導(dǎo)語：機械創(chuàng)新設(shè)計與課程設(shè)計的選題指導(dǎo)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:選題是《機械創(chuàng)新設(shè)計》課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因設(shè)計時間短(兩周)，需要學(xué)生們獨立選題，作為指導(dǎo)教師，做好選題指導(dǎo)極為關(guān)鍵。筆者多年的指導(dǎo)經(jīng)歷，將課程設(shè)計任務(wù)提前布置，把選題與課程的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合(如創(chuàng)造力原理、創(chuàng)造技法、實訓(xùn)方法等)，有針對性地指導(dǎo)學(xué)生明確課題何處來，如何應(yīng)用實訓(xùn)方法，助益選題;如何借助缺點列舉法等創(chuàng)造技法，拓寬思路，擴大選題范圍等;再結(jié)合制定時間節(jié)點督促學(xué)生按時提交選題，并對選題評析、反饋，直至完善。這樣，學(xué)生課程設(shè)計的時間比較寬松，教學(xué)中將課程設(shè)計貫穿其中，實現(xiàn)學(xué)以致用，學(xué)練結(jié)合，獲益良多。

關(guān)鍵詞:選題;指導(dǎo);提前;學(xué)以致用

一、概述

《機械創(chuàng)新設(shè)計》教學(xué)中［1-3］，課程設(shè)計是重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本課設(shè)有兩周的課程設(shè)計，一般按小組方式完成，組內(nèi)3～4人一組，自由組合，以團隊形式完成此課程設(shè)計。尤其需要說明的是，與其他課程設(shè)計不同，此課程設(shè)計題目不是教師給定的，需要學(xué)生自己選題。僅有兩周時間，設(shè)計時間短，而且需要學(xué)生獨立選題，因此選題是此課程設(shè)計環(huán)節(jié)中最重要、難度最大的一個環(huán)節(jié)，同時選題也是關(guān)鍵點。若選題合適，課程設(shè)計就成功了一半;若選題選得不合適，課程設(shè)計很可能難以通過。故對指導(dǎo)教師而言，選題指導(dǎo)是極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。筆者在多年的教學(xué)實踐中，做了一些嘗試，與同行們分享如下。

二、選題的指導(dǎo)

(一)盡早布置

第一次課在介紹課程時就告知學(xué)生，本課結(jié)束后有兩周的課程設(shè)計，單獨計學(xué)分，與其他課程設(shè)計不同，題目需要自定，而不是老師給定題目。課程設(shè)計的任務(wù)書電子版發(fā)給學(xué)生，讓他們有初步的認(rèn)識(對課程設(shè)計的要求與選題做簡單的介紹)。尤其需要告知學(xué)生，若在課程設(shè)計時才開始選題，就太遲了，現(xiàn)在就應(yīng)該開始思考。凡事宜早做安排，就像要去坐火車、乘飛機一樣，要提前出門，算出到車站、機場的時間、過安檢的時間等。課程設(shè)計也是如此，以往的同學(xué)能提前做好選題的，課程設(shè)計往往很順利;個別組的同學(xué)對選題不重視，不提前去做，最后課程設(shè)計時很被動，其他小組在做具體設(shè)計了，他們題目還沒定好，整個課程設(shè)計制作的匆匆忙忙，成績往往不理想。

(二)如何指導(dǎo)選題

1．結(jié)合課程所學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，啟發(fā)選題在布置了課程設(shè)計任務(wù)后，在講課過程中，學(xué)到相關(guān)的內(nèi)容時，就聯(lián)系選題進(jìn)行講解。例如，在課程第一章，講到機械產(chǎn)品的設(shè)計類型主要有三種［1］:(1)開發(fā)性設(shè)計。根據(jù)設(shè)計任務(wù)提出的功能要求，提出新的原理方案，通過產(chǎn)品規(guī)劃、原理方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計的全過程完成全新的產(chǎn)品設(shè)計。(2)變異設(shè)計。在已有產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品存在的缺點或新的應(yīng)用環(huán)境、新的用戶群體、新的設(shè)計理念，改變已有產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸、參數(shù)，設(shè)計出更加適應(yīng)市場需求、具有更強的市場競爭力的產(chǎn)品。或在已有產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過在合理的范圍內(nèi)改變設(shè)計參數(shù)，設(shè)計在更大范圍內(nèi)適應(yīng)市場需求的系列化產(chǎn)品。(3)反求設(shè)計。根據(jù)已有的產(chǎn)品或設(shè)計方案，通過深入的分析和研究，掌握設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎(chǔ)上，開發(fā)出同類型的創(chuàng)新產(chǎn)品。此三種設(shè)計中，通常針對新產(chǎn)品的開發(fā)性設(shè)計難度最大，要求創(chuàng)新程度也最高。而變異設(shè)計、反求設(shè)計，都是改進(jìn)型設(shè)計。課程設(shè)計時，這三種設(shè)計都可以考慮，從創(chuàng)新的難度來說，開發(fā)性設(shè)計難度系數(shù)最大，但也不是不能做。如果有很感興趣的產(chǎn)品，也不一定很難，完全可以放開去做;至于變異設(shè)計、反求設(shè)計，有產(chǎn)品原型，難度系數(shù)小，相對會容易些。希望大家平時多留意、注意觀察生活。由于選題對學(xué)生而言，既是難點又是關(guān)鍵點，需要多次強調(diào)。在上課時，結(jié)合不同的內(nèi)容多次講解，使學(xué)生明白課題的來源，然后如何去選。例如，在學(xué)習(xí)課程第二章創(chuàng)造力原理時［3］，原理之一是創(chuàng)造力人皆有之，即只要是正常的健康的人都有創(chuàng)造力，不只是大人物才有，普通人同樣具備。在座的每位同學(xué)，是不是無一例外具有創(chuàng)造力?反問學(xué)生:現(xiàn)在的汽車、電燈、電腦等，怎么來的?是02種在地上長出來的嗎?可曾聽說誰家這塊地里是種汽車的，那塊地里是種電腦的?顯然不是，它們是人造的，人們?yōu)槭裁聪氲街圃爝@些東西呢?或者說汽車等產(chǎn)品的“種子”是什么?它們最初是怎么來的?汽車產(chǎn)生之前，當(dāng)人們需要遠(yuǎn)行時，往往是步行、騎馬或坐馬車等，速度慢而且人在路途中很辛苦，有人想能不能制造一種東西代替步行、騎馬等，使人輕松快捷地到達(dá)目的地呢?要是能有這樣一種東西就好了，對此很多人反復(fù)在心中構(gòu)思、想象，這就是汽車產(chǎn)生的最早“種子”或汽車發(fā)明的萌芽。后來經(jīng)過無數(shù)人的努力，汽車被設(shè)計制造出來。不管汽車發(fā)展歷史中，其后經(jīng)過怎樣的歷程、改進(jìn)，創(chuàng)造汽車的初衷或原始的創(chuàng)意，始終沒變，這相當(dāng)于西瓜的種子、小麥的麥種等。其他的創(chuàng)造也是同樣，如電燈。使用電燈之前，夜晚的照明人們主要用油燈，因為油燈不是很明亮，有人要求高，心里想要是能有很亮的燈來為大家照明，該多好啊!很多人有此愿望，產(chǎn)生創(chuàng)造更亮的燈為人們照明的期望，有了想法又不斷努力研究，最終成功發(fā)明電燈，可見，發(fā)明創(chuàng)造的課題源于人們在生產(chǎn)生活中，因發(fā)現(xiàn)問題或發(fā)現(xiàn)人們的需要而產(chǎn)生的想法(愿望)。方便他人，給人們的生活帶來方便、利益的想法(愿望)，它不是無緣無故產(chǎn)生的。大家思考一下是不是如此?我們的生活，離不開前人的創(chuàng)造，每天都在自覺不自覺地使用著無數(shù)位前人發(fā)明創(chuàng)造的成果。同樣的，我們是不是需要發(fā)明一些新產(chǎn)品或改進(jìn)已有的產(chǎn)品呢?要發(fā)明或改進(jìn)，首先要注意留意、觀察生活，發(fā)現(xiàn)人們的需求，這是各種創(chuàng)造活動的來源。對課程設(shè)計而言，這種需求即是課程設(shè)計選題的來源。以面條機為例，此機器已經(jīng)是成熟的產(chǎn)品，我們一般想到的是面條機就是壓面條的。實際去做用戶調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有的用戶用面條機壓面條不多，常用壓餛飩皮，調(diào)到最小的間隙去壓餛飩皮，發(fā)現(xiàn)壓出的皮還是很厚、不令人滿意。就此點考慮，面條機要不要改進(jìn)呢?還是單獨設(shè)計一臺壓餛飩皮的機器?這或許就是一個選題，當(dāng)然能否作為選題，還需要進(jìn)一步做市場調(diào)研、分析等。但作為選題的來源，應(yīng)明確課題來源于人們的生活、生產(chǎn)，特別是發(fā)現(xiàn)人們的需求有不方便之處時。由上而知，課題來源于生活、生產(chǎn)，應(yīng)注意觀察、留意生活、善于思考、善于發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)人們的需求、不方便，或者說難點。道理容易理解，但大家平時沒有形成觀察生活、善于思考的習(xí)慣;必須借助于一種方法培養(yǎng)大家積極觀察、思考、發(fā)現(xiàn)問題的習(xí)慣。這種實訓(xùn)方法即是———“一日一設(shè)想”活動。2．應(yīng)用“一日一設(shè)想”訓(xùn)練，有利選題“一日一設(shè)想”是一種創(chuàng)造性思維開發(fā)訓(xùn)練活動，是美國的奧斯本首先提倡并身體力行的。“一日一設(shè)想”的創(chuàng)造性思維開發(fā)訓(xùn)練活動，經(jīng)過實踐檢驗對創(chuàng)造活動起到良好的作用，其意義十分深遠(yuǎn)。尤其課程設(shè)計的選題問題，應(yīng)用此訓(xùn)練方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、善于思考的習(xí)慣，增加對發(fā)現(xiàn)問題的敏感度，易于實現(xiàn)選題的目標(biāo)。此項訓(xùn)練活動簡便易行，具體需要:(1)一目標(biāo)，即每個參加者建立每天做一項(或一項以上)創(chuàng)造性設(shè)想的自我目標(biāo);(2)一便攜本，即準(zhǔn)備好隨身方便攜帶的“一日一設(shè)想”專用記錄本，以便及時記錄設(shè)想;(3)堅持每天做，需要持之以恒。上述的創(chuàng)造性設(shè)想具體包括發(fā)現(xiàn)問題(創(chuàng)造的目標(biāo))及解決問題(具體的方案構(gòu)思)兩部分。課程設(shè)計的選題實際就是發(fā)現(xiàn)問題，前面已講述，它們即是創(chuàng)造活動，如課程設(shè)計課題的“種子”和萌芽，設(shè)想的內(nèi)容可以包羅萬象，沒有限制，一般以學(xué)生們的日常學(xué)習(xí)工作領(lǐng)域為重點，也可以是來自設(shè)想者日常所見、所聞、所思的內(nèi)容，或受信息啟發(fā)而任意選題。甚至可以是幻想，有些人認(rèn)為幻想是可笑的，殊不知我們現(xiàn)在的很多產(chǎn)品，如飛機、電視等曾是早先時候人們的幻想，現(xiàn)在不是幻想成真了嗎?當(dāng)有了新奇的想法后，把它隨時記下來。“一日一設(shè)想”在課程第三章中，為了課程設(shè)計選題，可以提前學(xué)習(xí)，方便學(xué)生應(yīng)用。在學(xué)完“一日一設(shè)想”后，督促學(xué)生實際訓(xùn)練，每天堅持，至少一天一個設(shè)想，在眾多的設(shè)想中，哪怕其中一兩個能成為課程設(shè)計的選題，不也很好嗎?3．運用創(chuàng)造技法，擴大選題范圍創(chuàng)造技法［4］是從歷來的創(chuàng)造活動實踐中，人們總結(jié)與提煉出來的幫助開展創(chuàng)造活動的輔助性工具。幫助人們克服習(xí)慣性思維障礙，不同類型的創(chuàng)造技法可以從各個不同的角度來啟發(fā)新思路，幫助產(chǎn)生靈感，而且具有普遍性與可操作性，故有很大的實用價值。例如，缺點列舉法，通過尋找創(chuàng)造對象目前所存在的具體缺點，針對缺點進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新的一種創(chuàng)造技法。常言道:“金無足赤，人無完人”，任何事物都存在缺點。從創(chuàng)造學(xué)的角度看，這些缺點正是創(chuàng)造的新起點。缺點就是問題，要解決問題必須先發(fā)現(xiàn)缺點，只有不斷地列舉缺點，解決問題，才能使產(chǎn)品不斷趨于完善。正因為任何事物都必然存在大量的缺點，因而缺點列舉法在一切創(chuàng)造中都普遍適用，而且任何事物的缺點在解決以后，又會有新的缺點顯現(xiàn)。另外，隨著社會的發(fā)展與人們需求的變化，各種事物還會產(chǎn)生新的缺點，故只要不斷列舉缺點，創(chuàng)新思路必可源源而來。結(jié)合缺點列舉法，課程設(shè)計的選題不難找到。常見的機器、產(chǎn)品等都存在缺點，不用分析大量的機器，挑選其中一種分析其缺點，只選其中一個缺點改進(jìn)就是一個選題。故用缺點列舉法，選題并非難事。例如，洗衣機已經(jīng)是比較成熟的產(chǎn)品，有沒有缺點呢?當(dāng)然有，如很臟的衣服洗不干凈;用水多;停電沒法用;偏遠(yuǎn)山區(qū)、缺水的農(nóng)村，不方便使用洗衣機，等等。再如，應(yīng)用希望點列舉法，為課程設(shè)計選題，也是可行的。缺點列舉法要先有事物的原型，然后才能針對列舉的缺點去開展新的創(chuàng)造。它是一種改進(jìn)型、被動型的創(chuàng)造技法，而希望點列舉法，不受任何事物原型的束縛，根據(jù)人們的希望點就可提出各種新的設(shè)想，按照希望與愿望的方向去進(jìn)行創(chuàng)造。問我們自己有什么需要或愿望，或觀察發(fā)現(xiàn)他人某一群體有何需要，此需要或愿望很可能成為我們的課程設(shè)計的課題。還有其他的技法，若覺得方便好用，都是可以拿來用的。

(三)制定時間節(jié)點、督促學(xué)生完成選題

1．制定時間節(jié)點，完成選題表的填報通過多次、反復(fù)講解指導(dǎo)，使學(xué)生明晰選題要求、如何選題后，促使學(xué)生實際去選題，給出他們時間節(jié)點，即提交選題的截止時間。在規(guī)定的時間期限前，要求學(xué)生們填寫選題表，其中包括分組情況(團隊成員)、小組題目、課題簡要等。2．評析選題，反饋、修改直至完善選題表收齊后，教師分析、評價，給予具體反饋和評議，對具有普遍性、代表性的問題在課堂統(tǒng)一反饋和評議。如一個學(xué)生的題目是“工業(yè)機器人的改進(jìn)設(shè)計”，眾所周知，工業(yè)機器人種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，此選題的不當(dāng)之處是題目太大，一般工業(yè)機器人由三大部分六個子系統(tǒng)組成。三大部分是機械部分、傳感部分和控制部分，六個子系統(tǒng)為機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機器人—環(huán)境交互系統(tǒng)等。由于工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及機械、控制、電子等多方面技術(shù)，短短兩周的課程設(shè)計改進(jìn)設(shè)計不可能針對所有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，一般不建議選此題目。若要選此題目，可以修改為某一具體工業(yè)機器人的一部分進(jìn)行改進(jìn);諸如此類的選題，不當(dāng)之處是題目太大并具有一定的代表性。故統(tǒng)一在課堂評議和反饋以使大多數(shù)學(xué)生明白選題的誤區(qū)，令此類選題修改或重選。再如，有一個學(xué)生的選題是“智慧農(nóng)業(yè)”，此選題含混不清，題目不明確，不知設(shè)計者要做什么，此種選題題目作為課程設(shè)計的題目，明顯不合適，反饋重選。諸如此類，對具有共性的選題問題統(tǒng)一反饋和評議。對部分選題不明晰的小組，讓他們在課堂上講一講，選題背景、要解決的問題、主要的機械結(jié)構(gòu)等。就這樣，不合格的選題讓其重選，需要修改調(diào)整的反饋使其修改，直至合適為止。

三、結(jié)論

(1)選題是課程設(shè)計的難點和重點，合理安排，將選題提前安排，與課程的相關(guān)內(nèi)容結(jié)合，使學(xué)生盡早完成選題，從而保障了課程設(shè)計的順利完成。(2)機械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)與課程設(shè)計結(jié)合，以課程設(shè)計貫穿于教學(xué)始終，使學(xué)生學(xué)以致用，加深了學(xué)生對本課程相關(guān)理論方法的理解、體會和掌握。因有任務(wù)驅(qū)動，學(xué)生對理論、知識、方法等的學(xué)習(xí)，就不單是書本上的內(nèi)容，因為他們急需使用，故對教學(xué)內(nèi)容相比于前些屆(無課程設(shè)計貫穿)的學(xué)生理解和掌握要深入得多，并且發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生有了自己的體會。(3)以課程設(shè)計選題貫穿教學(xué)始終，加深了學(xué)生對本課程相關(guān)理論理解、體會。例如，創(chuàng)造力原理，其中關(guān)鍵的一條是創(chuàng)造力人皆有之(這是人類所有創(chuàng)造的基礎(chǔ))，字面上容易理解，但結(jié)合自身真正認(rèn)識自己的確具有創(chuàng)造力，是不容易的。通過課程設(shè)計選題與教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合［5］，不少學(xué)生體會到此點，并激發(fā)起開發(fā)自己創(chuàng)造力的興趣，這是難能可貴的。

參考文獻(xiàn):

［1］王紅梅，趙靜．機械創(chuàng)新設(shè)計［M］．北京:科學(xué)出版社，2020:1-167．

［2］張換高．創(chuàng)新設(shè)計TＲIZ系統(tǒng)化創(chuàng)新教程［M］．北京:機械工業(yè)出版社，2017:6．

［3］牛紅恩，韋翠翠．基于能力提升與過程評價融合的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計教改探索［J］．內(nèi)燃機與配件，2021(20):238-239．

［4］張爭艷，戴士杰，何艷．創(chuàng)新方法與第二課堂并舉的機械類創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究［J］．黑龍江教育(理論與實踐)，2022(2):28-31．

［5］楊雪，吳世青．創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維在機械專業(yè)大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中的教改初探［J］．南方農(nóng)機，2022，53(02):187-189．

作者：王紅梅 趙彥峻 孫紅亮 單位：山東理工大學(xué)機械工程學(xué)院 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院