導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”是機(jī)械專業(yè)課程的一門任選課。該門課在許多本科院校中進(jìn)行了開設(shè),同時(shí)該門課也是一門新興的課程。該門課程講述了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本理論，以及如何把創(chuàng)新的理論應(yīng)用到機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)新之中，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性素質(zhì)為目標(biāo)。該門課的課程體系共包括三個(gè)大部分:一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)。這部分的主要內(nèi)容是對(duì)創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造原理的介紹。如發(fā)散思維、直覺思維、逆向思維等創(chuàng)造性思維方式。二、創(chuàng)新設(shè)計(jì)技法。該部分講授了一些比較成熟的創(chuàng)新設(shè)計(jì)技法,如仿生創(chuàng)新法、反求設(shè)計(jì)創(chuàng)新法、類比創(chuàng)新法、功能設(shè)計(jì)創(chuàng)新法、移植技術(shù)創(chuàng)新法等,在機(jī)械設(shè)計(jì)及在工程中的實(shí)例應(yīng)用。三、機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例。這部分內(nèi)容主要介紹運(yùn)用創(chuàng)新思維方式所開發(fā)出來的新型機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和機(jī)械以及企業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新的典型案例,闡述了創(chuàng)新的過程和思路,啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。該門課程是關(guān)注創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程，假如使用常規(guī)的教學(xué)方法，可能不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。本文在該門課程中引入項(xiàng)目教學(xué)法，來進(jìn)行課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考試考核方法等一系列的探索。要求學(xué)生以4人左右為一個(gè)小組，每組做出一個(gè)具有創(chuàng)新性的機(jī)電產(chǎn)品。

2項(xiàng)目教學(xué)法引入到課堂教學(xué)過程中的探索

把項(xiàng)目教學(xué)法引入到課堂教學(xué)中，是通過對(duì)若干個(gè)具體的機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新案例的描述，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些案例進(jìn)行討論，并在討論的過程中獲取理論知識(shí)與工作技能。教師要認(rèn)真地選擇和組織教學(xué)材料，要從大量的資料中選擇出合適的案例，并將案例編寫成適合于教學(xué)的結(jié)構(gòu)形式，以方便學(xué)生學(xué)習(xí)。在項(xiàng)目案例的課堂教學(xué)中，要利用各種產(chǎn)品的實(shí)物、模型輔助教學(xué),利用CAI課件、電視錄像片等現(xiàn)代化多元教學(xué)手段,進(jìn)行生動(dòng)形象的教學(xué),增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),激活課堂教學(xué),促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造力的滋生和激發(fā)。為了更好地融入到創(chuàng)新的環(huán)境中，為了讓同學(xué)們有更加直觀的印象，本課程項(xiàng)目教學(xué)法的課堂教學(xué)地點(diǎn)大部分位于機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，而不是教室。湖南人文科技學(xué)院機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室有許多創(chuàng)新性的實(shí)物模型。每一個(gè)創(chuàng)新性實(shí)物，都是一個(gè)非常好的項(xiàng)目案例。例如，機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室里面有打火機(jī)的外觀創(chuàng)新實(shí)例，有眾多不同外觀的打火機(jī)外形，有手槍形狀的，鑰匙形狀的，拐杖形狀的，火把形狀的，等等。面對(duì)實(shí)物，結(jié)合創(chuàng)新理論，同學(xué)們就可以更好地理解創(chuàng)新理論。面對(duì)這些奇奇怪怪的創(chuàng)新物體，創(chuàng)新的靈感也可能不知不覺地進(jìn)入到同學(xué)們的腦海中。

3項(xiàng)目教學(xué)法引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的探索

“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程，僅僅進(jìn)行理論教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有通過機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐，才能加深學(xué)生對(duì)理論教學(xué)的理解，從而學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。但是由于各高校都存在著學(xué)生人數(shù)多、課時(shí)有限、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)備臺(tái)套數(shù)少的問題。針對(duì)這些問題，本人在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面進(jìn)行了如下探索。1）把項(xiàng)目教學(xué)法引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求學(xué)生制作一個(gè)具有創(chuàng)新性的機(jī)電項(xiàng)目,很自然地打破了原有課程實(shí)驗(yàn)相對(duì)獨(dú)立的封閉的學(xué)科界限。以機(jī)械創(chuàng)新為主線,將“理論力學(xué)”“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”及“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等課程中的有關(guān)內(nèi)容整合在一起，加強(qiáng)了以上各個(gè)學(xué)科的理解。同時(shí)，機(jī)電項(xiàng)目也需要進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與程序編寫，也加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)“電工技術(shù)”“電子技術(shù)”“單片機(jī)原理”等電子類課程的理解。2）對(duì)高校普遍存在的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)備臺(tái)套數(shù)少的現(xiàn)狀,應(yīng)用虛擬儀器技術(shù),在機(jī)房電腦上安裝機(jī)械設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)相關(guān)軟件，建立機(jī)電創(chuàng)新虛擬實(shí)驗(yàn)室。使學(xué)生能在計(jì)算機(jī)上對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，對(duì)所設(shè)計(jì)的電路與程序進(jìn)行仿真。一方面解決了由于硬件設(shè)備少而帶來的影響,另一方面,考慮到學(xué)生的盲目動(dòng)作帶來的時(shí)間浪費(fèi),以及誤操作造成的設(shè)備損壞。使用AutoCAD、UG等軟件可以完成基本的機(jī)械設(shè)計(jì)。可以規(guī)劃總體布局，標(biāo)定零件尺寸等等。使用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真還可以了解各部件運(yùn)動(dòng)的速度，各部件的運(yùn)動(dòng)之間是否存在相互干涉，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的軌跡曲線等。在電子設(shè)計(jì)方面，可以在電腦上設(shè)計(jì)電路圖，規(guī)劃PCB板，還可以使用Proteus軟件對(duì)所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真，校驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理。同樣可以在電腦中編寫程序，調(diào)試程序?？傊?，根據(jù)各個(gè)項(xiàng)目的需要，在機(jī)電創(chuàng)新虛擬實(shí)驗(yàn)室可以完成相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與電子設(shè)計(jì)。3）實(shí)物制作主要在機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室與實(shí)習(xí)工廠進(jìn)行。由于資金的限制，只要求學(xué)生做出簡(jiǎn)單實(shí)物。鼓勵(lì)利用木頭、塑料等材料來制作實(shí)物。對(duì)于簡(jiǎn)單的加工制作，可以在機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，對(duì)于復(fù)雜的制作，在實(shí)習(xí)工廠進(jìn)行制作。目前在我國(guó)大部分二本院校中，理論課程偏多，而動(dòng)手實(shí)踐偏少。而根據(jù)以往的觀察，部分學(xué)生對(duì)課堂的理論學(xué)習(xí)興趣不大，但是對(duì)實(shí)踐動(dòng)手卻很感興趣。在本人該門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，曾經(jīng)遇到一些學(xué)生，學(xué)業(yè)成績(jī)很一般，但是在實(shí)驗(yàn)室制作實(shí)物時(shí)，下課了依然沉浸于實(shí)物制作中，久久不愿離去。

4項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用到本課程考核中的探索

對(duì)于“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”這門課程，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者紛紛在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)上面做了很多探索。然而，也不能不說是遺憾，對(duì)該門課程進(jìn)行考試改革的卻幾乎沒有看到相關(guān)論文。對(duì)于這樣一門關(guān)注創(chuàng)新的課程，假如使用傳統(tǒng)書面考試的形式，更多的只能考查學(xué)生的記憶能力，而不能發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，不利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力，背離了該門課程的核心思想。因此，本人對(duì)該門課程的考試方案進(jìn)行了一些探索?？荚囀钦n程學(xué)習(xí)的指揮棒?？荚嚥贿M(jìn)行改革，課堂講授方法的探索也罷，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索也罷，終究難以獲得理想的效果。唯有改變考核方式，才能讓這門課程回歸到其培養(yǎng)創(chuàng)造性的初衷。把項(xiàng)目教學(xué)法引入到“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程中，要求學(xué)生做出一個(gè)具備創(chuàng)新性的機(jī)電產(chǎn)品來進(jìn)行該門考試的考核。讓學(xué)生想出一個(gè)具有創(chuàng)新性的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，并做出實(shí)物，這樣既能夠讓學(xué)生對(duì)本課程的知識(shí)得以靈活應(yīng)用，也能夠充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性?？己说脑u(píng)分方案設(shè)計(jì)如下：對(duì)于學(xué)生的每一個(gè)創(chuàng)新性機(jī)電產(chǎn)品項(xiàng)目，根據(jù)機(jī)械仿真設(shè)計(jì)、電子仿真設(shè)計(jì)、實(shí)物制作、創(chuàng)新性四個(gè)方面分別進(jìn)行計(jì)分。例如，總分100分，其中機(jī)械仿真設(shè)計(jì)25分，電子仿真設(shè)計(jì)25分，實(shí)物制作25分，創(chuàng)新性占25分。對(duì)于沒有順利完成的，要求其重新進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，不再進(jìn)行傳統(tǒng)的書面考試。

5項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施效果

2013年上半年，本人對(duì)湖南人文科技學(xué)院2010級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的本科生進(jìn)行“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程授課，就已經(jīng)初步實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法。2014年、2015年、2016年又持續(xù)進(jìn)行了項(xiàng)目教學(xué)法在“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程中實(shí)踐的探索。接連幾年的探索與研究，已經(jīng)獲得下列成果：1）擺脫了傳統(tǒng)書面考試形式，極大地發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造性。每個(gè)學(xué)生或個(gè)人，或成組上交了設(shè)計(jì)文檔，并制作了簡(jiǎn)易實(shí)物。之中充分體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)造性。2）部分學(xué)生積極性異常高漲。自從課程改革的消息傳達(dá)給學(xué)生后，有的學(xué)生甚至花費(fèi)了兩三個(gè)月去努力尋求新的想法與創(chuàng)新點(diǎn)。曾經(jīng)有一個(gè)學(xué)生想出了一個(gè)自動(dòng)導(dǎo)盲犬的點(diǎn)子，他說，他為了一個(gè)這樣的想法，思索了很長(zhǎng)時(shí)間，并且不斷對(duì)這個(gè)想法進(jìn)行完善。還有個(gè)學(xué)生告訴我，她想了很多個(gè)方案，但是總是覺得創(chuàng)新性不夠。她是班上的學(xué)習(xí)委員，經(jīng)常擦黑板，有一天坐公交車，突然從公交車的關(guān)門機(jī)構(gòu)里面想到了自動(dòng)黑板擦的點(diǎn)子。3）學(xué)生的動(dòng)手能力得到了提升。部分同學(xué)花費(fèi)了很多時(shí)間進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與繪圖。例如有個(gè)學(xué)生使用UG軟件畫出了一個(gè)三維動(dòng)作的機(jī)器臂，這些都促使其對(duì)仿真軟件有了更一步的熟悉。在軟件繪圖與實(shí)物制作過程中，學(xué)生的動(dòng)手能力獲得提升。

6結(jié)論

把項(xiàng)目教學(xué)法引入到“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程中，擺脫了傳統(tǒng)書面考試形式，極大地發(fā)揮了學(xué)生的創(chuàng)造性。部分學(xué)生積極性異常高漲。在仿真設(shè)計(jì)中，在真實(shí)實(shí)物的制作過程中，學(xué)生的動(dòng)手能力獲得較大提升。創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。一個(gè)沒有創(chuàng)新能力的民族難以屹立于世界民族之林。培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的大學(xué)生是大學(xué)的職責(zé)?！皺C(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程正是一個(gè)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課程，“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)方法和考核方法也需要不斷的探索、創(chuàng)新與改進(jìn)，引入項(xiàng)目教學(xué)法也僅僅是探索該門課程改革的一小步。我們還需要建立課外的創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新激情，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，為將來更好地適應(yīng)工作崗位打下良好的工程基礎(chǔ)。

作者:張 斌 李碧波 陳 衛(wèi) 單位:1.湖南人文科技學(xué)院能源與機(jī)電工程學(xué)院 2.湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院

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