文/佛山市順德區(qū)鄭敬詒職業(yè)技術(shù)學(xué)校 金鵬飛

隨著科技的迅猛發(fā)展，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，AI智能、大數(shù)據(jù)、5G技術(shù)等正在逐步且全面地改變著人們的生活，給人們提供各種便利。這些完全有別于傳統(tǒng)行業(yè)的新型儀器設(shè)備，需要具有跳出常規(guī)的創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力的人才能進(jìn)行設(shè)計(jì)、發(fā)明、制造。

“經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，教育必先行?！睂?duì)于中等職業(yè)學(xué)校機(jī)械專業(yè)來說，教育的目的不僅僅是培養(yǎng)初級(jí)的技術(shù)工人，更重要的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的現(xiàn)代技術(shù)工作者。教師要在專業(yè)課授課過程中創(chuàng)新教學(xué)方法，對(duì)于學(xué)生的一些創(chuàng)意想法，要有意識(shí)地進(jìn)行引導(dǎo)，保護(hù)他們的創(chuàng)意。

然而，在我國(guó)現(xiàn)行的中職教育教學(xué)中，對(duì)于如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)以及保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)意，卻鮮有行之有效的教學(xué)方法。專利是目前為止保護(hù)創(chuàng)意最有利的武器，專利是體現(xiàn)創(chuàng)新的一種科研成果。筆者以國(guó)家級(jí)中等職業(yè)教育改革示范學(xué)?！鹕绞许樀聟^(qū)鄭敬詒職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械專業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，來嘗試解決困擾我們的問題。本校的機(jī)械專業(yè)是廣東省教育廳確立的重點(diǎn)建設(shè)的“雙精準(zhǔn)”專業(yè)。將專利知識(shí)引用到中職機(jī)械專業(yè)主干課程《機(jī)械基礎(chǔ)》的日常教學(xué)中，結(jié)合生活中的一些實(shí)例，在深入研究機(jī)械專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出教學(xué)中存在的主要問題，及如何在專業(yè)課程的教學(xué)中有機(jī)地融入專利知識(shí)，并利用專利知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)。

一、機(jī)械專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀

近幾年，機(jī)械專業(yè)設(shè)計(jì)軟件在常規(guī)教學(xué)中的應(yīng)用大大提高了課堂教學(xué)的效果。特別是零件三維建模設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)模擬裝配、零部件動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)模擬、裝配件力學(xué)分析等，這些新型的教學(xué)手段都有利于教師把機(jī)械專業(yè)知識(shí)輕松且高效地傳授給學(xué)生，教學(xué)效果非常不錯(cuò)。但按照這種授課方式培養(yǎng)出來的人才還是存在以下問題。

1.創(chuàng)新意識(shí)有待提高

由于現(xiàn)行的中等職業(yè)教育模式的局限性，機(jī)械專業(yè)課程教學(xué)方式還是以課堂講授現(xiàn)有知識(shí)為主。授課教師只要完成課程教學(xué)大綱和政策規(guī)定的教學(xué)任務(wù)即可，而學(xué)生也只需要完成一定量的作業(yè)和參加一次期末考試，即完成了一門課程的學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣的教學(xué)模式很傳統(tǒng)，基本上是授課教師講什么，學(xué)生就接收到什么，但在培養(yǎng)學(xué)生開拓性思維及創(chuàng)新能力方面明顯不足。

2.學(xué)以致用理念缺乏

注重理論教學(xué)的機(jī)械專業(yè)課程體系，注定了學(xué)生對(duì)機(jī)械專業(yè)課程的學(xué)習(xí)多停留在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的低端層次上。在課程學(xué)習(xí)的過程中，缺乏創(chuàng)新及實(shí)踐機(jī)會(huì)，久而久之，忘記學(xué)以致用的根本，出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象。比如《機(jī)械基礎(chǔ)》齒輪傳動(dòng)一章中，學(xué)生除了知道教材中列舉的幾個(gè)齒輪應(yīng)用場(chǎng)合，竟然聯(lián)想不到更多的實(shí)際應(yīng)用齒輪的場(chǎng)合。

3.實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)淡薄

對(duì)于中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生來說，動(dòng)手實(shí)踐不僅能加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解，而且是培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要方式。隨著社會(huì)的進(jìn)步，各種新型的教學(xué)方法和教學(xué)用具已經(jīng)被發(fā)明出來，比如STEAM、3D打印、三維掃描、開源機(jī)器人等，這些新型的方法和教具都可以大大提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。但在現(xiàn)有的教學(xué)活動(dòng)中，限于各種實(shí)際的條件，為學(xué)生創(chuàng)造活學(xué)活用知識(shí)、舉一反三實(shí)踐的機(jī)會(huì)較少。

4.專利保護(hù)概念缺失

中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生對(duì)于自己的一些創(chuàng)新性想法完全沒有保護(hù)的意識(shí)，對(duì)于專利知識(shí)的認(rèn)識(shí)都特別膚淺。常常認(rèn)為自己的想法完全不值得保護(hù)，只有那種特別體現(xiàn)技術(shù)含量和高精尖的產(chǎn)品才值得申請(qǐng)專利保護(hù)，或者認(rèn)為自己的創(chuàng)新性想法已經(jīng)被別人發(fā)明出來了，也就沒有必要進(jìn)行專利保護(hù)了。這其實(shí)是一種對(duì)專利的誤解。專利保護(hù)的不是物品的功能，而是實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的方式。申請(qǐng)專利保護(hù)，不需要做出真正的實(shí)物。只需要有一個(gè)創(chuàng)新性的想法，也可以申請(qǐng)專利，因?yàn)槲覀兊膭?chuàng)新性想法是一種智力成果、知識(shí)財(cái)富，它可以轉(zhuǎn)換成實(shí)際的價(jià)值。

之所以會(huì)出現(xiàn)上述的問題，除了受授課內(nèi)容、教育制度等客觀因素影響之外，沒有適合的、創(chuàng)新性的教學(xué)方法也是一個(gè)關(guān)鍵性的問題。好的教學(xué)方法有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力，能夠培養(yǎng)出適用于現(xiàn)代化建設(shè)的創(chuàng)新人才。筆者接觸專利多年，嘗試?yán)脤＠膭?chuàng)新特性，結(jié)合生活中的真實(shí)案例，把相關(guān)專利知識(shí)融入到機(jī)械專業(yè)教學(xué)中，以求培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

《中華人民共和國(guó)專利法》于1985年4月1日正式實(shí)施。該法對(duì)專利的定義是人們對(duì)創(chuàng)造性智力成果、商業(yè)標(biāo)志及其他具有商業(yè)價(jià)值的信息依法享有的權(quán)利。專利權(quán)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：專有性、時(shí)間性和地域性。主要包含三個(gè)部分：發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和外觀專利。

二、專利知識(shí)的應(yīng)用對(duì)策

專利知識(shí)在機(jī)械專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用主要是把教學(xué)中相關(guān)的機(jī)械知識(shí)涉及的專利特性分析出來，再利用這些專利特性把相關(guān)實(shí)例串聯(lián)起來，進(jìn)行區(qū)分學(xué)習(xí)。舉一反三，使學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，體會(huì)專利特性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。具體應(yīng)用包括分析教學(xué)內(nèi)容、搜集相關(guān)實(shí)例、篩選特色案例、嵌入案例教學(xué)、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新等共5個(gè)步驟。

1.分析教學(xué)內(nèi)容

以《機(jī)械基礎(chǔ)》教學(xué)為例，其內(nèi)容主要是機(jī)械機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)常見的各類機(jī)械機(jī)構(gòu)，并掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

如凸輪機(jī)構(gòu)教學(xué)，主要是讓學(xué)生學(xué)習(xí)凸輪機(jī)構(gòu)的組成及工作原理，特別是要掌握從動(dòng)件的等加等減速、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線的作圖方法，具體應(yīng)用就是用不規(guī)則的凸輪外圓曲線來控制從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，從而得到時(shí)間不等的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

再如齒輪傳動(dòng)教學(xué)，齒輪傳動(dòng)主要用來傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到300m/s，傳遞功率可達(dá)105KW，齒輪直徑可從1mm到150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)，也是鐘表、發(fā)動(dòng)機(jī)等高精密儀器必不可少的一種傳動(dòng)方式。一部完整的儀器，是由多種機(jī)構(gòu)的組合構(gòu)成。根據(jù)組合方式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不同，就能申請(qǐng)不同的專利。

但是，各門專業(yè)課是不同的，其專利的側(cè)重點(diǎn)也不一樣，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)調(diào)整專利的側(cè)重點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)行專利挖掘。只有把教學(xué)內(nèi)容分析到位，才能因材施教，然后搜集生活中的典型實(shí)例融入教學(xué)中。

2.搜集典型實(shí)例

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分析，可在專利查詢官網(wǎng)上搜索相關(guān)知識(shí)涉及的創(chuàng)新實(shí)例，防止侵權(quán)。搜集實(shí)例包括兩部分：與專業(yè)知識(shí)相關(guān)的產(chǎn)品實(shí)例及具有相關(guān)專利特色的不同類型專利。

例如，現(xiàn)在學(xué)校里最常用的課桌椅，我們?cè)趯＠W(wǎng)上查到有一種折疊式課桌椅，具體功能是：用于教室上課和午睡，包括課桌和課椅，課桌包括桌面、桌柜、桌底座和桌面支撐件，桌柜和桌底座固定連接，桌柜設(shè)于課桌的左側(cè)或右側(cè)，桌面與桌柜用桌面鉸鏈連接，桌面可繞桌面鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)；課椅包括椅架、靠背板、坐板、定位連桿、枕頭或托板，它們互相活動(dòng)連接。上課時(shí)，桌面繞桌面鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置，坐板繞鉸鏈轉(zhuǎn)到水平位置，午睡時(shí)，桌面繞桌面鉸鏈轉(zhuǎn)動(dòng)到近似豎直位置，靠背板和坐板或者靠背板和托板繞鉸鏈轉(zhuǎn)到相互成鈍角的交角，供人體躺臥，本發(fā)明在不增加課桌椅占地面積的前提下，實(shí)現(xiàn)了課桌椅用于躺臥的功能，給中小學(xué)生提供了一種舒適、健康的午睡設(shè)施，解決長(zhǎng)期困擾學(xué)校和家長(zhǎng)的學(xué)生睡午覺難的問題。

這就是一個(gè)非常典型的即將授權(quán)專利的實(shí)際案例。在實(shí)際教學(xué)中，如果想引用課桌類的案例，就需要規(guī)避掉這個(gè)專利，以免發(fā)生侵權(quán)行為。

3.篩選特色案例

特色案例是向?qū)W生提供一段生活中常見的背景資料，然后提出問題，在問題中要求學(xué)生分析給定的資料，依據(jù)一定的理論知識(shí)，或做出決策，或作出評(píng)價(jià)，或提出具體的解決問題的方法或意見等。

特色案例的篩選和分析，考查的是高層次的認(rèn)知目標(biāo)。它不僅能考查學(xué)生了解知識(shí)的程度，而且能考查學(xué)生理解、運(yùn)用知識(shí)的能力，更重要的是它能考查考生綜合、分析、評(píng)價(jià)方面的能力。

例如，新聞上報(bào)道，在大雨天，路人走過雨水已到小腿的街道的時(shí)候，因?yàn)榭床坏剿碌那闆r，有時(shí)會(huì)不慎落進(jìn)下水道里，幾無生還的希望。而在下雨前，下水道井口是有井蓋的，為什么還會(huì)導(dǎo)致行人落進(jìn)下水道里呢？針對(duì)這個(gè)問題，我們可以引導(dǎo)學(xué)生首先分析是什么原因?qū)е铝怂谰w不見，該如何解決這個(gè)問題。其次提出嘗試?yán)盟鶎W(xué)的凸輪機(jī)構(gòu)知識(shí)，對(duì)現(xiàn)有的下水道井蓋進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

4.案例嵌入教學(xué)

利用網(wǎng)絡(luò)資源和信息技術(shù)，在專業(yè)課的教學(xué)中引入生活中常見的案例，并加以分析。引導(dǎo)學(xué)生利用已掌握的專業(yè)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題，并且把解決問題的技術(shù)方案申請(qǐng)專利，加以保護(hù)。此種教學(xué)方法，既使學(xué)生已掌握的專業(yè)知識(shí)得到了實(shí)際應(yīng)用，從而更理解了專業(yè)知識(shí)，也使學(xué)生具備了專利保護(hù)的意識(shí)，可謂一舉多得。

如鏈傳動(dòng)一章的學(xué)習(xí)中，我們可以引入這樣的案例：學(xué)生現(xiàn)在用的課桌，都是四腳直接放在地面上的，如果想移動(dòng)課桌的話，只能搬起課桌走。而有的同學(xué)，特別是男生，比較懶，不愿意搬動(dòng)，就直接推。桌腳與地面摩擦，發(fā)出刺耳的噪音。為了避免這個(gè)問題，筆者引導(dǎo)學(xué)生對(duì)現(xiàn)有的課桌進(jìn)行改進(jìn)，利用鏈傳動(dòng)的原理，解決了這個(gè)問題，同時(shí)申請(qǐng)了專利。

在這個(gè)過程中，教師和學(xué)生一起分析改進(jìn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)件組成和運(yùn)行原理，辨別出這些措施是實(shí)用方法的改進(jìn)，還是創(chuàng)造性的應(yīng)用。在分析的過程中，學(xué)生既掌握了鏈傳動(dòng)一章的專業(yè)知識(shí)，又明白了鏈傳動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，最主要的是使學(xué)生有了專利的保護(hù)意識(shí)。

5.激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新

借助案例，利用頭腦風(fēng)暴法讓學(xué)生進(jìn)行討論，如課桌椅如何改進(jìn)才能避免上述問題？用我們已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)可不可以解決這個(gè)問題？用齒輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等傳動(dòng)方式可以解決嗎？還是需要幾種傳動(dòng)方式的相互配合才能解決？提出這些引導(dǎo)性的問題后，學(xué)生可以進(jìn)行分組討論，把能想到的解決方案都列出來，再分頭做實(shí)驗(yàn)或查資料進(jìn)行論證，而后再次進(jìn)行集體討論，挑出可行性比較高的一種方法，可以利用軟件進(jìn)行電腦模擬驗(yàn)證。如果電腦模擬的條件不足的話，可以試著做一個(gè)實(shí)際但簡(jiǎn)易的原理運(yùn)行機(jī)構(gòu)來驗(yàn)證這種方法的可行性。如果驗(yàn)證結(jié)果成立，至少第一步對(duì)專業(yè)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用已經(jīng)很好地完成了。在這一步完成的基礎(chǔ)上，可以試著寫專利申請(qǐng)書。此時(shí)，就進(jìn)行到了第二步，真正穿插融入了專利知識(shí)，如果是完全的自主創(chuàng)新，則可能是一項(xiàng)發(fā)明專利。即使不能申請(qǐng)到發(fā)明專利，也可以申請(qǐng)實(shí)用新型專利(兩種專利可以同時(shí)申請(qǐng))。

在整個(gè)教學(xué)過程中，不僅開發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和專業(yè)知識(shí)實(shí)際運(yùn)用的能力，而且有助于學(xué)生養(yǎng)成觀察生活、發(fā)現(xiàn)問題的能力，從而將靈光一現(xiàn)的想法應(yīng)用于實(shí)踐的發(fā)明。

三、結(jié)語

迄今為止，機(jī)械專業(yè)發(fā)展了幾百年，相對(duì)來說，算是比較成熟的專業(yè)，但創(chuàng)新仍然是其發(fā)展的重要因素，而教師的創(chuàng)新性教學(xué)有利于促進(jìn)培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才。

將專利知識(shí)融入機(jī)械專業(yè)的創(chuàng)新性教學(xué)活動(dòng)中，從大的方面來說，不僅可以讓學(xué)生掌握本專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，更促進(jìn)了學(xué)生的專利保護(hù)意識(shí)，最主要的是懂得了什么是侵權(quán)行為，從而提高全民的專利保護(hù)意識(shí)。從小的方面來說，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，能無形中促進(jìn)學(xué)生提升舉一反三、活學(xué)活用的能力。特別是很多方法都是靈光一現(xiàn)的，而這些好方法和妙主意需要進(jìn)一步的研究和實(shí)踐，最終使學(xué)生成長(zhǎng)為適應(yīng)我國(guó)高速發(fā)展的實(shí)踐型創(chuàng)新人才。

當(dāng)然，創(chuàng)新教學(xué)的應(yīng)用需要科學(xué)的課程體系、完善的教學(xué)制度和創(chuàng)新型校園文化等相關(guān)因素支撐，更需要良好的教學(xué)評(píng)價(jià)體系和管理機(jī)制相配套。