高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探索與實(shí)踐

摘要 在分析高職教育創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面結(jié)合所講授的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑和方法作以分析和闡述，提出創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本措施。

關(guān)鍵詞 高職教育；創(chuàng)新能力；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；培養(yǎng)；實(shí)踐

中圖分類號(hào) G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1671-489X（2008）014-0016-02

創(chuàng)新能力是一個(gè)綜合性概念，它是一種智力的新思維的動(dòng)作結(jié)果，與認(rèn)識(shí)、分析、記憶和處理事物的綜合智力有關(guān)，也與人的求知欲、獨(dú)立性、靈活性、觀察力、堅(jiān)韌性等非智力因素密不可分。創(chuàng)新能力是指具有創(chuàng)新的基本本領(lǐng)，它是創(chuàng)新的基礎(chǔ)支撐，包括較扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、較寬的知識(shí)面、較強(qiáng)的實(shí)踐能力和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還包括在大量信息中辨別、選擇知識(shí)的能力，具有關(guān)于創(chuàng)造的知識(shí)、技能[1]。

高職教育在培養(yǎng)職業(yè)綜合應(yīng)用能力的基礎(chǔ)上，必須重視創(chuàng)新精神與開拓能力的培養(yǎng)，在技術(shù)發(fā)展復(fù)雜化、深度化的現(xiàn)代職業(yè)崗位，強(qiáng)調(diào)技術(shù)型人才的創(chuàng)新素質(zhì)與開拓能力培養(yǎng)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)與信息時(shí)代的要求。工藝流程的革新、加工方法的改良、新產(chǎn)品的開發(fā)試驗(yàn)、管理形式的變革等都是技術(shù)型人才應(yīng)具備的創(chuàng)新能力，與工程型人才和學(xué)術(shù)型人才不同的是，高等職業(yè)技術(shù)教育培養(yǎng)的技術(shù)型人才在應(yīng)用領(lǐng)域體現(xiàn)這種素質(zhì)與能力。

1 創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

培養(yǎng)創(chuàng)新能力，就是要培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力和實(shí)際創(chuàng)新能力。創(chuàng)造性思維是通過抽象和概括反映事物的本質(zhì)與規(guī)律的思維活動(dòng)。創(chuàng)新思維的激發(fā)、創(chuàng)新方案的整理和判斷離不開知識(shí)的積累和對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的激勵(lì)[2]。在對(duì)機(jī)械類學(xué)生進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)過程中，關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生具有積極的求異欲、敏銳的觀察力、創(chuàng)造性的想象力、獨(dú)特的知識(shí)結(jié)構(gòu)和跳躍性的思維能力，并構(gòu)想有異于現(xiàn)有產(chǎn)品或設(shè)計(jì)方案的新的設(shè)計(jì)方案。筆者講授的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程，研究的主要內(nèi)容是機(jī)械系統(tǒng)的常用機(jī)構(gòu)，機(jī)械零部件的原理、應(yīng)用和設(shè)計(jì)，它是機(jī)械工程領(lǐng)域創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)和支撐。

1.1 觀察與分析能力的培養(yǎng)結(jié)合教學(xué)過程，在詳細(xì)闡述分析思路和研究方法的基礎(chǔ)上，注意對(duì)問題的抽象和概括，布置有關(guān)觀察和分析的訓(xùn)練題目，以促使學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考、勤于思維的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。如在講平面連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，請(qǐng)學(xué)生觀察連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例，了解應(yīng)用背景，分析其工作特性，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。又如，讓學(xué)生應(yīng)用自己所掌握的知識(shí)，全面剖析某產(chǎn)品（如自行車、縫紉機(jī)、汽車、電腦等）中的機(jī)械應(yīng)用。

類似這樣的觀察與分析訓(xùn)練，可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造欲，對(duì)提高學(xué)生的工程實(shí)際能力很有幫助。

1.2 總結(jié)與歸納能力的培養(yǎng)在教學(xué)過程中，介紹完各種常用機(jī)構(gòu)后，請(qǐng)學(xué)生自己歸納總結(jié)實(shí)際各種運(yùn)動(dòng)形式的變換方式以及用什么機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)變換方式；講完機(jī)械傳動(dòng)形式后，請(qǐng)學(xué)生從各方面比較多種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)和應(yīng)用；聯(lián)接部分內(nèi)容講完后，請(qǐng)學(xué)生總結(jié)歸納軸轂聯(lián)接周向固定各種方法和特點(diǎn)。反轉(zhuǎn)法是貫穿整個(gè)課程中一個(gè)重要分析方法，在設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)凸輪廓線、求凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角、計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比等知識(shí)中都有應(yīng)用。在分析反轉(zhuǎn)法時(shí)，注意讓學(xué)生分析總結(jié)反轉(zhuǎn)法原理的實(shí)質(zhì)，從而更好地探求各部分內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系和系統(tǒng)性，形成對(duì)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和深刻理解。

通過這些環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，調(diào)動(dòng)和激勵(lì)學(xué)生的主動(dòng)求知的意識(shí)，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)能夠主動(dòng)去歸納和總結(jié)，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維的能力。

2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要掌握一定的創(chuàng)新技能和方法。在教學(xué)過程中，貫穿創(chuàng)新設(shè)計(jì)技能培養(yǎng)的理念，結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)介紹一些機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，給學(xué)生介紹一些優(yōu)秀創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例，使學(xué)生了解機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本原理并掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。

比如在講授平面連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，不但要求學(xué)生按圖解法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，還讓學(xué)生自己動(dòng)手制作簡(jiǎn)易的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)模型，通過變換構(gòu)件尺寸、變換機(jī)架位置、變換原動(dòng)件等觀察機(jī)構(gòu)的變異和運(yùn)動(dòng)特性，并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)構(gòu)思新的機(jī)構(gòu)類型。學(xué)生不僅理解機(jī)構(gòu)演化的理論，又掌握一定的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新技能。

又如在學(xué)習(xí)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，除要求學(xué)生設(shè)計(jì)繪制凸輪的輪廓曲線，還讓學(xué)生用硬紙板等材料按設(shè)計(jì)結(jié)果制作出凸輪機(jī)構(gòu)模型；同時(shí)讓學(xué)生考慮凸輪的軸孔、鍵槽怎樣開設(shè)，凸輪怎樣制作和檢驗(yàn)的問題。既鍛煉學(xué)生設(shè)計(jì)、思維、創(chuàng)新等綜合素質(zhì)，又大大激發(fā)學(xué)生的探索欲望和創(chuàng)新設(shè)計(jì)熱情。

再如在講授機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)的多樣性以及如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新才能得到更好的使用性能。如軸承作為軸和軸上回轉(zhuǎn)零件的支承，軸承布置在軸上什么位置才能使軸上載荷分布得更合理，而又符合機(jī)器或裝置的整體要求；在使用徑向軸承和推力軸承的組合支承結(jié)構(gòu)中，解決單一支承結(jié)構(gòu)引發(fā)的問題，提高結(jié)構(gòu)性能。學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，可以自行分析解決許多結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)問題。

3 為學(xué)生提供鍛煉創(chuàng)新能力的實(shí)踐機(jī)會(huì)

高職院校的學(xué)生，對(duì)創(chuàng)新有一定的認(rèn)識(shí)，也普遍具有創(chuàng)新意識(shí)。因此，教師應(yīng)帶領(lǐng)和引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，提高學(xué)生的創(chuàng)新水平。

3.1 在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力增加實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，有必要讓學(xué)生放手去做一些實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。如軸系的結(jié)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析等，這些項(xiàng)目對(duì)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)都有很好的作用。

3.2 在綜合性的作業(yè)中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，布置一些綜合性的作業(yè)，不單強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，而且強(qiáng)調(diào)學(xué)生去觀察、分析、發(fā)現(xiàn)新的問題。如學(xué)習(xí)完齒輪傳動(dòng)部分內(nèi)容后，布置齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的綜合作業(yè)，由學(xué)生分組完成不同的設(shè)計(jì)題目，鼓勵(lì)學(xué)生在選擇齒輪材料、確定齒輪傳動(dòng)參數(shù)時(shí)可采取不同的設(shè)計(jì)方案，最終在設(shè)計(jì)全部完成后對(duì)各種不同方案進(jìn)行比較，總結(jié)設(shè)計(jì)中的不足和收獲。通過這樣的綜合性作業(yè)，訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的思維，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]汪劉生.教學(xué)論[M].合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996:32-45

[2]楊玉良.發(fā)揮高校綜合優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力[J].中國(guó)高等教育，2005(6):28-29