學生機械創新設計能力培養方法研究

摘 要： 本文對機械創新設計能力培養方法的現狀進行了分析，闡述了提高機械創新設計能力的途徑。從教師、學生兩個方面，總結出一套符合實際的學生機械創新設計能力培養方法，提出雙結合培養理論。

關鍵詞： 機械類本科教育 機械創新設計 能力培養

引言

機械工業是一個國家制造業發展的重要領域，機械類工程設計人員的設計能力對國家制造業的發展起到了關鍵作用。我國機械工業工程師的受教育層次和規模數量都已達到了很高的層次，但對機械工程設計人員創新能力的培養，還處于摸索階段。因此，探索一套現實可行的學生機械創新設計能力培養方法，是形成工程創新能力的重要基礎[1][2][3]。

根據我國普通高等學校機械類本科教育的現狀和特點，總結出我國目前學生機械創新設計能力培養方法存在的不足，制定一套符合我國高等教育實際情況的學生機械創新設計能力培養方法，在普通機械類本科教育教學活動中具有非常重要的意義[4][5]。

1.學生機械創新設計能力方面的主要問題

1.1創新設計理論教學深度嚴重不足

目前，大學生的機械創新設計理論教學主要依靠課堂教學完成，由于機械創新能力的培養需要堅實而豐富的理論基礎，因此，與機械創新設計理論相關課程的課堂教學活動就顯得尤為重要。機械創新設計相關的課程主要包括：《機械創新設計》、《機械原理》、《機械設計》、《機械工程三維設計》等。這些課程目前的計劃學時較少，因此，學生在課堂教學中只能學到最簡單的基礎知識，而深層次的理論知識卻沒有掌握，使得學生在進行機械創新設計實踐活動時缺乏足夠的理論支撐。

1.2創新設計實踐教學平臺和實踐環境建設不足

學生進行機械創新設計活動的最終成果是創新設計作品，而這些作品的制作需要學生通過大量的設計、制造、裝配、調試、修改活動才能完成。作品的制造、裝配、調試需要相應的實驗設備、加工設備、調試環境作為支撐，否則，無論多么完美的設計，都無法轉化為實際的創新設計作品。

而目前國內普通高等本科院校機械類專業的創新類實驗教學平臺普遍不足，很多構思類機械創新實驗無法開展。

1.3創新設計軟件培養不足

學生的機械創新設計作品需要通過計算機三維設計軟件完成設計、理論分析、強度校核、完善修改后，才進入實際生產制造階段。在作品的整個設計、制造、調試、修改過程中，三維設計軟件起到了關鍵作用，因此需要強化對學生的計算機三維設計方法培訓，讓學生能夠熟練掌握現代計算機設計軟件的使用，從而高水平地完成設計作品。

1.4缺乏企業工程實例教學過程

機械工程方面的創新能力培養，必須緊密結合企業實際的工程項目設計、制造、裝配、試驗等過程。如果沒有相應的工程實例教學，學生就無法把所學到的理論知識和工程實際相結合，就不會對理論知識有更直觀、深層次的理解。

1.5創新設計能力培養沒有與畢業設計、就業相結合

培養學生機械創新設計能力的最終目標是使其在工作以后能夠更好地完成相關的工程設計工作，只有把創新能力培養和畢業設計、學生就業相結合，才能最大限度地發揮學校教育的作用，使學生更快、更好地適應今后的工作環境。

2.創新能力培養經驗的學習途徑

2.1學習其他高校的主要經驗

目前的大學生機械創新設計類比賽主要有全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生3D設計大賽、全國大學生機器人大賽等，另外，還有與之對應的省級比賽?？梢栽趨⒓痈黝惐荣惖倪^程中，通過交流溝通、學術論壇等活動，學習其他高校在培養學生機械創新設計能力方面的先進經驗，從而完善我校的培養方法。

2.2通過參訪國家重點實驗室、國家工程中心等機構學習培養經驗

在機械工程領域有很多國際知名的國家重點實驗室、國家工程中心，通過對這些國家級科技創新機構進行學習訪問，了解他們在培養人才機械創新設計能力方面的方法和手段，從而完善我校在這方面的培養方法。

2.3通過教師在職培訓引進經驗

教師攻讀博士研究生、已有博士學位的教師進入博士后工作站、流動站學習深造，可以大大開闊我校教師的視野，提高教師的科研水平。同時，也可以引入國內外先進的科研方向和創新能力培養方法、體制，從而完善我院的學生創新設計能力培養方法。

2.4分析企業在機械創新設計能力方面的經驗

可以通過走訪周邊知名企業調研其在培養員工創新設計能力方面的主要經驗；通過學生就業洽談等機會了解企業對學生創新設計能力的要求；通過畢業生回訪了解已經畢業的學生對母校培養方法的意見。

2.5基于各種學生創新設計類大賽學習經驗

在指導方法上把各種學生創新設計大賽和理論教學、實踐教學相結合；學生培養過程中強調用理論指導工程設計實例，用工程設計實例牽引學生理論學習；在創新方法上強調靈活運用各類工程設計軟件。

3.建立學生機械創新設計能力培養體系

3.1總體培養體系分析

可以從學校層面對學生機械創新設計進行制度建設，建立一整套符合本校實際情況的培養制度，主要包括：教師輔導、激勵制度；學生組織、激勵制度。

3.2教師輔導、激勵制度的建立

學生獲取知識主要來源是教師，教師在學生機械創新設計能力培養的各個環節中起到了非常重要的作用，只有教師對學生創新設計能力的培養實現制度化和規范化，才能穩定持續地實施學生的創新能力培養。教師輔導制度的建立，需要在培養方案制訂、教師大綱修改、授課計劃實施等方面入手。首先，只有培養方案中包含了與學生創新設計相關的內容，才能使教師有的放矢，帶著目標進行輔導工作；其次，在教學大綱的修改方面，要做到與時俱進，及時更新相關領域的最新成果，從而為學生奠定最新的創新設計思維基礎；最后，授課計劃的實施也起到關鍵作用，教師只有靈活掌握授課計劃的實施過程，才能根據學生的學習、創新、設計過程進行跟蹤教學，從而實現因材施教。教師激勵制度的建立，需要從經濟獎勵、科研獎勵等方面入手，首先，要對教師輔導成果進行考評，根據考評對教師進行合理經濟獎勵，從而激發教師參與學生機械創新設計能力培養的動力；其次，可以對參與輔導學生的教師進行科研方面的獎勵，給予一定的優惠政策。

3.3學生組織、激勵制度的建立

學生是機械創新設計活動的主題，因此，學生在機械創新設計能力培養的各個環節中發揮主體作用，只有把學生創新設計活動及其相關規則實現制度化和規范化，才能穩定持續地實施學生創新能力的培養。學生組織制度的建立，需要從學生動員、學生啟發、學生分組實現設計等方面入手。首先，在對學生進行創新設計能力培養之前，需要充分對學生進行思想動員，讓學生了解機械創新設計的興趣所在，從而自發地參與其中；其次，在學生產生興趣后，需要通過創新方面的教學，對學生進行思維啟發，從而激發學生的潛在創造力；最后，讓學生自由組隊，按照課題小組長負責制的原則，使學生能夠通過團隊協作的方法完成自己的創新設計作品。學生激勵制度的建立，需要在經濟獎勵、榮譽獎勵方面入手，首先，要對學生機械創新設計成果進行考評，根據考評對學生進行合理經濟獎勵，從而激發學生參與機械創新設計能力培養的動力；其次，可以對參與的學生進行榮譽方面的獎勵，讓學生感到從事機械創新設計活動的光榮性，給予一定的優惠政策。

4.創新能力培養“雙結合”理念

把“雙結合理念”，即創新理論與創新設計實例相結合；學生創新實踐與創新工具、手段相結合作為理論知識和教學目標之間的“橋梁”，通過“雙結合理念”把理論知識轉化為實際創新能力，按照產生興趣→初步了解→理解概念→深入思考→靈活運用的順序建立培養方法，從而激發學生學習欲望。在此基礎上建立起一套符合實際情況的學生機械創新能力培養體制。

5.結語

通過學生機械創新設計能力培養體系的建立，建立能夠同時培養學生“創新意識”和“創新設計能力”的培養方法、相關制度，完善學生創新能力培養的相關制度，提高普通高等教育的學生機械創新設計能力培養水平。

參考文獻：

[1]周海，王黛萍.應用型本科人才的機械創新設計能力培養探索[J].機械設計與制造，2010（10）：174-175.

[2]李儉，唐茂.以創新能力培養為導向的機械類專業實踐課程改革研究[J].教育教學與研究，2012（11）：87-89.

[3]許忠美.現代機械設計方法研究[J].考試周刊，2011（67）：154-155.

[4]郭童軍，陳功備.獨立學院機械類專業教學改革探索[J].考試周刊，2012（91）：8-9.

[5]陳江進.從輔導機械創新設計大賽看高職學生創新能力培養[J].考試周刊，2012（49）：13-17.

課題來源：河北科技師范學院教學研究項目：學生機械創新設計能力培養方法研究。