創新創業教育背景下的機械設計課程教學改革

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，是促進高校特色發展的重要舉措。２０１５年１２月，北華大學的機械類專業集群被吉林省教育廳確定為轉型發展試點專業（群）。教育部、國家發展改革委和財政部聯合發布的《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：轉型發展要認真貫徹落實《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，將創新創業教育融入人才培養全過程，將專業教育和創新創業教育有機結合，以課程教學與實踐教學為主要載體，使學生成長為具有創新思維和開創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
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、使用現代工具能力、工程實踐能力、創新能力和機械產品的應用開發能力具有明顯的支撐作用。為適應機械類專業集群轉型改革和創新創業教育的要求，培養應用型、創新實踐型人才，根據機械設計課程的教學現狀，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“工程實踐能力和創新能力培養”為主線開展教學。
（２）改變教學方法單一、手段落后的現狀，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，強化實踐環節，注重引導學生自主學習和研究性探索，逐步、系統地增長工程實踐能力和創新能力。
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、經濟性、環境保護等要求。在課堂教學中，除采用講授教學法、啟發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、創新?？山Y合案例教學法、項目教學法、參觀演示教學法、現場教學法、任務驅動教學法等，加強與生產實際和科技發展的結合，培養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驗。
３　實驗教學改革
實驗是驗證理論，培養學生創新意識、動手能力和工程素質的重要手段，是提高學生實驗技能，為以后的創新創業實踐打基礎的訓練方法，是以發揮學生主觀能動性為主的現場實踐。在機械設計實驗教學中，除保留部分重要的傳統實驗項目外，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，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。在綜合性、設計性、創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新意識、培養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，可使機械產品的執行機構方案設計、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、創新能力和機械產品的應用開發能力。
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意義和理論價值，提倡結合工程實際真題真做?？蓪⒐こ虒嶋H問題、科研項目、機械創新競賽項目、各級大學生創新性實驗計劃項目和創新創業訓練計劃項目融入課程設計，與生產實際和科技發展緊密結合。
５　發揮第二課堂育人作用，加強學生工程實踐能力和創新能力的培養
　　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新設計實踐，訓練學生的設計構思和設計技能，進一步培養學生的工程實踐能力、創新能力和科研能力。將典型的科研成果經過適當的提煉、加工轉變為教學案例、實驗項目、課程設計題目，作為資源服務于機械設計教學。
科研訓練是培養學生獨立研究能力的有效途徑，在培養學生的創新意識、訓練創新思維、提高創新能力的同時，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。
機械創新設計大賽、“挑戰杯”課外學術科技作品競賽、機器人大賽等機械創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新競賽，激發學生的創新熱情，提高學生的機械系統方案創新設計能力。
６　結語
創新創業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、創新性實驗的設置和實驗室開放為學生自主學習、發揮個人創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。課程設計內容、手段的創新，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。通過機械系統方案的創新構思與設計、機械系統多方案的評價與優選，使學生具有機械系統方案的調查研究、分析比較和創新設計能力。通過上機和各種現代機械設計方法的應用，使學生進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中，通過選拔一部分學生直接參與教師的科研課題、產學研基地項目、大學生創新性實驗計劃項目、大學生創新創業訓練計劃項目和學科競賽等，在更高層面上培養學生的實際工程設計能力、創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教育，而且能夠服務于創新創業教育。