在机械原理教学中创新思维的培养

一、前言

“机械原理”是工科院校机械类专业的一门重要的技术基础课，它在整个专业教学计划中起着承前启后的作用。它既有丰富的基础理论，又有一定的工程知识，而且包括着应用基础理论知识解决工程实际问题的一系列独特方法。它不仅提供了分析机械的基本原理与方法，而且还可以利用这些原理和方法来创造、设计新的机器。但它既不能代替专业课来讲述一部完整的机器设计过程，也不能像理论基础课那样强调其理论严密性、完整性与抽象性。机械原理研究的问题本身都是工程实际问题，它直接为生产实践服务。在“机械原理”课程教学中只有密切联系实际，才能激发学生的学习兴趣，增强其对机构及机器的研究与分析能力，最终提高学生设计与开拓创新的能力，以达到提高学生的整体素质的目的。

二、创新思维与教育培养

创新思维与一般思维的不同点主要在于它具有新颖性、独创性及突破性。创新思维是一种很复杂的思维活动，它具有两个特征：它是逻辑思维与非逻辑思维（形象思维、直觉、顿悟、灵感）的统一；是扩散思维和集中思维的统一。创新是通过抽象和概括反映事物的本质与规律的思维活动，然而伴随着这种思维往往有强烈的探索动机，经历存疑、假设、推理、顿悟和验证的各个阶段，最后达到对事物的进一步认识，而解决以前没有解决的问题或获得以前没有的某种新事物，因而表现出创新性。

创新是选择，突破与重新构思三个过程的结合，创新不是无中生有，而是有其生长点，或是从现有机构中进行研究、摸索、通过分析、类比选择出基本雏形，或是以设计者的创新构思作为创新生长点，进行突破与重新构思，实现创新设计。由于创新比较接近推展、衍生的，是建立在从前现存成果上的，因而对于高等教育者，培养学生的创新思维则具有较好可操作性。

现代教育存在的问题之一是，教育者往往将教授的内容讲解得详细而贴切，但学生仍是遇事问而不思，最终导致课堂“填鸭”的大部分知识将会在很短的时间内被遗忘。实际上，引导学生进行主动的创新思维过程，就是使学生扎实掌握事物的本质和基本规律的过程。如果现代教育者能够重视这一过程，那么学生所学到的知识将不再是僵化而机械的。他们将很快能够领会、掌握事物的实质，进而在这一知识领域举一反三，游刃有余。

三、课程教学与创新思维培养

要想培养与训练学生的创新能力，首先，教育者要抛弃把所有的知识都要在课堂上灌输给学生的想法，“授人以鱼，不如授人以渔”。机械学的有关知识越来越多，越来越新，教育者要想把所有的知识都教给学生，这是非常不现实的，只有通过启发、诱导和提示，激发学生的兴趣和热情，培养学生主动独立思考的意识和能力，这样才能够教给他们真正的知识和技能。第二，一定要避免孤立的讲解各章节的内容，教育可通过归纳、比较各部分内容使知识成为一个有机整体，更易于掌握巩固。第三，向学生介绍一些创新思维方法，并结合课程的有关内容，训练学生的创新思维，鼓励学生减少思维“约束”，增大思维“自由度”，把传授知识与培养优良的思维品质结合起来。第四，教育者要紧跟现代机械的发展方向，随时注意发展前沿的新热点，不断充实和丰富教学内容，寻找激发学生兴趣的新观念、新事物、开发学生的机械创新思路。在教学实践中，这些尝试都取得了较好的效果。

四、采用多维一体教学手段，激发学生创造性思维，开阔学生思路

在教学手段方面，运用实物、模型、录像、参观工厂、CAI课件、网络课堂等多维一体的教学平台，调动学生的学习兴趣，营造积极向上的学习氛围。同时，还应建立机械原理课程的多媒体专用教室，配置机械模型系列陈列专柜。这样学生课堂上认真听讲，课下自己动手操作，使学生有现场操作的体验，增加了课堂教学的信息量，提高了教学质量，激发了学生创造性的思维。

在所有机构讲授完后，通过对各种机构进行综合性的比较、总结、并且诱导学生进行机构的组合设计。如在讲到串联组合方式时，前置子机构若为连杆机构，引导学生思考后置机构有哪些，学生自然想到学过的连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、棘轮机构。在课堂上拆卸一些玩具，让学生看到其原理，使学生恍然大悟，原来认为“深不可测”的玩具，居然都是用机构原理中一些简单机构组合成的。如由凸轮机构组成的小熊打鼓，曲柄摇杆机构组成的蜻蜓扑动翅膀，曲柄摇杆组成的电动飞马等，开阔学生的思维。

五、加强实践环节，注重学生综合能力的培养

1.加强实验课环节

机械原理实验课是重要的实践环节。总的课时虽然减少了，但实验课不应削弱。通过学生亲自做实验，不但加强了学生对机械的感性知识，加深了对基础概念的理解，体验到用理论联系实际的学生方法，而且培养了学生运用实验方法研究机械的能力，提高了学生动手和解决问题的能力。

2.加强习题讨论课环节，注意引导学生掌握正确的学习方法

机械原理课是工科学生掌握机械类工程学科学习方法的“开山石”，其学习内容，方法和要求均与基础课不同，死记硬背和套用公式的习惯性方法已完全不适用。习题讨论课是结合典型题目以讨论为主来进行做题。所谓讨论，就是教师根据学生在学习该章节时暴露出来的问题，加以归纳、整理以提问的方式让学生来回答，而且大量的问题由学生之间相互进行讨论。教师要结合题目准备好问题，启发学生自觉发言从中抓住症结所在进行分析讨论。通过习题讨论课可引导学生积极思维、主动分析、开发思维，以培养学生举一反三、触类旁通的能力。

3.加强课程设计环节

课程设计是本课程教学的最后一个环节，也是最重要的一个环节。通过做课程设计学生除了加深巩固和综合应用所学的理论知识外，还能使学生受到确定运动方案的初步训练，进一步提高使用技术资料、运算、绘图及应用计算机的能力。课程设计应以开发学生智能为主，强调机械系统的运动方案确定，机械运动方案的设计是整个设计过程中培养学生创造性设计能力和独立工作能力的关键性环节，它把课堂教学中学到的各自成章、彼此孤立的各种机构根据其不同点和应用场合有机地综合运用于具体设计中去，从根本上培养锻炼了学生从全局的观点综合考虑设计问题的能力。

六、结束语

从近几年的教学实践中，我们深切体会到重视培养与训练学生的创新思维，可使教学更加生动、富有启发性、并且有利于学生理解和掌握课程内容，提高学生分析问题、解决问题的能力、充分调动学生的主动性。学生中的确蕴藏着巨大的创新潜力。他们朝气蓬勃，思维不受条件的约束，容易产生创新的火花，关键是要在一种宽松和谐的教学环境中，积极调动学生学习的积极性和创造性，拓宽学生的知识面，将课堂教学、创新理论和实践有机的结合起来，学生才可能发挥创新能力，开发出一流的产品，服务于社会。

（作者单位：陕西国防工业职业技术学院）