内容摘要:本创新设计是机械工程方面关键的一项能力,本文分析了目前机械设计教学上存在问题,并介绍了如何在教学中培养学生创新能力的方法,最后呼吁全社会及教育工作者重视学生的创新设计能力培养,强化创新意识,为培养适应社会竞争的优秀人才而努力。
关键词:机械;创新设计;能力培养
中图分类号:F41 .4文献标识码:A
一、当前机械设计课程教学上存在的困难和问题
机械设计基础课程是机械专业的主干课程,在培养学生的综合创新设计能力中起着至关重要的作用。结合教学实践中,学生学习效果及能力塑造方面的情况,我们不难发现,当前机械设计基础课程教学过程存在几方面困难及问题:1.学生缺乏实践操作,对机械设计基础课程中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法的学习缺乏兴趣,普遍反映对机械设计课程感到抽象、枯燥、难学,而机械原理这部分的知识更是不受学生欢迎,学生们认为难以将机构运动简图与实际机器统一起来,而要在理解知识的基础上进行创新就是更雅从下手。2.教学课程内容陈旧,缺乏现代设计理念,阻碍了学生机械创新设计能力的提高。科学技术和计算手段发展至今,设计新机器已不是难事,而难的是设计出来的机械设备要具备精度和效率,以智能、高效、环保为标准。传统的以书本和黑板为主体的机械设计教学已雅法满足需要,应借助计算机辅助设计,同时也能促进学生掌握计算机工具,跟上现代设计的先进水平。3.机械设计内容与现代生活脱节,没有实现其真正价值,学生的综合运用知识的能力得不到培养。4.理论和实践缺乏联系,普遍存在产学脱节、缺乏创新实践教育平台的现象,学生的动手实践能力得不到培养。针对上述实际问题,下面将介绍几项有效、可行的教学方法,讨论如何培养学生机械设计创新能力,进一步提高学生综合素质。
二、在教学中培养学生创新能力的方法
(一)优化课堂教学环节:1.以启发式和讨论的形式引导学生创新的思维。可以在教学过程中,科学地设计问题和情境,组织学生分小组讨论竞赛,鼓励学生开动脑筋、多出想法,激发学生的学习热情,启迪学生开放思路,有助于他们对机械课程形成理性和形象认识,同时在答疑解疑方面可以鼓励学生先自己思考、互相帮助解疑,再由教师做具体解释的方法。2.引进项目教学法。以完成项目的方式,增强学生的独立意识。从课程伊始就把课程设计的题目、要点、目标和方法融入到课堂教学中,引导学生根据步骤所需查阅有用资料,设计问题开展调查研究,并且拓展与课程设计相关的外围知识点,将以往被动、应付的学习态度逐渐转变为主动、主控、自觉的积极态度中来。3.充分利用多媒体辅助教学。改变以往死板的板书教学模式,引进视觉、听觉感知丰富的现代教学手段CAI,可以使原来静止的机构在屏幕上“动”起来,促使孩子对各种机构和机器的产生较为感性的认识,有利于激发学习兴趣。4.引入实例,以实践促真知。细心设计教学内容,在教学过程中,对每个重要知识点引入典型的工程实例,加强理论教学与实际工程的结合,注重介绍机械创新设计方法的内容和方法。将工程意识贯穿到教学主线中,旨在培养学生的工程素质和工程实践能力。
(二)优化实验教学环节。用具体的机械产品吸引学生注意。如可在在机械设计实验室专门腾出一个地方摆放、陈列一些具有创新意识的、可以启发思维的、吸引眼球的的机电产品。各种玩具、奇妙的工具、精巧的机械装置、典型的教学机构、将各种奇思妙想变为实际的使生活便利的小发明、小创造都是很不错的选择。可以成立专门的陈列室摆放这些物品,向学生开放,定期组织学生参观,学生可以从模型创造者的思路和做法中得到启发,通过思考拓展创新思维,通过观察分析模型的工作原理、运动方案、机械结构和关键技术,学习设计思路和具体做法,且可通过重新组建的思考锻炼机械设计能力。
(三)优化设计教学环节。为了全力培养学生的创新能力思想,应多添加一些机械系统运动方案选型设计的内容,如增加一些有趣的设计题目:方便晾衣机、水果去皮机、折叠椅、擦窗机、扫地机等。引导学生通过观察日常生活家中常见的机械装置、工具和查阅参考资料的方法,设计机械系统传动方案,建立力学模型,使用计算机进行仿真试验和运动参数设计,最后形成完备的设计方案,并做出实物通过验证。以往常出现这样的情形,学生为了应付课程设计任务,学生为了应付课程设计任务,照抄照搬其他做同样课题的同学的设计方案和图纸,大大影响了教学效果和其他学生的积极性。为了解决这个问题,教师可以为每个同学设置不同的参数甚至是不同的系统,强制用计算机绘图,取消传统的手工画图,这样做既能提高难度水平,又能锻炼学生的计算机绘图能力。
(四)丰富教学外的科技活动。在课堂教育和实践操作之外,引导学生积极参加课外科技活动也是不能轻视的刺激学生创新设计能力提高的好方法。教师们应通过组织班级内、校内创新设计比赛的方法,掀起设计热潮,在校内传播先进的设计理念,形成积极的创新风气。同时应鼓励和支持学生走出去,参加校外甚至是社会上开展的机械设计大赛活动。在帮助学生丰富课外科技活动过程中,还应特别注意引导其顺应时代潮流的重要性,鼓励学生多创造些符合国际口味、符合时代需要的创新机械设计,如尝试设计仿生机械创新设计等。
结语:有人说“21世纪将是设计的世纪”,而21世纪队机械专业的学生来说,是充满了机会和挑战的,但是为了称为适应现代社会竞争的优秀人才,就必须具有机械创新思维和设计能力。作为教师,要在课堂上培养学生的创新意识,从实践中培养学生创新设计能力,在整个教学过程中激发学生热情,强化创新设计的意识。因此首先要有一支观念新颖并且专业知识丰富和思维活跃的教师队伍。要转变教学只注重传授知识的落后思想,“授之以渔”而非“鱼”,应以交给学生思考的方法为目标。当然,创新能力的培养不是靠一时半会的教改就能完成的,而是要依靠社会重视、教育界重视,在社会、高校、以及课程学习的方方面面,营造一种良好的学术氛围,以鼓励学生的个性发展为重点,增加激发学生思维的讲座、选修课,多举办创新设计比赛活动等。学生的机械创新设计能力高低要仰仗工程实践中的动手能力培养。我们应清楚目前全国机械教学实践基地和实验设备仍然不足,设备落后,希望国家能加大这方面的投入,给孩子们提供一个良性发展的空间和环境,使每个学生的创新能力得到培养和发展。
参考文献:
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[5]刘永利.机械设计基础.课程教学中加强素质教育与培养创新能力的改革与实践.中国科教创新导刊,2001:45
作者简介:
李雷(1988- )男,湖北随州人,本科,长江大学工程技术学院学生,研究方向:化工机械。
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