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)新能力的人才能進行設計、發(fā)明、制造。

“經(jīng)濟要發(fā)展，教育必先行?！睂τ谥械嚷殬I(yè)學校機械專業(yè)來說，教育的目的不僅僅是培養(yǎng)初級的技術(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)新教學方法，對于學生的一些創(chuàng)意想法，要有意識地進行引導，保護他們的創(chuàng)意。

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

一、機械專業(yè)教學現(xiàn)狀

近幾年，機械專業(yè)設計軟件在常規(guī)教學中的應用大大提高了課堂教學的效果。特別是零件三維建模設計、機構(gòu)模擬裝配、零部件動態(tài)設計模擬、裝配件力學分析等，這些新型的教學手段都有利于教師把機械專業(yè)知識輕松且高效地傳授給學生，教學效果非常不錯。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)新意識有待提高

由于現(xiàn)行的中等職業(yè)教育模式的局限性，機械專業(yè)課程教學方式還是以課堂講授現(xiàn)有知識為主。授課教師只要完成課程教學大綱和政策規(guī)定的教學任務即可，而學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習任務。這樣的教學模式很傳統(tǒng)，基本上是授課教師講什么，學生就接收到什么，但在培養(yǎng)學生開拓性思維及創(chuàng)新能力方面明顯不足。

2.學以致用理念缺乏

注重理論教學的機械專業(yè)課程體系，注定了學生對機械專業(yè)課程的學習多停留在完成學習任務的低端層次上。在課程學習的過程中，缺乏創(chuàng)新及實踐機會，久而久之，忘記學以致用的根本，出現(xiàn)高分低能的現(xiàn)象。比如《機械基礎》齒輪傳動一章中，學生除了知道教材中列舉的幾個齒輪應用場合，竟然聯(lián)想不到更多的實際應用齒輪的場合。

3.實踐創(chuàng)新意識淡薄

對于中等職業(yè)學校的學生來說，動手實踐不僅能加強對理論知識的理解，而且是培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動手能力的重要方式。隨著社會的進步，各種新型的教學方法和教學用具已經(jīng)被發(fā)明出來，比如STEAM、3D打印、三維掃描、開源機器人等，這些新型的方法和教具都可以大大提高學生的動手實踐能力。但在現(xiàn)有的教學活動中，限于各種實際的條件，為學生創(chuàng)造活學活用知識、舉一反三實踐的機會較少。

4.專利保護概念缺失

中等職業(yè)學校的學生對于自己的一些創(chuàng)新性想法完全沒有保護的意識，對于專利知識的認識都特別膚淺。常常認為自己的想法完全不值得保護，只有那種特別體現(xiàn)技術(shù)含量和高精尖的產(chǎn)品才值得申請專利保護，或者認為自己的創(chuàng)新性想法已經(jīng)被別人發(fā)明出來了，也就沒有必要進行專利保護了。這其實是一種對專利的誤解。專利保護的不是物品的功能，而是實現(xiàn)這個功能的方式。申請專利保護，不需要做出真正的實物。只需要有一個創(chuàng)新性的想法，也可以申請專利，因為我們的創(chuàng)新性想法是一種智力成果、知識財富，它可以轉(zhuǎn)換成實際的價值。

之所以會出現(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)新性的教學方法也是一個關(guān)鍵性的問題。好的教學方法有利于激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和能力，能夠培養(yǎng)出適用于現(xiàn)代化建設的創(chuàng)新人才。筆者接觸專利多年，嘗試利用專利的創(chuàng)新特性，結(jié)合生活中的真實案例，把相關(guān)專利知識融入到機械專業(yè)教學中，以求培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

《中華人民共和國專利法》于1985年4月1日正式實施。該法對專利的定義是人們對創(chuàng)造性智力成果、商業(yè)標志及其他具有商業(yè)價值的信息依法享有的權(quán)利。專利權(quán)的特點主要體現(xiàn)在三個方面：專有性、時間性和地域性。主要包含三個部分：發(fā)明專利、實用新型專利和外觀專利。

二、專利知識的應用對策

專利知識在機械專業(yè)教學中的應用主要是把教學中相關(guān)的機械知識涉及的專利特性分析出來，再利用這些專利特性把相關(guān)實例串聯(lián)起來，進行區(qū)分學習。舉一反三，使學生掌握專業(yè)知識的同時，體會專利特性，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。具體應用包括分析教學內(nèi)容、搜集相關(guān)實例、篩選特色案例、嵌入案例教學、激發(fā)學生創(chuàng)新等共5個步驟。

1.分析教學內(nèi)容

以《機械基礎》教學為例，其內(nèi)容主要是機械機構(gòu)的學習，學習常見的各類機械機構(gòu)，并掌握其運動規(guī)律。

如凸輪機構(gòu)教學，主要是讓學生學習凸輪機構(gòu)的組成及工作原理，特別是要掌握從動件的等加等減速、簡諧運動規(guī)律曲線的作圖方法，具體應用就是用不規(guī)則的凸輪外圓曲線來控制從動件的運動，從而得到時間不等的簡諧運動規(guī)律。

再如齒輪傳動教學，齒輪傳動主要用來傳遞任意兩軸間的運動和動力，其圓周速度可達到300m/s，傳遞功率可達105KW，齒輪直徑可從1mm到150m以上，是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種機械傳動，也是鐘表、發(fā)動機等高精密儀器必不可少的一種傳動方式。一部完整的儀器，是由多種機構(gòu)的組合構(gòu)成。根據(jù)組合方式、運動規(guī)律的不同，就能申請不同的專利。

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

2.搜集典型實例

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

例如，現(xiàn)在學校里最常用的課桌椅，我們在專利網(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;課椅包括椅架、靠背板、坐板、定位連桿、枕頭或托板，它們互相活動連接。上課時，桌面繞桌面鉸鏈轉(zhuǎn)動到水平位置，坐板繞鉸鏈轉(zhuǎn)到水平位置，午睡時，桌面繞桌面鉸鏈轉(zhuǎn)動到近似豎直位置，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，實現(xiàn)了課桌椅用于躺臥的功能，給中小學生提供了一種舒適、健康的午睡設施，解決長期困擾學校和家長的學生睡午覺難的問題。

這就是一個非常典型的即將授權(quán)專利的實際案例。在實際教學中，如果想引用課桌類的案例，就需要規(guī)避掉這個專利，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，在問題中要求學生分析給定的資料，依據(jù)一定的理論知識，或做出決策，或作出評價，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知目標。它不僅能考查學生了解知識的程度，而且能考查學生理解、運用知識的能力，更重要的是它能考查考生綜合、分析、評價方面的能力。

例如，新聞上報道，在大雨天，路人走過雨水已到小腿的街道的時候，因為看不到水下的情況，有時會不慎落進下水道里，幾無生還的希望。而在下雨前，下水道井口是有井蓋的，為什么還會導致行人落進下水道里呢？針對這個問題，我們可以引導學生首先分析是什么原因?qū)е铝怂谰w不見，該如何解決這個問題。其次提出嘗試利用所學的凸輪機構(gòu)知識，對現(xiàn)有的下水道井蓋進行重新設計。

4.案例嵌入教學

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

如鏈傳動一章的學習中，我們可以引入這樣的案例：學生現(xiàn)在用的課桌，都是四腳直接放在地面上的，如果想移動課桌的話，只能搬起課桌走。而有的同學，特別是男生，比較懶，不愿意搬動，就直接推。桌腳與地面摩擦，發(fā)出刺耳的噪音。為了避免這個問題，筆者引導學生對現(xiàn)有的課桌進行改進，利用鏈傳動的原理，解決了這個問題，同時申請了專利。

在這個過程中，教師和學生一起分析改進機構(gòu)的構(gòu)件組成和運行原理，辨別出這些措施是實用方法的改進，還是創(chuàng)造性的應用。在分析的過程中，學生既掌握了鏈傳動一章的專業(yè)知識，又明白了鏈傳動的實際應用場合，最主要的是使學生有了專利的保護意識。

5.激發(fā)學生創(chuàng)新

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

在整個教學過程中，不僅開發(fā)了學生的創(chuàng)新意識和專業(yè)知識實際運用的能力，而且有助于學生養(yǎng)成觀察生活、發(fā)現(xiàn)問題的能力，從而將靈光一現(xiàn)的想法應用于實踐的發(fā)明。

三、結(jié)語

迄今為止，機械專業(yè)發(fā)展了幾百年，相對來說，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)新性教學有利于促進培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才。

將專利知識融入機械專業(yè)的創(chuàng)新性教學活動中，從大的方面來說，不僅可以讓學生掌握本專業(yè)的相關(guān)知識，更促進了學生的專利保護意識，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意識。從小的方面來說，提高學生的創(chuàng)新意識，能無形中促進學生提升舉一反三、活學活用的能力。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一步的研究和實踐，最終使學生成長為適應我國高速發(fā)展的實踐型創(chuàng)新人才。

當然，創(chuàng)新教學的應用需要科學的課程體系、完善的教學制度和創(chuàng)新型校園文化等相關(guān)因素支撐，更需要良好的教學評價體系和管理機制相配套。

責任編輯陳春陽