成果。獨(dú)創(chuàng)性是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo),創(chuàng)新的目的在于獨(dú)創(chuàng),擁有別人沒(méi)有的想法和成果。因此,在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中,要學(xué)會(huì)從新的切入點(diǎn)思考問(wèn)題,掌握不同的設(shè)計(jì)方法,敢于向原有的觀點(diǎn)提出新的看法,從而設(shè)計(jì)出具有獨(dú)創(chuàng)性、新穎的機(jī)械產(chǎn)品,更好滿足生活和生產(chǎn)的需求。
關(guān)鍵詞:機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái);實(shí)驗(yàn)室建設(shè);整合優(yōu)化
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)25-0252-03
大學(xué)生的實(shí)踐能力不強(qiáng)及創(chuàng)新能力薄弱是當(dāng)前高等教育最突出的問(wèn)題。實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要載體,故加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)是形勢(shì)所趨。中南大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要承擔(dān)全校工科類本科生的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程制圖、創(chuàng)造工程學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理工作。為了滿足中南大學(xué)首創(chuàng)的創(chuàng)新型大學(xué)辦學(xué)要求和“A”型人才結(jié)構(gòu)目標(biāo),本文探討如何整合優(yōu)化大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),建立符合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo),集知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)為一體的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
一、大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方案
(一)搭建六個(gè)開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
實(shí)驗(yàn)中心根據(jù)獨(dú)創(chuàng)的“五個(gè)層次”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,搭建了六個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái):引導(dǎo)認(rèn)知平臺(tái)、基本訓(xùn)練平臺(tái)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)和開放實(shí)踐平臺(tái)。
(二)建立實(shí)驗(yàn)室開放管理機(jī)制
實(shí)驗(yàn)中心通過(guò)采用信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),建立了實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過(guò)程和實(shí)驗(yàn)室基本信息計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室管理信息化和網(wǎng)絡(luò)化,建立了開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
(三)隊(duì)伍建設(shè)及激勵(lì)機(jī)制
學(xué)校和實(shí)驗(yàn)中心通過(guò)制定一系列優(yōu)惠政策、激勵(lì)措施、監(jiān)督機(jī)制,激勵(lì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員在職攻讀碩士、博士學(xué)位,同時(shí)鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員參加科研工作,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員與教師一樣可在學(xué)術(shù)上有所發(fā)展,穩(wěn)定了實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍。
(四)建設(shè)三個(gè)特色示范基地
按照從機(jī)械測(cè)繪、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的創(chuàng)新過(guò)程,建設(shè)三個(gè)特色示范基地:圖形三維可視化虛擬技術(shù)示范基地、現(xiàn)代測(cè)繪制造基礎(chǔ)技術(shù)示范基地和機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)示范基地。
圖形三維可視化虛擬技術(shù)示范基地其組成部分有:大幅面沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)投影系統(tǒng)、小型桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、6自由度交互式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)及視景仿真軟件系統(tǒng)。
現(xiàn)代測(cè)繪制造基礎(chǔ)技術(shù)示范基地主要由三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、影像測(cè)量?jī)x、復(fù)合式激光掃描機(jī)及小型快速成型系統(tǒng)組成。
機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐示范基地主要組成部分有:學(xué)生創(chuàng)意制圖、創(chuàng)新設(shè)計(jì)展示廳、機(jī)構(gòu)概念創(chuàng)新設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)展示廳、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)多功能自控展示廳、機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)及多軸搭接實(shí)驗(yàn)室、平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析實(shí)驗(yàn)室、平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析及動(dòng)態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)室、TRIZ創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械系統(tǒng)集成組合實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)與控制搭接實(shí)驗(yàn)室。
二、大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建
(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)要與我校首創(chuàng)的創(chuàng)新型大學(xué)辦學(xué)要求和“寬專業(yè)、厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、突出創(chuàng)新能力”人才培養(yǎng)模式緊密結(jié)合。
2.在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)給學(xué)生自我發(fā)展的空間,對(duì)不同能力、不同潛力、不同志向的學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化培養(yǎng),提高其應(yīng)變能力,以創(chuàng)新型人才、具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的多樣化綜合型高級(jí)人才為培養(yǎng)目標(biāo)。
3.將資深教授實(shí)質(zhì)性地引入實(shí)驗(yàn)中心的關(guān)鍵崗位,使之在實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃、建設(shè)中發(fā)揮引領(lǐng)和主導(dǎo)作用,實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資的有機(jī)融合以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究、產(chǎn)品研發(fā)的有機(jī)融合。
4.本著讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)覆蓋廣、受益大、影響深的原則,大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)該成為全校學(xué)生工程實(shí)踐訓(xùn)練和素質(zhì)教育基地。
5.通過(guò)學(xué)、研、產(chǎn)平臺(tái)培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,依托我院學(xué)科性公司――山河智能和中大創(chuàng)遠(yuǎn),工藝實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)與論文等實(shí)踐教學(xué)到科技成果產(chǎn)業(yè)化學(xué)科性公司進(jìn)行,教師和學(xué)生置身于科技成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的實(shí)際工作之中。
6.加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)和工廠企業(yè)的合作、共建和交流,引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)理念和技術(shù)與裝備,實(shí)現(xiàn)開放辦學(xué)。
(二)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)
構(gòu)建分層次、多模塊、相互銜接的開放型、綜合性大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,包括以下四個(gè)層面。
1.認(rèn)知性工程訓(xùn)練:以建立大工程背景知識(shí)為目標(biāo),以激發(fā)學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐的興趣和好奇心為出發(fā)點(diǎn),開設(shè)機(jī)械結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)、制造工藝認(rèn)識(shí)、控制技術(shù)認(rèn)識(shí)及工程管理認(rèn)識(shí)等四個(gè)教學(xué)單元,面向全校理、工、文、經(jīng)、管及法學(xué)6個(gè)學(xué)科門類數(shù)十個(gè)專業(yè)的大一學(xué)生開放,為全校各個(gè)專業(yè)提供多種選擇,使每位學(xué)生在不同的層面上認(rèn)識(shí)工業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要流程和涉及的關(guān)鍵技術(shù),由此建立基本工程素養(yǎng)。
2.工程技能基礎(chǔ)訓(xùn)練:以培養(yǎng)學(xué)生在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代應(yīng)該具有的工程師意識(shí)和職業(yè)轉(zhuǎn)移能力、工程實(shí)踐能力和與他人溝通合作的能力為目標(biāo),在保留傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上,增加了綜合性、創(chuàng)新性的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,把機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、數(shù)控技術(shù)相結(jié)合,突出先進(jìn)制造技術(shù)的訓(xùn)練和培訓(xùn),面對(duì)全校機(jī)械專業(yè)、非機(jī)械工科專業(yè)以及經(jīng)濟(jì)、商學(xué)、管理等文科專業(yè)大一、大二年級(jí)學(xué)生開課,將實(shí)踐教學(xué)及其工藝?yán)碚撝R(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容分為若干個(gè)教學(xué)模塊:材料成形模塊、常規(guī)機(jī)械加工模塊、數(shù)控加工與CAD/CAM模塊、特種加工與快速成形模塊,不同專業(yè)學(xué)生可選擇其中若干個(gè)模塊進(jìn)行教學(xué)。在這個(gè)層次的工程訓(xùn)練中,學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手完成基礎(chǔ)工程技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)等一系列的工程訓(xùn)練項(xiàng)目,直接獲得對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝過(guò)程的基本認(rèn)識(shí),接受生產(chǎn)工藝技術(shù)組織管理能力的基本訓(xùn)練。
3.機(jī)械工程學(xué)科基礎(chǔ)訓(xùn)練:以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛧?yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng),加強(qiáng)其機(jī)械基礎(chǔ)系列課程之間的聯(lián)系為目標(biāo),通過(guò)讓學(xué)生按幾何體表達(dá)機(jī)構(gòu)綜合機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)規(guī)律依次進(jìn)行引導(dǎo)認(rèn)知、基本訓(xùn)練、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐,將工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、創(chuàng)造工程學(xué)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)融為一體,形成完整的機(jī)械基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,面向機(jī)械類和近機(jī)類專業(yè)大二、大三學(xué)生開課。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系打破過(guò)去為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)的封閉的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
4.科技創(chuàng)新實(shí)踐:以機(jī)電系統(tǒng)工程為背景,以培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生對(duì)產(chǎn)品的全數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、管理及創(chuàng)新能力為目標(biāo),中心主辦了“數(shù)字化制造三維建模競(jìng)賽”、“湖南省機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新競(jìng)賽”、“中南地區(qū)港澳特區(qū)金工設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新競(jìng)賽”,并組織參加全國(guó)各類競(jìng)賽,使學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中通過(guò)創(chuàng)造性地集成運(yùn)用所學(xué)知識(shí),掌握全數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的基本原理、知識(shí)、技能及創(chuàng)新能力,支持高年級(jí)本科生、研究生從事創(chuàng)新性科學(xué)研究及實(shí)踐。
三、大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程體系設(shè)置
(一)課程建設(shè)理念
圍繞加強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力、綜合分析與創(chuàng)新能力、自主設(shè)計(jì)與創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)為目標(biāo),在總結(jié)了中心近幾年的教學(xué)及改革研究成果的基礎(chǔ)上,提出了“一條主線、二者服務(wù)、三點(diǎn)結(jié)合、四個(gè)轉(zhuǎn)變、多種模塊”的非技術(shù)性工程素質(zhì)培養(yǎng)四年不斷線教學(xué)的課程建設(shè)理念。一條主線:以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)為主線;二者服務(wù):教師、實(shí)踐實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員聯(lián)手為學(xué)生服務(wù),工程實(shí)踐與學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)聯(lián)手為啟迪創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力服務(wù);三點(diǎn)結(jié)合:實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)三點(diǎn)有機(jī)結(jié)合;四個(gè)轉(zhuǎn)變:由實(shí)踐教學(xué)從屬于理論教學(xué)向理論、實(shí)踐教學(xué)成功接軌轉(zhuǎn)變,由傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)向現(xiàn)代工程實(shí)踐教學(xué)轉(zhuǎn)化,由操作技能培訓(xùn)向技能、管理與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合轉(zhuǎn)變,由單項(xiàng)技能傳授向基于網(wǎng)絡(luò)的集成技術(shù)傳播轉(zhuǎn)化;多種模塊:將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分為若干個(gè)教學(xué)模塊,根據(jù)不同專業(yè)、不同學(xué)生來(lái)進(jìn)行模塊式教學(xué)。
(二)課程體系結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)中心以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為宗旨,為打破原有教研室的束縛,擬采用全新的大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,在現(xiàn)有課程設(shè)置基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。其課程分布如圖1所示。
四、成效與展望
整合優(yōu)化后的大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)施效果顯著,主要表現(xiàn)在四個(gè)方面。
1.調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的積極性。大量的設(shè)計(jì)型、研究型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和開放型的體系,提高了學(xué)生積極學(xué)習(xí)工藝知識(shí)、系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)制作技能和先進(jìn)制造技術(shù)的主動(dòng)性。
2.學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合性工程素質(zhì)有較明顯的提高。來(lái)自后繼專業(yè)課任課教師、學(xué)校教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)、不同院系的以及研究生培養(yǎng)部門或用人單位的反饋意見表明,在大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)施的實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)起到了重要作用。
3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,學(xué)生對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐的興趣有了很大提高,綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰脱芯縿?chuàng)新能力得到加強(qiáng)。學(xué)生畢業(yè)論文的質(zhì)量有了很大的提高,幾年來(lái)共有100多篇論文公開發(fā)表,平均每年有30篇評(píng)為校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。學(xué)生的綜合素質(zhì)也有了明顯提高,在各類比賽中取得了驕人的成績(jī)。
4.通過(guò)各層次實(shí)踐教學(xué)鍛煉和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的磨練,學(xué)生的才智與潛力得到了充分的發(fā)揮,優(yōu)化了各類專業(yè)的本科生知識(shí)結(jié)構(gòu),畢業(yè)生就業(yè)率高,他們的實(shí)踐能力與吃苦精神受到用人單位的高度評(píng)價(jià)。
眾所周知,古代科學(xué)的突出特點(diǎn)是知識(shí)體系的統(tǒng)一性;近代科學(xué)的典型特征是知識(shí)的分化;而現(xiàn)代科學(xué)則是在高度分化的基礎(chǔ)上,朝著知識(shí)綜合化的方向發(fā)展。本文所探討的大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正是順應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)而構(gòu)建的符合大機(jī)械學(xué)科發(fā)展規(guī)律與國(guó)際先進(jìn)水平接軌的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。放眼未來(lái),大機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)和完善將持續(xù)不斷的服務(wù)于培養(yǎng)與造就具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。
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關(guān)鍵詞:機(jī)械工程;創(chuàng)新設(shè)計(jì);教學(xué)改革
在現(xiàn)有國(guó)內(nèi)高職學(xué)校的機(jī)械專業(yè)中,很少有關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新的課程,致使很多從該專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生盡管具備相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)卻難以從事創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天,中國(guó)要想由“制造大國(guó)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皠?chuàng)造強(qiáng)國(guó)”,職業(yè)教育應(yīng)走在教育的前列。因此在《機(jī)械工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng),是機(jī)械專業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)形勢(shì)的發(fā)展,給學(xué)生創(chuàng)造良好的創(chuàng)新才能發(fā)揮環(huán)境,由教育部負(fù)責(zé)組織的全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,以大賽為載體,在引導(dǎo)學(xué)生課外科技活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生“教中學(xué)、學(xué)中做、做中學(xué)”方面起到了積極的推動(dòng)作用。筆者結(jié)合教學(xué)與指導(dǎo)學(xué)生參加比賽經(jīng)驗(yàn),談?wù)勗凇稒C(jī)械工程基礎(chǔ)》教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
一、以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主線設(shè)置課程內(nèi)容
眾所周知,一個(gè)產(chǎn)品的優(yōu)劣關(guān)鍵在于設(shè)計(jì),而設(shè)計(jì)的本質(zhì)在于創(chuàng)新。但是,傳統(tǒng)《機(jī)械工程基礎(chǔ)》課程只注重向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論知識(shí),而忽略了工程意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),致使許多學(xué)生學(xué)完了課程,仍然對(duì)機(jī)械沒(méi)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。因此教學(xué)課程的內(nèi)容設(shè)置要保證學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),必須把能力培養(yǎng)放在首位,以新的思維方式創(chuàng)造性地解決問(wèn)題,提高未來(lái)職業(yè)變化的應(yīng)變能力。為此,我們對(duì)《機(jī)械工程基礎(chǔ)》課程進(jìn)行改革,新增機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,建立以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為主的新體系。
按照高職機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標(biāo)以及歷次創(chuàng)新大賽的比賽要求,我們把課程分為理論授課和實(shí)踐操作兩部分。理論部分的內(nèi)容主要介紹機(jī)械學(xué)科發(fā)展的新方向、新內(nèi)容,講解創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,向?qū)W生提供創(chuàng)新思維方法,通過(guò)大量實(shí)際機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的示例分析,開闊學(xué)生的思路,拓寬學(xué)生的知識(shí)面和視野,激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,提高學(xué)生的獨(dú)立工作和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為達(dá)到上述要求,新增機(jī)械創(chuàng)新課程的內(nèi)容包括:①機(jī)械創(chuàng)新方法與大學(xué)生創(chuàng)新能力體系結(jié)構(gòu);②創(chuàng)新產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)研與開發(fā);③創(chuàng)新產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì);④CAD軟件在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用;⑤機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn);⑥創(chuàng)新產(chǎn)品的制造。學(xué)生通過(guò)《機(jī)械工程基礎(chǔ)》創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí),不僅要掌握這些階段所需的基本理論知識(shí),還應(yīng)掌握其現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基本方法,創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本思路。因此需要明確課程在培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力方面的任務(wù)。如機(jī)械原理課程由傳統(tǒng)的以機(jī)構(gòu)分析為主轉(zhuǎn)向以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為主,突出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想,加強(qiáng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容,強(qiáng)化機(jī)電一體化思路,介紹氣、液、電驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)和機(jī)電一體化的執(zhí)行機(jī)構(gòu),以開闊學(xué)生的思路。
實(shí)踐操作部分是讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品開發(fā)和制作能力。比如軟件知識(shí)、電腦仿真技術(shù)、動(dòng)畫模擬、產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)研和前景分析、制作產(chǎn)品的先進(jìn)加工方法、與人溝通和演講技巧、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等。讓學(xué)生有動(dòng)手訓(xùn)練機(jī)會(huì),學(xué)生以組為單位在教師指導(dǎo)下,親自參與到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作與過(guò)程中,使他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中再實(shí)踐,將“教中學(xué)、學(xué)中做、做中學(xué)”落實(shí)到實(shí)處,有效彌補(bǔ)了學(xué)生在知識(shí)應(yīng)用及動(dòng)手能力上的不足,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。
二、發(fā)揮教師主導(dǎo)與學(xué)生主體作用,營(yíng)造培養(yǎng)創(chuàng)新能力的環(huán)境
教師應(yīng)該激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的積極性,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué),成為課堂的主人,變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”,讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與教學(xué)的全過(guò)程。教師對(duì)每堂課的教學(xué)過(guò)程,從頭到尾要精心設(shè)計(jì),別出心裁,努力嘗試將問(wèn)題教學(xué)法、情景教學(xué)法、范例教學(xué)法、探索教學(xué)法等多種教學(xué)方法引入課堂,向?qū)W生講授創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造原理、常用創(chuàng)新技法、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法及創(chuàng)新設(shè)計(jì)典型實(shí)例分析等內(nèi)容;讓學(xué)生了解機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì),找出有創(chuàng)意的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行分析,讓學(xué)生感到新奇獨(dú)特;激發(fā)學(xué)生對(duì)周圍所熟悉的問(wèn)題或物品進(jìn)行分析、探索,使學(xué)生打破思維定勢(shì),提出改進(jìn)的思路。比如,機(jī)械設(shè)計(jì)課程改革了過(guò)去僅羅列常用零部件的繁雜內(nèi)容,建立以機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械零部件的工作性能設(shè)計(jì)、類比設(shè)計(jì)、改造設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的授課內(nèi)容,學(xué)生在老師的引導(dǎo)下,應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析的仿真與方案比較,以及零部件的三維造型設(shè)計(jì),不僅可以大大節(jié)省分析計(jì)算和方案比較時(shí)間,而且直觀、形象、準(zhǔn)確,還可以提高學(xué)生的空間想象力,這樣激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣。在導(dǎo)學(xué)上下工夫,注重學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),教會(huì)學(xué)生思維方法,對(duì)典型的有創(chuàng)意的產(chǎn)品進(jìn)行拆裝實(shí)驗(yàn),分析其創(chuàng)新點(diǎn),總結(jié)創(chuàng)新的思路和方法,完成小論文、研究報(bào)告、創(chuàng)新作品。學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題充滿好奇和求知欲,因此會(huì)積極地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題。學(xué)生在這種環(huán)境中充分發(fā)揮自己的想象力,激發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣和欲望,提高了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。
三、課程教學(xué)特點(diǎn)
1.課程采取理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式,突出綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練
學(xué)生既要學(xué)習(xí)理論知識(shí),又要主動(dòng)去動(dòng)腦筋想方案,更要親自動(dòng)手,全方位鍛煉自己的能力。如為培養(yǎng)學(xué)生機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力,我們開設(shè)了“機(jī)構(gòu)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)”。學(xué)生可將自己創(chuàng)新設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的方案,通過(guò)搭接組裝,使創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方案模型化、實(shí)體化,并可驗(yàn)證方案的可行性。再如,為提高學(xué)生對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的總體認(rèn)識(shí),我們開設(shè)了“機(jī)械系統(tǒng)方案綜合實(shí)驗(yàn)”。學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手完成包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)的組裝,形成一個(gè)完整的機(jī)械系統(tǒng)的概念。學(xué)院數(shù)控加工教學(xué)中心承擔(dān)了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的大部分作品制作工作,制作中的簡(jiǎn)單零件,由學(xué)生在教學(xué)中心的鉗工車間依靠有經(jīng)驗(yàn)的師傅輔助完成,較復(fù)雜的零件,自己首先編寫好數(shù)控加工程序,在具體操作師傅的監(jiān)督下,在數(shù)控車床、數(shù)控銑床上完成加工。同時(shí),加工師傅協(xié)助學(xué)生完成加工零件的工序設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法設(shè)計(jì)和裝配的調(diào)整等工作。作品的制作鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和對(duì)工藝知識(shí)的理解。
2.改進(jìn)作業(yè)內(nèi)容與考核方式
針對(duì)過(guò)去側(cè)重典型零部件分析的機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè),我們改為以設(shè)計(jì)為主的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。學(xué)生通過(guò)調(diào)查、查閱資料,設(shè)計(jì)出了多種具有實(shí)際價(jià)值的作品,如汽車用千斤頂、單一螺旋千斤頂、手動(dòng)剝殼器、腳踏式拖把擰干器、滅火拖把等。通過(guò)各種方案的設(shè)計(jì)比較,學(xué)生不僅掌握了傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)方法,開闊了眼界,同時(shí)培養(yǎng)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。課程結(jié)業(yè)時(shí),最后提交的作業(yè)是小組集體創(chuàng)作的完整的方案設(shè)計(jì)書或作品,由教師進(jìn)行評(píng)比和打分。評(píng)選方式與國(guó)家組織的機(jī)械創(chuàng)新大賽相同,要求有:書面的設(shè)計(jì)計(jì)劃書,內(nèi)容涵蓋作品的創(chuàng)新點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、產(chǎn)品市場(chǎng)定位、開發(fā)產(chǎn)品的市場(chǎng)前景等;電腦制作的產(chǎn)品仿真動(dòng)畫圖、CAD制作裝配圖、三分鐘視頻講解;小組答辯,接受教師和專家的提問(wèn)等等。最后評(píng)出一、二、三等獎(jiǎng),再給出創(chuàng)新學(xué)分。不對(duì)學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)的書面考試,而是采取讓學(xué)生以組為單位交一份“作業(yè)”,內(nèi)容是學(xué)生自主設(shè)計(jì)或制作一件作品,既讓學(xué)生在輕松的氣氛中學(xué)習(xí),又啟發(fā)和調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,鍛煉他們的動(dòng)手能力,提高他們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
3.訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神
我們強(qiáng)調(diào)要團(tuán)結(jié)協(xié)作,要求學(xué)生分組學(xué)習(xí),組成4~5人的團(tuán)隊(duì),小組成員不受班級(jí)的限制,男女搭配,但必須是相同的專業(yè),分工協(xié)作。各團(tuán)隊(duì)在隊(duì)長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下,開展與設(shè)計(jì)有關(guān)的各項(xiàng)工作,如設(shè)計(jì)方案討論分析、方案的工藝計(jì)算、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的討論等等,這樣可以讓學(xué)生在設(shè)計(jì)中得到充分交流。因?yàn)槊恳幻麑W(xué)生都不可能很完美,但也不可能是一無(wú)是處,只要運(yùn)用好每個(gè)人的長(zhǎng)處,精誠(chéng)團(tuán)結(jié),飽含創(chuàng)新的熱情,擁有那份自信,團(tuán)員之間相互溝通協(xié)作,那么這個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作效率就是最高的,完成項(xiàng)目過(guò)程的可操作性強(qiáng)的概率就大,同時(shí)學(xué)生能力在團(tuán)隊(duì)中得到盡情施展。團(tuán)隊(duì)合作的基礎(chǔ)之一就是建立信任,要建設(shè)一個(gè)具有凝聚力并且高效的團(tuán)隊(duì),第一個(gè)且最為重要的一個(gè)步驟,就是建立信任。團(tuán)隊(duì)的精神是平時(shí)一點(diǎn)一滴積累的,團(tuán)隊(duì)精神就是團(tuán)結(jié)、協(xié)調(diào)。只有擁有團(tuán)隊(duì)精神,一個(gè)團(tuán)隊(duì)才能集思廣益,凝聚一起,那么作任何事都會(huì)事半功倍。隊(duì)長(zhǎng)要懂得如何分工協(xié)調(diào),他不僅要求自己進(jìn)步,還要做到整個(gè)團(tuán)隊(duì)所有成員共同進(jìn)步。為了這個(gè)目標(biāo),團(tuán)隊(duì)所有成員必須營(yíng)造一個(gè)有利于學(xué)習(xí)討論的和諧環(huán)境,在一次次討論后同學(xué)們的思路越來(lái)越清晰,方案越來(lái)越完善,大家心往一處想,勁往一處使,相互鼓勵(lì),那么在這個(gè)團(tuán)隊(duì)面前就沒(méi)有克服不了的困難。
培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的途徑還有很多,教師在教學(xué)中要根據(jù)不同的課程、不同的知識(shí)點(diǎn)靈活運(yùn)用、合理選擇。當(dāng)然,任何一種方法都不是萬(wàn)能的,但只要教師轉(zhuǎn)變教育觀念,用創(chuàng)新培養(yǎng)創(chuàng)新,用創(chuàng)新激發(fā)創(chuàng)新,及時(shí)捕捉和誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的靈感,一切從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維出發(fā),學(xué)生的創(chuàng)造能力就一定能得到提高。
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摘 要:工程體驗(yàn)是認(rèn)知實(shí)踐教學(xué)中的重要的環(huán)節(jié),根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),基于工程認(rèn)知構(gòu)建了實(shí)踐教學(xué)體系,探討了教學(xué)模式上的創(chuàng)新,并就教學(xué)實(shí)踐中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)做了分析與闡述,提出了建議與措施,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力起到積極的作用。
關(guān)鍵詞:創(chuàng)新能力;實(shí)踐教學(xué);工程認(rèn)知
本文立足培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力,將工程訓(xùn)練與科技創(chuàng)新制作相結(jié)合,對(duì)工程訓(xùn)練教學(xué)體系、內(nèi)容和方法等進(jìn)行改革,并結(jié)合桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行進(jìn)一步探討。
一、改革工程訓(xùn)練教學(xué)體系、內(nèi)容和方法
(一)改革教學(xué)體系
桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心建立在原金工中心基礎(chǔ)之上,原教學(xué)體系從金工實(shí)習(xí)單純的實(shí)踐教學(xué)操作,發(fā)展為工程認(rèn)知訓(xùn)練、基本加工工藝訓(xùn)練、先進(jìn)制造技術(shù)訓(xùn)練、創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練、自命題創(chuàng)意訓(xùn)練等系列化的教學(xué)體系。
(二)改革教學(xué)內(nèi)容
首先,由基本技能訓(xùn)練向集知識(shí)能力素質(zhì)和創(chuàng)新精神為一體的訓(xùn)練方式轉(zhuǎn)化,由單機(jī)技術(shù)技能訓(xùn)練向部分實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)條件下的技術(shù)集成訓(xùn)練方向轉(zhuǎn)化,由較單一知識(shí)和技能訓(xùn)練向綜合性創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的方向轉(zhuǎn)化。
其次,開發(fā)新的實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。為激發(fā)學(xué)生的實(shí)習(xí)興趣,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與動(dòng)手能力,達(dá)到良好的實(shí)習(xí)效果,桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心開發(fā)研究制定了新的加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于機(jī)械類的學(xué)生,由指導(dǎo)教師向?qū)W生分組布置創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作的任務(wù)。在完成既定的實(shí)習(xí)內(nèi)容后,留出3~5天時(shí)間讓學(xué)生分組自主進(jìn)行產(chǎn)品的總體方案設(shè)計(jì)。方案經(jīng)教師認(rèn)真審閱修改通過(guò)后,進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)。待所有零件加工、裝配圖紙經(jīng)教師審核后,則進(jìn)入制作階段,學(xué)生按設(shè)計(jì)要求在各工種指導(dǎo)人員的協(xié)助下獨(dú)立加工。實(shí)習(xí)期間沒(méi)有完成的內(nèi)容可利用實(shí)訓(xùn)中心開放時(shí)間完成。1~2月后由中心教師組織學(xué)生答辯,并設(shè)立獎(jiǎng)項(xiàng)。
以上改革的實(shí)施大大激發(fā)了學(xué)生的實(shí)習(xí)興趣和創(chuàng)造熱情,并提高了其獨(dú)立分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。同時(shí),教師在整個(gè)過(guò)程中教學(xué)能力和水平也得到提升。
(三)改革教學(xué)方法
桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心改變?cè)瓉?lái)“零件生產(chǎn)”的教學(xué)方法,革新為“工程產(chǎn)品”教學(xué)方法,鼓勵(lì)學(xué)生自行創(chuàng)新設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力,為學(xué)生營(yíng)造一種真實(shí)的工程氛圍;同時(shí)通過(guò)訓(xùn)練過(guò)程中的合作來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神及組織、管理能力。此外,中心教師拓展多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、自命題創(chuàng)意等多方位的教學(xué)方法,充分利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),結(jié)合數(shù)控技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)字化制造等現(xiàn)代制造理念。
二、構(gòu)建全方位的開放式工程訓(xùn)練教學(xué)模式
工程訓(xùn)練中心有豐富的教學(xué)資源,而校內(nèi)許多學(xué)生在進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐及科技活動(dòng)時(shí)卻找不到合適的場(chǎng)所和設(shè)備,中心和學(xué)生課外活動(dòng)沒(méi)有形成合理的運(yùn)行機(jī)制,從而造成一方資源閑置,而另一方卻無(wú)設(shè)備可用。現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心不僅應(yīng)成為大學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)工程訓(xùn)練的平臺(tái),同時(shí)也應(yīng)成為他們開展創(chuàng)新實(shí)踐、課外科技制作和參與科研活動(dòng)的平臺(tái)。構(gòu)建開放型工程訓(xùn)練體系,正是達(dá)成這一目標(biāo)的有效手段。工程訓(xùn)練的開放可歸結(jié)為以下贅齜矯妗
(一)訓(xùn)練時(shí)間的開放
訓(xùn)練時(shí)間的開放,包括訓(xùn)練時(shí)間點(diǎn)開放和訓(xùn)練時(shí)數(shù)開放兩層含義。理想狀態(tài)下,訓(xùn)練時(shí)間點(diǎn)開放即學(xué)生在任何時(shí)間點(diǎn),包括晚上、周末和節(jié)假日,都能進(jìn)訓(xùn)練室參加訓(xùn)練;訓(xùn)練時(shí)數(shù)開放即學(xué)生可以根據(jù)自身需要任意延長(zhǎng)或縮短訓(xùn)練時(shí)數(shù)。
(二)訓(xùn)練內(nèi)容的開放
訓(xùn)練內(nèi)容的開放從廣度和深度兩方面入手。訓(xùn)練廣度的開放主要是指最大限度壓縮必修訓(xùn)練項(xiàng)目,同時(shí)盡可能增加選修訓(xùn)練項(xiàng)目,提高學(xué)生選課的自和自由度。訓(xùn)練深度的開放主要是指對(duì)訓(xùn)練內(nèi)容進(jìn)行分級(jí),如設(shè)立基本級(jí)、中級(jí)和高級(jí)三個(gè)等級(jí),再由學(xué)生根據(jù)專業(yè)要求和自身?xiàng)l件選擇合適的等級(jí)參加訓(xùn)練。
(三)訓(xùn)練方法的開放
工程訓(xùn)練中心的教學(xué)設(shè)施不可避免地存在生產(chǎn)性不足、先進(jìn)性滯后的局限,這在一定程度上限制了訓(xùn)練的效力。訓(xùn)練方法開放就是不僅采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)訓(xùn)練手段,也采用現(xiàn)代的訓(xùn)練手段如多媒體教學(xué)、遠(yuǎn)程視頻教育和仿真訓(xùn)練等。這些現(xiàn)代的訓(xùn)練手段不僅成本低,安全可靠,而且不乏直觀性和吸引力,還可以彌補(bǔ)工程訓(xùn)練中心現(xiàn)場(chǎng)訓(xùn)練中的不足。
三、合理利用和開發(fā)軟硬件資源,為工程訓(xùn)練教學(xué)改革提供良好平臺(tái)
通過(guò)對(duì)桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心現(xiàn)有的設(shè)備及相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析可知,在實(shí)習(xí)學(xué)生人數(shù)3000余人的情況下,合理利用和開發(fā)現(xiàn)有資源以適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程十分重要。對(duì)軟件資源進(jìn)行開發(fā),是盤活硬件教學(xué)資源的基礎(chǔ),因此,桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心建立了工程訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)課程,供學(xué)生遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。通過(guò)合理的人員和設(shè)備的配置,對(duì)實(shí)習(xí)學(xué)生進(jìn)行多批次、滿員額的調(diào)整和改革。除對(duì)現(xiàn)有的實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)方式進(jìn)行創(chuàng)新,教師還積極輔導(dǎo)學(xué)生參與各級(jí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、“‘十一五’大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”開發(fā)等,以工程實(shí)踐學(xué)習(xí)的角度,通過(guò)貼近具體生產(chǎn)實(shí)際的研究和指導(dǎo),最大限度地開發(fā)和完善教學(xué)內(nèi)容。這些都在軟硬件建設(shè)方面對(duì)中心的長(zhǎng)遠(yuǎn)建設(shè)和發(fā)展起到潛移默化的促進(jìn)作用。
四、學(xué)生科技創(chuàng)新制作實(shí)例
桂林電子科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心創(chuàng)立了創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目以啟迪學(xué)生的創(chuàng)新靈感,同時(shí)與本部電子實(shí)習(xí)中心合作,發(fā)揮各自在機(jī)械和電子方面的強(qiáng)項(xiàng),讓學(xué)生進(jìn)行真實(shí)產(chǎn)品與虛擬產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì),并讓學(xué)生自己動(dòng)手,將創(chuàng)新思想與實(shí)踐相結(jié)合,制作出機(jī)械或機(jī)電綜合產(chǎn)品。以下是學(xué)生團(tuán)隊(duì)機(jī)械創(chuàng)新作品――多功能擔(dān)架(救援變形金剛)的制作過(guò)程:
第一,調(diào)研選題。選題主要由學(xué)生自主進(jìn)行,教師提供一些選題方向供學(xué)生參考。學(xué)生制作完成創(chuàng)新項(xiàng)目申報(bào)的ppt等后進(jìn)行答辯,介紹該作品詳細(xì)設(shè)計(jì)思路、原理及創(chuàng)新點(diǎn),專家和教師組成的評(píng)審團(tuán)認(rèn)真分析后給出意見和建議,確定其可行性。
第二,設(shè)計(jì)階段。一是進(jìn)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析。使用相關(guān)編程語(yǔ)言對(duì)機(jī)構(gòu)變形的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用工程力學(xué)、高等數(shù)學(xué)、機(jī)械原理知識(shí),設(shè)計(jì)并校核各構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸,獲得電動(dòng)機(jī)和減速器的相關(guān)參數(shù)。二是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三維造型。使用CAD軟件對(duì)作品進(jìn)行三維造型后,通過(guò)其運(yùn)動(dòng)仿真模塊實(shí)現(xiàn)虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真,再次驗(yàn)證該方案的可行性。
第三,加工制作。加工制作主要由學(xué)生完成,指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)指導(dǎo),個(gè)別難度大、精度高的加工件由指導(dǎo)教師完成。本階段同時(shí)完成產(chǎn)品的安裝和調(diào)試。
第四,論文寫作與答辯。將上述從方案論證到最后產(chǎn)品加工完成的全過(guò)程寫成論文,結(jié)合該作品拍攝視頻文件,并進(jìn)行文字、圖像剪輯,配合論文和實(shí)物讓專家和學(xué)生更好地了解該產(chǎn)品。
綜上,完成一個(gè)具有一定復(fù)雜性和難度的機(jī)械產(chǎn)品科技制作,對(duì)學(xué)生而言,不僅僅是將所學(xué)的專業(yè)核心課程知識(shí)進(jìn)行了綜合應(yīng)用,而且極大提高了綜合能力。此科技創(chuàng)新制作作品已在第四屆全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽上取得二等獎(jiǎng)。通過(guò)這個(gè)過(guò)程的鍛煉,學(xué)生自信心增強(qiáng)、科技創(chuàng)新制作興趣濃厚,同時(shí)也熟悉了機(jī)械產(chǎn)品制作的流程,了解了自己的不足,明確了個(gè)人今后的學(xué)習(xí)方向和發(fā)展方向。
五、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)工程訓(xùn)練教學(xué)改革的實(shí)踐,可總結(jié)出了以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn):一是應(yīng)改變?cè)小傲慵a(chǎn)”的教學(xué)方法,革新為“工程產(chǎn)品”教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。二是工程訓(xùn)練基地在提供正常教學(xué)服務(wù)的同時(shí),還應(yīng)為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐、科技制作、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及個(gè)人業(yè)余學(xué)習(xí)提供全方位的服務(wù),即實(shí)施全方位的開放式工程訓(xùn)練教學(xué)模式,最大效能地利用工程訓(xùn)練中心的資源。三是積極組織學(xué)生以項(xiàng)目的形式參與制作創(chuàng)新產(chǎn)品,并積極參加各級(jí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造大賽,以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力,為國(guó)家培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。
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關(guān)鍵詞:機(jī)械類大學(xué)生 學(xué)科競(jìng)賽 開展模式 評(píng)價(jià)探討
中圖分類號(hào):G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)07(a)-0171-02
對(duì)于當(dāng)今大機(jī)械類學(xué)生來(lái)說(shuō),往往過(guò)于“專注”課本,理論知識(shí)學(xué)得比較扎實(shí),但非常欠缺實(shí)際操作能力。機(jī)械行業(yè)的大部分工作崗位對(duì)個(gè)人的動(dòng)手能力有較高要求,很多大學(xué)生畢業(yè)后對(duì)于很多工作不能勝任。為此,在機(jī)械類大學(xué)生中開展學(xué)科競(jìng)賽,通過(guò)整合課內(nèi)課外的實(shí)踐教育資源,不僅可以讓大學(xué)生將理論知識(shí)實(shí)踐化,而且對(duì)于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力,實(shí)踐能力,打造團(tuán)隊(duì)合作精神,提高綜合素質(zhì)有重要作用。
1 學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式概述
當(dāng)今社會(huì)對(duì)實(shí)用型的創(chuàng)新人才需求旺盛,但很多高等院校的教育體系不能完全適應(yīng)社會(huì)的需求,教育思想的陳舊、教育結(jié)構(gòu)的不合理都導(dǎo)致了學(xué)生的實(shí)踐能力不足,在此形式下,學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。
學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式是在結(jié)合課程內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,以競(jìng)賽的形式把學(xué)生的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標(biāo)的一種教學(xué)模式[1]。和普通課堂教學(xué)相比,學(xué)科競(jìng)賽更注重培養(yǎng)學(xué)生自主分析和解決問(wèn)題的能力,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。目前適合我國(guó)機(jī)械類大學(xué)生參加的學(xué)科競(jìng)賽有:大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、國(guó)家大學(xué)生工程訓(xùn)練競(jìng)賽、新苗計(jì)劃大賽等,在這些競(jìng)賽的實(shí)施過(guò)程中充分驗(yàn)證了學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)在學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)中所起的作用。
2 開展學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)的意義和作用
(1)為學(xué)生培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力搭建了良好的平臺(tái)。
機(jī)械類學(xué)科競(jìng)賽的競(jìng)賽題目往往帶有項(xiàng)目背景,從課程內(nèi)容上,大多涉及多學(xué)科課程;從人員來(lái)說(shuō),學(xué)生是參加競(jìng)賽的主體,這種主人翁的感覺(jué)能充分激發(fā)學(xué)生對(duì)自主學(xué)習(xí)的潛力與熱情,而在資料查找、對(duì)問(wèn)題的分析和綜合等參賽過(guò)程,他們解決問(wèn)題的能力,創(chuàng)新能力、科研能力自然而然得到提高。
(2)為提高機(jī)械類的學(xué)生的綜合能力提供了廣闊的背景。
選修課程的學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生獲得更加廣泛的知識(shí),但這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力所起的作用不大,寄希望于通過(guò)學(xué)習(xí)選修課程來(lái)獲得解決實(shí)際問(wèn)題能力的做法是不現(xiàn)實(shí)的。而學(xué)科競(jìng)賽從形式和內(nèi)容都有利于提高學(xué)生實(shí)踐能力。學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)促進(jìn)了信息技術(shù)、電子商務(wù)等相關(guān)學(xué)科的改革和發(fā)展,相關(guān)學(xué)科的發(fā)展以及經(jīng)驗(yàn)的積累反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了學(xué)科競(jìng)賽水平的提高,于是形成了不同學(xué)科的良性互動(dòng)、教學(xué)改革和學(xué)科競(jìng)賽的良性互動(dòng)。學(xué)科競(jìng)賽應(yīng)緊密結(jié)合機(jī)械類課程的教學(xué)環(huán)節(jié)和內(nèi)容展開,以實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解消化、總結(jié)整理和實(shí)踐運(yùn)用。學(xué)科競(jìng)賽的結(jié)果能夠大致反映學(xué)生的綜合能力以及教學(xué)體系設(shè)置的合理性程度,通過(guò)競(jìng)賽評(píng)價(jià)和總結(jié)討論可以發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程存在的問(wèn)題和不足,為教學(xué)和教改提供重要參考[2]。
(3)為激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)奠定了基礎(chǔ)。
學(xué)科競(jìng)賽往往結(jié)合了機(jī)械專業(yè)的特色和機(jī)械知識(shí)在實(shí)踐中的運(yùn)用,如全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是機(jī)械類大學(xué)生最具影響力的賽事,從2004年至今,每?jī)赡昱e辦一次。每屆大賽都有明確的主題和內(nèi)容。如2014年該賽事的主題為“幻·夢(mèng)課堂”;內(nèi)容為“教室用設(shè)備和教具的設(shè)計(jì)與制作”。這些內(nèi)容和大學(xué)生們的日常生活學(xué)習(xí)狀態(tài)密切相關(guān),這遠(yuǎn)比抽象的理論知識(shí)更能引起學(xué)生的興趣,激發(fā)他們的創(chuàng)新激情,引起他們更深層次、更大寬度的思考,進(jìn)而催生大學(xué)生對(duì)淵博知識(shí)的渴求,形成具有競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)而又團(tuán)結(jié)協(xié)作的擁有共同價(jià)值取向和進(jìn)取精神的良好氛圍。通過(guò)競(jìng)賽可以豐富校園科技文化氛圍,拓展了學(xué)生的應(yīng)用知識(shí),提高了他們的應(yīng)用能力。高校機(jī)械類專業(yè)教師要積極參與競(jìng)賽輔導(dǎo)工作,鼓勵(lì)更多的學(xué)生積極參與學(xué)科競(jìng)賽、勇敢的登上屬于自己的舞臺(tái),通過(guò)大膽嘗試,不斷收獲成功,在不斷的失敗和成功中得到成長(zhǎng)。
3 機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽模式的構(gòu)建及評(píng)價(jià)
(1)以提高機(jī)械類大學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為重點(diǎn),構(gòu)建學(xué)科競(jìng)賽模式。
①開展實(shí)踐教學(xué),促進(jìn)機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽模式的形成。
學(xué)科競(jìng)賽模式的教育導(dǎo)向重在推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)的開展,借以提高機(jī)械類大學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì),因此,針對(duì)這種以競(jìng)賽貫穿教學(xué)始終的教學(xué)方式,相關(guān)的培訓(xùn)計(jì)劃和課程體系需要進(jìn)行修訂和調(diào)整,使之適應(yīng)實(shí)踐教學(xué)的形式和方法。可以延長(zhǎng)課外的學(xué)時(shí),減少課內(nèi)的學(xué)時(shí),以增加學(xué)生獨(dú)立思考和進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的時(shí)間和空間。可以增加諸如機(jī)械設(shè)計(jì)、綜合能力培養(yǎng)、工程性圖紙?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)等創(chuàng)新性活動(dòng);開展創(chuàng)新科研方法的探究;以及撰寫一些學(xué)術(shù)研究和研究報(bào)告,如專利的申請(qǐng)等。還可以直接選用學(xué)科競(jìng)賽的參賽題目作為課程設(shè)計(jì)、專業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,從而實(shí)現(xiàn)課內(nèi)教學(xué)和課外實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。
②完成教學(xué)的主體變化,構(gòu)建機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽模式。
傳統(tǒng)的教育模式只注重知識(shí)的傳授,把學(xué)生簡(jiǎn)單地看成知識(shí)的接受者,使其學(xué)習(xí)興趣不能被有效激發(fā),制約了學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性和主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。學(xué)科競(jìng)賽每個(gè)項(xiàng)目組雖然有指導(dǎo)老師,但是從競(jìng)賽選題,方案設(shè)計(jì),技術(shù)設(shè)計(jì),樣機(jī)試制、調(diào)試,到技術(shù)文件的編制,每一個(gè)環(huán)節(jié)都以學(xué)生為主體完成的,充分調(diào)動(dòng)了他們對(duì)學(xué)習(xí)和科研創(chuàng)新的濃厚興趣。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽,促進(jìn)了教學(xué)過(guò)程向自主性發(fā)展,向?qū)嵺`性學(xué)習(xí)跨越,在實(shí)踐中探索,并逐漸發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。同時(shí),學(xué)生主動(dòng)的查閱資料、閱讀文獻(xiàn)、廣泛涉獵,通過(guò)對(duì)不同方法的嘗試,不斷獲取知識(shí)、獲得成功,真正感覺(jué)到了學(xué)習(xí)的快樂(lè)和獲得成功的成就感,這又促進(jìn)了學(xué)科競(jìng)賽模式教學(xué)的順利完成。
③改革試驗(yàn)教學(xué),構(gòu)建開放式學(xué)科競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理模式。
機(jī)械類大學(xué)生的試驗(yàn)教學(xué)也要適應(yīng)學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式的需要,促進(jìn)課外興趣型實(shí)驗(yàn)室和課內(nèi)教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室向機(jī)動(dòng)性發(fā)展,采用以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的開放式實(shí)驗(yàn)室管理模式,逐漸完成學(xué)科競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室管理模式的構(gòu)建。學(xué)科競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置,要求實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)地、加工機(jī)床、切割機(jī)等硬件設(shè)施能夠適應(yīng)學(xué)科競(jìng)賽的特點(diǎn)、滿足學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)的需要,能夠適合競(jìng)賽期間的參賽作品的設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試對(duì)場(chǎng)地的需要;并且要針對(duì)學(xué)科競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的特點(diǎn),完善和改進(jìn)管理工作,建立完善的實(shí)驗(yàn)室安全管理?xiàng)l例、開放式實(shí)驗(yàn)室值班管理制度、實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程等相關(guān)制度,積極做好實(shí)驗(yàn)安全工作,為機(jī)械類大學(xué)生的學(xué)科競(jìng)賽、課外活動(dòng)、科技創(chuàng)新等搭建良好的實(shí)踐平臺(tái)。這樣的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,改變了以往固定的機(jī)械設(shè)備的限制,提高了教師教學(xué)的靈活性,通過(guò)靈活的題目設(shè)置,學(xué)生能夠很方便的利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備條件,展開構(gòu)思,提出解決問(wèn)題的方案,通過(guò)獨(dú)立思考或團(tuán)隊(duì)協(xié)作、小組競(jìng)賽等形式完成。在這樣的環(huán)境下,學(xué)生還可以利用虛擬技術(shù)構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)室,以此來(lái)突破實(shí)驗(yàn)空間和時(shí)間的限制,充分的開展創(chuàng)新構(gòu)想和創(chuàng)新交流。
④實(shí)施實(shí)踐教學(xué),為機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽模式提供創(chuàng)新平臺(tái)。
我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的教育改革實(shí)踐,積累了很多的新的教育方法和教育理念,這些教育方法、理念經(jīng)過(guò)了教育實(shí)踐的檢驗(yàn),取得了重要的教育成果,因此,把這些新理念和新方法引入到機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)之中,無(wú)疑會(huì)提高學(xué)科競(jìng)賽的水平,提高教師的指導(dǎo)水平和學(xué)生的參與熱情,進(jìn)一步影響實(shí)踐教學(xué)的效果。比如,設(shè)計(jì)型的課堂組織方式、開放型的應(yīng)用題型設(shè)置、小組課堂的評(píng)價(jià)機(jī)制等實(shí)踐教學(xué)成果,都為機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽模式提供了創(chuàng)新平臺(tái)[3]。
⑤完善機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽機(jī)制。
機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽模式需要得到政策的保障、學(xué)校軟硬件設(shè)施的支持、學(xué)科競(jìng)賽的制度支持等等,有了這些保障,學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式才能伸展創(chuàng)新教學(xué)的手腳,最大地發(fā)揮學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽的積極熱情和主動(dòng)性。保障機(jī)制是學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式成敗的關(guān)鍵,對(duì)于科學(xué)性、創(chuàng)新性、可行性和實(shí)用性的創(chuàng)新項(xiàng)目,只有學(xué)校提供經(jīng)費(fèi)保障,并對(duì)研究成果進(jìn)行專利保護(hù),才能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的積極參與熱情,完善和鞏固學(xué)科競(jìng)賽的教育成果,提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
⑥改革學(xué)科課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)機(jī)制和制約機(jī)制。
評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制是機(jī)械類大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式的有效保障。學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式以實(shí)踐教學(xué)為手段,以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力為目標(biāo),傳統(tǒng)的以教學(xué)成績(jī)?yōu)樵u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的課堂評(píng)價(jià)方式已經(jīng)不能適應(yīng)學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)的需要。因此,教學(xué)成績(jī)、學(xué)生的自我管理能力、德育考核、師生關(guān)系、學(xué)生的適應(yīng)能力、創(chuàng)新方案的設(shè)計(jì)、課題研究的參與過(guò)程、關(guān)鍵技術(shù)的分析與實(shí)現(xiàn)、競(jìng)賽成績(jī)等均需納入評(píng)價(jià)考核的范圍,其中創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新參與和創(chuàng)新成果在整體評(píng)價(jià)中占有重要比重。這樣才能體現(xiàn)教育的實(shí)用性,挖掘?qū)W生的潛能和創(chuàng)新能力,使教育和實(shí)踐做到有機(jī)的結(jié)合。評(píng)價(jià)單位也要改變傳統(tǒng)的學(xué)校評(píng)價(jià)的單一評(píng)價(jià)制度,形成以社會(huì)、家庭和學(xué)校的綜合性評(píng)價(jià)體系[4]。
學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)中的激勵(lì)機(jī)制體現(xiàn)在精神和物質(zhì)兩個(gè)方面。從物質(zhì)上來(lái)說(shuō),學(xué)校設(shè)立專項(xiàng)競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)基金,給予競(jìng)賽獲獎(jiǎng)同學(xué)和表現(xiàn)突出者一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì);同時(shí),可以把競(jìng)賽得獎(jiǎng)和獲得專利作為評(píng)定獎(jiǎng)學(xué)金和保送研究生的加分條件。學(xué)科競(jìng)賽的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制也要把輔導(dǎo)教師納入其中,因?yàn)樗麄冊(cè)诟?jìng)賽的指導(dǎo)中付出了大量的精力和勞動(dòng),發(fā)揮了重要的引導(dǎo)作用,對(duì)于指導(dǎo)教師,一方面可以給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì),另一方面,把競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)和成果獎(jiǎng)勵(lì)、專利等與其職稱評(píng)定和聘任直接掛鉤、與其評(píng)優(yōu)評(píng)模掛鉤、與其職務(wù)晉升掛鉤,并納入學(xué)院年度考核中,這些具體措施是對(duì)指導(dǎo)教師所做工作的充分肯定,能夠充分調(diào)動(dòng)教師參與學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)的積極性。
(2)大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽的訓(xùn)練組織。
①建立競(jìng)賽網(wǎng)站,加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)宣傳。
鑒于網(wǎng)絡(luò)的窗口作用和平臺(tái)作用,學(xué)科競(jìng)賽網(wǎng)站對(duì)于學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式將起到巨大的推動(dòng)作用。網(wǎng)絡(luò)的加入無(wú)疑給學(xué)科競(jìng)賽帶來(lái)了生機(jī)與活力,網(wǎng)絡(luò)便于對(duì)競(jìng)賽種類、競(jìng)賽內(nèi)容、競(jìng)賽時(shí)間、往屆競(jìng)賽的介紹、競(jìng)賽的主題、競(jìng)賽的意義、團(tuán)隊(duì)情況、學(xué)生作品展示、指導(dǎo)教師的介紹、競(jìng)賽的研究方向和思路等作出積極的宣傳,使互動(dòng)交流的種類更齊全、內(nèi)容更豐富、學(xué)生的參與更為積極,信息的披露更及時(shí)、準(zhǔn)確,因此,學(xué)科競(jìng)賽網(wǎng)站將成為學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)模式的重要窗口。
②開設(shè)訓(xùn)練課,加強(qiáng)競(jìng)賽技巧訓(xùn)練。
參與學(xué)科競(jìng)賽,選手不僅要有一定的知識(shí)素養(yǎng)和實(shí)踐能力,還需具備對(duì)信息的處理技巧、論文的撰寫能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、了解參賽程序等。隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域的大量信息使有些參賽選手無(wú)所適從,只有對(duì)選手進(jìn)行相關(guān)的訓(xùn)練才能加強(qiáng)其甄別能力,學(xué)會(huì)獲取對(duì)競(jìng)賽有益的信息;每個(gè)參賽團(tuán)隊(duì)都是一個(gè)整體,需要發(fā)揮集體的智慧、能力和技巧,需要相互配合、取長(zhǎng)補(bǔ)短,才能把團(tuán)隊(duì)的能量發(fā)揮的最好;在競(jìng)賽最后是以科技論文的形式提交成果的,論文的質(zhì)量一定程度上決定著學(xué)科競(jìng)賽的成績(jī)。因此,參與學(xué)科競(jìng)賽需要開設(shè)訓(xùn)練課,對(duì)競(jìng)賽程序、論文撰寫等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行培訓(xùn)[5]。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在機(jī)械類院校開展學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)是我國(guó)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要。學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)能激發(fā)學(xué)生的科研熱情和學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新能力。在教學(xué)中只有結(jié)合教育內(nèi)容和教育實(shí)踐,積極開展實(shí)踐教學(xué)、改革試驗(yàn)教學(xué)、徹底完成學(xué)生的主體變化、搭建創(chuàng)新平臺(tái),才能真正的把學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)落到實(shí)處。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:機(jī)械類專業(yè);畢業(yè)設(shè)計(jì);民族班;改革
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié),是學(xué)生綜合素質(zhì)與工程能力培養(yǎng)的全面檢驗(yàn)。其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,進(jìn)行創(chuàng)造性工作的基本訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的一次全面考驗(yàn)。新疆是個(gè)多民族地區(qū),少數(shù)民族的基礎(chǔ)教育比較薄弱,考入新疆大學(xué)的多數(shù)少數(shù)民族學(xué)生均來(lái)自邊緣地區(qū)。雖然在四年的學(xué)習(xí)過(guò)程中,嚴(yán)格地按照教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃完成教學(xué)內(nèi)容,但是由于學(xué)生本身基礎(chǔ)較差、漢語(yǔ)接受能力有限,大部分學(xué)生對(duì)于系統(tǒng)性、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程很難全部理解透徹,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中總處于被動(dòng)狀態(tài)。為加大民族班教學(xué)改革的力度,提高教學(xué)質(zhì)量,在以往實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中所積累的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)采取有效的改革措施,取得了較好的成果。
一、設(shè)計(jì)手段
機(jī)械制圖是機(jī)械工程專業(yè)最基本的工具,是表達(dá)設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案的語(yǔ)言。以往我們都是采用手工繪圖,其缺點(diǎn)是:繪圖速度慢、出錯(cuò)率高、不易修改、圖面質(zhì)量差。國(guó)家早就規(guī)定要甩掉圖板,利用計(jì)算機(jī)二維繪圖解決以上問(wèn)題,但其設(shè)計(jì)思路仍然建立在手工繪圖的基礎(chǔ)上。機(jī)電產(chǎn)品的配合性和可裝配性是設(shè)計(jì)人員容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方,以往要到產(chǎn)品最后裝配時(shí)才能發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致零件的報(bào)廢和工期的延誤,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和信譽(yù)損失。采用3D平臺(tái)下的計(jì)算機(jī)輔助裝配技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行驗(yàn)證,確保設(shè)計(jì)的正確性,避免損失。三維設(shè)計(jì)方法與人的思維方式比較接近,較為直觀,可以大大地提高設(shè)計(jì)速度,并且可以進(jìn)行裝配干涉檢驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真及有限元計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)等。尤其對(duì)于空間想象力不高的學(xué)生來(lái)說(shuō),更是一種比較理想的設(shè)計(jì)方法。此外,三維設(shè)計(jì)后可以立即轉(zhuǎn)化為二維(平面)圖形,因此從三維到二維的整個(gè)過(guò)程不一定比直接畫二維圖要慢。我們從2000年(95級(jí)民族班)起,要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量采用計(jì)算機(jī)繪圖,并在答辯中采用多媒體答辯,這在當(dāng)時(shí)全校民、漢班級(jí)中是比較少見的。直到2004年,采用三維設(shè)計(jì)已經(jīng)較普遍,這方面已經(jīng)達(dá)到了內(nèi)地同類大學(xué)的水平。
二、設(shè)計(jì)題目
選題是否合適,其難易程度直接決定學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。我們?cè)诮鼛啄甑漠厴I(yè)設(shè)計(jì)選題上,淘汰了以前過(guò)時(shí)的老題目,而盡量選擇指導(dǎo)教師的科研課題和當(dāng)前的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的題目,充分體現(xiàn)教學(xué)與科研、生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的原則,培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。如2001年機(jī)械制圖96-2班兩名學(xué)生參加了由指導(dǎo)教師主持的橫向課題“數(shù)控塑料切粘機(jī)的研制”,并以之作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,完成了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、零件的加工到整機(jī)的調(diào)試全過(guò)程,獲得了難得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并完成了整機(jī)的CAD繪圖工作。長(zhǎng)期以來(lái),機(jī)械強(qiáng)度分析與計(jì)算一直沿用材料力學(xué)、理論力學(xué)和彈性力學(xué)所提供的公式來(lái)進(jìn)行。由于在計(jì)算過(guò)程中有許多的簡(jiǎn)化條件,因而計(jì)算精度較低;在設(shè)計(jì)中,為了保證設(shè)備或構(gòu)件的安全可靠性,常采用加大安全系數(shù)的方法,結(jié)果使結(jié)構(gòu)尺寸加大,浪費(fèi)材料,有時(shí)還會(huì)造成結(jié)構(gòu)性能的降低。有限元分析技術(shù)是最重要的工程分析技術(shù)之一,它廣泛應(yīng)用于彈塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)等領(lǐng)域。有限元法在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,使機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生革命性的變化,理論設(shè)計(jì)代替了經(jīng)驗(yàn)類比設(shè)計(jì)。以前由于其理論性較強(qiáng),有限元法僅僅用在碩士論文中,但從2002年起,在本科班中嘗試應(yīng)用有限元強(qiáng)度分析作為畢業(yè)論文題目。同時(shí),由于我們所用的有限元分析軟件在Linux平臺(tái)上運(yùn)行,所以學(xué)生必須掌握Linux操作系統(tǒng),使學(xué)生在計(jì)算機(jī)方面也有了全方面的提高。
三、創(chuàng)新實(shí)踐
近幾年,我們?cè)趯W(xué)生當(dāng)中廣泛進(jìn)行了課外學(xué)術(shù)活動(dòng)和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐,并把這些內(nèi)容與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合,獲得了可喜的成績(jī)。依布拉音、西克熱木等學(xué)生完成的“油罐車注油自動(dòng)控制系統(tǒng)”項(xiàng)目在西北地區(qū)比賽中獲得一等獎(jiǎng),全國(guó)大賽中獲得三等獎(jiǎng)。努爾比亞等學(xué)生完成的“上下樓梯搬運(yùn)機(jī)器人”項(xiàng)目在西北地區(qū)比賽中獲得一等獎(jiǎng),全國(guó)大賽中獲得三等獎(jiǎng)。通過(guò)這些設(shè)計(jì)大賽及幾年的教學(xué)改革實(shí)踐,學(xué)生不僅從設(shè)計(jì)中得到了鍛煉,學(xué)到了設(shè)計(jì)技能,而且在做設(shè)計(jì)時(shí)的動(dòng)手機(jī)會(huì)多了,培養(yǎng)了他們科學(xué)的思維方法與創(chuàng)新能力,加深了學(xué)生對(duì)機(jī)械制造專業(yè)的認(rèn)識(shí),促進(jìn)了課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。要實(shí)現(xiàn)教育改革和建設(shè)的目標(biāo),關(guān)鍵是教師,教師不但要有高度的敬業(yè)精神和教學(xué)責(zé)任心,還要有較高的教學(xué)業(yè)務(wù)素質(zhì)。為使青年教師提高工程素質(zhì),增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),鼓勵(lì)青年教師積極參與實(shí)際科研工作和實(shí)驗(yàn)室建設(shè),并對(duì)青年教師制定了嚴(yán)格的培養(yǎng)計(jì)劃。教師梯隊(duì)建設(shè)及青年教師培養(yǎng)有了明確的規(guī)劃,結(jié)合課程建設(shè),個(gè)人業(yè)務(wù)素質(zhì)提高較快。
四、結(jié)論
關(guān)鍵詞:研究性學(xué)習(xí);CDIO工程教育模式;機(jī)械實(shí)踐;融合
實(shí)踐教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力都有著十分重要的作用,近年來(lái),也受到了教育界相關(guān)專家學(xué)者的重視,機(jī)械設(shè)計(jì)這門專業(yè)已經(jīng)在我國(guó)各個(gè)高校中廣泛的開設(shè),這門專業(yè)的教學(xué)也一直是教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),為了提高機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的有效性,各個(gè)高校也相繼開設(shè)了關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的改革,并將實(shí)踐教學(xué)的改革放在重要位置,一些學(xué)校在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中融入了創(chuàng)新的主題,另一些學(xué)校則在教學(xué)過(guò)程中引入了TRIZ等相關(guān)理論,總之,各個(gè)學(xué)校的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)改革大多圍繞創(chuàng)新發(fā)展來(lái)改革,均收到了良好的改革成效。CDIO工程教育模式是近年來(lái)興起的一種新型教學(xué)模式,這種教學(xué)模式可以讓學(xué)生積極主動(dòng)的投入實(shí)踐過(guò)程中,從而調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,也成為工程教育發(fā)展的新方向。下面就探討研究性學(xué)習(xí)與CDIO機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的融合模式,并將其應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中,希望可以在一定程度上促進(jìn)教學(xué)水平的提高。
1.CDIO工程教育模式簡(jiǎn)介
CDIO工程教育模式是近些年來(lái)國(guó)際工程教育改革的成果之一,該種教育模式最早由瑞典皇家學(xué)院、麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)的教育專家提出,經(jīng)過(guò)多年的探索,形成了完善的CDIO工程教育理念,該種理念不僅是對(duì)歐美20余年改革教學(xué)理念的繼承,也提出了檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)。CDIO即構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)、運(yùn)作(Operate),該種教育理念是以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行周期作為載體,讓學(xué)生可以積極主動(dòng)的進(jìn)行學(xué)習(xí)。CDIO的培養(yǎng)大綱是以學(xué)生的能力為基準(zhǔn),按照學(xué)生的能力分為工程系統(tǒng)能力、工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人團(tuán)隊(duì)能力以及個(gè)人能力四種,CDIO的培養(yǎng)大綱要求學(xué)生需要通過(guò)這四個(gè)能力來(lái)達(dá)到既定的目標(biāo)。
2.研究性學(xué)習(xí)與CDIO的融合
CDIO教育模式能夠?yàn)閷W(xué)生提供一種理論與實(shí)踐課程間有機(jī)知識(shí)相關(guān)聯(lián)的教學(xué)背景,其計(jì)劃的主旨就是為學(xué)生提供真實(shí)的工作情景,并在這種情景中傳授給學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)。就現(xiàn)階段來(lái)看,已經(jīng)有芬蘭、丹麥、法國(guó)、新加坡、南非、中國(guó)在內(nèi)的五十余所大學(xué)加入至CDIO教育合作計(jì)劃之中,共同完善該種教學(xué)模式。
研究性學(xué)習(xí)即在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生從社會(huì)、自然和生活中選擇適宜的課題進(jìn)行研究,同時(shí)在研究的過(guò)程中積極的來(lái)汲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)的一種學(xué)習(xí)活動(dòng)。通過(guò)研究性學(xué)習(xí),學(xué)生可以在實(shí)踐過(guò)程中獲取到豐富的經(jīng)驗(yàn),也可以參與到知識(shí)的創(chuàng)造過(guò)程中,并從中養(yǎng)成一種良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,掌握好相關(guān)的研究方法,提升自己提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。研究性學(xué)來(lái)已經(jīng)在我國(guó)的各個(gè)高校中得到了廣泛的應(yīng)用,也取得了良好的教學(xué)效果,受到教師和學(xué)生的歡迎。
3.傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題
目前,我國(guó)高校機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐的主要內(nèi)容是機(jī)械課程設(shè)計(jì)、減速箱拆卸、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)等模塊,在實(shí)踐過(guò)程中主要存在以下的問(wèn)題:
3.1 學(xué)生缺乏主動(dòng)性
以減速箱拆卸課程為例,該項(xiàng)課程是一門驗(yàn)證性課程,學(xué)生僅僅可以在課程中學(xué)習(xí)到減速箱的安裝方式,難以主動(dòng)的投入到方案設(shè)計(jì)過(guò)程中,且由于學(xué)生在生活中很少會(huì)涉及到相似的裝置,因此,大部分學(xué)生難以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的課程產(chǎn)生興趣,這也是教學(xué)水平難以提升的重要因素。
3.2 學(xué)生實(shí)踐能力難以提升
由于各種因素的影響,現(xiàn)行的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生的思想產(chǎn)生了一種束縛,大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是模型,學(xué)生雖然可以了解到模型的結(jié)構(gòu),但是難以動(dòng)手實(shí)踐,這就在很大程度上限制了學(xué)生實(shí)踐水平的提升,加上組織形式的限制,學(xué)生的實(shí)踐能力往往難以得到本質(zhì)的提升。
3.3 學(xué)生的創(chuàng)造能力有限
現(xiàn)行的實(shí)踐組織形式、教學(xué)內(nèi)容和考核方式都難以帶動(dòng)起學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性,很多學(xué)生對(duì)于設(shè)計(jì)的對(duì)象都不熟悉,加上考核方式的限制,學(xué)生之間很容易出現(xiàn)抄襲的情況,更談不上創(chuàng)造能力的提升了。
為了提升機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的有效性,可以將研究性學(xué)習(xí)模式與CDIO教育模式相結(jié)合,以便提升學(xué)生的創(chuàng)造能力和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
4.融合研究性學(xué)習(xí)與CDIO的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的融合思路
4.1 實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的確定
機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容的確定是將融合研究性學(xué)習(xí)與CDIO的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)相融合的基礎(chǔ),根據(jù)我國(guó)高校機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的現(xiàn)狀,具體的教學(xué)內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
4.1.1 自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
自動(dòng)制定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容以伺服電機(jī)模塊為主,學(xué)生可以自行選擇設(shè)計(jì)領(lǐng)域,并確定執(zhí)行機(jī)構(gòu),教師可以為學(xué)生提供搭建實(shí)物和設(shè)計(jì)方案參考,在設(shè)計(jì)完成后,要求學(xué)生交出完善的分析報(bào)告,以便更好的考察學(xué)生求解和分析的能力。
4.1.2 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的重要內(nèi)容,教師需要要求學(xué)生構(gòu)思好機(jī)構(gòu)方案,并按照結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,根據(jù)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析報(bào)告做好設(shè)計(jì),提升學(xué)生的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新能力。
4.1.3 小型銑床設(shè)計(jì)
小型銑床設(shè)計(jì)包括控制方案設(shè)計(jì)、總體方案設(shè)計(jì)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì),在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)該僅僅局限在銑床的設(shè)計(jì)中,也可以使用其他類型的機(jī)床,這樣就可以給學(xué)生提供多個(gè)選擇。
4.1.4 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)
工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)能夠?yàn)閷W(xué)生提供一定的實(shí)踐機(jī)會(huì),教師可以要求學(xué)生提供零部件的設(shè)計(jì)方案、控制分析方案等等,讓學(xué)生能夠通過(guò)這類訓(xùn)練,掌握相關(guān)的零部件設(shè)計(jì)知識(shí)。
5.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的組織方式
研究性教學(xué)模式與CDIO工程教育模式有一個(gè)共性,就是在教學(xué)過(guò)程中需要將學(xué)生放在第一位置,充分發(fā)揮出學(xué)生的主體地位,因此,在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中,教師必須要采取各種方式激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。為此,可以根據(jù)研究性教學(xué)模式與CDIO工程教育模式的要求,將學(xué)生分為不同的小組,每個(gè)小組甄選不同的課題進(jìn)行單獨(dú)研究。
在實(shí)踐開始前教師要擬定好教學(xué)內(nèi)容和研究目標(biāo),幫助學(xué)生明確教學(xué)的計(jì)劃,同時(shí)教師也要設(shè)計(jì)好問(wèn)題,以便引導(dǎo)學(xué)生積極的進(jìn)行思考,提升學(xué)生的創(chuàng)新性思維。選題也要嚴(yán)格根據(jù)研究?jī)?nèi)容和研究方案進(jìn)行,并要求學(xué)生按照這些選題來(lái)尋找資料,以小組為單位開展研究,相互提出疑問(wèn),教師進(jìn)行輔助解答,這樣就可以激勵(lì)學(xué)生以不同角度來(lái)看待問(wèn)題,強(qiáng)化對(duì)課題內(nèi)容的理解。在開展實(shí)踐的過(guò)程中,教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行全程指導(dǎo),防止代工偷懶行為的發(fā)生,此外,也要控制好實(shí)踐的時(shí)間,防止學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)逆反心理。
6.結(jié)語(yǔ)
研究性學(xué)習(xí)和CDIO教育模式都是以學(xué)生實(shí)踐為主的新型教學(xué)模式,在CDIO不同階段中融入研究性學(xué)習(xí)能夠有效的提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)效果,在兩者融合的過(guò)程中,教師必須要尊重學(xué)生的主體地位,尊重學(xué)生的差異,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探討和學(xué)習(xí),對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo),以便實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)水平的提高。
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