時間：2022-10-29 12:36:46
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械創新設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
德國人發明的這一種變元法，是目前世界上最為科學易懂的變元方法，它能夠衍生出許多不同的方法，具有很大的可塑性。這種方法的內涵主要有兩部分：它變化內容多樣，包括材料、數量、位置、尺寸、形狀、連接、工藝七個方面；另一部分是上述七個方面的具體運用，運用的前提條件是機械基本結構，這些元素在其基本結構的基礎上進行一定的變化，這樣就有不同的形式，新的機械結構設計方案就創造出來了，這樣就達到了優化設計機械結構的目的。接下來筆者將會重點介紹七種創新方案在機械結構設計的具體運用，其最終目的還是滿足整個機械產品的生產的要求，這也是目前機械工作者普遍使用的方案。
1.1材料變元
現實生活中很多種材料都可以用來設計機械結構，不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結構類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結構模式。比如說：在進行鋼材料的結構設計過程中，零件的截面面積越大，材料結構強度就越大、越硬；在鐵材料的結構設計中，為了使結構變強變硬，人們通常使用加強筋和隔板的方法；在塑料材料的結構設計中，塑料件的筋板和壁厚應該無差而別且對稱均勻。
1.2數量變元
在產品的結構當中主要包括以下幾個方面，即零件以及輪廓面、線和加工、工作面共同構成了產品本身，如果想要將機械的結構目的進行改變，那么就可以通過調節上述結構元素而實現。就好比在鑄件的過程中，是希望越簡單便捷越好的。能夠節省一些不必要的零件配置，又能在安裝的時候方便人們的使用，這在無形中就提高了工作效率，比如安裝一個螺絲釘的時候，如果按照螺釘和墊圈以及彈簧墊圈才能結合在一起的模式去安裝，那么就需要最少三個步驟，但是如果把它們設計為一體的話，就可以大量地節省安裝的時間，提高了效率。
1.3位置變元
在實際操作過程中，產品結構的元素之間的位置是可以進行調換的，這樣可以無形中使結構本身的設計更加完善。比如，零件的焊縫位置應該對應中性軸或者至少需要靠近中性軸，這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產品的變形。除此之外，零件的擺放問題也十分重要，如果雜亂無章則會大大阻礙操作速度。
1.4尺寸變元
零件的尺寸必須符合使用的標準才行，必須在各項標準合格之后才可以進行操作，比如：在冷沖壓彎這一工藝中，就需要零件按照既定的需求進行彎曲，如果零件在加工的過程中，實現了標準的彎度，那么就算是一個成品，不需要再度進行加工。如果不符合產品的需求那么還需要進一步的加工整形來達到產品的要求。
1.5形狀變元
機械整體的結構目的可以通過調整零件的形狀或者改變其規格的大小而實現。比如在彈簧的生產過程中需要考慮多個問題，首先是彈簧的大小及其相對的螺絲墊圈的規格，能否讓彈簧和使用的螺旋面以及被需要壓緊的零件相吻合，就需要設計出不同規則的產品，無論零件的形狀面如何都需要相匹配的彈簧來配合才行，如果零件之間的距離過大，或者不能夠將壓力有效融合，那么零件在安裝過后就不算是合格，如果這一類零件銷售在市場中，很可能造成一系列事故，那么為了防止拉簧因為這些問題而失去使用效率，就勢必要將彈簧的設計空間放大，并且實現它的自身獨特性，即使它在單獨使用的過程中也可以實現跟其他零件的配合。
1.6分析連接變元
一是聯接方法，主要的模式有焊接、膠結以及螺紋聯接等方式。二是聯接的方式，根據結構類型的不同而不同，因此為了豐富聯接方式以及尋找到最為契合的聯接方式，各個聯接的結構以及聯接的方式都可以進行相對應的合理調整。比如：針對一些需要拆卸的零件，如果在聯接的方式上不能選擇好，那么就會在聯接和拆卸方面造成一定的困難，此類的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所購買的一些產品，像是隨聲聽的后蓋，就可以任意拆卸下來安裝電池來維持繼續使用，這樣的結構也方便用戶使用，從未為其提供便捷的操作模式。
1.7分析工藝變元
零件在產生之前，往往會有其自己的設計圖紙，而設計圖紙上面的結構內容直接決定了產品屬于何種工藝級別的零件，因為每一個設備的零件都不是完全相同的，所以零件的設計以及成本也千差萬別，如果設計工藝在產品出產之前沒有得到完善，那么勢必會影響到零件自身的質量，一旦零件沒有合乎要求，那么產品的整體結構就會受到一定的影響。因此在零件鑄造之前對于零件圖紙的研究必須給予深度的重視，現在的加工技藝正呈現著不斷創新和完善的趨勢，但是問題也就隨之而來，這些加工工藝雖然具有創新性，但是還不夠成熟，并非達到了理想中的需求，因此還需要進一步的對此加大研究的力度。
2機械結構創新的嘗試及優化測評
2.1機械結構設計的創新嘗試
防腐劑在石油以及一些石化設備中具有十分重要的作用，下文以其為例，闡述變元法在其中重要的作用。石油和石化設備必須進行防腐蝕性的設計，這樣一來，在設計的最初就應該考慮到防腐蝕性的大小和影響因素，從而采取必要的保護和防治措施，主要有以下幾個方面。首先，在總體的設計上面，對停車間給予了嚴格的要求，不能堆放雜亂，不能潮濕，不能含有其他不利于防腐的物質存在。其次，設備的使用年限與設備本身一些極為細小的間隙區有著十分重大的聯系，這些縫隙極有可能在人眼看不到的地方發生腐蝕問題，或者這些縫隙人是無法憑借手工去進行操作控制的，就像是一些產品的焊接點，這些產品貌似看起來已經不存在腐蝕的可能，但是難免會有看不到的縫隙存在，應該進行必要的封存和填補，或者干脆將縫隙擴大，這樣便于對其進行維修補救和防護。再次，溫度較高以及質量較高的濃度階梯，局部勢差問題往往在這種情況和產品中產生，一旦發生了腐蝕則不可控制。此外，每一種金屬都有著自己獨特的屬性，產品在構建的過程中不一定是一種金屬構建而成，多半是幾種金屬共同組合而成，但是不同的金屬勢必會產生接觸面的腐蝕，應該對此進行絕緣處理。最后，面積越小腐蝕的點也就越小，因此要針對產品的不同設計縮小表面積從而減少腐蝕。
2.2對機械結構變元創新設計的優化評測
機械結構在完成變元創新實踐之后。要根據目前的性能以及使用效果進行一個綜合的測評，首先要進行模糊測評，運用理論研究和一些理想化的模型設計一種測評模式，但是這種測評模式并不是實際操作中的模型，而是通過一定的數學模型，根據先進的設計理念和規劃，對其進行變化創新設計的檢測。在測試的過程中測試者憑借自己多年的使用經驗和研究理念進行對其綜合評價的過程，并根據現有的先進思維對其進行構建，在測試的過程中還需要考慮到社會實際問題，產品在經過變元之后，使用方面是否安全，便捷，可維修性是否達到了指標，并且要將邏輯推理的思維運用到其中，選擇出使用其整體變元的方案，最后針對已經選擇好了的方案，進行進一步地修改和完善，從而作用于產品的機械結構構建當中，服務于產品的整體功能。
3結束語
作者簡介：徐躍增，男，副教授，研究方向為機電一體化技術教學。
基金項目：本文系浙江省教育廳科研資助項目“基于高職機械創新設計教學資源庫構建與應用研究”（編號：Y201225929）的科研成果。
機械創新設計能力，是機械工程類專業核心能力的重要組成部分。機械設計創新是人類物質文明進步的源泉。中央關于構建社會主義和諧社會若干重大問題的決定指出：“注重增強學生的實踐能力、創造能力和就業能力、創業能力”，為高等職業教育改革與發展指明了方向。探究機械創新設計能力培養方案與網絡教學資源庫建設有著十分重要的現實意義。
一、機械創新人才培養的重要性
創新是一個國家的靈魂，目前國家大量需要的是高素質綜合性人才，尤其是具備較強創新能力的人才。衡量機電產品的好壞，創新點是重要的指標。機械類專業學生的創新能力往往體現在機構功能與結構實現的創新點上。國力的競爭越來越明顯地表現在科技創新能力和創新人才的競爭。
當前，大學生的科技創新活動和各類大賽很多。受到了各院校的普遍重視。正如周濟同志所指出，機械很重要，沒有機械就無所謂工業；創新很重要，沒有創新就沒有發展；設計很重要，設計決定著產品的成本、功能和使用壽命。如何提高機械創新設計能力的相關研究越來越多。
國外對創新人才的理解比國內更加寬泛，大都是在強調人的個性全面發展的同時突出創新意識、創新能力的培養。應該注意的是，世界主要發達國家對人才的創新意識、創新精神、創新思維、創新能力的重視已有很長的歷史，近年來更顯突出。國內從20世紀80年代中期開始倡導培養創新型人才以來，有關創新型人才培養的學術研究不勝枚舉。但是，對于什么是創新型人才，大家的觀點并不一致；對于如何培養應用型的生產一線創新人才尚需進一步探索。
二、網絡教學資源建設的必要性
基于高職生機械創新設計能力的培養，重于能在生產一線崗位上解決實際應用問題。機械創新設計核心能力的培養涉及范圍較大，課程內容主要包括：《機械設計基礎》、《機械創新設計》、《機械工程制圖》、《計算機繪圖》、《機械制造基礎》、《工程力學》、《機械制造工藝及夾具》等多門學科，具有很強的理論性、設計性和實踐性，而且具有信息量大、發展速度快、應用廣泛等特點。大量的知識內容都滲透著工程實際應用背景，更需要超前的創新設計理念。目前雖然采用了多媒體教學方式，與傳統的粉筆加黑板教學方式相比，教學效果有所改善，然而高職生缺乏機械創新設計的感性認識，難以理解和消化吸收信息量龐大的課堂灌輸內容，尤其是大量的課外時間開展自學難度較大。高職的學生學習主動性不夠，渴望有比較直觀應用的學習資源。
隨著計算機科學技術的迅猛發展，現代教育技術以多種形式展示媒體化、智能化和全球網絡化的發展特性，為培養機械創新設計人才的教育環境提供了基礎，有效地促進了教育教學手段的變革。網絡教學資源庫的建設，有助于拓寬學生獲得知識的途徑，開闊了教學視野。為課堂教學創造了圖文并茂、虛擬仿真、知識與趣味交融的學習環境，促進了學生的感性認識形成，激發學生的主動學習積極性，提高了機械創新設計的興趣；為課后消化課堂知識、自主機械創新設計學習，課外競賽輔導，學科發展動態，技術標準查詢，師生互動交流、學習效果自我測評，緊密校企合作，提供了廣闊的實踐和創新的自由空間。有助于學生根據自己所需獲取相應資源，大大節省了個人查詢資料的時間，學習效率明顯提高，加快了機械思維能力和創新設計能力的形成。
三、網絡課程教學資源的構建
教學資源，是指構成教學活動各要素及實施教學的必要而相對比較直接的條件。教師、學生、教材是基本的教學資源，還有一些教學資源，如圖書館、實驗室等，這些屬環境資源，還有教學設備、設施資源、媒體資源等。至于課程教學資源，其內涵極為豐富，教材只是課程資源其中的一個內容。還應該包括，在課程設計、編制、實施和評價等整個課程發展過程中可利用的一切人力、物力及自然資源的總和。
網絡教學資源是指經過數字化處理，可以在網絡環境下運行的，可以實現遠程異地共享的教學和學習材料。其涵蓋的內容十分廣泛，有多媒體課件庫、教學素材庫、網絡課程、數字化圖書館、教師教學設計思想、專業相關課程資源庫等多個方面。
以學生為主體，以建構主義為理論基礎，以現代教育理念為指導思想，以機械創新設計為主線，結合專業人才培養方案的培養目標要求和特點，借助基于Web的網絡教學平臺、多媒體制作工具和網絡編程工具，構建更能適用于高職的機械創新設計課程教學資源體系框架，見圖1。
課程資源庫可以單獨建立網站，也可以涵蓋在某專業資源庫中，應根據現有網絡資源而定。本課程資源庫擬在機電一體化技術專業網絡資源庫下構建。其中，師資隊伍欄目：主要展示主講教師的風采和課程教學團隊建設狀況。教學研究欄目：主要課程標準、教學改善、教學論文、發明專利等教學研究進展。課程建設欄目：主要內容有課程定位、課程建設目標、教材建設開發、工學結合、典型機構的仿真動畫演示。
網絡資源欄目是學生學習的核心內容。主要包括：課程教學整體設計、單元設計、教學課件、電子教案、課程設計指導、競賽指導、推薦輔導材料等直接學習素材，也是課程優質資源的重要組成部分，見圖2。
課程資源庫的使用效果通過課程評價欄目（自我評價、校外專家評價、學生評價）、成果展示欄目（教師成果和學生成果）來檢驗，學生的課程學習考核是通過師生教學互動和反映學習過程的考核來實現。網絡資源庫可以通過教師作業、學生作業提交、教師作業批改、學生網上學習、網絡資源庫根據不同學生的學習情況，自動形成課程考核成績。豐富的試題庫也可以通過網絡進行計算機考試，實現無紙化考試。
四、網絡課程教學資源建設的內涵
為了建構有利于培養創新人才的教育環境，使學生便捷快速有效地學習和查詢各自需要的資源，在素材的選擇和內容的組織時，既要滿足專業人才培養方案，又要符合高職生的學習習慣，精選課程相關核心內容的系統框架，并且將機械創新設計課程教學資源構成的重點放在優質資源的提煉上。
人才培養方案是實現人才培養目標的綱領，是蘊藏在教學資源建設中的“靈魂”，必須研讀精確。課程教學整體設計和單元設計的目的是要準確敘述本課程的能力目標，然后確定相應的知識、能力和素質目標等。這也是完成課程教學目標的保障。學生可在學習課程之前從網絡資源中獲取課程相關的重要信息。
課件的制作，則要緊緊圍繞課程整體和單元設計進行規劃，內容豐富、案例翔實、語言簡潔易懂是最基本的要求。課件的設計應從可教性、易用性和藝術性等方面入手，利用多種媒體要素，動靜有機結合，集視頻、圖文、音像為一體，設計出符合學生心理的、閱讀流暢的高質量課件。對機械創新設計課程的典型機構和不易理解的機械原理，應盡量通過仿真、動畫的形式展現在資源庫中。有助于學生理解和掌握機構演化的方法，激發學生進行機構創新設計的興趣。
針對課外科技活動和機械設計等相關大賽，建立創新設計實踐庫、優秀作品展示庫和創新設計知識拓展等知識模塊。吸收歷屆機械創新設計大賽、“挑戰杯”科技作品大賽、計算機輔助設計競賽等項目成果。開辟學生社團活動專欄，宣傳學生自己設計、制作和比賽過程的相關錄像。促使學生課程學習鉆研主動性的提高，激發學生的創新思維、參加機械創新設計大賽的積極性和取得成就的自信心。創新設計知識拓展模塊主要包括：機構創新設計、傳動部件和軸系零件設計等素材，針對教學單元設計的創新討論試題庫，歷屆競賽信息，新標準與機械學科前沿發展和最新科研成果。
五、課程資源庫的建構與應用特點
1.依托專業資源庫和相關精品課程，避免優質網絡資源重復建設，突出機械創新設計主題。為課程設計指導、機械設計大賽及相關證書的考核鑒定提供相關素材資源和專題輔導。
2.加強實踐教學環節的資源建設，開辟校企合作、工學結合專欄，快速鏈接校內外實訓實習基地，共享企業相關資源。
3.相關專業、相近課程共享。與本科院校相比，高職專業設置及課程設置更為具體，更接近于職業崗位的需求。
4.在課程資源庫建設的經費來源上，不同的高職院校差異甚大。因此，如何在少投入的基礎上構建滿足課程教學目標的資源庫是一個現實的問題。本課程網絡資源庫是在最少資金投入的情況下構建的。
5.課程資源庫建設的目的是為了學生應用，特別是課后學習。因此，整個課程資源的框架構建是以學生為中心，而不是為了參加評審。
如圖1所示。
1.1構建以綜合性、設計性、應用性為主的創新實踐平臺
1.1.1實踐平臺資源的整合按照資源整合與共享、優勢與特色相結合的思路，堅持平臺建設與特色學科建設、科研平臺與實驗室建設、人才隊伍建設相結合，突出學科交叉與融合的原則，將現有的學科平臺、科研平臺、實驗室平臺進行科學整合、優化組合，從而搭建起農業機械化及其自動化本科教育公共創新實踐平臺，實現內部實驗室和大型儀器設備開放共享，改善本科生實驗教學與科研創新條件，豐富本科生創新能力培養的載體。
1.1.2平臺實踐條件的建設創新實踐平臺主要依托農業機械化及其自動化專業實驗室，設備條件相對落后，要充分發揮創新實踐平臺的作用，必須對平臺的條件進行改善。平臺在完成本科實驗、實踐環節的基礎上，主要起到培育學生課外創新實踐能力的作用。因此，需多渠道進行平臺實踐條件的建設。首先，利用農業機械化及其自動化國家特色專業建設項目經費購買必要的大型設備。其次，通過專業教師的科研項目，共享部分設備。最后，創新實踐平臺的實施過程是豐富和補充實踐條件的最好途徑，平臺進行的各項項目，其研究成果均可補充相關實驗室的實驗設備，這對本科教育實踐環節的作用更加具有現實性和可操作性。
1.1.3實踐平臺教學內容的改革創新實踐平臺建設突出綜合與創新的特色。針對“卓越工程師”的培養目標，該平臺建設充分重視工程教育的實踐性，同時體現學科的高度綜合、相互滲透以及交叉融合。在實踐教學平臺為教學服務的過程中，根據不同的教學內容采用不同的教學形式與教學方法。按照學科特點，平臺將實踐項目分成不同的類型：科研項目型、實訓任務型、探索問題型、工程訓練型、生產體驗型、典型案例型和綜合型等。在內容上，重點構建以設計性、應用性、綜合性為主的實踐教學體系。通過平臺的正常運行，我們在項目執行中制作了20個實驗平臺及10余套專業實驗室專有機具。
1.2創新實踐平臺運行與管理模式的建立與實施
1.2.1實現雙向開放的運行模式運行模式是創新實踐平臺得以正常運轉并充分發揮其效能的基礎，為此，我們建立了一套完整而有效的運行模式。農業機械化及其自動化創新采用“雙向開放運行”的模式，從實踐的時間、空間、工具、內容等幾方面實現真正意義上的雙向開放。平臺建設目標是培養學生的工程實踐能力，因此，只要選修過工程制圖、機械原理、機械設計、機械制造基礎等專業基礎課程的學生都可進入平臺學習。平臺建設雖然主要針對農業機械化及其自動化專業，但是鼓勵相近專業及對本專業有興趣的其他專業的學生進行相關的創新實踐活動。學生可以根據自己的愛好和特長有選擇性地開展研究，尤其鼓勵以研究團隊的形式進行實驗，同時重點實行以老帶新的合作模式。平臺不定期邀請行業專家以專題講座、技術交流的形式與教師及學生進行深入交流。
1.2.2建立以學生為主的管理模式創新實踐平臺的管理采取學生自我管理的方式，為此，我們建立了一套行之有效的管理規章制度規范創新實踐平臺的日常事務。教師主動參與創新實踐，通過報告、座談、指導等多種方式與學生交流信息，傳授知識和技能。同時，鼓勵學生自發創辦創新協會，定期舉辦研討會、創新活動成果展等活動。在實驗環節中，以學生為主體，教師為主導，倡導自主學習。通過立項和研究小組的方式開展創新實踐活動，項目申請、資料檢索、材料購買、產品調試等全部由學生獨立完成，培養學生自主學習能力和獨立工作能力。在“互動”的文化氛圍熏陶下，基地形成了求真務實的創新精神，吸引勤學好思的學生參與實踐活動。
1.3以創新實踐平臺為依托，實施研究性學習和創新性實踐項目培養計劃
1.3.1規范化實踐教學體系(1)進一步優化實驗教學體系，推進實驗教學內容改革與創新，同時注重改革實驗教學方法和手段以及傳統的實驗教學考核模式，強化實驗課程的教學質量檢查評估，積極推進工程訓練中心和省級實驗教學示范中心的建設。(2)重新制定課程設計教學質量標準和工作規范，課程設計題目必須與工程實際相結合，內容必須體現學生運用所學理論知識解決實際問題的能力的訓練，指導教師實行跟蹤式指導，啟發和引導學生掌握分析問題和解決問題的方法。(3)重新制定畢業設計(論文)教學質量標準和工作規范，通過開題、中期檢查、二次答辯、內外審等措施，強化畢業設計(論文)的過程管理。為提高選題質量，實行畢業設計(論文)題目的申報與審查制度，題目要緊密結合生產實際，內容要體現對學生專業知識的綜合訓練、創新能力與實踐能力的培養。
1.3.2實施大學生研究性學習和創新性實驗項目培養計劃以創新實踐平臺為依托，結合學校SRTP項目、專業課教師科研項目，多渠道申請專項經費，設立大學生研究性學習和創新性實驗項目。項目申請者為已修過本專業或相近專業基礎課和主導專業課的全日制本科生，以團隊形式申報，鼓勵學科交叉、年級交叉。立項范圍包括科技創作、科學試驗、工程應用、創新設計、模擬仿真等，大力支持學生參加國家、省級各類競賽的前期研究項目，同時兼顧其他具有創新思維和研究價值的各種實踐項目。該培養計劃與本科生導師制相結合，立項的每個項目都在導師的指導下進行，最大限度地發揮學生的創新思維和自主研究能力。無論是制作類元件或材料選型、方案設計、加工制造、樣機裝配，還是實驗類的實驗方案制定、數據采集與分析處理、實驗報告撰寫，導師僅給予宏觀指導與建議，其他工作完全由項目組獨立完成。
1.4以大學生科技創新競賽為重點，構建3個層面的課外創新實踐教育體系
依托農業機械化及其自動化創新實踐平臺，我們積極推進農業機械化及其自動化專業本科教育課外創新實踐環節的改革。大學生課外科技創新競賽活動是創新實踐平臺建設與實施的重要組成部分，主要分為3個層面：(1)在主要專業基礎課、專業課中開展科技競賽活動。在提高學生創新能力的同時，有效促進了課程教學內容、教學方法的改革。(2)根據學科專業特點和培養目標，開展具有學科專業特色的科技創新競賽活動。建立學校、學院、農機系三級聯合承辦的大學生創新活動機制，確定具有代表性的科技競賽項目，每年組織一次競賽活動。如開展“CAD創新設計大賽”，積極組織“小型農機具操作及修理大賽”等，鼓勵學院相近專業的學生參加。(3)積極鼓勵教師和學生參加各級各類高層次的科技創新競賽，充分調動廣大教師和學生的積極性。圍繞三維創新設計大賽、機械創新設計等省級以上大賽，建立創新實踐平臺重點支持、培養與獎勵的長效機制。針對3個層面的科技創新競賽活動，建立完善的組織、管理制度，促進創新實踐平臺的良性發展。
1.5實施本科生專業導師制，加強“雙師型”教師能力培養
(1)實施本科生專業導師制針對農業機械化及其自動化專業的培養目標，我院有層次、有計劃地在全日制本科生中逐年推行專業導師制。根據學生的個體差異，因材施教，充分發揮導師在學生能力培養中的重要作用。導師制與學分制的并行，可以較好地發揮學生的主觀能動性，極大地挖掘學生的創新潛能。導師可以根據學生在不同階段的學習狀況，隨時調整培養計劃與學習進度。專業教師在前兩年主要指導學生完成基礎階段的選課，督促其努力完成學分。對于具備創新潛質和學有余力的學生，可以引導他們參與導師的科研或創新實踐平臺的“研究性學習和創新性實驗項目培養計劃”，同時指導學生參與各級各類科技創新競賽。最后，導師作為學生畢業設計指導教師，根據學生的學習狀況指導其完成與以上項目相關的畢業設計或畢業論文工作。(2)加強“雙師型”教師能力培養創新實踐平臺建設與實施效果取決于教師的專業水平與敬業精神，實現“卓越工程師”培養目標，教師的專業綜合能力與工程實踐能力尤為重要。實踐平臺的儀器與設備是實現學生實踐與創新能力培養的硬件保障，優良的師資則是軟件保證。因此，要更好地發揮創新實踐平臺的作用，須完善教師培養培訓與考核機制，努力加強青年教師“雙師型”能力的培養，我院規定，新教師必須經歷一年的工程實踐。同時，建立青年教師進實驗室制度、教學基本業務考核制度、教師工程實踐能力培訓制度、教師專業綜合能力競賽制度等一系列保障制度和措施，建立教師工程實踐能力培訓與考核的長效機制。
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關鍵詞：示范中心：實踐教學：教育創新：規范管理
本文結合北京理工大學工程訓練中心實驗教學示范中心的創建，就工程訓練實踐教學體系和管理體系的創新與建設問題進行探索，以期深化工程實踐教學改革。
一、堅持學科引領的工程實踐教學理念和改革思路
在高等工程教育過程中，工程訓練中心作為對學生進行全面系統的工程技術教育和工藝技術訓練的實踐教學基地，使學生獲取機械制造工程技術的知識，了解工程概念，提高工程素質，培養創新意識和創新能力，正在發揮越來越重要的作用。長期的教學改革實踐表明，工程實踐教育是提高學生全面素質的重要環節。
北京理工大學要建設“國內一流、國際知名”的高水平研究型大學，必須有一流的公共實踐教學基礎平臺。我校工程訓練中心始建于1999年世界銀行貸款“高等教育發展項目”，并分別得到了學校“985工程”實驗教學基地建設、“十五”“211工程”公共服務體系建設等項目的支持。按照我校本科培養目標和教育教學改革的思路，在工程訓練中心的建設中，貫徹以學科建設引領的工程實踐教學理念和改革思路，促進實踐基地與學科建設、專業建設的融合，利用機械大學科的拉動，超前設計，統一規劃，集中管理，資源共享，對構建現代制造技術的實踐教學基地有著重要意義。
我校工程訓練中心建設以機械工程一級學科(機械制造及自動化、機械設計及理論、機械電子工程和車輛工程及工業工程五個二級學科)為龍頭，依托四大課群(工程材料與機械制造基礎課群、機械設計基礎課群、機械工程及自動化專業課群以及工業工程專業課群)，按照三大模塊(工程技能基礎訓練模塊、機電產品創新設計制作模塊和先進制造技術訓練模塊)，本著“邊建設、邊運行、邊發揮效益”的原則，瞄準高水平，高起點和領先目標，進行了規模化、系統化規劃建設，實現公共基礎、技術基礎、專業基礎以及專業實踐“一條線”的工程訓練，完成傳統“金工實習”向現代工程訓練全面轉變。
為了適應現代化工業技術綜合性，多學科交叉的特點，工程訓練課程的內容和訓練方式都發生了根本的變化，在教學中必須對訓練的內容進行精選、重組和優化，充分體現機與電結合、金屬與非金屬結合、技術與非技術因素結合，貫穿計算機技術應用，以適應科學技術高速發展的要求：在方法上按照層次從簡單到復雜、從傳統加工技術到先進制造技術、從按部就班訓練到創新設計及制造。適當保留傳統工藝方法的基本訓練，讓學生很好地了解和掌握材料成型、機械加工的基本工藝知識，同時增加現代加工技術和對經濟、質量、市場意識的訓練。使學生更加全面地了解和熟悉現代加工技術及其發展趨勢，更深刻地感受到新工藝、新技術的產生和發展，需要多學科知識的交叉和融合，逐步建立起大機械、大制造、大工程的意識和概念。將素質教育和大工程的思想始終貫穿在工程訓練的教學中，及時掌握現代工業的特征和內容。這種在工程實踐教學中，堅持傳授知識、培養能力、提高素質協調發展，注重對學生探索精神、科學思維、實踐能力、創新能力的培養改革思路，從根本上改變實驗教學依附于理論教學的傳統觀念，充分認識并落實實驗教學在學校人才培養和教學工作中的地位，形成理論教學與實驗教學統籌協調的理念和氛圍，成為我校工程訓練中心的風格，體現我校的辦學特色。
二、構建“工程訓練四年不斷線”的實踐教學新體系
以工程訓練為載體，全面提高學生的工程素質，是當前教學改革的核心任務之一。根據學生的學習認知過程，建立分階段、多層次、模塊化、開放型、綜合性工程訓練教學新模式，分階段完成和實施工程訓練，實現工程訓練四年不斷線。把訓練內容融入為四個層面，即：《工程訓練Ⅰ》――針對學生進行對制造系統和制造過程的認知性工程訓練，培養學生的感性知識，為學生奠定工程知識背景： 《工程訓練Ⅱ》――針對學生進行工程技能基礎訓練，使學生學習工藝知識，提高工程實踐能力，培養工程素質和創新意識和能力； 《工程訓練Ⅲ》――針對學生進行工程綜合思維能力與創新能力訓練，結合先進技術和專業教學，提供不依附于課程的現代工程實踐活動，增加學生的動手能力和創新思維能力：《工程訓練Ⅳ》――提供綜合工程平臺，讓學生進行專題研究訓練，全面提高學生的工程素質。
上述四個部分訓練以大工程為背景，以工程教育教學改革為動力，以提高學生工程實踐能力、綜合工程素質和創新意識和能力為主線，按照由淺入深，由低到高的認知規律，構建人才培養新模式和科學合理的課程體系。課程的設計堅持思想解放和觀念更新，樹立“大工程教育”理念，緊緊抓住素質教育的核心――創新精神和實踐能力的培養。通過多年的實踐，形成“縱向貫穿”、“橫向交融”的課程新體系。所謂縱向貫穿，即從機械工程基礎技能培養方面入手，逐步進入到該領域先進技術：所謂橫向交融，即體現人才培養中，各科知識的融合與貫通，以及學科專業的交叉和滲透，使被培養者成為復合型、創新型人才。
這樣的工程訓練教學體系有利于根據不同專業、不同層次學生的需求，有利于采取靈活的教學方式安排工程實踐訓練教學內容，有利于培養學生實踐能力、創新意識和工程綜合素質，有利于提高實踐訓練水平。
三、拓展工程訓練內涵，搭建多學科工程訓練實訓平臺，提升實訓水平
學科建設是高水平大學建設的一個重要方面，充分利用學科和學科建設技術優勢，拓展工程訓練內涵，搭建多學科工程訓練實訓平臺，是建設高水平工程訓練基地的有效途徑，不僅使所建項目有較高的技術起點，使本科學生在工程訓練中就得到高水平的裝備操作、最前沿的科學技術知識。縮短學生與現代技術的距離，提升實訓水平。
從人才培養體系整體出發，建立以能力培養為主線，分層次、多模塊、相互銜接的實驗教學體系，與理論教學既有機結合又相對獨立。實驗教學內容與科研、工程、社會應用實踐密切聯系，形成良性互動，實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合。引入、集成信息技術等現代技術，改造傳統的實驗教學內容和實驗技術方法，加強綜合性、設計性、創新性實驗。建立新型的適應學生能力培養、鼓勵探索的多元實驗考核方法和實驗教學模式，推進學生自主學習、合作學習、研究性學習。
在工程技能基礎訓練模塊的課程改革中，主要結合工程材料及機械制造基礎課群的知識體系改革，在構建現代工業培訓的基礎綜合硬件平臺(機械制造基礎工藝訓練平臺、材料成形工藝和新技術基礎訓練平臺)上，
重點加強“新技術、新工藝、新設備”的應用，利用先進的教學手段，系統地提供工程素質、能力培養和作風養成方面的基本訓練。同時，逐步實現傳統的金工實習向全面工程訓練的轉變。并對“機械制造基礎”、“熱加工工藝基礎”、“機械加工工藝基礎”等課程進行了改革。
在機電產品創新設計制作模塊的課程改革中，主要結合機械設計基礎課群的知識體系改革，將原分散的課程整合，形成以“機械工程概論”、“幾何精度設計”、“工程制圖”、“機械原理”、“機械設計”為主線的機械設計基礎課群，建立由機械創新基礎訓練、機械創新設計、機械性能測試和創新產品制作組成的產品創新設計制作實驗平臺，從認知、創新設計、性能測試到產品制作，完成完整的創新設計與制作的工程能力培養過程。
在先進制造技術訓練模塊的課程改革中，主要結合機械工程及自動化專業課群、工業工程專業課群的知識體系改革，在專業課程內容的調整、合并以及理順各知識間關系基礎上，打破原有課程分散實驗的限制，開設“生產準備與控制”、“系統分析與仿真”、“物流工程”等跨課程、綜合性(電、機械和信息處理)的實驗內容，建成較為完整的先進制造技術實踐知識的演示、訓練和應用的教學基地。
在教學方法上，采取教師講解和技工指導相結合，基本操作與現代工程能力訓練相結合，參觀研究與動手實訓相結合，實物教學與CAI課件虛擬實驗相結合。在新增較多先進數控設備的基礎上，更新學生工程訓練內容。特別在數控技術實訓中，充分利用計算機網絡技術，建設工程訓練遠程設計微機室和多媒體教室，引入最新CAD／CAM軟件，改變了過去單純手工編程的歷史，使學生不但了解和初步掌握了先進的產品設計和繪圖工具，而且將機件設計、計算機繪圖、修改編程、加工制造等環節連接起來，使學生對產品的生產的全過程有一個直觀的認識。應用遠程設計、網絡制造的設計理念以及計算機網絡技術、現代多媒體教學手段，初步實現遠程設計、網絡制造的現代機械制造理念，完成金工實習向工程訓練的全面轉變。
四、開展科技創新活動，提高學生工程綜合素質
高校是我國培養現代化建設所需高等人才的重要基地，在實踐教學過程中，開展創新設計與制作活動，培養學生的創新意識和能力是示范中心的重要任務。必須把“創新”教育思想滲透、貫穿到工程訓練的全過程，并逐步得以提高。
我校以工程實訓中心的軟硬件條件為平臺，積極組織和開展大學生創新實踐活動。一方面，在正常的實踐教學計劃內，專設創新活動周，組織學生按照給定的命題，如“非輪式仿生爬行機器人”、“機械式彈跳裝置”等，以小組為單位，進行創新項目設計與制作。在實踐中不斷激發學生創新的潛能。另一方面，結合各種形式的創新大賽，開展大學生科技創新活動，部分學生的成果參加了相關的創新設計競賽等。
學生通過開展科技創新活動，獨立自主地學習，不僅可以將所學知識靈活應用于實際，學到更多的知識，而且還能培養學生的各種能力，提高學生的綜合工程素質。
五、先進的運行機制和規范管理是工程訓練中心可持續發展的可靠保證
依據學校學科的特點，整合實驗教學資源，建設面向多學科、多專業的實驗教學中心。我校工程訓練中心是校級實驗室。學校對中心實行統一領導、分級管理的體制(投資與建設以學校管理為主，教學與日常管理以學院為主)。校實驗室與設備處、教務處對中心每年的常規實驗費、設備費以及工程訓練等專項經費實行單列，以確保工程訓練教學經費落實到位。學院由一名副院長兼任中心主任，直接分管中心的工作。中心實行主任負責制，對本中心的人、財、物進行綜合管理。
中心內部實現教學資源統籌安排、設備及所有資源共享。中心建立網絡化的實驗教學和實驗室管理信息平臺，利用局域網絡系統，結合數控技術和計算機科學技術，營造了一個使學生進行“遠程設計、網絡制造”理念的工程訓練氛圍。并形成“公共基礎教育一學科基礎教育一專業教育一專業學科”一條線的知識結構。同時，建立有利于激勵學生學習和提高學生能力的有效管理機制，創造學生自主實驗、個性化學習的實驗環境，建立實驗教學的科學評價機制，完善實驗教學質量保證體系，引導教師積極改革創新。
工程訓練實踐教學過程，不僅通過加強基本技能和工程能力訓練來提高工程素質，而工程環境及非技術因素對人才的影響也是十分重要的。我們以“科學、創新、藝術”為主題，打造中心環境，建立并營造具有人性化、智能化的人文環境、學習環境、實踐環境以及可管、可控、可預防、可應急的安全管理環境。在建設中全面更新實驗臺、工具柜，建立工具站，設置實訓區、實驗室標識牌，劃出安全通道等，使學生進入實訓區，就能強烈感受到濃郁的學習氛圍，清潔明亮的環境，加上排列有序的機床，展現了現代企業廠房的風貌，一掃過去實習環境臟、亂、差的狀態。這些都無不給學生們一種新的感受，也得到各高校同仁的充分肯定和贊賞。
學校重視實驗教學隊伍建設，制定相應的政策，采取有效的措施，鼓勵高水平教師投入實驗教學工作。建設實驗教學與理論教學隊伍互通，教學、科研、技術兼容，核心骨干相對穩定，結構合理的實驗教學團隊。形成一支由學術帶頭人或高水平教授負責，熱愛實驗教學，教育理念先進，學術水平高，教學科研能力強，實踐經驗豐富，熟悉實驗技術，勇于創新的實驗教學隊伍。
[關鍵詞]精品本科 機械 畢業設計
一、概述
打造精品本科教育，努力培養卓越創新人才是時代的呼喚，也是致力于服務國家和地方經濟文化建設的地方高校責任所在。而畢業設計是本科教育中實現培養目標的重要實踐教學環節，對于以工程實踐為背景的機械類本科生而言，畢業設計也是培養其綜合運用專業知識，科學研究和解決工程實際問題或學術問題的一次較為全面的綜合訓練和總結測評，是將本科數年所學知識融合提煉并加以升華的過程。畢業設計的實際效果是衡量高等院校教學質量的重要評價標準，在高等工科教育體系中具有舉足輕重的地位。本項目的建立和實施將打破畢業設計傳統的教學模式與體系，建立畢業設計的長線教學機制，將CDIO（“Conceive”（構思）、“Design”（設計）、“Implement”（實施）、“Operate”（運行））理念融入畢業設計的教學過程，把培養學生掌握扎實的工程基礎理論和專業知識與工程實際案例緊密結合，通過貫穿于整個人才培養過程的團隊設計和創新實踐訓練，培養專業基礎扎實的應用型人才。
二、國內本科畢業設計現狀分析
根據國內大多數高等院校工科專業的培養計劃，畢業設計工作一般安排在本科第八學期執行，實際持續時間往往在3～5個月不等。畢業設計選題一般由教師確定，學生根據自己的興趣選擇指導教師和設計題目。這樣的畢業設計教學過程存在諸多問題，嚴重影響了畢業設計的質量，主要包括如下幾方面：
1.教學培養計劃在畢業設計環節分配的時間不夠充足。
根據高等院校工科專業的本科培養計劃，畢業設計選題在第七學期末進行，并在第八學期執行。通常學生必須在第八學期開始的一至四周或一至六周時間內進行文獻資料的收集和查閱，完成文獻綜述，并閱讀和翻譯與課題相關的英文科技文獻，在對課題研究內容形成一定認識的基礎上撰寫開題報告。之后利用約七至八周的時間進行課題方案的設計，并進行具體的課題研究工作。最后利用四周時間進行畢業論文的撰寫和論文答辯。整個畢業設計環節約持續十六周時間。這樣的時間對于機械類這種實踐性非常強的學科專業，學生缺乏足夠的時間進行課題的實驗設計、實踐工作以及課題的深入研究，難以完成高質量的畢業設計或科研論文。
2.學科基礎課程和學科專業課程與畢業設計教學環節缺乏連貫性。
目前，對于專業知識體系的構建通常在本科培養計劃中的第六、第七兩個學期的課程教學中進行。其中，第六學期主要進行學科基礎課程的教學，第七學期主要進行學科專業課程的教學。在專業課程的設置和教學內容的設計上，各課程相對獨立、缺乏連貫性。無論是在安排理論教學內容還是在安排實踐教學內容時，任課教師往往更多地局限于關注本門專業課程自身，缺乏對該課程的先修專業課程、后續專業課程或相關聯專業課程教學內容的綜合考慮，忽略了培養學生綜合運用專業知識的能力，進而也無法在畢業設計中使學生將學到的各種專業知識進行綜合應用，制約了學生綜合應用專業知識解決實際問題的能力的訓練和提高。
3.學生在畢業設計過程中缺乏興趣和主動性。
目前大多畢業設計課題由教師指定，學生被動地進行選題與設計，缺乏興趣和學習主動性，有的學生在畢業答辯時甚至連研究的課題背景都說不清楚，這樣的畢業設計何談質量保證？
4.實踐教學環節對學生動手能力、分析能力及創新意識的培養不足。
機械類本科專業培養計劃中涉及專業素養培養的實踐環節主要是專業實驗和畢業設計。受本科培養計劃總學分的限制，專業實驗教學設置在專業培養體系中所占比例較低。而實驗教學設置以專業基礎性實驗為主，這些實驗大多為演示性實驗或驗證性實驗，在學生掌握了這一部分實驗能力之后，留給學生鍛煉實際動手能力、激發創新意識的空間并不多。而過多的演示性和驗證性實驗，并不能使學生分析實驗數據的基本技能得到培養和鍛煉。這樣在畢業設計環節，一些學生在課題研究中面臨具體問題時往往感覺無從下手或不知如何進行分析研究，也就更談不上在課題研究中進行創新了。
5.缺乏培養學生從事科研工作所具備的基本能力和素質的教學及實踐環節。
工科類專業的大學學歷教育的目的之一是培養具有一定科學研究能力和素質的研究型或應用型專門人才。這就要求培養學生具備從事科研工作的基本能力和素質，包括查閱國內外科技文獻、撰寫科研論文、團隊協作精神、嚴謹治學等各方面。但在目前多數工科專業的本科培養計劃中，缺乏或并不重視對這方面能力和素質進行培養的教學和實踐環節。學生在畢業設計過程中表現出缺乏查閱國內外相關科技文獻的研究習慣、不能規范地撰寫學術論文、語言組織能力較差、抄襲他人研究論文、團隊協作精神缺失、不能承受多次實驗失敗的挫折等一系列問題。
在當前世界各國工科院校進行的畢業設計改革中，加強基礎，整合課程內容，注重工程實踐和設計教育，已經成為普遍趨勢。美國MIT 提出了“回歸工程”和“工程教育必須更密切地回到工程實踐的根本上來”中的培養原則；德國的工科院校一向特別注重培養學生的工程實踐能力，重視學生理論聯系實際能力和工程設計能力的培養；日本的工科專業學生從一進校即開始選擇導師，四年級一年均以畢業設計課題研究為主。此外，英國、加拿大、丹麥等其他發達國家也在綜合工程素質培養方面推進改革進程。
在世界進入知識經濟的時代，國際競爭盡越來越明顯地表現為科技和人才的競爭，特別是科技創新能力和創新人才的競爭。機械類本科畢業設計教學將更加注重質量和人才綜合素質的培養、創新能力的培養、綜合應用知識能力的培養、以及獨立獲取知識等能力的培養，為學生終身學習和繼續發展奠定基礎。為適應素質教育和創新教育的要求，對傳統的常規實踐性環節進行相應的、必要的改革研究和探索，已勢在必行。
三、精品本科目標下的機械畢業設計改革思路與實施方案
“精良厚德的師資隊伍、精確卓越的培養方案、精彩豐富的課程體系、精密完善的教學設施、精細嚴謹的教學管理、精致實用的人才產品”是“精品本科”的六個核心要素，抓住了這六個要素，也就抓住了教育的本質；實現了這六個“精”，我們打造精品本科教育、培養卓越創新人才的目標就一定會實現。有鑒于此，必須對現有機械類本科畢業設計進行大刀闊斧的改革。按照精品本科的培養核心思想，機械類本科畢業設計要以提高學生綜合工程素質為總線，以強化工程意識，培養工程實踐能力為目的，改變以往由指導教師指定選題的單一模式，讓教師、單位和學生都參與到畢業設計選題中，構筑多層次的畢業設計平臺，結合相關學科必要的技術基礎知識的改革與創新，加強學生研究能力的啟迪，充分體現畢業設計的工程性與創新性。
為此，本文針對機械類本科畢業設計提出以下改革思路與實施方案：
1.研究機械畢業設計教學理念，采用新模式建立畢業設計體系。
機械類本科畢業設計應以提高綜合工程素質為目標，強化綜合應用專業知識的能力。為此，改革機械類本科畢業設計的教學體系至關重要，結合精品本科教育的核心思想，必須建立一套完善的機械類畢業設計長效教學機制，明確畢業設計的目的和重要性，切實保證畢業設計的質量。主要的改革思路是分階段實施畢業設計，讓學生有充足的時間為畢業設計做準備，結合興趣與專業選題，變被動為主動，提高畢業設計的積極性。
1）第一階段：畢業設計研究方向歸類
將近三年的畢業設計課題導入畢業設計課題庫模塊，讓學生在第四學期就能了解近年來本專業畢業設計的研究領域，結合自身的專業興趣，初步制定畢業設計的研究方向，從而在第五、六學期能合理安排和調整自身的選課內容，為畢業設計做知識的儲備和積累。
2）第二階段：選題階段。
第六學期末進入選題階段，采用雙向選題制度，學生可以根據自己的實際情況申報符合專業要求的畢業設計課題，也可以選擇老師申報的畢業設計課題，學生由被動選擇變為主動選擇，以激發學生的主觀能動性和自主學習的熱情。
3）第三階段：實施基于工程案例的模塊教學，提高綜合運用專業知識的能力。
第七學期，學生根據自己的選題方向，選擇相應的知識模塊進行培訓，從而較快的掌握畢業設計課題的研究和設計方法，明確畢業設計的工作流程；閱讀國內外科研論文若干篇，了解課題所屬領域的最新研究前沿，明確畢業設計的任務和創新方向；以培養和提高學生文字組織表達能力、撰寫科研論文能力及查閱國內外科技文獻的能力。
4）第四階段：設計實施環節。
第八學期按照學校畢業設計相關規范和要求，結合課題具體內容，全面完成畢業設計各項任務。
2.營造多層次的畢業設計平臺，突出工程素質的培養。
1） 以理論研究為主題的畢業設計
針對研究能力突出的學生為主體，利用現有的設計理論與方法，激發學生的研究熱情，培養學生理論分析研究能力。
2） 以創新設計為主題的畢業設計
針對創新能力較強的學生為主體，利用創新設計的理論與方法，以培養學生創新能力為目標，以創新性為主要的評價標準衡量畢業設計的質量。
3）以工程應用為主題的畢業設計
針對動手能力較強的學生為主體，以教師的橫向課題為主要的選題標準，鍛煉學生實際從事科研項目的能力。
4）以校企聯合，面向工程實際為主題的畢業設計
以到企業實習的學生為主體，采用企業給定的項目作為畢業設計選題，學生在企業完成畢業設計，采用聯合答辯的方式評價學生的畢業設計質量。
3.學科發展帶動畢業設計平臺建設，進而促進應用型教師隊伍建設。
1） 我校機械工程學科已經獲得一級博士學位授予權，在博士點建設的過程中，機械設計及理論二級學科在平臺建設、教師隊伍建設等方面均取得進展，目前正在建設“機械工業數控機床優化技術重點實驗室”。在現有的平臺支持下，進一步建設機械類畢業設計平臺建設，使學生的應用型畢業設計項目得以實施。
2） 畢業設計課程體系的建設，將有助于提高畢業設計指導教師的實踐教學能力。
以培養綜合工程能力為指導思想，增設基于機械類不同方向的工程案例模塊教學先修課、建立畢業設計長效教學機制、分階段實施畢業設計計劃，構建應用型本科畢業設計環節的新模式，將顯著提高學生分析解決問題的綜合能力；以多層次的畢業設計平臺構建為切入點，強化學生的學習興趣，升華學生的創新精神，訓練學生的實際動手能力，為學生構筑深厚的工程技術根基，發揮其它課程不可替代的綜合工程素質的教育作用；以學院學科發展為推動力，構建畢業設計平臺，促進應用型教師隊伍建設。
四、總結
以上，對以精品本科教育為目標的機械類本科畢業設計提出了一些思路和實踐方法。當然，精品本科教學質量的提高，需要將理論教學與工程實踐有機的結合起來，通過高等院校不斷地探索和實踐，針對各自的培養模式和方向，選擇適合自己的方法和方式去實踐和推進，不斷地改革教育體制，以提高教育教學水平。
[參考文獻]
[1]王新華主編《機械設計基礎》化學工業出版社2011年1月
[2]中華人民共和國教育部《卓越工程師教育培養計劃》2010年6月
[3]吳國杰，吳煒亮，趙宏霞.本科畢業論文教學改革探討，廣東工業大學學報（社會科學版），2008，（8）：177-179.
[4]馬清珍，張寶魁.本科生創新能力培養的探索與實踐，理工高教研究，2008，27（2）：83-85.
[5]羅怡，基于本科畢業設計的工科類專業教學改革探討，中國電力教育，2013，（263）4：152-154.
[6]鄧小玲，賈碧，蔡葦林鳳，李正.美國高等工程教育的歷史沿革與發展趨勢，理工高教研究，2007，26（5）：37-39。
1課程教學的現狀及存在的主要問題
機械設計基礎課程是機械類專業學生的一門重要的技術基礎課，目前該系列課程的設置主要由以下幾大模塊組成：
(1)公差與配合
研究機械設計中是怎樣正確合理的確定各種零部件的幾何精度及相互間的配合關系，研究測量工具和儀器的測量原理及正確使用方法，掌握一定的測量技術。
(2)理論力學
研究質點、剛體的靜力學、運動學及動力學。靜力學研究物體在力作用下處于平衡的規律;運動學研究物體運動的幾何性質;動力學研究物體在力作用下的運動規律。
(3)材料力學
研究桿件材料在各種外力作用下產生的應變、應力、強度、剛度以及導致各種材料變形與破壞的規律;為受力構件提供強度，剛度和穩定性計算的理論基礎條件;解決結構設計安全可靠與經濟合理的矛盾。
(4)機械原理
研究機械中機構的結構組成、運動、以及機器結構的受力和設計。
(5)機械設計
研究通用機械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸、方法的選擇與設計。
這些課程設置的目的是為了使學生具有機械設計的初步能力和為專業課程的學習起到鋪墊的作用。但是這些課程理論性強、概念抽象，涉及的基礎理論和知識面廣、系統性強、學時多，如果在教學過程中過分強調知識的系統性和理論的完整性，這種教學模式不能適應高職高專教育對應用型人才培養目標的要求。如果按照課程設置的方式，以教為中心，以知識的傳授為主要目的，可能會出現如下情況：忽視了學生創新意識、創造能力和創造個性的培養，往往學生理論考試成績較高，但實際設計和應用能力不強，這與企業需求脫節;課堂教學與實踐教學環節脫節;重視學習者知識的接受與理解，不重視知識建構和發現的方法;沒有充分發揮先進的實驗技術和網絡在支持個別化學習、發現學習、合作學習以及教學管理方面的巨大優勢。
2課程教學模式探索
2.1學生學習興趣的激發
興趣是學生對學習活動或學習對象的一種積極認識或意識傾向，當一個學生對某門學科發生興趣時，他總是愉快地學習，積極主動獲取知識。但在課堂上學生的注意力的集中時間是有限的，長時間集中注意力會引起他們思維疲勞，甚至厭煩。
針對本課程可從以下來展開學習興趣的激發：
在學生剛剛接觸該課程的時候，首先讓學生明白這門課程設立的目的;對后面其他的專業課程的學習有什么作用;對今后工作中可以用來解決那些技術上的問題。這樣以來學生就會意識到這門專業基礎課程的重要性，從而在學生心目中樹立起該課程在專業知識體系中的重要地位。通過動態的多媒體電子課件，利用現代教育媒體的表現力，給學生一種具有新意的刺激，使學生從原來抑制狀態轉化為興奮狀態，從而提高學生學習的積極性;將書本知識還原于生活實踐，能夠激發學生參與探索的欲望，通過觀察生活中的各種常見機械、機電設備中的動作、工作原理，讓學生找到其存在和應用了那些平面機構，進一步增強學生的學習興趣;通過實例來提出問題，讓學生思考，討論，最后教師進行歸納總結。例如，在講解間歇運動機構時，向學生提問：為什么大家在看電影的時候，總感覺畫面有停頓感?學生開始各種各樣的思考和討論，多數同學的意見是不完全正確的，這時老師再給予正確的引導式歸納總結：為了適應人們的視覺暫留現象，要求影片作間歇運動，所以放映機采用四槽槽輪機構，當傳動軸帶動圓銷每旋轉一周，槽輪相應地轉過90，因此能使影片的畫面作短暫的停留，這樣以來使學生聽了以后興趣盎然。采用這些方法不僅能提高了學生的學習興趣和學習積極性，而且還拓展了學生的思路。
2.2創新能力的培養
創新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力，而高等學校是培養創新人才的基地和搖籃，因此，在學習專業課程的過程中應不時地培養學生的創新能力。就機械設計基礎而言，以培養學生綜合設計能力為最終目標，以學生能應用所學知識來解決工程中的實際問題為目的，以必須、夠用為度，以講清概念、強化應用為重點的原則來確定本課程的主要內容和體系結構;通過引入現代設計理論和設計方法，以基本知識、原理部分作為基礎，發展平臺，注重設計與制造有機結合、機電液有機結合、理論與實踐有機結合，大膽創新。
在教學及實踐教學過程中，不斷地培養學生的創新意識。通過變傳統的、被動的、低效的實物模型來實現機構及裝置設計為先進的、主動的、高效的可視化CAD三維參數化建模來實現裝置乃至產品的創新設計;帶動學生一起分析如何實現機構及零部件的優化設計，從一些實際的問題入手，來考慮那些部件的結構可以實現優化設計，創新設計，分析新的設計會帶來機械裝置實現其功能方面具有哪些好處;改變傳統的考核模式促進學生創新能力的培養，在學生做課程設計時，讓學生利用所學基本原理對日常生活中的機器、裝置的原理進行分析，通過文獻查閱，加以改進，或者提出自己的想法，并把自己的構思用論文或專利的形式加以表達，發揮學生的自主性和創新能力;在實驗課的講授方式上，著重培養學生的工程實踐能力，讓學生知道某種結構為什么是這樣，動力是否可以通過其他的傳動方式實現。這樣既有助于學生認識事物的本質規律，又使學生的實際能力得到鍛煉;通過開展創新設計實踐活動來提高學生的創新能力，例如，在講授撓性傳動時，給學生提出問題，大家都知道自行車采用了鏈傳動的方式來驅動車輪前進。鏈傳動具有瞬時的傳動比不穩定、工作時有噪聲、易脫鏈等缺點，帶傳動有承載能力不大、彈性滑動和打滑現象的缺點。而它們的各自的缺點都是對方的優點，那么能不能設計出一種撓性傳動方式使得它們的特點得以均衡呢?因此就以此為作業任務讓學生自己去按所學的知識和創新的理念給出它們的設計方案來。教學效果表明，就出現了帶式鏈條比較好的創新方案。于此同時可以結合本課程的教學內容開展機械設計競賽、鼓勵并指導學生參加全國的創新設計大賽。這樣以來學生的創新意識和創新能力將在很大程度上得到加強。
2.3理論聯系實踐的教學方法
從機械設計基礎的課程設置模塊來看，公差與配合、理論力學及材料力學、機械原理這些內容大多為理論性較強的知識內容，而機械設計則是研究機械零件能量的傳遞方式、材料、形狀尺寸、方法的選擇與設計。機械設計部分的特點在于各章內容看似相互沒有關聯，如聯接中的鍵、銷、螺栓、聯軸器;帶傳動、鏈傳動;齒輪傳動、軸、軸承等各類零件，但運用機械原理方法、理論及材料力學知識以及公差配合規則將這些零件匯合才能設計出一個完整的機械裝備。如果在給學生講解理論知識的時候，能將其對應的機械零部件的設計、機器設備中標準件的選擇和應用，讓學生自己通過實踐來完成，真正實現理論用于實踐、實踐鞏固理論，這樣效果將會更好。
以培養學生機械系統方案創新設計能力為目標，以設計為主線，建立理論教學和實踐教學為主體的新教學模式。
該教學模式注重理論與實踐、理論講授與實驗操作相結合，合理地確定課堂和實踐重點，著眼于學生綜合素質的培養。該教學模式提倡學生帶著問題學習的理念，突出以學生為主體的教育模式，以工程設計實例為載體，貫穿教學過程始終，體現學習-設計-再學習-再設計的循環漸進的學習過程。在機械設計基礎課程教學中只有密切聯系工程實際，不斷加強對機構及機器的研究和分析能力，才能更有效地激發出學生的學習興趣，培養和提高學生的設計與創新能力。在教授的過程中通過更新教材內容、增加實踐環節，使理論教學的第一課堂與實踐教學的第二課堂有機結合，相互協調，從而營造理論學習-設計實踐-實驗三維一體的學習氛圍，以培養綜合素質高、專業面寬廣、創新設計能力強的實用性、技能型機械工程專業復合型人才。
關鍵詞：創新能力；TRIZ理論；案例教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）04-0147-03
一、引言
發明與創造是人類文明進步的原動力。在人類發展史上，創造性活動一直促進著科學技術的發展。設計本身就是創新，培養機械創新素質就必須從事創造實踐，結合科研來服務企業。這樣才有可能從實踐中提煉出更多的創新方法。由此，就提出了如何培養創新能力的問題。
目前TRIZ（發明問題求解原理）理論被認為是可以幫助人們挖掘和開發自己創造潛能、最全面系統地論述發明創造和實現技術創新的新理論，是“超級發明術”。事實上，阿奇舒勒所創建的TRIZ是發明與創新方法的理論，是20世紀的偉大發明之一。一般來說，TRIZ理論主要應用于概念設計。
二、創新設計能力的培養
（一）培養創新能力的必要性
創新能力產生于我們的思維。科學的真諦在創造，創造的奧妙在思維，思維的本征體現于想象。創新能力與想象力是孿生兄弟。所以，想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。
要創業就得有創新能力，創業型人才一定是創新型人才，創新型人才一定具有很強的思維創造能力。因此創造性思維和創造能力是一個創新型人才必備的特點，所以培養創新能力是很有必要的。
（二）本科學生創新素質發展的障礙
1.側重傳道授業，忽視能力培養。目前的教學內容主要是傳授知識，教學方法主要是課堂講授，學生學得比較被動，學習積極性受到影響。若主講教師的思路不開闊，創造性欠缺，就可能影響學生創新能力的發展，影響學生思維，使他們缺乏變通，缺乏質疑。而高校評價學生的標準主要是學業成績，這也會導致部分學生片面追求成績，忽視科研能力的培養，造成實踐活動能力薄弱的后果。
2.專業范圍狹窄，不利于創新。大學專業的設置對培養高等專業性人才發揮了一定的作用。但專業的束縛與學生的壓力依然存在。專業范圍狹窄，專業的束縛對學生的創新也會產生諸多不利的影響。雖然近幾年許多高校增加了選修課和輔修課，但由于專業課任務繁重，學生還是在本專業的狹窄范圍內活動，忽視了人文和社會科學知識以及相鄰學科的學習，這樣就限制了學生的視野，影響了他們創新能力的培養。
3.重視認知發展，忽視情感教育。重視學生的認知發展，有利于培養學生的觀察力、想象力和思維能力，為學生創新能力的發展打下基礎。但忽視學生的情感培養是不正確的，忽視最豐富、最有活力的情感因素，會將教育過程變成枯燥的發展智力過程，這種過程對培養創新人才極為不利。
4.心理失衡，阻礙成才。創新人才應該是有理想、有抱負、有決心，勇于前進，并能有效地進行自我激勵的人。但有些學生會因所在高校不是自己的志愿學校而產生心理上的不平衡，在學習上缺乏動力，沒有明確目標，專業思想不牢固，成才意識差，缺乏創造精神，這是成才的絆腳石。
綜上所述，培養高素質的創新型人才是教育的深刻變革，是一項關系到頂層設計的系統工程，需要在人成長的各個階段始終貫徹素質教育，著眼于培養創新素質。
三、培養學生創新能力的途徑
關于本科學生創新能力的培養，存在有很多觀點及論述。諸如：轉變教育觀念、構建合理的課程體系、改革教育方式、營造創新教育環境、長遠規劃與短期安排相結合、充分尊重學生的首創精神、及時總結經驗、加大投入和改革考試方法等，這說明培養學生創新能力的途徑有很多種。本文結合教學實踐，將其具體化作為一種探索。具體方案是組織學生參加機械設計創新大賽萌發和激勵創新能力，開設《機械創新設計》選修課來引導和培養學生的創新能力。
（一）機械設計制造創新競賽萌發和激勵學生的創新能力
報名參加這一競賽的學生，在自己作品的研制過程中，會學到課堂上和書本里學不到的知識，從而啟迪思維，增長見識。
案例1：購買材料時，市場產品種類和規格很多，且大多與課程內容相關，有些產品連教師也很陌生，但卻能使人產生聯想，對改進方案有幫助。于是在這個過程中，師生的創新能力都能得到了萌發和激勵。
案例2：外協加工時，協作方會根據自己的設備工裝條件和制造成本擬定出加工工藝方案，而師生必須考慮制作成本在市場上多跑幾家協作方并擬定出自己最合適的工藝方案。所以有學生說，在加工和裝配過程中，他們重溫了零件的加工工藝、配合性質和裝配，學會了依照具體情況擬定最佳工藝路線，對重溫的知識內容和學到的方法體會很深。很多學生說，在論證方案和設計階段，必須認真去做，重視每個細節，因為必須要做成作品，這可不是課程設計哦！
所以，開展這一競賽，制作機械設計創新作品是一種綜合素質培養和綜合知識學習的好方法，參加這一競賽能夠萌發和激勵學生的創新能力。
（二）開設《機械創新設計》選修課，引導和培養學生的創新能力
《機械創新設計》是針對機械設計創新作品的開發和選題而開設的，它闡明了普通人也能搞發明創造。學校于2007年初開設這門課程及其實驗，它的內容分為基礎知識篇、理論與方法篇和實例篇。基礎知識篇涵蓋《機械創新設計》的思維基礎和技術基礎，這是創新者必備的基本業務素質；理論與方法篇包括機構組合原理、機構演化和變異、機械結構創新、仿生原理、逆向工程、系統運動方案創新和TRIZ理論體系；實例篇以工程中的創新實例來說明創新方法的應用。
課程的理論講授階段要求學生完成2個作業（即專業論文），論文中要求有創新作品的案例和自己的理解。實驗綜合階段則是進入學校的創新實驗室觀摩以往的創新作品，然后完成一項創新作品的綜合設計。
實踐證明，開設這門課程能夠提高學生的創新能力，開拓思路，為參加機械設計制造創新競賽奠定理論基礎。
四、TRIZ理論體系的主要內容
工業化社會以來，產生了無數的發明創造，設計制造了種類繁多的機電裝備。如門捷列夫找到化學元素間聯系與區別的通用規律，大膽猜想而創造了化學元素周期表那樣，這些發明創造能否具有可以遵循的通用規律。這個問題的解決，其本身就是一個重大的創新。G.S.Ahshuller做到了，他發現在進行發明創新、解決技術難題時，是有特定的科學方法和規律的。如果掌握了這些規律，就能主動地進行產品設計并能預測產品的未來發展趨勢。由此，G.S.Ahshuller畢其一生精力，創立了現代創新理論，即TRIZ理論。
（一）TRIZ的理論前提
TRIZ理論是用來進行概念設計的。TRIZ的理論前提是技術系統進化原理和沖突解決原理。技術系統進化原理表達為：產品或技術系統如同生物系統，是持續進化的，且進化有規律可循。沖突解決原理表述為：解決沖突是產品或技術系統進化的推動力。進化速度隨技術系統一般沖突的解決而降低，欲使其產生突變，只能是解決阻礙其進化的深層次沖突。
TRIZ理論的實用性在于生產實踐中遇到的工程沖突常常重復出現，且徹底解決工程沖突的發明原理易于掌握。實踐表明：工程人員所遇到的90%的問題都在以往的其他場合解決過，若能利用以往的解決辦法，則對研發更加有效。但問題的焦點在于抽取和歸納沖突和與其對應的發明原理。G.S.Ahshuller證明了發明可系統化地導出，而不必源自嘗試錯誤。
（二）TRIZ的理論體系
創新技法為數眾多，如：頭腦風暴法、形態分析法、特性列舉法、缺點列舉法、希望點列舉法、聯想類比法、反向求索法、組合創新法、廢缺顛倒法、5W1H法、檢核表法、和田12法、魔球法以及特爾斐設想法等。作為一種開放的思維形式，今后還會有更多的新技法問世。但這些技法不利于學習和掌握，其實際表現并不令人完全滿意，有時還會導致失敗。以頭腦風暴法為例，它實質上是一種試錯法，所提供的管理模式并不能確保成功，所產生的效果也要受到團隊成員個性和環境的影響。因此，這些技法被稱為傳統的創新方法。
TRIZ理論體系包括術語、工具和算法。其術語有：技術系統、功能、矛盾、理想度、資源、效應等。作為用于創新的工具，其構成有：創新規律、創新方法和創新思維。創新的算法則有九步法、ARIZ算法和自己的算法等。其中創新規律的內容是技術系統的8大進化法則和S曲線。創新方法包括物理沖突（主要采用4條分離方法來解決）、技術沖突（主要采用39個技術特性參數描述的沖突解決矩陣）、40條發明原理、物場模型和76條標準解法。后來還添加了根本原因分析、功能分析和知識庫。創新思維則含有金魚法、小人法、九屏幕法和STC算子法等。
（三）TRIZ理論的本科教學內容
本科教學中僅學習TRIZ理論的主要內容，即：技術進化系統法則、技術沖突與物理沖突、分離方法、40條發明原理、沖突解決矩陣、物質―場分析和標準解法。
五、案例教學
案例教學能活躍學生思維，引導學生來評論、分析和推理，提高其應用能力。教學實踐證明，采用案例教學來講授TRIZ理論，對培養學生創新觀念、活化創新方法很有裨益。
在傳統教學法中，教師是教學主導，學生是教學主體。因教師教學思維的暗示，學生容易產生被動的慣性思維，導致死記硬背，思維受限而不利于創新。在案例教學中，教師僅概述理論要點，主要是提出案例，然后學生研討，使得學生在學習中既是主導也是主體，利于發揮其潛在創新能力。
案例教學法的教學過程可以分為四個步驟：（1）教師講述某一知識點后，引入案例并介紹有關背景知識；（2）學生討論并構建所研究問題的框架，制定案例的研討路線；（3）收集、匯總所有有關信息，進行分析處理；（4）形成研究結果，并報告自己的研究成果及收獲。
對于某些較難的或跨學科的案例，可以課后詳細研究，鼓勵學生間的合作，留待下一次課上報告結果。
1.課堂案例One：技術系統進化法則2――能量傳遞法則。
其理論知識點為：技術系統實現功能的必要條件。必要條件：（1）能量必須能夠從能量源流向技術系統的所有元件；（2）技術系統應該沿著使能量流動路徑縮短的方向進化，以減少能量損失；（3）如果某個元件接收不到能量，就不能發揮作用，這會影響到技術系統的整體功能。
教師舉出實例：無傳動機構的機械系統。
背景知識：這些機械系統由原動機直接驅動執行機構。如電風扇、鼓風機、水輪發電機以及有直流電機驅動的機械，大多沒有傳動機構，這將使能量傳遞路徑縮短，能量損失減少，同時提高了效率（如圖1所示）。
開展討論，學生自己構建出研究問題的框架：技術系統必須有能量傳遞；自己悟出依照技術系統實現功能的必要條件擬定研討路線；課堂氣氛活躍，在討論中收集、匯總有關信息，自行分析處理；形成各人的案例結果，發言報告出來，以供深入研討。
教師要做的只是溫馨提示：技術系統實現功能的必要條件有3個，這是可以拓展思維的。于是封閉電梯里不能接收手機來電、蝸桿傳動的搖頭電風扇被鴻運扇淘汰等案例就被學生列舉出來了。
2.課堂案例Two：技術系統進化法則4――提高理想度法則。
其理論知識點為：提高理想度的途徑：（1）提高有益的參數；（2）降低有害的參數；（3）提高有益參數的同時降低有害參數。
提高理想度法則是所有進化法則的方向。最理想的技術系統（即最終理想解IFR）就是作為物理實體，它并不存在，但卻能夠實現所有必要的功能。教師舉出實例：虛擬激光鍵盤。
背景知識：虛擬鍵盤采用光投照技術，幾乎能在任意平面上投影出全尺寸的電腦鍵盤。通過藍牙與智能設備連接后，就可打開文本編輯程序在桌面上鍵區內輕松敲擊。虛擬鍵盤提高了鍵盤技術系統的理想度，將來一定能實現“作為物理實體并不存在，但卻能夠實現鍵盤的所有功能”（如圖2所示）。
接下來，學生構建出研究問題的框架：最理想的技術系統就是作為物理實體，它并不存在，但卻能夠實現所有必要的功能。自己領悟出依照提高理想度的途徑擬定研討路線；收集并匯總信息，自行分析。于是不需要油漆的彩色家具，不占據道路和著陸場的運載工具――個人飛行背包，甚至由一生都不長大的寵物狗聯想到草坪上的草不需要修剪，自己始終維持在一個高度，從而不需要制造割草機等案例就被學生列舉出來了。
六、結語
TRIZ理論教學要求教師具備終身學習的理念，建立起開放式可擴充的個人知識庫。特別是要不斷開拓自己的思維，為教學提供基礎。這就需要教師廣泛收集有關創新設計的資料，尤其要研讀有關TRIZ理論的著作，以充實教學。結合教師自己的科研課題，也能歸納提煉上升到理論高度，從而提高自己的創新素養，使課堂教學生動活化，也利于高水平地完成科研課題。
參考文獻：
[1]江帆，王一軍，劉曉初，等.TRIZ理論在汽車電子技術課程教學中的應用[J].理工高教研究，2007，（6）.
[2]李俊華.改革機械設計基礎實驗教學，提高學生的創新能力[J].中國科技信息，2005，（17）.
一、創新“三段階進”的人才培養模式，創新教育與技術技能培養互融
按照“專業素養養成及創新思維啟發階段、崗位能力訓練及創新思維培養階段、職業能力養成及創新實踐鍛煉階段”三段階進的人才培養模式，第一、第二課程相互補充，分三階段實施。
第一階段：專業素養養成及創新思維啟發階段。通過“第一課堂”的“創新思維及技法”“機器與發明”等創新思維啟發專門課程和“第二課堂”的“機械制造業發展預測”“中國制造2025”等學科前沿講座，以及廣西科技館、南寧市創客城、先進制造企業的參觀體驗，啟發學生的創新思維，提高學生創新激情和精神，使學生成為一名具有創新精神的準職業者。
第二階段：崗位能力訓練及創新思維培養階段。以“機械創新設計與制作”“機械設備拆裝及結構優化”“數控電氣控制及創新設計”“數控機床裝調與技術改造”“智能制造技術”等含創新教學項目的“第一課堂”核心課程和職業教育活動周創新技藝展示、各級機械創新設計大賽等構成的“第二課堂”，支撐崗位能力的訓練及創新思維的培養，使學生成為面向崗位新任務及新崗位的適應者。
第三階段：職業能力養成及創新實踐鍛煉階段。通過“畢業創新設計”“逆向創新設計與快速成型”等拓展型“第一課堂”課程訓練和“第二課堂”的技術服務項目實踐、專利申請、，促進學生的職業能力養成及創新素質養成，并成為新工藝、新技術、新產品的發明者和創造者。
圖1 高職機械制造類專業“三段階進”創新型人才培養模式
二、實踐“三進”策略，構筑高職機械制造類專業創新型人才培養的學習訓練體系
（一）創新課程進人才培養方案。具體如下：
1.創新型專門課程進第一、第二課堂，推進創新型技術技能人才培養的可持續發展。一是完善體現“三段階進”創新型人才培養的系列創新專門課程組成的“第一課堂”課程體系，旨在培養學生的創新思維，促進創新素質養成。在第一課堂體系中，第一階段開設“創新思維及技法”“機器與發明”等創新思維啟發專門課程；第二階段開設“機械創新設計與制作”“機械設備拆裝及結構優化”“數控電氣控制及創新設計”“數控機床裝調與技術改造”等含創新教學項目且與專業課程高度融合的第一課堂核心課程；第三階段開設“畢業創新設計”“逆向創新設計與快速成型”等拓展型第一課堂創新實踐課程。二是構建由學科講座、參觀體驗、技藝展示、各級創新技能比賽、技術服務、專利申請、七大模塊組成的“第二課堂”課程包，與第一課堂三階段匹配分段實施，補充和延伸第一課堂，強化學生的創新實踐。兩個課堂相融、互撐，從創新思維啟發、創新思維培養到創新實踐訓練逐步提升學生的創新能力。
2.革新課程考核及學業評價方式，匹配創新型技術技能人才培養手段。一是實施學分認定改革。出臺了《廣西職業技術學院機械制造類專業群創新實踐學分認定及置換方案》，設置合理比例的“第二課堂”學分，根據學生所取得的創新成果計入學分，包括發明創造、科研論文、課題研究、競賽獲獎、方案設計等；二是改革課程考核評價方式。以“多元、開放、重過程、強創新”為課程考核指導思想，設計以檢測“專業能力+創新能力”為主的考核內容，以“項目分析、答辯、探究式學習報告”等形式進行過程考核，評價標準兼顧共性和個性的協調等。實現了考核方式與探究型學習方法和手段相匹配和適宜。
（二）創新思維訓練進課程。具體如下：
1.基于“技術改造服務項目和創新型綜合教學項目”設計系列開放程度高的課程教學項目。在課程中加大了機械構形設計、非標設備開發等開放性程度高的教學項目。與學院科創服務對象廣西沿海鐵路股份公司、廣西雙高農機等企業合作，以真實技術服務、改造項目和創新型綜合教學項目、大學生創新設計大賽項目為載體，在“機械創新設計及制作”等核心課程中設計了“鐵路軌道軌距水平檢測儀的試制”“紙碟模具的設計與制作”等教學項目，引導學生加工制作自行構思、帶有創意的產品，增強了學生的創造性思維、創新及工程實踐綜合能力的提升，為后期的創新成果的形成奠定堅實基礎。
2.推廣以學生為中心的“歸納式”教學方法。在本專業群小班制教學全覆蓋的基礎上，在“機械制造技術”“工業產品創新設計”等課程中推行了“情景創設—思考討論—實踐探究—結論構建”為主線的探究式學習方式，通過以“自主、探究、合作”為特征的學習方式讓學生經歷“發現”過程，培養了學生的觀察力和創造力。
3.建成系列支撐學生探究式學習方式的信息化課程。一是開發了支撐以問題為中心、以活動為中心的創新意識培養模式的多媒體課程。充分利用信息化教學技術和手段，開發了《機床夾具系列微課》《數控機床編程與加工》等多媒體課件，通過模擬情景創設、問題的提出等環節，支撐以問題為中心、以活動為中心的創新意識培養模式。二是開發了激發學生自主探究熱情的信息化課程資源。開發豐富的信息化課程資源，將傳統課堂教學的被動接受轉化為對數據信息的主動分析，激發學生自主探究熱情。先后將“數控機床裝配與檢測”等專業課程制作為慕課等網絡化課程，方便不同學習能力的個體可以自主選擇學習時間、進度和難易度，這種基于個性化的學習方式較好的激發了學生自主探究學習的熱情，很好地支撐了以學生為中心的創新意識培養模式。
（三）創新實踐進第二課堂。一是圍繞創新能力養成，做好第二課堂的系統設計，構建全程化和階進式第二課堂訓練體系。圍繞培養目標，設計基于專業創新型人才培養的系列化第二課堂活動，且將第二課堂學分納入人才培養方案總學分，占畢業要求總學分的15%左右，延展和補充了第一課堂。二是開設了不同層次的創新制作、創新設計項目。在“協同創新工程訓練中心”的支撐下，針對不同階段學生開設了系列基礎性單一型創新實踐項目到提高性集成型創新實踐項目，并以此為載體，圍繞完成某一特定任務，形成具有實際技術價值的“產品”成果。三是以不同等級和范圍的技能大賽強化訓練為載體，滿足創新實踐的個性化需求。以國家級、自治區級和校級的大學生機械創新設計大賽等10余項技能大賽強化訓練為載體，開展了差異化需求下的系列創新實踐訓練。四是發揮了“智創空間”在創新教育中的延伸作用，以智創空間等創新型社團為依托，通過“學、研、創、做”的實踐，三年來開展了60余項創新“小制作”、“小發明”、新工藝及新技術開發，獲得國家授權的專利達到20余項。
三、抓好“兩個打造”，夯實高職機械制造類專業創新型人才培養的協同條件
（一）打造協同創新工程訓練暨技術服務中心，構建高職機械類專業創新型技能人才培養的支撐平臺。一是建成了基于校企融合創新的“協同創新工程訓練暨技術服務中心”（以下簡稱“中心”）。與大連機床集團、柳工路創等知名企業合作，新建成了“機械制造創新實訓區”“現代裝備智能制造實訓區”“創新作品制作中心”，完善了“數控機床電氣控制及創新設計實訓區”“機械設備拆裝及結構優化實訓區”等支撐兩個課堂的實踐訓練平臺。二是建立了匹配兩個課堂師生活動的“中心”運行管理模式。建立了專門化的“中心”管理組織機構；采用靈活而有彈性的課內課外結合、學期假期結合的常態化面向學生開放的“中心”管理模式，并出臺了《廣西職業技術學院協同創新工程訓練暨技術服務中心開放管理辦法》《大學生智創空間管理辦法》，保障師生“兩個課堂”的創新實踐活動協調、有序開展；師生可以根據第一、二課堂的需要選擇實踐場所，進行參與項目的工藝設計、設備改造、技術開發、產品制作等。
（二）打造一支掌握職業教育和創新型技能人才成長規律、能主動運用規律設計教學方案的教師隊伍。一是樹立了“職業性、創新性、師范性”合一的高職教師職業能力觀。通過面向全體教師開展創新型教育技能和方法的培訓、專家講座、沙龍交流、創新型教學技能比賽等教師培訓手段，激發其教育創新的意識，提高教育創新的自覺性，使他們能主動地將創新教育的思想和方法貫穿到日常的教學中。二是能夠主動按照職業教育和創新型人才成長規律，設計教學方案，明確“怎么教”。以自治區級特色專業建設為載體，實施了“教師創新教學能力提升”行動，全體教師參與完成機械制造類專業群創新型人才培養方案的制訂、核心課程教學項目開發，教學組織改革、教學評價革新、匹配創新型人才培養的主體教育教學環境的設計等，這個過程使得專業群全體教師不僅明確高職機械制造類專業創新型人才培養的目標，而且掌握完成培養目標的實施的路徑、方法和手段。三是以提高科創服務能力為抓手，促進科研反哺教學，使之“教得更好”。近三年共有18名專業教師脫產到企業參加3-6個月的頂崗實踐，60余人次深度參與企業的技術研發與改造、主持、參與創新研發型科研課題，既提升了教師的實踐能力，也為后期教師持續更新創新型教學項目積累了大量教學素材資源。
綜上所述，本文以提高高職機械制造類專業學生創新能力的培養為目標，把創新教育與學生技術技能培養彼此互融，將創新型人才培養的實踐貫穿于人才培養模式改革、課程體系構建、教學內容選取、教學方式安排、評價及考核革新等整個過程鏈中，形成完善的高職專業性創新型人才培養的學習訓練體系，為“如何培養高職創新型技術技能人才”提供可資參考的合理系統，突破以往關于創新型技能人才培養中存在的籠統和模糊的局限性。同時，通過分析高職機械制造類專業創新型人才培養協同因素，分別對影響學生創新能力生成的“協同創新工程訓練暨技術服務中心”建設和“創新型師資隊伍”建設兩個協同條件進行優化建設，采取基于校企融合的“中心”建設模式，匹配了靈活的“中心”運行管理模式，實施了點面結合、全員參與的“教師創新教學能力提升”行動，提升了教師團隊創新能力和教育教學能力等，進一步促進了高職機械制造類創新型人才培養目標的實現。此外，本文遵循從意識到行動、從模仿到創造的創新型人才成長規律，提出了創新教育路徑逐級遞進、創新教育成果階進上升的新思路，構建了“三級階進”的人才培養模式。即通過“三段階進”人才培養模式改革，創新教育路徑從“創新思維啟發—創新思維培養—創新實踐訓練”逐級遞進，創新教育成果從“意識創新—精神轉化—創新技能轉化—成果創新”階進上升，對高職創新型技術技能型人才的培養實踐不僅具有理論指導意義，也具有較強的實踐應用價值。
【參考文獻】
[1]廖志豪.基于素質模型的創新型科技人才培養研究[M].上海：上海人民出版社，2015
[2]胡斌武.中國制造2025背景下職業教育技術技能型人才培養的現狀與新要求[J].經營與管理，2016（5）
[3]管平.高職院校創新型高技能人才培養體系的構建與實施[J].高等教育研究，2013（2）
[4]周長根.制約高職院校培養創新型人才的原因及對策[J].中州大學學報，2010（10）
[5]楊清涵.論高校創新型人才培養的現狀及對策[D].成都：四川師范大學，2009
關鍵詞：農機化專業；提升育人質量；高等教育；培養模式
1.我國高等教育面臨的問題
我國高等教育長期以來形成的填鴨式教育根深蒂固，嚴重制約著創新教育的實施。其主要表現在：忽視學生的主體作用，學生被動學習，“唯書”、“唯分”；忽視個體的差異性，沒有給學生以充分的自主和寬松的學習環境，教育的結果是：一方面大量的畢業生找不到工作，另一方面許多企事業單位找不到合適的高素質人才。同時，社會的發展和進步也需要培養創新型、具有實踐能力的綜合性高素質人才。針對上述問題，筆者在借鑒國內外相關研究最新成果和先進經驗基礎上，提出并實踐了農機化專業“產學研”一體化的創新人才培養模式。
2.美國高等教育創新人才教育培養模式分析
自上世紀90年代以來，美國大學不斷進行教育創新，堅持一個“中心”、三個“結合”，即以學生為中心，課內與課外相結合，教學與研究相結合，科學與人文相結合，逐漸形成了獨具特色的創新人才培養模式，值得認真學習和借鑒。
（1）以學生為中心
當代美國大學堅持一個“中心”、三個“結合”的教育，即“以學生為中心”，一切為了學生的成長，一切從學生的實際出發，一切都讓學生自主選擇、自我負責，體現了大學應以人才培養為本的理念。
美國大學采用給學生以充分學習自由的學分制，開設的課程面廣量多，學生選擇余地很大。美國一些名牌大學的校歷，課堂教學的總時數大約只相當于我國一些名牌大學的60%，學生有更多的課外學習時間。大學的教師充分地尊重每一個學生，既鼓勵學生在課堂上積極參與有關教學內容的討論，又鼓勵學生在課外自主地學習、鍛煉和提高，這有利于培養學生的個性。美國大學“以學生為中心”的經驗，必將對整個世界21世紀的高等教育產生深遠的影響。
（2）課內與課外結合
關于美國大學的課內與課外結合的教學模式主要體現在開設的“小班研討課”，該課程給予了學生很多課外研究的機會，強調舉一反三和知識的融會貫通，強調使學生接受特定學科研究方法的訓練，從而了解真正的研究方法，產生強烈的研究興趣，創造新的知識。美國大學既重視課堂教學，更重視課外實踐，課內與課外相結合，是美國大學教育的一大特色。
（3）教學與研究相結合
麻省理工學院1969年創立“本科生研究計劃”，率先使本科生的研究制度化。學生可以參與教師正在進行的一項研究，也可以自己設計一個項目，并請老師指導。據最新調查，目前美國幾乎所有的研究型大學都設立了本科生研究計劃，一些大學還設有多種本科生研究計劃，這是培養創新型人才的重要一環。本科生有機會參與大學的研究、站在新知識的前沿，是美國一流大學在本科教育方面最明顯的競爭優勢。
（4）科學與人文相結合
無論在課堂內外，美國的大學既重視科學教育，也重視人文教育，更重視二者的統一。比中，哈佛本科生要求都應能像學習人文學科和社會科學那樣，接受一定深度和廣度的自然科學的教育，能讀懂像《科學》和《自然》這類專業科學期刊上的新聞和說明文。無論是哈佛還是斯坦福，或是美國其他大學，他們的跨學科課程，往往更多地要求將人文教育與科學教育結合起來。
3. 農機化專業新型人才培養模式研究
借鑒國外高等教育人才培養模式以及多年來教學改革成果，構建了農機化本科專業創新型人才培養體系，突出通才教育、增強學生工程實踐能力和創新能力。在新的培養方案中，實施“產學研”一體化培養模式。
①“學”是教與學的過程。從二方面進行了改革：在教學方法上實行啟發式、討論式、研究式和互動式教學，調動學生學習的積極性；在課程設置上一方面和實訓環節緊密地結合起來，使學生從被動學習變為主動學習，進而培養學生獨立思考及獲取新知識的能力，另一方面加強文理融合課程，為學生提供廣博而深厚的人文知識，培養學生從不同的學科角度去探討問題和綜合運用多學科知識解決問題的能力。
②“研”是指科學研究，增加了專業綜合課程設計（論文）、專業綜合創新設計等科研訓練，鼓勵學生參加教師科研課題，學生可利用校內科研條件及創新實訓基地完成創新性作品和創新成果，使學生較早的進行創新實踐活動；
③“產”是生產實踐，增加了機械制造工藝實習和農業機械化生產實習等生產實踐環節，安排學生到工廠或校外實訓基地參加生產一線的機械制造工藝實習及農機化生產全過程實踐活動，促進學生動手能力和實際操作能力的培養，提高分析問題和解決問題的能力，縮短走上工作崗位的“適應期”。
3. 農機化專業新型人才培養模式的特色及實施效果
農機化專業人才創新型人才培養模式，不僅要改學生被動學習為主動學習，而且加強學生的創新能力和工程實踐能力的培養。農機化專業的指導教師從入學教育之時就開始向學生滲透“產學研”一體化教學模式，在學生大一、大二進行引導，同時引導他們參與大三、大四科研訓練（機械設計大賽和科研課題），以學生自己的親身經歷理解農機化專業的學生必須學好基礎理論知識才能設計出機械產品的重要性，促使他們更努力地學好理論知識，同時激發他們的創新意識。到了三、四年級，指導同學建立創新小組，親自動手設計創新作品，完成創新設計作品并參加機械設計大賽。近四年來農業機械化及其自動化專業學生參加了多種專業技能競賽，包括大學生機械創新設計大賽、大學生科技創新、數學建模、創新計劃和賽扶中國公益項目等，獲16項省級以上獎勵。在創新機械設計大賽中，農業機械化及其自動化專業的學生創新設計作品多次獲遼寧省大學生機械設計大賽的一、二、三等獎。
參考文獻
[1] 李文哲，釜 欣，劉建禹. 農業工程綜合實踐教學平臺構建的研究與探索[J]. 東北農業大學學報 （社會科學版），2006，4（04）：56-58.
[2] 趙美香，鄭德聰，崔清亮，賀俊林. 農業工程類專業本科人才培養模式的研究與實踐[J]. 山西農業大學學報 （社會科學版），2007 6 （4）：430-432.
[3] 趙文波，應義斌.綜合性大學農業工程學科發展的機遇與挑戰[J].農業工程學報， 2003，19（01）：11-15
[4] 羅錫文， 區穎剛.對發展農業工程教育的思考[J].農業工程學報， 2003，19z：223-223.
論文摘要: 實踐教學是提高大學生創新能力的重要環節和有效途徑。本文分析了高等教育中機械設計實踐教學的現狀,指出了存在的不足,結合教學實際,對機械設計實踐教學各環節的內容、教學方法、教學手段、考核制度等進行了研究與探索,構建了新的實踐體系和實驗管理模式,為提高機械設計實踐教學質量提供了保障。經過教學實踐,證明實踐教學改革對提高學生的創新能力有較大的促進作用。
0引言
機械設計是一門實踐性很強的技術基礎課,是對學生進行機械綜合設計能力、創新能力和工程意識訓練的主要課程。其實踐教學環節對實現課程教學的目標,培養學生的創新思維和潛能起著關鍵作用。目前,在實踐教學環節中普遍存在,測試儀器和設備落后,教師隊伍力量薄弱,實驗教學內容陳舊,實踐教學學時相對較少,內容脫離科技發展和企業需要等問題,不利于學生綜合知識的運用和動手、創造能力的提高[1-3]。在培養過程中,教師掌握實踐教學的開發、設置、實施、管理和評價的主動權,學生只是被動完成和接受,教學互動較差,無法提高學生的積極性,達不到學生運用知識和提高能力的目的。因此,完善實踐教學體系,加強學生實踐能力的培養,探索學生專業素質培養的新途徑和新方法,是擺在學校面前的一大現實問題。
1更新教學內容,優化培養環節
實踐教學是專業技術應用能力和專業技術理論的有機結合,是培養學生動手能力、實踐能力、創新能力和獨立工作能力的主要途徑。加強實踐教學環節不僅可以提高學生的綜合素質和創新設計能力,而且可為學生專業課程的學習和專業人材培養目標的實現打下良好的基礎。
1.1 完善基礎實驗,擴寬學生的知識面購置新式機械零件陳列柜、機械創新設計陳列柜等設備,增加學生的感性認識,調動學生的熱情和積極性,使學生得到工程能力的培養和訓練。完善實驗內容,將單純的基礎性實驗轉變為理論知識、測試手段、方法并重的交叉性綜合實驗項目。如帶傳動實驗和滑動軸承動壓油膜形成原理實驗。在實驗中,教師除了實驗內容的介紹外,還要加強測試技術、設備的原理講解。通過介紹測試手段和方法,使學生不僅掌握了課程教學中所學的理論知識,而且對各種傳感器及不同測量和數據處理方式有新的認識。
1.2 增設設計性、創新性和綜合性實驗,提高學生的動手能力
根據學生特點和生產實際,增設和拓展實驗項目,增強學生綜合認識問題和解決問題的意識和能力,為學生提供廣闊的思維空間,培養學生的設計能力和創新能力。這類實驗只給出實驗題目、實驗重點、難點,由學生查閱資料,擬定實驗方法,然后在教師指導下獨立完成。如機構運動方案創新組合實驗。學生根據自己的能力、特長、興趣設計實驗,利用各種運動副和構件搭建各種新型機構,驗證機械傳動設計方案,加深對機構組成理論的認識,培養學生機構創新設計意識和綜合設計能力,訓練學生的實踐動手能力。
1.3 增加創新實踐環節,提高學生的創新能力和協作能力實踐教學不僅僅是為了驗證理論教學中的某個公式或結論,更是設計中的一個重要環節。當學生有了一定的實驗能力以后,便可給學生獨立完成實驗的機會,以鍛煉、提高其實驗能力。為了培養大學生的創新思維、競爭意識、團隊合作精神和理論聯系實踐的能力,學院為學生提供科技制作場所,利用教學資源,廣開興趣小組,對一些在動腦、動手及創新方面有特長的學生進行重點培養,因材施教。在學生中,展開“創新設計”大賽、“挑戰杯”之類的課外科技活動,鼓勵學生參加教師的教改課題,拓展創新實踐途徑,增強學生的團隊協作意識,培養了學生豐富的個性和全面的能力,為機械設計課程提供好的選題和實踐項目奠定基礎。
2改革教學手段,探索教學方法
機械設計實踐教學相對其他課程枯燥乏味,圖形復雜、結構抽象。教學手段和方法是影響學生的學習主動性、興趣和教學效果的關鍵。多媒體技術、網絡技術、虛擬仿真等現代信息技術可為提高教學質量提供了重要技術支持和依托。
2.1 引入多媒體,豐富教學手段應用多媒體教學,改變了傳統的“教師口述+板書”的教學授課方式,擴充了課堂信息量,突破了實驗設備的局限,擴大了現代實踐教育的規模,提高了教學質量。如齒輪范成模擬實驗和機構運動簡圖的繪制實驗。通過多媒體給學生播放一些機構運用的錄像,齒輪嚙合和軸系運動的影片,將難以講授和理解的內容表達的直觀易懂,生動形象,加深學生對所學知識的直觀認識和理解。
2.2 利用froe等軟件,擴充實驗內容實驗設備匱乏是目前高校普遍面臨的問題。引入計算機虛擬、仿真實驗技術,可有效地彌補實踐教學資源的不足,節約學生的實驗時間,提高實踐效果。利用計算機輔助軟件,將機械零部件、機構三維化,并進行各種裝配、拆卸、組合實驗,可達到一些在實驗設備上難以完成或無法完成的實驗項目。在減速器裝拆課程設計在中,學生不受所給設備和條件的限制,運用所學理論知識,利用計算機軟件設計減速器,模擬機構的運動和裝配,檢驗機構的運動狀況和故障等,可充分調動學生的積極性,拓寬學生的設計思路,為畢業設計等工作提供參考。
2.3 以互聯網為載體,實現資源共享利用互聯網絡技術,將實踐大綱、指導書、課程資源庫等資料上傳共享。學生通過網絡可以預習實驗、預定實驗,提交作業,甚至與老師互動交流。“以趣引思,以疑引思,以用引思”,最大限度地調動學生的求知欲和鉆研精神。同時,網絡教學信息量大,信息傳遞便捷、交互性強,不受時空限制,有利于培養學生提出問題、解決問題的能力和創造能力。
3加強教學管理,完善考核制度
實踐教學是一個教學相長的互動過程。嚴格的管理和完善的制度是設備順利運轉,教師辛勤工作,發揮專長,學生不懈努力,健康成長的保障。
3.1 根據內容特點,改革考核方式在實踐教學的考核過程中,變一次性考核為過程考核,激發學生的自主性。在實驗中,隨時對學生實驗課程的預習情況、原理認知、注意事項、操作態度、實驗進行狀況等情況進行考核。在評價手段上,盡可能的采用課堂提問、書面作業、專題報告、技能測試等多種評價方式。在學習成績評定中,加大實驗操作、平日表現等方面的成績比重,實行實驗成績的“一票”否決,加強對學生學習過程和應用能力的綜合檢查與評定。鼓勵學生進行“產學研”合作,積極引入企業評價考核機制,及早與企業接軌。在培養方案允許的情況下,實行實踐單獨設課,保障學時數,提高實踐教學的針對性,便于科學管理和評價。
3.2 規范管理體系,提高教學質量教學管理是實踐教學環節的另一重要部分,是保證實踐教學順利進行的重要保障。加強教師和教學質量的考評,是提高教學質量的根本。學院根據學科特點,規范教學檔案,實現授課經驗的制度化,鼓勵優秀老師的“傳、幫、帶”。同時,組織教師互相學習,結成梯隊,參加各項學術活動。制定規范的實驗課程表和計劃,將實踐環節與理論課程同等對待。要求對開課老師進行嚴格的“試講”和“試做”考核,并定期組織聽課和經驗交流,保證了實踐環節的教學質量。對考核不合格的老師將進行培訓或停課的處理。除此之外,學院實驗設備專人管理,定期檢修,保證設備的使用率。對利用率低的設備,鼓勵老師積極展開實驗教研項目的研究,拓展實驗,改進實驗設備,杜絕設備的閑置。
4結語
實踐教學是學生從理論知識走向社會實踐的橋梁和過度,是關系高校教學質量的關鍵,對推動教學改革,培養學生理論聯系實際的能力具有重要的意義。經過實踐和思考,機械設計實踐教學環節的改革,在挖掘學生的潛力、培養學生的動手能力和創新能力等方面取得了一定的成績。通過實踐教學環節的學習與鍛煉,學生參與實踐環節的主動性和積極性大大提高,參加各類大賽的熱情高漲,取得的成果明顯增多。但是,實踐教學是一個系統工程,還必須在各個環節上綜合運用,才能取得良好的改革效果。為此,為了進一步提高學生的綜合能力,今后對機械設計實踐教學模式的探索還有待于進一步完善。
參考文獻:
[1]沈萌紅,周震宇.現代實驗教學模式和“機械設計教學實驗室”的現代化建設[J].實驗技術與管理,2003,20(20):13-15.
關鍵詞：課程體系；教學內容；課程建設；應用能力
作者簡介：王新榮（1965-），女，黑龍江佳木斯人，佳木斯大學機械工程學院，教授；王俊發（1958-），男，黑龍江佳木斯人，佳木斯大學機械工程學院，教授。（黑龍江?佳木斯?154007）
基金項目：本文系黑龍江省高等教育科學研究“十二五”重點規劃課題“機械專業課程體系與教學內容改革研究”（課題編號：HGJXHB1110102）、佳木斯大學教學研究重點項目“高等理工科課程教學整體改革研究與實踐”（項目編號：JYA2011-068）的研究成果。
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課程教學是實現人才培養目標的重要途徑，是直接影響人才培養質量的關鍵要素。精品課程建設是教育部“高等學校教學質量與教學改革工程”中的一項重要內容，是在根本上提高教學質量進而提高人才培養質量的奠基性工作，[1]課程體系改革和教學內容更新是精品課建設的核心。在科學技術日新月異的今天，在精簡學時的同時，必須對課程體系、教學內容等進行改革與創新。[2]突破傳統課程體系內容框架，構建適應社會發展需要的課程體系。正確處理課程內容經典與現代的關系，增添與現代科技發展相適應的新知識；注意學科交叉，及時把學科最新發展成果及信息引入教學中。在教學內容上，做到理論聯系實際，融知識傳授、能力培養、素質教育于一體。我們在教學實踐中積極思考，勇于探索，使教學質量得到了明顯提高。
本文結合佳木斯大學機械設計制造及其自動化專業的“機械制造工藝與夾具設計”省級精品課建設，對課程體系及教學內容進行了探索性的改革與研究。
一、明確課程定位，更新教學觀念
“機械制造工藝與夾具設計”是高校機械類專業開設的一門主要專業課程，其教學目標是使學生系統地掌握機器產品加工、裝配的基本理論知識，培養學生工藝設計、夾具設計、裝配技術等方面的專業技能，了解機械制造中的新工藝、新技術及發展動向等。通過本課程學習，學生獲得機械工程師的基本訓練，為培養高素質工程技術人才奠定基礎。此課程的實踐性和綜合性很強，知識面廣，基礎要求高，內容更新快，致使教與學的難度不斷加大，原有的課程體系、教學內容、教學方式等已經不能滿足教學和科技發展的需要，因此，必須對這門課程進行與時俱進的改革與創新。
課程定位要與本校的人才培養目標相一致。佳木斯大學是地方院校，以培養高素質應用型人才為主要目標。在課程教學中，樹立先進教學理念，以學生為主體，以培養能力為主線，以工程為背景，以問題為紐帶，以綜合為導向，注重理論聯系實際，培養學生的工程實踐能力。
二、調整課程體系，促進學生知識、能力和素質全面發展
合理的課程體系設置是保證培養目標的重要手段。“機械制造工藝與夾具設計”課程體系由過去的以知識為中心，轉向注重學生知識、能力和素質協調發展。在課程體系設置上，以“拓寬基礎、強調應用、培養能力、突出創新”為指導思想，注重課程基本理論和基本技能訓練的同時，加強學生工程實踐能力和創新能力的培養。
1.以培養學生專業理論和應用能力為目標，構建課程理論教學體系
以我國機械制造業的現狀和未來發展趨勢為背景，以機械系列課程基本分工為前提，以學科為依托，以培養學生專業理論和創新實踐能力為目標，構建“少而精、新而實、博而通”的課程教學體系。在課程體系上，正確處理好經典與現代的關系，減少重復的課程內容，加強課程內容整合，按照機器產品的制造過程，將原《機械制造工藝學》及《機床夾具設計》兩本教材的內容有機地結合在一起，由淺入深地安排機器產品加工、裝配及夾具設計的基本內容。同時增加了獨立成章的反映本學科發展方向的“機械加工新技術”等內容。
2.以培養學生專業操作能力為目標，設計實踐教學體系
在注重理論教學同時，適當加大實踐環節的比重，合理調配理論與實踐學時比例，建立理論與實踐課的合理結構。使課程理論教學與實驗、實習、工程訓練等有機結合，相互融合、相互滲透、相互銜接。在實驗課中，除了安排驗證性的基礎訓練外，增設了綜合性、設計性、創新性等實驗類別，實驗內容向工程延伸，實驗方法向多元化發展。重視訓練學生對專業技能的融會貫通和實際應用能力，構建了由機械制造技術基礎技能、專業技能和行業綜合技術三個層次構成的開放式實踐教學體系。這種多層次的實踐教學體系，有助于學生理解和鞏固所學的專業理論知識；有利于培養學生的動手能力、實踐能力和創新能力；有利于激發學生學習的積極性，培養他們的探索精神。
3.積極開展大學生的科研實訓活動，注重調整學生的知識結構
北華大學機械工程學院成立于2000年，是培養機械類高級工程技術人才的工科學院。有機械工程一級學科碩士學位授權點，有機械類國家級特色專業、工業設計專業以及機械設計制造及其自動化中外合作辦學項目，有全日制在校生1570人，專任教師53人。
學院本著“厚學科專業基礎、重實踐能力、個性化培養”的理念，以大學生創新實踐能力培養為重點，全方位開展了教學改革工作。2006年機電集成技術大學生科技創新實踐基地被遴選為省級示范基地，2008年機械類專業被批準為國家級特色專業，2010年創新基地教學團隊被評為省級優秀教學團隊，《創建省級大學生科技創新示范基地的研究與實踐》獲得第六屆國家教學成果二等獎，2012年成為省級人才培養模式創新實驗區，2013年成功申報機械設計制造及其自動化中英合作辦學項目。2015年，機械工程實踐中心成為國家級實驗教學示范中心。
該學院現機械工程國家級實踐教學示范中心、機電集成技術省級大學生科技創新實踐基地、訓練中心等校內實訓基地，有35家校外實習合作基地，有1個技術開發研究所，為學生開展實驗實習、科技創新、工程訓練、創業實踐等活動提供了良好條件。 機械工程學院位于北華大學北校區，現有1個國家級特色本科專業，1個機械工程一級學科碩士點。有機電集成技術省級大學生科技創新實踐基地、機械工程省級實驗教學中心、省級工程訓練中心、機電集成技術（特種機器人）研究所，實訓基地總面積11000余平方米，設備總值3700余萬元。
該學院現有全日制在校生1449人，專任教師67人，其中教授10人、副教授26人，具有博士學位人員16人、碩士學位人員34人。博士生導師1人，碩士生導師10人。在讀博士16人，在讀博士后2人。博士生導師1人，碩士生導師12人。擁有全國優秀教師、教育部新世紀優秀人才支持計劃入選學者、吉林省拔尖創新人才等一批專家型學者。
機械工程一級學科是校級重點建設學科，設有機械制造及自動化、機械電子工程、機械設計及理論及車輛工程四個二級學科，有著較為穩定的研究方向：即特種機器人技術研究與應用、機電系統集成及自動化、數控機床與高速加工技術、工程車輛液力傳動技術研究與應用。其種機器人技術研究與應用方向在吉林省有著較為突出的優勢與特色。近五年，團隊成員共發表學術論文313篇，其中EI檢索105篇；承擔省部級以上科研項目30項，其中國家863項目2項、教育部新世紀優秀人才項目1項，完成橫向課題72項；獲國家專利22項，其中發明專利6項；獲國家級教學成果二等獎1項、省級成果獎4項。學院與韓國嶺南大學、英國提塞得大學、清華大學、哈爾濱工業大學等10余所國內外高校建立了人才聯合培養機制，與一汽集團、吉林江北機械制造有限公司等35家企業建立了密切的校企戰略聯盟合作關系。
該學院將理論教學、實踐教學、創新教育與科學研究融為一體，搭建了“一師多職”的特色團隊，形成了教師、學生融為一體、教學相長的師資隊伍成長模式。有教授5人、副教授20人，具有博士學位人員10人、碩士學位人員32人，碩士生導師6人。有吉林省長白山技能名師1人，吉林省教育系統優秀教育工作者1人。多名教師有日本、韓國、英國進修和交流經歷。
該學院研究氛圍濃厚，在科研促進教學、教學反哺科研方面取得了豐碩的成果。建設省精品課2門，省優秀課3門，校優秀課13門。近三年，共承擔教研項目60余項，其中省級8項；發表教研論文38篇；獲教學成果獎11項，其中國家級1項，省級5項。共承擔科研項目40余項，科研經費合計490萬元；獲吉林省科技進步二等獎1項、吉林市科技進步一等獎2項；獲國家專利27項。與哈爾濱工業大學、吉林大學、青島科技大學等高校建立了研究生聯合培養關系。
本著“時間上留有余地，空間上有足夠場所，機制上有充分自由度，管理上以學生為主體”的原則，學院創建了機電集成技術大學生科技創新基地。基地現有18個研究室，200余個工作位置。由綜合辦公室、研究室、研發基地和工程依托基地組成。基地功能豐富：大學生科技創新實踐平臺、大學生創業實踐平臺、青年教師業務素質培養平臺、科研項目執行及成果孵化平臺、行業企業的依托研發基地等。廣泛實施大學生“科研助理”、“實驗助理”、“教學助理”等模式，對學生實踐能力、創新能力、綜合素質培養起到了極大的促進作用，形成了以大學生創新能力培養為目標，以興趣驅動為手段，以項目攻關為紐帶，“教師與學生融為一體、不同年級、不同專業學生融為一體”的特色人才培養模式。
2003年以來，學生累計獲得各類獎項900余項，其中國際級10項、國家級37項、省部級247項。曾連續獲得第八、第九、第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎、第二、第四屆全國大學生機械創新設計大賽一等獎、第三屆全國青少年科技創新獎、第五、第八屆“挑戰杯”全國大學生創業計劃大賽銀獎、數學建模國際大賽二等獎等標志性成果，學科競賽成績處于吉林省領先水平。承擔國家級大學生創新創業訓練計劃項目57項，連續六次代表北華大學參加全國大學生創新創業論壇。機械類專業學生“能吃苦、上手快、業務精、后勁足”的優秀品質深受用人單位好評。
多年來，吉林省內外約有70多所高校，2000人參觀了創新基地和學院。《光明日報》、《中國教育報》、《文匯報》、《吉林日報》等主流媒體從不同角度和不同層面對我院教學改革的成果進行了專題報道。
