綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)三維設(shè)計課程改革實踐

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［關(guān)鍵詞］綜合創(chuàng)新能力;三維設(shè)計;課程改革;研究

21世紀(jì)是信息爆炸的知識經(jīng)濟(jì)時代，隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高素質(zhì)創(chuàng)新型人才成為我國面對激烈的國際競爭的核心競爭力。大學(xué)生是祖國的希望，民族的未來，大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。伴隨著機(jī)械行業(yè)迅猛發(fā)展，機(jī)械類專業(yè)人才的教育培養(yǎng)將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。機(jī)械類大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力既包括民族意識、工程意識，還包括經(jīng)濟(jì)意識，同時大學(xué)生還要學(xué)會處理好人與社會、人與自然、自身發(fā)展與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系，因此，加強(qiáng)大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要途徑。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，三維建模技術(shù)在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，已成為機(jī)械專業(yè)學(xué)生必須掌握的基本技術(shù)之一。三維建模課程早已成為機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課程的重要組成部分，其所涉及的相關(guān)知識較多，如工程材料、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等學(xué)科知識。通過課程學(xué)習(xí)，從而保證培養(yǎng)及提高學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力目標(biāo)的實現(xiàn)，使學(xué)生能夠具備運(yùn)用三維計算機(jī)設(shè)計軟件進(jìn)行實際設(shè)計問題的能力。結(jié)合目前三維設(shè)計課程的教學(xué)情況，如何深化教學(xué)改革，以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)，激活師生活力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識;如何整合現(xiàn)有學(xué)校資源，充分發(fā)揮三維設(shè)計課程激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新精神的作用;如何引導(dǎo)學(xué)生通過積極參與實踐活動，認(rèn)識社會、了解國情，進(jìn)而增強(qiáng)社會責(zé)任感和使命感;如何鼓勵學(xué)生積極參加學(xué)科競賽，在學(xué)科競賽中培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力，這些方方面面都是三維設(shè)計課程發(fā)揮作用的動力和源泉，是當(dāng)前高校在三維設(shè)計課程改革中應(yīng)該思考的問題。

一、構(gòu)建“學(xué)研踐創(chuàng)”綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

“學(xué)研踐創(chuàng)”四位一體的綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系建立，旨在提高我校機(jī)械類大學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，促進(jìn)機(jī)械類專業(yè)持續(xù)發(fā)展。圍繞提高大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)，以創(chuàng)新教學(xué)為基礎(chǔ)，以實踐研究為促進(jìn)，以學(xué)科競賽為推動，以綜合創(chuàng)新為提升，構(gòu)建“學(xué)、研、踐、創(chuàng)”四位一體的機(jī)械類學(xué)生綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，具體包括建立“以學(xué)啟創(chuàng)”———創(chuàng)新教學(xué)培養(yǎng)模式、“以研推創(chuàng)”———鍛煉培養(yǎng)機(jī)制、“以踐促創(chuàng)”———競賽培養(yǎng)機(jī)制和“以賽激創(chuàng)”———實踐培養(yǎng)機(jī)制，如圖1所示，最終實現(xiàn)提高機(jī)械類學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)，探索一條培養(yǎng)提升學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的新途徑。

二、三維設(shè)計課程改革

三維設(shè)計符合人的設(shè)計思維過程，由三維設(shè)計得到的三維立體圖不僅具有直觀性、易于理解等特點(diǎn)，而且有利于獲得復(fù)雜的幾何造型，如截交、相貫、不規(guī)則復(fù)雜曲面等，能通過一定的技術(shù)手段將設(shè)計模型立體直觀地呈現(xiàn)出來。通過在計算機(jī)上對設(shè)計零件進(jìn)行力學(xué)分析、虛擬加工、虛擬裝配，檢驗零件的裝配情況，從而減少制造昂貴的產(chǎn)品樣機(jī)的數(shù)量。三維設(shè)計課程是機(jī)械類專業(yè)的實用技能課程，與機(jī)械行業(yè)緊密結(jié)合，三維建模技術(shù)是機(jī)械類學(xué)生必須掌握的一項基本技能。創(chuàng)新教學(xué)模式、改進(jìn)教學(xué)方法、改善教學(xué)內(nèi)容，注重實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革，使三維設(shè)計技能融會貫通到整個機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)過程，已經(jīng)成為該課程改革的重中之重。

(一)以學(xué)啟創(chuàng)1．任務(wù)驅(qū)動小組的教學(xué)模式在三維設(shè)計課程當(dāng)中，任務(wù)驅(qū)動小組的教學(xué)模式在課程當(dāng)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主導(dǎo)作用，教師的輔助作用。首先，由教師建立任務(wù)小組，并進(jìn)行相關(guān)課程任務(wù)的計劃和安排，接下來，學(xué)生按照小組自行進(jìn)行資料的收集、整理和學(xué)習(xí)。教師在整個課程教學(xué)當(dāng)中，提供積極、有針對性的指導(dǎo)。任務(wù)驅(qū)動小組的教學(xué)模式使得同學(xué)們積極開展團(tuán)隊合作，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程當(dāng)中的主動性。這種教學(xué)模式有利于學(xué)生們在小組內(nèi)開展學(xué)習(xí)討論，并且根據(jù)學(xué)習(xí)討論情況學(xué)會制定學(xué)習(xí)方案，無形中鍛煉和培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。2．情境模式教學(xué)方法從實際問題出發(fā)，教師利用實際企業(yè)工作中成功的工程案例模擬工作情境，將教學(xué)情境模擬成工作流程，在課堂進(jìn)程中實現(xiàn)了教學(xué)情境與工作情境的對接。當(dāng)實際案例的最終結(jié)果展示給學(xué)生們，就會使學(xué)生深切體會到將書本知識應(yīng)用于實踐的過程，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的能力意識和創(chuàng)造力。3．課外延伸的教學(xué)理念通過開展三維設(shè)計相關(guān)的知識講座以及深入企業(yè)的實習(xí)活動，使得學(xué)生對機(jī)械類專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢具備初步了解。在課程教學(xué)當(dāng)中分享經(jīng)典機(jī)械設(shè)計案例。通過適當(dāng)開展產(chǎn)學(xué)研項目達(dá)到鍛煉學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新思維;充分利用第二課堂開展實踐研究活動，利用實驗室活動及科技社團(tuán)組織活動，為學(xué)生創(chuàng)造課外學(xué)習(xí)研究的機(jī)會。

(二)以研推創(chuàng)為促進(jìn)學(xué)生對三維設(shè)計的應(yīng)用及對本專業(yè)科技創(chuàng)新的了解，充分利用第二課堂開展實踐研究活動，為學(xué)生創(chuàng)造實踐研究的機(jī)會，將課本知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。比如，定期組織學(xué)生在實驗室里進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)與開展各項實驗，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生們的動手能力。比如，開展小家電拆裝與測量訓(xùn)練，開展小家電造型和工業(yè)設(shè)計活動等。通過在實驗室和實踐活動的學(xué)習(xí)與鍛煉，可以使同學(xué)們接觸到許多課堂上和書本上學(xué)習(xí)不到的專業(yè)知識，極大拓展了學(xué)生的專業(yè)知識面，寓教于樂。

(三)以踐促創(chuàng)實踐環(huán)節(jié)是機(jī)械類專業(yè)教學(xué)中一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是三維設(shè)計課程應(yīng)用實踐的直接途徑，也是綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系當(dāng)中的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面有著舉足輕重的作用。依照合作發(fā)展的原則，整合企業(yè)和學(xué)校資源，充分發(fā)揮整合資源的優(yōu)勢，創(chuàng)新校企合作模式，是為學(xué)生創(chuàng)造實踐鍛煉的有效方式。高校應(yīng)結(jié)合綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求，致力于不斷提升校企合作水平，協(xié)同創(chuàng)新。具體的實施方式，可以以課外實踐的方式，將企業(yè)真實產(chǎn)品設(shè)計理念、設(shè)計工藝、設(shè)計制造過程等引入教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生與企業(yè)設(shè)計制造的高效接軌和有機(jī)融合，同時進(jìn)一步幫助學(xué)生培養(yǎng)專業(yè)興趣，全面發(fā)展。還可以組織學(xué)生到企業(yè)參觀走訪，通過與企業(yè)工程師面對面交流，使學(xué)生進(jìn)一步了解機(jī)械行業(yè)未來發(fā)展方向、企業(yè)設(shè)計、制造及開發(fā)產(chǎn)品的過程等。

(四)以賽激創(chuàng)積極鼓勵學(xué)生參加全國各類和專業(yè)有關(guān)的學(xué)科競賽，能進(jìn)一步強(qiáng)化三維設(shè)計課程的實踐教學(xué)，鞏固所學(xué)知識，增強(qiáng)同學(xué)們的實踐操作動手能力。參與學(xué)科競賽活動，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，同時在競賽中還能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)科競賽通常由學(xué)生組隊參加，組成團(tuán)隊的學(xué)生各有分工，各司其職，互相配合。在競賽過程中，每個人都盡力發(fā)揮自己的最大能量。通過競賽準(zhǔn)備，營造團(tuán)隊意識，培養(yǎng)學(xué)生的集體榮譽(yù)感、自豪感和歸屬感。在競賽的過程中綜合實踐能力和創(chuàng)新能力不斷得到提升，學(xué)生創(chuàng)新思維的火花不斷閃現(xiàn)。通過參加各類學(xué)科競賽實踐活動，不僅使學(xué)生獲得自信心，還能夠綜合培養(yǎng)學(xué)生的動手和應(yīng)用能力不斷提高，學(xué)生的想象及創(chuàng)新能力得到啟迪。大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個不斷探索、更新、完善的過程。大學(xué)生是祖國未來的棟梁之材，是我國寶貴的人才資源，隨著“以人為本”理念的提出，大學(xué)生的全面發(fā)展越來越受到重視，大學(xué)生的培養(yǎng)體系也需要根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的需求，進(jìn)一步加以調(diào)整和完善。機(jī)械類專業(yè)作為基礎(chǔ)學(xué)科，機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的教育在各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)上都應(yīng)在注重實用性、實踐性的基礎(chǔ)上加快改革的腳步。深入完善人才培養(yǎng)模式，提升人才綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)力度，構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、企業(yè)用人需求相適應(yīng)的綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，“學(xué)、研、踐、創(chuàng)”相結(jié)合，形成有中國特色的高素質(zhì)機(jī)械類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，為我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展注入源源不斷的動力。

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作者：張超 佟海東 單位：天津工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院