開設創新實訓課程切實提高學生機械創新設計能力

摘要：我國機械行業落后很多發達國家，因此我國在機械上的經濟發展必須得到提速，創新是發展的原動力，所以機械創新設計的提高將影響我國行業發展。本文將對機械專業的實訓課程創新方面進行深入探討，以提升學生的機械創新能力，并以創新實訓課程為核心，講出實訓課程的內容，實施方式和注意事項。

關鍵詞：創新實踐;機械設計;能力培養

我國正處于高速發展的科技化時代，各行各業的發展，都以大量的人才為基礎，哪家企業擁有更多的高素質人才和創新能力強的人才，哪家企業在行業中占有主動權，因此高素質創新型人才正是我國發展所需要的。為了讓我國機械方面進步突破，就需要提升現在學生的機械創新設計能力，以達到我國發展對人才的需求。創新實訓課程的開設，將從根源上讓我國學生的創新平均水平提升，并且因實訓創新，學生將樹立創新意識，讓學生更具創新思維和創新能力。

為了更好地展示出開設創新實訓課程的重要意義，將開設創新實訓的過程如下圖展示出來，以表達出實訓課程與學生能力提升的關系。

1.創新應放在首要地位

1.1機械專業的能力分類

機械制造專業涉及面很廣，而且機械制造專業的種類有很多，所以在不同的專業在制造的過程中的對象和方法都不同，但是在研究調查中發現，機械制造類的技術都與機械基礎能力，專業實踐能力和實踐擴展能力息息相關。機械基礎能力是指在解決機械制造問題中使用機械專業的基礎知識處理的能力，該能力有制圖與識圖能力，零件的選用，機械傳動與結構設計。專業實踐能力是解決專業領域時出現的問題，運用機械專業的專業知識處理問題，專業實踐能力包括操作專業設備及維修工作，在加工前對加工設備的工藝編制，以及對產品質量的檢測工作等。實踐擴展能力是在處理更復雜困難的工作時，對所學知識合理運用，綜合專業內廣泛的機械知識，能將問題解決并能在工作中找出創新方法，敢于實踐的能力。

1.2創新與經濟效益的關系

縱觀全球，凡是發達國家，經濟水平都是遙遙領先，同時經濟水平高的國家，科技都很發達。根據大數據的統計計算，科技創新對經濟收益的幫助占到了60%到80%，由此數據可見創新能大幅推動經濟發展，這些發達國家正是用這種拿經濟發展科技，科技推動經濟發展的方式，循環發展，達到提升在國際中的綜合實力的目的。我國經濟也在飛速發展，現在越來越多的高科技便捷著人們的生活，經濟實力的提升也讓人們的生活水平提升。但是由于我國人口眾多，導致人均GDP并不高，與科技發達的鄰國日本相比，我國人均GDP只有日本的1/10。進口的外國產品能在我國賣出天價，國產商品就顯廉價，就因為很多核心科技掌握在別人的手中，像是蘋果系列產品早早地進擊了我國的電子用品行業，蘋果手機可以在當時賣出令大多數人接受不了的價格，但是仍有很多人購買，這正是因為在當時我國機械創新設計能力低，無法制造出相同功能的產品，導致我國經濟發展比不上發達國家。同時因為很多大型生產制造公司的運作導致發達國家基本不可能出現的環境問題層出不窮，國家在環境地調整中也有大量的經濟花費，這代表著國家的科技創新能力提升不上來，就沒法穩步地在國際地位中前進[1]。

所以將創新放在首要地位，培育當代學生的創新能力，就是為我國未來發展進步奠定重要地基礎。

2.創新實訓課程與機械創新能力

2.1機械創新能力

機械創新能力是指運用現有的科學知識及研究成果，充分發揮創作能力，設計出先進，實用，前所未有的機械產品的活動。機械創新與平時設計制造時的思路相差很多，創新更注重整體的方案設定，設計者的創新能力將能決定創新的效果。

2.2實訓課程對創新能力的影響大

機械創新能力是在處理實際問題的過程中，發掘出來的能力，那么實訓課程是對創新能力影響最大的課程。學生在日常聽課和閱讀專業資料的過程中，很難提升機械創新能力，既讓創新能力是在實際應用中發掘出來的，那么加大實訓課程的實施將有助于學生提升機械創新能力。實訓課程能讓學生在學習理論知識后，在操作中將理論知識與實際結合運用，不僅能促進理論知識的吸收，還能讓學生在實訓課程中了解機械的原理和構造，在處理一系列的問題中提出自己的見解，并能馬上動手實踐驗證，從而提升學生的創新能力[2]。由此可見實訓課程能對創新能力產生極大的影響。

2.3實訓課程的創新

學生在學習機械設計基礎課程后，了解了機械設計的基本知識和設計規范，在CAD課程的學習后，能熟練運用軟件制作出機械設計圖紙，并對三維虛擬造型有了初步了解。但標準的學習方式達不到提高學生機械創新能力的要求，所以以后能在學習的過程中要入創新元素，如創新原理和設計方法，并把所學內容與實訓課程相結合，讓學生邊學邊用，從而提升學生機械創新能力。學校在這個過程中也要改正教學方向，把以往的以理論知識掌握為主的方向改為加強創新實訓課程實施的方向，讓學生在解決問題的過程中達到提上創新能力的目的。所以學校不能直接對其他學校的教學方式進行套用，要以實踐課程為核心，圍繞實踐訓練展開工作。

3.創新實踐課程的實施

3.1機械創新實訓內容

最近幾年的科技創新活動開展得越來越頻繁，各種各樣的創新設計競賽活動的展開，讓實訓方向變得更明確，給實訓提供了大量的經驗。機械創新設計內容是根據競賽的流程設計而成的，競賽是在開始時給出命題要求，然后參賽選手對命題進行調查研究，發揮創造力，制定出設計方案，制作出設計圖紙，展開測試制作等流程操作。我國的很多學校以此受到啟發，制定了創新實踐課程，其中比較有特點的是將創新實訓分成有指定具體動作要求的課題和只給出主題的課題兩種，這兩種課題都包含理論方案設計、機械結構設計以及作品后期處理工作等三大階段，同時制定了三大階段的有關任務要求。

（1）理論方案設計：第一部分是根據所給命題，學生制定出符合題目的方案原理和主參數，讓學生在明確主題的條件下，對功能、原理和參數能做出個相應的思考。

（2）機械結構設計：在確定原理方案后，要進行機械結構的設計，要用到CAD或紙張進行零件裝配圖的繪制，以及用軟件做出機械三維造型，從而培養學生的機械結構設計的思考能力和創新能力。

（3）作品后期處理：在完成作品的制作后，需要對作品編制技術說明書，然后對作品進行推廣，最后是給產品申請專利。讓學生這幾大過程中樹立起產品的產權保護能力。

3.2教學的實施方法

含有機械專業的學校數不勝數，學校的經濟條件也不一樣，對于經濟條件好，設備齊全，教師資源充足的學校，可以把實訓課程作為專業課程，加入到必修課程，讓學生全面地接受實訓課。對于各項條件一般的學校，應把實訓課程作為選修課程，讓有意向報名的同學和基礎好，能主動學習的學生參與進來，實時觀察該課程帶來的效果，然后再決定是否全面開設該課程。

在機械設計中，對原理的構思和結構的設計的制定是一個漫長的過程，通常情況下學校會設置一個集中式實訓周，讓一系列的機械設計工作在這幾周內進行，但急促的節奏會打亂學生的設計思路，讓學生在有限的時間對任務做出制定這將很大程度影響機械設計的質量，讓實訓課程的效率降低[3]。所以學校應該將實訓課程穿插到平時的課程中，不僅給學生的時間變得充裕了，學生還能將理論知識與實訓結合。在課上對設計時的原理的運用，主題分析方法，方案設計思路，典型的設計案例和專利的申請等進行集中講解。讓學生自己在課后完成設計的必要和相對簡單的環節，資料的收集，結構的設計和模型的建立等，如果學校安排的課程較滿，實訓課程投入量有限，那么就把實訓中一些最實用的內容講給學生，例如制定對應主題，在給出結構示意圖后對結構的設計等。

3.3實訓課程分組進行

實訓課程的工作是在一個團體環境下進行的，所以一個團隊的人員定位要明確，人數也不要過少或多，將人數定在五人左右比較合適。同時團隊成員的組成要讓同學自己做決定，這樣能讓學生一起作業時默契度比較高，能大膽提出自己的創新想法，同學們在一起學習工作能有動力，互相激發學習中的興趣，能讓團隊中的每名成員都能被分配到自己最理想、最熟練的團隊位置上。最理想的團隊成員應該具有相同的目標，各有所長，能在工作中充分發揮出自己最有利用價值的技能作用，讓工作的開展中各個方面同時進行，提升總體的工作效率[4]。

3.4實訓教材的選用

為更好開展創新實訓課程，讓課程更具系統性，教材的選用十分重要。教材最好選擇由經歷多次機械創新競賽的老師編寫，教材內要包含以機械設計為中心開展的各項活動，內容要詳細，含有機械原理創新內容，機械設計創新和后期工作內容的教材是最好的選擇。教師可以通過書中的案例進行指導教學，采用最實用的機械制造項目，達到提升學生機械創新能力的目的。

3.5教師要跟蹤指導

因為機械創新設計實訓課程是一個漫長又復雜的過程，而且這個過程的將會有很多空余時間，學生在這個過程中容易松懈，且遇到問題不會及時去咨詢導師，所以教師要加強課外的檢查和對學生的輔導力度。并且教師要對學生的進度做出要求，每到一段時間要上交成果報告。最后要在實訓結束時上交設計作品，作品說明書，作品模型，及后期工作的匯報。

3.6實訓考核

在學生完成實訓課程后，教師要及時對學生的設計成果進行考核工作，考核工作可以分成兩部進行，分別是初審和終審，初審是在學生上交設計作品后能快速發現的問題給予學生建議和修改方式的工作，終審是教師對學生的設計作品進行最終評分的工作。終審考核的評分關鍵有三大要點：（1）原理方案評估：教師對學生設計的原理觀察判斷，要看學生的原理想法是否有創新，能否在當下發揮出作用和該方案未來發展前景是否長遠。（2）結構設計評估：這個過程教師需要對學生的作品進行深入觀察，要看作品的結構是否合理，作品的外觀有無觀賞性，以及該作品的資料是否完善。（3）個人在團體中發揮的作用：教師在日常實訓課程中要多觀察每組成員的工作表現，要對實訓中表現積極和參與度低的學生有印象，在最后評分時對其做出相應的加減分。同時要咨詢組長的意見，問問每個人在團隊里做出的貢獻，成員表現等。最后教師應該通過學生的答辯情況，綜合以上各項評判給予學生相應的最終分。

4.開展機械創新實訓課程的注意事項

機械創新實訓與其他課程內容不同，因為創新的緣故，創新實訓課程在實施的過程中沒有準備完善的教材，和講解方式，所以創新實踐課程要在開展的過程中不斷完善、改進，同時機械創新實踐課程要注意以下幾點。

4.1創新實訓課程要具體實施

只有完成整個實訓課程，認真做好實訓課程中的每一項工作，學生的能力才會得到提升。如果不布置具體的創新實訓活動，那么就達不到提高學生機械創新能力的目的。所以創新實訓活動的具體實施，對學生機械創新能力的提升有巨大影響。如果直接對創新實訓課程的中心展開活動，那么將大大提高效率，距離提高學生機械創新能力的目標越來越近[5]。

4.2讓做、學、教與創新實訓緊密集合

學生在實訓課程中的操作流利程度，對知識的運用等，都受學生自身認知水平限制。創新實訓課程能做到讓學生在“做中學”“做中教”，讓學生同時提升學習、操作實踐的能力，而且學生在實訓的過程中學以致用，不僅將知識的吸收速度提升，記憶的牢固程度因在動手操作中得到強化，學生在創新實訓課程中僅提高了機械創新設計能力，還將理論知識掌握。

4.3在競賽中發展實訓課程

最近幾年的科技競賽越來越來多，也邀請越來越多的學校參與進去，雖然競賽不能讓學校從中得到全部的創新方法，但是學校能在一輪又一輪的競賽中積累經驗，為以后開展創新實訓課程打下基礎，讓實訓課程的效果表現得更讓突出，以達到培養創新型人才的目的。

結束語：

學校開展創新實訓課程，將能讓學生的原理方案的設計，機械結構的設計，虛擬模型的建立和產品后期等工作能力提升，切實提高了學生機械創新設計的各項能力。創新實訓課程仍是一個發展中的課程，課程雖然不完善，但有很大的發展空間，教師應該在創新實訓課程中大膽探索，發現新的教學方法和思路，更要勇于實踐找到的方法，在實訓的過程中不斷地完善和改進。相信我國在開設創新實訓課程后，能源源不斷地培養出具有創新能力的人才，為我國機械發展做出貢獻。

參考文獻：

[1]淮旭國，劉健，賈文軍，史風棟，徐國偉.基于創新創業能力培養的機械創新設計與實踐課程研究[J].實驗技術與管理，2017，3406：168-171.

[2]張莉英，紀煦，王懷明.轉型發展下機械設計制造及其自動化專業實踐教學改革[J].實驗技術與管理，2017，3409：173-176.

[3]王平，韓菡，尹昌美，魏飛.大學生職業生涯規劃與創新創業能力提升探析[J].山東青年政治學院學報，2016，3201：56-60.

作者簡介：

郭凌岑（1980—），男，漢族，四川宣漢，講師，本科，主要從事主要從事機電、模具、機械設計制造與控制技術等教學和研究工作。

（高職學生機械創新設計能力培養研究 院級 RWB1712 負責人：郭凌岑其他參研人員：羅曉林、明建強、黃卿、張虎）