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以创建精品本科为目标的机械创新课程体系构建
上海理工大学机械工程学院 王新华 陈彩凤
[摘要] 本文针对以创建精品本科为目标的机械创新课程体系进行了深入的研究与探索，以上海市和上海理工大学精品本科建设为契机，紧密结合“机械设计制造及其自动化专业”的创新创业课程及实践的实际教学要求，集中机械工程学院的“工程型、创新性、国际化”优质资源，探讨“以培养精品本科为目标的机械创新课程体系构建”的途径和措施。[关键词] 机械创新 课程体系 探讨
一、引言
精品本科建设是高校教学改革的重中之重，也是“十二五”期间上海理工大学进行内涵建设的核心任务。打造精品本科教育，培养卓越创新人才是当今社会的需求，也是国家实现“大众创新，大众创业”的关键所在。打造精品本科要做到六个“精”，即“精良厚德的师资队伍、精确卓越的培养方案、精彩丰富的课程体系、精密完善的教学设施、精细严谨的教学管理、精致实用的人才产品”。其中精彩丰富的课程体系建设尤关重要，通过创新型的课程体系构建，淘汰不合时宜的传统课程体系，营造崭新的课堂氛围，激发学生的学习积极性，让学生重新回到课堂，真正做到学有所长、学有所用。当然，精品本科建设不可能一蹴而就，其课程体系的建设需要不断摸索、不断完善，本文针对机械创新课程体系的构建，结合作者多年来从事机械创新设计课程教学和指导大学生创新项目的实际体会，谈谈机械创新课程体系建设的途径和措施。
二、机械创新设计实践课程教学的思路和实施
（一）颠覆传统教学模式，实现师生角色转换
传统的教学模式以教师讲授为主，学生被动接受知识，即使有互动也是以教师讲解的概念为主题，对学生的吸引力不大。对于以理论为主的课程来说，这种教学模式无可挑剔，只要教师在课堂上能把握课程主线，结合学生的互动以及课后作业的巩固，完全能够实现教学目标要求。然而，对于以创新为灵魂的机械创新实践课程来说，这种教学模式很难激发学生的创新思维，更谈不上培养学生的创新能力和实际设计能力。
为适应精品本科建设和卓越工程师的培养目标，我校将大学生创新能力的培养作为工程类大学生的首要目标，机械工程学院为此增加了很多与创新设计有关的课程，对大学生选课与培养目标进行导向，选拔有经验的指导教师进行授课与指导，获得了可喜的教学成果。
机械创新设计实践课程首先由学生自由结合组成小组，按照指导教师布臵的选题方向进行选题，由小组组长负责组织小组成员讨论，确定设计方案与设计思路，并做成PPT进行小组汇报。指导教师针对每个小组的汇报进行实时点评，给出指导意见，其他小组的同学也可以进行提问并给出自己的见解与意见。这样的授课模式让学生站上了讲台，教师坐在了观众席。一方面，学生上课前必须进行认真讨论和精心准备，调动了学生的主观能动性和创新设计意识，所有的创新设计方案都来自小组成员而非教师的讲授，真正发挥了每个同学的灵感和智慧，在设计过程中会产生很多奇思妙想，从而呈现出很多优秀作品，这仅仅靠指导教师的思维是很难实现的；另一方面，这种教学模式也真正能够将每个学生融入到课程的教学环节中，上课教师不再需要点名，学生会自觉地走进课堂，否则将会令自己很难融入到自己的设计小组，当然自己创新、自己设计的产品必然会吸引学生投入自己的时间和精力。
通过学生每堂课的讲解与指导教师的讲评，学生的创新设计不断得到完善，最终形成完整的设计方案和设计图纸，小组成员分工严密，各自发挥自己的特长，当然也可以从小组其他成员学习自己缺乏的知识，锻炼了协作能力与集体意识。
（二）设计工程师走向课堂，实现理论与实际相结合 机械创新设计方案完成后，下一步工作就是进行产品的详细设计与零部件绘图，而这恰恰是很多指导教师和学生的短板，产品设计完成后需要通过加工和装配来实现产品的功能。以前很多创新作品拿到工厂以后会发现很多作品是没有办法生产出来的，有些作品虽然可以生产出来，但同学的设计图纸很不规范，对公差和工艺了解不够，让工人无法进行加工。图纸不能反应出设计意图，还需要学生现场说明，大大影响了创新作品的设计与加工进度。
为此，学院聘请了企业有经验的设计工程师走向课堂，在方案讨论阶段就融入到创新作品的设计过程中，及时发现问题，及早进行解决，以避免后期作品无法进行生产的弊端；另外，设计工程师结合实际产品的生产与加工要求，对学生进行加工工艺知识的指导与培训，让学生真正了解到设计图纸就是工程师的语言，是指导加工的技术文件，并对图纸的规范进行示范，将大学生的理论设计与生产实践真正得结合起来，大大提高了设计效率，也锻炼了大学生的实践能力。
（三）学生走向车间，培养学生动手能力
机械创新设计实践课程也让学生走向了车间，真正见识到自己创新作品的实现过程，增强了对产品设计的感性认识。机械产品理论设计和实际产品的制造以前是脱节的，学生对产品设计仅仅停留在图纸阶段，至于产品是怎样生产出来的缺乏必要的了解与认识。有的同学看到自己的作品实物，很难与自己的设计联系起来，有的虽然按设计理论设计出图纸，但产品到底如何制造却一无所知，当然会造成理论设计与生产加工的不匹配现象。
针对这种想象，学院与多家制造企业建立了产学研联合培养基地，企业为大学生创新作品的制作提供了加工设备与场所，使得大学生可以从课堂走向车间，自己动手加工制作自己的设计作品。为了让学生顺利进入角色，企业专门配备了经验丰富的设计工程师实时进行指导。这样，学生根据自己设计的图纸在工程师的指导下进行工艺流程规划，编制零部件的加工工艺工序卡片，完成零部件的加工；然后根据装配图纸编制装配工艺卡片，进行零部件的装配；最后完成创新作品的制作。在车间中大学生真正了解了产品加工制作的过程，学习了零部件材料的选择应该与生产实践相适应，加工方法与刀具的选择应该与现有的设备相匹配，公差配合应该符合现有的制造工艺水平，这些都是理论课程上无法学习到的知识。
（四）建立课程网站，以创新案例教学
机械创新设计实践课程注重创新能力与创新思维，而创新能力的培养离不开创新理论的指导和实际创新产品的启发与借鉴。为方便指导教师与学生的互动交流，学院建立了创新课程网站，开辟了互联网教学平台。网站建立了创新课程培养大纲、培养目标、创新理论课件；创立了创新案例库，将前期学生获奖作品制作成案例，添加到案例库中，供学生创新学习与参考；搭建了教师与学生的互动交流平台，进行互联网指导与讨论。
另外，学院还和易班建立了校外互联网教学资源创新平台，目前该平台正在实施之中。这样学生可以登录易班的创新教学平台，完成创新理论学习以及同学之间、师生之间的交互，大大促进了创新设计效率，提高产品设计质量。
（五）课程考核淡化知识考核，注重创新能力测试
机械创新设计实践课程是以创新能力培养与实际应用为核心的实践类课程，必须对传统的考核方式进行改革，突出创新能力与应用能力的测评。怎么做到这一点呢，当然要追踪整个创新设计的过程，在平时小组答辩与讨论时就将学生的表现进行记录考评，整个考核是在创新设计过程中完成的，而不是靠最后一次的作品评估与答辩进行评分。这样的考核可以全面评估学生的综合创新能力与实际表现能力，可以做到真正的公平、公正。
机械创新设计实践课程是以项目为载体、创新为手段、产品实现为目标的一门课程，其评估标准应该贯穿于创新设计过程中，对每个环节进行综合测试，客地对每个学生进行实时追踪和考核，全面地评估其能力。在实际操作中，将考核分成三部分：第一部分对学生综合创新能力考核，这主要依据平时的小组答辩与方案讨论，结合产品的实际制作过程。这部分可以充分衡量学生的创新与应用能力；第二部分对学生的参与度进行考核，这主要依据小组分工与工作量的大小、难易程度来衡量。这部分分数由小组组长给定，并经小组讨论修改后确定；第三部分对学生作品的质量进行考核，主要依据参加大赛获奖情况与评委的打分来决定。
三.总结
综上所述，机械创新设计实践课程的教学必须进行创新，采取多种灵活多变的教学模式，废除一刀切的教学理念，形成一套完善的创新理念和方法，以提高课程的教学效果。本文以创新项目为载体、以学生为主体、以企业为基地建立了完整的创新课程教学体系，该体系的形成必然会促进创新理论与实践的完美结合，拓展大学生的创新意识与创新思维，锻炼其机械产品的实际设计能力与综合素质，真正实现学有所成、学有所用，为学校精品本科建设提供一套学以致用的教学途径。
[参考文献] [1] 王新华主编《机械设计基础》化学工业出版社2015年1月 [2] 2014年8月 [3] 邱宣怀 主编《机械设计》高等教育出版社1997年07月
[4] 黄胜伟 主编《计算机辅助设计（CAD）》科学出版社 2002年
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本文的研究受到（1）上海理工大学“以创建精品本科为目标的机械创新课程体系构建”（2015-JPBKY-011）精品本科课程建设项目的资助
作者：王新华，男，出生于1969年9月，上海理工大学机械工程学院教师，工学硕士，研究方向机械设计及理论，发表科研论文数十篇。
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