以創新技能為導向的機械設計及自動化主干專業課程實踐

曹宇

摘 要:本文以機械設計及自動化專業為視角,分析了機械原理、機械設計兩大專業主干課中嵌入專利創新知識的教學實踐方法。

關鍵詞:機械設計及自動化專利教學機械原理機械設計

中圖分類號:G45 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0158-01

1 引言

當前,全球國與國之間的科技競爭愈演愈烈,而科技競爭的實質是知識創新與運用能力的競爭,創新能力已經成為決定一個國家民族前途命運的重要因素。從世界范圍來看,我國培養的大學生理論基礎較好,這是我國高等教育的強項,但是創新精神和創新能力不足則是我國大學本科教育的弱點,究其原因是我國高等教育對創新能力培養方面一直未給予足夠的重視。早在20世紀70年代,美國麻省理工學院就認識到專利的教學價值,在機械設計類的“設計規劃”課程中即講授對工程設計中的現實問題尋求創造性的解答。而我國機械相關專業一般采用整齊劃一的教學模式,多數學校還是“滿堂灌”式的教學,考試評價多以課程考試成績定優劣。這樣客觀上就促使學生產生重理論,輕實踐的錯誤,并且缺乏專利知識的學習,直接導致的結果就是大學生創新能力不強,創新素質不高。從我校近幾年來的機械設計與自動化專業赴企業實習的反饋情況來看,企業抱怨最多的是工科大學畢業生的工程實踐能力弱化、不適應企業需求等問題,導致不太愿意接受大學生實習,不愿意參與工程師培養。想要從根本上解決這個問題,必須不斷開拓創新,走出一條對癥下藥的高效率、高質量的工程教育之路。對于機械設計及自動化專業來說,學生畢業走向社會以后更多的是進入企業的生產第一線工作,他們的綜合能力對企業會造成直接影響。在機械設計及自動化專業主干課教學中開展創新技能教育,理解專利成果中的創新思想,甚至提出創新的專利產品或方法等,其意義尤其重要。

2 機械原理課程的創新技能教學實踐

機械原理課程是本專業最基本,也是最重要的課程之一,對機械原理的掌握程度直接影響了學生的工程實踐能力以及創新能力。對于一個機械產品而言,它是由若干個零部件和運動機構組合而成,而各個零部件和運動機構具有不同的功能、結構、運動方式以及適用場合等,只有對機械原理充分了解才能理解機械產品的設計,只有充分理解機械產品的設計,才能更好的利用機械產品進行工程實踐。

在機械原理的運動學部分主要學習一些常用的運動機構,以往的教學中往往只介紹這些運動機構的組成結構和原理分析等基礎知識。若在機械原理課程教學中引入創新思想,可以采用如下做法。

(1)引導學生對組成結構中的某個或某幾個零部件采用與他們相似的零部件進行替換,從而使該運動機構整體的功能不變;

(2)引導學生深入挖掘運動機構的優點和缺點,以及分析優點和缺點分別是由哪個零部件或哪幾個零部件的組合帶來的;

(3)引導學生針對帶來缺點的某個或某幾個零部件進行改進,從而使該運動機構克服原有缺點;

(4)引導學生針對帶來優點的某個或某幾個零部件應用到其他運動機構中,從而使其他運動機構的性能更優化;

(5)引導學生進行專利檢索和專利文獻分析,了解該運動機構的演變過程以及最新形態;

將上述做法引入到機械原理課程中,可以兼顧基礎知識的學習和創造性思維的開拓,從而使學生具有更好的工程實踐能力和創新能力。

3 機械設計課程的創新技能教學實踐

機械設計課程包含的知識體系較為廣泛,它既有理論計算、理論推導,又有經驗公式和經驗圖表。以往的教學中往往只介紹某些零部件的基礎知識和計算方法,而未涉及設計思想和設計方法的學習,更沒有涉及創新思想的學習。

若在機械設計課程教學中引入專利思想,可以采用如下做法:

(1)在進行設計理論教學時,同時將設計思想教學貫穿其中,使學生充分了解如何將設計理論與實際的機械設計的相結合。

(2)在課堂中加入對專利案例的分析教學,分析理解發明內容,討論發明思路。

(3)挑選具有實驗條件的某些專利,在實驗室層面實施專利,制造專利產品,以深入體會理解發明創造的重大意義。

(4)以改進型設計為基礎進行課后練習或者畢業設計,比如對現有的機械進行局部的替換、修改或增補,或者不改變機械的基本結構,只改變機械的尺寸、參數或應用場景等。

(5)重視機械方案設計階段的教學,針對少數優秀學生還可以補充對機械方案設計的教學。機械方案設計一般分為以下幾個階段:①調查研究和必要的分析;②提出幾種備選方案;③最后綜合平價確定最佳的方案。機械方案設計教學可以使學生能從整體上把握設計方案,使其成為具有宏觀視野的卓越工程師。

參考文獻

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