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摘要：针对工科机械类专业的相关课程内容与学生的学习现状，结合近几年的教学实践，就教学过程中学生工程意识培养的问题从强化教师工程意识以及理论授课环节等几个方面进行了探索。
关键词：工科；工程意识；实践教学
作者简介：阿达依·谢尔亚孜旦（1963-），男，哈萨克族，新疆大学机械工程学院，副教授。（新疆 乌鲁木齐 830046）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）16-0104-03
近十几年来，全球科技与经济一体化进程的加速以及社会与国家经济的发展使我国的高等教育面临着前所未有的发展机遇和挑战。作为接受高等教育主体对象的本科生群体，在其毕业后继续深造的途径增多，同时，一生中变换职业（或专业）的次数也在增加。因而，学会合作（Learning to live together）、学会认知（Learning to know）、学会生存（Learning to be）以及学会做事（Learning to do）已成为现代教育的重要内容，而“重基础，宽口径，通识化”已是教学培养目标的基本要求之一。[1，2]为此，国内各高校均对课程的设置、内容等进行了不同程度的调整。如在工科机械类专业基础课程体系中，在将原机械制造专业的专业课（“金属切削原理”，“刀具设计”，“机床概论”，“机制工艺学”，“夹具设计原理”）整合优化的同时，增加了非传统加工技术与现代制造技术（如电火花加工、电化学加工以及激光加工、绿色制造、精益生产以及微细加工等）的内容。
课程内容的增加和授课时数的减少使原有的培养学生工程意识的有效实践教学环节等的次数大为减少；同时，各工科高等院校（专业）在引进人才方面的限制（如只引进具有博士学位的人才等条件）使得高校相关专业中既有专业理论知识又有丰富实践经验的一线教师十分匮乏。这种现状严重影响了工科本科生工程意识的建立与培养。因此，本文结合工科机械类本科教学的现状，探讨本科生工程意识培养的若干关键问题。
一、强化教师的工程意识
作为工科专业的教师，首先自身应具有良好的工程素养，才能有助于学生工程意识的建立与培养。但由于客观现实等因素的影响，使得高校在引进新教师时，更多地注重教师的学历。固然，本院校教师中博士的比例为多少，在对外宣传以及开展相应的工作方面具有重要的意义，但由于目前博士的培养基本上是“本科—硕士—博士”一气呵成的，因此，尽管在攻读博士学位期间参与了许多科研项目，并积累了一定的实践经验，但仍不能胜任相关课程内容的要求，使理论与工程实践严重脱节，严重制约了学生工程意识的建立与培养。为此，应有计划地选派教师到生产一线；定期聘请企业的专家到院校讲学，讲授生产一线所使用的最新技术、新工装以及技术难点；校企联合，使教师参与工程设计、成果转化等工程研究、生产、转化等工程各个环节，提高教师的综合素质。
教学实践表明，通过到生产一线参与企业产品或成果转化的研发全过程，不仅教师的工程意识得到极大程度的提高，而且还可在理论教学过程中结合工程实例，除讲授课程的相关内容以外，还可拓展相关的知识点，使理论知识有机联系起来，有利于培养学生的工程意识。
二、积极利用理论教学环节培养和强化学生的工程意识
尽管在大一阶段的理论学习中，相关的课程（如“工程制图”等）为培养学生的工程意识奠定了良好的基础。但教学实践表明，在大二、大三乃至大四的专业基础、专业课程等后续课程的理论学习过程中，必须结合相关的授课内容，从多角度审视、强化学生工程意识的培养。
1.从设计的角度审视设计的合理性以培养和强化学生的工程意识
教学实践表明，教师在授课过程中，时时刻刻利用自身的工程意识，从细微处着手，结合课程的内容，经常通过实例的分析、对比，可积极地强化学生的工程意识。图1所示为某轴磨削加工的设计图例。但由于学生无工程意识或工程意识欠缺，将外圆表面的表面粗糙度标注为Ra3.2。显然，这种标注是不正确的。这是因为在工程图中，相关的加工质量的描述不仅涉及到加工方法，而且还涉及到该方法所能获得的经济精度等问题。
2.从制造的角度审视设计的合理性培养和强化学生的工程意识
图2（a）所示为“机械制造技术基础”课程中有关计算尺寸链章节的例子，而图2（b）所示为该例的一个设计方案。尽管图2所示的零件的几何结构十分简单，但所涉及的内容却是非常丰富的，既有材料选择的问题，又有加工制造等多个环节的问题。教学实践表明，教师在授课过程中，从制造的角度并辅以计算机多媒体技术，结合加工方法、加工过程以及加工设备条件（如设备类型及其可获得的加工精度等）对比两个设计方案，通过讲解尺寸偏差、位置偏差、形状误差产生的原因以及在实际工程中正确处理的手段或方法等问题，可强化学生的工程意识。
3.积极利用课程内容的相互关系培养和强化学生的工程意识
虽然机械类课程的内容十分繁杂，使学生易感到各课程之间以及课程内容各章节各自独立、自成体系，并使学生在学习过程中难以理解、掌握课程内容及其内在的关联性。因此，授课教师应特别注意课程内容关联性的讲解。
（1）从一个具体的零件涉及到的加工制造过程，阐述课程内容的关联性。教学实践表明，从一个具体的零件出发，结合授课内容讲授，很容易使学生理解相关课程及其内容之间的相互关系、关联性。如在讲授“机械设计基础”课程的绪论部分时，笔者就结合图3所示的梯形丝杠的零件图，通过讲解使学生了解和理解该零件在研发过程中不仅涉及到零件的设计计算，而且还涉及制造过程。同时，该零件的加工过程还与加工方法的选择、刀具类型的确定、机床的选型以及工艺参数与工艺规程的确定等众多因素有关。教学实践表明，在绪论部分通过实例分析并结合教材的目录讲述本课程所涉及到的内容，更易使学生体会到课程之间的关联性，并可为课程后续内容的学习以及分析问题能力的提高寻求共性问题的培养提供良好的基础。
（2）从不同类型零件研发过程所涉及到的内容，提炼课程内容的主线条，抽象出零件研发过程中所涉及到的共性问题。尽管机械零件的几何结构各异、类型众多、功能不一，使用要求也各不相同，但点、线及面是构成各类零件的基本几何要素，因而，点、线及面的加工制造是零件的基础。因此，教师在授课过程中始终围绕点、线及面的加工阐述课程所涉及的内容，并协助学生提炼出课程的主线条，同时，结合实例，抽象出零件加工制造过程中所涉及到的共性问题。
（3）从构型分析揭示课程各章节内部自身的规律性。“工欲善其事，必先利其器。”因此，有关刀具的内容是“机械制造技术基础”课程的重要内容，但面对各种类型的刀具，学生往往感到杂乱无章，无规律可循。为此，笔者就从各类刀具的几何结构的构成分析出发，阐述了各种刀具之间的相互关系，见图4。图4所示为典型的车刀、铣刀、钻头以及砂轮的实物图片。表面上它们之间无任何联系，但若从它们构成的角度出发，很容易将它们相互联系起来，其构成基本要素均是一把车刀，只是由于使用目的等的不同，使它们在几何结构上各不相同。实际上，铣刀可以被认为是在面圆内一个圆周上均布了若干个车刀而已，而一般的钻头则可被认为是具有两个刀刃的铣刀在其回转轴线方向上螺旋演化的结果。对于砂轮，则可被认为是无数个高低不平、大小不一的、具有大的负前角的微型车刀在一个短、粗的圆柱面上随机分布排列的结果。
各种刀具在几何结构上的差异是由于使用目的或要求不同造成的，这一点应在授课过程中给予特别的强调。虽然车刀可作为刨刀加工平面，但由于加工效率低，因此，基于切削运动时相对运动这一点，为提高加工效率，在车刀的基础上不仅演绎出了铣刀，而且还创新出了铣削的加工方法。
三、激发学生的学习兴趣以培养和强化学生的工程意识
1.将工程问题和日常生活紧密联系起来
由于机械类的专业基础课程和专业课程所设计的授课内容远离学生的日常生活，因此，在讲授该课程时，为避免授课内容显得枯燥、乏味，应将工程实际问题或科研项目中与课程相关的内容和学生的日常生活紧密联系起来，不仅可激发学生的学习兴趣，而且还可培养学生的工程意识；同时，也有助于学生善于观察、分析问题以及提出科学问题能力的培养。如在讲授“机械制造工艺学”中的“加工质量”章节中的表面质量时，笔者就结合学生日常生活中天天接触的自来水用金属管线孔表面质量存在的问题，不仅阐述了表面存在质量问题的原因，而且还讲解了衡量表面质量的相关参数的内容，同时结合相关的科研项目，分析了电化学加工方法在提高金属制管材内表面质量方法的工艺应用，取得了较好的教学效果。
2.注重课程内容与已掌握知识的衔接
由于计算机多媒体技术的使用，使得学生在课堂上所获得的信息量大幅增加，因此，学生必须及时消化、处理所获得的信息。若教师注意学生已掌握的知识，尤其是学生在中学阶段所学内容为基础，将所授课程内容与之合理衔接，不仅可使学生更易掌握即将学习的课程内容，而且还可拓展学生的知识范围，同时还可为学生创新意识的培养奠定良好的基础。如笔者在讲授数控加工时，结合图5并借助于已掌握的微积分的基本思想，阐述了数控加工的基本原理及其特点，即数控加工的基本原理是基于直线运动的轨迹逼近或包络出所要加工的曲线（面），同时所获得的曲线是折线。教学实践表明，通过这种“知其所以然”式的讲授，对学生知识的延续和创新意识的培养起到了积极的作用，有效地促进了学生工程意识的培养。
四、借助创新意识的培养，强化学生的工程意识
由于创新是技术和经济发展的动力，是国民经济发展的重要因素，因而，创新意识的培养是教育的核心。为此，国家相关部门采取了一系列措施积极培养大学生的创新意识。如教育部所设立的“国家大学生创新性实验计划”以及国内各工科高校所开设的“机械创新设计”等课程，均希望通过学生在实践中或借助于变异型、反求型以及功能分解与求解等常用的技法来培养学生的创新意识。[3]但由于长期受应试教育方式等因素的影响，使得目前在校大学生基本处于“知其然，不知其所以然”的状况，或者感觉创新离自己很远或者将创新神秘化，严重制约着大学生创新意识的培养。因此，教师必须结合自己的专业知识或日常生活经验，结合所授课程的内容，应努力做好以下两方面。
1.使学生感到创新处处有，创新就在我们身边
虽然从本质上讲，创新是一个多元性的概念，具有内在动态性，而且内涵和性质一直在演变。但教师一定要结合学生的日常生活经验和课程的相关内容，利用适宜的创新技能，启发学生勤于思考，善于联想，培养人人可发明、事事可创新的正确的思想态度。
由于学生在校期间基本上是宿舍—教室—食堂的三点一线式的生活方式，因此，笔者就结合图6所示的簸箕和垃圾桶，利用功能复合的创新技能法，阐述了一个既具有簸箕功能，又具有垃圾桶功能的实用新型发明。
2.以辩证的思想为基础，培养学生良好的创新思维模式
机械加工工艺是“机械制造技术基础”课程的核心，是指利用工具或能量通过变形、去除、连接或增加材料等加工方法将原材料或半成品制成满足一定设计要求的产品的方法和过程。因此，机械加工方法及其特点是“机械制造技术基础”课程的重要授课内容之一。如果在授课的过程中结合辩证的观点，阐述机械加工的方法、产生的背景及其特点等，通过树立对“细节决定成败，辩证地分析问题”理念的建立，不仅有利于学生掌握所学内容的内在规律、联系及其差异，还可为学生创新性思维的建立奠定良好基础。笔者曾在讲授“特种加工”课程中的化学加工时，结合加工的本质无非就是材料的增或减这一理念，阐述了化学加工产生的由来。
由于金属的腐蚀现象几乎无处不在，同时，其危害和损失巨大，因此，在常规条件下，并不希望金属腐蚀现象产生，而且利用各种方法和手段阻止金属腐蚀现象的发生。虽然金属腐蚀的机理十分复杂，但其表象却是金属表面材料的缺失，或者说是金属表面材料的减少。由于零件的加工无非是构成零件材料材质的“增”或“减”，因此，金属的腐蚀现象可用于加工，并逐步形成了化学铣削、化学抛光以及现代微细加工（微机械、微电子）技术的基本工艺方法之一的化学蚀刻技术。
在上述的实例中，不仅体现着对立统一规律，同时还体现着对加工本质的更深层次的认识，即“加工是有规律的破坏”。
五、利用多元化的教学手段培养和强化学生的工程意识
机械类的各专业基础课程以及专业课程涉及综合性及工程背景强的课程。其授课内容不仅涉及到物理、化学、材料、控制以及计算机等多门学科的基础知识，还涉及到相关学科的最新成果及其应用。显然，采用多媒体教学可以缓解目前相关课程的教学所面临的诸如课时不断被缩减、相关领域新技术和新工艺不断涌现等矛盾。尽管多媒体教学具有授课内容生动、信息量大等优势，但实践也表明，单纯采用多媒体教学，教学效果不会提高，反而会下降，不利于学生工程意识的培养。
1.多媒体的应用要合理
在多媒体教学时，首要的工作是制作适合学生及教学的多媒体课件。为此，需注意：课件的背景及布局要合理，一些与课程内容无关的图片、动画内容尽可能少，建议采用白底黑字；对学生感兴趣的多媒体课件中的一些技术还应做必要的讲解，以免使学生分散注意力；每一页中的授课内容要精简，字体适中，条理清晰，重点突出，强化每页之间的逻辑关系；翻页的速度要适中，以便学生有足够的时间阅读、思考、理解和记录。
2.要有一定的板书量
由于授课过程中受各种因素的影响，在多媒体课件中不可能将所有问题都准备齐全，因此，在授课过程中，应提倡板书教学，以便对相关问题进行详细、充分的说明，使学生更多地关注“事物”的发展“过程”，而非“事物”发展的“结果”。
3.安排学生讲课，但量一定要适中
在教学过程中，为充分调动学生的积极性，建议安排学生讲解一定的相关内容。这不仅能使学生的角色发生变化，由学的过程参与到教的过程中，包括多媒体课件的制作等环节中，而且还可在教的过程中锻炼语言的表达能力以及提高自信心等，为以后的工作奠定良好的基础。
4.组织学生进行课堂讨论和辩论
本着“事辩则明”的思想，应组织学生进行讨论、辩论。根据课程的内容，依据学生的兴趣，自拟命题，组织学生讨论。实践表明，课堂讨论、辩论不仅能显著地提高教学效果，而且还可提高学生查阅相关文献、应用相关文献的能力。
六、结束语
本文结合笔者在机械类相关课程授课中的一些体会，探讨了培养本科生工程意识的若干关键问题。本着隔行不隔理的理念，希望对教授其他课程的同行有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]冯平法,张辉,冯之敬.机械大类培养模式下的制造工程基础平台课程创建与实践[C].机械类课程报告论坛论文集,2009.
[2]刘延俊,周军,吴筱坚.液压与气压传动课堂教学和多媒体教学结合的模式探讨[C].机械类课程报告论坛论文集,2009.
[3]黄纯颖,高志.机械创新设计[M].北京:高等教育出版社,2000.
（责任编辑：李海静）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：工科；工程意识；实践教学
作者简介：阿达依·谢尔亚孜旦（1963-），男，哈萨克族，新疆大学机械工程学院，副教授。（新疆 乌鲁木齐 830046）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）16-0104-03
近十几年来，全球科技与经济一体化进程的加速以及社会与国家经济的发展使我国的高等教育面临着前所未有的发展机遇和挑战。作为接受高等教育主体对象的本科生群体，在其毕业后继续深造的途径增多，同时，一生中变换职业（或专业）的次数也在增加。因而，学会合作（Learning to live together）、学会认知（Learning to know）、学会生存（Learning to be）以及学会做事（Learning to do）已成为现代教育的重要内容，而“重基础，宽口径，通识化”已是教学培养目标的基本要求之一。[1，2]为此，国内各高校均对课程的设置、内容等进行了不同程度的调整。如在工科机械类专业基础课程体系中，在将原机械制造专业的专业课（“金属切削原理”，“刀具设计”，“机床概论”，“机制工艺学”，“夹具设计原理”）整合优化的同时，增加了非传统加工技术与现代制造技术（如电火花加工、电化学加工以及激光加工、绿色制造、精益生产以及微细加工等）的内容。
课程内容的增加和授课时数的减少使原有的培养学生工程意识的有效实践教学环节等的次数大为减少；同时，各工科高等院校（专业）在引进人才方面的限制（如只引进具有博士学位的人才等条件）使得高校相关专业中既有专业理论知识又有丰富实践经验的一线教师十分匮乏。这种现状严重影响了工科本科生工程意识的建立与培养。因此，本文结合工科机械类本科教学的现状，探讨本科生工程意识培养的若干关键问题。
一、强化教师的工程意识
作为工科专业的教师，首先自身应具有良好的工程素养，才能有助于学生工程意识的建立与培养。但由于客观现实等因素的影响，使得高校在引进新教师时，更多地注重教师的学历。固然，本院校教师中博士的比例为多少，在对外宣传以及开展相应的工作方面具有重要的意义，但由于目前博士的培养基本上是“本科—硕士—博士”一气呵成的，因此，尽管在攻读博士学位期间参与了许多科研项目，并积累了一定的实践经验，但仍不能胜任相关课程内容的要求，使理论与工程实践严重脱节，严重制约了学生工程意识的建立与培养。为此，应有计划地选派教师到生产一线；定期聘请企业的专家到院校讲学，讲授生产一线所使用的最新技术、新工装以及技术难点；校企联合，使教师参与工程设计、成果转化等工程研究、生产、转化等工程各个环节，提高教师的综合素质。
教学实践表明，通过到生产一线参与企业产品或成果转化的研发全过程，不仅教师的工程意识得到极大程度的提高，而且还可在理论教学过程中结合工程实例，除讲授课程的相关内容以外，还可拓展相关的知识点，使理论知识有机联系起来，有利于培养学生的工程意识。
二、积极利用理论教学环节培养和强化学生的工程意识
尽管在大一阶段的理论学习中，相关的课程（如“工程制图”等）为培养学生的工程意识奠定了良好的基础。但教学实践表明，在大二、大三乃至大四的专业基础、专业课程等后续课程的理论学习过程中，必须结合相关的授课内容，从多角度审视、强化学生工程意识的培养。
1.从设计的角度审视设计的合理性以培养和强化学生的工程意识
教学实践表明，教师在授课过程中，时时刻刻利用自身的工程意识，从细微处着手，结合课程的内容，经常通过实例的分析、对比，可积极地强化学生的工程意识。图1所示为某轴磨削加工的设计图例。但由于学生无工程意识或工程意识欠缺，将外圆表面的表面粗糙度标注为Ra3.2。显然，这种标注是不正确的。这是因为在工程图中，相关的加工质量的描述不仅涉及到加工方法，而且还涉及到该方法所能获得的经济精度等问题。
2.从制造的角度审视设计的合理性培养和强化学生的工程意识
图2（a）所示为“机械制造技术基础”课程中有关计算尺寸链章节的例子，而图2（b）所示为该例的一个设计方案。尽管图2所示的零件的几何结构十分简单，但所涉及的内容却是非常丰富的，既有材料选择的问题，又有加工制造等多个环节的问题。教学实践表明，教师在授课过程中，从制造的角度并辅以计算机多媒体技术，结合加工方法、加工过程以及加工设备条件（如设备类型及其可获得的加工精度等）对比两个设计方案，通过讲解尺寸偏差、位置偏差、形状误差产生的原因以及在实际工程中正确处理的手段或方法等问题，可强化学生的工程意识。
3.积极利用课程内容的相互关系培养和强化学生的工程意识
虽然机械类课程的内容十分繁杂，使学生易感到各课程之间以及课程内容各章节各自独立、自成体系，并使学生在学习过程中难以理解、掌握课程内容及其内在的关联性。因此，授课教师应特别注意课程内容关联性的讲解。
（1）从一个具体的零件涉及到的加工制造过程，阐述课程内容的关联性。教学实践表明，从一个具体的零件出发，结合授课内容讲授，很容易使学生理解相关课程及其内容之间的相互关系、关联性。如在讲授“机械设计基础”课程的绪论部分时，笔者就结合图3所示的梯形丝杠的零件图，通过讲解使学生了解和理解该零件在研发过程中不仅涉及到零件的设计计算，而且还涉及制造过程。同时，该零件的加工过程还与加工方法的选择、刀具类型的确定、机床的选型以及工艺参数与工艺规程的确定等众多因素有关。教学实践表明，在绪论部分通过实例分析并结合教材的目录讲述本课程所涉及到的内容，更易使学生体会到课程之间的关联性，并可为课程后续内容的学习以及分析问题能力的提高寻求共性问题的培养提供良好的基础。
（2）从不同类型零件研发过程所涉及到的内容，提炼课程内容的主线条，抽象出零件研发过程中所涉及到的共性问题。尽管机械零件的几何结构各异、类型众多、功能不一，使用要求也各不相同，但点、线及面是构成各类零件的基本几何要素，因而，点、线及面的加工制造是零件的基础。因此，教师在授课过程中始终围绕点、线及面的加工阐述课程所涉及的内容，并协助学生提炼出课程的主线条，同时，结合实例，抽象出零件加工制造过程中所涉及到的共性问题。
（3）从构型分析揭示课程各章节内部自身的规律性。“工欲善其事，必先利其器。”因此，有关刀具的内容是“机械制造技术基础”课程的重要内容，但面对各种类型的刀具，学生往往感到杂乱无章，无规律可循。为此，笔者就从各类刀具的几何结构的构成分析出发，阐述了各种刀具之间的相互关系，见图4。图4所示为典型的车刀、铣刀、钻头以及砂轮的实物图片。表面上它们之间无任何联系，但若从它们构成的角度出发，很容易将它们相互联系起来，其构成基本要素均是一把车刀，只是由于使用目的等的不同，使它们在几何结构上各不相同。实际上，铣刀可以被认为是在面圆内一个圆周上均布了若干个车刀而已，而一般的钻头则可被认为是具有两个刀刃的铣刀在其回转轴线方向上螺旋演化的结果。对于砂轮，则可被认为是无数个高低不平、大小不一的、具有大的负前角的微型车刀在一个短、粗的圆柱面上随机分布排列的结果。
各种刀具在几何结构上的差异是由于使用目的或要求不同造成的，这一点应在授课过程中给予特别的强调。虽然车刀可作为刨刀加工平面，但由于加工效率低，因此，基于切削运动时相对运动这一点，为提高加工效率，在车刀的基础上不仅演绎出了铣刀，而且还创新出了铣削的加工方法。
三、激发学生的学习兴趣以培养和强化学生的工程意识
1.将工程问题和日常生活紧密联系起来
由于机械类的专业基础课程和专业课程所设计的授课内容远离学生的日常生活，因此，在讲授该课程时，为避免授课内容显得枯燥、乏味，应将工程实际问题或科研项目中与课程相关的内容和学生的日常生活紧密联系起来，不仅可激发学生的学习兴趣，而且还可培养学生的工程意识；同时，也有助于学生善于观察、分析问题以及提出科学问题能力的培养。如在讲授“机械制造工艺学”中的“加工质量”章节中的表面质量时，笔者就结合学生日常生活中天天接触的自来水用金属管线孔表面质量存在的问题，不仅阐述了表面存在质量问题的原因，而且还讲解了衡量表面质量的相关参数的内容，同时结合相关的科研项目，分析了电化学加工方法在提高金属制管材内表面质量方法的工艺应用，取得了较好的教学效果。
2.注重课程内容与已掌握知识的衔接
由于计算机多媒体技术的使用，使得学生在课堂上所获得的信息量大幅增加，因此，学生必须及时消化、处理所获得的信息。若教师注意学生已掌握的知识，尤其是学生在中学阶段所学内容为基础，将所授课程内容与之合理衔接，不仅可使学生更易掌握即将学习的课程内容，而且还可拓展学生的知识范围，同时还可为学生创新意识的培养奠定良好的基础。如笔者在讲授数控加工时，结合图5并借助于已掌握的微积分的基本思想，阐述了数控加工的基本原理及其特点，即数控加工的基本原理是基于直线运动的轨迹逼近或包络出所要加工的曲线（面），同时所获得的曲线是折线。教学实践表明，通过这种“知其所以然”式的讲授，对学生知识的延续和创新意识的培养起到了积极的作用，有效地促进了学生工程意识的培养。
四、借助创新意识的培养，强化学生的工程意识
由于创新是技术和经济发展的动力，是国民经济发展的重要因素，因而，创新意识的培养是教育的核心。为此，国家相关部门采取了一系列措施积极培养大学生的创新意识。如教育部所设立的“国家大学生创新性实验计划”以及国内各工科高校所开设的“机械创新设计”等课程，均希望通过学生在实践中或借助于变异型、反求型以及功能分解与求解等常用的技法来培养学生的创新意识。[3]但由于长期受应试教育方式等因素的影响，使得目前在校大学生基本处于“知其然，不知其所以然”的状况，或者感觉创新离自己很远或者将创新神秘化，严重制约着大学生创新意识的培养。因此，教师必须结合自己的专业知识或日常生活经验，结合所授课程的内容，应努力做好以下两方面。
1.使学生感到创新处处有，创新就在我们身边
虽然从本质上讲，创新是一个多元性的概念，具有内在动态性，而且内涵和性质一直在演变。但教师一定要结合学生的日常生活经验和课程的相关内容，利用适宜的创新技能，启发学生勤于思考，善于联想，培养人人可发明、事事可创新的正确的思想态度。
由于学生在校期间基本上是宿舍—教室—食堂的三点一线式的生活方式，因此，笔者就结合图6所示的簸箕和垃圾桶，利用功能复合的创新技能法，阐述了一个既具有簸箕功能，又具有垃圾桶功能的实用新型发明。
2.以辩证的思想为基础，培养学生良好的创新思维模式
机械加工工艺是“机械制造技术基础”课程的核心，是指利用工具或能量通过变形、去除、连接或增加材料等加工方法将原材料或半成品制成满足一定设计要求的产品的方法和过程。因此，机械加工方法及其特点是“机械制造技术基础”课程的重要授课内容之一。如果在授课的过程中结合辩证的观点，阐述机械加工的方法、产生的背景及其特点等，通过树立对“细节决定成败，辩证地分析问题”理念的建立，不仅有利于学生掌握所学内容的内在规律、联系及其差异，还可为学生创新性思维的建立奠定良好基础。笔者曾在讲授“特种加工”课程中的化学加工时，结合加工的本质无非就是材料的增或减这一理念，阐述了化学加工产生的由来。
由于金属的腐蚀现象几乎无处不在，同时，其危害和损失巨大，因此，在常规条件下，并不希望金属腐蚀现象产生，而且利用各种方法和手段阻止金属腐蚀现象的发生。虽然金属腐蚀的机理十分复杂，但其表象却是金属表面材料的缺失，或者说是金属表面材料的减少。由于零件的加工无非是构成零件材料材质的“增”或“减”，因此，金属的腐蚀现象可用于加工，并逐步形成了化学铣削、化学抛光以及现代微细加工（微机械、微电子）技术的基本工艺方法之一的化学蚀刻技术。
在上述的实例中，不仅体现着对立统一规律，同时还体现着对加工本质的更深层次的认识，即“加工是有规律的破坏”。
五、利用多元化的教学手段培养和强化学生的工程意识
机械类的各专业基础课程以及专业课程涉及综合性及工程背景强的课程。其授课内容不仅涉及到物理、化学、材料、控制以及计算机等多门学科的基础知识，还涉及到相关学科的最新成果及其应用。显然，采用多媒体教学可以缓解目前相关课程的教学所面临的诸如课时不断被缩减、相关领域新技术和新工艺不断涌现等矛盾。尽管多媒体教学具有授课内容生动、信息量大等优势，但实践也表明，单纯采用多媒体教学，教学效果不会提高，反而会下降，不利于学生工程意识的培养。
1.多媒体的应用要合理
在多媒体教学时，首要的工作是制作适合学生及教学的多媒体课件。为此，需注意：课件的背景及布局要合理，一些与课程内容无关的图片、动画内容尽可能少，建议采用白底黑字；对学生感兴趣的多媒体课件中的一些技术还应做必要的讲解，以免使学生分散注意力；每一页中的授课内容要精简，字体适中，条理清晰，重点突出，强化每页之间的逻辑关系；翻页的速度要适中，以便学生有足够的时间阅读、思考、理解和记录。
2.要有一定的板书量
由于授课过程中受各种因素的影响，在多媒体课件中不可能将所有问题都准备齐全，因此，在授课过程中，应提倡板书教学，以便对相关问题进行详细、充分的说明，使学生更多地关注“事物”的发展“过程”，而非“事物”发展的“结果”。
3.安排学生讲课，但量一定要适中
在教学过程中，为充分调动学生的积极性，建议安排学生讲解一定的相关内容。这不仅能使学生的角色发生变化，由学的过程参与到教的过程中，包括多媒体课件的制作等环节中，而且还可在教的过程中锻炼语言的表达能力以及提高自信心等，为以后的工作奠定良好的基础。
4.组织学生进行课堂讨论和辩论
本着“事辩则明”的思想，应组织学生进行讨论、辩论。根据课程的内容，依据学生的兴趣，自拟命题，组织学生讨论。实践表明，课堂讨论、辩论不仅能显著地提高教学效果，而且还可提高学生查阅相关文献、应用相关文献的能力。
六、结束语
本文结合笔者在机械类相关课程授课中的一些体会，探讨了培养本科生工程意识的若干关键问题。本着隔行不隔理的理念，希望对教授其他课程的同行有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]冯平法,张辉,冯之敬.机械大类培养模式下的制造工程基础平台课程创建与实践[C].机械类课程报告论坛论文集,2009.
[2]刘延俊,周军,吴筱坚.液压与气压传动课堂教学和多媒体教学结合的模式探讨[C].机械类课程报告论坛论文集,2009.
[3]黄纯颖,高志.机械创新设计[M].北京:高等教育出版社,2000.
（责任编辑：李海静）
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文