基于机械创新大赛的机械工程训练教学模式改革研究
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）01C-
0025-02
随着科学技术的迅速发展和教育改革的不断深入，为适应工业界对创造能力强、素质高的工程技术人才的迫切需要，我国高等教育正在逐步实现由传统的应试教育向现代的综合创新型素质教育转化。创新能力其实是一种综合素质的表现，不仅需要相关的专业工程基础和一定的人文素养，还需要丰富的工程实践经验、创造力和与他人协作的能力，创新教育是高层次的素质教育。
因此，高等院校都很重视学生创新能力的培养，但怎样培养、如何培养却没有形成一种较为有效可行的长效机制。目前许多高校都借助机械创新大赛这个平台来鼓励和支持学生进行创新设计，如全国大学生机械创新大赛、全国大学生综合技能大赛、中南地区大学生机械创新大赛、广西区大学生机械创新大赛等。但在实际操作时，由于缺乏教师必要的指导，学生对创新方法没有概念，缺乏研究实际设计案例的经验，最终导致创新设计行为具有很大的盲目性。其实，不加任何指导地放手让学生去做并不是创新教育，真正的创新教育是需要一个教学体系作支撑的，并且应该有相应的教学模式与之匹配。这种教学体系应包括创新方法、现代设计方法、现代加工方法、创新案例等一系列因素。为了适应创新教育需要，我们把机械类专业学生的金工实习的教学内容、教学方法、教学模式都进行了改革，同时把金工实习的课程名称也改为机械工程训练。
一、改革的主要内容和目标
（一）建立“基础训练+目标训练”的教学新模式
机械类专业机械工程训练的传统教学模式是：实习时间一般为连续3～5周（我校实习时间为4周），在实习时间内对学生进行车、铣、刨、磨、钳、铸造、焊接、数控车、数控铣、数控电火花线切割、加工中心等机械制造工艺的训练。这种实习模式对学生学习工艺知识、提高动手能力具有一定的作用，学生实习完后，对各种机床的操作有一定的掌握，但对产品从设计到加工，再到装配调试的整个流程却一无所知，这样不利于学生培养工程实践能力，增强创新精神和创新能力。
为了让学生掌握机械产品从设计到加工，再到装配调试的整个流程，只有让他们亲自参与产品的设计制造，通过亲身体会，培养工程实践能力，增强创新精神和创新能力。为了达到这样的教学目标，我们把4周的实训时间分成两部分。第一部分为基础训练阶段，共3周时间，主要对学生进行传统的车、铣、刨、磨、钳、铸造、焊接、数控车、数控铣、数控电火花线切割、加工中心等机械制造工艺方面的训练，通过实训，让学生理解机械制造的工艺基础知识，提高学生的动手能力。第二部分为工程目标训练阶段，时间为1周，为了保证学生有足够的时间来完成实训内容，实训结束后中心实行开放管理。在这个阶段，让学生分组自己设计加工制作一件具有一定功能的作品，作品可以是机械产品，也可以是具有一定功能的部件，要求每个学生都必须参与。通过实训，让学生了解机械产品从设计到加工，再到装配调试的整个流程，培养学生的工程实践能力，增强他们的创新精神和创新能力，为学生参加各类机械创新大赛打下基础。
这种“基础训练+目标训练”的教学模式，打破了传统的金工实习“以教师为中心”的教学观念，转变为“以教师为主导、学生为主体”的教学观念，提高了学生实习的积极性、创造性和团结协作精神。
（二）结合大赛内容，建立目标训练项目库
学生在目标训练的过程当中，能自己设计项目并加工出来，固然很好，但我们在教学改革的过程中发现，大二的学生由于知识面较窄，大部分同学要想设计出创新的作品还是有一定的困难，设计的作品往往过于简单，诸如简单风扇、抽水机之类，达不到工程训练的目的。因此，有必要建立一个目标训练项目库，给学生提供借鉴和参考。
在目标训练过程中，首先要求学生自己设计项目，对于基础不是太好的同学，可以给他们项目库里原有项目的3D图，再要求学生根据3D图设计出装配图和零件图。项目的来源以历届机械创新大赛的内容为主，并引进企业的产品和功能部件，将学生的实训与各类机械创新大赛和企业的实际生产结合起来，为学生以后的工作打下基础。只有这样，学生设计加工出来的作品，才具有一定的技术含量，满足学生在实训过程中的教学需要，取得较好的教学效果。同时，通过目标训练，学生对传统的车、铣、刨、磨、钳、铸造、焊接、数控车、数控铣、数控电火花线切割、加工中心等机械制造工艺会有更进一步的理解和掌握。
（三）建立科学的成绩考核评价体系
学生成绩考核评价方式要适应教学改革的变化，考核评价应引导学生发展全面的素质能力、创新精神，成绩评定对学生起激励引导作用。考核内容包括应知应会、技能操作、图纸和工艺设计、装配调试、成本核算等内容，其中基础训练占60%，主要包括应知应会和技能操作等内容，由指导老师直接评定；目标训练占40%，主要包括图纸和工艺设计、装配调试以及成本核算等内容，考核方式可以形式多样，如作品展示、答辩等。
二、改革效果
机械工程训练是我校机械制造及其自动化、机械电子工程、模具、材料成型等4个专业的实践环节。通过教学改革，将教学内容与各类机械创新大赛结合起来，既能取得较好的教学效果，又能提高学生学习的积极性，学生在近几年的各类机械创新大赛中取得了较好的成绩：在全国机械创新大赛和大学生工程训练综合能力竞赛中获得二等奖3次，三等奖1次；在广西高校大学生创新设计与制作大赛和全国大学生机械创新设计大赛广西赛区中获得一等奖10次，二等奖9次，三等奖6次；在中南地区港澳特区大学生机械设计与制造创新赛中获得二等奖3次，三等奖2次。
通过上述教学改革，我们取得了较好的教学效果，通过工程实训，学生的三种能力得到了提高。
一是学生的工程实践能力得到了提高，学生经过贴近实际工程的工程实训，对实际工程的整个工艺流程有了亲身的体会，包括产品的设计、制造、安装、调试等。
二是学生的创新能力得到了提高，学生在工程实训过程中，充分发挥自己的想象力，设计制造出各种不同功能、不同外形的作品，如消防车、装卸车、遥控车等。
三是学生的团结协作能力得到了提高，在工程实训的过程中，我们把学生分成若干个小组，每组5～6人，共同完成一个作品，在作品设计制作过程中，学生自己分工负责，相互配合，互相学习，团结协作能力得到了培养。正如一个同学在实训后的心得体会中写道：“团结力量：做任何一件事必须有一个强有力的团队支持，相信团队的力量、利用团队的力量比孤军奋战更有效。”
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