機械創新設計能力培養初探

孫華

摘要：隨著社會的發展，國家對機械創新的需求越來越緊迫，對機械類學生在傳授機械設計知識以外，應加強創新設計教育。本文分析了機械創新的定義與相關內容后探討機械創新設計教育的思路，同時提出了相應的教學改進。

關鍵詞：機械設計；創新；能力培養

一、 引言

當今科技經濟競爭已成為當今世界的各國之間的主要競爭。科技創新是我國經濟發展的動力，對科技和經濟的進步具有極為重要的影響。其中機械創新對于制造業來說是能否開發新產品，縮短產品更新周期的核心部分。只有不斷開發出新的技術與產品才可以使我國的制造業處于良好的發展勢頭。所以機械創新是一個國家經濟發展的重要組成部分，同時也是國際市場競爭中搶占科技和產品制高點的關鍵。在提倡建設創新型國家的形勢下，如何正確認識并積極探索適應機械類學生的創新設計教育，對于培養具有創新意識、創新激情、創新思維及創新能力的機械設計人員，具有重要的現實意義。

二、 創新機械設計

機械創新設計就是讓設計者在掌握傳統的設計相關理論與原理的前提下，發揮設計者的創新能力，設計出獨特性、新穎性、具有一定實用性的機械設計的實踐活動。設計過程中具有如下特點：

1. 機械創新設計具有一定的學科交叉性，例如對力學、電學、機械學、甚至美學知識的運用設計出與眾不同的設計。

2. 應用先進的數學工具代替傳統的設計經驗與思路設計出更優的設計。

3. 創新設計是一個反復比較與修改的設計。所以機械創新教育是通過新的教育方式培養學生在機械設計方面盡量合理的涉及力學、電學、機械學、美學以及相應的數學知識。通過對這些學科從概念到詳細設計反復論證和嚴謹的科技設計計算而得到最終的設計結果。現今TRIZ設計、公理化設計等創新設計力圖的提出為創新設計通過了一定的理論基礎。同時CATIA、UG等相應的三維軟件的發展、虛擬樣機仿真技術的進一步成熟為機械創新設計通過了方便的驗證工具，使機械產品的創新設計周期大大縮短。因此，對學生進行創新機械設計教育，培養學生的創新思維，創新意識以及創新能力是極其必要的。

三、 機械創新設計教育的探索與實驗

當今我國高等教育方面與西方發達國家比較，在創新設計教育等方面還存在很大的差距。工科類學生在工程實踐與實驗方面遠落后于發達國家。多年的應試教育導致我們的高等教育仍然還是以理論教學為主。學生可以獲得較好的考試成績，但是在實際工作中的能力相對于成績就大打折扣。更不要說像西方發達國家學生具有較強的創新能力和動手能力。如何改變這一現象已經成為我國高校面臨的一個問題。國內高校也開始探索相應的解決辦法，開始逐步摸索、開展相應的改革。首先我們應該在師資隊伍建設上加強，這才是創新設計能力培養的根本。開展機械創新設計教育，需要高水平的師資作保證，由于機械創新設計涉及機械電子、計算機技術、光學等眾多領域的科學知識，因此，教師除了在認識上對創新設計教育給予足夠的重視外，還要求不斷學習掌握廣博扎實的專業知識，同時，還要深入科研第一線，在實踐中積累創新設計知識資源，進而為學生創新設計能力的培養奠定堅實基礎。其次傳統的課程體系是以知識傳授為特征的基礎課、專業基礎課及專業課的三層樓模式，而創新的課程體系以能力結構為特征，以創新能力培養為主線的課程模式能力結構可分為：專業基本能力；表征專業屬性的能力；對機械產品的結構設計能力、計算機輔助設計軟件的應用能力等專業拓展能力；在專業基本能力的基礎上，拓展專業口徑，提升專業業務水平的相關能力，如機械產品機電控制系統的設計能力等就業適應能力，逐步加強實驗教學的比重。

四、 創新機械設計教育改進的一些建議

第一，高校應該盡量注重對實驗室教師的培養與待遇的提高，提高教師的積極性。同時盡快建立配套的適應教學改革的實驗室。實驗室的建設與布置應以培養符合實際需要的機械類應用型人才為標準，并且在學校加大實驗室建設費用的同時，可以通過為該行業企業提供一定服務的方式取得企業的支持，從而獲得一定的資金以及寶貴的實際經驗資源幫助。逐漸減少對論文的考核，增加對實踐工程項目的考核。第二，改善實驗內容和實驗手段。內容陳舊，手段落后的實驗內容應該放棄，應多增加結合實際，與現實情況相符合的滿足設計性、綜合性以及創造性的實驗。摒棄由教師進行動手操作，學生負責觀察記錄的教學方式，采用以學生自己思考，自己動手，教師輔助的啟發式教學，使學生在學習過程中真正掌握工作能力。進一步地提高相應的實驗課程學時。第三，在注重學生的主體作用時，也應重視教師在教學中的引導作用。建立相應的創業教師團隊，學校給以相應的支持。通過各種全國各種大賽達到開闊眼界，讓教師與學生同時都得到提高。教師也要加強理論學習，只有教師的理論實踐知識，操作水平得到提高，才能更好地引導學生去學習，去創新，最終培養出符合現實國際大環境下要求的應用型綜合人才。

五、 總結

隨著機械新產品開發與激勵的市場競爭，對高等教育機械類專業的教學內容和教學方法提出了新的要求，即機械創新設計教育機械創新設計能力的培養，是一項綜合復雜的系統工程，必須依靠改革教學內容教學手段。最終提高我國高等教育中創新教育的短板。

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