陳長(zhǎng)生（浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 杭州 310053）

基于實(shí)踐訓(xùn)練的高職學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)*

陳長(zhǎng)生
（浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 杭州 310053）

針對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力特點(diǎn)，提出了基于實(shí)踐訓(xùn)練培養(yǎng)創(chuàng)新能力的方法。圍繞大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練項(xiàng)目，給出了理論方案設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)物樣機(jī)制作三個(gè)階段培養(yǎng)創(chuàng)新能力的訓(xùn)練方案及每個(gè)階段的學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)。最后總結(jié)了訓(xùn)練實(shí)施的效果。

實(shí)踐訓(xùn)練;高職學(xué)生；機(jī)械創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高等職業(yè)教育的一項(xiàng)重要任務(wù)。對(duì)于機(jī)械類專業(yè)學(xué)生來說，更應(yīng)該把創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)擺在重要的位置，因?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到走向市場(chǎng)，處處體現(xiàn)著創(chuàng)新的關(guān)鍵性作用。高等職業(yè)院校的創(chuàng)新教育不能照搬普通高校的做法，要避免過多過深的理論學(xué)習(xí)，通過實(shí)踐訓(xùn)練來開展活動(dòng)。雖然理論學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生了解更多的創(chuàng)新知識(shí)和技法，但通過創(chuàng)新實(shí)踐，讓學(xué)生完成具體的創(chuàng)新作品，會(huì)更加有助于創(chuàng)新能力的形成。因?yàn)闄C(jī)械創(chuàng)新是一項(xiàng)與工程實(shí)際緊密相關(guān)的活動(dòng)，基于實(shí)踐訓(xùn)練可以使學(xué)生認(rèn)清創(chuàng)新活動(dòng)的具體內(nèi)容，更加深入地參與到創(chuàng)新活動(dòng)中來。

基于實(shí)踐訓(xùn)練培養(yǎng)機(jī)械創(chuàng)新能力

近些年，各級(jí)各類技能競(jìng)賽在高校得到了廣泛的開展。讓學(xué)生根據(jù)競(jìng)賽命題要求開展調(diào)研，發(fā)揮想象和創(chuàng)造，擬定設(shè)計(jì)方案，完成設(shè)計(jì)圖紙，開展樣機(jī)制作等一系列的實(shí)踐活動(dòng)，可以包含創(chuàng)新能力培養(yǎng)的全部訓(xùn)練環(huán)節(jié)。結(jié)合浙江省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練，我院設(shè)置了理論方案設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)物樣機(jī)制作等三個(gè)階段來開展機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，既體現(xiàn)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的基本過程，也符合機(jī)械學(xué) “原理—結(jié)構(gòu)—樣機(jī)”由淺入深的認(rèn)識(shí)規(guī)律。下面以2009年浙江省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目——“凌空采果”機(jī)器人的設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說明。競(jìng)賽主要內(nèi)容包括設(shè)計(jì)并制作機(jī)器人，在圖1所示的模擬采果作業(yè)場(chǎng)地完成動(dòng)作：（1）從1區(qū)到達(dá)2區(qū)；（2）“采摘果實(shí)”；（3）攜帶“果實(shí)”從2區(qū)到達(dá)3區(qū)；（4）將“果實(shí)”放入收集框。

圖1 采果作業(yè)場(chǎng)地示意圖

圍繞賽題要求，所設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力訓(xùn)練三個(gè)階段包括：

理論方案設(shè)計(jì) 本階段的訓(xùn)練任務(wù)是完成符合目標(biāo)要求的原理方案設(shè)計(jì)及確定主要參數(shù)，學(xué)習(xí)目標(biāo)及內(nèi)容如表1所示。理論方案設(shè)計(jì)是在明確主題要求的基礎(chǔ)上，通過功能要求分析、功能模塊及機(jī)構(gòu)構(gòu)思、原理方案及主參數(shù)確定等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際需求運(yùn)用與創(chuàng)新的能力。該階段主要讓學(xué)生對(duì)所學(xué)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變換、工作特性進(jìn)行比較，針對(duì)具體的工作要求通過選擇和組合，提供實(shí)現(xiàn)預(yù)期動(dòng)作的機(jī)構(gòu)方案。教師的指導(dǎo)以啟發(fā)鼓勵(lì)為主，讓學(xué)生充分發(fā)揮想象，提出新穎獨(dú)特的方案。

表1 理論方案設(shè)計(jì)內(nèi)容表

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本階段的訓(xùn)練任務(wù)是根據(jù)原理方案及主要相關(guān)參數(shù)完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及虛擬三維裝配造型，其學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容如表2所示。通過機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)思、結(jié)構(gòu)圖繪制、軟件三維造型等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)用與創(chuàng)新能力。機(jī)械結(jié)構(gòu)既要體現(xiàn)零件的功能要求，同時(shí)也與加工技術(shù)相關(guān)。教師指導(dǎo)時(shí)，應(yīng)注意讓學(xué)生理解零件的加工過程，確保零件結(jié)構(gòu)具有良好的工藝性。

實(shí)物樣機(jī)制作 本階段的訓(xùn)練任務(wù)是根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零件草圖，完成實(shí)物樣機(jī)的制作、調(diào)試，其學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容如表3所示。通過學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐，深刻認(rèn)識(shí)所完成的作品結(jié)構(gòu)是否合理，功能是否達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。本階段通過零件制作、市場(chǎng)采購(gòu)、競(jìng)賽參與等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、設(shè)計(jì)實(shí)施和總結(jié)改進(jìn)的能力。由于工作場(chǎng)地分散，制作周期較長(zhǎng)，教師要特別加強(qiáng)安全教育，嚴(yán)防安全事故的發(fā)生。

表2 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容表

表3 實(shí)物樣機(jī)制作內(nèi)容表

教學(xué)效果

基于實(shí)踐訓(xùn)練培養(yǎng)高職學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力，由于內(nèi)容具體，操作性強(qiáng)，體現(xiàn)了“做中學(xué)，做中教”的技術(shù)教育特點(diǎn)要求，取得了較好的效果。自2004年浙江省開展大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)以來，通過結(jié)合競(jìng)賽的實(shí)踐訓(xùn)練，我院數(shù)百名學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力得到了切實(shí)提高，創(chuàng)新精神和實(shí)踐意識(shí)得到了有效培養(yǎng)。在已舉辦七屆的浙江省大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽中連續(xù)取得高職高專組的最佳成績(jī)；在第三屆及第四屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽上，作品連續(xù)獲得一等獎(jiǎng)，位于全國(guó)高職院校的前列；學(xué)院《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》和《機(jī)械基礎(chǔ)綜合實(shí)訓(xùn)》課程被列為浙江省精品課程，《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程》被列為浙江省重點(diǎn)建設(shè)教材。

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內(nèi)容充實(shí)的生命就是長(zhǎng)久的生命。我們要以行為而不是以時(shí)間來衡量生命。

——小塞涅卡

G718

A

1672-5727（2011）10-0117-02

陳長(zhǎng)生（1956—），男，浙江杭州人，浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械CAD應(yīng)用及教學(xué)。