基于实践训练的高职学生机械设计创新能力培养*

陈长生（浙江机电职业技术学院 浙江 杭州 310053）

基于实践训练的高职学生机械设计创新能力培养*

陈长生
（浙江机电职业技术学院 浙江 杭州 310053）

针对机械创新设计的能力特点，提出了基于实践训练培养创新能力的方法。围绕大学生机械设计竞赛训练项目，给出了理论方案设计、机械结构设计、实物样机制作三个阶段培养创新能力的训练方案及每个阶段的学习情境设计。最后总结了训练实施的效果。

实践训练;高职学生；机械创新能力

创新能力培养是高等职业教育的一项重要任务。对于机械类专业学生来说，更应该把创新设计、创新实践能力培养摆在重要的位置，因为机械产品从设计、制造到走向市场，处处体现着创新的关键性作用。高等职业院校的创新教育不能照搬普通高校的做法，要避免过多过深的理论学习，通过实践训练来开展活动。虽然理论学习可以帮助学生了解更多的创新知识和技法，但通过创新实践，让学生完成具体的创新作品，会更加有助于创新能力的形成。因为机械创新是一项与工程实际紧密相关的活动，基于实践训练可以使学生认清创新活动的具体内容，更加深入地参与到创新活动中来。

基于实践训练培养机械创新能力

近些年，各级各类技能竞赛在高校得到了广泛的开展。让学生根据竞赛命题要求开展调研，发挥想象和创造，拟定设计方案，完成设计图纸，开展样机制作等一系列的实践活动，可以包含创新能力培养的全部训练环节。结合浙江省大学生机械设计竞赛训练，我院设置了理论方案设计、机械结构设计、实物样机制作等三个阶段来开展机械创新设计能力的培养，既体现了创新设计活动的基本过程，也符合机械学 “原理—结构—样机”由浅入深的认识规律。下面以2009年浙江省大学生机械设计竞赛题目——“凌空采果”机器人的设计为例进行说明。竞赛主要内容包括设计并制作机器人，在图1所示的模拟采果作业场地完成动作：（1）从1区到达2区；（2）“采摘果实”；（3）携带“果实”从2区到达3区；（4）将“果实”放入收集框。

图1 采果作业场地示意图

围绕赛题要求，所设计的创新能力训练三个阶段包括：

理论方案设计 本阶段的训练任务是完成符合目标要求的原理方案设计及确定主要参数，学习目标及内容如表1所示。理论方案设计是在明确主题要求的基础上，通过功能要求分析、功能模块及机构构思、原理方案及主参数确定等环节，培养学生根据实际需求运用与创新的能力。该阶段主要让学生对所学机构的运动变换、工作特性进行比较，针对具体的工作要求通过选择和组合，提供实现预期动作的机构方案。教师的指导以启发鼓励为主，让学生充分发挥想象，提出新颖独特的方案。

表1 理论方案设计内容表

机械结构设计 本阶段的训练任务是根据原理方案及主要相关参数完成机械结构设计及虚拟三维装配造型，其学习目标、内容如表2所示。通过机械结构构思、结构图绘制、软件三维造型等环节，培养学生机械结构的运用与创新能力。机械结构既要体现零件的功能要求，同时也与加工技术相关。教师指导时，应注意让学生理解零件的加工过程，确保零件结构具有良好的工艺性。

实物样机制作 本阶段的训练任务是根据机械结构设计及零件草图，完成实物样机的制作、调试，其学习目标、内容如表3所示。通过学生的动手实践，深刻认识所完成的作品结构是否合理，功能是否达到了预期目标。本阶段通过零件制作、市场采购、竞赛参与等活动，培养学生团结合作、设计实施和总结改进的能力。由于工作场地分散，制作周期较长，教师要特别加强安全教育，严防安全事故的发生。

表2 机械结构设计内容表

表3 实物样机制作内容表

教学效果

基于实践训练培养高职学生机械创新能力，由于内容具体，操作性强，体现了“做中学，做中教”的技术教育特点要求，取得了较好的效果。自2004年浙江省开展大学生机械设计竞赛活动以来，通过结合竞赛的实践训练，我院数百名学生的机械创新设计能力得到了切实提高，创新精神和实践意识得到了有效培养。在已举办七届的浙江省大学生机械设计竞赛中连续取得高职高专组的最佳成绩；在第三届及第四届全国大学生机械创新设计大赛上，作品连续获得一等奖，位于全国高职院校的前列；学院《机械创新设计》和《机械基础综合实训》课程被列为浙江省精品课程，《机械创新设计实训教程》被列为浙江省重点建设教材。

[1]王小玲.关于高职院校因材施教与创新型人才培养[J].职业教育研究，2010，（4）：23-24.

[2]钱银中.高职学生开展课外实践创新活动的实践与反思[J].职业教育研究，2010，（1）：113-114.

[3]陈长生.高职机械专业基础技能训练的模式与实践[J].装备制造技术，2009，（1）：135-138.

[4]姜大源.职业教育：情景与情境辨[J].中国职业技术教育，2008，（25）：1，8.

[5]胡成武，等.构建大学生机械创新设计能力培养的教学体系[J].湖南工业大学学报，2008，（2）：101-103.

内容充实的生命就是长久的生命。我们要以行为而不是以时间来衡量生命。

——小塞涅卡

G718

A

1672-5727（2011）10-0117-02

陈长生（1956—），男，浙江杭州人，浙江机电职业技术学院副教授，研究方向为机械设计及机械CAD应用及教学。