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【摘要】本文簡述了機械創新設計的內涵及特點，提出創新教學模式及設施步驟。對提高學生的學習積極性，加強團隊協作精神，培養學生的動手能力、創新能力、綜合設計能力是一種切實有效的教學模式。

【關鍵詞】創新設計；教學模式；教學改革

1.引言

創新是一個民族進步的靈魂，更是一個國家興旺發達的動力，一所大學缺乏創新能力，遲早會被淘汰。高校的實踐課不僅只是對基礎知識的驗證和綜合訓練，更應成為大學生創新能力培養的平臺。為了培養創新型、應用型人才，實現教學活動與時俱進，《機械設計》教學模式改革勢在必行。

2.機械創新設計

機械創新設計指設計者利用已有的相關科技成果，進行創新構思，評價，發揮其創造力，設計出具有實用性，新穎性的機械產品的一種實踐活動。它是以機械設計為基礎，吸取設計方法學、思維科學等相關科學的有益成分，進行交叉融合而成的一種新型設計技術和方法。機械創新設計的特點：（1）基于知識和經驗的積累，運用發散思維與創造性相結合的方法進行思考、推理、判斷；（2）是多門科學技術的交叉、滲透、融合；（3）是經驗、想象力與靈感的交匯、碰撞；（4）機械創新設計是一個反復進行的過程。經過反復、多級篩選方可獲得較優方案。各個階段之間緊密相關，形成一個部分與整體統一的密不可分的系統設計[1]。

3.機械設計教學現狀

《機械設計》是機械工程類專業的一門專業基礎課[2]，是理論課到實踐課的過渡、基礎課向專業課的過渡，在培養創新型機械工程人才中起著關鍵性的作用。《機械設計》有兩個實踐教學環節機械設計課程設計和機械設計實驗。實踐教學的關鍵問題是引導學生學會科學思維，提高其綜合分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新設計能力和團隊協作精神。因此實踐教學與理論教學相輔相成，是理論教學的重要組成部分。本校《機械設計》教學存在著以下弊端：（1）實踐課與理論課脫節。理論基礎學習完畢之后才進行相應的實驗驗證。課程設計則是在理論課全部結束后才進行，結果是時間短、任務重，學生只忙于完成工作量，無暇顧及創新思考和現代化設計手段的應用；（2）實驗內容不合理。實驗只是對所學知識的驗證，沒有與創新能力的培養進入同步；(3)實踐教學方法單一，缺乏靈活性，學生只是被動應付[3]。

4.機械設計創新教學模式  

新的教學模式是將《機械設計》所有實踐環節和理論授課融合。（1）課程設計與理論課并行進行。學生帶著實際問題去學習，由原來學習空洞、枯燥、零碎的機械設計理論，變成完成實際的、可操作性、系統的設計任務；（2）基礎實驗隨理論課完成。每部分的基礎知識講完，隨即進行實驗驗證，加深學生對基礎知識的理解；（3）創新實驗穿插其中。利用第二課堂來完成創新實驗。學生利用自做或購置零部件自行設計傳動方案，并進行分析、評價方案的可行性，比較方案的優缺點。既給學生提供最佳的發揮空間，又解決了理論與實踐脫節問題；既鞏固了基礎知識，又能使學生的創新能力、動手能力、應用現代技術的能力得到最大程度的發揮。課堂講授與實驗操作相結合，學生自主學習與老師重點指導相結合，培養了學生的創新設計能力和團隊合作精神。創新教學模式的具體實施步驟：第一步，感性認識課。第一堂課先帶學生到實驗室參觀實物，并利用VR播放相關零、部件的裝配過程及運轉情況，讓學生對課程相關的知識先有個感性認識，引起興趣，誘發思考；第二步，布置任務。課程設計任務：總設計準則講完之后就布置課程設計任務，學生對任務進行具體分析，了解任務所涉及的內容、所需知識點和難點、查閱資料，提出具體的方案。老師的講授與學生的學習都是圍繞著設計任務進行，培養了學生的自學能力、獨立分析問題和解決問題的能力。將枯燥的知識轉變為生動的技術實現，有利于學生對所學內容的理解和掌握[3]；第三步，分步實施。在學習各章內容的同時完成零、部件設計計算和結構設計，同時利用三維軟件進行實體造型；第四步，完成學習和設計任務。最后虛擬裝配、運行，形成報告，期末完成任務。第五步，總結評判。同學先介紹自己的設計，然后相互交流、互評，最后老師給出合理的評判，同時給出建議。創新實驗適時進行：機械傳動部分講解完后即布置方案設計任務，軸承學習完畢布置軸系結構設計，最后完成方案創新及軸系結構的合理設計。

5.教學效果對比

試題中基本知識相對減少，綜合性、設計性的題目增加20%，普通班與實驗班的基礎相同，兩個班的成績如下：普通班平均成績74.8分；實驗班平均成績82.5分，試驗班的成績普遍提高，90分以上的增加25%，不及格率為0。結論創新教學模式從人才培養的整體需要出發，使得相關內容融合、貫通和滲透，形成科學的相互聯系的教學新體系。激發學生的學習興趣，充分調動學生的學習積極性與主動性，激勵學生進行創新思維，給學生提供更加廣闊的選擇、發揮空間，盡可能挖掘每個學生的潛力，使每位同學都能得到最佳的鍛煉，收到良好的教學效果。

參考文獻:

[1]王東林等.機械創新設計教育[J].北京林業大學學報,2005.9,157~158.

[2]邱宣懷,郭可謙,吳宗澤等.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]馬慶水.突出創新強化管理全面推進實驗教學示范中心建設[J].實驗研究與探索,2006.1,2~4.

作者:陳海真 單位:山東理工大學機械工程學院