機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐教學(xué)改革的建議

張燕++王娟++史留勇

摘 要 簡述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的現(xiàn)狀及實踐教學(xué)研究思路和方法，提出了實踐教學(xué)改革的建議及措施，并介紹和總結(jié)了海南大學(xué)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實踐教學(xué)設(shè)計，為其它學(xué)校進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的教學(xué)研究提供參考。

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新 ；機(jī)械設(shè)計 ；實踐 ；教學(xué)

中圖分類號 TH122

Teaching Reform on Practice of Mechanical Innovative Design

ZHANG Yan WANG Juan SHI Liuyong

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Hainan University， Haikou， Hainan 570228）

Abstract This paper introduces the background and the status of mechanical innovative design. We need to improve the operation and management mechanism and improve measures to guide the incentive mechanism. The measures taken by the college of mechanical engineering of Hainan University has done in cultivating students' ability of mechanical creative design. It provides the reference for the other school of mechanical creative design.

Key words innovation ； mechanical design ； practice ； teaching

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是指利用現(xiàn)今已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果，包括理論、方法、技術(shù)、原理等，充分發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造能力進(jìn)行構(gòu)思，設(shè)計出具有創(chuàng)造性、新穎性以及實用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品的實踐性活動。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要包括2個方面[1]：一是提出新概念、新產(chǎn)品以及新機(jī)器進(jìn)行創(chuàng)造設(shè)計；二是對現(xiàn)有的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行完善和改進(jìn)，使其經(jīng)濟(jì)性、可靠性和實用性等各項技術(shù)性能得到提高。創(chuàng)新是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的根本與核心，在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中必須要突出創(chuàng)新的特點，這就需要設(shè)計人員充分發(fā)揮創(chuàng)造力，用現(xiàn)代設(shè)計的理論和方法作為指導(dǎo)，借助多種途徑，將原理方案與實際相結(jié)合，設(shè)計出更具有競爭力的創(chuàng)新、新穎、實用產(chǎn)品。

1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)高校的課堂教學(xué)還是以傳統(tǒng)的“灌輸式”“填鴨式”模式為主，只有老師的說教而沒有學(xué)生的互動，缺乏學(xué)生的參與和討論，造成學(xué)生缺乏想象能力和創(chuàng)新設(shè)計能力[2，3]。盡管國內(nèi)很多高校教學(xué)管理人員意識到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力的重要性和緊迫性，開始開展全國性、省級的各種創(chuàng)新設(shè)計大賽，并積極進(jìn)行教育改革，力求尋找一種適合國情的培養(yǎng)模式，但是由于諸多客觀原因，如課程體系的設(shè)置、學(xué)校硬件設(shè)施的局限、教師教學(xué)水平和方法的差異，使得目前的教育還是無法走出傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式[4]。因此，如何進(jìn)行教育改革、提高大學(xué)生尤其是工科生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力仍然是國內(nèi)高校所面臨的一個重大問題。

隨著教學(xué)改革的深入，實踐教學(xué)得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新實踐活動得到了蓬勃發(fā)展，但還存在著一些問題，如：實驗室開放的力度不夠，硬件投入不足，這對進(jìn)行實踐操作是挑戰(zhàn)；機(jī)械創(chuàng)新實踐活動的種類較少，而且題型也不豐富，這與機(jī)械創(chuàng)新需多樣性的形式不相符；機(jī)械創(chuàng)新研究成果轉(zhuǎn)化成實際產(chǎn)品的比例較少，這對成果價值性認(rèn)識較淺。正是由于以上問題，才導(dǎo)致學(xué)生科研進(jìn)程受挫，個性化培養(yǎng)受阻，創(chuàng)新意識提高緩慢。

2 實踐教學(xué)研究思路和方法

機(jī)械創(chuàng)新實踐教學(xué)體系是一個系統(tǒng)工程，必須要從系統(tǒng)、全局出發(fā)，進(jìn)行綜合考慮。國內(nèi)各高校由于所處地位、辦學(xué)層次、所在地域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同，因此可根據(jù)學(xué)院和學(xué)校實際情況，結(jié)合當(dāng)?shù)氐赜蛱攸c和工業(yè)發(fā)展的需求，探索和創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，構(gòu)建有區(qū)域特色的機(jī)械創(chuàng)新實踐教學(xué)體系。如海南大學(xué)需結(jié)合海南地域特點和工業(yè)發(fā)展的需求，堅持“立足海南，服務(wù)海南，聯(lián)合港澳，輻射全國”的思路，構(gòu)建有海南特色的機(jī)械創(chuàng)新實踐教學(xué)體系。

實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、工程意識和實踐能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，結(jié)合學(xué)校機(jī)械類專業(yè)的實際教學(xué)情況，提出實踐教學(xué)體系改革的研究方法。實踐教學(xué)體系改革的關(guān)鍵是現(xiàn)實理論和實踐教學(xué)的有機(jī)融合，實現(xiàn)統(tǒng)一教學(xué)內(nèi)容、方法和手段、人才培養(yǎng)目標(biāo)、管理體制等。實踐教學(xué)體系改革應(yīng)突出培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程實踐應(yīng)用能力，實現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)、知識、能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)平臺，將動畫、影像、模擬仿真技術(shù)應(yīng)用于實踐教學(xué)各環(huán)節(jié)。通過 “機(jī)制保障”、“基礎(chǔ)建設(shè)”、“實踐運行”和“質(zhì)量評價”4個層面進(jìn)行建設(shè)與改革，構(gòu)建機(jī)械創(chuàng)新實踐教學(xué)新體系。

3 實踐教學(xué)改革的建議及措施

3.1 構(gòu)建機(jī)械類專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容的模塊結(jié)構(gòu)

構(gòu)建機(jī)械類專業(yè)實踐教學(xué)內(nèi)容的模塊結(jié)構(gòu)，在此模塊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，完善機(jī)械創(chuàng)新平臺，初步確定創(chuàng)新實踐基地，組織學(xué)生參加多種多樣的創(chuàng)新實踐內(nèi)容，建立機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案，采取一些有效的評價激勵措施，組織開展產(chǎn)品設(shè)計與制作創(chuàng)新實踐活動，擴(kuò)大學(xué)生受益面，提高其實踐能力。強(qiáng)調(diào)以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，實現(xiàn)實踐教學(xué)內(nèi)容的模塊化。認(rèn)真梳理本專業(yè)各項實踐教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)目前以學(xué)科知識結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向的實踐教學(xué)課程體系，逐步形成以應(yīng)用實踐能力結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)應(yīng)用能力、專業(yè)應(yīng)用能力、綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新應(yīng)用能力）為導(dǎo)向的實踐教學(xué)內(nèi)容體系，有針對性地構(gòu)建基礎(chǔ)能力實踐教學(xué)模塊、專業(yè)能力實踐教學(xué)模塊、綜合能力實踐教學(xué)模塊、創(chuàng)新能力實踐教學(xué)模塊，4個模塊在學(xué)生能力培養(yǎng)方面相互緊密聯(lián)系。

3.2 建立一套能激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力的教育模式[5]

一套能激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)其創(chuàng)新能力的教育模式的建立，必須要徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育觀念，使大學(xué)生創(chuàng)新能力體系及培養(yǎng)機(jī)制向?qū)W生成才的方向發(fā)展。高等教育必須走出課本，接觸社會，接觸生產(chǎn)，結(jié)合實際，結(jié)合現(xiàn)有科技發(fā)展開展教學(xué)。開展豐富多彩的機(jī)械創(chuàng)新項目，讓學(xué)生親自動手，真正體驗在創(chuàng)造中享受快樂，同時培養(yǎng)觀察和想象的能力以及發(fā)現(xiàn)、提出、解決實際問題的能力。而機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實踐性尤為重要。鼓勵對機(jī)械研究或創(chuàng)造發(fā)明有濃厚興趣的學(xué)生，在導(dǎo)師指導(dǎo)下，自主進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，自主設(shè)計、完成和管理實驗，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，提高其創(chuàng)新實踐的能力。

3.3 構(gòu)建機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的構(gòu)建，對于形成大學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的特色以及提高本科生培養(yǎng)質(zhì)量都起著重要的作用，而且會有顯著效果。機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案的建立，需要建立大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)的長效機(jī)制，而且還要符合專業(yè)特點的培養(yǎng)方案，這才是推動創(chuàng)新的關(guān)鍵所在。建立機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實踐基地，能幫助大學(xué)生將創(chuàng)新思想實現(xiàn)。對于學(xué)生深入機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的研究提出如下建議：（1）“培養(yǎng)創(chuàng)新思維，激發(fā)創(chuàng)新興趣，引導(dǎo)自主實踐”的機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)理念。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣，讓其成為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動的動力源自主實踐的催化劑，使學(xué)生敢于在實踐中挑戰(zhàn)自我，在自主實踐中鞏固所學(xué)知識，在實踐中磨練成長。（2）構(gòu)建大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，以“興趣引導(dǎo)、項目驅(qū)動、過程監(jiān)控、目標(biāo)管理”為核心。形成以“學(xué)生為主體，自主創(chuàng)新為主線，科技項目為載體”的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，需要搭建和完善機(jī)械創(chuàng)新的平臺，這也是對中國現(xiàn)有高等教育人才培養(yǎng)體系的一個有益補(bǔ)充。（3）實現(xiàn)有機(jī)結(jié)合機(jī)械學(xué)特色與學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。讓理論與實踐，教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新實踐活動的質(zhì)量，縮短用人單位需求的人才能力與高?，F(xiàn)有人才能力之間的差距，促進(jìn)學(xué)生就業(yè)，推動大學(xué)生創(chuàng)業(yè)。

結(jié)合實踐，確定大學(xué)生進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的原則，針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計實踐的研究提出如下改進(jìn)措施：（1）健全運行管理機(jī)制。制定機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃，包括培養(yǎng)措施和目標(biāo)、實施計劃、質(zhì)量監(jiān)控，項目評估等一系列工作。（2）完善引導(dǎo)激勵機(jī)制。由于所有機(jī)械創(chuàng)新項目的創(chuàng)意都來源于學(xué)生，所以要根據(jù)學(xué)生的興趣，組織專家與學(xué)生共同設(shè)計項目，研究項目的目標(biāo)與內(nèi)容，最終確定研究經(jīng)費。

4 海南大學(xué)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實踐教學(xué)設(shè)計

針對以上實踐教學(xué)改革的建議及措施，海南大學(xué)結(jié)合海南省特色，制定出系統(tǒng)的機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃，進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新的深入研究，為海南省發(fā)明創(chuàng)造新機(jī)器、新機(jī)械提供有效的理論和方法。近年來，海南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院通過一系列措施為大學(xué)生創(chuàng)新提供充分的保障。

建立機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的關(guān)鍵在于平臺的搭建，海南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械系提供了“機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系”的實踐基地。學(xué)院有足夠數(shù)量的數(shù)控機(jī)床設(shè)備，且有日元貸款及省部共建的現(xiàn)代化先進(jìn)設(shè)備。完善其創(chuàng)新實踐平臺，結(jié)合海南省特色，組織學(xué)生參加多樣的創(chuàng)新實踐項目。開設(shè)的機(jī)械創(chuàng)新實踐項目包括橡膠果破碎機(jī)的設(shè)計、全自動椰子剝衣機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計、芒果采摘機(jī)的設(shè)計、香蕉秸稈粉碎機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計、南藥干燥機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計和胡椒脫皮機(jī)的設(shè)計等。

為方便學(xué)生能順利地進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新活動開設(shè)了CAD和Pore高級班、力學(xué)強(qiáng)化班、單片機(jī)培訓(xùn)班等，對學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識培訓(xùn)，組織機(jī)電工程學(xué)院學(xué)生開展CAD、創(chuàng)新（創(chuàng)意）、車工、鉗工、三維機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計等技能大賽，參加“海南省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”等競賽活動。組織學(xué)生開展機(jī)構(gòu)設(shè)計與制作創(chuàng)新實踐活動，讓學(xué)生設(shè)計出項目研究目標(biāo)與內(nèi)容，親自動手做出各自的機(jī)械創(chuàng)新作品。海南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院建立了一套完善的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系和機(jī)制，成立了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計指導(dǎo)教師團(tuán)隊，此團(tuán)隊由高級以上職稱，博士學(xué)位的教師擔(dān)任，師資強(qiáng)大，經(jīng)驗豐富，為學(xué)生營造了一個良好的創(chuàng)新環(huán)境和氛圍，對于大學(xué)生開拓創(chuàng)新思維、提高解決問題能力都有著重要意義。通過機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)能擴(kuò)大學(xué)生受益面，真正提高學(xué)生實踐能力。

5 小結(jié)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是基于現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計學(xué)理論基礎(chǔ)上建立的，它吸收了發(fā)明學(xué)、思維科學(xué)、認(rèn)識科學(xué)、科技哲學(xué)、設(shè)計方法學(xué)、吸收創(chuàng)造學(xué)等多學(xué)科的有益成份，經(jīng)過交叉綜合而成的一種設(shè)計技術(shù)和方法。針對當(dāng)前情況，提出了需要建立機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)理念，構(gòu)建大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，實現(xiàn)有機(jī)結(jié)合機(jī)械學(xué)特色與學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)等深入機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計研究的建議。同時，提出需要健全運行管理機(jī)制和完善引導(dǎo)激勵機(jī)制的改進(jìn)措施。大力開展大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新實踐活動， 對學(xué)生本人、學(xué)校、國家都有著非常重要的現(xiàn)實意義， 學(xué)校需要加大投入，加強(qiáng)管理，調(diào)動學(xué)生的自主性，擴(kuò)大學(xué)生參與面和受益面，真正提高學(xué)生的實踐能力。

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