以創(chuàng)新技能為導(dǎo)向的機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化主干專業(yè)課程實(shí)踐

曹宇

摘 要:本文以機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)為視角,分析了機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)兩大專業(yè)主干課中嵌入專利創(chuàng)新知識(shí)的教學(xué)實(shí)踐方法。

關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專利教學(xué)機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)

中圖分類號:G45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0158-01

1 引言

當(dāng)前,全球國與國之間的科技競爭愈演愈烈,而科技競爭的實(shí)質(zhì)是知識(shí)創(chuàng)新與運(yùn)用能力的競爭,創(chuàng)新能力已經(jīng)成為決定一個(gè)國家民族前途命運(yùn)的重要因素。從世界范圍來看,我國培養(yǎng)的大學(xué)生理論基礎(chǔ)較好,這是我國高等教育的強(qiáng)項(xiàng),但是創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力不足則是我國大學(xué)本科教育的弱點(diǎn),究其原因是我國高等教育對創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面一直未給予足夠的重視。早在20世紀(jì)70年代,美國麻省理工學(xué)院就認(rèn)識(shí)到專利的教學(xué)價(jià)值,在機(jī)械設(shè)計(jì)類的“設(shè)計(jì)規(guī)劃”課程中即講授對工程設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)問題尋求創(chuàng)造性的解答。而我國機(jī)械相關(guān)專業(yè)一般采用整齊劃一的教學(xué)模式,多數(shù)學(xué)校還是“滿堂灌”式的教學(xué),考試評價(jià)多以課程考試成績定優(yōu)劣。這樣客觀上就促使學(xué)生產(chǎn)生重理論,輕實(shí)踐的錯(cuò)誤,并且缺乏專利知識(shí)的學(xué)習(xí),直接導(dǎo)致的結(jié)果就是大學(xué)生創(chuàng)新能力不強(qiáng),創(chuàng)新素質(zhì)不高。從我校近幾年來的機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)赴企業(yè)實(shí)習(xí)的反饋情況來看,企業(yè)抱怨最多的是工科大學(xué)畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力弱化、不適應(yīng)企業(yè)需求等問題,導(dǎo)致不太愿意接受大學(xué)生實(shí)習(xí),不愿意參與工程師培養(yǎng)。想要從根本上解決這個(gè)問題,必須不斷開拓創(chuàng)新,走出一條對癥下藥的高效率、高質(zhì)量的工程教育之路。對于機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)來說,學(xué)生畢業(yè)走向社會(huì)以后更多的是進(jìn)入企業(yè)的生產(chǎn)第一線工作,他們的綜合能力對企業(yè)會(huì)造成直接影響。在機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)主干課教學(xué)中開展創(chuàng)新技能教育,理解專利成果中的創(chuàng)新思想,甚至提出創(chuàng)新的專利產(chǎn)品或方法等,其意義尤其重要。

2 機(jī)械原理課程的創(chuàng)新技能教學(xué)實(shí)踐

機(jī)械原理課程是本專業(yè)最基本,也是最重要的課程之一,對機(jī)械原理的掌握程度直接影響了學(xué)生的工程實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。對于一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品而言,它是由若干個(gè)零部件和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組合而成,而各個(gè)零部件和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有不同的功能、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式以及適用場合等,只有對機(jī)械原理充分了解才能理解機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),只有充分理解機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),才能更好的利用機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行工程實(shí)踐。

在機(jī)械原理的運(yùn)動(dòng)學(xué)部分主要學(xué)習(xí)一些常用的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),以往的教學(xué)中往往只介紹這些運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)和原理分析等基礎(chǔ)知識(shí)。若在機(jī)械原理課程教學(xué)中引入創(chuàng)新思想,可以采用如下做法。

(1)引導(dǎo)學(xué)生對組成結(jié)構(gòu)中的某個(gè)或某幾個(gè)零部件采用與他們相似的零部件進(jìn)行替換,從而使該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)整體的功能不變;

(2)引導(dǎo)學(xué)生深入挖掘運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),以及分析優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分別是由哪個(gè)零部件或哪幾個(gè)零部件的組合帶來的;

(3)引導(dǎo)學(xué)生針對帶來缺點(diǎn)的某個(gè)或某幾個(gè)零部件進(jìn)行改進(jìn),從而使該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)克服原有缺點(diǎn);

(4)引導(dǎo)學(xué)生針對帶來優(yōu)點(diǎn)的某個(gè)或某幾個(gè)零部件應(yīng)用到其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中,從而使其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能更優(yōu)化;

(5)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行專利檢索和專利文獻(xiàn)分析,了解該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的演變過程以及最新形態(tài);

將上述做法引入到機(jī)械原理課程中,可以兼顧基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性思維的開拓,從而使學(xué)生具有更好的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)課程的創(chuàng)新技能教學(xué)實(shí)踐

機(jī)械設(shè)計(jì)課程包含的知識(shí)體系較為廣泛,它既有理論計(jì)算、理論推導(dǎo),又有經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)圖表。以往的教學(xué)中往往只介紹某些零部件的基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算方法,而未涉及設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí),更沒有涉及創(chuàng)新思想的學(xué)習(xí)。

若在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中引入專利思想,可以采用如下做法:

(1)在進(jìn)行設(shè)計(jì)理論教學(xué)時(shí),同時(shí)將設(shè)計(jì)思想教學(xué)貫穿其中,使學(xué)生充分了解如何將設(shè)計(jì)理論與實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)的相結(jié)合。

(2)在課堂中加入對專利案例的分析教學(xué),分析理解發(fā)明內(nèi)容,討論發(fā)明思路。

(3)挑選具有實(shí)驗(yàn)條件的某些專利,在實(shí)驗(yàn)室層面實(shí)施專利,制造專利產(chǎn)品,以深入體會(huì)理解發(fā)明創(chuàng)造的重大意義。

(4)以改進(jìn)型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行課后練習(xí)或者畢業(yè)設(shè)計(jì),比如對現(xiàn)有的機(jī)械進(jìn)行局部的替換、修改或增補(bǔ),或者不改變機(jī)械的基本結(jié)構(gòu),只改變機(jī)械的尺寸、參數(shù)或應(yīng)用場景等。

(5)重視機(jī)械方案設(shè)計(jì)階段的教學(xué),針對少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生還可以補(bǔ)充對機(jī)械方案設(shè)計(jì)的教學(xué)。機(jī)械方案設(shè)計(jì)一般分為以下幾個(gè)階段:①調(diào)查研究和必要的分析;②提出幾種備選方案;③最后綜合平價(jià)確定最佳的方案。機(jī)械方案設(shè)計(jì)教學(xué)可以使學(xué)生能從整體上把握設(shè)計(jì)方案,使其成為具有宏觀視野的卓越工程師。

參考文獻(xiàn)

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