注重文化傳承的高職機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐探討

李 芯 張慶樂(武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 湖北 武漢：430080)

注重文化傳承的高職機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐探討

李 芯 張慶樂
(武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 湖北 武漢：430080)

現(xiàn)階段，大學(xué)生全面素質(zhì)教育正在逐步展開，其中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的訓(xùn)練與傳統(tǒng)文化的熏陶是目前高職教育的熱點(diǎn)。從“機(jī)關(guān)術(shù)”入手，設(shè)計(jì)了跨越5個(gè)學(xué)期、由淺入深的注重文化傳承的高職機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐方案，為將中國傳統(tǒng)文化與較為枯燥的機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合提供了一個(gè)范本。

文化傳承；高職改革；創(chuàng)新實(shí)踐；機(jī)關(guān)模擬；機(jī)關(guān)復(fù)原；機(jī)關(guān)術(shù)；機(jī)械創(chuàng)新

1 傳統(tǒng)文化的創(chuàng)新傳承

2014年9月，習(xí)近平主席在紀(jì)念孔子誕辰2565周年國際學(xué)術(shù)研討會(huì)第五屆會(huì)員大會(huì)開幕會(huì)提出“努力實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)文化的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新性發(fā)展，使之與現(xiàn)實(shí)文化相融相通，共同服務(wù)以文化人的時(shí)代”任務(wù)。從各方面的研究來看，開展傳統(tǒng)文化教育能夠全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。所以，筆者設(shè)想在高職機(jī)械類專業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐中融入傳統(tǒng)文化，讓學(xué)生在專業(yè)技能增長的三年中，個(gè)人的傳統(tǒng)文化素養(yǎng)也能逐漸提升。

目前，我校的機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐主要以各類創(chuàng)新大賽為依托，對參賽學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，這種訓(xùn)練方式效果較好，但缺乏普適性。如果能找到合適的切入點(diǎn)，研究出注重文化傳承且普適性較高的機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐方案，就能在學(xué)科教育的實(shí)踐中兼顧對文化的傳承與職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，踐行高職教育全面素質(zhì)發(fā)展的要求。

中國的機(jī)械技術(shù)底蘊(yùn)深厚，自石器時(shí)代時(shí)期已有雛形，且留存有大量的文獻(xiàn)記載與實(shí)物，讓我們有了充分的研究空間。結(jié)合現(xiàn)代高職學(xué)生的興趣以及考慮普適性的原則，筆者考慮采用“機(jī)關(guān)術(shù)”以及它的多種變化形式來作為高職機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐方案研究的素材。通過對“機(jī)關(guān)術(shù)”及中國機(jī)械史的一些研究，對該創(chuàng)新實(shí)踐方案進(jìn)行了由淺入深的設(shè)計(jì)，希望結(jié)合高職機(jī)械類專業(yè)課的一般教育規(guī)律，幫助大多數(shù)學(xué)生探索創(chuàng)新實(shí)踐之門，鞏固專業(yè)知識(shí)及技能，增加文化涵養(yǎng)，鍛煉良好的個(gè)人品質(zhì)，成為社會(huì)所急需的“以德行統(tǒng)馭能力”的優(yōu)秀人才。

2 創(chuàng)新實(shí)踐方案總體設(shè)計(jì)

“機(jī)關(guān)術(shù)”是一種運(yùn)用機(jī)械技術(shù)和物理原理，將材料制作成一定的機(jī)械裝置，從而服務(wù)于人類生活或戰(zhàn)斗的技術(shù)。它充分反映了中國古代的科技文明，是中國傳統(tǒng)文化的代表之一。古代機(jī)械，即機(jī)關(guān)，包含：簡單機(jī)械、車輛和畜力機(jī)械、水力機(jī)械、風(fēng)力機(jī)械、武器和熱力機(jī)械、計(jì)時(shí)機(jī)械、地動(dòng)儀和自動(dòng)機(jī)械、飛行機(jī)械等多個(gè)種類，其中大部分實(shí)物流傳至今，少部分實(shí)物已經(jīng)失傳，但總體文獻(xiàn)記錄還是十分豐富的。這些文獻(xiàn)可以給“機(jī)關(guān)術(shù)”機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐提供豐富資料，吸引學(xué)生進(jìn)行研究。

高職入學(xué)的新生大多數(shù)為普通高中畢業(yè)，入學(xué)前并未受過機(jī)械專業(yè)方面的教育，所以機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐的安排也需跟隨專業(yè)課程的學(xué)習(xí)循序漸進(jìn)。高職機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生在校學(xué)習(xí)時(shí)間一般為兩年半，其間部分專業(yè)課程的一般教學(xué)規(guī)律如表1所示。

我們遵循此專業(yè)教學(xué)規(guī)律，綜合考慮人的創(chuàng)新能力發(fā)展過程，將“機(jī)關(guān)術(shù)”機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐設(shè)計(jì)為“機(jī)關(guān)模擬”和“機(jī)關(guān)復(fù)原”兩個(gè)層次(見圖1)，分散安排到第1至第5學(xué)期內(nèi)。學(xué)生可以通過“機(jī)關(guān)模擬”完成機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐的入門，通過“機(jī)關(guān)復(fù)原”熟悉創(chuàng)新方法和項(xiàng)目工作流程，鍛煉機(jī)械設(shè)計(jì)、加工、安裝與調(diào)試的專業(yè)能力，同時(shí)在這兩個(gè)層次的實(shí)踐過程還能全方位的鍛煉個(gè)人品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才的全面發(fā)展。

表1 高職機(jī)械類部分專業(yè)課程的一般教學(xué)規(guī)律

圖1 “機(jī)關(guān)術(shù)”創(chuàng)新實(shí)踐總體設(shè)計(jì)

3 “機(jī)關(guān)模擬”創(chuàng)新實(shí)踐方案設(shè)計(jì)

“機(jī)關(guān)模擬”創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)主要目的是激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，練習(xí)如何將感性愿望變成理性思考。實(shí)踐材料雖然簡單，變化卻是無窮，而且不需要很多機(jī)械方面的專業(yè)知識(shí)，很適合剛剛?cè)腴T機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐的大學(xué)新生鍛煉創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，并為更加專業(yè)的“機(jī)關(guān)復(fù)原”創(chuàng)新實(shí)踐做準(zhǔn)備。

3.1 紙管溝洫實(shí)踐方案設(shè)計(jì)

溝洫，通利田間之水道(《周禮》、《周禮注疏》)。紙管溝洫?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐是采用卡紙、吸管和玻璃珠來模擬古代農(nóng)田的溝渠灌溉，所用材料為：彩色卡紙(正度全開、200g/m2)2張；彩色PP吸管(直徑10mm、長度160mm)20根；膠帶(寬度18mm)、皮筋(單個(gè)長度60mm)若干；玻璃珠(直徑14mm)1個(gè)、小刀1把。參與團(tuán)隊(duì)可提前規(guī)劃方案，比賽時(shí)采用以上材料，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)搭好任意形式的溝渠后，投放玻璃珠(模擬水)，玻璃珠依靠自身重力滑下，在溝渠內(nèi)滑動(dòng)時(shí)間最長的團(tuán)隊(duì)獲勝；如玻璃珠下滑的途中卡住，則該團(tuán)隊(duì)記為失敗。

該創(chuàng)新實(shí)踐包含賽前討論制稿和賽中溝渠制作兩個(gè)階段(見表2)，涉及專業(yè)課程《機(jī)械制圖》和《工程力學(xué)》里的少量專業(yè)知識(shí)，由表1得知這兩門課程一般安排在第1學(xué)期，故將此實(shí)踐項(xiàng)目安排在第1學(xué)期期末較為合適。

表2 紙管溝洫實(shí)踐項(xiàng)目及相關(guān)能力培養(yǎng)

3.2 骨牌連鎖實(shí)踐方案設(shè)計(jì)

骨牌，又稱牙牌、宣和牌，據(jù)記載于宋宣和二年在民間出現(xiàn)后傳入宮中(《格致鏡原》、《正字通》)。1849年，由意大利傳教徒多米諾帶回米蘭后，推倒骨牌的玩法才流傳開來。骨牌連鎖創(chuàng)新實(shí)踐是采用60mm×30mm×10mm的木制彩色骨牌1000片與各類機(jī)關(guān)(指定10選5，另可自制2款)一起合理擺放，推倒后骨牌連鎖反應(yīng)形成設(shè)計(jì)圖案，完成效果好且有創(chuàng)意的團(tuán)隊(duì)獲勝；如連鎖啟動(dòng)后中途發(fā)生中斷，每個(gè)團(tuán)隊(duì)擁有一次修復(fù)的機(jī)會(huì)，兩次以上的中斷則記為失敗。

該創(chuàng)新實(shí)踐包含賽前討論制稿、方案報(bào)告和賽中擺放骨牌三個(gè)階段(見表3)，涉及第2學(xué)期的兩門專業(yè)課及一門基礎(chǔ)課，故將此實(shí)踐項(xiàng)目安排在第2學(xué)期末較為合適。

表3 骨牌連鎖實(shí)踐項(xiàng)目及相關(guān)能力培養(yǎng)

4 “機(jī)關(guān)復(fù)原”創(chuàng)新實(shí)踐方案設(shè)計(jì)

“機(jī)關(guān)復(fù)原”創(chuàng)新實(shí)踐是將古代有記載的機(jī)關(guān)，即古代機(jī)械，采用現(xiàn)有的材料和加工工藝進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制作，實(shí)現(xiàn)其主要的功能。學(xué)生可以按照自己的設(shè)計(jì)制作出符合記載描述的復(fù)原“機(jī)關(guān)”或其縮小模型，也可以對原有方案進(jìn)行改進(jìn)或?qū)嵱眯愿脑?。由于有記載的古代機(jī)械很多，如龍骨水車、活塞風(fēng)箱、繅絲機(jī)、記里鼓車等，實(shí)際操作中學(xué)生可能會(huì)選擇不同的機(jī)關(guān)來進(jìn)行復(fù)原，我們無法一一進(jìn)行預(yù)測，所以筆者采用元朝詹希元的五輪沙漏為例進(jìn)行解釋。

“機(jī)關(guān)復(fù)原”創(chuàng)新實(shí)踐包含方案討論、零件設(shè)計(jì)、零件制造和安裝調(diào)試四個(gè)階段，耗時(shí)較長，且需要學(xué)生具備一定的機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)(見表4)，適合在第3學(xué)期至第5學(xué)期開展。

表4 機(jī)關(guān)復(fù)原實(shí)踐項(xiàng)目及相關(guān)能力培養(yǎng)

五輪沙漏，據(jù)記載是詹希元于公元1360年制成(《明史》、《宋學(xué)士文集》)。五輪沙漏名字中雖然有“沙漏”二字，但它并不是以流沙的多少來計(jì)時(shí)，而是以沙做為動(dòng)力帶動(dòng)齒輪系統(tǒng)的機(jī)械性時(shí)鐘。該機(jī)關(guān)的記載較為詳細(xì)，結(jié)構(gòu)簡單，復(fù)原的可能性較大，且有一定的精確度要求和實(shí)際使用意義，比較適合高職學(xué)生開展機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐。

根據(jù)文獻(xiàn)記載，五輪沙漏(見圖2)的工作原理是流沙從盛沙容器的縫隙流出，落入初輪的沙斗驅(qū)動(dòng)初輪，從而帶動(dòng)各級(jí)齒輪旋轉(zhuǎn)。最后一級(jí)齒輪帶動(dòng)中輪，中輪上有指針可顯示時(shí)刻。雖然文獻(xiàn)的記載比上述的文字更為詳盡，但從創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐的角度考慮，只選取其主要功能的描述文字，使學(xué)生可以進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，復(fù)原其功能即可，如若可賦予古代機(jī)械以現(xiàn)代實(shí)用功能更好。五輪沙漏的初輪、二輪、三輪、四輪以及小齒輪組成了一整套四級(jí)減速齒輪系，其中包含齒輪、軸系、標(biāo)準(zhǔn)件、結(jié)構(gòu)件等有特點(diǎn)的零部件，即有專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)及要求，又具備創(chuàng)新的靈活性，很適合作為“機(jī)關(guān)復(fù)原”創(chuàng)新實(shí)踐的示范實(shí)例。

圖2 “五輪沙漏”復(fù)原創(chuàng)新設(shè)計(jì)示意圖

5 小結(jié)

在初步的小范圍實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)“機(jī)關(guān)模擬”創(chuàng)新實(shí)踐的普適性較高、影響面較大。學(xué)生參與率達(dá)到了常規(guī)創(chuàng)新比賽的5倍左右，吸引大量各專業(yè)學(xué)生觀賽，成為了校園內(nèi)持續(xù)討論的熱點(diǎn)話題。而“機(jī)關(guān)復(fù)原”創(chuàng)新實(shí)踐具有較強(qiáng)的專業(yè)性，不僅可以鍛煉學(xué)生的專業(yè)能力與技巧，還可以考慮將實(shí)踐中產(chǎn)生的成果進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為實(shí)物產(chǎn)品，用于實(shí)際使用、模型展示、原理展示、禮品陳設(shè)、玩具生產(chǎn)等，承載中國文化、傳播中國文化，真正實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)文化的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新性發(fā)展。

現(xiàn)階段，創(chuàng)新已成為高端技能型人才的一大特征，而創(chuàng)新實(shí)踐是加強(qiáng)素質(zhì)教育的有效手段之一。“機(jī)關(guān)術(shù)”機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐方案創(chuàng)造性的融入了中國傳統(tǒng)文化“機(jī)關(guān)術(shù)”的部分內(nèi)容，給機(jī)械類學(xué)科教育賦予了濃厚文化吸引力的同時(shí)，還充分考慮了高職學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，采取廣納人才入門，精益教育在后的結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生克服專業(yè)學(xué)習(xí)的畏難心理。該方案的實(shí)施可以填補(bǔ)高職院校學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的些許空白，從而使更多的學(xué)生從中受益，走上全面發(fā)展的道路，成為社會(huì)真正需要的高級(jí)專業(yè)人才。

[1] 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì).中國機(jī)械史[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社,2015.

[2] 張策.機(jī)械工程史[M].北京:機(jī)械工程史,2015.

[3] 陸敬嚴(yán).中國古代機(jī)械文明史[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2012.

[4] 李志超.中國水鐘史[M].合肥:安徽教育出版社,2014.

[5] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

[6] 陳繼文.知識(shí)工程與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2016.

[7] 張春林.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016.

[8] 道格拉斯·布蘭丁.精密機(jī)械設(shè)計(jì)：運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)原理與實(shí)踐[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2017.

[9] 周明星.職業(yè)教育學(xué)通論[M].天津:天津人民出版社,2002.

[10] 郭玉梅.高等職業(yè)教育實(shí)踐教學(xué)管理研究[M].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2009.

[11] 李向東.職業(yè)教育學(xué)新編[M].北京:高等教育出版社,2015.

[12] 李強(qiáng).職業(yè)教育學(xué)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2010.

(責(zé)任編輯：李文英)

Integration of Cultural Inheritance into Mechanical Innovation Plan in Vocational College

Li Xin Zhang Qingle

(Wuhan Engineering Institute， Wuhan 430080, Hubei)

Overall quality education is expanding step by step, of which the training of innovation, entrepreneurship and the appreciation of traditional culture has now become popular topics of higher education. We need to consider about the necessity of combine profound Chinese traditional culture with practical activities so that they become an integral system. Beginning with “mechanical tricks”, this paper designs a 5-term-long mechanical teaching plan which attaches great importance to traditional culture. The plan has been carried out in small scale and its reasonability has been proved for further research.

cultural inheritance; mechanical tricks; mechanical innovation

2017-03-02

2017-03-05

李 芯(1982～)，女，碩士，講師.E-mail：akira7@foxmail.com

G712

A

1671-3524(2017)01-0068-04