在机械设计基础教学中培养创新思维

《在机械设计基础教学中培养创新思维》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2002全国机械设计教学研讨会论文在机械设计基础教学中培养创新思维梁医张庆王华坤（南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094）摘要：本文简单介绍了创新思维的含义，并从机械设计基础课程教学的角度出发，论述了创新思维在高等教育中的重要作用；提出了教师培养学生创新思维的一些建议，最后重点针对机械设计基础的具体内容，举例阐述了在课堂中贯穿创新思维的一些教授方法。关键词：机械设计基础教学，创新思维1创新思维与教育培养创新思维是一种很复杂的思维活动，它具有两个特征：它是逻辑思维与非逻辑思维（形象思维、直觉、顿悟、灵感）的统一；是扩散思维和集中思维的统一。创新是通

2、过抽象和概括反映事物的本质与规律的思维活动，然而伴随这种思维往往有强烈的探索动机，经历存疑、假设、推理、顿悟和验证的各个阶段，最后达到对事物的进一步认识，而解决以前没有解决的问题或获得以前没有的某种新事物，因而表现出创新性。创新是选择，突破与重新构思三个过程的结合，创新不是无中生有，而是有其生长点，或是从现有机构中进行研究，摸索，通过分析、类比选择出基本雏形，或是以设计者的创新构思作为创新生长点，进行突破与重新构思，实现创新设计。由于创新比较接近推展、衍生的，是建立在从前现存成果上的，因而对于高等教育者，培养学生的创新思维则具有较好的可操作性。现代教育存

3、在的问题之一是，教育者往往将教授的内容讲解得详细而贴切，但学生仍是遇事问而不思，最后导致课堂“填鸭”的大部分知识将会在很短的时间内被遗忘。实际上，引导学生进行主动的创新思维过程，就是使学生扎实掌握事物的本质和基本规律的过程。如果现代教育者能够重视这一过程，那么学生所学到的知识将不再是僵化而机械的，他们将很快能够领会、掌握事物的实质，进而在这一知识领域内举一反三，游刃有余。2机械设计基础教学与创新思维培养“机械设计基础”是机械及近机类专业一门重要的专业基础课。如果我们从培养创新能力出发，对“机械设计基础”教学内容进行重组和优化，改变传统的课程体系，建立“以

4、分析为手段，综合（设计）为目的”的教学模式，将十分有利于学生对机械学基础的熟练掌握和融会贯通。要想培养与训练学生的创新思维能力，首先，教育者要抛弃把所有的知识都要在课堂上灌给学生的想法，“授人以鱼，不如授人以渔”。机械学的有关知识越来越多，越来越新，教育者要想把所有的知识都教给学生，这是非常不现实的，只有通过启发、诱导和提示，激发学生的兴趣和热情，培养学生主动独立思考的意识和能力，这样才能够教给他们真正的知识和技能。第二，一定要避免孤立的讲解各章节的内容，教师可通过归纳、比较各部分内容，使知识成为一个有机的整体，更易于掌握巩固；第三，向学生介绍一些创新思

5、维方法，并结合课程的有关内容，训练学生的创新思维，鼓励学生减少思维“约束”，增大思维“自由度”2002全国机械设计教学研讨会论文，把传授知识与培养优良的思维品质结合起来。第四，教育者要紧跟现代机械发展方向，随时注意发展前沿的新热点，不断充实和丰富教学内容，寻找激发学生兴趣的新观念、新事物，开发学生的机械创新思路。在教学实践中，这些尝试都取得了较好的效果。3创新思维在机械设计基础中的运用3.1运动变换，进行机构的分析与设计在机械设计基础课程中，以培养创新思维为原则，我们可以得到以“运动变换”为主线的机械分析和创新设计教学方法。选择运动链中不同的构件作为机架

6、的过程称之运动变换，“运动变换”的过程也是最常用的一种创新过程，在工程创新设计中极其典型。3.1.1运动变换在凸轮机构、齿轮机构分析中的应用在凸轮轮廓曲线设计，将凸轮固定为“机架”，即运动变换，再按照从动件与凸轮的相对运动关系求出凸轮轮廓曲线。在周转轮系传动比计算中，也是通过将系杆固定成为“机架”，即运动变换，把周转轮系转化为定轴轮系进行求解。3.1.2运动变换在平面四杆机构设计中的应用如图1（a）所示铰链四杆机构，构件4为机架，连架杆1从B1点开始运动，经B2点运动到B3点停止。若观察者分别在构件1、构件2和构件3上观察这一运动过程，即分别以构件1、构

7、件2和构件3为“机架”则可分别得到图1(b)、(c)和(d)所示的机构运动。通过这样变换“机架”可以解决下列几类四杆机构的设计问题。（1）已知连杆的二个或三个位置，但未知连杆上铰链中心的位置，设计四杆机构。（2）按连架杆或滑块的对应位置设计四杆机构。（3）按连杆与连架杆的对应位置设计四杆机构。图13.1.3运动变换，创新机构通过运动变换得到的新机构称为原机构的倒置机构。根据相对运动原理，倒置机构和原机构的相对运动关系不变，但是机构的绝对运动却发生了根本的改变。运动变换（变换机架）是机构创新的一个基本方法。凸轮机构的运动变换，摆动从动件凸轮机构，若以凸轮为

8、机架，原机架为主动件，从动件（摆杆）则输出复合运动，这种机构称为固定凸轮机构，图