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世紀是信息爆炸的知識經(jīng)濟時代，隨著世界經(jīng)濟的飛速發(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。大學生是祖國的希望，民族的未來，大學生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。伴隨著機械行業(yè)迅猛發(fā)展，機械類專業(yè)人才的教育培養(yǎng)將面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。機械類大學生綜合創(chuàng)新能力既包括民族意識、工程意識，還包括經(jīng)濟意識，同時大學生還要學會處理好人與社會、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，加強大學生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要途徑。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，三維建模技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛的應用，已成為機械專業(yè)學生必須掌握的基本技術(shù)之一。三維建模課程早已成為機械專業(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、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)等學科知識。通過課程學習，從而保證培養(yǎng)及提高學生綜合能力和創(chuàng)新能力目標的實現(xiàn)，使學生能夠具備運用三維計算機設(shè)計軟件進行實際設(shè)計問題的能力。結(jié)合目前三維設(shè)計課程的教學情況，如何深化教學改革，以課堂教學為基礎(chǔ)，激活師生活力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識;如何整合現(xiàn)有學校資源，充分發(fā)揮三維設(shè)計課程激發(fā)學生的學習熱情和創(chuàng)新精神的作用;如何引導學生通過積極參與實踐活動，認識社會、了解國情，進而增強社會責任感和使命感;如何鼓勵學生積極參加學科競賽，在學科競賽中培養(yǎng)大學生的創(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，是當前高校在三維設(shè)計課程改革中應該思考的問題。

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

“學研踐創(chuàng)”四位一體的綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系建立，旨在提高我校機械類大學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，促進機械類專業(yè)持續(xù)發(fā)展。圍繞提高大學生綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)，以創(chuàng)新教學為基礎(chǔ)，以實踐研究為促進，以學科競賽為推動，以綜合創(chuàng)新為提升，構(gòu)建“學、研、踐、創(chuàng)”四位一體的機械類學生綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，具體包括建立“以學啟創(chuàng)”———創(chuàng)新教學培養(yǎng)模式、“以研推創(chuàng)”———鍛煉培養(yǎng)機制、“以踐促創(chuàng)”———競賽培養(yǎng)機制和“以賽激創(chuàng)”———實踐培養(yǎng)機制，如圖1所示，最終實現(xiàn)提高機械類學生的綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標，探索一條培養(yǎng)提升學生綜合創(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，而且有利于獲得復雜的幾何造型，如截交、相貫、不規(guī)則復雜曲面等，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。通過在計算機上對設(shè)計零件進行力學分析、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)品樣機的數(shù)量。三維設(shè)計課程是機械類專業(yè)的實用技能課程，與機械行業(yè)緊密結(jié)合，三維建模技術(shù)是機械類學生必須掌握的一項基本技能。創(chuàng)新教學模式、改進教學方法、改善教學內(nèi)容，注重實踐環(huán)節(jié)的教學改革，使三維設(shè)計技能融會貫通到整個機械專業(yè)學習過程，已經(jīng)成為該課程改革的重中之重。

(一)以學啟創(chuàng)1．任務驅(qū)動小組的教學模式在三維設(shè)計課程當中，任務驅(qū)動小組的教學模式在課程當中強調(diào)學生的主導作用，教師的輔助作用。首先，由教師建立任務小組，并進行相關(guān)課程任務的計劃和安排，接下來，學生按照小組自行進行資料的收集、整理和學習。教師在整個課程教學當中，提供積極、有針對性的指導。任務驅(qū)動小組的教學模式使得同學們積極開展團隊合作，充分發(fā)揮學生在教學過程當中的主動性。這種教學模式有利于學生們在小組內(nèi)開展學習討論，并且根據(jù)學習討論情況學會制定學習方案，無形中鍛煉和培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。2．情境模式教學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，將教學情境模擬成工作流程，在課堂進程中實現(xiàn)了教學情境與工作情境的對接。當實際案例的最終結(jié)果展示給學生們，就會使學生深切體會到將書本知識應用于實踐的過程，從而激發(fā)學生的學習熱情，提高學生的能力意識和創(chuàng)造力。3．課外延伸的教學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)的實習活動，使得學生對機械類專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢具備初步了解。在課程教學當中分享經(jīng)典機械設(shè)計案例。通過適當開展產(chǎn)學研項目達到鍛煉學生的設(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組織活動，為學生創(chuàng)造課外學習研究的機會。

(二)以研推創(chuàng)為促進學生對三維設(shè)計的應用及對本專業(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，為學生創(chuàng)造實踐研究的機會，將課本知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。比如，定期組織學生在實驗室里進行專業(yè)學習與開展各項實驗，激發(fā)學生們的學習興趣，增強學生們的動手能力。比如，開展小家電拆裝與測量訓練，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習與鍛煉，可以使同學們接觸到許多課堂上和書本上學習不到的專業(yè)知識，極大拓展了學生的專業(yè)知識面，寓教于樂。

(三)以踐促創(chuàng)實踐環(huán)節(jié)是機械類專業(yè)教學中一個重要的教學環(huán)節(jié)，是三維設(shè)計課程應用實踐的直接途徑，也是綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系當中的重要組成部分，在培養(yǎng)學生的創(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，是為學生創(chuàng)造實踐鍛煉的有效方式。高校應結(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，促進學生與企業(yè)設(shè)計制造的高效接軌和有機融合，同時進一步幫助學生培養(yǎng)專業(yè)興趣，全面發(fā)展。還可以組織學生到企業(yè)參觀走訪，通過與企業(yè)工程師面對面交流，使學生進一步了解機械行業(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)積極鼓勵學生參加全國各類和專業(yè)有關(guān)的學科競賽，能進一步強化三維設(shè)計課程的實踐教學，鞏固所學知識，增強同學們的實踐操作動手能力。參與學科競賽活動，不僅能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學習熱情，同時在競賽中還能增強學生的創(chuàng)新意識和團結(jié)協(xié)作能力，提高學生分析問題、解決問題的能力。學科競賽通常由學生組隊參加，組成團隊的學生各有分工，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。通過競賽準備，營造團隊意識，培養(yǎng)學生的集體榮譽感、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，學生創(chuàng)新思維的火花不斷閃現(xiàn)。通過參加各類學科競賽實踐活動，不僅使學生獲得自信心，還能夠綜合培養(yǎng)學生的動手和應用能力不斷提高，學生的想象及創(chuàng)新能力得到啟迪。大學生綜合創(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，大學生的全面發(fā)展越來越受到重視，大學生的培養(yǎng)體系也需要根據(jù)社會經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)進步的需求，進一步加以調(diào)整和完善。機械類專業(yè)作為基礎(chǔ)學科，機械類專業(yè)學生的教育在各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)上都應在注重實用性、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)用人需求相適應的綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，“學、研、踐、創(chuàng)”相結(jié)合，形成有中國特色的高素質(zhì)機械類創(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)大學機械工程學院