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時(shí)間:2023-03-16 17:17:56
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1.1材料變元
現(xiàn)實(shí)生活中很多種材料都可以用來設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu),不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結(jié)構(gòu)類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結(jié)構(gòu)模式。比如說:在進(jìn)行鋼材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,零件的截面面積越大,材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就越大、越硬;在鐵材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,為了使結(jié)構(gòu)變強(qiáng)變硬,人們通常使用加強(qiáng)筋和隔板的方法;在塑料材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,塑料件的筋板和壁厚應(yīng)該無差而別且對稱均勻。
1.2數(shù)量變元
在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)當(dāng)中主要包括以下幾個(gè)方面,即零件以及輪廓面、線和加工、工作面共同構(gòu)成了產(chǎn)品本身,如果想要將機(jī)械的結(jié)構(gòu)目的進(jìn)行改變,那么就可以通過調(diào)節(jié)上述結(jié)構(gòu)元素而實(shí)現(xiàn)。就好比在鑄件的過程中,是希望越簡單便捷越好的。能夠節(jié)省一些不必要的零件配置,又能在安裝的時(shí)候方便人們的使用,這在無形中就提高了工作效率,比如安裝一個(gè)螺絲釘?shù)臅r(shí)候,如果按照螺釘和墊圈以及彈簧墊圈才能結(jié)合在一起的模式去安裝,那么就需要最少三個(gè)步驟,但是如果把它們設(shè)計(jì)為一體的話,就可以大量地節(jié)省安裝的時(shí)間,提高了效率。
1.3位置變元
在實(shí)際操作過程中,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的元素之間的位置是可以進(jìn)行調(diào)換的,這樣可以無形中使結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)更加完善。比如,零件的焊縫位置應(yīng)該對應(yīng)中性軸或者至少需要靠近中性軸,這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產(chǎn)品的變形。除此之外,零件的擺放問題也十分重要,如果雜亂無章則會(huì)大大阻礙操作速度。
1.4尺寸變元
零件的尺寸必須符合使用的標(biāo)準(zhǔn)才行,必須在各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)合格之后才可以進(jìn)行操作,比如:在冷沖壓彎這一工藝中,就需要零件按照既定的需求進(jìn)行彎曲,如果零件在加工的過程中,實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的彎度,那么就算是一個(gè)成品,不需要再度進(jìn)行加工。如果不符合產(chǎn)品的需求那么還需要進(jìn)一步的加工整形來達(dá)到產(chǎn)品的要求。
1.5形狀變元
機(jī)械整體的結(jié)構(gòu)目的可以通過調(diào)整零件的形狀或者改變其規(guī)格的大小而實(shí)現(xiàn)。比如在彈簧的生產(chǎn)過程中需要考慮多個(gè)問題,首先是彈簧的大小及其相對的螺絲墊圈的規(guī)格,能否讓彈簧和使用的螺旋面以及被需要壓緊的零件相吻合,就需要設(shè)計(jì)出不同規(guī)則的產(chǎn)品,無論零件的形狀面如何都需要相匹配的彈簧來配合才行,如果零件之間的距離過大,或者不能夠?qū)毫τ行诤?,那么零件在安裝過后就不算是合格,如果這一類零件銷售在市場中,很可能造成一系列事故,那么為了防止拉簧因?yàn)檫@些問題而失去使用效率,就勢必要將彈簧的設(shè)計(jì)空間放大,并且實(shí)現(xiàn)它的自身獨(dú)特性,即使它在單獨(dú)使用的過程中也可以實(shí)現(xiàn)跟其他零件的配合。
1.6分析連接變元
一是聯(lián)接方法,主要的模式有焊接、膠結(jié)以及螺紋聯(lián)接等方式。二是聯(lián)接的方式,根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同而不同,因此為了豐富聯(lián)接方式以及尋找到最為契合的聯(lián)接方式,各個(gè)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)以及聯(lián)接的方式都可以進(jìn)行相對應(yīng)的合理調(diào)整。比如:針對一些需要拆卸的零件,如果在聯(lián)接的方式上不能選擇好,那么就會(huì)在聯(lián)接和拆卸方面造成一定的困難,此類的零件需要便捷的拆卸模式,比如日常生活中所購買的一些產(chǎn)品,像是隨聲聽的后蓋,就可以任意拆卸下來安裝電池來維持繼續(xù)使用,這樣的結(jié)構(gòu)也方便用戶使用,從未為其提供便捷的操作模式。
1.7分析工藝變元
零件在產(chǎn)生之前,往往會(huì)有其自己的設(shè)計(jì)圖紙,而設(shè)計(jì)圖紙上面的結(jié)構(gòu)內(nèi)容直接決定了產(chǎn)品屬于何種工藝級別的零件,因?yàn)槊恳粋€(gè)設(shè)備的零件都不是完全相同的,所以零件的設(shè)計(jì)以及成本也千差萬別,如果設(shè)計(jì)工藝在產(chǎn)品出產(chǎn)之前沒有得到完善,那么勢必會(huì)影響到零件自身的質(zhì)量,一旦零件沒有合乎要求,那么產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)就會(huì)受到一定的影響。因此在零件鑄造之前對于零件圖紙的研究必須給予深度的重視,現(xiàn)在的加工技藝正呈現(xiàn)著不斷創(chuàng)新和完善的趨勢,但是問題也就隨之而來,這些加工工藝雖然具有創(chuàng)新性,但是還不夠成熟,并非達(dá)到了理想中的需求,因此還需要進(jìn)一步的對此加大研究的力度。
2機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的嘗試及優(yōu)化測評
2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新嘗試
防腐劑在石油以及一些石化設(shè)備中具有十分重要的作用,下文以其為例,闡述變元法在其中重要的作用。石油和石化設(shè)備必須進(jìn)行防腐蝕性的設(shè)計(jì),這樣一來,在設(shè)計(jì)的最初就應(yīng)該考慮到防腐蝕性的大小和影響因素,從而采取必要的保護(hù)和防治措施,主要有以下幾個(gè)方面。首先,在總體的設(shè)計(jì)上面,對停車間給予了嚴(yán)格的要求,不能堆放雜亂,不能潮濕,不能含有其他不利于防腐的物質(zhì)存在。其次,設(shè)備的使用年限與設(shè)備本身一些極為細(xì)小的間隙區(qū)有著十分重大的聯(lián)系,這些縫隙極有可能在人眼看不到的地方發(fā)生腐蝕問題,或者這些縫隙人是無法憑借手工去進(jìn)行操作控制的,就像是一些產(chǎn)品的焊接點(diǎn),這些產(chǎn)品貌似看起來已經(jīng)不存在腐蝕的可能,但是難免會(huì)有看不到的縫隙存在,應(yīng)該進(jìn)行必要的封存和填補(bǔ),或者干脆將縫隙擴(kuò)大,這樣便于對其進(jìn)行維修補(bǔ)救和防護(hù)。再次,溫度較高以及質(zhì)量較高的濃度階梯,局部勢差問題往往在這種情況和產(chǎn)品中產(chǎn)生,一旦發(fā)生了腐蝕則不可控制。此外,每一種金屬都有著自己獨(dú)特的屬性,產(chǎn)品在構(gòu)建的過程中不一定是一種金屬構(gòu)建而成,多半是幾種金屬共同組合而成,但是不同的金屬勢必會(huì)產(chǎn)生接觸面的腐蝕,應(yīng)該對此進(jìn)行絕緣處理。最后,面積越小腐蝕的點(diǎn)也就越小,因此要針對產(chǎn)品的不同設(shè)計(jì)縮小表面積從而減少腐蝕。
2.2對機(jī)械結(jié)構(gòu)變元?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)的優(yōu)化評測
機(jī)械結(jié)構(gòu)在完成變元?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐之后。要根據(jù)目前的性能以及使用效果進(jìn)行一個(gè)綜合的測評,首先要進(jìn)行模糊測評,運(yùn)用理論研究和一些理想化的模型設(shè)計(jì)一種測評模式,但是這種測評模式并不是實(shí)際操作中的模型,而是通過一定的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和規(guī)劃,對其進(jìn)行變化創(chuàng)新設(shè)計(jì)的檢測。在測試的過程中測試者憑借自己多年的使用經(jīng)驗(yàn)和研究理念進(jìn)行對其綜合評價(jià)的過程,并根據(jù)現(xiàn)有的先進(jìn)思維對其進(jìn)行構(gòu)建,在測試的過程中還需要考慮到社會(huì)實(shí)際問題,產(chǎn)品在經(jīng)過變元之后,使用方面是否安全,便捷,可維修性是否達(dá)到了指標(biāo),并且要將邏輯推理的思維運(yùn)用到其中,選擇出使用其整體變元的方案,最后針對已經(jīng)選擇好了的方案,進(jìn)行進(jìn)一步地修改和完善,從而作用于產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)建當(dāng)中,服務(wù)于產(chǎn)品的整體功能。
1機(jī)械方案設(shè)計(jì)的一般過程
一般認(rèn)為,方案設(shè)計(jì)階段主要有兩個(gè)任務(wù):首先是建立技術(shù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。然后通過選擇相應(yīng)于功能結(jié)構(gòu)中的每個(gè)功能的功能載體,并組合這些被選擇的功能載體形成整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
通用設(shè)計(jì)理論認(rèn)為,方案設(shè)計(jì)過程可表述為兩個(gè)映射過程(圖1):即用戶需求域到功能域的映射以及功能域到結(jié)構(gòu)域的映射。由需求域到功能域的映射過程最能體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造能力,這一過程涉及到對設(shè)計(jì)思維規(guī)律以及創(chuàng)造性機(jī)理認(rèn)識水平,涉及到自然語言到專業(yè)技術(shù)語言的轉(zhuǎn)化。盡管有些學(xué)者提出通過對設(shè)計(jì)要求進(jìn)行層次分解來建立功能結(jié)構(gòu)圖的討論,但一般還要通過人工干預(yù)進(jìn)行。從功能到結(jié)構(gòu)的映射,實(shí)際上是功能結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)分功能與能實(shí)現(xiàn)該分功能的結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配,一般情況下,總體功能往往包含著許多分功能。而每一功能可以由不同的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),因此存在組合、協(xié)調(diào)和評價(jià)篩選的問題。具體的機(jī)械方案設(shè)計(jì)過程如圖2所示。
圖2所示的機(jī)械方案設(shè)計(jì)過程還可通過數(shù)學(xué)形式進(jìn)行描述。設(shè)總體功能為U,它可分解為一些子功能,分解過程可形式化為:
U=(U1,U2,…Um)(1)
即總體功能是有m個(gè)子功能UI(I=1,2,…m)組成的。
任何一個(gè)子功能UI(I=1,2,…,m)對應(yīng)著能夠完成該分功能的子結(jié)構(gòu)的集合TI,即
TI=(tI1,tI2,…,tin)(I=1,2,…,m)(2)
式中tij(j=1,2,…,n)對應(yīng)于能完成子功能UI的所有子結(jié)構(gòu),n為完成該子功能的子結(jié)構(gòu)總數(shù)。如果用UI定義行,tij為元素構(gòu)成矩陣,即得到功能與結(jié)構(gòu)相聯(lián)系的“功能—結(jié)構(gòu)技術(shù)矩陣”:
(3)
當(dāng)然能夠?qū)崿F(xiàn)各子功能的子結(jié)構(gòu)數(shù)并不相等,可以將能夠?qū)崿F(xiàn)某一子功能的最多子結(jié)構(gòu)數(shù)定為n,少于這個(gè)數(shù)的子功能元素項(xiàng)用零表示。圖2所描述的機(jī)械方設(shè)計(jì)的一般過程,看起來很簡單,但計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)有許多問題需要解決。如總功能如何分解為子功能、功能如何表達(dá)(因?yàn)閺牟煌慕嵌忍岢龅墓δ鼙磉_(dá)詞匯是不相同的)以及如何有效根據(jù)功能索引子結(jié)構(gòu)等問題有待進(jìn)一步探討和研究。
2基于機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型變異綜合方法
自60年代圖論理論首次被應(yīng)用于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以來,它在機(jī)構(gòu)分析與綜合方面的應(yīng)用得到深入的研究。在圖論中,封閉的圖代表機(jī)構(gòu),頂點(diǎn)代表連桿,邊代表運(yùn)動(dòng)副。圖可以用矩陣(如鄰接矩陣和關(guān)聯(lián)矩陣)表示、分析和計(jì)算。1979年,F(xiàn)reudenstein和Maki提出“功能與結(jié)構(gòu)分離”的方法用于機(jī)構(gòu)綜合,隨后許多學(xué)者對這一方法進(jìn)行研究和深化。該方法包括如下幾個(gè)環(huán)節(jié):
2.1根據(jù)用戶的需求,提出機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)要求:
(1)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要求
如運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(平面運(yùn)動(dòng)或空間運(yùn)動(dòng))、基本回路數(shù)(或獨(dú)立環(huán)數(shù)目)、運(yùn)動(dòng)副類型及數(shù)目、構(gòu)件類型及數(shù)目、主動(dòng)副類型及其位置以及機(jī)架的構(gòu)件類型及其位置;
(2)功能性要求
如輸出構(gòu)件數(shù)目及其位置、每一輸出構(gòu)件的任務(wù)(如軌跡生成、函數(shù)生成、導(dǎo)引以及其它要求、滿足對預(yù)定的速度及加速度要求、滿足對機(jī)構(gòu)整體的動(dòng)力學(xué)性能要求;
(3)約束條件
如運(yùn)動(dòng)精度、結(jié)構(gòu)緊湊性、剛度、機(jī)械效益、軸銷作用反力以及制造、裝配、成本等方面的約束。
2.2結(jié)構(gòu)類型綜合
通過結(jié)構(gòu)類型綜合列出滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的全部結(jié)構(gòu)類型并以適當(dāng)形式表示。
2.3優(yōu)選結(jié)構(gòu)類型
根據(jù)功能要求和約束條件,篩選出好的結(jié)構(gòu)類型。
該方法目前研究局限在平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型綜合,且一般集中在運(yùn)動(dòng)鏈同構(gòu)識別、自由度識別方法以及平面運(yùn)動(dòng)鏈自動(dòng)生成等理論方法研究階段。盡管有一些應(yīng)用的研究報(bào)道,但都是針對簡單機(jī)構(gòu)(如變沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞機(jī)構(gòu)、車門開啟機(jī)構(gòu)等)通過人工方式實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)還有一些關(guān)鍵技術(shù)沒有很有效的方法,如運(yùn)動(dòng)鏈同構(gòu)識別問題,主動(dòng)副位置確定、機(jī)架位置的確定、桿組的自動(dòng)劃分以及對運(yùn)動(dòng)鏈進(jìn)行評價(jià)篩選等問題。
3集成功能推理及結(jié)構(gòu)推理的方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程模型
如果用人工智能語言描述,在上述第1小節(jié)中討論的機(jī)械方案設(shè)計(jì)的一般過程是基于功能推理方式,而第2小節(jié)中所討論的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型變異綜合方法是基于結(jié)構(gòu)推理方式。這兩種方式有其內(nèi)在的聯(lián)系,如何將這兩種方式有機(jī)地聯(lián)系在一起對于機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一件很有意義的工作。功能推理主要解決功能到結(jié)構(gòu)之間的映射,通過結(jié)構(gòu)部件組合途徑形成機(jī)械方案。而結(jié)構(gòu)推理是從結(jié)構(gòu)部件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上通過機(jī)構(gòu)演繹(機(jī)架變換,主動(dòng)件位置變換以及運(yùn)動(dòng)副類型變換)途徑對機(jī)構(gòu)進(jìn)行變異創(chuàng)新,盡管目前結(jié)構(gòu)推理局限在平面連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型綜合,但通過本文的研究,該方法可以擴(kuò)展到一般剛體機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)。有鑒于此,作者提出如圖3所示的集成功能推理和結(jié)構(gòu)推理的機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程模型。
該設(shè)計(jì)過程模型由以下主要步驟組成:
Step1:功能結(jié)構(gòu)圖的建立。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,建立功能結(jié)構(gòu)圖。
Step2:根據(jù)建立的功能結(jié)構(gòu)圖,尋找滿足各子功能要求的功能載體并組合成為原始機(jī)械方案。
Step3:將原始機(jī)械方案進(jìn)行抽象化為表達(dá)機(jī)械方案連接信息的運(yùn)動(dòng)鏈表示。并記錄原始方案一些約束信息,如自由度數(shù)、桿數(shù)、原動(dòng)件必須是幾副桿、輸出構(gòu)件是否必須與機(jī)架相連等等。
Step4:運(yùn)動(dòng)鏈發(fā)散。列舉所有與抽象化表示的運(yùn)動(dòng)鏈具有相同自由度、桿副類型以及桿數(shù)的非同構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈,并進(jìn)行篩選。
Step5:機(jī)械方案元型集的生成。對篩選的運(yùn)動(dòng)鏈進(jìn)行機(jī)架識別、原動(dòng)件識別、桿組識別,形成用連桿和轉(zhuǎn)動(dòng)副表達(dá)的機(jī)械方案元型。
Step6:候選方案集的生成。將以上生成的機(jī)械方案元型通過類型替代,形成候選方案集。
Step7:方案的評價(jià)決策。得到最優(yōu)方案。
Step8:方案的尺度綜合。
4機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)智能支持系統(tǒng)
根據(jù)以上的過程模型,我們開發(fā)了機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)智能支持系統(tǒng)MCIDISS。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。該系統(tǒng)由五大模塊組成:
(1)基于實(shí)例功能推理的原始機(jī)械方案生成模塊:該模塊采用兩級實(shí)例推理的模型,完成從設(shè)計(jì)任務(wù)到功能結(jié)構(gòu)圖的建立以及裝置提取與組合協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)生成原始機(jī)械方案的
任務(wù)。
(2)基于結(jié)構(gòu)推理的方案設(shè)計(jì)創(chuàng)新模塊:該模塊在上面模塊產(chǎn)生的原始機(jī)械方案的基礎(chǔ)上,通過抽象化表示,將原始機(jī)械方案表達(dá)為一般化運(yùn)動(dòng)鏈,從機(jī)械方案拓?fù)渎?lián)接上進(jìn)行變異創(chuàng)新。
(3)評價(jià)決策模塊:該模塊主要任務(wù)是對各階段的設(shè)計(jì)解進(jìn)行評價(jià)決策。系統(tǒng)主要采用模糊綜合評價(jià)決策方法。
(4)機(jī)構(gòu)尺度綜合模塊:該模塊主要任務(wù)是對組成機(jī)械方案的機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合,以便從尺度上論證方案的可行性。
一、機(jī)械零部件傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)局限
傳統(tǒng)機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)帶來了運(yùn)用中出現(xiàn)的許多問題:零部件容易腐蝕損壞;零部件容易疲勞損壞,斷裂、表面剝落等;零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現(xiàn),都是機(jī)械零部件傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)局限性所產(chǎn)生的。機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計(jì)是人類為了實(shí)現(xiàn)某種預(yù)期的目標(biāo)而進(jìn)行的一種創(chuàng)造性活動(dòng)。傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是以長期經(jīng)驗(yàn)積累為基礎(chǔ),通過力學(xué)、數(shù)學(xué)建模及試驗(yàn)等所形成的經(jīng)驗(yàn)公式、圖表、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范作為依據(jù),運(yùn)用條件性計(jì)算或類比等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在長期運(yùn)用中得到不斷的完善和提高,目前在大多數(shù)情況下仍然是有效的設(shè)計(jì)方法,但是它有很多局限:在方案設(shè)計(jì)時(shí)憑借設(shè)計(jì)者有限的直接經(jīng)驗(yàn)或間接經(jīng)驗(yàn),通過計(jì)算、類比分析等,以收斂思維方式,過早地確定方案。這種方案設(shè)計(jì)既不充分又不系統(tǒng),不強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,因此很難得到最優(yōu)方案;在機(jī)械零部件設(shè)計(jì)中,僅對重要的零部件根據(jù)簡化的力學(xué)模型或經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行靜態(tài)的或近似的設(shè)計(jì)計(jì)算,其他零部件只作類比設(shè)計(jì),與實(shí)際工況有時(shí)相差較遠(yuǎn),難免造成失誤;傳統(tǒng)設(shè)計(jì)偏重于考慮產(chǎn)品自身的功能的實(shí)現(xiàn),忽略人―機(jī)―環(huán)境之間關(guān)系的重要性;傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用手工計(jì)算、繪圖,設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性差、工作周期長、效率低。
二、創(chuàng)新思維機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)思想
機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)造和革新。現(xiàn)代機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新設(shè)計(jì),要求在設(shè)計(jì)中更充分地發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力,利用最新科技成果,在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的指導(dǎo)下,設(shè)計(jì)出更具有生命力的產(chǎn)品。
(一)運(yùn)用創(chuàng)造思維
設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力是多種能力、個(gè)性和心理特征的綜合表現(xiàn),它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達(dá)能力、自控能力、文化修養(yǎng)、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心,它是將觀察、記憶所得信息有控制地進(jìn)行加工變換,創(chuàng)造表達(dá)出新成果的整個(gè)創(chuàng)造活動(dòng)的中心。創(chuàng)造力的開發(fā)可以從培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力和素質(zhì)、加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐等方面著手。設(shè)計(jì)者不是把設(shè)計(jì)工作當(dāng)成例行公事,而是時(shí)刻保持強(qiáng)烈的創(chuàng)新愿望和沖動(dòng),掌握必要?jiǎng)?chuàng)新方法,加強(qiáng)學(xué)習(xí)和鍛煉,自覺開發(fā)創(chuàng)造力,成為一個(gè)符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)需要的創(chuàng)新人才。
(二)運(yùn)用發(fā)散思維
發(fā)散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心,思維者打破常規(guī),從不同方向,多角度、多層次地考慮問題,求出多種答案的思維方式。例如,若提出“將兩零部件聯(lián)結(jié)在一起”的問題,常規(guī)的辦法有螺紋聯(lián)結(jié)、焊接、膠接、鉚接等,但運(yùn)用發(fā)散思維思考,可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的主要形式之一,在技術(shù)創(chuàng)新和方案設(shè)計(jì)中具有重要的意義。
(三)運(yùn)用創(chuàng)新思維
創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維是一種最高層次的思維活動(dòng),它是建立在各類常規(guī)思維基礎(chǔ)上的。人腦在外界信息激勵(lì)下,將各種信息重新綜合集成,產(chǎn)生新的結(jié)果的思維活動(dòng)過程就是創(chuàng)新思維。機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的過程是創(chuàng)新的過程。設(shè)計(jì)者應(yīng)打破常規(guī)思維的慣例,追求新的功能原理、新方案、新結(jié)構(gòu)、新造型、新材料、新工藝等,在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。
三、科學(xué)的進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計(jì)
(一)把握機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
機(jī)械零部件設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分,機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案中的機(jī)構(gòu)和構(gòu)件只有通過零部件設(shè)計(jì)才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖,同時(shí)它也是機(jī)械總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:根據(jù)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)的要求,明確零部件的工作要求、性能、參數(shù)等,選擇零部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)形、材料、精度等,進(jìn)行失效分析和工作能力計(jì)算,畫出零部件圖和部件裝配圖。機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)應(yīng)滿足的要求是由零部件設(shè)計(jì)所決定的,機(jī)械零部件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求為:在工作能力上要求具體有強(qiáng)度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動(dòng)穩(wěn)定性及精度等;在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便;在經(jīng)濟(jì)性上的要求主要指生產(chǎn)成本要低。此外,還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環(huán)境等環(huán)境保護(hù)要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制,需全面綜合考慮。
(二)嚴(yán)格計(jì)算機(jī)械零部件的失效形式
機(jī)械零部件由于各種原因不能正常工作而失效,其失效形式很多,主要有斷裂、表面壓碎、表面點(diǎn)蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保證零部件能正常工作,在設(shè)計(jì)零部件時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行零部件的失效分析,預(yù)估失效的可能性,采取相應(yīng)措施,其中包括理論計(jì)算,計(jì)算所依據(jù)的條件稱為計(jì)算準(zhǔn)則,常用的計(jì)算準(zhǔn)則有:一是強(qiáng)度準(zhǔn)則。強(qiáng)度是機(jī)械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強(qiáng)度要求是保證機(jī)械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準(zhǔn)則。剛度是指零部件在載荷(下轉(zhuǎn)第57頁)(上接第58頁)的作用下,抵抗彈性變形的能力。剛度準(zhǔn)則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內(nèi)。三是振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則。對于高速運(yùn)動(dòng)或剛度較小的機(jī)械,在工作時(shí)應(yīng)避免發(fā)生共振。振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則要求所設(shè)計(jì)的零部件的固有頻率與其工作時(shí)所受激振源的頻率錯(cuò)開。四是耐熱性準(zhǔn)則。機(jī)械零部件在高溫工作條件下,由于過度受熱,會(huì)引起油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等問題,使零部件失效或機(jī)械精度降低。因此,為了保證零部件在高溫下正常工作,應(yīng)合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)及合理選擇材料,必要時(shí)須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準(zhǔn)則。耐磨性是指相互接觸并運(yùn)動(dòng)零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當(dāng)零部件過度磨損后,將改變其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸,削弱其強(qiáng)度,降低機(jī)械精度和效率,以致零部件失效報(bào)廢。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施,力求提高零部件的耐磨性。
(三)正確選擇機(jī)械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo),是檢驗(yàn)零部件表面質(zhì)量的主要依據(jù);它選擇的合理與否,直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。機(jī)械零部件表面粗糙度的選擇方法有3種,即計(jì)算法、試驗(yàn)法和類比法。在機(jī)械零部件設(shè)計(jì)工作中,應(yīng)用最普通的是類比法,此法簡便、迅速、有效。應(yīng)用類比法需要有充足的參考資料,現(xiàn)有的各種機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中都提供了較全面的資料和文獻(xiàn)。最常用的是與公差等級相適應(yīng)的表面粗糙度。在通常情況下,機(jī)械零部件尺寸公差要求越小,機(jī)械零部件的表面粗糙度值也越小,但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。在實(shí)際工作中,對于不同類型的機(jī)器,其零部件在相同尺寸公差的條件下,對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)和制造過程中,對于不同類型的機(jī)器,其零部件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。在設(shè)計(jì)工作中,表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實(shí)際出發(fā),全面衡量零部件的表面功能和工藝經(jīng)濟(jì)性,才能作出合理的選擇。
(四)全面優(yōu)化機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法
要充分運(yùn)用機(jī)械學(xué)理論和方法,包括機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)、傳動(dòng)機(jī)械學(xué)等及計(jì)算機(jī)輔助分析的不斷發(fā)展,對設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問題能作出很好的處理,一系列新型的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和方法正在形成。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)是把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入設(shè)計(jì)過程,利用計(jì)算機(jī)完成選型、計(jì)算、繪圖及其他作業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。CAD技術(shù)促成機(jī)械零部件設(shè)計(jì)發(fā)生巨大的變化,并成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分。目前,CAD技術(shù)向更深更廣的方向發(fā)展,主要表現(xiàn)為以下基于專家系統(tǒng)的智能CAD;CAD系統(tǒng)集成化,CAD與CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)的集成系統(tǒng)(CAD/CAM);動(dòng)態(tài)三維造型技術(shù);基于并行工程,面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)(DFM);分布式網(wǎng)絡(luò)CAD系統(tǒng)。
【參考文獻(xiàn)】
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1.1.1楦體外觀設(shè)計(jì)消極數(shù)據(jù)顯示,對于大部分童鞋企業(yè)的設(shè)計(jì)師而言,直接使用客戶提供的款式楦體,已經(jīng)成為一種行業(yè)慣例。童鞋楦體的開發(fā),由于制作成本和設(shè)計(jì)人才的匱乏,更新速度和創(chuàng)新意識更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于款式的更新速度。大部分童鞋廠出于成本的考慮,會(huì)套用用過的舊楦頭,或重復(fù)使用相同的楦頭。而家長在選購?fù)瑫r(shí),更關(guān)注產(chǎn)品的顏色、面料、款式等,這種消費(fèi)取向也造成設(shè)計(jì)師對楦體外觀開發(fā)產(chǎn)生消極情緒。
1.1.2工藝形態(tài)設(shè)計(jì)落后與成鞋設(shè)計(jì)市場相比,童鞋市場中產(chǎn)品的審美與消費(fèi)都還在成長階段,設(shè)計(jì)師在童鞋產(chǎn)品面料形態(tài)的需求和設(shè)計(jì)上缺乏經(jīng)驗(yàn),無論是在款式新工藝處理模式上,還是新工藝設(shè)計(jì)形態(tài)的創(chuàng)作上,與國際品牌相比都存在明顯差距,沒有形成完善的工藝設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)平臺。就國內(nèi)制皮行業(yè)而言,高質(zhì)量、高飽和的面料色彩工藝制作、加工、呈現(xiàn)形態(tài)以及不同質(zhì)地、觸覺的肌理感、多體編織單體穿搭等都還是皮革材料還在攻克的技術(shù)難題。
1.2外觀款式設(shè)計(jì)手法陳舊國內(nèi)童鞋市場,鮮有大師級的概念性作品出現(xiàn),也沒有在國際上有影響力的童鞋設(shè)計(jì)大師出現(xiàn),沒能打造知名的國際童鞋品牌,甚至少有個(gè)性鮮明的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。根源在于很多童鞋設(shè)計(jì)師并沒意識到童鞋是需要有積極的原創(chuàng)意識的,沒有真正了解到兒童的消費(fèi)需求,也沒能深入地研究兒童的消費(fèi)心理,造成童鞋產(chǎn)品的款式設(shè)計(jì)觀念陳舊。
1.2.1幫面的分割設(shè)計(jì)缺乏美感童鞋設(shè)計(jì)師因?yàn)闃O少受過系統(tǒng)的美學(xué)體系訓(xùn)練,對童鞋產(chǎn)品款式設(shè)計(jì)中點(diǎn)線面的基本構(gòu)成形式?jīng)]有足夠的駕馭能力,缺乏對常規(guī)形態(tài)的突破,造成產(chǎn)品幫面分割的設(shè)計(jì)觀念陳舊。而在國際童鞋品牌的設(shè)計(jì)中,卻是普遍重視設(shè)計(jì)構(gòu)成的運(yùn)用,設(shè)計(jì)師在構(gòu)成基本元素的組建領(lǐng)域會(huì)花更多的時(shí)間考慮,通常會(huì)為構(gòu)成選擇打破常規(guī)設(shè)計(jì)的界面,帶來幫面的變更性創(chuàng)新設(shè)計(jì),使產(chǎn)品能源源不斷地給兒童消費(fèi)者帶來新鮮感,保持消費(fèi)的上升狀態(tài)。
1.2.2色彩搭配缺乏專業(yè)精神童鞋產(chǎn)品的外觀配色是極其專業(yè)的配色領(lǐng)域,設(shè)計(jì)師不但需要掌握色彩構(gòu)成、兒童色彩心理學(xué)等專業(yè)知識,對色彩的性情更要有清晰的了解,而且對色彩的運(yùn)用和搭配手法要具備較強(qiáng)的駕馭能力。而國內(nèi)童鞋設(shè)計(jì)師僅憑經(jīng)驗(yàn)和慣性進(jìn)行配色是不科學(xué)的,設(shè)計(jì)師在第一時(shí)間尋覓不到國際流行色,也就無法創(chuàng)新色彩設(shè)計(jì)模塊,就導(dǎo)致配色不專業(yè)。現(xiàn)在很多童鞋企業(yè)已經(jīng)意識到這個(gè)問題,他們通過外貿(mào)公司對產(chǎn)品進(jìn)行深度配色。
1.3外觀形象缺乏象征性調(diào)查表明,大部分4~9歲的兒童對動(dòng)漫中的虛擬卡通形象帶有濃重的迷戀色彩,這種情況會(huì)一直延續(xù)到十二三歲,至此有部分群體才會(huì)慢慢進(jìn)入到偶像階段,有的甚至到成人后依然保留有特殊情結(jié)。而女童喜愛的芭比娃娃、白雪公主,男童喜歡的蜘蛛俠、奧特曼等都來自于國外市場。國內(nèi)童鞋市場沒有自主創(chuàng)造代言式品牌形象的意識,卡通圖案上設(shè)計(jì)都是品牌間的相互抄襲,部分外觀形象粗制濫造,毫無象征性可言。童鞋產(chǎn)品中圖案設(shè)計(jì)的缺失,使得企業(yè)只能購買國外的卡通形象版權(quán),資金受到牽制,也是中國童鞋發(fā)展不穩(wěn)定的重要因素。
1.4外觀功能研發(fā)單一雖然國內(nèi)部分大中型童鞋企業(yè)已經(jīng)開始關(guān)注到產(chǎn)品的功能性研發(fā),會(huì)發(fā)光的童鞋、可以唱歌的童鞋、帶輪子的童鞋等都陸續(xù)面世,標(biāo)志著童鞋功能時(shí)代的開啟。但童鞋產(chǎn)品的功能性研發(fā),無論從數(shù)量還是質(zhì)量上來說,都不能滿足市場的需求。新產(chǎn)品的研發(fā)周期長,實(shí)驗(yàn)程序煩瑣復(fù)雜,在成本投入上存在著很大的壓力,成為企業(yè)抗拒的重要原因。從國內(nèi)童鞋市場的大局觀來說,功能性的開發(fā)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求,沒有形成層次分明的功能開發(fā)領(lǐng)域。
2童鞋產(chǎn)品外觀創(chuàng)新策略
2.1加快技術(shù)更新速度作為世界上最大的制鞋國和出口國,政府機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)更加完善匹配制度,加強(qiáng)高校與行業(yè)企業(yè)的聯(lián)系,構(gòu)建平臺加速產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)的速度。雖然國內(nèi)數(shù)十家鞋研發(fā)機(jī)構(gòu)定期在童鞋楦型設(shè)計(jì)上做數(shù)據(jù)調(diào)整,國外也有投資公司參與舒適形鞋底和環(huán)保類項(xiàng)目研發(fā),但其規(guī)模遠(yuǎn)不能滿足市場需求。參照國外職業(yè)教育模式,要改變行業(yè)的現(xiàn)狀,必須要加強(qiáng)高校鞋類設(shè)計(jì)專業(yè)與行業(yè)尖端研發(fā)機(jī)構(gòu)的合作,帶動(dòng)一定范疇內(nèi)的研究力量,全面動(dòng)員,長效、系統(tǒng)地研發(fā)符合兒童消費(fèi)者腳步生理結(jié)構(gòu)的舒適形鞋楦數(shù)據(jù)。而高校專業(yè)與企業(yè)的聯(lián)合,則可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)類人才更直觀地關(guān)注工藝等具體研發(fā)形態(tài),研究比較種類差距,形成數(shù)據(jù)研究,為工藝創(chuàng)造的除舊推新獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。行業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢應(yīng)與高校穩(wěn)定的研究體系、教育傳承模式相結(jié)合,基礎(chǔ)研究中需要極其嚴(yán)格的數(shù)據(jù)采集,需要對研究對象進(jìn)行長時(shí)間持續(xù)的跟蹤調(diào)研和一定研發(fā)資金匹配等。高校與行業(yè)企業(yè)的相互扶持,優(yōu)勢互補(bǔ),在根源上解決了高素質(zhì)童鞋設(shè)計(jì)師的規(guī)模培養(yǎng),最大限度上實(shí)現(xiàn)了未來國內(nèi)童鞋產(chǎn)品外觀原創(chuàng)創(chuàng)作的可能性。
2.2創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)手法
2.2.1材質(zhì)拓展童鞋產(chǎn)品材質(zhì)的多樣化開發(fā),是改變產(chǎn)品形態(tài)造型單一的有效舉措。例如,在童鞋雨鞋產(chǎn)品中的透明材質(zhì),不但可以與里面的鞋襪形成色彩造型的多樣化,成就不同的形態(tài)造型效果;而且塑膠透明材質(zhì)在童鞋產(chǎn)品中的一體成型既節(jié)約了成本,也在產(chǎn)品的防水性方面取得了新的進(jìn)展,使商品的用途更加多元化;再如近年來隨著懷舊主題的回歸,帆布、棉麻的面料經(jīng)過專業(yè)處理后回到了產(chǎn)品的銷售視線;經(jīng)過專業(yè)處理的布類面料不但加強(qiáng)了耐磨度與抗污性,而且降低了產(chǎn)品的成本,提升了童鞋產(chǎn)品的舒適度和環(huán)保性,結(jié)合各種有趣的人造皮草打造不同形態(tài),都是不錯(cuò)的材質(zhì)拓展設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。
2.2.2裝飾再造設(shè)計(jì)師在童鞋產(chǎn)品中,應(yīng)通過對面料的黏合、熱壓、車縫、補(bǔ)、掛、繡等工藝手段形成面料立體的、多層次的設(shè)計(jì)效果,可以豐富面料本身形態(tài)的變化,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝飾再造的目的。拼接、縫合、環(huán)繞等設(shè)計(jì)手法,延伸產(chǎn)品仿生形體特征,擴(kuò)大設(shè)計(jì)的空間,豐富設(shè)計(jì)效果;在童鞋產(chǎn)品上印刷圖案、電腦刺繡圖案、水洗油鞣圖案、手工繪制圖案等創(chuàng)作,對產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)有著積極的再造影響;各種裝飾物件加入海綿體等混合材質(zhì)的設(shè)計(jì),創(chuàng)作出立體化及半立體化的處理效果,與平整的幫面形成了強(qiáng)烈對比,可以極大地豐富設(shè)計(jì)對象的物體呈現(xiàn)性;前期市場能有效開發(fā)符合兒童審美情趣的活潑可愛型鞋珠鞋花鞋飾等裝飾配件,也有助于大幅度地推進(jìn)產(chǎn)品的層次變化。
2.2.3樣式創(chuàng)新童鞋產(chǎn)品樣式設(shè)計(jì)比成鞋簡單,較少采用水洗、油鞣、壓花、鏤空等傳統(tǒng)工藝處理,也鮮有現(xiàn)代工藝制作的介入,造成了視覺審美上的匱乏。其實(shí),童鞋產(chǎn)品借鑒成鞋的幫面分割體系,重建了幫面的設(shè)計(jì)體系。比如在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中縮短幫面長度,加大弧度處理,簡化裁斷手法,使其符合兒童腳部生長規(guī)律和審美情趣;或選用鴕鳥紋、鱷魚紋、蛇紋等名貴皮料,加工面料的顏色,采用粉嫩色系,呈現(xiàn)兒童的萌態(tài);不同材質(zhì)的混搭與不同顏色的拼接,都能夠使鞋面造型呈現(xiàn)多元化,豐富裝飾效果;或吸收輕紗、絲綢、蕾絲等成鞋常用元素,改良其花色和樣式,創(chuàng)造出符合兒童消費(fèi)者的心理特點(diǎn)的設(shè)計(jì);再如條紋、圓點(diǎn)、英格蘭格以及愛心、圓點(diǎn)等高頻率出現(xiàn)的圖案,奶牛紋、斑馬紋等動(dòng)物紋路,在形態(tài)上進(jìn)行兒化處理,都會(huì)有意想不到的效果。
2.3創(chuàng)造經(jīng)典形象兒童消費(fèi)者更傾向于產(chǎn)品的外在顏色和感觀形態(tài),特別是幼童對卡通造型極有興趣。國內(nèi)動(dòng)漫起步較晚,缺乏有號召力的卡通形象,但隨著“喜洋洋”等國產(chǎn)動(dòng)畫主體創(chuàng)作的成功,也為童鞋企業(yè)的卡通形象設(shè)計(jì)提供了空間。很多童鞋企業(yè)都意識到自身對產(chǎn)品外觀圖案創(chuàng)作的力不從心,粗糙的動(dòng)畫形象不但不能贏得市場,還很可能適得其反。在國外,圖案藝術(shù)家們本身具有的高層次的原創(chuàng)設(shè)計(jì)能力和對圖案理解的純粹的創(chuàng)作意識形態(tài)經(jīng)常被著名的童鞋企業(yè)所借用,形成良性渠道,共享優(yōu)勢資源,攜手創(chuàng)作兒童消費(fèi)者真正喜歡、能夠喜愛和接受的主題化童鞋產(chǎn)品,打破企業(yè)普通設(shè)計(jì)師被常態(tài)化的設(shè)計(jì)思維。國內(nèi)有影響力的藝術(shù)家,如插畫設(shè)計(jì)師、圖案設(shè)計(jì)師、漫畫家都具備創(chuàng)作單體卡通設(shè)計(jì),卻沒有渠道介入到童鞋產(chǎn)品的款式設(shè)計(jì)的圖案形態(tài)中來,設(shè)計(jì)行業(yè)之間搭建良好的交流、溝通、共建、分享式平臺已經(jīng)迫在眉睫。
2.4創(chuàng)新外觀結(jié)構(gòu)國民的消費(fèi)理念日益理性化,童鞋產(chǎn)品外觀的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)已經(jīng)成為吸引消費(fèi)群體新的熱點(diǎn)。如何在保證產(chǎn)品的完整性基礎(chǔ)上,從不同的實(shí)用角度開發(fā)童鞋的實(shí)用功能,成為設(shè)計(jì)師新的研發(fā)課題。童鞋產(chǎn)品創(chuàng)新外觀結(jié)構(gòu)除去舒適性結(jié)構(gòu)需要極其專業(yè)的技術(shù)人才,長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)周期,非常嚴(yán)密謹(jǐn)慎的科學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)單位成本高昂,小規(guī)模企業(yè)不能夠承受等以外,還有各種形式的可懸掛、可拆卸、可拼接、可變裝、易于攜帶、便于儲存、具備部分玩樂功能的外觀創(chuàng)新形項(xiàng)目等,朝著低成本多功能的技術(shù)開發(fā)方向,為童鞋的設(shè)計(jì)指出了新的設(shè)計(jì)契機(jī)。后者是普通設(shè)計(jì)師就能開發(fā)的,更適合中小型童鞋企業(yè)進(jìn)行實(shí)用性的結(jié)構(gòu)功能性開發(fā)。
綜合素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是新世紀(jì)高等學(xué)校人才培養(yǎng)和教學(xué)改革的主要目標(biāo),機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)和就業(yè)是直接面向機(jī)械工程的主戰(zhàn)場,顯然具有強(qiáng)烈的工程背景和鮮明的機(jī)械特色,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和知識更新的快速變化,原有傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求,所暴露出來的缺陷也非常明顯,特別是重理論、輕實(shí)踐,工程意識淡薄,導(dǎo)致創(chuàng)新動(dòng)力不足。為此,探討、研究如何圍繞和重視工程意識下創(chuàng)新能力培養(yǎng),進(jìn)行課程改革,以適應(yīng)時(shí)代的需要,為社會(huì)輸送合格人才,顯得十分重要和迫切。近幾年來,為了培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新意識和能力,我們已在相關(guān)方面做了大量的卓有成效的嘗試和改革。
一、探索創(chuàng)新考核模式,并在教學(xué)過程中實(shí)施
從2011年起,我們就以機(jī)械設(shè)計(jì)及理論平臺課程群為切入點(diǎn),包括《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》等課程,對工科課程考核方式的改革做以探索,使之克服現(xiàn)有考核方式的缺欠,形成一套切實(shí)可行的、與用人單位的要求接軌的、以考察能力而不是考察知識為主的考核系統(tǒng)。這個(gè)考核系統(tǒng)包含的題目沒有唯一正確的標(biāo)準(zhǔn)答案,也不是客觀的標(biāo)準(zhǔn)化考試。教師根據(jù)具體需要選擇閉卷、開卷、閉卷和開卷混合、小論文、小設(shè)計(jì)、口試、實(shí)驗(yàn)、參與科研、實(shí)地調(diào)查等多種方式。像實(shí)驗(yàn)、論文、設(shè)計(jì)、口試、參與科研實(shí)地調(diào)查等,均可適當(dāng)采用等級制;增加平時(shí)考試的次數(shù)和在總成績中所占的比例;改變一門課程結(jié)束時(shí)進(jìn)行一次考試的習(xí)慣做法。教師在課堂教學(xué)的過程中有意識地隨時(shí)觀察和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn),通過面談、正式作業(yè)、項(xiàng)目調(diào)查、書面報(bào)告、討論問題、寫論文等方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行即時(shí)的和全面的評價(jià)。
通過詳實(shí)的企業(yè)調(diào)研,編制了包括《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》各20套考題的試卷庫;選定各課程中近10種小論文的題目;選定近100道來自生產(chǎn)實(shí)際的口試題。并把這種考核內(nèi)容和考試模式在教學(xué)中試點(diǎn)應(yīng)用,學(xué)生普遍反應(yīng)這種考核模式擯棄了單純的死記硬背,對學(xué)生的理解能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極作用,使得“校園人”和“社會(huì)人”自然銜接,縮短“斷乳期”。
二、更新傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)模式
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的后續(xù)必修課,對多門課程起到融會(huì)貫通的作用。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)模式是老師指定題目,學(xué)生按步驟計(jì)算,最后成圖。由于設(shè)計(jì)時(shí)間短,學(xué)生對方案的修改很排斥,更無法做到多種方案比較。我們采用的方法是:讓一部分學(xué)生從學(xué)期初就開始用C、VB等計(jì)算機(jī)語言,進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),把課程設(shè)計(jì)中耗時(shí)多的模塊譬如:帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)編成參數(shù)化設(shè)計(jì)程序,學(xué)生利用編制的程序輸入原始參數(shù),原來齒輪設(shè)計(jì)需要兩天的計(jì)算量,現(xiàn)在則需要十幾分鐘,這樣就使改變參數(shù)帶來的重復(fù)計(jì)算工作量大大降低,學(xué)生可以做出多種設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化。
三、基于CDIO理念的課程教學(xué)體系
為了加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、溝通技巧、管理能力、領(lǐng)導(dǎo)才能、實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力,我們在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中引入了CDIO(構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作)工程教育模式,在課堂教學(xué)中增加了基于功能原理方法論的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識點(diǎn);隨課堂教學(xué)的進(jìn)展,同步了22個(gè)設(shè)計(jì)題目,每4或5個(gè)人組成一個(gè)設(shè)計(jì)組,組內(nèi)按設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行合理分工,課程結(jié)束時(shí),提交了設(shè)計(jì)結(jié)果(包括設(shè)計(jì)的三維數(shù)字模型、仿真模型、設(shè)計(jì)報(bào)告)。通過基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法,同學(xué)們一方面掌握了理論知識,同時(shí)也鍛煉了解決實(shí)際工程問題的能力和團(tuán)隊(duì)合作的能力,取得了良好的教學(xué)效果。
四、指導(dǎo)學(xué)生參加各種創(chuàng)新大賽,取得豐碩成果
機(jī)電學(xué)院的學(xué)生參加大賽由來已久,繼山東省機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽之后,從2011年,我們又牽頭組織學(xué)生參加全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽,此項(xiàng)賽事是教育部主辦,每年參賽規(guī)模大,參加學(xué)校多,對學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)有很大好處。2011年,我們獲得最佳指導(dǎo)教師獎(jiǎng)3項(xiàng),優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)2項(xiàng),全國二等獎(jiǎng)3項(xiàng),全國三等獎(jiǎng)5項(xiàng),全國優(yōu)秀獎(jiǎng)9項(xiàng);2012年,獲得最佳指導(dǎo)教師獎(jiǎng)5項(xiàng),優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)5項(xiàng),全國二等獎(jiǎng)4項(xiàng),全國三等獎(jiǎng)7項(xiàng),全國優(yōu)秀獎(jiǎng)5項(xiàng)。煙臺大學(xué)連續(xù)兩屆獲得優(yōu)秀組織獎(jiǎng)。對此項(xiàng)比賽,學(xué)校給予了充分的肯定。
綜上所述,我們針對學(xué)生學(xué)業(yè)能力的評價(jià),創(chuàng)建了一種多層次多視角的以能力為主和知識為輔的綜合考核系統(tǒng),對學(xué)生的理解能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極作用;我們在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),培養(yǎng)了同學(xué)們在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的能力,加強(qiáng)了與工程實(shí)踐的接軌;2006--2012年學(xué)科組指導(dǎo)學(xué)生參加全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和山東省機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,獲得諸多獎(jiǎng)項(xiàng);2011-2012年組織學(xué)生參加全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽,獲得多項(xiàng)優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)和學(xué)生國家級獎(jiǎng)、省級獎(jiǎng),我們通過把大學(xué)生機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、信息技術(shù)大賽等各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽作為檢驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生能力培訓(xùn)的一個(gè)平臺引入教學(xué)過程中,從而加強(qiáng)了學(xué)生基礎(chǔ)知識和實(shí)踐能力的培養(yǎng);在課程教學(xué)中引入基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)理念,加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、溝通技巧、管理能力、領(lǐng)導(dǎo)才能、實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)??傊?,成果所解決的問題正是當(dāng)前高等教育面臨的應(yīng)試教育與素質(zhì)教育之間轉(zhuǎn)變的重要問題,我們通過創(chuàng)新性教育和教學(xué)不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新的積極性,而且對于進(jìn)一步深化機(jī)械本科教學(xué)改革、加快創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)步伐、全面推進(jìn)創(chuàng)新教育理念都是具有深遠(yuǎn)意義的。
[參考文獻(xiàn)]
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在科技迅速發(fā)展、綜合國力競爭十分激烈的當(dāng)今時(shí)代,培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力具有十分重要的意義,已愈來愈成為時(shí)代的要求。改革開放以來,機(jī)械工業(yè)取得了穩(wěn)定、快速的發(fā)展,同時(shí)對機(jī)械工程類專業(yè)教育提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)本院制定的創(chuàng)辦“優(yōu)勢突出、特色鮮明、水平較高,位居省內(nèi)外同類院校先進(jìn)行列的地方性、教學(xué)型、綜合性大學(xué)”的辦學(xué)定位和培養(yǎng)“素質(zhì)高、基礎(chǔ)好、知識廣、能力強(qiáng)、有個(gè)性、會(huì)創(chuàng)新的應(yīng)用型高級專門人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。結(jié)合邵陽學(xué)院機(jī)械工程類人才培養(yǎng)的實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力作為邵陽學(xué)院大學(xué)生的重要培養(yǎng)目標(biāo)之一,針對機(jī)械工程類創(chuàng)新型人才的專業(yè)特點(diǎn),邵陽學(xué)院機(jī)械工程類專業(yè)探索出一條科學(xué)、完善的機(jī)械工程類大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的路子。本文從創(chuàng)新型人才培養(yǎng)課程體系、實(shí)踐創(chuàng)新體系等方面構(gòu)建機(jī)械工程類大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式,使邵陽學(xué)院能培養(yǎng)出具備素質(zhì)高、能力強(qiáng)、會(huì)創(chuàng)新的應(yīng)用型高級機(jī)械工程專業(yè)人才。
一、機(jī)械工程類創(chuàng)新人才培養(yǎng)的意義
科學(xué)制訂創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系對培養(yǎng)什么類型的人才有很大的作用。過去機(jī)械工程類專業(yè)的課程體系過度注重基礎(chǔ)課和專業(yè)課,而忽視了學(xué)生興趣愛好、個(gè)性特長方面的課程。教學(xué)內(nèi)容則往往過分依賴教材,著重強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論傳授。對于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前沿,教材往往相對滯后。對學(xué)生往往采取“填鴨”式的教學(xué),學(xué)生注重死記硬背,拼命忙于應(yīng)付考試,培養(yǎng)出來的學(xué)生高分低能,缺少靈活性,缺少創(chuàng)新精神。所以,制訂創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系時(shí),始終堅(jiān)持學(xué)生全面發(fā)展的教育觀,堅(jiān)持促進(jìn)學(xué)生思想道德、科學(xué)文化和身體心理等素質(zhì)的全面發(fā)展,注重知識、能力與素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
二、構(gòu)建機(jī)械工程類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)課程體系
創(chuàng)新型人才培養(yǎng)課程體系主要是由人文素養(yǎng)和科學(xué)態(tài)度相結(jié)合的通識教育平臺、多學(xué)科綜合交叉構(gòu)成寬厚的學(xué)科基礎(chǔ)教育平臺、精深的專業(yè)知識和淵博的文化修養(yǎng)并重的課程模塊所構(gòu)成。
通識教育課程平臺包括自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、人文社科基礎(chǔ)知識、文體藝術(shù)修養(yǎng)知識、應(yīng)用科學(xué)技術(shù)知識與基本技能等有機(jī)結(jié)合,改變過去教學(xué)內(nèi)容偏窄、知識結(jié)構(gòu)單一的格局。主要課程有中國近代史綱要、形式與政策、品德與法律、體育、健康教育、大學(xué)英語、大學(xué)語文、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、演講與口才、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)、企業(yè)管理等。主要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)與進(jìn)入社會(huì)后發(fā)展需要的通識教育知識,培養(yǎng)學(xué)生對時(shí)代和社會(huì)發(fā)展規(guī)律的正確認(rèn)識,提高學(xué)生的道德情操,樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和發(fā)展觀,培養(yǎng)學(xué)生的經(jīng)濟(jì)意識與政治意識,提高學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
隨著現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程的飛速發(fā)展,現(xiàn)代工程逐漸凸顯創(chuàng)造性、綜合性、社會(huì)性、復(fù)雜性等特征,未來工程師在“非工程”方面面臨的挑戰(zhàn)越來越大。工科大學(xué)生在業(yè)務(wù)素質(zhì)方面要加強(qiáng)與民族意識、工程意識、經(jīng)濟(jì)意識的融合,并處理好人與社會(huì)、人與自然、自身發(fā)展與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系。因而,必須進(jìn)行多學(xué)科綜合交叉學(xué)科基礎(chǔ)教育平臺,即涵蓋機(jī)、電、液知識、檢測技術(shù)、控制技術(shù)、制造技術(shù)與經(jīng)濟(jì)管理技術(shù)的寬厚的基礎(chǔ)課程體系。主要課程有機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、金屬工藝學(xué)、計(jì)算機(jī)接口與應(yīng)用、機(jī)械制造工藝、電工電子技術(shù)、熱工原理、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、控制工程基礎(chǔ)、工程檢測技術(shù)、汽車工程學(xué)、企業(yè)管理等。旨在加強(qiáng)學(xué)科基礎(chǔ)教育,拓寬專業(yè)口徑,培養(yǎng)學(xué)生對未來工作的適應(yīng)性,增強(qiáng)自我發(fā)展的能力。
根據(jù)學(xué)生的興趣、專長、發(fā)展方向和社會(huì)需求,按專業(yè)大類招生,分專業(yè)方向培養(yǎng)?;诰畹膶I(yè)知識和淵博的文化修養(yǎng)并重的原則,對專業(yè)課程學(xué)時(shí)減少的同時(shí),課程內(nèi)容進(jìn)行精煉,突出應(yīng)用廣、水平高、效果好的特點(diǎn),對現(xiàn)代制造技術(shù)、機(jī)電一體化、熱能工程、模具設(shè)計(jì)制造、汽車與內(nèi)燃機(jī)、制冷與空調(diào)6個(gè)專業(yè)方向的專業(yè)課程模塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,在每個(gè)專業(yè)方向均設(shè)置特色課程和探索性課程,針對發(fā)展學(xué)生個(gè)性和增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競爭性開設(shè)部分選學(xué)課。
高素質(zhì)的機(jī)械工程類專業(yè)創(chuàng)新型人才不但要具備從事工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的能力,同時(shí)還要具備一定的管理協(xié)調(diào)能力。因而,構(gòu)建創(chuàng)新系列課程模塊要基于工程實(shí)際,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。結(jié)合機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展前沿、創(chuàng)新理論與方法的學(xué)術(shù)前沿,著眼于整個(gè)機(jī)械系統(tǒng),開設(shè)課程有機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)、產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、CAD技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人等課程,涵蓋了創(chuàng)造學(xué)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本理論與方法。一方面為學(xué)生提供夯實(shí)的理論知識,另一方面用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論與技術(shù)通過大量工程設(shè)計(jì)去實(shí)踐,為以后學(xué)生解決實(shí)際問題的能力奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
三、構(gòu)建工程類專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新體系
實(shí)踐環(huán)節(jié)是機(jī)械工程專業(yè)教學(xué)中的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié),在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面有著不可替代的作用。單靠理論教學(xué)是不能內(nèi)化成學(xué)生創(chuàng)新能力。在教學(xué)中要與生產(chǎn)相結(jié)合,將科研活動(dòng)引入教學(xué),加強(qiáng)工程實(shí)訓(xùn)和學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動(dòng),使學(xué)生知識來源渠道多樣化,能力培養(yǎng)多元化。注重學(xué)生的競爭意識、創(chuàng)新意識、社會(huì)責(zé)任感和綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng);不斷完善以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、提高工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新精神為主要目標(biāo)的工程實(shí)踐教學(xué)新體系。
實(shí)踐基地已建立了一整套完善的實(shí)踐教學(xué)管理、崗位聘任及培訓(xùn)等制度。在此基礎(chǔ)上,順利實(shí)現(xiàn)了人事改革,通過競聘上崗,擁有實(shí)驗(yàn)專職技術(shù)人員9人,其中高級職稱3人,中級職稱5人,初級職稱1人;教學(xué)儀器設(shè)備852臺(套),總值達(dá)901.36萬元。按照工程模式進(jìn)行實(shí)踐基地的設(shè)計(jì)與規(guī)劃,重視學(xué)生的工程能力、應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。按照省級示范建設(shè)實(shí)驗(yàn)室、省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)置。整個(gè)實(shí)踐基地分成三大塊:動(dòng)力機(jī)械實(shí)訓(xùn)基地、基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)基地、動(dòng)力機(jī)械創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地和專業(yè)實(shí)驗(yàn)場地。
動(dòng)力機(jī)械實(shí)訓(xùn)基地包括金工實(shí)習(xí)基地和動(dòng)力機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)基地。機(jī)械實(shí)習(xí)工廠基地以數(shù)控設(shè)備為主,每年能承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)達(dá)16000人次,除了承擔(dān)正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)外,還承擔(dān)數(shù)控操作的認(rèn)證培訓(xùn)工作,學(xué)生在數(shù)控課程、數(shù)控實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上通過考試可獲得資質(zhì)證書,有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力及就業(yè)競爭力;動(dòng)力機(jī)械拆裝實(shí)訓(xùn)基地包括機(jī)械產(chǎn)品拆裝、機(jī)電產(chǎn)品拆裝、模具拆裝、制冷設(shè)備拆裝、內(nèi)燃機(jī)拆裝以及拆裝準(zhǔn)備間,每年可承擔(dān)拆裝實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)達(dá)2000多人次。
動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)基地包括工程力學(xué)模塊(理論力學(xué)、材料力學(xué))、金屬材料及熱處理模塊(互換性及測量技術(shù)、金屬材料熱處理)、傳動(dòng)與控制工程模塊(控制工程基礎(chǔ)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、液壓與氣壓傳動(dòng)、機(jī)電傳動(dòng)控制、PLC等)和熱工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K(工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、工程測試技術(shù)、能源與環(huán)境)。每年可承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)達(dá)32000人次。并對實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行重組,實(shí)踐手段和內(nèi)容體現(xiàn)了先進(jìn)性、綜合性及設(shè)計(jì)性。
動(dòng)力機(jī)械創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地包括機(jī)械創(chuàng)新模塊(機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì))、機(jī)械工程軟件實(shí)訓(xùn)模塊(AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等)、虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K。以前實(shí)驗(yàn)要求給學(xué)生提供詳細(xì)的指導(dǎo)書,讓學(xué)生機(jī)械地去驗(yàn)證。這樣,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)極大地束縛了學(xué)生的手腳,使學(xué)生的思路打不開,也造成一部分學(xué)生的依賴思想。針對這種情況,我們提供了各種虛擬傳動(dòng)零件、機(jī)構(gòu)及各種仿真軟件,為學(xué)生自行設(shè)計(jì)和組合創(chuàng)新機(jī)構(gòu)提供了良好的條件,不向?qū)W生具體提出要求,只提出需實(shí)現(xiàn)的功能,學(xué)生通過各種虛擬實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)驗(yàn)證創(chuàng)新實(shí)踐成果,并通過機(jī)械工具制作出產(chǎn)品模型。整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程學(xué)生獨(dú)立做出,自己編寫和總結(jié)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)方式以設(shè)計(jì)為主線,注重創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng),提高學(xué)生方案設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2012)07-0253-02
0引言
機(jī)械設(shè)計(jì)課程是機(jī)械專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課,它在學(xué)生學(xué)好專業(yè)課程和培養(yǎng)實(shí)際設(shè)計(jì)能力等方面起著重要作用。其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握常見零部件的基本知識,初步建立機(jī)械零件和簡單機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。近年來,我校機(jī)械設(shè)計(jì)課程經(jīng)過省、校、院各級教改項(xiàng)目、精品課程建設(shè),已經(jīng)取得了一定的教改成果。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐,談一些體會(huì)。
1針對教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn),合理組織教案[1,2]
1.1 以工程設(shè)計(jì)過程為背景機(jī)械設(shè)計(jì)課程基本概念多,邏輯性差,缺乏系統(tǒng)性,實(shí)踐性強(qiáng)。因此,不少學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到比較吃力,沒有頭緒,抓不住重點(diǎn)。為解決這一問題就需要教師在組織教學(xué)活動(dòng)中,充分理解教材內(nèi)容的特點(diǎn),合理組織教案。在教學(xué)內(nèi)容的組織方面,我們追求教學(xué)內(nèi)容新、課堂教學(xué)信息量大,注意將學(xué)生的能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育結(jié)合起來。在課堂教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,設(shè)置了很多啟發(fā)點(diǎn),激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。具體方法:①以工程設(shè)計(jì)過程為背景,以掌握通用零部件設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線,從整體和系統(tǒng)的角度,將課程知識體系整合為“機(jī)械設(shè)計(jì)總論”、“連接零部件的設(shè)計(jì)”、“機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)”、“軸承設(shè)計(jì)”和“軸系部分設(shè)計(jì)”五大模塊,體現(xiàn)學(xué)生設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的循序漸進(jìn)性。②在強(qiáng)調(diào)和培養(yǎng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體章節(jié)(如齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)及軸設(shè)計(jì)等)介紹現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的方法,旨在開闊學(xué)生的視野,提高學(xué)習(xí)興趣。③對傳統(tǒng)內(nèi)容精簡壓縮,簡化公式演繹推導(dǎo),重結(jié)論、重應(yīng)用。
1.2 突出工程觀點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,而學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識,因此我們充分利用實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用工程觀點(diǎn)提高分析問題和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)課在傳授知識和技能方面有著理論課無法替代的作用,它的特點(diǎn)是觀察目標(biāo)明確、清晰,原理結(jié)構(gòu)易懂、有針對性,可動(dòng)手操作等。我們要求學(xué)生仔細(xì)觀察、分析,并將實(shí)際結(jié)果和有關(guān)原理進(jìn)行分析、對比和歸納總結(jié)。如動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)、螺栓組連接實(shí)驗(yàn)等幾個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),目的就是驗(yàn)證理論知識,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,同時(shí)提高學(xué)生應(yīng)用工程觀點(diǎn)分析問題的能力。課程設(shè)計(jì)是本課程及相關(guān)課程知識的一次綜合運(yùn)用,是學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,是對學(xué)生設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)能力的一次鍛煉和檢查。在此過程中,前一階段教學(xué)中存在的問題會(huì)顯露出來,因此這是系統(tǒng)培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生工程觀點(diǎn)的一次難得的機(jī)會(huì)。
1.3 將單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)與整機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)合起來在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中,零部件往往不是單獨(dú)使用的,它們要相互連接、配合形成系統(tǒng)進(jìn)行工作。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)的目標(biāo)決不僅僅是為了能夠進(jìn)行單個(gè)零部件的設(shè)計(jì),而是面向?qū)嶋H機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但目前國內(nèi)高校機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容在編排上都是以零部件進(jìn)行分塊講解,各個(gè)零部件之間沒有很好地建立有機(jī)的聯(lián)系,學(xué)生在學(xué)完整個(gè)課程之后雖然能夠進(jìn)行單個(gè)零部件的設(shè)計(jì),但面臨整機(jī)設(shè)計(jì)中的零部件之間相關(guān)問題設(shè)計(jì)往往無所適從。為此,我們在教學(xué)中每講到某一個(gè)零部件的設(shè)計(jì)時(shí)總要抽出一定的時(shí)間詳細(xì)介紹一下該零部件與其他零部件之間的關(guān)系、設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行相互協(xié)調(diào)等。
2合理使用教學(xué)方法與教學(xué)手段
2.1 采用多媒體教學(xué),提高教學(xué)效果學(xué)校在多個(gè)校區(qū)建立了設(shè)備先進(jìn),條件優(yōu)越的多媒體教室,能保證全校機(jī)械設(shè)計(jì)課程的多媒體教學(xué)。從2000年開始研究利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革,進(jìn)行多媒體課件的研制工作,完成了《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械工程基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》三門課程的多媒體課件,所用素材內(nèi)容豐富、經(jīng)典生動(dòng),學(xué)生反映良好,使用方便省時(shí)高效;使教師授課空間由二維的黑板擴(kuò)展到了更真實(shí)、自然的多維空間,為改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段提供了新的發(fā)展機(jī)遇。
2.2 多樣化的課堂教學(xué)幫助學(xué)生掌握重點(diǎn)、克服難點(diǎn)理論課加強(qiáng)啟發(fā)式,采用多媒體和黑板相結(jié)合,并輔以配套電子版教材,幫助學(xué)生聽課與復(fù)習(xí);習(xí)題課通過抓住典型習(xí)題,舉一反三,以點(diǎn)帶面;討論課以實(shí)際工程為背景,使學(xué)生在分析能力提高中理解重點(diǎn);實(shí)驗(yàn)課充分發(fā)揮開放實(shí)驗(yàn)室的作用,使學(xué)生在自主動(dòng)手能力提高中突破難點(diǎn)。
2.3 建設(shè)“機(jī)械設(shè)計(jì)”省級精品課程網(wǎng)站利用校園網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺, 為學(xué)生提供了教學(xué)課件、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、復(fù)習(xí)思考題、練習(xí)題等大量的學(xué)習(xí)資源,節(jié)省了學(xué)時(shí),提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。
3開放主題的小論文,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識的能力
由于學(xué)時(shí)的限制,在講授機(jī)械發(fā)展史等內(nèi)容時(shí),只能給學(xué)生一些很粗淺的認(rèn)識。我們嘗試讓學(xué)生對這部分內(nèi)容進(jìn)行自學(xué),并且給學(xué)生獲取比教材上內(nèi)容更豐富和具體的知識的途徑,要求學(xué)生以“各種機(jī)械的發(fā)展史”為主題寫成學(xué)習(xí)小論文。學(xué)生通過查閱相關(guān)資料,對各種機(jī)器的相關(guān)技術(shù)及發(fā)展有了較深入的認(rèn)識,并完成了諸如“機(jī)器人的發(fā)展”、“抽油機(jī)的發(fā)展”、“聯(lián)合收割機(jī)的發(fā)展”、“輪式拖拉機(jī)的發(fā)展”等小論文的寫作,并編輯成冊,培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)獲取知識的能力。
4工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3-4]
以機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系的教學(xué)內(nèi)容為背景,以強(qiáng)化設(shè)計(jì)型、綜合型和加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)為目標(biāo),我們將原“機(jī)械設(shè)計(jì)”的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)從課程中剝離出來,于2006年構(gòu)建了單獨(dú)設(shè)置、學(xué)分單列的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程,并新編了“機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”和“機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱”,按五大模塊體系設(shè)置了5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其中:創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)1個(gè),綜合型實(shí)驗(yàn)3個(gè),驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)1個(gè)。對每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定了難度等級,要求每位學(xué)生至少完成3個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其中包括2個(gè)必做項(xiàng)目和1個(gè)選做項(xiàng)目,便于因材施教和培養(yǎng)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。
為進(jìn)一步提高本科生科研能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新熱情,依托西南地區(qū)較早建立的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室,我校每年都舉辦大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,學(xué)生可根據(jù)自身的興趣愛好和創(chuàng)新需求自由申請項(xiàng)目,也可申請參加教師從現(xiàn)有教學(xué)、科研、生產(chǎn)和管理研究課題中細(xì)化出來的項(xiàng)目或企業(yè)界設(shè)立的項(xiàng)目,學(xué)校給予經(jīng)費(fèi)支持,機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)部配備指導(dǎo)教師。近幾年來,學(xué)生的科技創(chuàng)新活動(dòng)如火如荼的進(jìn)行,優(yōu)秀作品曾多次獲得四川省“挑戰(zhàn)杯”、全國“挑戰(zhàn)杯”、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)以及全國機(jī)器人足球錦標(biāo)賽冠、亞軍。
5加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)組鼓勵(lì)和支持青年教師在職提高學(xué)位,實(shí)行指導(dǎo)教師責(zé)任制,安排富有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老教師在教學(xué)和科研上對新進(jìn)教師進(jìn)行指導(dǎo)和幫助,實(shí)行一對一的傳、幫、帶,并訂有明確具體的培養(yǎng)計(jì)劃,幫助他們提高教學(xué)能力,過好教學(xué)關(guān)。要求新進(jìn)教師必須經(jīng)過聽課、輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)、試講、點(diǎn)評、講近機(jī)類課程等階段后,才能講機(jī)類課程。經(jīng)常開展有關(guān)本課程的教改與建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)方法與手段運(yùn)用以及老教師示講、試講等教學(xué)法活動(dòng);鼓勵(lì)青年教師在教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面勇于創(chuàng)新,創(chuàng)造條件鼓勵(lì)教師參加各種學(xué)術(shù)會(huì)議。鼓勵(lì)青年教師積極參與本課程組主持或參加的校級及省教育廳立項(xiàng)的課程建設(shè)與教改研究項(xiàng)目。另外,加大引進(jìn)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級工程技術(shù)人才,把不同經(jīng)歷的教師融為一個(gè)有機(jī)整體,使教師間共同磋商,相互學(xué)習(xí),取長補(bǔ)短。
6結(jié)束語
經(jīng)過幾年的實(shí)踐,我校機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)取得了較好的效果。機(jī)械設(shè)計(jì)作為專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,課程內(nèi)容多且實(shí)踐性強(qiáng),需要積極探索各種教學(xué)方法和手段,緊密結(jié)合工程實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。
參考文獻(xiàn):
[1]朱維兵.加強(qiáng)機(jī)械基礎(chǔ)系列課程建設(shè)的思路和構(gòu)架[J].高等教育研究(成都),2004,20(2):71-72.
機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè),我國機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展,對機(jī)械類人才的素質(zhì)知識與能力結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。機(jī)械制造企業(yè)需要的是既有機(jī)械的理論知識,又具有創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力人才,這一人才需求的變化,使從事機(jī)械人才培養(yǎng)的我國大學(xué)工科教育必須全方位的改革教學(xué)理念與教學(xué)模式,迎接新的挑戰(zhàn)。因此在機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)類課程的教學(xué)過程中,如何培養(yǎng)學(xué)生具有的創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計(jì)能力及再學(xué)習(xí)能力,是擺在我們面前的一項(xiàng)重要課題。
機(jī)械原理是機(jī)械專業(yè)的重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)主干課程,主要涉及的內(nèi)容是關(guān)于常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式十分注重各種機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)分析等知識的講解,學(xué)生當(dāng)時(shí)雖然學(xué)到了這部分的機(jī)械知識,但是普遍缺乏創(chuàng)新意識、缺乏發(fā)現(xiàn)問題能力與解決問題的能力,往往遇到教科書上沒有的實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)問題,就束手無策。
二、應(yīng)用案例教學(xué)法,將創(chuàng)新思維方法融入整個(gè)教學(xué)過程中
從心理學(xué)角度講,新奇的事物對學(xué)生有特別大的吸引力。在應(yīng)用案例教學(xué)法時(shí),要能針對教學(xué)中的重點(diǎn),進(jìn)行案例的選擇,恰當(dāng)?shù)卦O(shè)疑,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思維,定向探索問題。
在講解機(jī)械原理的基礎(chǔ)知識時(shí),我們收集了典型的機(jī)構(gòu)案例,應(yīng)用多媒體教學(xué)手段在課堂上進(jìn)行模擬再現(xiàn),并設(shè)置問題,這不僅有利于學(xué)生感性認(rèn)識的深化,而且有助于學(xué)生進(jìn)行深入探討和思考,有利于學(xué)生將抽象的機(jī)構(gòu)知識形象化,概念具體化。例如,由機(jī)構(gòu)組成原理可知,任何平面機(jī)構(gòu)都可以看作是由基本機(jī)構(gòu)加若干個(gè)基本桿組組成的。在講解機(jī)構(gòu)組成理論時(shí),我們先出示了一個(gè)送杯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖,請學(xué)生分析此送杯機(jī)構(gòu)能否達(dá)到其設(shè)計(jì)目的,這不僅引起了同學(xué)的好奇和爭論,也在課堂上設(shè)置了思維的發(fā)散點(diǎn),在論述了機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件后,要學(xué)生運(yùn)用理論知識分析此送杯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有哪些問題,提出改進(jìn)方案。這使學(xué)生有了充分的發(fā)表自己見解的思維空間,活躍了課堂教學(xué)氣氛。在此基礎(chǔ)上,帶學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室的包裝機(jī)械和各種機(jī)構(gòu)模型,讓學(xué)生繪出其運(yùn)動(dòng)簡圖,再在實(shí)驗(yàn)臺上拼接出來。經(jīng)過這么一個(gè)過程,在學(xué)生頭腦中,機(jī)構(gòu)組成知識就不再是孤立、靜止、抽象的符號與線條、呆板的公式,而是有機(jī)的、形象、生動(dòng)的機(jī)構(gòu)知識,同時(shí)領(lǐng)悟了機(jī)械原理的基本知識來源于工程實(shí)踐,這為他們將來進(jìn)行機(jī)械方案構(gòu)思打下基礎(chǔ),激發(fā)了學(xué)生對此課程的學(xué)生興趣。
三、構(gòu)建新型的授課體系,啟迪大學(xué)生創(chuàng)新思維意識
在進(jìn)行教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與層次的不同,我們采用了靈活的教學(xué)方法,把課堂教學(xué)、學(xué)生分組研究、學(xué)生課外興趣小組指導(dǎo)等方法結(jié)合起來。
課堂授課中,除了講授主要教學(xué)內(nèi)容外,還把機(jī)械原理課程的有些章節(jié)授課方式與內(nèi)容作了調(diào)整,把機(jī)構(gòu)中的一些理論留給學(xué)生自己去“發(fā)現(xiàn)”,把傳授知識的過程轉(zhuǎn)為由學(xué)生自己“發(fā)現(xiàn)”的過程,使學(xué)生受到科學(xué)思維的訓(xùn)練。例如在講連桿機(jī)構(gòu)時(shí),我們運(yùn)用多媒體課件介紹了連桿機(jī)構(gòu)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和連桿機(jī)構(gòu)的類型后,提出了連桿機(jī)構(gòu)為什么在機(jī)械工程中得到廣泛的應(yīng)用?有哪些基本特性?連桿機(jī)構(gòu)的尺寸變化對這些基本特性有何影響等問題。讓學(xué)生每4~5人一組分組課后研究,每組選定一類四桿機(jī)構(gòu),自己擬定尺寸,應(yīng)用三維CAD軟件,進(jìn)行建模和仿真,并作出書面報(bào)告。通過三維模擬和分析討論,學(xué)生不僅提高了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力,而且因?yàn)橛H自擬定機(jī)構(gòu)尺寸,分析和觀察了四桿機(jī)構(gòu)的急回特性、壓力角等現(xiàn)象以及尺寸變化后對上述特性的影響等,學(xué)生享受了“發(fā)現(xiàn)”知識的快樂,由于是自己構(gòu)思、自己模擬仿真,生動(dòng)形象、看得見、印象深,記得牢。我們還布置了一個(gè)小論文,論文的題目由學(xué)生自己擬定,內(nèi)容是收集應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的實(shí)例,要求觀察日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中,哪些物品應(yīng)用了連桿機(jī)構(gòu),要求拍出實(shí)物照片,研究的實(shí)物用途、滿足的功能,作出實(shí)物的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖,說明連桿機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn);說明研究的物品應(yīng)用了連桿機(jī)構(gòu)的哪些特性等,分析物品的設(shè)計(jì)巧妙之處,還有何不足之處,能否改進(jìn)等。這激發(fā)了學(xué)生很大的熱情,學(xué)生走出課堂收集資料,以前熟視無睹的物體,現(xiàn)在看見其能動(dòng),就去捉摸其原理,收集了有玩具、健身器、鉸鏈、電動(dòng)伸縮門、折疊畫架等四十多種例子。同時(shí),讓小論文寫得較好的學(xué)生在課堂上進(jìn)行演示,由全體學(xué)生討論和評價(jià),這使上臺演示的學(xué)生受到激勵(lì),得到了鍛煉,也使其他學(xué)生受到啟發(fā),感受到機(jī)械就在我們的身邊,消除了對機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的神秘感。
在此基礎(chǔ)上建立了課外興趣小組進(jìn)行輔導(dǎo),在學(xué)生進(jìn)入課題時(shí),向?qū)W生介紹設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新方法,引導(dǎo)課題小組積極查找資料,相互討論、相互啟發(fā)、克服思維定勢,發(fā)散和激勵(lì)思維,從功能原理的角度出發(fā),提出多種方案進(jìn)行比較,讓學(xué)生在探索和研究中,逐步解決問題,完成設(shè)計(jì)。
傳統(tǒng)機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)帶來了運(yùn)用中出現(xiàn)的許多問題:零部件容易腐蝕損壞;零部件容易疲勞損壞,斷裂、表面剝落等;零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現(xiàn),都是機(jī)械零部件傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)局限性所產(chǎn)生的。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在長期運(yùn)用中得到不斷的完善和提高,目前在大多數(shù)情況下仍然是有效的設(shè)計(jì)方法,但是它有很多局限:在方案設(shè)計(jì)時(shí)憑借設(shè)計(jì)者有限的直接經(jīng)驗(yàn)或間接經(jīng)驗(yàn),通過計(jì)算、類比分析等,以收斂思維方式,過早地確定方案。這種方案設(shè)計(jì)既不充分又不系統(tǒng),不強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,因此很難得到最優(yōu)方案;在機(jī)械零部件設(shè)計(jì)中,僅對重要的零部件根據(jù)簡化的力學(xué)模型或經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行靜態(tài)的或近似的設(shè)計(jì)計(jì)算,其他零部件只作類比設(shè)計(jì),與實(shí)際工況有時(shí)相差較遠(yuǎn),難免造成失誤;傳統(tǒng)設(shè)計(jì)偏重于考慮產(chǎn)品自身的功能的實(shí)現(xiàn),忽略人——機(jī)——環(huán)境之間關(guān)系的重要性;傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用手工計(jì)算、繪圖,設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性差、工作周期長、效率低。所以,在現(xiàn)代機(jī)械部件設(shè)計(jì)中,很有必要用到創(chuàng)新思維的方法去設(shè)計(jì)。論文參考網(wǎng)。
1 創(chuàng)新機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)思想
機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)造和革新。現(xiàn)代機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新設(shè)計(jì),要求在設(shè)計(jì)中更充分地發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力,利用最新科技成果,在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的指導(dǎo)下,設(shè)計(jì)出更具有生命力的產(chǎn)品。
1.1 運(yùn)用創(chuàng)造思維
設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力是多種能力、個(gè)性和心理特征的綜合表現(xiàn),它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達(dá)能力、自控能力、文化修養(yǎng)、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心,它是將觀察、記憶所得信息有控制地進(jìn)行加工變換,創(chuàng)造表達(dá)出新成果的整個(gè)創(chuàng)造活動(dòng)的中心。創(chuàng)造力的開發(fā)可以從培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力和素質(zhì)、加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐等方面著手。設(shè)計(jì)者不是把設(shè)計(jì)工作當(dāng)成例行公事,而是時(shí)刻保持強(qiáng)烈的創(chuàng)新愿望和沖動(dòng),掌握必要?jiǎng)?chuàng)新方法,加強(qiáng)學(xué)習(xí)和鍛煉,自覺開發(fā)創(chuàng)造力,成為一個(gè)符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)需要的創(chuàng)新人才。
1.2 運(yùn)用發(fā)散思維
發(fā)散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心,思維者打破常規(guī),從不同方向,多角度、多層次地考慮問題,求出多種答案的思維方式。例如,若提出“將兩零部件聯(lián)結(jié)在一起”的問題,常規(guī)的辦法有螺紋聯(lián)結(jié)、焊接、膠接、鉚接等,但運(yùn)用發(fā)散思維思考,可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的主要形式之一,在技術(shù)創(chuàng)新和方案設(shè)計(jì)中具有重要的意義。
1.3 運(yùn)用創(chuàng)新思維
創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)新思維。論文參考網(wǎng)。創(chuàng)新思維是一種最高層次的思維活動(dòng),它是建立在各類常規(guī)思維基礎(chǔ)上的。人腦在外界信息激勵(lì)下,將各種信息重新綜合集成,產(chǎn)生新的結(jié)果的思維活動(dòng)過程就是創(chuàng)新思維。機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的過程是創(chuàng)新的過程。設(shè)計(jì)者應(yīng)打破常規(guī)思維的慣例,追求新的功能原理、新方案、新結(jié)構(gòu)、新造型、新材料、新工藝等,在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。
2 科學(xué)的進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計(jì)
2.1 把握機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
機(jī)械零部件設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分,機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案中的機(jī)構(gòu)和構(gòu)件只有通過零部件設(shè)計(jì)才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖,同時(shí)它也是機(jī)械總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括:根據(jù)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)的要求,明確零部件的工作要求、性能、參數(shù)等,選擇零部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)形、材料、精度等,進(jìn)行失效分析和工作能力計(jì)算,畫出零部件圖和部件裝配圖。機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)應(yīng)滿足的要求是由零部件設(shè)計(jì)所決定的,機(jī)械零部件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求為:在工作能力上要求具體有強(qiáng)度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動(dòng)穩(wěn)定性及精度等;在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便;在經(jīng)濟(jì)性上的要求主要指生產(chǎn)成本要低。此外,還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環(huán)境等環(huán)境保護(hù)要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制,需全面綜合考慮。
2.2 嚴(yán)格計(jì)算機(jī)械零部件的失效形式
機(jī)械零部件由于各種原因不能正常工作而失效,其失效形式很多,主要有斷裂、表面壓碎、表面點(diǎn)蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保證零部件能正常工作,在設(shè)計(jì)零部件時(shí)應(yīng)首先進(jìn)行零部件的失效分析,預(yù)估失效的可能性,采取相應(yīng)措施,其中包括理論計(jì)算,計(jì)算所依據(jù)的條件稱為計(jì)算準(zhǔn)則,常用的計(jì)算準(zhǔn)則有:一是強(qiáng)度準(zhǔn)則。強(qiáng)度是機(jī)械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強(qiáng)度要求是保證機(jī)械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準(zhǔn)則。剛度是指零部件在載荷的作用下,抵抗彈性變形的能力。剛度準(zhǔn)則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內(nèi)。三是振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則。對于高速運(yùn)動(dòng)或剛度較小的機(jī)械,在工作時(shí)應(yīng)避免發(fā)生共振。振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則要求所設(shè)計(jì)的零部件的固有頻率與其工作時(shí)所受激振源的頻率錯(cuò)開。四是耐熱性準(zhǔn)則。機(jī)械零部件在高溫工作條件下,由于過度受熱,會(huì)引起油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等問題,使零部件失效或機(jī)械精度降低。因此,為了保證零部件在高溫下正常工作,應(yīng)合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)及合理選擇材料,必要時(shí)須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準(zhǔn)則。耐磨性是指相互接觸并運(yùn)動(dòng)零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當(dāng)零部件過度磨損后,將改變其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸,削弱其強(qiáng)度,降低機(jī)械精度和效率,以致零部件失效報(bào)廢。因此,機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施,力求提高零部件的耐磨性。
2.3 正確選擇機(jī)械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo),是檢驗(yàn)零部件表面質(zhì)量的主要依據(jù);它選擇的合理與否,直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。機(jī)械零部件表面粗糙度的選擇方法有3種,即計(jì)算法、試驗(yàn)法和類比法。在機(jī)械零部件設(shè)計(jì)工作中,應(yīng)用普通的是類比法,此法簡便、迅速、有效。應(yīng)用類比法需要有充足的參考資料,現(xiàn)有的各種機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中都提供了較全面的資料和文獻(xiàn)。最常用的是與公差等級相適應(yīng)的表面粗糙度。在通常情況下,機(jī)械零部件尺寸公差要求越小,機(jī)械零部件的表面粗糙度值也越小,但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。
2.4 全面優(yōu)化機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法
要充分運(yùn)用機(jī)械學(xué)理論和方法,包括機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)、傳動(dòng)機(jī)械學(xué)等及計(jì)算機(jī)輔助分析的不斷發(fā)展,對設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問題能作出很好的處理,一系列新型的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和方法正在形成。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)是把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入設(shè)計(jì)過程,利用計(jì)算機(jī)完成選型、計(jì)算、繪圖及其他作業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。CAD技術(shù)促成機(jī)械零部件設(shè)計(jì)發(fā)生巨大的變化,并成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的重要組成部分。論文參考網(wǎng)。目前,CAD技術(shù)向更深更廣的方向發(fā)展,主要表現(xiàn)為以下基于專家系統(tǒng)的智能CAD;CAD系統(tǒng)集成化,CAD與CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)的集成系統(tǒng)(CAD/CAM);動(dòng)態(tài)三維造型技術(shù);基于并行工程,面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)(DFM);分布式網(wǎng)絡(luò)CAD系統(tǒng)。
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近年來,我校開展以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為手段的促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的改革,通過機(jī)械CAD/CAM專業(yè)教學(xué)實(shí)踐,創(chuàng)造性地將學(xué)生在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢與創(chuàng)新設(shè)計(jì)相結(jié)合,在落實(shí)素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,找到一種切實(shí)可行的途徑,培養(yǎng)的學(xué)生具備了較扎實(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。通過創(chuàng)辦CAD協(xié)會(huì)及積極開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),創(chuàng)造一種極具吸引力的學(xué)習(xí)氛圍,通過舉辦創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽,為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)提供實(shí)踐的舞臺,極大地促進(jìn)了我校機(jī)械CAD/CAM專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但現(xiàn)階段的教學(xué)工作欠缺厚實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和實(shí)踐條件,還不足以形成一套系統(tǒng)的運(yùn)行管理機(jī)制,經(jīng)費(fèi)使用方面也欠缺保障,跨部門的組織工作難以協(xié)調(diào),雖然在教學(xué)中已形成創(chuàng)新的風(fēng)氣,但未能上升到教學(xué)模式的層次,受益面有限。
創(chuàng)新型人才是建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵所在,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力已成為當(dāng)前教育教學(xué)改革的重要目標(biāo),尤其是創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)已成為當(dāng)前課程實(shí)施必須思考的問題。我校機(jī)電系在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上,對學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進(jìn)行了積極的探索,以韶關(guān)學(xué)院省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托開展創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐,取得了一定的成效。
整合實(shí)驗(yàn)室資源,
建立創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地
實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才和提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié),實(shí)踐基地建設(shè)則是實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)教學(xué)目標(biāo)的重要保證。以前,學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室按課程的開設(shè)情況進(jìn)行單獨(dú)設(shè)立,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散且有相互重疊之處,學(xué)生為完成實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn),尤其是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例偏大,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相對偏少,學(xué)生思維方式僵化,教學(xué)效果不理想,不利于學(xué)生接收最新的科學(xué)文化知識和培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)挑戰(zhàn)的能力,不利于提高學(xué)生的綜合能力,更不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的開發(fā)。
通過認(rèn)真的分析和研究,我校將現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行有機(jī)的整合并投入大量的資金,建立了以省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為核心的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地。該實(shí)驗(yàn)室既建立起與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系,同時(shí)又是培養(yǎng)學(xué)生操作技能和創(chuàng)新能力的實(shí)踐基地。它包括現(xiàn)代設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分室、現(xiàn)代制造室、測試與分析室及機(jī)電一體化室,完成了機(jī)械類專業(yè)從設(shè)計(jì)、制造、測試、分析及機(jī)電一體化等相關(guān)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)。建成的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年均可接納學(xué)生、教師2000多人次,可同時(shí)容納教師、學(xué)生100多人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和科研工作。尤其是引進(jìn)了大量的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)設(shè)備,如快速成型機(jī)、加工中心、ANSYS分析軟件和測試儀器、特種加工設(shè)備和常用CAD/CAM應(yīng)用軟件,以適應(yīng)不同年級及不同層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,我們更新實(shí)驗(yàn)課程,壓縮演示性實(shí)驗(yàn),增加動(dòng)手操作性實(shí)驗(yàn),將演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變;打破單一課程的局限,把設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合,開設(shè)CAD/CAM一體化數(shù)控編程和數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)”。
省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建成提供了良好的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地,也為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供了良好的實(shí)踐基地。通過技能培訓(xùn)和科技創(chuàng)新培訓(xùn),圍繞先進(jìn)實(shí)用設(shè)計(jì)制造技術(shù)開設(shè)各類工程實(shí)用技能培訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的工程應(yīng)用能力;通過設(shè)立學(xué)生科技創(chuàng)新協(xié)會(huì)并組織參加校內(nèi)外的各項(xiàng)課外科技活動(dòng)和競賽,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
建立一支新型的教師隊(duì)伍
高校能否為國家培養(yǎng)出合格人才,關(guān)鍵在于教師,在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中,更需要有一支高水平的教學(xué)與科研相結(jié)合的師資隊(duì)伍,還要有一支結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”教師隊(duì)伍。如果一名高校教師只能單純地從事教學(xué),不能開展科研活動(dòng),不僅本身的學(xué)術(shù)水平難以提高,在教學(xué)上也會(huì)因?yàn)橹R狹窄而影響教學(xué)水平的提高。
近年來,我校機(jī)電系教師積極參加各項(xiàng)科研活動(dòng),組織各類科技學(xué)術(shù)講座,增強(qiáng)學(xué)生參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)的意識,有效促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高,并且開辟了第二課堂,開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),吸收學(xué)生參加教師的科研工作,建立大學(xué)生科研工作基地,真正起到培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的作用。
加強(qiáng)“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)是提高大學(xué)生動(dòng)手能力的關(guān)鍵所在。一方面積極引進(jìn)人才,另一方面根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),要求現(xiàn)有的專業(yè)教師積極參加產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)活動(dòng),提高自身的實(shí)踐能力,鼓勵(lì)教師到廠礦企業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練,提高工程技術(shù)應(yīng)用能力。通過幾年的努力,我校機(jī)電系已有4名“雙師型”教師,優(yōu)化了教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu),為學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了可靠的保障。
進(jìn)行創(chuàng)新技能培訓(xùn)
教育模式應(yīng)適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代變化的步伐,過去長期實(shí)行的專才教育模式培養(yǎng)出來的畢業(yè)生越來越不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要。同時(shí),社會(huì)對畢業(yè)生的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了變化,越來越歡迎知識面寬、創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)能力廣的復(fù)合型人才,其中創(chuàng)新能力強(qiáng)是復(fù)合型人才的關(guān)鍵,它需要具有多面性的知識體系和扎實(shí)的基礎(chǔ)知識。為此,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)本著“加強(qiáng)基礎(chǔ),拓寬專業(yè),重視實(shí)踐,培養(yǎng)創(chuàng)新”的思路,有針對性地對學(xué)生進(jìn)行“對口”人才培養(yǎng),增加了校內(nèi)公選課和選修課的比例,為學(xué)生個(gè)性發(fā)展提供了更多的時(shí)間和空間。定期開設(shè)創(chuàng)新技能知識講座,積極開展第二課堂活動(dòng),先后成立了“CAD協(xié)會(huì)”和“電子協(xié)會(huì)”,定期不定期地舉行各項(xiàng)交流活動(dòng)。同時(shí),舉辦各種職業(yè)技能培訓(xùn)班,對成績合格者頒發(fā)相應(yīng)的職業(yè)資格證書。這些形式多樣的創(chuàng)新型技能培訓(xùn),大大提高了大學(xué)生的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力。
以競賽為中心,
加強(qiáng)創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)
學(xué)校成立了CAD協(xié)會(huì)并積極開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),創(chuàng)造一種極具吸引力的學(xué)習(xí)氛圍,通過舉辦創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽,為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)提供實(shí)踐的舞臺。將培養(yǎng)手段與培養(yǎng)目標(biāo)緊密結(jié)合,極大地促進(jìn)了機(jī)械CAD/CAM專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),使學(xué)生的創(chuàng)新能力水平得到了很大的提高。通過CAD協(xié)會(huì)和電子協(xié)會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生科技創(chuàng)新,經(jīng)常性地舉辦校內(nèi)創(chuàng)新競賽,讓更多的學(xué)生積極參加創(chuàng)新活動(dòng),增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,開闊學(xué)生的知識視野,并定期組織學(xué)生參加廣東省和全國的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。經(jīng)過幾年的不斷努力,我校取得了驕人的成績。在廣東省和全國的多次創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中,我校獲得省級一等獎(jiǎng)4項(xiàng);在廣東省第七屆“挑戰(zhàn)杯”課外科技競賽中獲自然科學(xué)類二等獎(jiǎng)1項(xiàng);廣東省“高校杯”軟件設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)3項(xiàng);廣東省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)12項(xiàng);在中南地區(qū)港澳地區(qū)首屆大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造大賽中,2005年獲得廣州賽區(qū)3項(xiàng)一等獎(jiǎng),選送到廣西參加中南六省選拔賽獲得2個(gè)一等獎(jiǎng);在2003年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中有2組獲廣東賽區(qū)三等獎(jiǎng)。CAD協(xié)會(huì)的比賽作品有9項(xiàng)獲得了國家專利,是同類院校中的佼佼者,反映出我校在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面已初見成效。
建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室,
形成新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式
對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革,既保留了優(yōu)良的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),又更新了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。這樣,不僅開拓了學(xué)生的知識面,而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識。但常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式已不適應(yīng)要求,尤其是綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開設(shè),往往需要大量的時(shí)間和精力,不像一般的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的規(guī)定完成即可,它需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng),對優(yōu)選出來的創(chuàng)新作品需立項(xiàng)并進(jìn)行制作,以參加更高層次的創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽?,F(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對高年級學(xué)生及有項(xiàng)目參加創(chuàng)新競賽的學(xué)生開放,學(xué)生可以自主選擇時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在教師指導(dǎo)下進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新水平。這種實(shí)驗(yàn)管理模式的意義還在于:(1)實(shí)驗(yàn)室開放不僅對學(xué)生技能訓(xùn)練,而且對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和開拓能力具有重要作用;(2)實(shí)驗(yàn)室開放內(nèi)容貫徹了“因材施教、講求實(shí)效”的原則,根據(jù)不同層次的學(xué)生和要求確定開放內(nèi)容,內(nèi)容包括:設(shè)計(jì)性、綜合性、研究性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn);小發(fā)明、小制作、小論文等課外科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn);(3)較好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生參與教師科研,使學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)落到實(shí)處。加強(qiáng)了對學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)與技能、創(chuàng)造性思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng);(4)提高了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神,通過開展“開放實(shí)驗(yàn)交流答辯會(huì)”等活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組之間的溝通,分享實(shí)驗(yàn)成果和心得體會(huì),培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力;(5)提高了學(xué)生的成就感,學(xué)生參與開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目取得優(yōu)異成果者,可向教務(wù)處申請學(xué)分。學(xué)校每年評選一批在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面成效突出的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為優(yōu)秀項(xiàng)目,對參加者和指導(dǎo)教師實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)。
建立開放性實(shí)驗(yàn)室,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的一種改革,也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向,其思路是鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間參加開放式實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、科研和各類社會(huì)活動(dòng),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,進(jìn)一步加強(qiáng)素質(zhì)教育,提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力,培養(yǎng)創(chuàng)新人才。
面向21世紀(jì)科技進(jìn)步和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要,機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生需要具有創(chuàng)新品質(zhì)和發(fā)展能力,掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識、應(yīng)用能力和基本技能,培養(yǎng)在制造行業(yè)生產(chǎn)一線從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、技術(shù)運(yùn)用與改造、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售的高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才和創(chuàng)新人才。通過創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐,系統(tǒng)地對創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法及培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行積極的探索。幾年的實(shí)踐表明,創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)對創(chuàng)新人才培養(yǎng)起到了非常積極的作用,學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力、適應(yīng)能力得到了較大的提高。
參考文獻(xiàn)
近年來,我校開展以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為手段的促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的改革,通過機(jī)械cad/cam專業(yè)教學(xué)實(shí)踐,創(chuàng)造性地將學(xué)生在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢與創(chuàng)新設(shè)計(jì)相結(jié)合,在落實(shí)素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面,找到一種切實(shí)可行的途徑,培養(yǎng)的學(xué)生具備了較扎實(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。通過創(chuàng)辦cad協(xié)會(huì)及積極開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),創(chuàng)造一種極具吸引力的學(xué)習(xí)氛圍,通過舉辦創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽,為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)提供實(shí)踐的舞臺,極大地促進(jìn)了我校機(jī)械cad/cam專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但現(xiàn)階段的教學(xué)工作欠缺厚實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和實(shí)踐條件,還不足以形成一套系統(tǒng)的運(yùn)行管理機(jī)制,經(jīng)費(fèi)使用方面也欠缺保障,跨部門的組織工作難以協(xié)調(diào),雖然在教學(xué)中已形成創(chuàng)新的風(fēng)氣,但未能上升到教學(xué)模式的層次,受益面有限。
創(chuàng)新型人才是建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵所在,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力已成為當(dāng)前教育教學(xué)改革的重要目標(biāo),尤其是創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)已成為當(dāng)前課程實(shí)施必須思考的問題。我校機(jī)電系在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上,對學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進(jìn)行了積極的探索,以韶關(guān)學(xué)院省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托開展創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐,取得了一定的成效。
整合實(shí)驗(yàn)室資源,
建立創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地
實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才和提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié),實(shí)踐基地建設(shè)則是實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)教學(xué)目標(biāo)的重要保證。以前,學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室按課程的開設(shè)情況進(jìn)行單獨(dú)設(shè)立,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散且有相互重疊之處,學(xué)生為完成實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn),尤其是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例偏大,綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相對偏少,學(xué)生思維方式僵化,教學(xué)效果不理想,不利于學(xué)生接收最新的科學(xué)文化知識和培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)挑戰(zhàn)的能力,不利于提高學(xué)生的綜合能力,更不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的開發(fā)。
通過認(rèn)真的分析和研究,我校將現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行有機(jī)的整合并投入大量的資金,建立了以省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為核心的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地。該實(shí)驗(yàn)室既建立起與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系,同時(shí)又是培養(yǎng)學(xué)生操作技能和創(chuàng)新能力的實(shí)踐基地。它包括現(xiàn)代設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分室、現(xiàn)代制造室、測試與分析室及機(jī)電一體化室,完成了機(jī)械類專業(yè)從設(shè)計(jì)、制造、測試、分析及機(jī)電一體化等相關(guān)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)。建成的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年均可接納學(xué)生、教師2000多人次,可同時(shí)容納教師、學(xué)生100多人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和科研工作。尤其是引進(jìn)了大量的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)設(shè)備,如快速成型機(jī)、加工中心、ansys分析軟件和測試儀器、特種加工設(shè)備和常用cad/cam應(yīng)用軟件,以適應(yīng)不同年級及不同層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,我們更新實(shí)驗(yàn)課程,壓縮演示性實(shí)驗(yàn),增加動(dòng)手操作性實(shí)驗(yàn),將演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變;打破單一課程的局限,把設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合,開設(shè)cad/cam一體化數(shù)控編程和數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)”。
省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建成提供了良好的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地,也為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供了良好的實(shí)踐基地。通過技能培訓(xùn)和科技創(chuàng)新培訓(xùn),圍繞先進(jìn)實(shí)用設(shè)計(jì)制造技術(shù)開設(shè)各類工程實(shí)用技能培訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的工程應(yīng)用能力;通過設(shè)立學(xué)生科技創(chuàng)新協(xié)會(huì)并組織參加校內(nèi)外的各項(xiàng)課外科技活動(dòng)和競賽,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
建立一支新型的教師隊(duì)伍
高校能否為國家培養(yǎng)出合格人才,關(guān)鍵在于教師,在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中,更需要有一支高水平的教學(xué)與科研相結(jié)合的師資隊(duì)伍,還要有一支結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”教師隊(duì)伍。如果一名高校教師只能單純地從事教學(xué),不能開展科研活動(dòng),不僅本身的學(xué)術(shù)水平難以提高,在教學(xué)上也會(huì)因?yàn)橹R狹窄而影響教學(xué)水平的提高。
近年來,我校機(jī)電系教師積極參加各項(xiàng)科研活動(dòng),組織各類科技學(xué)術(shù)講座,增強(qiáng)學(xué)生參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)的意識,有效促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高,并且開辟了第二課堂,開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),吸收學(xué)生參加教師的科研工作,建立大學(xué)生科研工作基地,真正起到培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的作用。
加強(qiáng)“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)是提高大學(xué)生動(dòng)手能力的關(guān)鍵所在。一方面積極引進(jìn)人才,另一方面根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),要求現(xiàn)有的專業(yè)教師積極參加產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)活動(dòng),提高自身的實(shí)踐能力,鼓勵(lì)教師到廠礦企業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練,提高工程技術(shù)應(yīng)用能力。通過幾年的努力,我校機(jī)電系已有4名“雙師型”教師,優(yōu)化了教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu),為學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了可靠的保障。
進(jìn)行創(chuàng)新技能培訓(xùn)
教育模式應(yīng)適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代變化的步伐,過去長期實(shí)行的專才教育模式培養(yǎng)出來的畢業(yè)生越來越不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要。同時(shí),社會(huì)對畢業(yè)生的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了變化,越來越歡迎知識面寬、創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)能力廣的復(fù)合型人才,其中創(chuàng)新能力強(qiáng)是復(fù)合型人才的關(guān)鍵,它需要具有多面性的知識體系和扎實(shí)的基礎(chǔ)知識。為此,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)本著“加強(qiáng)基礎(chǔ),拓寬專業(yè),重視實(shí)踐,培養(yǎng)創(chuàng)新”的思路,有針對性地對學(xué)生進(jìn)行“對口”人才培養(yǎng),增加了校內(nèi)公選課和選修課的比例,為學(xué)生個(gè)性發(fā)展提供了更多的時(shí)間和空間。定期開設(shè)創(chuàng)新技能知識講座,積極開展第二課堂活動(dòng),先后成立了“cad協(xié)會(huì)”和“電子協(xié)會(huì)”,定期不定期地舉行各項(xiàng)交流活動(dòng)。同時(shí),舉辦各種職業(yè)技能培訓(xùn)班,對成績合格者頒發(fā)相應(yīng)的職業(yè)資格證書。這些形式多樣的創(chuàng)新型技能培訓(xùn),大大提高了大學(xué)生的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力。
以競賽為中心,
加強(qiáng)創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng)
學(xué)校成立了cad協(xié)會(huì)并積極開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),創(chuàng)造一種極具吸引力的學(xué)習(xí)氛圍,通過舉辦創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽,為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)提供實(shí)踐的舞臺。將培養(yǎng)手段與培養(yǎng)目標(biāo)緊密結(jié)合,極大地促進(jìn)了機(jī)械cad/cam專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),使學(xué)生的創(chuàng)新能力水平得到了很大的提高。通過cad協(xié)會(huì)和電子協(xié)會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生科技創(chuàng)新,經(jīng)常性地舉辦校內(nèi)創(chuàng)新競賽,讓更多的學(xué)生積極參加創(chuàng)新活動(dòng),增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,開闊學(xué)生的知識視野,并定期組織學(xué)生參加廣東省和全國的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。經(jīng)過幾年的不斷努力,我校取得了驕人的成績。在廣東省和全國的多次創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中,我校獲得省級一等獎(jiǎng)4項(xiàng);在廣東省第七屆“挑戰(zhàn)杯”課外科技競賽中獲自然科學(xué)類二等獎(jiǎng)1項(xiàng);廣東省“高校杯”軟件設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)3項(xiàng);廣東省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽獲獎(jiǎng)12項(xiàng);在中南地區(qū)港澳地區(qū)首屆大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造大賽中,2005年獲得廣州賽區(qū)3項(xiàng)一等獎(jiǎng),選送到廣西參加中南六省選拔賽獲得2個(gè)一等獎(jiǎng);在2003年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中有2組獲廣東賽區(qū)三等獎(jiǎng)。cad協(xié)會(huì)的比賽作品有9項(xiàng)獲得了國家專利,是同類院校中的佼佼者,反映出我校在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面已初見成效。
建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室,
形成新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式
對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革,既保留了優(yōu)良的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),又更新了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。這樣,不僅開拓了學(xué)生的知識面,而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識。但常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式已不適應(yīng)要求,尤其是綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開設(shè),往往需要大量的時(shí)間和精力,不像一般的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的規(guī)定完成即可,它需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng),對優(yōu)選出來的創(chuàng)新作品需立項(xiàng)并進(jìn)行制作,以參加更高層次的創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽?,F(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對高年級學(xué)生及有項(xiàng)目參加創(chuàng)新競賽的學(xué)生開放,學(xué)生可以自主選擇時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,在教師指導(dǎo)下進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新水平。這種實(shí)驗(yàn)管理模式的意義還在于:(1)實(shí)驗(yàn)室開放不僅對學(xué)生技能訓(xùn)練,而且對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和開拓能力具有重要作用;(2)實(shí)驗(yàn)室開放內(nèi)容貫徹了“因材施教、講求實(shí)效”的原則,根據(jù)不同層次的學(xué)生和要求確定開放內(nèi)容,內(nèi)容包括:設(shè)計(jì)性、綜合性、研究性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn);小發(fā)明、小制作、小論文等課外科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn);(3)較好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生參與教師科研,使學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)落到實(shí)處。加強(qiáng)了對學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)與技能、創(chuàng)造性思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng);(4)提高了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神,通過開展“開放實(shí)驗(yàn)交流答辯會(huì)”等活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組之間的溝通,分享實(shí)驗(yàn)成果和心得體會(huì),培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力;(5)提高了學(xué)生的成就感,學(xué)生參與開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目取得優(yōu)異成果者,可向教務(wù)處申請學(xué)分。學(xué)校每年評選一批在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面成效突出的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為優(yōu)秀項(xiàng)目,對參加者和指導(dǎo)教師實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)。
建立開放性實(shí)驗(yàn)室,是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的一種改革,也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向,其思路是鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間參加開放式實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、科研和各類社會(huì)活動(dòng),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,進(jìn)一步加強(qiáng)素質(zhì)教育,提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力,培養(yǎng)創(chuàng)新人才。
面向21世紀(jì)科技進(jìn)步和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要,機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生需要具有創(chuàng)新品質(zhì)和發(fā)展能力,掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識、應(yīng)用能力和基本技能,培養(yǎng)在制造行業(yè)生產(chǎn)一線從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、技術(shù)運(yùn)用與改造、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售的高級應(yīng)用型工程技術(shù)人才和創(chuàng)新人才。通過創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐,系統(tǒng)地對創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法及培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行積極的探索。幾年的實(shí)踐表明,創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)對創(chuàng)新人才培養(yǎng)起到了非常積極的作用,學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力、適應(yīng)能力得到了較大的提高。
參考文獻(xiàn):