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一、機械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)中的創(chuàng)新思維

1.極端化思維

研究對象在極端條件下的行為，可以為新的機械制造工藝打開思路。例如基于極限真空度的真空鑄造工藝、極限壓力的壓鑄工藝、在極限過冷度條件下的快速冷卻工藝、微重力（超重力）鑄造工藝、電子封裝等，在這些極端條件下的凝固組織非常特別，性能優(yōu)越，可以滿足大量特殊零件的制備。2.比擬化思維。即利用已知自然規(guī)律對研究對象進行比擬，用常見的具體的事物將抽象的事物具體化。例如采用氯化銨過飽和溶液超聲波振動下的結(jié)晶過程模擬半固態(tài)超聲波振動凝固，將一種在高溫下很難觀察的凝固行為轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^容易實現(xiàn)的實驗，再進一步分析兩者的差異。

3.逆向思維

逆習(xí)慣思維方向而思之，是對司空見慣的似乎已成定論的事物或觀點反過來思考的一種思維方式。人們常常習(xí)慣于沿某方向思考問題，如果研究者逆其方向而思之，可能有意想不到的收獲。例如誤差補償、逆向工程等，特別是逆向工程，它可以提高產(chǎn)品相互通用性，彌補原有技術(shù)文件丟失，提高正向開發(fā)效率，用于學(xué)術(shù)研究和競爭對手產(chǎn)品分析等，例如2005年DetailTechnologies公司為福特汽車公司使用野馬車型（Mustang）老模具逆向重建新模具可以說是逆向工程解決原有技術(shù)文件丟失問題的一次成功應(yīng)用案例。

4.標(biāo)準(zhǔn)化思維

對于復(fù)雜事物的認(rèn)識需要標(biāo)準(zhǔn)化，建立標(biāo)準(zhǔn)化率定數(shù)據(jù)可以把不同數(shù)學(xué)模型放在一個平臺上加以比較。零件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化是一直以來所有機械科研工作者孜孜不倦地努力的方向，很多工程師為之奮斗了一生。

5.規(guī)模化思維

量變產(chǎn)生質(zhì)變，許多事物規(guī)?；褪莿?chuàng)新。例如自由鍛做出的零件質(zhì)量非常高，但是單件成品較昂貴，而采用了模鍛工藝以后，同一個模具能制備上萬個甚至幾十萬個零件，雖然模具較昂貴，但是總體來看，每個零件的成本卻很低。

6.形態(tài)學(xué)思維

將事物構(gòu)成元素按一定規(guī)律重組，得到創(chuàng)新思路。例如機械零件加工工藝系統(tǒng)的元素重組過程，將熱處理在機加工前進行，從而產(chǎn)生了預(yù)硬化工藝，預(yù)硬化就是鋼材在鋼廠出廠前預(yù)先進行調(diào)質(zhì)處理，達到模具最終使用硬度要求，模具加工成型后不用再進行熱處理，避免模具變形導(dǎo)致報廢，尤其制造大型模具時更是不能冒這個風(fēng)險，所以一般都購買預(yù)硬化狀態(tài)的鋼材。

7.跨學(xué)科思維

它涉及跨越學(xué)科界限，開辟新的研究領(lǐng)域，處理“現(xiàn)實世界”的問題?？鐚W(xué)科的基本立場是，世界及其所有問題既不是也不能根據(jù)歷史演進的以及人類創(chuàng)造的學(xué)科結(jié)構(gòu)來進行限定。它主張動態(tài)、靈活性，推翻舊的假設(shè)和思想傾向新學(xué)科的創(chuàng)新和成長常常發(fā)生在學(xué)科交叉點上。例如將易于水華的硅藻群落用來生物再生富含水玻璃的水玻璃舊砂，利用硅藻群落來“生物促溶、降解”附著在舊砂上的殘留水玻璃粘結(jié)劑，反應(yīng)動力來源于太陽光，反應(yīng)快慢取決于硅藻的增值率，無需耗能較大的擦洗等工藝即可獲得高品位的再生硅砂，其具有低能耗、無二次污染、原位再生、消耗二氧化碳溫室氣體等優(yōu)點。

8.可持續(xù)性思維

把事物放置在環(huán)境生態(tài)大系統(tǒng)中分析思考，致力于可持續(xù)性發(fā)展。例如生態(tài)型工業(yè)鏈的建立，將機械制備工程置于生態(tài)系統(tǒng)中，實現(xiàn)余熱、廢氣、廢水、廢渣的綜合利用或者循環(huán)利用，給后代人留下一片碧水藍(lán)天。

9.動力學(xué)思維

動力學(xué)思維是一種常用的方法，將其應(yīng)用于復(fù)雜對象的定量動力變化過程就能創(chuàng)造出新的研究成果，比如金屬的蠕變現(xiàn)象。對于一般金屬，蠕變現(xiàn)象只有在高溫條件下才明顯表現(xiàn)出來。但是，某些金屬，如鉛、錫及它們的合金，在常溫條件下，也能表現(xiàn)出蠕變現(xiàn)象。

10.平衡態(tài)思維

長期存在的狀態(tài)即平衡，如果外因?qū)е缕胶馄茐?，其動力學(xué)過程總是向著消除不平衡外因的方向發(fā)展。比如鑄件中的氣孔缺陷，本來氣體是比較穩(wěn)定的存在液態(tài)金屬中的，由于冷卻氣體溶解度下降，打破了溶解平衡，析出的氣體來不及溢出而產(chǎn)生了氣孔，從而形成了新的平衡相；在熱處理條件下，氣孔又會處于非平衡態(tài)而破壞鑄件。

11.客服偏見原則

大家公認(rèn)的不能做的事情卻做出來了，就是創(chuàng)新。比如水玻璃鑄造里面有這樣一條原則，水玻璃的摻量大于3%型砂的潰散性能就很差，大家都在遵循這個原則。如果能開發(fā)出一種水玻璃產(chǎn)品，其摻量大于3%而且具有很好的潰散性能，則既能保證良好的鑄型強度，又能實現(xiàn)砂型在澆注完畢后的自行潰散，能大大提高水玻璃砂型鑄造工藝的應(yīng)用范圍。

二、結(jié)論

作為機械專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課，機械制造基礎(chǔ)是一門能培養(yǎng)學(xué)生實踐能力綜合運用知識能力的重要課程。工科專業(yè)教育的核心是培養(yǎng)綜合運用各種知識解決工程問題的能力。而傳統(tǒng)教育模式側(cè)重于傳授課本知識，學(xué)習(xí)解題、做題的方法，很少有讓學(xué)生去探索新的、未知的知識的。對于機械專業(yè)的同學(xué)而言，在高中階段已經(jīng)累積了相當(dāng)多的理論知識，對常見物理、化學(xué)現(xiàn)象有一定的認(rèn)知，若是能夠在大學(xué)課堂中學(xué)會一些創(chuàng)新手段，不但能對所學(xué)知識有進一步的理解，還能提高思考能力和創(chuàng)造力，對學(xué)習(xí)和以后的工作都有很大作用；對于教育工作者來說，將創(chuàng)新法則教給學(xué)生，加強學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，逐步推進教學(xué)改革，是推動社會發(fā)展和科學(xué)進步的必要之舉。

作者：汪華方段漢林陳開鋒蔡文浩單位：武漢紡織大學(xué)