陳 紅 翟 紅 張國(guó)忠

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 湖北·武漢 430070）

第四次工業(yè)革命給制造方式帶來了深刻的變革，產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)與新業(yè)態(tài)的產(chǎn)生，對(duì)高等教育提出了新的挑戰(zhàn)，對(duì)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力提出了更高的要求。本文針對(duì)我校機(jī)械類專業(yè)在工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中存在的問題，從建立良好的師生關(guān)系、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、樹立工程實(shí)踐思想、在課程教學(xué)中開展實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)等方面闡述了開展工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑與方法。

1 傳統(tǒng)培養(yǎng)模式存在的不足

機(jī)械類專業(yè)是工程性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性極強(qiáng)的工科專業(yè)，傳統(tǒng)教學(xué)方法在工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)中存在諸多不足。主要體現(xiàn)在：

（1）教學(xué)過程單調(diào)，教學(xué)方法單一，以教師為中心，灌輸式授課為主，難以實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的課堂，學(xué)生厭學(xué)，上課注意力渙散，玩手機(jī)現(xiàn)象屢禁不止；重課內(nèi)、輕課外，重理論、輕實(shí)踐，學(xué)生缺乏主動(dòng)思辨和創(chuàng)新機(jī)會(huì)，缺乏技術(shù)原理的實(shí)際應(yīng)用和體驗(yàn)。

（2）從一年級(jí)的制圖、物理、高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課到二、三年級(jí)的力學(xué)類、機(jī)械設(shè)計(jì)類、機(jī)械制造類、機(jī)電類等專業(yè)基礎(chǔ)課，再到數(shù)控技術(shù)等專業(yè)課，各課程各自為政，彼此之間缺乏銜接，學(xué)生不知道為什么要學(xué)習(xí)該課程以及各課程之間存在什么樣的聯(lián)系，無法形成系統(tǒng)、完整的大工程觀。

（3）知識(shí)體系過于專門化，所學(xué)知識(shí)基本限于傳統(tǒng)機(jī)械學(xué)科領(lǐng)域，未能根據(jù)市場(chǎng)需求跨學(xué)科，知識(shí)結(jié)構(gòu)與市場(chǎng)需求不匹配；企業(yè)新技術(shù)、新工藝較少出現(xiàn)在課程教學(xué)中，教材陳舊，部分專業(yè)知識(shí)體系的發(fā)展甚至滯后于產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

（4）評(píng)價(jià)手段單一，重應(yīng)試、輕實(shí)踐和創(chuàng)新，缺少真正的過程評(píng)價(jià)。學(xué)生或高分低能，知道是什么，不知道怎么做；或?qū)λ鶎W(xué)課程不感興趣，掛科率高；或死記硬背、考完便忘。

培養(yǎng)的學(xué)生在綜合素質(zhì)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、工程創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力與實(shí)踐應(yīng)用能力等諸多方面與用人單位預(yù)期存在較大差距。因此，必須讓學(xué)生有的放矢、主動(dòng)地進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)以教為主（老師滿堂灌）向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變；以課堂為主（過分重課堂）向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變；以結(jié)果評(píng)價(jià)為主（過分重分?jǐn)?shù)）向結(jié)果、過程結(jié)合轉(zhuǎn)變。全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力，綜合訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)生全面運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。[1]

2 建立良好的師生關(guān)系

良好的師生關(guān)系是教學(xué)活動(dòng)正常進(jìn)行，教學(xué)目標(biāo)圓滿實(shí)現(xiàn)的保證。通過師生雙方情感上的愉悅，目標(biāo)上的認(rèn)同，營(yíng)造出一種心情舒暢、氣氛融洽的環(huán)境。這樣的環(huán)境有利于學(xué)生以良好的情緒積極主動(dòng)的配合教學(xué)需要，協(xié)同教學(xué)活動(dòng)。

2.1 將愛貫穿在整個(gè)教學(xué)中

教育是心靈的溝通，是情感交流的過程。陶行知曾說過，教育是愛的事業(yè)，是一種愛的感動(dòng)，也是一種愛的傳遞。當(dāng)教師抱著以學(xué)生為中心的觀念，全身心地關(guān)愛、幫助學(xué)生，讓學(xué)生感覺到溫暖、理解和包容時(shí)，教師才能贏得學(xué)生的信賴，學(xué)生才樂于接受教師傳遞的思想教育信息。這時(shí)，師愛就成了一種巨大的力量，引發(fā)學(xué)生的心靈共鳴和情感接納。有的學(xué)生說，我很喜歡這門課程，不是因?yàn)閮?nèi)容，是因?yàn)槔蠋煛?/p>

2.2 學(xué)會(huì)和學(xué)生相處

二十來歲的大學(xué)生正值青春期，血?dú)夥絼?，具有?qiáng)烈的獨(dú)立的思想意識(shí)，他們不喜歡教條式的灌輸和死板的教學(xué)模式，喜歡自主展示思想，因此，要建立和諧的師生關(guān)系，教師首先要理解學(xué)生的喜怒哀樂，理解學(xué)生人格尊嚴(yán)的需要；其次要相信學(xué)生，相信每個(gè)學(xué)生都能成才。教師不宜象對(duì)待中小學(xué)生那樣管理課堂，也不能一味地講大道理。而是應(yīng)該建立起相互信任的師生關(guān)系，和顏悅色、春風(fēng)化雨般地滋潤(rùn)學(xué)生的心田，讓學(xué)生感受到舒適、平等和尊重。如果教師抱著一種居高臨下的姿態(tài)，勢(shì)必引起學(xué)生的反感或距離感。此外，通過建立QQ群，加強(qiáng)課外的溝通和交流，有利于縮短師生距離并從各位方面引導(dǎo)學(xué)生。

教師的言行舉止會(huì)自覺或不自覺地影響學(xué)生，最容易成為學(xué)生效法的典范。因此，教師要以身作則，身正為范，用豐富的知識(shí)、高遠(yuǎn)的理想、認(rèn)真的敬業(yè)態(tài)度為學(xué)生樹立榜樣，始終以積極的心態(tài)傳播正能量，以自己的熱情感染學(xué)生，以自己的人格魅力贏得學(xué)生的尊重，進(jìn)而潛移默化地影響學(xué)生。

3 引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)

教學(xué)是一個(gè)教與學(xué)的雙邊活動(dòng)，需要師生的共同參與和實(shí)踐。因此要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，牢固樹立以學(xué)生為中心的思想，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，實(shí)施啟發(fā)式、討論式、研究式的教學(xué)，達(dá)到師生互動(dòng)，改變被動(dòng)的“要我學(xué)”為學(xué)生積極主動(dòng)參與式的“我要學(xué)”。將傳統(tǒng)“注入式”傳授變?yōu)樯鷦?dòng)有趣“自主探究式”教學(xué)，這種“合作學(xué)習(xí)、自主探究”的教學(xué)方式注重體現(xiàn)對(duì)學(xué)生的素質(zhì)教育，引導(dǎo)學(xué)生自主質(zhì)疑、自主反思，自主學(xué)習(xí)，逐步樹立合作探究意識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)在興趣，使學(xué)習(xí)在學(xué)生心目中成為一件快樂的事情，極大提高學(xué)生素質(zhì)和課堂效率。[2]在課堂教學(xué)中，怎樣實(shí)實(shí)在在地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)呢？

3.1 巧妙設(shè)問，適當(dāng)引導(dǎo)

大學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，如果忽視學(xué)生的感受，只顧自己埋頭講授，那么再好的教學(xué)內(nèi)容都是對(duì)牛彈琴。老師作為課堂的“主導(dǎo)”必須始終關(guān)注學(xué)生的反應(yīng)和感受，不斷嘗試調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，使師生之間達(dá)到真正的互動(dòng)，在師生共同參與中完成教學(xué)任務(wù)。[3]

學(xué)生的探究來自問題，進(jìn)行深入探究的動(dòng)力也來自對(duì)問題的興趣，因此，教學(xué)中，經(jīng)常采用設(shè)問的方式，注重在一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)問，盡可能將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，比如，“縫紉機(jī)為何有時(shí)會(huì)踩不動(dòng)了？”“當(dāng)踩不動(dòng)的時(shí)候，怎么辦？”引導(dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生活躍的思維指向探究的問題，鼓勵(lì)學(xué)生通過爭(zhēng)論、辯論展示自己的思維過程，發(fā)表自己的見解，引導(dǎo)學(xué)生思考出現(xiàn)差異的原因，這種探究式學(xué)習(xí)方式激發(fā)了學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的熱情，培養(yǎng)了他們從“實(shí)事”中求“是”的能力和科學(xué)態(tài)度，達(dá)到了理解、掌握所學(xué)知識(shí)的目的。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生的參與、合作意識(shí)

合作學(xué)習(xí)活動(dòng)要得以順利的持續(xù)下去，需要學(xué)生之間相互的配合支持。針對(duì)目前在校學(xué)生普遍不愿意參與教學(xué)活動(dòng)中的現(xiàn)狀采用口頭表揚(yáng)及獎(jiǎng)勵(lì)的方式，鼓勵(lì)乃至鼓動(dòng)學(xué)生勇敢站起來發(fā)表自己的意見、大膽表達(dá)。當(dāng)有同學(xué)積極回答問題時(shí)，給予平時(shí)加分或小禮物等獎(jiǎng)勵(lì)，這時(shí)候其他的同學(xué)都會(huì)投來羨慕的眼神，整個(gè)課堂氣氛就調(diào)動(dòng)起來了。

這種活動(dòng)注重的是學(xué)生自我表達(dá)能力和心理素質(zhì)的提高，讓他們敢于在公共場(chǎng)合表現(xiàn)自我。同時(shí)向?qū)W生傳輸積極配合別人也是一種善舉的理念，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表不同的觀點(diǎn)。在活動(dòng)中給學(xué)生更多的機(jī)會(huì)，使學(xué)生更合理地表現(xiàn)，就會(huì)喚醒那些無動(dòng)于衷、態(tài)度冷漠的學(xué)生。教師要善于發(fā)現(xiàn)深藏在每一個(gè)學(xué)生身上的寶貴財(cái)富，幫助學(xué)生克服畏難、羞澀情緒，使之不斷獲得提升與自信，不斷進(jìn)步，超越自我。

4 注重樹立工程實(shí)踐思想

機(jī)械類課程的綜合性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，它要求學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，更重要的是理解那些從工程實(shí)踐中得來的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，還要具備將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中去的能力。

4.1 強(qiáng)調(diào)知識(shí)的積累

做設(shè)計(jì)，積累是基礎(chǔ)。巧婦難為無米之炊，只有頭腦里裝滿了大量的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的各種運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的機(jī)構(gòu)實(shí)例，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的靈感才會(huì)信手拈來，靈感來自于平時(shí)中不斷積累。因此，布置學(xué)生觀看《日本科學(xué)技術(shù)專輯》《How it is made》等優(yōu)酷、百度視頻，這些專輯直觀地演示了農(nóng)業(yè)、工業(yè)、輕工業(yè)等行業(yè)中有關(guān)衣、食、住、行等上百種產(chǎn)品的加工制造過程。有利于了解加工制造流水線，有利于了解機(jī)械設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用。每天觀看一集，積少成多。

4.2 精心組織教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的組織上，重視培養(yǎng)動(dòng)態(tài)的、發(fā)展的、整體的科學(xué)思維方法，按照以實(shí)際應(yīng)用為載體，以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的總體原則，貫徹“機(jī)構(gòu)-結(jié)構(gòu)-系統(tǒng)-應(yīng)用”各環(huán)節(jié)的整體化設(shè)計(jì)理念，使學(xué)生對(duì)機(jī)械有一個(gè)完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，而非僅傳授孤立的知識(shí)點(diǎn)；重視工程意識(shí)的培養(yǎng)，將工程設(shè)計(jì)思想融入教學(xué)當(dāng)中，使學(xué)生了解一個(gè)產(chǎn)品是怎樣設(shè)計(jì)、制造出來的。

堅(jiān)持基礎(chǔ)理論與設(shè)計(jì)實(shí)踐緊密結(jié)合，把企業(yè)、行業(yè)的需求放在首位。不斷將新的概念、新的加工工藝和新的研究成果引入課堂，增加課堂信息量，引導(dǎo)學(xué)生涉足專業(yè)前沿。例如，經(jīng)常告誡學(xué)生，“一個(gè)好的機(jī)械設(shè)計(jì)師一定首先是一個(gè)好的工藝師，因?yàn)檫@直接關(guān)系到企業(yè)的切身利益”，強(qiáng)調(diào)工藝在機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要性。

將科研項(xiàng)目、各類學(xué)科競(jìng)賽中具有工程應(yīng)用背景的實(shí)際例子組織到教學(xué)中，把所要學(xué)的知識(shí)和工程實(shí)踐聯(lián)系起來，豐富課程內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法的理解,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和工程理念的培養(yǎng),同時(shí)也激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的熱愛，很多學(xué)生感嘆聽老師一講課才知道學(xué)機(jī)械是很有前途的。

4.3 教學(xué)手段多樣化

在課堂教學(xué)中，強(qiáng)化感知(具體)-概括(抽象)-應(yīng)用(實(shí)際)的認(rèn)識(shí)過程，使學(xué)生認(rèn)識(shí)活動(dòng)建立在具體感知的基礎(chǔ)上?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)”和“機(jī)械原理”中涉及到的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，理論知識(shí)比較抽象，單憑文字講解，很難理解。因此，設(shè)計(jì)教案時(shí)，盡量從學(xué)生的角度思考問題，盡可能采用圖像、動(dòng)畫、錄像剪輯等表達(dá)手段直觀地展現(xiàn)機(jī)構(gòu)或機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)、工作原理，然后概括出專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的途徑。通過刺激學(xué)生的視覺和聽覺，有效地喚起興趣、情緒和思維，而且便于學(xué)生深刻理解其中的原理，使抽象的知識(shí)變得生動(dòng)、具體起來。[4]

充分運(yùn)用雨課堂等教學(xué)軟件，在授課中間，穿插課堂測(cè)驗(yàn)，一方面鞏固所學(xué)知識(shí)，另一方面依靠雨課堂的課堂總結(jié)報(bào)告查看考勤，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，做為學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度的過程評(píng)價(jià)依據(jù)。雨課堂測(cè)驗(yàn)成績(jī)的即時(shí)排名極大促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和上課認(rèn)真聽講的注意力。

5 寓教于樂、創(chuàng)造實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)

象機(jī)械設(shè)計(jì)這種理論知識(shí)大多來自于長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)際中的經(jīng)驗(yàn)和約定俗成，一堆經(jīng)驗(yàn)公式、參數(shù)選擇的課程，兩節(jié)課聽下來，學(xué)生難免不覺得乏味、枯燥。因此，在課程教學(xué)中，注重講、練結(jié)合，努力尋找實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)以強(qiáng)化實(shí)際應(yīng)用，強(qiáng)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與創(chuàng)新思維的融合。

5.1 師生角色互換

選取一些教學(xué)章節(jié)布置給學(xué)生講解，本著自愿的原則讓學(xué)生確定要講的內(nèi)容，由學(xué)生自行收集素材資料，根據(jù)教材安排教學(xué)內(nèi)容，制作電子教案。事先規(guī)定好版面美化、清晰、盡可能以圖片和視頻的形式展示等電子教案的制作要求。課堂展示時(shí)，給予學(xué)生充分的自由。等學(xué)生講授完后，教師再根據(jù)學(xué)生授課的實(shí)際情況給予點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充。這種讓學(xué)生自己準(zhǔn)備授課內(nèi)容的方式，在學(xué)生看來非常新鮮，也愿意嘗試和積極投入。在這個(gè)過程中，學(xué)生必須先吃透相關(guān)知識(shí)，還要想辦法表達(dá)出來，這本身對(duì)他們就是一個(gè)綜合能力的鍛煉和培養(yǎng)。對(duì)于聽課的學(xué)生而言，也會(huì)因新奇而認(rèn)真聽講。

5.2 安排設(shè)計(jì)性大作業(yè)

在課程初期，要求學(xué)生以組為單位，分工協(xié)作，研究日常生活中常見諸如榨汁機(jī)、面條機(jī)等能夠?qū)崿F(xiàn)某種功能的機(jī)械裝置的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用；也可以選擇一些行業(yè)、企業(yè)的技術(shù)難題作為項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行研究，開展機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和三維仿真圖。在課程末期用PPT展示講解。這個(gè)環(huán)節(jié)不僅能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，還有助于學(xué)生對(duì)機(jī)械行業(yè)的某一領(lǐng)域形成一個(gè)比較系統(tǒng)和全面的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生掌握設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)思維，培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)用知識(shí)解決工程實(shí)際問題的應(yīng)用能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

5.3 撰寫小論文

選取機(jī)械相關(guān)領(lǐng)域的十多個(gè)主題（如果園除草機(jī)、機(jī)器人等），布置給學(xué)生，學(xué)生自主查找文獻(xiàn)資料，最后完成一篇不少于3000字的文獻(xiàn)綜述。通過這個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生了解相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)學(xué)習(xí)論文寫作格式，提高論文寫作水平。

6 結(jié)語

實(shí)踐證明，豐富多變的教學(xué)模式能大大提高自主學(xué)習(xí)方式的效力。教師在教學(xué)中應(yīng)創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)科學(xué)、靈活多樣的教學(xué)方法，在教與學(xué)中營(yíng)造一個(gè)寬松的課堂氣氛，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生開闊創(chuàng)新思維，提高整體素質(zhì)。當(dāng)然在課程改革不斷深入的今天，高等教育要走的路還很長(zhǎng)。