專利驅(qū)動下機械類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探討

丁仕燕 黃志榮 劉祖朋

摘要：在深入分析高質(zhì)量機械類創(chuàng)新型人才的社會需求基礎(chǔ)上，探討了專利文獻在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用，應(yīng)用專利案例闡述了如何把在專利文獻融入機械專業(yè)學生主干專業(yè)課的教學。

關(guān)鍵詞：專利;創(chuàng)新型;人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）05-0117-02

一、引言

中國計劃于2020年建成創(chuàng)新型國家。所謂創(chuàng)新型國家是指以技術(shù)創(chuàng)新為經(jīng)濟社會發(fā)展核心驅(qū)動力的國家，主要表現(xiàn)為：整個社會對創(chuàng)新活動的投入較高，重要產(chǎn)業(yè)的國際技術(shù)競爭力較強，投入產(chǎn)出的績效較高，科技進步和技術(shù)創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家的財富增長中起重要作用。

創(chuàng)新型國家的建設(shè)需要創(chuàng)新型人才，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是實現(xiàn)創(chuàng)新型國家建設(shè)的前提。我國目前實行的是應(yīng)試教育，本質(zhì)上是“記憶教育”，以書本內(nèi)容掌握程度、考試分數(shù)的高低來評價學生的優(yōu)劣，與實際應(yīng)用脫節(jié)，導致培養(yǎng)出來的學生多為高分低能、解決實際問題的能力差、缺乏創(chuàng)新精神。這種應(yīng)試教育模式顯然不能滿足創(chuàng)新型國家建設(shè)對創(chuàng)新型人才的需求。對創(chuàng)新型人才的要求是：活學活用、具有創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力、具有獨立思考和獨立解決問題的綜合能力、能獨立應(yīng)付和解決許多新問題。

目前，中國每年都有一定數(shù)量高校畢業(yè)生無法就業(yè)，其主要原因是這部分學生適應(yīng)社會和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力不強，用人單位更需要創(chuàng)新型、實用型、復合型人才。因此，迫切需要改變應(yīng)試教學模式、更新教學內(nèi)容。為此，中共中央國務(wù)院印發(fā)的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確提出，要深化教學改革、創(chuàng)新教學方法、探索多種培養(yǎng)方式，形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面。

專利是一種特殊的科技文獻，記載了創(chuàng)新型的成果。大部分專利來源于企業(yè)，與企業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的實際問題緊密聯(lián)系，是對現(xiàn)有書本知識的繼承、發(fā)展和靈活應(yīng)用。因此，在課堂教學上引入專利內(nèi)容，解釋教材中的內(nèi)容在生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，不僅能使學生更好地掌握教材內(nèi)容，而且可有效提高大學生群體的科學素養(yǎng)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

制造業(yè)尤其是機械裝備制造業(yè)的水平直接體現(xiàn)了一個國家的生產(chǎn)力水平，制造業(yè)在世界發(fā)達國家的國民經(jīng)濟中占有重要份額。發(fā)達國家如美國、德國、英國、日本的機械制造業(yè)都是世界一流水平。機械制造業(yè)的高水平依賴于高素質(zhì)機械類人才，筆者以自己申請的發(fā)明專利——數(shù)控滾齒機快換式滾刀主軸（專利號ZL201310040805.4）為例（以下簡稱該專利），介紹該專利發(fā)明思路，激發(fā)機械類學生對教材內(nèi)容的興趣，讓學生明白掌握扎實的基礎(chǔ)知識的重要性，增強機械類學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

二、該專利申請產(chǎn)生背景

普通滾齒機的滾刀安裝在扭矩輸入軸上，如果使用內(nèi)徑不同的滾刀，必須更換扭矩輸入軸。因扭矩輸入軸上需要安裝傳動、支撐、密封等零件，所以扭矩輸入軸結(jié)構(gòu)復雜、更換扭矩輸入軸工作量大，且扭矩輸入軸加工成本高。因此，這種滾刀安裝方式不適合多品種、單件齒輪加工。

三、該專利內(nèi)容介紹

數(shù)控滾齒機快換式滾刀主軸結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括扭矩輸入軸部件、滾刀安裝軸部件、輔助支撐部件。扭矩輸入軸部件的結(jié)構(gòu)是：齒輪1一側(cè)設(shè)有鎖緊螺帽2，另一側(cè)設(shè)置隔套4，扭矩輸入軸11上設(shè)置一對角接觸球軸承7和12，角接觸球軸承之間裝有軸承大調(diào)整套9和軸承小調(diào)整套10，密封圈6設(shè)置于角接觸球軸承7的左方、與隔套4之間留有一定間隙。密封圈14設(shè)于角接觸球軸承12的右方，軸承蓋5和軸承蓋13分別設(shè)于密封圈6和密封圈14的外側(cè)，角接觸球軸承7、12安裝在輸入軸軸承座8內(nèi)。

滾刀安裝軸部件的結(jié)構(gòu)是：滾動安裝軸17通過彈性夾頭15及壓帽16與扭矩輸入軸11連接在一起，螺帽19把滾刀18壓緊在滾刀安裝軸17中部軸肩上。

輔助支撐部件的結(jié)構(gòu)是：輔助支撐軸29通過彈性夾頭21及壓帽20與滾刀安裝軸17連接在一起，軸用彈性擋圈30把深溝球軸承25和28的內(nèi)圈沿軸向固定在輔助支撐軸29上，深溝球軸承之間設(shè)置軸承調(diào)整套27，深溝球軸承25和28安裝在輔助支撐軸軸承座26，孔用彈性擋圈24把密封圈23固定在軸承蓋22的孔內(nèi)，孔用彈性擋圈31把密封圈33固定在軸承蓋32的孔內(nèi)，輔助支撐軸29上設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器安裝支架34，編碼器36通過自帶的彈簧板35固定在安裝支架34上，輔助支撐軸29通過鍵37帶動旋轉(zhuǎn)編碼器36旋轉(zhuǎn)。

四、該專利與機械課程關(guān)系

由上述專利內(nèi)容介紹可知，該軸設(shè)計是《機械設(shè)計》、《數(shù)控技術(shù)》等課程內(nèi)容的體現(xiàn)，用到典型的機械傳動如齒輪傳動、鍵傳遞扭矩、軸承安裝定位等。滾刀安裝軸17僅需考慮滾刀18安裝，滾刀安裝軸17上無軸承、無扭矩傳遞零件，因此結(jié)構(gòu)簡單、加工方便。

滾刀安裝軸17的兩端是光軸，被分別夾持在兩個彈性夾頭15、21內(nèi)。因此滾刀18及滾刀安裝軸17更換方便。輔助支撐軸29在轉(zhuǎn)矩方面僅承受軸承及密封圈產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩且很小，因此輔助支撐軸29扭轉(zhuǎn)變形很小。旋轉(zhuǎn)編碼器36安裝在輔助支撐軸上，輔助支撐軸與滾刀安裝軸17同軸旋轉(zhuǎn)，因此可準確檢測滾刀安裝軸（滾刀）旋轉(zhuǎn)角度。

由上述分析可知，該專利設(shè)計本質(zhì)上是使用了《機械設(shè)計》、《數(shù)控技術(shù)》等課程中的基礎(chǔ)知識，體現(xiàn)了該專利設(shè)計來自基礎(chǔ)知識，但不拘泥于現(xiàn)有基礎(chǔ)知識，是對現(xiàn)有基礎(chǔ)知識的靈活應(yīng)用。

五、結(jié)束語

機械類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是一個復雜的系統(tǒng)工程，必須從機械類各門課程基礎(chǔ)知識抓起。掌握扎實的基礎(chǔ)知識，是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。專利文獻，是對現(xiàn)有知識的繼承和創(chuàng)新，通過把專利內(nèi)容引入課堂教學，可了解機械類課程基礎(chǔ)知識如何在企業(yè)應(yīng)用，消除學生對基礎(chǔ)知識的枯燥感，激發(fā)對學習書本內(nèi)容的興趣。通過課堂闡述專利與書本內(nèi)容的關(guān)系，可培養(yǎng)學生發(fā)散思維、創(chuàng)新性思維，學生成長為創(chuàng)新型人才打下基礎(chǔ)。

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