以创新技能为导向的机械设计及自动化主干专业课程实践

曹宇

摘 要:本文以机械设计及自动化专业为视角,分析了机械原理、机械设计两大专业主干课中嵌入专利创新知识的教学实践方法。

关键词:机械设计及自动化专利教学机械原理机械设计

中图分类号:G45 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0158-01

1 引言

当前,全球国与国之间的科技竞争愈演愈烈,而科技竞争的实质是知识创新与运用能力的竞争,创新能力已经成为决定一个国家民族前途命运的重要因素。从世界范围来看,我国培养的大学生理论基础较好,这是我国高等教育的强项,但是创新精神和创新能力不足则是我国大学本科教育的弱点,究其原因是我国高等教育对创新能力培养方面一直未给予足够的重视。早在20世纪70年代,美国麻省理工学院就认识到专利的教学价值,在机械设计类的“设计规划”课程中即讲授对工程设计中的现实问题寻求创造性的解答。而我国机械相关专业一般采用整齐划一的教学模式,多数学校还是“满堂灌”式的教学,考试评价多以课程考试成绩定优劣。这样客观上就促使学生产生重理论,轻实践的错误,并且缺乏专利知识的学习,直接导致的结果就是大学生创新能力不强,创新素质不高。从我校近几年来的机械设计与自动化专业赴企业实习的反馈情况来看,企业抱怨最多的是工科大学毕业生的工程实践能力弱化、不适应企业需求等问题,导致不太愿意接受大学生实习,不愿意参与工程师培养。想要从根本上解决这个问题,必须不断开拓创新,走出一条对症下药的高效率、高质量的工程教育之路。对于机械设计及自动化专业来说,学生毕业走向社会以后更多的是进入企业的生产第一线工作,他们的综合能力对企业会造成直接影响。在机械设计及自动化专业主干课教学中开展创新技能教育,理解专利成果中的创新思想,甚至提出创新的专利产品或方法等,其意义尤其重要。

2 机械原理课程的创新技能教学实践

机械原理课程是本专业最基本,也是最重要的课程之一,对机械原理的掌握程度直接影响了学生的工程实践能力以及创新能力。对于一个机械产品而言,它是由若干个零部件和运动机构组合而成,而各个零部件和运动机构具有不同的功能、结构、运动方式以及适用场合等,只有对机械原理充分了解才能理解机械产品的设计,只有充分理解机械产品的设计,才能更好的利用机械产品进行工程实践。

在机械原理的运动学部分主要学习一些常用的运动机构,以往的教学中往往只介绍这些运动机构的组成结构和原理分析等基础知识。若在机械原理课程教学中引入创新思想,可以采用如下做法。

(1)引导学生对组成结构中的某个或某几个零部件采用与他们相似的零部件进行替换,从而使该运动机构整体的功能不变;

(2)引导学生深入挖掘运动机构的优点和缺点,以及分析优点和缺点分别是由哪个零部件或哪几个零部件的组合带来的;

(3)引导学生针对带来缺点的某个或某几个零部件进行改进,从而使该运动机构克服原有缺点;

(4)引导学生针对带来优点的某个或某几个零部件应用到其他运动机构中,从而使其他运动机构的性能更优化;

(5)引导学生进行专利检索和专利文献分析,了解该运动机构的演变过程以及最新形态;

将上述做法引入到机械原理课程中,可以兼顾基础知识的学习和创造性思维的开拓,从而使学生具有更好的工程实践能力和创新能力。

3 机械设计课程的创新技能教学实践

机械设计课程包含的知识体系较为广泛,它既有理论计算、理论推导,又有经验公式和经验图表。以往的教学中往往只介绍某些零部件的基础知识和计算方法,而未涉及设计思想和设计方法的学习,更没有涉及创新思想的学习。

若在机械设计课程教学中引入专利思想,可以采用如下做法:

(1)在进行设计理论教学时,同时将设计思想教学贯穿其中,使学生充分了解如何将设计理论与实际的机械设计的相结合。

(2)在课堂中加入对专利案例的分析教学,分析理解发明内容,讨论发明思路。

(3)挑选具有实验条件的某些专利,在实验室层面实施专利,制造专利产品,以深入体会理解发明创造的重大意义。

(4)以改进型设计为基础进行课后练习或者毕业设计,比如对现有的机械进行局部的替换、修改或增补,或者不改变机械的基本结构,只改变机械的尺寸、参数或应用场景等。

(5)重视机械方案设计阶段的教学,针对少数优秀学生还可以补充对机械方案设计的教学。机械方案设计一般分为以下几个阶段:①调查研究和必要的分析;②提出几种备选方案;③最后综合平价确定最佳的方案。机械方案设计教学可以使学生能从整体上把握设计方案,使其成为具有宏观视野的卓越工程师。

参考文献

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