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机械工程专业综合训练创新能力的培养
发布时间:2021-01-11 点击: 发布:《教育教学论坛》杂志社
机械工程专业综合训练创新能力的培养
靳同红,王胜春,王晓伟 
(山东建筑大学机电工程学院,山东  济南  250101)
【摘 要】本文首先论述了创新人才培养的重要性,同时也指出了现阶段高等教育创新人才培养的不足。专业综合训练周教学内容的精心安排,其目的就是为了加强学生专业素养和创新能力的培养,着重培养学生运用专业知识解决工程实际问题的能力。
【关键词】专业综合训练;实践教学;创新能力;教育教学论坛
【作者简介】靳同红,山东建筑大学机电工程学院
 
The Cultivation of the Innovative Ability of Comprehensive Training in Mechanical Engineering
 
Jin same-hong, Wang Shengchun, Wang Xiaowei
 
(Institute of Electrical and Mechanical Engineering of Shandong Construction University, Shandong Jinan 250101)
 
Abstract: This paper first discusses the importance of the training of the creative talents, and also points out the shortage of the talent training of the higher education in the present stage. The purpose of this paper is to strengthen the cultivation of the students' professional quality and innovation ability, and to cultivate the students' ability to use the professional knowledge to solve the practical problems of the project.
 
Key words: professional comprehensive training; practice teaching; innovation ability
 

一、高等教育创新人才培养的重要性
创新是人类不断进步的表现,是引领社会发展的第一动力。创新事物为社会注入新的活力,它不仅仅是丰富了人们的生活,增添了人们生活的乐趣,也增加了许多就业机会,同时为社会注入了新的活力。因此,培养更多的创新人才是国家发展的需求。
当今时代是一个创新的时代,开拓创新已经成为社会发展和时代进步的主旋律。社会发展的成就得益于人们成功的创新,如现在手机功能的多样化、交通的便捷等这些新鲜事物的产生不仅方便了人们的生活,更为社会创造更多的财富打下了基础。所以,为了快速促进经济的发展,我们需要培养更多的创新人才。创新的关键在人才,只有大批创新人才的涌现,创新才有可能实现。
高等学校必须高度重视和充分认识创新人才培养的重要性,把培养和造就一批又一批高质量的拔尖创新人才作为改革发展的重要目标。
二、高等教育创新人才培养的不足
创新人才的培养有着不容替代的重要性与刻不容缓的紧迫性,但由于一些客观与主观的原因,使得我们在培养创新人才方面存在一定不足。
受“应试教育”的影响,学生们一直是为了“成绩”而学习。特别是为了应付中考、高考采用题海战术,为了考出高分而不断的刷题做题,将学习的目的定位于“考学”,而并非是真正的学习知识,培养创新能力。从学校的角度来说,教师在实施教学时,也是对于考试要点部分着重进行教学,学生的升学率是学校的重中之重。在这种大的教育环境下,怎么会有利于培养创新能力。
长期以来,高校的教学方法是以教师为中心,学生主要是以听课为主的填鸭式教育。教师在教学过程中一贯对学生进行理论知识的灌输,而很少让学生自己进行思考、探索,所以,学生分析问题与解决问题的能力得不到培养。在这种教学方式下,学生很容易产生惰性,他们懒于自己去发现问题和解决问题,学生自主学习的独立性得不到锻炼,因此学生的创新能力得不到充分的提高,也就很难培养出高素质的创新人才。
创新促进发展,我们的生活更是离不开创新,我们通过调查研究和认真分析,就此提出相应的改革措施,为培养创新人才营造一个更好的教育环境。
三、创新人才培养的具体措施
为了适应社会发展对人才培养的需求,加强学生的专业素养和创新能力,我校的机械工程专业设置了专业综合训练周实践教学环节,着重培养学生运用专业知识解决工程实际问题的创新能力。
专业综合训练周的教学安排包括以下三个方面。
1.实验理论方面:
通过实验使学生了解典型机械产品或系统的基本组成、工作原理,掌握机械产品或系统结构设计的基本要求与原则,进一步巩固和加深所学的专业理论知识。
2.实验教学方面:
(1)了解起重机械、土石方机械、运输机械等常见工程机械产品的组成、工作原理;
(2)分析常见机械机构运动原理,利用三维建模软件进行实体建模,并进行运动仿真分析;
(3)针对某种现有机械产品、机构(模型),分析其存在的不足或问题,进行改进设计或创新设计,并撰写专利申请文件。
3.创新能力培养方面:
本实践环节一般安排在大三下学期末,通过近三年的学习,学生先后学习了《发明问题解决理论》、《现代设计理论与方法》、《机械优化设计》、《机械创新设计》等有关创新设计课程,尽管也掌握了一些设计方法,但让学生进行创新设计,他们还是感觉无从下手,经常抱怨没有思路,这与学生对各类机构的运动原理掌握不够熟练有很大关系。
机构的类型及其构成系统,从根本上体现了机器装置的功用和性能,是新机器能否有效地用于生产实际的关键。因此合理地进行机构设计是机器装置整体设计过程中一项重要的内容。机构创新设计中富有色彩又颇感棘手的环节,就是如何提出合适的运动要求以及满足该特定运动要求的机构方案。这种创新设计的活动,应充分发挥设计者的聪明才智,利用各种“创造技法”去激发人们的创造思维,并借鉴各行业中成功的经验和文献中刊载的机构实例资料,其中最简便易行的做法,就是从有关机构图例的手册中选择适当的机构作为初始方案。而孟宪源主编的《现代机构手册》汇集了各工业部门现代机器、设备(装置)和仪器中应用的机构实例四千八百多个。
为此,在实践周增加了机构建模环节。每位学生从《现代机构手册》中选择五个常用机构进行建模,并制作动画视频,通过视频展现出机构各个构件之间的相互位置和运动关系。然后,通过集中播放所有机构模型视频,学生熟悉了各种常用机构的结构原理,开阔了学生的视野,增强了学生的创新能力,便于其后的创新设计。
通过建模练习,学生熟悉了各种常用机构的结构原理,下面进行具体的产品创新设计:
(1)观察、了解现有某种机械产品的原理、组成。
主要对周围生产、生活中感兴趣的事物进行改造或创新设计。比如我们在果园采摘高处水果时比较困难,可以考虑设计一个能够采摘高处水果的产品。
(2)查找相关资料,找出存在问题或不足。
通过图书馆、网络查阅资料,特别是查阅相关产品的专利,了解选定的产品现有的结构是怎样的,找出问题或不足。
(3)提出改进(开发)设计方案。
通过阅读资料和分析研究,小组讨论,提出对现有产品的改进或开发思路,绘出设计草图,写出原理方案。提交老师进行审查,若通过进入下一个阶段,否则重新进行方案设计。
(4)进行改进设计或创新设计,绘制相应结构或机构图,撰写设计说明书。
对设计方案进行细化,用绘图软件进行绘图,或者利用三维建模软件进行建模。
(5)写出一份完整的专利申请文件。
根据自己设计的产品写出一份正式的专利申请文件。并鼓励思路比较新颖的同学把书写的专利申请文件提交国家专利局申请专利。每年都会有十几位同学拿到专利证书,这也充分说明了同学们的设计具有一定的创新性和新颖性。
(6)课后让感兴趣的同学把设计的产品进一步细化,做出工程图,联系厂家做出实物。这样,一方面鼓励学生参加各种创新设计大赛,锻炼学生能力,为将来进入社会提高竞争力;另一方面锻炼了学生动手能力,增加成就感,不断挖掘自身的学习潜力。
四、总结
通过专业综合训练周,学生能够更好地将实物或模型的观察操作、问题分析、建模仿真、创新设计和专利申请等结合起来,使学生熟练掌握机械产品设计的常用方法,初步具备从事机械工程领域内的设计研发和技术创新的能力。

 
参考文献:
 [1]党传升,刘喜华. 高等教育创新人才培养的制约因素及改革路径[J].科学理论研究,2010
[2]赖邵聪,华洪. 课程教学方式的创新性改革与探索[J].中国大学教育,2013(1):30-31
[3]孟宪源,现代机构手册[M],机械工业出版社,1994.6
[4]周春英.应用型本科教育教学模式的调查研究.教育教学论坛,2018,16:58-60.