探讨教学方法教学策略与革新能力培养

摘要：在机械制造基础课程中，以工艺问题为核心，从激发学习兴趣、鼓励和引导思考与想象、加强分析与总结、注重理论实践结合等多个方面培养学生解决实际问题的能力和创新能力。
关键词：机械制造基础；教学方法；创新能力
1674-9324（2013）22-0027-02
提高大学生科学素质，培养大学生的创新能力，造就大量的创新型人才，是21世纪科学技术发展对现代高等教育提出的必然要求，也为教育方法、教育模式、教育内容的改革提出了新的课题。“创新”已成为当前社会最流行的词汇之一。创新包括多个方面，除科技创新外，还有产品创新、经济组织创新、生产方式创新、经营方式创新、管理创新、服务创新等等。一项创新的价值取决于能为社会带来多大的贡献，而不在于它是简单或复杂、高科技或者无科技含量，因此创新比人们想象的要容易，关键在于是否愿意创新和是否有创新能力。创新能力的培养是一个综合性的任务，并不是某一门课程或某次实习就能解决，它贯穿于大学学习阶段的每一个环节。作为工科专业基础性、技术性和实践性极强的机械制造基础系列课程自然是首当其冲，在此背景下，我们积极探索，逐步形成了“激发学习兴趣，鼓励思考与想象，加强引导、分析与总结，注重理论实践结合”的教学方法，提高了教学效果，使学生的实践和创新能力得到了初步训练，为进一步提高打下了良好的基础。

一、激发学习兴趣

激发学习兴趣，使学生由被动接受转为主动汲取知识，可以取得事半功倍的教学效果，也是教好机械制造基础课程的首要问题，从第一节课开始，就要从以下几个方面给学生留下十分深刻的印象。
1.目标是动力之源。首先使学生认识学习机械制造基础课程的意义和目的，阐明课程的特点、内容、结构、任务、作用和学习方法，通过对机械从材料、毛坯到零件、产品过程的讲解和制造技术发展过程的介绍，使学生对本课程有一个清晰和全面的认识，树立明确的学习目标。
2.有压力才更有动力。将迟到、早退、无故缺席等不良现象与最终成绩挂钩，练习缺交和抄袭将降低成绩等次或成绩为零，使学生明确感到必须认真对待这门课程的学习才能顺利通过的压力。
3.反面事例往往能给人极为深刻的印象。结合学生所学专业可以举出一些实际例子，如给机械专业举出齿轮热处理不当引起崩齿、断齿事故造成经济损失的例子，给材料专业举出焊接不当引起起重机倒塌造成人员伤亡的例子，使学生从种种事故中得到深刻的警醒。
4.不断的提问可引起不断的思考。如在课程开始时就提出这样一个问题悬念：某哑铃生产厂要改进产品，提高市场占有率，可以采取哪一些措施？这个问题可以贯穿始终，使学习内容有机地联系起来，让学生不断的思考。

二、鼓励和引导思考与想象

丰富的思维和想象能力是创新能力的源泉，如何培养思维和想象能力是我们面临的又一个问题。
在教学实践过程中，我们认为不断的鼓励和引导思考与想象是培养创新能力的重要途径。如在课程进行到一定程度后，又提出上述哑铃产品问题，让学生自由和大胆地思考和想象，学生们就有了各种各样的设计。如选材上有铸铁、钢、铜、铝、镁，甚至有选银、金的，结构上有铸造整体式、圆头配重杠铃式、方头配重杠铃式、卡通形配重杠铃式，还有表面喷塑、表面电镀，采用曲线塑料套握把或曲线钢握把形状更便于手握等，有的同学在使用功能上增加记数功能、增加血压计、心跳脉搏监控装置等许多具有开放性和创意性的设计。在选定材料和结构的同时同学们还设计了各种不同的制造工艺，课程中涉及到的铸造、锻压、焊接、车削加工、铣刨加工、电火花加工、仿形加工等方法都有人选用。
可以发现，当学生的思维真正开动以后，他们的想象力和创新潜力是极其丰富的。尽管有一些设计是稚拙的或不合理的，如选材铝、镁、银、金，采用仿形加工等，任课教师也要给予充分的肯定：在理论上是成立的，在技术上也是完全可行的。教师的肯定和鼓励是对学生思考和设计成果的最好回报，过多的否定和打击会使学生对自己的能力产生怀疑，只愿被动接受而不愿主动思考。只有在不断的引导和鼓励中，才能使学生对自己的思维、想象和设计能力建立充分的信心，让他们愿意去想、去思考，得到足够的思维拓展训练。

三、加强分析与总结

思维能力与创新能力的最大差别在于：思维可以不加限制、不拘泥、大胆地和自由地发挥，结果不一定要求合理，而创新则要求结果必须是合理的。分析和总结实际上就是引导学生对自己的思维和设计成果有更进一步的认识，对其中的合理和不合理之处有充分的了解，使之成为真正的创新设计，也是对课程内容的深化和回顾。如前述问题，我们将其归结为以下几个方面。
1.常规设计。哑铃常规设计为整体式结构，两端为圆头或六方头配重，中间为握把，材料为铸铁或铸钢，制造方法为砂型铸造。常规设计也可以改进，如提高内在质量和表面质量、改进工艺方法、提高使用舒适度等，教师可引导学生作更深入和全面的分析。
2.创新设计。可以将学生的设计归结为几个方面的创新：改进传统材料和结构的设计创新；改进表面质量的质量创新；改进制造方法的工艺创新；以及在舒适性、使用性、功能性等方面的创新。通过分析使学生知道铝、镁合金密度太低不宜选用，银和金太高也不宜选用（当然也不排除部分客户有此需求），铸铁、钢在各方面较适合哑铃的主要用途。铸铁件、铸钢件、锻钢件都可以用刷油漆或喷塑料来改善表面质量，而如果要电镀则必须先降低表面粗糙度等。如有一个学生设计为曲线钢握把、圆头配重块的杠铃式结构；圆头配重块选用车削加工，曲线钢握把选用仿形或数控加工。所设计的结构新颖、实用，具有创新性，但从工艺分析可知曲线钢握把仿形或数控加工的效率低、成本高，是不合理的选择。有同学又提出采用铸造方法，进一步分析可知，铸造件表面粗糙且存在披缝，须后续打磨，同样效率低、成本也不低。熔模铸造质量可以满足要求但成本较高。结合已学过的内容，经过多种工艺、多方面的技术经济分析，同学们将曲线钢握把改为组合式握把：杆状钢芯（可以车削加工）外面套曲线形塑料套（可以用塑料模生产），满足了各方面的要求。通过分析与总结，引导学生对各种具有创意性的思维和想象去粗取精、去伪存真，从而获得具有真正价值的创新设计。
3.注重理论实践结合。机械制造基础课程的最大特点是与实践的联系紧密，教学时尽量多地使用模型、图纸、实物、幻灯、电教片等各种手段，而且已将它们综合做成多媒体课程，使一些用语言较难表达的教学内容能够生动具体地展现在学生面前，获得较好的教学效果。利用大多数学生已完成机械制造基础实习的有利条件，引导学生对同一问题进行多向分析，如同样是哑铃，铸造可以怎样做？锻造可以怎样做？焊接可以怎样做？可以采用哪些切削加工方法？可以采用哪些特种加工方法？结合具体问题的多向分析能锻炼和提高实践与创新能力。
与综合性和创新性实验结合，充分利用实验摘自：论文查重www.618jyw.com
室条件，让学生自己设计产品，自己选择合适的制造工艺，通过实验完成产品制造，较好地培养学生的实际动手能力和创新能力。
作者简介：胡建华（1966-），男，博士，副教授，武汉理工大学材料学院，从事材料成形与控制工程方面的教学与科研工作。