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    机械设计教学培养学生创造能力的方法

     论文栏目:机械设计论文     更新时间:2020/11/17 11:49:56   

    摘要:机械设计是机械专业的基础类课程,涉及诸多复杂烦琐的知识点,同时该课程与工程实际密切相关,对学生后续专业学习具有重要的过渡作用。主要围绕机械设计教学中学生创造能力培养方法展开研究,在分析学生创造能力培养的意义和培养现状的基础上,提出切实可行的培养方法。

    关键词:机械设计;教学方法;创造能力

    机械设计课程是机械专业重要的构成部分,对于学生专业素质、专业能力以及创造能力的发展具有重要推动作用。机械设计传统教学方法发展滞后,难以有效培养学生的创新能力、创造能力,所以本研究具有重要意义。

    一、机械设计教学现状与创造能力培养的意义

    (一)教学现状

    在我国工业产业发展过程中,机械设计与制造发挥着重要作用,所以培养机械专业学生的创造能力,对于推动我国机械工业发展意义深远。近年来,我国诸多院校逐步开设机械专业,虽然在思想上提高了认知,但实际教学过程中仍然存在诸多问题。机械设计作为机械专业的重要课程,许多高等院校在教学过程中并未树立清晰明确的教学目标,无法充分凸显专业特色,并且由于师资力量的严重匮乏,导致实践教学难以取得显著效果,学生创造能力培养始终止步不前。近年来,我国部分高等院校不断推进机械设计教学改革,引进了新的教材,然而在机械设计教学过程中培养学生的创造能力,最重要的是需要优质且有效的教学方法,才能真正促进学生创造能力的发展。但是许多高校机械设计课程开设时间相对较短,所以无论是课程体系还是教学方法均不够完善,特别是对学生创造能力培养具有关键性作用的实践教学,缺少完善的教学设施和实践教学方法,导致学生缺少参与实践的机会,整体的动手能力相对较差。同时,课程教学过程中注重理论知识讲解,并未结合机械工业当前的发展趋势,忽视了学生创造能力培养。此外,部分高校盲目引进其他高校的课程教学模式与方法,缺少清晰明确的机械设计教学目标,导致课程体系缺少特色。

    (二)培养意义

    在人类进入知识经济时代后,创新创造已经成为时代发展的重要推动力。特别是近年来,我国大部分企业逐渐拓展国际业务,呈现出国际化发展趋势,国际竞争市场十分激烈,但归根结底是人才的竞争。在此背景下,企业想要在激烈的市场竞争中获得长期的生存和发展,必须引进大量具有专业知识技能,具备较高综合素质和创造能力的综合性人才,所以培养高等院校学生的创造能力,已经成为适应企业人才需求的重要发展趋势。高等院校在进行人才培养的过程中,不能将学生的文凭和上岗证作为终极目标,导致学生在毕业后仅仅能够实现就业而非择业,这在很大程度上降低了高校毕业生的职业幸福感和归属感。必须立足于当前的时代背景转变人才培养以及教育教学理念,将学生创新能力和创造能力培养作为课程教学的核心。机械设计是高等院校机械专业的重点课程,创造能力对提高学生综合素质和能力具有建设性作用,所以高等院校在机械设计教学过程中,必须对学生创造能力培养予以高度重视,采取针对性的教学方法和手段,促使学生形成创造思维和创造能力,进而在激烈的市场竞争中始终保持自身独特的优势和价值,增强学生的就业竞争力,促进机械专业学生职业生涯发展[1]。

    二、机械设计教学中培养学生创造能力的方法

    (一)革新教学方法,培养创造意识

    1.互动式教学法机械设计教学中培养学生的创造能力,必须要转变传统课堂教学现状,以教师为主体,学生被动接受知识的教学模式,难以为学生创造能力培养奠定坚实基础。所以为了进一步强化学生创造能力培养效果,提高整体教学效率与质量,可以采取互动式教学法。互动式教学方法是课堂中通过师生互动,强化学生的知识吸收与理解。教师可在课前为学生布置预习和自学任务,让学生对具体章节教学内容有系统化了解,课堂教学中可以鼓励学生讲述自己对知识的理解[2]。这种教学模式打破了传统师生地位不平等的局面,教师可以真正融入学生的学习和探讨中,真正实现机械设计课堂教与学协同发展。许多知识内容由学生讲述,通常能够深化学生们的记忆,如果学生讲述的知识点有一定偏差,教师不应立即否定,这样很大程度上打击了学生的学习和创造自信心,而应通过引导其他学生提出不同见解的方式帮助学生纠正错误。互动式教学法在机械设计教学中的应用,有利于营造师生和谐交流的课堂氛围,促进学生独立思考,在知识点的分析以及实际应用过程中,有效培养学生的创造性思维和意识,实现动态课堂。2.启发式教学法机械设计教学中应用启发式教学,可以有效激发学生的主观创造性思维,以问题为教学载体,通过教师的启发和引导,促进学生积极自主思考。例如,在讲解“运动副”的知识点过程中,如果在课堂开始教师直观地将运动副概念告知学生,学生通常来不及展开问题思考,而是跟随教师的知识点讲解节奏进行笔记记录,学生的思维处于停滞状态。运用启发式教学法则能够转变这一教学现象,教师可以借助问题询问学生:“大家都知道若干个构件组成的机械,那么究竟是如何组成的呢?”这样的问题能够引导学生直接展开思考。在学生进行自主思考的过程中,教师可以将提前准备好的机构模型展现给学生,为学生的自主思考提供支撑力[3]。学生通过仔细的观察和思考,能够发现各个构件均是相对独立的,并不是通过硬性焊接将其连接在一起,是直接接触又能相对运动,这时学生已经阐明了运动副的概念。运用启发式教学法重点在于教师的引导和点拨,启发需要立足于学生的认知能力基础,进而促进学生积极展开主观思考,对于培养学生创造性思维和创造能力具有重要作用。3.案例式教学法机械设计课程具有较强的实践性,所以在教学中应用案例式教学法十分关键,案例教学法应用的核心,则是将机械设计相关的知识和问题作为教学案例,带领学生共同展开案例的分析和探讨,提出相关的解决方案,这个过程是引导和启发学生的过程,同时能够培养学生的问题分析和解决能力。教师应该精心挑选教学案例,在课堂教学环节中穿插运用,也可以在知识点学习结束后,选取知识点相关的经典案例展开讨论,案例教学法的应用能够帮助学生巩固知识和深化理解,并进一步明确知识点在实际中的应用,有利于促进学生创造意识和思维的形成。教师还可以在机械设计的原理课程教学后,为学生布置实际案例作业,学生根据所学知识进行机械系统的设计,学生通过实际操作能够提高知识的应用能力以及主观能动性[4]。4.探究式教学法学生在知识学习过程中通常会存在一些疑问和困惑,出现困惑问题的时候,其实学生内心已经开始询问为什么,这证明该问题对学生具有一定的吸引力,使其产生了探究问题背后结果的好奇心和欲望,这种心态对于培养学生创造思维和能力具有重要推动作用。所以教师在进行机械设计教学过程中,可以根据教学内容适当提出问题,进而达到抛砖引玉的教学效果。例如,在学生讲解“链传动”的知识点时,教师可以询问学生:为什么自行车均运用链传动呢?链传动与其他类型传动有怎样的区别呢?自行车在骑行过程中,为什么偶尔会出现掉链的情况呢?自行车是学生日常生活中接触较为广泛的交通工具,并且大部分学生均已掌握骑自行车这项技能,这几个问题对学生而言具有较强的吸引力,使其想要展开积极的探索研究,这就是探究式教学法的积极作用。运用该教学法的过程中教师的角色定位十分重要,不仅要引导学生进行发问,使学生对问题探究有较高的积极性,强化学生的自主学习和思考能力。同时,教师需要在问题探究的关键部分为学生提供引导,使其逐渐形成开拓性思维,善于从不同维度探究答案。

    (二)注重实践教学,培养动手能力

    实践教学是机械设计课程最重要的构成部分,学生能够将自己所学知识以及产生的构想在实践中应用和体现,所以实践课程成为培养学生动手能力以及创造能力的重要途径。根据机械设计课程的特点,实践教学包含的内容相对较为广泛,教师在开展实践教学的过程中,应注意与课堂教学内容相结合,这样才能真正实现理论知识与实践操作无缝衔接,切实提高学生理论应用实践的能力。机械设计课程实践教学内容主要包括机械分析、机械设计、机械测绘,是一门实践性极强的课程,学生需要在掌握知识后能够完成机械设备的相关设计以及拆装工作。教师作为机械设计课堂教学实践的主导者,必须注重通过实践课程培养学生创造能力,鼓励学生展开创造性活动。实践教学的根本目标则是引导学生将所学理论知识应用于实践,进而促进学生的综合能力发展。培养学生的创造能力,离不开创造性的实践活动,所以学校方面必须加强机械设计实验室建设,为学生展开创造活动提供良好的硬件基础,并且为学生提供多样化的实验项目,促使学生在实践教学中创造能力得到有效的锻炼[5]。

    (三)优化考核评价,培养创造思维

    1.设置考核制度在不断完善机械设计课程考核评价体系的过程中,必须要转变传统的考核理念,考试成绩并不是判定学生好坏的唯一标准,应将更多的侧重点放在学生知识的应用能力以及创新创造能力上。所以,机械设计教学过程中应该设置相应的考试制度体系,针对学识和教学进度相同的课程,必须通过统一的考试,考试所用的试卷,应由教务部门人员进行统一设计,所有任课教师均不能监考自己教学的班级。严格执行考场规范和制度,在学生考试完毕后将试卷进行统一封存,批阅试卷采取同一时间地点,所有教师共同批改的方式,流水线的批改方式能够保证阅卷的公平公正,同时能够真正体现出实际教学效果以及学生知识掌握情况,这样在很大程度上避免了人情分的存在。最后将考试成绩进行统一整理,由教务部门主管亲自上报。规范化的考试制度能够在一定程度上避免学生投机取巧,对机械设计考试具备更高的重视度,真正了解学生的学习情况,为机械设计课程后续的教学改革提供有效的反馈信息。2.创新考核方法由于实际工程中的机械设计流程较为烦琐,所以课程教学过程中,涉及的教学内容较为广泛,许多学生付出大量的时间和精力用于知识学习,但在实际的机械设计过程中,没有呈现出优质的设计结果,这充分证明机械设计需要学生灵活运用知识,并具备较强的创造能力,仅仅掌握理论知识远远不够。所以并不需要死记硬背知识点,这些在设计过程中均可以实时查询,所以机械设计课程可以采取半开卷考试的方式,学生可以在考试时带入自己总结的相关知识点。通过这种考试方式的改革创新,能够促使学生在知识的学习和复习过程中,将更多的侧重点放在提高自身设计能力以及创造能力上,这样对于提高学生解决实际工程问题的能力具有重要作用。同时,这种考核方式能够改变学生僵硬化思维,使其不断学习新的设计理念和设计方法。由于半开卷考试,学生可以带入自己总结的知识点,这能够在很大程度上提高学生的总结归纳能力,使其探究知识的应用规律和重要性,对学生的终身学习和发展具有重要的推动作用。在考试方式改革的同时,应将传统的考试内容进行合理优化,大量削减需要学生死记硬背的客观理论题,增添能够提高学生创新能力、创造能力和应用能力的设计类题型。

    (四)构建培养体系,促进创造能力发展

    学生创造实践活动的开展需要创造意识、思维方法的指导,如果学生缺乏创造性思维,那么创造活动的开展显然会带有一定的盲目性。所以机械设计教学过程中,为了促进学生创造能力的可持续发展,必须构建理论结合实践的创造能力培养体系。立足于机械设计课程教学的相关内容,制定有利于学生创造设计的理论课程教学规划,并将学生的创造意识和思维融入创造实践教学活动中,作为学生机械设计创造活动的引导,使学生逐步形成创造思维能力。由于机械设计课程具有很强的实践性,所以专业教师应鼓励学生积极参与机械创造的相关竞赛,在比赛中强化自身的创造能力。同时,为了积极促进学生开展创新创造活动,帮助学生树立较强的自信心,高校方面可以在实验室设立创造成果展览中心,该中心不仅可以用于创造成果展览,同时还应为学生提供机械设计相关的设备和材料,让学生有机会自主开展创造活动。高校应注重经费投入,为大学生机械设计的课外创造活动提供优质的环境。

    结束语

    高校必须重视机械设计课程的教学改革,明确当前教学过程中存在的问题与不足,在此基础上构建有利于培养学生创造能力的教学环境。具体可以通过革新教学方法、培养创造意识,注重实践教学、培养动手能力,优化考核评价、培养创造思维,以及构建培养体系,促进创造能力发展等方法,培养更多适应时代发展的创造性人才。

    参考文献:

    [1]梅怡,梁贵萍,林芸,李疆,蒙秉嵩,黄昊旻,钟丽琼,张琢.CDIO教学模式在“液压与气压传动”课程教学改革中的实践[J].贵阳学院学报:自然科学版,2014,9(4):71—77.

    [2]蔡晓君,刘湘晨,窦艳涛,张建军,郭炜.机械基础实践教学新体系的改革与实践[J].实验室研究与探索,2015,34(1):210—214.

    [3]徐春明,周艳,孙瑛,蒋国璋,熊禾根,李公法.基于“卓越计划”的《机械设计基础》实验教学改革探索[J].教育教学论坛,2019(5):269—272.

    [4]苏泽盛,陶颖.大学生创新实践能力培养在机械类基础实验中的探索[J].北华航天工业学院学报,2019,29(1):54—55.

    [5]马登秋,叶振环,熊飞峤,吴有林,安玉.基于工作室的机械设计系列课程创新教学模式探讨[J].遵义师范学院学报,2019,21(5):133—137.

    作者:王影 周敬勇 单位:合肥职业技术学院汇心湖校区

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