機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程改革

楊孟杰　劉夫云　楊運(yùn)澤　陳磊磊

摘 要：基于機(jī)械類專業(yè)培養(yǎng)需求以及“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn)，針對目前機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀以及存在的問題，對《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新，建設(shè)能滿足機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的開放式實(shí)驗(yàn)室及管理模式，并通過開展各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識。實(shí)踐證明可改善課程的教學(xué)質(zhì)量，且大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高了學(xué)生的綜合能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) 改革 實(shí)驗(yàn)課程

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（c）-0188-01

當(dāng)今世界，隨著全球化經(jīng)濟(jì)競爭愈演愈烈，創(chuàng)新能力已成為決定一個國家綜合國力的核心因素。因此如何培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的機(jī)械創(chuàng)新技術(shù)人才，成為各高校機(jī)械類專業(yè)急需解決的問題。在當(dāng)今激烈的就業(yè)競爭中，如何縮短與企業(yè)的距離，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，提高學(xué)生的一次性就業(yè)率，也成為高校的主要職責(zé)。因此對機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生面向工程實(shí)際的思維理念，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識以及動手能力，具有十分重要的意義。

1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀分析

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的后續(xù)課程，其目的在于培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，而機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力、綜合設(shè)計(jì)與分析能力、科學(xué)研究能力以及創(chuàng)新能力為基本要求，培養(yǎng)能適應(yīng)現(xiàn)代社會需求的創(chuàng)新人才為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)課程。但目前我校的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所存在的問題與國內(nèi)的大多數(shù)高校的問題基本一樣，即學(xué)生多、課時少、設(shè)備少，而且實(shí)驗(yàn)方法和教學(xué)手段過于單一，同時實(shí)驗(yàn)開設(shè)與工程實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合不緊密，不利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，因此，如何充分利用現(xiàn)有的資源，對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，調(diào)動學(xué)生的積極性，成為了當(dāng)務(wù)之急。

2 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的改革

基于目前機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，提出其教學(xué)改革的方案，以期通過實(shí)驗(yàn)開拓一條培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、動手能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)與分析能力、解決工程實(shí)際問題能力的新途徑。

2.1 加強(qiáng)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)

慧魚模型（Fischertechnik）1964年誕生于德國，是由德國發(fā)明家ArthurFischer博士在其專利“六面拼接體”的基礎(chǔ)上發(fā)明的，是技術(shù)含量較高的工程技術(shù)類拼裝模型。它一共有300多種零件，可以說是一個結(jié)構(gòu)件的家族，它除了有機(jī)械構(gòu)件外還提供有電氣元件、傳感器、氣動構(gòu)件、控制器甚至軟件等系統(tǒng)，涵蓋了機(jī)械、電子、控制、氣動、汽車技術(shù)、能源技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域，可拼搭成多種機(jī)構(gòu)，只要學(xué)生能想到的結(jié)構(gòu)，都可以用它搭建出來，通過實(shí)物拼裝和實(shí)物運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅可以直觀驗(yàn)證設(shè)計(jì)構(gòu)思，還可以給學(xué)生帶來極大的成就感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為課堂及實(shí)驗(yàn)室教學(xué)提供了良好的教具。該校機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室針對專業(yè)需要，于2004年引進(jìn)了“慧魚”模型組合包，其教學(xué)和實(shí)驗(yàn)效果非常好，但是由于時間久遠(yuǎn)，零件存在丟失和損壞的情況，不能滿足目前的實(shí)驗(yàn)需要，有時4、5個學(xué)生共用一套模型，加上實(shí)驗(yàn)時間限制，給學(xué)生偷懶提供了借口，這在一定程度上影響學(xué)生的動手能力。所以購買了一批新的組合包基本上滿足了實(shí)驗(yàn)需求。

同時還建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬裝配和運(yùn)動仿真分析，可在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)開始前驗(yàn)證創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的正確性與可行性，同時還可以通過修改、調(diào)整來完善設(shè)計(jì)。這樣不僅使學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能得到了培養(yǎng)，還提高了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的動手能力、工程實(shí)踐能力、軟件應(yīng)用能力、分析計(jì)算能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力等綜合能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶蛢?nèi)容改革

改變由老師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，安排實(shí)驗(yàn)步驟和程序的傳統(tǒng)被動實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，采用由學(xué)生自主的主動實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，由老師提出?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目，學(xué)生自己思考、自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并在老師的指導(dǎo)幫助下完成實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生充分的自由和空間來發(fā)揮他們的創(chuàng)新精神。或更進(jìn)一步，讓學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和愛好去查閱相關(guān)資料進(jìn)行選題，然后由老師對學(xué)生的選題進(jìn)行可行性分析，對于難度及工作量不適當(dāng)?shù)倪x題，老師應(yīng)提出修改意見，并在選題的同時注重創(chuàng)新性和應(yīng)用性以及與工程實(shí)踐的結(jié)合。對于比較好的設(shè)計(jì)和作品，我們可以拿去參加各種比賽，比如：三維設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械工程訓(xùn)練大賽等活動。通過自主創(chuàng)新課題的開展，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主體，老師只做必要的指導(dǎo)，這樣既激發(fā)了學(xué)生的興趣又培養(yǎng)了他們的綜合創(chuàng)新能力。

2.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放力度與管理

實(shí)驗(yàn)室在一段時間內(nèi)對學(xué)生全天候開放，學(xué)生可以利用課余時間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生創(chuàng)造寬松、自由的時間和環(huán)境，這樣可以打破實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排在時間和空間的限制，實(shí)驗(yàn)不再是在固定的時間和地點(diǎn)完成。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，實(shí)踐證明學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情得到了提高，而且，由于提高了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放性與綜合性，使得學(xué)生的獨(dú)立思考能力及分析解決問題能力得到了鍛煉，還培養(yǎng)了他們的協(xié)作創(chuàng)新精神。

加強(qiáng)開放實(shí)驗(yàn)室管理，應(yīng)用海軍航空工程學(xué)院采取的變被動管理為主動管理的開放式實(shí)驗(yàn)室管理模式，以學(xué)生為主體，自主學(xué)習(xí)、自主管理，并配以必要的輔導(dǎo)答疑和安全監(jiān)督。

3 結(jié)語

教學(xué)實(shí)踐證明，通過對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，利用“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程的實(shí)驗(yàn)以及教學(xué)平臺，能夠更有效地培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，很多學(xué)生在各類競賽中獲得了很好的成績，并通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)申請了一些專利，取得了很好的效果，并為后續(xù)的課程改革提供很多有意義的參考方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪超.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J].裝備制造技術(shù)，2008（8）：179-180.

[2] 陳濤.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究與探索[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（10）：40-42.

[3] 張翠英，溫衛(wèi)中，鄭秀紅，等.基于立體化教學(xué)模式的微機(jī)原理課程教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2012（36）：34-35.

[4] 黃朝陽.“工程對象教學(xué)法”在機(jī)電創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究——以慧魚模型為載體[J].大學(xué)教育，2014（2）：71-75.