基于實踐訓練的高職學生機械設計創(chuàng)新能力培養(yǎng)*

陳長生（浙江機電職業(yè)技術學院 浙江 杭州 310053）

基于實踐訓練的高職學生機械設計創(chuàng)新能力培養(yǎng)*

陳長生
（浙江機電職業(yè)技術學院 浙江 杭州 310053）

針對機械創(chuàng)新設計的能力特點，提出了基于實踐訓練培養(yǎng)創(chuàng)新能力的方法。圍繞大學生機械設計競賽訓練項目，給出了理論方案設計、機械結構設計、實物樣機制作三個階段培養(yǎng)創(chuàng)新能力的訓練方案及每個階段的學習情境設計。最后總結了訓練實施的效果。

實踐訓練;高職學生；機械創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高等職業(yè)教育的一項重要任務。對于機械類專業(yè)學生來說，更應該把創(chuàng)新設計、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)擺在重要的位置，因為機械產品從設計、制造到走向市場，處處體現(xiàn)著創(chuàng)新的關鍵性作用。高等職業(yè)院校的創(chuàng)新教育不能照搬普通高校的做法，要避免過多過深的理論學習，通過實踐訓練來開展活動。雖然理論學習可以幫助學生了解更多的創(chuàng)新知識和技法，但通過創(chuàng)新實踐，讓學生完成具體的創(chuàng)新作品，會更加有助于創(chuàng)新能力的形成。因為機械創(chuàng)新是一項與工程實際緊密相關的活動，基于實踐訓練可以使學生認清創(chuàng)新活動的具體內容，更加深入地參與到創(chuàng)新活動中來。

基于實踐訓練培養(yǎng)機械創(chuàng)新能力

近些年，各級各類技能競賽在高校得到了廣泛的開展。讓學生根據(jù)競賽命題要求開展調研，發(fā)揮想象和創(chuàng)造，擬定設計方案，完成設計圖紙，開展樣機制作等一系列的實踐活動，可以包含創(chuàng)新能力培養(yǎng)的全部訓練環(huán)節(jié)。結合浙江省大學生機械設計競賽訓練，我院設置了理論方案設計、機械結構設計、實物樣機制作等三個階段來開展機械創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)，既體現(xiàn)了創(chuàng)新設計活動的基本過程，也符合機械學 “原理—結構—樣機”由淺入深的認識規(guī)律。下面以2009年浙江省大學生機械設計競賽題目——“凌空采果”機器人的設計為例進行說明。競賽主要內容包括設計并制作機器人，在圖1所示的模擬采果作業(yè)場地完成動作：（1）從1區(qū)到達2區(qū)；（2）“采摘果實”；（3）攜帶“果實”從2區(qū)到達3區(qū)；（4）將“果實”放入收集框。

圖1 采果作業(yè)場地示意圖

圍繞賽題要求，所設計的創(chuàng)新能力訓練三個階段包括：

理論方案設計 本階段的訓練任務是完成符合目標要求的原理方案設計及確定主要參數(shù)，學習目標及內容如表1所示。理論方案設計是在明確主題要求的基礎上，通過功能要求分析、功能模塊及機構構思、原理方案及主參數(shù)確定等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生根據(jù)實際需求運用與創(chuàng)新的能力。該階段主要讓學生對所學機構的運動變換、工作特性進行比較，針對具體的工作要求通過選擇和組合，提供實現(xiàn)預期動作的機構方案。教師的指導以啟發(fā)鼓勵為主，讓學生充分發(fā)揮想象，提出新穎獨特的方案。

表1 理論方案設計內容表

機械結構設計 本階段的訓練任務是根據(jù)原理方案及主要相關參數(shù)完成機械結構設計及虛擬三維裝配造型，其學習目標、內容如表2所示。通過機械結構構思、結構圖繪制、軟件三維造型等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生機械結構的運用與創(chuàng)新能力。機械結構既要體現(xiàn)零件的功能要求，同時也與加工技術相關。教師指導時，應注意讓學生理解零件的加工過程，確保零件結構具有良好的工藝性。

實物樣機制作 本階段的訓練任務是根據(jù)機械結構設計及零件草圖，完成實物樣機的制作、調試，其學習目標、內容如表3所示。通過學生的動手實踐，深刻認識所完成的作品結構是否合理，功能是否達到了預期目標。本階段通過零件制作、市場采購、競賽參與等活動，培養(yǎng)學生團結合作、設計實施和總結改進的能力。由于工作場地分散，制作周期較長，教師要特別加強安全教育，嚴防安全事故的發(fā)生。

表2 機械結構設計內容表

表3 實物樣機制作內容表

教學效果

基于實踐訓練培養(yǎng)高職學生機械創(chuàng)新能力，由于內容具體，操作性強，體現(xiàn)了“做中學，做中教”的技術教育特點要求，取得了較好的效果。自2004年浙江省開展大學生機械設計競賽活動以來，通過結合競賽的實踐訓練，我院數(shù)百名學生的機械創(chuàng)新設計能力得到了切實提高，創(chuàng)新精神和實踐意識得到了有效培養(yǎng)。在已舉辦七屆的浙江省大學生機械設計競賽中連續(xù)取得高職高專組的最佳成績；在第三屆及第四屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽上，作品連續(xù)獲得一等獎，位于全國高職院校的前列；學院《機械創(chuàng)新設計》和《機械基礎綜合實訓》課程被列為浙江省精品課程，《機械創(chuàng)新設計實訓教程》被列為浙江省重點建設教材。

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[4]姜大源.職業(yè)教育：情景與情境辨[J].中國職業(yè)技術教育，2008，（25）：1，8.

[5]胡成武，等.構建大學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)的教學體系[J].湖南工業(yè)大學學報，2008，（2）：101-103.

內容充實的生命就是長久的生命。我們要以行為而不是以時間來衡量生命。

——小塞涅卡

G718

A

1672-5727（2011）10-0117-02

陳長生（1956—），男，浙江杭州人，浙江機電職業(yè)技術學院副教授，研究方向為機械設計及機械CAD應用及教學。