機械創新設計大賽與設計教學研究

時間:2022-11-07 03:21:45

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機械創新設計大賽與設計教學研究

[摘要]針對目前機械創新設計課程教學中所出現的種種問題,為了突破傳統教學模式,提高學生的學習積極性和投入程度,嘗試將機械創新大賽的競賽模式引入到日常教學中。實踐證明,學生的創新能力和意識都得到了極大的鍛煉和提升。

[關鍵詞]學科競賽;機械創新設計;創新能力;創新思維

1引言

“機械創新設計”是一門以培養學生創新意識、啟發創新思維、注重工程能力培養、提高學生的綜合素質、介紹機械創新設計方法與機電產品制作實踐的課程。在教學過程中,綜合運用和總結歸納先修課程的有關知識,結合新技術運用和新產品開發啟發學生的思維,為學生從事工程技術工作打下基礎。課程以“創新之根在于實踐和邊界再設計”的思想為主線,建立大工程的觀念,培養具有主動實踐、工藝實踐及創新能力的高素質綜合人才。“機械創新設計”是以“機械原理”“機械設計”等基礎課為先修課程,不僅對學生的基礎能力有較高要求,而且還需要學生具備創新意識和一定的工程設計經驗,在這種情況下,很多學生對本課程的學習產生了畏難情緒,學習積極性受到了一定程度的打擊。

2傳統的機械創新設計課程教學模式出現的問題及分析

在傳統教學模式下,機械創新設計課程中存在著教學方法、內容不能完全適應創新素質教育的要求,導致了教學課程很難發揮其應該具有的作用,對學生創新意識和創新能力的培養打了不小折扣,大部分學生的創新實踐能力并未得到有效的鍛煉,教學效果難以達到教學大綱的要求。究其原因如下:2.1理論教學與教學實踐脫節嚴重。在日常教學過程中,教師主要是以目前的指定教材展開教學的,而學生也只能從教學內容中學習相關知識。受教材的限制和影響,教師難以將目前主流技術的應用情況、最新的行業動態和發展趨勢進行講授。所以導致了學生往往對經典理論知識掌握得不錯,但一遇到實際工程問題卻不知道從哪里分析、解決問題,這也導致了學生的創新素質不高,創新能力不強。2.2設計題目陳舊、設計模式單一。教師對設計題目的旋轉,往往受限于教材,只能沿襲陳舊模式,選擇書本上那些沿用了多年的設計題目,遵循原有設計套路,而學生也只能按部就班的從公式計算、查表選擇參數等步驟做起,極大的限制了學生的創新能力的發揮2.3學生學習熱情不足,不夠主動積極。因為題目陳舊,與學生的日常生活相去甚遠,學生只能按照教師提供的計算公式,按約定俗成的計算步驟來完成作業,沒有足夠的熱情和動力進行問題的思考和分析,實質上在這種培養模式下,幾乎談不到創新能力的培養。

3與機械創新設計大賽互相融合的實施方式探索

全國大學生機械創新大賽是經教育部高教司批準,由教育部高等學校機械學科教學指導委員會主辦,面向廣大在校大學生開展的群眾性科技活動。從2004年成功舉辦第一屆大賽開始,每隔2年舉辦一屆,到2018年已經舉辦了8屆。從參與的學校和學生人數上看,每年呈現了相當程度的遞增趨勢,目前已得到越來越多的高校重視從而成為常態化比賽。楊叔子院士曾多次強調這項比賽的重要性,和對培養大學生創新能力的重要意義,鼓勵更多的大學生參加此項比賽,會極大的促進大學生自主創新設計的能力、團隊協作的能力、動手實際的工程應用能力、為培養更多優秀的工程人才創造了良好的條件。同時,參加比賽的學生,能夠進一步深化機械工程的基礎知識,為將來就業、創業夯實更為扎實的基礎,意義積極而深遠。我校對機械創新設計大賽非常重視,多次集中有經驗的教師,發動學生積極參加,筆者有幸參與了其中2次參賽準備工作,積累了一些經驗和個人心得,為促進創新教育發展,在此結合機械創新設計課程的具體問題,進行了一些積極探討,列舉如下:3.1對大賽的主題進行深度解析和討論,教學與競賽緊密融合。按照每年舉辦大賽的慣例,主辦方會召開專門的討論會,提前對參賽主題進行解析,避免參賽作品出現跑題現象。學校會選派有經驗的教師參會,深入領會大會精神,并做好詳實的記錄。會后,參會老師會召集指導老師和學生,在學部內部專門召開動員大會,深入講解參賽主題,盡量讓參賽師生做到心里有數,有的放矢。而在日常教學中,則可以將往屆參賽主題作為課程作業來布置,并按照真實競賽的目標和要求來操作。每屆比賽的主題會指定一個方向,在此方向上自由選擇具體參賽題目,自主擬定設計方案。這些主題往往與學生日常生活和學習聯系緊密,題材也是非常新穎,能極大激發學生的創造熱情,讓教學模式從“讓我做”變為“我要做”。另外,競賽主題屬于開發式命題,這大大拓展了設計題目的范圍,豐富了教學內容。3.2按照學生自身情況,進行分組參賽或分組教學。機械創新大賽要求參賽學生加工出實物,并在比賽現場進行功能演示。這就直接決定了比賽準備過程是非常艱辛的,工作量相當巨大,并不是一個人能夠獨立完成的,必須依靠團隊的力量。在這種情況下,不管是參賽學生,還是修課學生,都進行統一要求,以能充分發揮各自特長為原則,號召學生自行組隊,尋找能力能互補的組員,多人合作完成參賽題目。指導老師僅僅需要總體把握方向,并對學生各自的分工和任務量進行管理即可。在這種模式下,學生的積極性再一次得到激發,尤其是對學生組長的組織管理能力提出了很高要求,每個組員的個體優勢得以充分體現,大家各司其職,取長補短,互相合作,合理分工,在教師的統一指導下,才能設計出優秀的參賽作品。3.3搭建全方位的創新平臺,提供充足的條件保障。為保證各參賽小組順利完成比賽作品,不僅需要指定有經驗的教師承擔指導任務,還需要滿足工具、原材料、加工設備及場地配套的要求。學校向參賽學生提供開發性實驗室和工作室,并協調學部實訓中心提供便利的加工條件,一旦學生完成了圖紙設計,第一時間進行相應,在指定時間內完成零件的加工,從加工和制造方面充分保證了產品的實現。而且在加工過程中,要求學生參與,在實訓中心老師的指導下,自己動手完成基本零部件的加工,讓學生不僅熟練掌握產的加工制作流程,也為將來的學習夯實了良好的基礎,學生的實踐能力得到進一步鍛煉和提高。

4結語

機械創新設計課程是機械專業一門非常重要的實踐課程,為了突破傳統教學模式,提高學生的積極性和投入程度,筆者嘗試將機械創新大賽的競賽模式,引入到日常教學模式中。通過一段時間的實踐,顯著提升了學生的機械創新設計能力,為后續的教學改革進一步拓寬了思路。

【參考文獻】

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作者:連迅 單位:文華學院機械與電氣工程學部