创新创业教育背景下的机械设计课程教学改革

引导、推动部分地方本科高校向应用型转变，是深入推进高等教育综合改革的重要内容，是促进高校特色发展的重要举措。２０１５年１２月，北华大学的机械类专业集群被吉林省教育厅确定为转型发展试点专业（群）。教育部、国家发展改革委和财政部联合发布的《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》提出：转型发展要认真贯彻落实《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，将创新创业教育融入人才培养全过程，将专业教育和创新创业教育有机结合，以课程教学与实践教学为主要载体，使学生成长为具有创新思维和开创性能力的应用型人才。
１　教学改革的总体思路
机械设计是工科高等院校机械类和近机械类专业
本科生必修的一门设计性主干技术基础课，是一门实践性很强的课程，对培养学生的获取新知识和自学能力、问题分析与解决问题能力、使用现代工具能力、工程实践能力、创新能力和机械产品的应用开发能力具有明显的支撑作用。为适应机械类专业集群转型改革和创新创业教育的要求，培养应用型、创新实践型人才，根据机械设计课程的教学现状，笔者认为机械设计课程教学改革应遵循以下思路：
（１）贯彻学以致用的教学思想，密切联系工程实际，以“工程实践能力和创新能力培养”为主线开展教学。
（２）改变教学方法单一、手段落后的现状，采用以问题、案例、项目为载体，实施任务拉动式教学模式，使学生有兴趣、有研究、有实践地学习。
（３）按照“理论教学、实验教学、课程设计、第二课堂一盘棋”的思想，强化实践环节，注重引导学生自主学习和研究性探索，逐步、系统地增长工程实践能力和创新能力。
２　理论教学改革
机械设计是一门关于机械装置实体设计的课程，涉及零件材料与热处理方法的选择、受力及工作能力的分析计算和结构设计等内容，同时要考虑零件的工艺性、标准化、经济性、环境保护等要求。在课堂教学中，除采用讲授教学法、启发式教学法传授本课程的基本知识、基本方法和基本技能外，还应以使学生初步形成机械装置实体设计能力为出发点和落脚点组织教学内容，将理论知识结合具体工程对象思考和研究问题，增强知识的实践性和应用性，易被学生接受并应用、创新。可结合案例教学法、项目教学法、参观演示教学法、现场教学法、任务驱动教学法等，加强与生产实际和科技发展的结合，培养学生将理论知识应用于工程实际的能力，并积累相关的实践经验。
３　实验教学改革
实验是验证理论，培养学生创新意识、动手能力和工程素质的重要手段，是提高学生实验技能，为以后的创新创业实践打基础的训练方法，是以发挥学生主观能动性为主的现场实践。在机械设计实验教学中，除保留部分重要的传统实验项目外，应引进先进的实验平台，开设足够多的综合性、设计性和创新性实验项目。机械设计课程实验项目如表１所示。
 
表１　机械设计课程实验项目
在实验过程中，要变原有的教学实验为实验教学状态，融实验、教学于一体，在实验中理解、感知理论教学内容，在理论教学中获得实验依据。在综合性、设计性、创新性实验中设置一些可选做的开放型实验，为学生提供实验内容的选择空间。实行实验室开放制度，
为学生提供实验时间的选择空间。
４　课程设计教学改革
课程设计是增强学生创新意识、培养分析和解决实际问题能力、提高独立工作能力的重要途径。笔者建议将机械设计课程设计与机械原理课程设计“同题目贯通”，整合为机械基础综合课程设计。这样，可使机械产品的执行机构方案设计、运动尺度设计、运动与动力分析和传动系统方案设计、零件的结构设计等内容融合起来，保证设计过程的完整性、系统性和综合性，使之更加贴近工程实际，能够更加全面地锻炼学生的工程实践能力、创新能力和机械产品的应用开发能力。
课程设计题目可采取给定与自拟两种方式。设计题目要具有现实意义和理论价值，提倡结合工程实际真题真做。可将工程实际问题、科研项目、机械创新竞赛项目、各级大学生创新性实验计划项目和创新创业训练计划项目融入课程设计，与生产实际和科技发展紧密结合。
５　发挥第二课堂育人作用，加强学生工程实践能力和创新能力的培养
　　机械设计课程教学改革，不但要注重更新实验教学内容、课程设计面向工程，而且要将课程教学与课外科技创新实践活动结合起来，以弥补理论教学动手实践的不足，将课程教学内容延伸至课外创新设计实践，训练学生的设计构思和设计技能，进一步培养学生的工程实践能力、创新能力和科研能力。将典型的科研成果经过适当的提炼、加工转变为教学案例、实验项目、课程设计题目，作为优质资源服务于机械设计教学。
科研训练是培养学生独立研究能力的有效途径，在培养学生的创新意识、训练创新思维、提高创新能力的同时，能够有效帮助学生掌握科技前沿知识和行业背景知识。地方高校要为学生参与科研训练提供必要的条件，组织学生参与教师的科研项目，早进课题、早进实验室、早进团队，提倡和鼓励学生通过参与科研项目获取新知识，在学习中研究，在研究中学习，提高学术境界，通过科研训练增强对社会需求的适应能力。
机械创新设计大赛、“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、机器人大赛等机械创新竞赛都直接与机械设计课程相关。任课教师可将机械设计课程教学与相关的竞赛结合起来，把竞赛成绩作为课程考核成绩的一部分，积极鼓励、引导学生参加各级各类机械创新竞赛，激发学生的创新热情，提高学生的机械系统方案创新设计能力。
６　结语
创新创业教育背景下的机械设计课程教学改革，以理论教学为主渠道，以实验、课程设计和第二课堂为重要途径。综合性、设计性、创新性实验的设置和实验室开放为学生自主学习、发挥个人创造性提供了较大的空间，提高了学生对实验课的兴趣，加深了对课程内容的理解，强化了学生动手能力和综合实验能力的培养。课程设计内容、手段的创新，使机械设计与机械原理课程设计“同题目贯通”，题目类型多样化，设计内容更加全面。通过机械系统方案的创新构思与设计、机械系统多方案的评价与优选，使学生具有机械系统方案的调查研究、分析比较和创新设计能力。通过上机和各种现代机械设计方法的应用，使学生进一步提高各种现代设计方法和手段的应用能力。在第二课堂的科技活动中，通过选拔一部分优秀学生直接参与教师的科研课题、产学研基地项目、大学生创新性实验计划项目、大学生创新创业训练计划项目和学科竞赛等，在更高层面上培养学生的实际工程设计能力、创新能力和初步的科研能力。实践证明，准确的课程定位、科学合理的教学内容设计，辅以先进的教学方法和手段，使得课程教学不但能够服务于专业教育，而且能够服务于创新创业教育。