学生机械创新设计能力的培养

1、学生机械创新设计能力的培养摘要: 培养学生的机械创新设计能力可采取以下措施:提高对机械创新设计能力培养重要性的认识,在机械基础系列课程中渗透机械创新设计能力的培养,设立机械创新设计类专门课程,在教学环节上注重学生机械创新设计能力的培养,广泛深入地开展机械创新设计的实践活动。关键词: 机械创新设计;创新思维;创新能力0引言面对日益激烈的新技术革命和经济竞争的严峻挑战,如何培养新世纪的工程技术人才,使他们具有创新意识和创新设计能力,是当前高等教育需要认真研究和解决的一个紧迫问题。1创新是时代的需要、兴国的需要21世纪是知识经济占主导地位的世纪,世界进入全球化知识经济时代。知识经济是一种创新型经济,

2、它强调创新是经济增长的原动力。知识的创新、开发、传播和应用已成为知识经济的依托,创新已成为时代的特征、时代的需要。创新能力关系一个国家的兴衰存亡。“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”“我们必须把增强民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。”过去的海湾战争、亚洲金融危机和现在的全球金融危机就是例子,它向我们发出了警告,不具备创新能力的国家和民族在国际动荡中是难以自立的 1 。新世纪的国际竞争归根结蒂是创新人才和科技的竞争。人类将更多地依靠知识创新、技术创新和可持续发展理念推动社会和经济发展。目前,我国的创新能力提高很快,创新成果也很丰富,但与世界发达国家的差距依

3、然很大。在高科技领域中,很多关键技术还要受制于人。如90%的发明专利掌握在发达国家手里,我国关键技术的对外依存率达50% ,只有极少数的国有企业拥有自主知识产权的核心技术。培养具有创新能力的高素质科技人才已成为高等学校教学改革的一项重要内容。2机械创新设计的特点与传统的常规机械设计方法及现代设计方法相比,机械创新设计具有以下特点: 1) 机械创新设计仍以常规机械设计方法的基本理论、基本方法与基本技能为基础。2) 机械创新设计离不开现代设计方法中的计算机、工程设计与分析软件以及现代设计理念。现代设计方法中的可靠性设计、优化设计、有限元设计、计算机辅助设计、虚拟设计也是设计者在机械创新设计中应该具

4、备的基本技能。3) 机械创新设计强调设计者必须具备综合性的交叉学科知识,它不仅涉及机、电、光、气、液、信息技术,甚至涉及艺术、美学、生命科学。4)机械创新设计运用创造性设计思维,强调产品的创新性和新颖性,其结果具有巨大效益。例如,传统豆浆生产需要泡豆、磨豆、过滤、煮豆浆四个工序,相应地需要四套设备,运用创新思维方法设计出的豆浆机,采用高速电机和超硬材料,实现了从干黄豆到熟豆浆的一体化操作。3创新设计能力培养中存在的问题建国几十年来,我们的高等教育取得了巨大成就。但与知识经济时代对高等教育的要求相比,还存在一定的差距。突出表现在重知识传授,轻能力和素质的培养,特别是创新能力的培养。课堂教学还未完

5、全摆脱传统的“灌输式”、“填鸭式”的模式,“启发式”、“讨论式”应用不足,与人才培养的新要求、高要求很不适应。不合适的教学模式会造成学生普遍缺乏创新设计的能力。如在“机械设计基础课程设计”中,多年来都是以减速器为设计题目,由于这是一个成熟的产品,学生可以完全套用现成的设计资料,不需深入理解即可完成任务。这对培养学生独立分析、解决工程实际问题的能力和创新设计能力很不利。而国外的做法则不同,曾有资料介绍美国一所高校机械专业学生的课程设计题目,一个是设计同层楼房失火时的自救装置,一个是设计音乐大厅 2 。4加强学生机械创新设计能力培养的措施4. 1提高对机械创新设计能力培养重要性的认识新的时代给高等

6、教育发展带来了新的挑战,对人才素质提出了新的要求。学生创新设计能力培养是中华民族能否科教兴国,能否迎接知识经济时代的挑战,能否进入国际经济竞争序列中较前位置的关键。在创新设计教育中,教师要不断增强学生创新的紧迫感和信心,激发学生的创新兴趣和欲望,促进学生创新意识的建立和创新设计能力的形成与发展。4. 2在机械基础系列课程中渗透机械创新设计能力的培养机械基础系列课程具有独特的内容和地位,在其中渗透创新能力的培养有利于提高学生机械创新设计能力。首先,机械基础系列课程中包含着很多创新内容,要善于开发。如“机械原理”中利用机构组成原理设计新机构、利用自锁原理设计新机构、利用机构演化变异原理进行机构的应

7、用创新设计、利用机构的组合原理设计机械系统;“机械设计”中集成化设计与创新、模块化设计等,这些都是最新的设计理念。如轴、齿轮、轴承、法兰盘的集成化设计实例(用于航空轴系) 。其次,对机械设计基础系列课程进行创新教学(更新内容与体系,更新教学方法与手段) ,着力培养学生的构思与表达能力、设计与创新能力、分析与综合能力,从而提高学生的创新设计能力。例如,在“工程图学”教学中,增加功能分析、构形技术等内容,加强空间构形与表达能力的培养,发挥学生的形象思维,打好创新设计的图形基础。在“机械原理”教学中,增加机构创新设计方法和机械系统概念设计方法等内容。适当增加广义机构的类型和应用的介绍,扩大学生的视野

8、,增强学生的适应能力。在“机械设计”教学中,精简内容,补充创新方案设计、商品化设计、价值工程设计等现代设计方法;同时结合教学内容,介绍国内外先进机械产品,激励学生的创新意识。4. 3设立机械创新设计类专门课程设立机械创新设计类专门课程可相对系统地介绍创新设计的知识和方法,提高创新意识,开发创造力。目前,国内许多高校在机械设计系列课程中增设了“机械创新设计”,通过系统地介绍机械创新设计的基础知识、机械创新设计的理论及方法、机械创新设计的实例等内容,使学生了解新机构、新机器创造发明的普遍规律及实用方法的应用,培养学生的工程意识,拓宽学生的知识面,开阔他们的技术视野,同时通过课程的实践性环节和创新成

9、果的技术分析,帮助学生积累一些机械创新经验和新机构、新机器实用性创新结构的技术资料 3 - 4 。4. 4在教学环节上注重学生机械创新设计能力的培养创新首先要从教师做起,教师要研究教学规律与学习规律。课堂教学中,采用多种现代化的教学手段,提高学生对课程内容的理解和掌握,更多地使用“启发式”、“讨论式”等创新教学模式,引导学生参与课堂教学活动。结合实例介绍一些机械的创新与应用,并给学生一些小型的具有新颖性、趣味性、实用性的设计题目,由学生即兴提出设计方案,在课堂上进行讨论,以引导学生主动思考,积极思维,启迪学生的创造性 5 。其次,在作业、考试、课程设计等环节引入创新设计的内容。在作业中,学生可

10、以从社会生活和生产的实际需要中寻找设计题目,也可以采用教师提供的设计题目,提出创新设计方案或现有产品的改进设计方案,教师可将其作为期末评定成绩的重要依据之一。在课程考试中,除了考核学生对课程内容的掌握程度和一般应用能力以外,可增设创新设计题目(以附加题的形式出现) ,要求学生在规定时间内拟出一个能实现特定功能的可行的设计方案。在课程设计环节可考虑结合工程实际和教师的科研及产品开发工作进行选题,并定期更换。这样的选题可给学生以较大的创新思维空间,促进学生创新设计能力的提高。另外,积极进行实验教学改革是提高学生机械创新能力的有效途径。根据机械学科注重实践与工程应用的特点,将实验教学改革的重点放在加

11、强学生的动手能力、独立解决问题的能力和创新精神的培养上。开发与落实创新类实验,如机构搭接组合、模块式机械组合、开发综合实验;重视实验内容由“单一型”向“综合型”转变,实验方法由“演示型”、“验证型”向“综合型”、“设计型”转变;更新原机械基础系列课程实验项目内容,增加实验内容的柔性与开放性,增大设计性、综合性、创新性实验内容和实验项目;改革、改善实验教学方法和手段,采用引导式、启发式,体现教师导学、学生自学的实践和探索的精神;全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析、发现和解决问题的能力,使学生具有创新、创业精神和实践能力,促进学生知识、能力、素质协调发展。4. 5广泛深入地开展机械创新设

12、计的实践活动创新设计的实践活动不仅是知识学习的深入、活化,更是创新能力培养的必要环节。开展多种形式的机械创新设计实践,能提高学生的机械创新能力。许多高校已在此方面取得了一些有益的经验。例如举办相关的科技讲座、学术研讨会。配合课堂教学,组织课外兴趣小组进行各种设计性的科技活动。定期举行机械创新设计大赛。向学生开放机械创新设计制作实验室,充分利用实验室提供的创新设计制作条件以及国内外优秀设计产品的展示环境,激发学生的创新思维 6 。5结语围绕培养创新型人才的主题,各高校正竞相推出相应的措施。我们相信,通过努力,在不久的将来,创新型人才的培养模式定会有一个大的突破。学术论文范文网专业提供代写经济管理论文服务，并提供大量论文资料，如有业务需求请咨询网站客服人员！参考文献: 1 杨叔子. 深化教育改革,培养具有创新能力的高素质人才 J . 高等工程教育研究, 2003 (增刊) : 25 - 27. 2 刘艳. 构建优良的学生自主创新平台 J . 实验室研究与探索, 2008, 27 (5) : 7 - 8. 3 安琦. 创新机械设计课程教学模式探索 J . 机械类课程报告论坛组委会. 机械类课程报告论坛,北京:高等教育出版社,200