創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)實(shí)踐

1、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教育創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)實(shí)踐安 琦 王小芳 陶峰 殷勇輝 夏守浩 王建文華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 上海 2002370引言我們機(jī)械設(shè)計(jì)及摩擦學(xué)研究室長(zhǎng)期承擔(dān)機(jī)械專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)課程（目前為上海市精品課程）機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)，從1998年開(kāi)始進(jìn)行課程教學(xué)改革，在全面強(qiáng)化課程教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，引入創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)多年的不斷努力，取得了十分可喜的成效。2005年被學(xué)校批準(zhǔn)為創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊(duì)。本創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要由機(jī)械設(shè)計(jì)及摩擦學(xué)研究室的教師組成，通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)和實(shí)踐過(guò)程，我們深刻認(rèn)識(shí)到，教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)是十分必要的，它可以發(fā)揮集體的力量、凝聚集體智慧，是使創(chuàng)新活動(dòng)能夠長(zhǎng)期

2、持續(xù)延續(xù)、不斷發(fā)展的有效保證。同時(shí)我們也深刻認(rèn)識(shí)到，教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)不僅能夠有效的促進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新活動(dòng)的開(kāi)展，而且能夠通過(guò)這一過(guò)程提高教師的教學(xué)水平、培養(yǎng)教師隊(duì)伍的作用。1創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成立背景（1）、機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程的重中之重。機(jī)械設(shè)計(jì)能力的高低直接反映學(xué)生對(duì)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用能力，是對(duì)從事機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程實(shí)際工作人員必不可少的基本素質(zhì)要求?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，對(duì)于一個(gè)不具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的學(xué)生，是根本不能從事與機(jī)械工程相關(guān)的專(zhuān)業(yè)工作的。因此，衡量高校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的一個(gè)最重要的指標(biāo)就是機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。（2）、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是現(xiàn)代機(jī)械工

3、程技術(shù)發(fā)展的要求。我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，特別是進(jìn)入21世紀(jì)后，國(guó)際上科學(xué)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，我國(guó)要成為一個(gè)真正的工業(yè)化國(guó)家，成為名符其實(shí)的世界工廠，必須解決的一個(gè)重要問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)機(jī)械工業(yè)的現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是要不斷有創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)品，這就要求我們高等院校培養(yǎng)出來(lái)的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，不僅要具有基本的機(jī)械設(shè)計(jì)能力，同時(shí)要掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，只有這樣才能適應(yīng)國(guó)家新時(shí)期發(fā)展的需要。（3）、目前國(guó)內(nèi)院校在機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)方面的現(xiàn)狀。國(guó)內(nèi)高校對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的模式相對(duì)較為陳舊，從1956年至今一直沿用前蘇聯(lián)的教學(xué)體系，在教材內(nèi)容編排和教學(xué)方法上都存在一些問(wèn)題，影響了學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)能力

4、的培養(yǎng)。比如：有些分析方法已相對(duì)陳舊，和時(shí)代的要求差距明顯；機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容過(guò)分注重理論知識(shí)的講解，而對(duì)實(shí)際的設(shè)計(jì)問(wèn)題缺乏應(yīng)有的重視；機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中對(duì)零部件的設(shè)計(jì)和整機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之間的關(guān)系沒(méi)有給予足夠的重視；過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論設(shè)計(jì)方法而淡化經(jīng)驗(yàn)性設(shè)計(jì)內(nèi)容；機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)過(guò)程完全依賴(lài)詳盡指導(dǎo)教材的課程設(shè)計(jì)而沒(méi)有進(jìn)行創(chuàng)新（實(shí)際）內(nèi)容的設(shè)計(jì)。這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了對(duì)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，畢業(yè)出來(lái)的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生不具有獨(dú)立從事機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，難以從事具有一定難度和創(chuàng)新性的機(jī)械專(zhuān)業(yè)的科研和技術(shù)工作。2團(tuán)隊(duì)制訂的機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)思想（1）、教學(xué)中強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)思想的傳授機(jī)械設(shè)計(jì)這門(mén)課程中包含的知識(shí)體系較為廣泛，

5、既有大量的理論計(jì)算、理論推導(dǎo)，又有大量的經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)圖表。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往會(huì)有一種無(wú)從下手的感覺(jué)，他們總是不斷的詢(xún)問(wèn)：哪些要求記下來(lái)，哪些不要求記下來(lái)，哪些公式要會(huì)推導(dǎo)，哪些公式不要會(huì)推導(dǎo)。因此，在進(jìn)行課堂講解時(shí)首先一定要讓學(xué)生從紛繁的知識(shí)堆里找到學(xué)習(xí)的方向，建立本門(mén)課程學(xué)習(xí)的指導(dǎo)思想。通過(guò)分析我們認(rèn)為，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想應(yīng)該成為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。所謂設(shè)計(jì)思想就是貫穿于教材中的一些零散的設(shè)計(jì)理論，這些理論不一定都是以某種公式或圖表進(jìn)行表達(dá)，它要告訴我們的往往是關(guān)于如何進(jìn)行該零部件的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意什么，使用中應(yīng)注意什么，各種參數(shù)的意義和對(duì)該零部件性能的影響過(guò)程，以及如何選取和確定這些參數(shù)

6、。這些設(shè)計(jì)思想往往不具有嚴(yán)密的整體邏輯關(guān)系，需要花一定的精力在理解的基礎(chǔ)上去記憶。這些設(shè)計(jì)思想應(yīng)該是本門(mén)課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一，應(yīng)予以足夠的重視。（2）、課程教學(xué)中淡化過(guò)細(xì)的理論內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容中包含了大量的理論內(nèi)容，特別是一些理論公式和計(jì)算圖表成為學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主要困難，學(xué)生們常常反映公式太多記不住，這往往會(huì)使他們產(chǎn)生一種“機(jī)械設(shè)計(jì)課程難學(xué)”的思想，影響了教學(xué)效果。為此，我們?cè)谶M(jìn)行課程教學(xué)的過(guò)程中，首先對(duì)每一章內(nèi)容中的所有公式進(jìn)行分類(lèi)，將其劃分為基本掌握公式和基本了解公式兩類(lèi)。對(duì)于基本掌握公式要求學(xué)生一定掌握，因?yàn)闆](méi)有這些公式的支撐很難建立基本的設(shè)計(jì)思想，但有些公式不僅比較復(fù)雜記憶十分困

7、難，而且即使短期能夠記住，但過(guò)幾天就很快忘記，這樣的公式只要求學(xué)生對(duì)其理解，掌握使用方法以及使用中的注意事項(xiàng)，能夠正確使用即可。（3）、將零散的零件參數(shù)的確定與零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合零部件計(jì)算參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法是機(jī)械設(shè)計(jì)課程中的一個(gè)重要組成部分，這部分內(nèi)容理解與掌握的程度直接關(guān)系到學(xué)生能否完整掌握單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)。由于這部分內(nèi)容一般都分散于每一章的教學(xué)內(nèi)容中，使得學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程較為困難，往往一章內(nèi)容學(xué)完之后，學(xué)生對(duì)于如何完整設(shè)計(jì)出這一零部件仍然感到十分困難。為此，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中將這些分散于課程中的知識(shí)點(diǎn)歸納集中起來(lái)，在每章教學(xué)內(nèi)容完成之后花半節(jié)課左右的時(shí)間進(jìn)行提綱挈領(lǐng)式的歸納，讓學(xué)生建立該

8、零部件的參數(shù)設(shè)計(jì)方法。下面以齒輪傳動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容為例進(jìn)行說(shuō)明。齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括：齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù)、齒輪寬度、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、中心距、齒輪結(jié)構(gòu)形式、中心孔直徑、輪轂鍵槽尺寸等。這些參數(shù)中，齒數(shù)的大小根據(jù)最小齒數(shù)、傳動(dòng)比、外形尺寸要求等條件確定；模數(shù)大小根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算和選定的齒數(shù)確定，或根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)序列確定；變位系數(shù)根據(jù)中心距取標(biāo)準(zhǔn)或?yàn)榱舜笮↓X輪強(qiáng)度平衡進(jìn)行計(jì)算之后確定；齒輪寬度根據(jù)選定的齒寬系數(shù)進(jìn)行確定；分度圓直徑根據(jù)齒數(shù)和模數(shù)確定；齒根圓直徑等于分度圓直徑減去兩個(gè)齒根高；齒頂圓直徑等于分度圓直徑加上兩個(gè)齒頂高；中心距根據(jù)齒數(shù)、模數(shù)和

9、變位系數(shù)確定；齒輪結(jié)構(gòu)形式根據(jù)幾何尺寸、加工工藝、毛坯材料、生產(chǎn)批量及經(jīng)濟(jì)性確定；中心孔尺寸根據(jù)相配的轉(zhuǎn)軸直徑確定；輪轂鍵槽尺寸根據(jù)相配的軸徑查表確定。上述尺寸確定后就可以根據(jù)機(jī)械制圖的有關(guān)知識(shí)畫(huà)出一張完整的齒輪設(shè)計(jì)圖。通過(guò)這樣的講解，學(xué)生們對(duì)齒輪的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)一目了然，對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)具體的齒輪有了較為明確的認(rèn)識(shí)。（4）、將單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)與整機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中，零部件往往不是單獨(dú)使用的，它們要相互聯(lián)接、配合形成系統(tǒng)進(jìn)行工作。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)的目標(biāo)決不僅僅是為了能夠進(jìn)行單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)，而是面向?qū)嶋H機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但目前國(guó)內(nèi)高校機(jī)械設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容在編排上都是以零部件進(jìn)行分塊講解

10、，各個(gè)零部件之間沒(méi)有很好地建立有機(jī)的聯(lián)系，學(xué)生在學(xué)完整個(gè)課程之后雖然能夠進(jìn)行單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)，但面臨整機(jī)設(shè)計(jì)中的零部件之間相關(guān)問(wèn)題設(shè)計(jì)往往無(wú)所適從。為此，我們?cè)诮虒W(xué)中每講到某一個(gè)零部件的設(shè)計(jì)時(shí)總要抽出一定的時(shí)間詳細(xì)介紹一下該零部件與其它零部件間的關(guān)系、設(shè)計(jì)中如何進(jìn)行相互協(xié)調(diào)。3機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中引入創(chuàng)新（實(shí)際）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)目前機(jī)械設(shè)計(jì)課程中關(guān)于整機(jī)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)主要是通過(guò)一個(gè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行，但由于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的程式化成分很高，學(xué)生根本不用動(dòng)太多的腦筋就可以完成整個(gè)變速箱設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)力度十分有限。為此，我們?cè)诓辉黾咏虒W(xué)總時(shí)數(shù)和學(xué)生負(fù)擔(dān)的前提下引入創(chuàng)新（實(shí)際）機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)

11、節(jié)。該教學(xué)環(huán)節(jié)的兩個(gè)基本原則是：培養(yǎng)學(xué)生的基本設(shè)計(jì)能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新（實(shí)際）設(shè)計(jì)能力并重。該教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)總目標(biāo)是：在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的同時(shí)，創(chuàng)造出有市場(chǎng)價(jià)值、能夠服務(wù)于社會(huì)的實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品。具體操作過(guò)程如下： （1）、變雙級(jí)齒輪變速箱設(shè)計(jì)為單級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。單級(jí)齒輪傳動(dòng)變速箱與雙級(jí)齒輪變速箱在設(shè)計(jì)方法上沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，他們所涉及的機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容是同等的。雙級(jí)齒輪傳動(dòng)變速箱相比僅多了一級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算，改成單級(jí)后可以縮短學(xué)生完成這部分內(nèi)容的時(shí)間，同時(shí)由不會(huì)影響學(xué)生基本設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。 （2）、將變速箱設(shè)計(jì)分散于整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過(guò)程中。我們將以往集中時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)教學(xué)改為

12、部分分散然后集中的教學(xué)方法，將齒輪變速箱設(shè)計(jì)的一部分內(nèi)容融于機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中。這樣，可以使學(xué)生隨著機(jī)械設(shè)計(jì)課程的進(jìn)行以課外作業(yè)的形式逐步完成除裝配圖以外的傳動(dòng)計(jì)算部分、標(biāo)準(zhǔn)件選擇部分，并進(jìn)行變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的草圖繪制。待第一學(xué)期結(jié)束時(shí)，即可完成變速箱設(shè)計(jì)內(nèi)容的60%左右。剩下的裝配圖和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及答辯留待第二學(xué)期開(kāi)學(xué)后的第一個(gè)星期集中完成。這樣，不僅可以使學(xué)生十分輕松的在一個(gè)星期內(nèi)完成變速箱設(shè)計(jì)，同時(shí)通過(guò)這樣的一種漸進(jìn)式教學(xué)過(guò)程，學(xué)生的基本設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)會(huì)更扎實(shí)。此外，這樣的一種教學(xué)安排還可以大大改善機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課程內(nèi)容的同時(shí)能結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題，從而活學(xué)活用，避

13、免理論與實(shí)際脫離的現(xiàn)象。 （3）、變模仿型設(shè)計(jì)訓(xùn)練為思考型設(shè)計(jì)訓(xùn)練。以往學(xué)生在進(jìn)行變速箱設(shè)計(jì)時(shí)，習(xí)慣于照搬設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)的設(shè)計(jì)方法，這容易使學(xué)生的思維僵化，不善于應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去解決問(wèn)題。為此，采用先拋開(kāi)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)的方法指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)，給學(xué)生以必要的提示，并列出參考書(shū)目，鼓勵(lì)他們?nèi)ゲ檎屹Y料，翻手冊(cè)，并培養(yǎng)他們從各種資料及數(shù)據(jù)中歸納整理的能力，讓他們從無(wú)從下手的困境中找到進(jìn)一步工作的方向，讓他們?cè)谑〖白邚澛返倪^(guò)程中學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)。這是一個(gè)以學(xué)生為主體的教學(xué)過(guò)程，比起以往的模仿式教學(xué)將可以大大提高教學(xué)質(zhì)量。（4）、引入創(chuàng)新（實(shí)際）設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)。在完成對(duì)學(xué)生進(jìn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)基本能力訓(xùn)練之后，我們用一個(gè)星期的

14、時(shí)間對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。我們準(zhǔn)備若干兼顧基礎(chǔ)性、知識(shí)性、前沿性的設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)工作量雖不是很大，但思維創(chuàng)新的空間較為廣闊，給學(xué)生創(chuàng)造性思維的余地。應(yīng)用的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)理論沒(méi)有固定的模式，只提供一設(shè)計(jì)思想及所要達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)。指導(dǎo)教師與學(xué)生之間可以討論，教師可以提示學(xué)生如何查資料及進(jìn)行設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，把能動(dòng)性留給學(xué)生。該部分的設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)方面衡量，一是創(chuàng)新性；二是規(guī)范性；三是圖面質(zhì)量。待整個(gè)設(shè)計(jì)完成后集中一天時(shí)間由教師主持一個(gè)討論會(huì)，先由學(xué)生自己介紹自己的設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)思想。其他學(xué)生自由發(fā)言、提問(wèn)、討論、指出優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新性思維及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力。按照

15、上述教改方案，從1999年開(kāi)始,對(duì)我校機(jī)械學(xué)院連續(xù)6屆學(xué)生進(jìn)行了實(shí)踐。不僅使學(xué)生的基本設(shè)計(jì)能力得以鍛煉，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新（實(shí)際）設(shè)計(jì)能力。學(xué)生們參與的熱情十分高漲，他們構(gòu)思了一個(gè)個(gè)方案，有的同學(xué)不惜推倒十幾個(gè)方案從頭再來(lái)仍不氣餒。學(xué)生們從最初的無(wú)從下手，到慢慢找到思考問(wèn)題的方向，并沿著這一方向不斷發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的方法。學(xué)生們的創(chuàng)新能力和潛力得到發(fā)揮，但創(chuàng)新的成果令人鼓舞，每個(gè)設(shè)計(jì)題目都產(chǎn)生了幾種乃至幾十種設(shè)計(jì)方案，有些作品極富創(chuàng)新和實(shí)用價(jià)值。學(xué)生們?cè)谝粋€(gè)星期的創(chuàng)新設(shè)計(jì)完成后普遍感到進(jìn)一步建立了設(shè)計(jì)的概念，面對(duì)新的設(shè)計(jì)題目有努力的方向感了。4開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)課程后延續(xù)培養(yǎng)活動(dòng)（1）、課程創(chuàng)新教學(xué)

16、過(guò)程中注意發(fā)現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新點(diǎn)按照目前的教學(xué)模式，在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的時(shí)間是兩個(gè)星期，其中第一個(gè)星期進(jìn)行的是變速箱的設(shè)計(jì)，有設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)作為輔助教材，這一部分的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的基本機(jī)械設(shè)計(jì)能力。第二個(gè)星期是進(jìn)行創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)教學(xué)，由指導(dǎo)教師收集整理若干具有創(chuàng)新背景的課題，這些課題具有實(shí)用性、前沿性和可操作性的特點(diǎn)，這些課題的設(shè)計(jì)過(guò)程沒(méi)有指導(dǎo)教材、也沒(méi)有任何參考資料，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程由學(xué)生自主進(jìn)行，教師則僅充當(dāng)討論的伙伴、一位有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的咨詢(xún)對(duì)象，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)自己的作品。從第一周的變速箱設(shè)計(jì)開(kāi)始，教師就可以發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生很具有空間想象能力，不時(shí)會(huì)提出一些有價(jià)值的設(shè)想、建議，對(duì)

17、于這樣一些同學(xué)，教師在與他們進(jìn)行討論的同時(shí)要作好記錄的準(zhǔn)備，進(jìn)行科學(xué)的引導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)那些學(xué)有余力、善于動(dòng)腦筋的創(chuàng)新設(shè)計(jì)苗子。到了第二星期的創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)階段，要采取一些有效的方法鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新、進(jìn)行科學(xué)的引導(dǎo)，比如：指導(dǎo)他們查資料、指導(dǎo)他們對(duì)提出的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和歸納、和他們一起討論什么是創(chuàng)新、如何實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，在這一階段要注意每一位同學(xué)的創(chuàng)新思想火花，采取有效的方式將他們的創(chuàng)新思想、甚至僅僅是一點(diǎn)十分局部的創(chuàng)新構(gòu)思，引導(dǎo)到有益的創(chuàng)新方向上。特別重要的是，學(xué)生在進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)過(guò)程中思想雖然十分活躍，但也很脆弱，擔(dān)心同學(xué)和老師的不理解，這就需要教師不斷對(duì)學(xué)生的工作進(jìn)行鼓勵(lì)，提高他們創(chuàng)新的勇氣和信心，努力

18、為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)寬松、自由、民主的創(chuàng)新環(huán)境，充分調(diào)動(dòng)他們的積極性。特別要注意在這樣一個(gè)教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)潛力的學(xué)生。從以往的操作實(shí)踐過(guò)程發(fā)現(xiàn)，通過(guò)這樣一個(gè)星期的創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程，大約有10%的學(xué)生完成了具有很好創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)作品，大約30%的同學(xué)完成了具有部分創(chuàng)新的作品，大約30%的學(xué)生作品只有很少一點(diǎn)創(chuàng)新的火花，還有大約30%的學(xué)生由于基礎(chǔ)知識(shí)薄弱等問(wèn)題，無(wú)法完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)。（2）、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的課程后延續(xù)培養(yǎng)上面所述的教學(xué)過(guò)程雖然比起以往只讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)變速箱的教學(xué)模式相比有了很大的提高，但對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)仍然是有限的。為此，作者設(shè)計(jì)了一種機(jī)械設(shè)計(jì)課程后培養(yǎng)方案，該方案的核心就是通

19、過(guò)課程教學(xué)過(guò)程發(fā)現(xiàn)具有創(chuàng)新潛力的學(xué)生，待課程教學(xué)工作結(jié)束以后，利用業(yè)余時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)就他們尚未完成的創(chuàng)新作品進(jìn)行深入研究，進(jìn)行課程后的繼續(xù)創(chuàng)新活動(dòng)。按照這樣一個(gè)新的教學(xué)模式，作者進(jìn)行了多年的教學(xué)嘗試，將那些在課程教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的有創(chuàng)新潛力的學(xué)生進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)，指導(dǎo)他們從方案的構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)，一步步進(jìn)行深入分析和研究，最終完成整個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品，在設(shè)計(jì)工作完成之后，將學(xué)生的作品制作成展板，進(jìn)行公開(kāi)展覽和點(diǎn)評(píng)，進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也為下一屆學(xué)時(shí)提供示范和鼓勵(lì)作用。對(duì)于那些設(shè)計(jì)確實(shí)有創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用前景的作品，指導(dǎo)他們進(jìn)行加工制作，完成實(shí)物樣機(jī)，對(duì)于有些個(gè)

20、別具有原理創(chuàng)新的作品，鼓勵(lì)他們申請(qǐng)專(zhuān)利。這樣的一種課程后創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)模式大約需要兩個(gè)月的時(shí)間，這段時(shí)間正好處于學(xué)期的前半段，學(xué)生有比較充裕的業(yè)余時(shí)間，因此具有良好的操作性，加上積極有效的鼓勵(lì)，學(xué)生的參與熱情很高，特別是當(dāng)他們看到自己的作品有了突破、受到老師的稱(chēng)贊、作成了實(shí)物甚至可以申請(qǐng)專(zhuān)利，學(xué)生的熱情特別高漲，只要教師愿意投入精力，這樣的教學(xué)模式完全可以進(jìn)行下去。通過(guò)實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，該教學(xué)模式取得了顯著的教學(xué)效果，幾乎每一屆同學(xué)都涌現(xiàn)出許多富于創(chuàng)新的優(yōu)秀作品，有多項(xiàng)作品參加國(guó)內(nèi)外比賽獲得了創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)，有多項(xiàng)作品申請(qǐng)專(zhuān)利獲得成功。5結(jié)束語(yǔ)通過(guò)兩年來(lái)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)實(shí)踐，我們深深體會(huì)到，創(chuàng)新教學(xué)是一

21、個(gè)十分艱苦的探索性過(guò)程，教學(xué)方法要不斷探索和更新、教學(xué)內(nèi)容要不斷探索和更新，因?yàn)槲覀兠鎸?duì)的時(shí)代和學(xué)生的情況在不斷變化、教學(xué)環(huán)境也在不斷發(fā)生變化。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)作為一種全新的教學(xué)模式，也在發(fā)展和探索過(guò)程，我們的努力剛剛起步，艱苦的工作還在后面。附錄：創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊(duì)取得的教學(xué)成果列表表1學(xué)生在國(guó)內(nèi)外獲得的創(chuàng)新比賽獎(jiǎng)序號(hào)作品名稱(chēng)學(xué)生姓名獎(jiǎng)項(xiàng)名稱(chēng)時(shí)間1滾滑組合非等距螺旋汽車(chē)千斤頂許躍德，呂亞冰第6屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生科技作品競(jìng)賽鼓勵(lì)獎(jiǎng)19992離心摩擦式高層建筑火災(zāi)逃生裝置盧志明第7屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)20013變升程螺旋拉桿式汽車(chē)用千斤頂楊劍，寧明志第7屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生科技作品競(jìng)

22、賽二等獎(jiǎng)20014滾筒振動(dòng)式硬幣分檢器張力第8屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生科技作品競(jìng)賽三等獎(jiǎng)20025滾筒振動(dòng)式硬幣分檢器張力第1屆全國(guó)“創(chuàng)新杯”機(jī)械設(shè)計(jì)比賽二等獎(jiǎng)20026滾筒振動(dòng)式硬幣分檢器張力上海市2002年度高校學(xué)生“創(chuàng)造發(fā)明三槍杯”獎(jiǎng)20027易拉罐空罐有償回收裝置鞏彬彬上海市2002年度高校學(xué)生“創(chuàng)造發(fā)明三槍杯”獎(jiǎng)20028易拉罐空罐有償回收裝置鞏彬彬第一屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)20049易拉罐空罐有償回收裝置鞏彬彬華東地區(qū)大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新比賽一等獎(jiǎng)200410滾筒振動(dòng)式硬幣分檢器張力第一屆上海國(guó)際發(fā)明博覽會(huì)銅獎(jiǎng)200411齒輪齒條式汽車(chē)用千斤頂嵇緯吉2004年度上海高校創(chuàng)造

23、發(fā)明“三槍杯”獎(jiǎng)200512螺旋式自動(dòng)售報(bào)機(jī)武法森“上汽教育杯”大學(xué)生科技創(chuàng)新獎(jiǎng)200613齒輪齒條式汽車(chē)用千斤頂嵇緯吉“上汽教育杯”大學(xué)生科技創(chuàng)新獎(jiǎng)200614腳踏式環(huán)狀楔塊驅(qū)動(dòng)螺旋千斤頂陶宗杰上海市發(fā)明協(xié)會(huì)2005年度“科創(chuàng)杯”創(chuàng)造發(fā)明三等獎(jiǎng)200615腳踏式環(huán)狀楔塊驅(qū)動(dòng)螺旋千斤頂陶宗杰上海市首屆工程問(wèn)題挑戰(zhàn)賽三等獎(jiǎng)200616拉繩式擦窗裝置凌正陽(yáng)上海市首屆工程問(wèn)題挑戰(zhàn)賽優(yōu)秀獎(jiǎng)17自動(dòng)售報(bào)機(jī)單莘，王洪生上海市首屆工程問(wèn)題挑戰(zhàn)賽優(yōu)秀獎(jiǎng)18腳踏式環(huán)狀楔塊驅(qū)動(dòng)螺旋千斤頂陶宗杰全國(guó)大學(xué)生過(guò)程裝備實(shí)踐與創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎(jiǎng)19新型管道爬行機(jī)器人設(shè)計(jì)王軍全國(guó)大學(xué)生過(guò)程裝備實(shí)踐與創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎(jiǎng)20球形滾動(dòng)機(jī)器

24、人顧凱端全國(guó)大學(xué)生過(guò)程裝備實(shí)踐與創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎(jiǎng)表2 學(xué)生獲得的專(zhuān)利序號(hào)專(zhuān)利名稱(chēng)學(xué)生姓名專(zhuān)利號(hào)獲得時(shí)間1多功能臺(tái)虎鉗周小磊ZL 01238421.620022離心摩擦式高層建筑火災(zāi)逃生裝置盧志明ZL 01238423.220023變升程螺旋拉桿式汽車(chē)用千斤頂楊劍，寧明志ZL 01238422.420024滾筒振動(dòng)式硬幣分檢器張力ZL 02216578.920035齒條直線升降式汽車(chē)用千斤頂周敏ZL 02216579.720036易拉罐空罐有償回收裝置鞏彬彬ZL03231162.120047家用微型稻谷去殼機(jī)馬利江ZL 03232462.620048腳踏式電桿爬升裝置張慶ZL03232461.82

25、0049腳踏式環(huán)狀楔塊驅(qū)動(dòng)螺旋千斤頂 陶宗杰申請(qǐng)?zhí)? 200620041591.8200610新型自動(dòng)售報(bào)機(jī) 王洪生，單莘申請(qǐng)?zhí)? 200620040797.92006發(fā)表的教學(xué)論文1、安琦.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教改探索，高等工程教育研究，1999年，第1期。2、安琦.英國(guó)高校機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式淺析?；じ叩冉逃?003年第1期。3、沈昱, 安琦.鏈傳動(dòng)受力分析及計(jì)算方法商榷, 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002年第2期。4、安琦. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中引入創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容改革嘗試，2001年全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)研討會(huì)，2001年11月5、安琦,王小芳. 給學(xué)生一片真實(shí)的創(chuàng)新土地，教育研究，2001年第4期。6、安琦,王小芳.機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)方法探索與實(shí)踐，2002年全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)研討會(huì)議，2002年8月。7、安琦. 中外高校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)內(nèi)容比較分析，全國(guó)過(guò)程裝備與控制專(zhuān)業(yè)雙語(yǔ)教學(xué)研討會(huì)，2003年5月