专利驱动下机械类创新型人才培养模式探讨

丁仕燕 黄志荣 刘祖朋

摘要：在深入分析高质量机械类创新型人才的社会需求基础上，探讨了专利文献在创新型人才培养中的作用，应用专利案例阐述了如何把在专利文献融入机械专业学生主干专业课的教学。

关键词：专利;创新型;人才培养

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）05-0117-02

一、引言

中国计划于2020年建成创新型国家。所谓创新型国家是指以技术创新为经济社会发展核心驱动力的国家，主要表现为：整个社会对创新活动的投入较高，重要产业的国际技术竞争力较强，投入产出的绩效较高，科技进步和技术创新在产业发展和国家的财富增长中起重要作用。

创新型国家的建设需要创新型人才，创新型人才的培养是实现创新型国家建设的前提。我国目前实行的是应试教育，本质上是“记忆教育”，以书本内容掌握程度、考试分数的高低来评价学生的优劣，与实际应用脱节，导致培养出来的学生多为高分低能、解决实际问题的能力差、缺乏创新精神。这种应试教育模式显然不能满足创新型国家建设对创新型人才的需求。对创新型人才的要求是：活学活用、具有创新意识及创新能力、具有独立思考和独立解决问题的综合能力、能独立应付和解决许多新问题。

目前，中国每年都有一定数量高校毕业生无法就业，其主要原因是这部分学生适应社会和就业创业能力不强，用人单位更需要创新型、实用型、复合型人才。因此，迫切需要改变应试教学模式、更新教学内容。为此，中共中央国务院印发的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中明确提出，要深化教学改革、创新教学方法、探索多种培养方式，形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。

专利是一种特殊的科技文献，记载了创新型的成果。大部分专利来源于企业，与企业生产过程中遇到的实际问题紧密联系，是对现有书本知识的继承、发展和灵活应用。因此，在课堂教学上引入专利内容，解释教材中的内容在生产中的实际应用，不仅能使学生更好地掌握教材内容，而且可有效提高大学生群体的科学素养、培养创新意识。

制造业尤其是机械装备制造业的水平直接体现了一个国家的生产力水平，制造业在世界发达国家的国民经济中占有重要份额。发达国家如美国、德国、英国、日本的机械制造业都是世界一流水平。机械制造业的高水平依赖于高素质机械类人才，笔者以自己申请的发明专利——数控滚齿机快换式滚刀主轴（专利号ZL201310040805.4）为例（以下简称该专利），介绍该专利发明思路，激发机械类学生对教材内容的兴趣，让学生明白掌握扎实的基础知识的重要性，增强机械类学生的创新意识和创新能力。

二、该专利申请产生背景

普通滚齿机的滚刀安装在扭矩输入轴上，如果使用内径不同的滚刀，必须更换扭矩输入轴。因扭矩输入轴上需要安装传动、支撑、密封等零件，所以扭矩输入轴结构复杂、更换扭矩输入轴工作量大，且扭矩输入轴加工成本高。因此，这种滚刀安装方式不适合多品种、单件齿轮加工。

三、该专利内容介绍

数控滚齿机快换式滚刀主轴结构如图1所示，包括扭矩输入轴部件、滚刀安装轴部件、辅助支撑部件。扭矩输入轴部件的结构是：齿轮1一侧设有锁紧螺帽2，另一侧设置隔套4，扭矩输入轴11上设置一对角接触球轴承7和12，角接触球轴承之间装有轴承大调整套9和轴承小调整套10，密封圈6设置于角接触球轴承7的左方、与隔套4之间留有一定间隙。密封圈14设于角接触球轴承12的右方，轴承盖5和轴承盖13分别设于密封圈6和密封圈14的外侧，角接触球轴承7、12安装在输入轴轴承座8内。

滚刀安装轴部件的結构是：滚动安装轴17通过弹性夹头15及压帽16与扭矩输入轴11连接在一起，螺帽19把滚刀18压紧在滚刀安装轴17中部轴肩上。

辅助支撑部件的结构是：辅助支撑轴29通过弹性夹头21及压帽20与滚刀安装轴17连接在一起，轴用弹性挡圈30把深沟球轴承25和28的内圈沿轴向固定在辅助支撑轴29上，深沟球轴承之间设置轴承调整套27，深沟球轴承25和28安装在辅助支撑轴轴承座26，孔用弹性挡圈24把密封圈23固定在轴承盖22的孔内，孔用弹性挡圈31把密封圈33固定在轴承盖32的孔内，辅助支撑轴29上设置旋转编码器安装支架34，编码器36通过自带的弹簧板35固定在安装支架34上，辅助支撑轴29通过键37带动旋转编码器36旋转。

四、该专利与机械课程关系

由上述专利内容介绍可知，该轴设计是《机械设计》、《数控技术》等课程内容的体现，用到典型的机械传动如齿轮传动、键传递扭矩、轴承安装定位等。滚刀安装轴17仅需考虑滚刀18安装，滚刀安装轴17上无轴承、无扭矩传递零件，因此结构简单、加工方便。

滚刀安装轴17的两端是光轴，被分别夹持在两个弹性夹头15、21内。因此滚刀18及滚刀安装轴17更换方便。辅助支撑轴29在转矩方面仅承受轴承及密封圈产生的摩擦转矩且很小，因此辅助支撑轴29扭转变形很小。旋转编码器36安装在辅助支撑轴上，辅助支撑轴与滚刀安装轴17同轴旋转，因此可准确检测滚刀安装轴（滚刀）旋转角度。

由上述分析可知，该专利设计本质上是使用了《机械设计》、《数控技术》等课程中的基础知识，体现了该专利设计来自基础知识，但不拘泥于现有基础知识，是对现有基础知识的灵活应用。

五、结束语

机械类创新型人才培养是一个复杂的系统工程，必须从机械类各门课程基础知识抓起。掌握扎实的基础知识，是创新的基础。专利文献，是对现有知识的继承和创新，通过把专利内容引入课堂教学，可了解机械类课程基础知识如何在企业应用，消除学生对基础知识的枯燥感，激发对学习书本内容的兴趣。通过课堂阐述专利与书本内容的关系，可培养学生发散思维、创新性思维，学生成长为创新型人才打下基础。

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