培养创新能力机械设计基础课程改革

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1、培养创新能力机械设计基础课程改革摘要《机械设计基础》课程主要由课堂教学、实验和课程设计教学方法组成。首先，对于目前课程中存在不利于培养学生创新能力的问题进行了综合分析；其次，基于TRIZ,结合本课程特点对《机械设计基础》课程提出具体的改革措施；最后，经过近两年的实践，取得了良好的效果，验证该改革措施是行之有效的。关键词机械设计基础；创新能力：TRIZ理论中图分类号G642.0文献标识码A文章编号1005-4634(2012)05-0081-030引言《机械设计基础》是天津城市建设学院非机类专业学生所学的一门专业基础课，主要研究机械的常用机构和通用零件的工作原理、结

2、构特点、基本设计理论和计算方法，具有较强的理论性、实践性和应用性。现代社会需要具有创新能力的人才，所以结合天津城市建设学院非机类专业特点，并针对本课程特点，提出具体的改革方式来加强学生创新能力的培养。1《机械设计基础》课程中存在的问题《机械设计基础》课程通常采用课堂教学、实验和课程设计方式实施教学。如今的教学中存在以下问题。1）教学内容多，课时少；2）教学模式比较陈旧，现代教育手段得不到正确使用；3）学生的自主性和创新性差；4）实验教学环节重理论、轻实践；5）学生对课程设计的重视度不够、依赖性强，无创新性。总体而言，现在的学生会背书、有技能，但缺乏创新能力。因此，

3、在《机械设计基础》课程教学中，培养学生掌握设计的基本原理和最新方法，还应注重培养学生的创新能力。创新思维的探索在国内外从没有停止过，并已取得许多可喜的成果，如试错法、头脑风暴法、形态分析法、焦点对象法、多角度思考法、检核表法等。但上述创新方法基本以心理机制为基础，且逻辑性不严密。TRIZ是前苏联G.enrichS.Altshuller和他的同事，经过50多年对数以万计的专利文献和自然科学知识进行研究、整理和归纳，最终建立的一整套系统化的、实用的、解决发明问题的理论和方法体系。TRIZ理论的原理、法则、程序、步骤、措施等，来源于人类长期探索与改造自然的实践经验的总结

4、，具有严密的逻辑性，而且应用的有效性较高。ZLOTIN把知识从0级到4级分为了5个等级（0级最低，4级最高），不同级别的知识可以用于解决不同级别的问题，如表1所示。使用TRIZ理论解决问题时，其步骤如图1所示。2《机械设计基础》课程改革措施充分考虑天津城市建设学院教学的实际情况和本课程特点，基于TRIZ,对《机械设计基础》课程提出具体的改革措施。1)优化教学内容，构建培养创新能力的教学体系。(1)选取来源于现实生活的教学素材，并使教学内容贴近非机类各专业方向；(2)传统和现代技术手段相结合，注重教师的引导作用，采用学生的融入式教学；(3)融入TRIZ理论，如讲解齿

5、轮机构在当今国内外的发展状况时，引导学生采用TRIZ理论中40个发明原理中的问题模型进行分析：应用最广的是直齿渐开线齿轮，但其寿命短、承载能力有限。因此,人们尝试在同样厚度的齿轮上，增加接触线长度的斜齿，即斜齿轮。但斜齿轮在传动过程中，易产生对传动系统不利的轴向分力，所以，诞生了人字齿轮，可是人字齿轮的加工复杂。同时，讲解齿轮机构的设计及其在生活中的应用时，穿插TRIZ理论及其有关的创新实例，并让学生在课堂及课后应用TRIZ理论进行思考，启发学生在原有基础上不同角度的创新。2)优化实验内容，培养学生创新能力。(1)组织学生拆装与专业相关的机器，为学习专业课打下良好

6、基础；(2)开设创新性和综合性实验…，如机构创意设计实验，主要对常见的机构进行创意组合，由学生自己设计机构用途和机构简图，再根据其机构简图搭建机构，并分析其合理性。在实验中，学生可使用TRIZ理论中的合并、分割、嵌套、替代等发明原理，解决设计的机构如何达到机构功能的要求；(3)从各自专业出发，鼓励学生构想出一些新的机构、机器或对现有机器的不合理部分提出改革设想，然后进行设计并付诸实施。1)改革课程设计的教学模式，加强学生创新设计能力的培养。(1)组成兴趣设计小组，让学生在设计过程中对现有的问题提出创新性解决方案；(2)TRIZ理论中的39个标准工程参数与机械产品有

7、着非常密切的关系，所以，课程设计中要以学生为主，教师只起指导作用，引导学生将TRIZ理论中的39个标准工程参数应用到课程设计中，为以后的实践性工作打下基础；(3)重视答辩。2)构建第二课堂，培养学生的创新能力。结合专业优势，鼓励学生积极参与教师课题和各级挑战杯及创新大赛。(1)参与教师课题，使学生接触学术发展的尖端知识，并增加他们的求知欲和探索欲；(2)对于各种竞赛活动，采用自主研究模式，即由教师指导学生应用TRIZ理论提出问题和解决问题，搜集资料制定研究计划，最后提交研究成果(论文或生产成品)。自始至终，指导教师不应直接参与其中，更不应把自己的观点强加给学生，只

8、在必要时给