機械工程專業綜合訓練創新能力的培養

靳同紅 王勝春 王曉偉

[摘 要] 本文首先論述了創新人才培養的重要性，同時也指出了現階段高等教育創新人才培養的不足。專業綜合訓練周教學內容的精心安排，其目的就是為了加強學生專業素養和創新能力的培養，著重培養學生運用專業知識解決工程實際問題的能力。

[關鍵詞] 專業綜合訓練;實踐教學;創新能力

一、高等教育創新人才培養的重要性

創新是人類不斷進步的表現，是引領社會發展的第一動力。創新事物為社會注入新的活力，它不僅僅豐富了人們的生活，增添了人們生活的樂趣，也增加了許多就業機會，同時為社會注入了新的活力。因此，培養更多的創新人才是國家發展的需要。

當今時代是一個創新的時代，開拓創新已經成為社會發展和時代進步的主旋律。社會發展的成就得益于人們的努力創新，如現在手機功能的多樣化、交通的便捷等這些新鮮事物的產生，不僅方便了人們的生活，更為社會創造更多的財富打下了基礎。所以，為了快速促進經濟的發展，我們需要培養更多的創新人才。創新的關鍵在人才，只有大批創新人才的涌現，創新才有可能實現。

高等學校必須高度重視和充分認識創新人才培養的重要性，把培養和造就一批又一批高質量的拔尖創新人才作為改革發展的重要目標。

二、高等教育創新人才培養的不足

創新人才的培養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，使得我們在培養創新人才方面還存在著一定的不足。

受“應試教育”的影響，學生們一直是為了“成績”而學習。特別是為了應付中考、高考采用題海戰術，為了考出高分而不斷地刷題、做題，將學習的目的定位于“考學”，而并非是真正的學習知識，培養創新能力。從學校的角度來說，教師在實施教學時，也是對于考試要點部分著重進行教學，學生的升學率是學校的重中之重。在這種大的教育環境下，怎么會有利于培養創新能力呢？

長期以來，高校的教學方法是以教師為中心，學生主要是以聽課為主的填鴨式教育。教師在教學過程中一貫對學生進行理論知識的灌輸，而很少讓學生自己進行思考、探索，所以，學生分析問題與解決問題的能力得不到培養。在這種教學方式下，學生很容易產生惰性，他們懶于自己去發現問題和解決問題，學生自主學習的獨立性得不到鍛煉，因此，學生的創新能力得不到應有的提高，也就很難培養出高素質的創新人才。

創新促進發展，我們的生活更是離不開創新，我們通過調查研究和認真分析，就此提出相應的改革措施，為培養創新人才營造一個更好的教育環境。

三、創新人才培養的具體措施

為了適應社會發展對人才培養的需求，加強學生的專業素養和創新能力，我校的機械工程專業設置了專業綜合訓練周實踐教學環節，著重培養學生運用專業知識解決工程實際問題的創新能力。

專業綜合訓練周的教學安排包括以下三個方面：

（一）實驗理論方面

通過實驗使學生了解典型機械產品或系統的基本組成、工作原理，掌握機械產品或系統結構設計的基本要求與原則，進一步鞏固和加深所學的專業理論知識。

（二）實驗教學方面

1.了解起重機械、土石方機械、運輸機械等常見工程機械產品的組成和工作原理。

2.分析常見機械機構運動原理，利用三維建模軟件進行實體建模，并進行運動仿真分析。

3.針對某種現有機械產品、機構（模型），分析其存在的不足或問題，進行改進設計或創新設計，并撰寫專利申請文件。

（三）創新能力培養方面

本實踐環節一般安排在大三下學期末。通過近三年的學習，學生先后學習了“發明問題解決理論”“現代設計理論與方法”“機械優化設計”“機械創新設計”等有關創新設計課程，盡管也掌握了一些設計方法，但讓學生進行創新設計，他們還是感覺無從下手，經常抱怨沒有思路，這與學生們對各類機構的運動原理掌握不夠熟練有很大關系。

機構的類型及其構成系統，從根本上體現了機器裝置的功用和性能，是新機器能否有效地運用于生產實際的關鍵。因此，合理地進行機構設計是機器裝置整體設計過程中的一項重要內容。機構創新設計中富有色彩又頗感棘手的環節，就是如何提出合適的運動要求以及滿足該特定運動要求的機構方案。這種創新設計的活動，應充分發揮設計者的聰明才智，利用各種“創造技法”去激發人們的創造思維，并借鑒各行業中成功的經驗和文獻中刊載的機構實例資料，其中最簡便易行的做法，就是從有關機構圖例的手冊中選擇適當的機構作為初始方案。而孟憲源主編的《現代機構手冊》匯集了各工業部門現代機器、設備（裝置）和儀器中應用的機構實例4800多個。

為此，在實踐周增加了機構建模環節。每位學生從《現代機構手冊》中選擇五個常用機構進行建模，并制作動畫視頻，通過視頻展現出機構各個構件之間的相互位置和運動關系。然后，通過集中播放所有機構模型視頻，使學生們熟悉各種常用機構的結構原理，很好地開闊了學生的視野，增強學生的創新能力，便于其后的創新設計。

通過建模練習，學生們熟悉了各種常用機構的結構原理，下面則要進行具體的產品創新設計：

1.觀察、了解現有某種機械產品的原理和組成。主要對周圍生產、生活中感興趣的事物進行改造或創新設計，比如我們在果園采摘高處水果時比較困難，可以考慮設計一個能夠采摘高處水果的產品。

2.查找相關資料，找出存在的問題或不足。通過圖書館、網絡查閱資料，特別是查閱相關產品的專利，了解選定的產品現有的結構是怎樣的，找出存在的問題或不足。

3.提出改進（開發）設計方案。通過閱讀資料和分析研究，以及小組討論，提出對現有產品的改進或開發思路，繪制出設計草圖，寫出原理方案，提交老師進行審查，若通過了則進入下一個階段，否則將重新進行方案設計。

4.進行改進設計或創新設計。繪制相應結構或機構圖，撰寫設計說明書。對設計方案進行細化，用繪圖軟件進行繪圖，或者利用三維建模軟件進行建模。

5.寫出一份完整的專利申請文件。根據自己設計的產品寫出一份正式的專利申請文件，并鼓勵思路比較新穎的同學把書寫的專利申請文件提交到國家專利局申請專利。每年都會有十幾位同學拿到專利證書，這也充分說明了同學們的設計具有一定的創新性和新穎性。

6.課后讓感興趣的同學把設計的產品進一步細化，做出工程圖，聯系廠家做出實物。這樣，一方面鼓勵學生參加各種創新設計大賽，鍛煉學生的創造能力，為將來進入社會提高個人的競爭力;另一方面鍛煉了學生的動手能力，增加成就感，不斷挖掘自身的學習潛力。

四、總結

通過專業綜合訓練周，學生們能夠更好地將實物或模型的觀察操作、問題分析、建模仿真、創新設計和專利申請等結合起來，使學生們熟練地掌握機械產品設計的常用方法，初步具備從事機械工程領域內的設計研發和技術創新的能力。

參考文獻

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