機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

靳同紅 王勝春 王曉偉

[摘 要] 本文首先論述了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要性，同時(shí)也指出了現(xiàn)階段高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)的不足。專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練周教學(xué)內(nèi)容的精心安排，其目的就是為了加強(qiáng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。

[關(guān)鍵詞] 專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練;實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新能力

一、高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要性

創(chuàng)新是人類(lèi)不斷進(jìn)步的表現(xiàn)，是引領(lǐng)社會(huì)發(fā)展的第一動(dòng)力。創(chuàng)新事物為社會(huì)注入新的活力，它不僅僅豐富了人們的生活，增添了人們生活的樂(lè)趣，也增加了許多就業(yè)機(jī)會(huì)，同時(shí)為社會(huì)注入了新的活力。因此，培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才是國(guó)家發(fā)展的需要。

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)創(chuàng)新的時(shí)代，開(kāi)拓創(chuàng)新已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展和時(shí)代進(jìn)步的主旋律。社會(huì)發(fā)展的成就得益于人們的努力創(chuàng)新，如現(xiàn)在手機(jī)功能的多樣化、交通的便捷等這些新鮮事物的產(chǎn)生，不僅方便了人們的生活，更為社會(huì)創(chuàng)造更多的財(cái)富打下了基礎(chǔ)。所以，為了快速促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們需要培養(yǎng)更多的創(chuàng)新人才。創(chuàng)新的關(guān)鍵在人才，只有大批創(chuàng)新人才的涌現(xiàn)，創(chuàng)新才有可能實(shí)現(xiàn)。

高等學(xué)校必須高度重視和充分認(rèn)識(shí)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要性，把培養(yǎng)和造就一批又一批高質(zhì)量的拔尖創(chuàng)新人才作為改革發(fā)展的重要目標(biāo)。

二、高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)的不足

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)有著不容替代的重要性和刻不容緩的緊迫性，但由于一些客觀與主觀的原因，使得我們?cè)谂囵B(yǎng)創(chuàng)新人才方面還存在著一定的不足。

受“應(yīng)試教育”的影響，學(xué)生們一直是為了“成績(jī)”而學(xué)習(xí)。特別是為了應(yīng)付中考、高考采用題海戰(zhàn)術(shù)，為了考出高分而不斷地刷題、做題，將學(xué)習(xí)的目的定位于“考學(xué)”，而并非是真正的學(xué)習(xí)知識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。從學(xué)校的角度來(lái)說(shuō)，教師在實(shí)施教學(xué)時(shí)，也是對(duì)于考試要點(diǎn)部分著重進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的升學(xué)率是學(xué)校的重中之重。在這種大的教育環(huán)境下，怎么會(huì)有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力呢？

長(zhǎng)期以來(lái)，高校的教學(xué)方法是以教師為中心，學(xué)生主要是以聽(tīng)課為主的填鴨式教育。教師在教學(xué)過(guò)程中一貫對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)的灌輸，而很少讓學(xué)生自己進(jìn)行思考、探索，所以，學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力得不到培養(yǎng)。在這種教學(xué)方式下，學(xué)生很容易產(chǎn)生惰性，他們懶于自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的獨(dú)立性得不到鍛煉，因此，學(xué)生的創(chuàng)新能力得不到應(yīng)有的提高，也就很難培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新人才。

創(chuàng)新促進(jìn)發(fā)展，我們的生活更是離不開(kāi)創(chuàng)新，我們通過(guò)調(diào)查研究和認(rèn)真分析，就此提出相應(yīng)的改革措施，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才營(yíng)造一個(gè)更好的教育環(huán)境。

三、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的具體措施

為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的需求，加強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，我校的機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)設(shè)置了專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練周實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力。

專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練周的教學(xué)安排包括以下三個(gè)方面：

（一）實(shí)驗(yàn)理論方面

通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解典型機(jī)械產(chǎn)品或系統(tǒng)的基本組成、工作原理，掌握機(jī)械產(chǎn)品或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求與原則，進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面

1.了解起重機(jī)械、土石方機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械等常見(jiàn)工程機(jī)械產(chǎn)品的組成和工作原理。

2.分析常見(jiàn)機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理，利用三維建模軟件進(jìn)行實(shí)體建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析。

3.針對(duì)某種現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)構(gòu)（模型），分析其存在的不足或問(wèn)題，進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并撰寫(xiě)專(zhuān)利申請(qǐng)文件。

（三）創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面

本實(shí)踐環(huán)節(jié)一般安排在大三下學(xué)期末。通過(guò)近三年的學(xué)習(xí)，學(xué)生先后學(xué)習(xí)了“發(fā)明問(wèn)題解決理論”“現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法”“機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)”“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等有關(guān)創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程，盡管也掌握了一些設(shè)計(jì)方法，但讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，他們還是感覺(jué)無(wú)從下手，經(jīng)常抱怨沒(méi)有思路，這與學(xué)生們對(duì)各類(lèi)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理掌握不夠熟練有很大關(guān)系。

機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及其構(gòu)成系統(tǒng)，從根本上體現(xiàn)了機(jī)器裝置的功用和性能，是新機(jī)器能否有效地運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)際的關(guān)鍵。因此，合理地進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)器裝置整體設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中富有色彩又頗感棘手的環(huán)節(jié)，就是如何提出合適的運(yùn)動(dòng)要求以及滿(mǎn)足該特定運(yùn)動(dòng)要求的機(jī)構(gòu)方案。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)的活動(dòng)，應(yīng)充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的聰明才智，利用各種“創(chuàng)造技法”去激發(fā)人們的創(chuàng)造思維，并借鑒各行業(yè)中成功的經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)中刊載的機(jī)構(gòu)實(shí)例資料，其中最簡(jiǎn)便易行的做法，就是從有關(guān)機(jī)構(gòu)圖例的手冊(cè)中選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)作為初始方案。而孟憲源主編的《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè)》匯集了各工業(yè)部門(mén)現(xiàn)代機(jī)器、設(shè)備（裝置）和儀器中應(yīng)用的機(jī)構(gòu)實(shí)例4800多個(gè)。

為此，在實(shí)踐周增加了機(jī)構(gòu)建模環(huán)節(jié)。每位學(xué)生從《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè)》中選擇五個(gè)常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，并制作動(dòng)畫(huà)視頻，通過(guò)視頻展現(xiàn)出機(jī)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件之間的相互位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。然后，通過(guò)集中播放所有機(jī)構(gòu)模型視頻，使學(xué)生們熟悉各種常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理，很好地開(kāi)闊了學(xué)生的視野，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，便于其后的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

通過(guò)建模練習(xí)，學(xué)生們熟悉了各種常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理，下面則要進(jìn)行具體的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)：

1.觀察、了解現(xiàn)有某種機(jī)械產(chǎn)品的原理和組成。主要對(duì)周?chē)a(chǎn)、生活中感興趣的事物進(jìn)行改造或創(chuàng)新設(shè)計(jì)，比如我們?cè)诠麍@采摘高處水果時(shí)比較困難，可以考慮設(shè)計(jì)一個(gè)能夠采摘高處水果的產(chǎn)品。

2.查找相關(guān)資料，找出存在的問(wèn)題或不足。通過(guò)圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)查閱資料，特別是查閱相關(guān)產(chǎn)品的專(zhuān)利，了解選定的產(chǎn)品現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)是怎樣的，找出存在的問(wèn)題或不足。

3.提出改進(jìn)（開(kāi)發(fā)）設(shè)計(jì)方案。通過(guò)閱讀資料和分析研究，以及小組討論，提出對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的改進(jìn)或開(kāi)發(fā)思路，繪制出設(shè)計(jì)草圖，寫(xiě)出原理方案，提交老師進(jìn)行審查，若通過(guò)了則進(jìn)入下一個(gè)階段，否則將重新進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

4.進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)或創(chuàng)新設(shè)計(jì)。繪制相應(yīng)結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)圖，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)化，用繪圖軟件進(jìn)行繪圖，或者利用三維建模軟件進(jìn)行建模。

5.寫(xiě)出一份完整的專(zhuān)利申請(qǐng)文件。根據(jù)自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品寫(xiě)出一份正式的專(zhuān)利申請(qǐng)文件，并鼓勵(lì)思路比較新穎的同學(xué)把書(shū)寫(xiě)的專(zhuān)利申請(qǐng)文件提交到國(guó)家專(zhuān)利局申請(qǐng)專(zhuān)利。每年都會(huì)有十幾位同學(xué)拿到專(zhuān)利證書(shū)，這也充分說(shuō)明了同學(xué)們的設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新性和新穎性。

6.課后讓感興趣的同學(xué)把設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)一步細(xì)化，做出工程圖，聯(lián)系廠家做出實(shí)物。這樣，一方面鼓勵(lì)學(xué)生參加各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造能力，為將來(lái)進(jìn)入社會(huì)提高個(gè)人的競(jìng)爭(zhēng)力;另一方面鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，增加成就感，不斷挖掘自身的學(xué)習(xí)潛力。

四、總結(jié)

通過(guò)專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練周，學(xué)生們能夠更好地將實(shí)物或模型的觀察操作、問(wèn)題分析、建模仿真、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和專(zhuān)利申請(qǐng)等結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生們熟練地掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的常用方法，初步具備從事機(jī)械工程領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新的能力。

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