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機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)論文范文第1篇

機(jī)械方案設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性很強(qiáng)的活動(dòng)，其思維過程是形象思維和抽象思維綜合作用的結(jié)果。目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）主要解決了在計(jì)算和繪圖等設(shè)計(jì)后續(xù)階段對(duì)設(shè)計(jì)者的支持。而對(duì)于極富創(chuàng)造性的早期方案設(shè)計(jì)階段的計(jì)算機(jī)支持至今沒有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。即使是智能CAD系統(tǒng)，所采用的方法的理論基礎(chǔ)仍是基于傳統(tǒng)的人工智能的知識(shí)表示與推理方法，即邏輯思維為基礎(chǔ)，其中多以知識(shí)工程和專家系統(tǒng)的方法實(shí)現(xiàn)。這種CAD與AI的簡(jiǎn)單組合，沒有也不可能從真正意義上實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)自動(dòng)化。創(chuàng)造性如何在方案設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)一直是困擾設(shè)計(jì)理論研究工作者的棘手問題，也一直沒有很好地解決，本文將就這一問題作一探討。

1機(jī)械方案設(shè)計(jì)的一般過程

一般認(rèn)為，方案設(shè)計(jì)階段主要有兩個(gè)任務(wù)：首先是建立技術(shù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。然后通過選擇相應(yīng)于功能結(jié)構(gòu)中的每個(gè)功能的功能載體，并組合這些被選擇的功能載體形成整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

通用設(shè)計(jì)理論認(rèn)為，方案設(shè)計(jì)過程可表述為兩個(gè)映射過程（圖1）：即用戶需求域到功能域的映射以及功能域到結(jié)構(gòu)域的映射。由需求域到功能域的映射過程最能體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造能力，這一過程涉及到對(duì)設(shè)計(jì)思維規(guī)律以及創(chuàng)造性機(jī)理認(rèn)識(shí)水平，涉及到自然語(yǔ)言到專業(yè)技術(shù)語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化。盡管有些學(xué)者提出通過對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行層次分解來建立功能結(jié)構(gòu)圖的討論，但一般還要通過人工干預(yù)進(jìn)行。從功能到結(jié)構(gòu)的映射，實(shí)際上是功能結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)分功能與能實(shí)現(xiàn)該分功能的結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配，一般情況下，總體功能往往包含著許多分功能。而每一功能可以由不同的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，因此存在組合、協(xié)調(diào)和評(píng)價(jià)篩選的問題。具體的機(jī)械方案設(shè)計(jì)過程如圖2所示。

圖2所示的機(jī)械方案設(shè)計(jì)過程還可通過數(shù)學(xué)形式進(jìn)行描述。設(shè)總體功能為U，它可分解為一些子功能，分解過程可形式化為：

U＝（U1，U2，…Um）（1）

即總體功能是有m個(gè)子功能UI（I＝1，2，…m）組成的。

任何一個(gè)子功能UI（I＝1，2，…，m）對(duì)應(yīng)著能夠完成該分功能的子結(jié)構(gòu)的集合TI，即

TI＝（tI1，tI2，…，tin）（I＝1，2，…，m）（2）

式中tij（j＝1，2，…，n）對(duì)應(yīng)于能完成子功能UI的所有子結(jié)構(gòu)，n為完成該子功能的子結(jié)構(gòu)總數(shù)。如果用UI定義行，tij為元素構(gòu)成矩陣，即得到功能與結(jié)構(gòu)相聯(lián)系的“功能—結(jié)構(gòu)技術(shù)矩陣”：

（3）

當(dāng)然能夠?qū)崿F(xiàn)各子功能的子結(jié)構(gòu)數(shù)并不相等，可以將能夠?qū)崿F(xiàn)某一子功能的最多子結(jié)構(gòu)數(shù)定為n，少于這個(gè)數(shù)的子功能元素項(xiàng)用零表示。圖2所描述的機(jī)械方設(shè)計(jì)的一般過程，看起來很簡(jiǎn)單，但計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)有許多問題需要解決。如總功能如何分解為子功能、功能如何表達(dá)（因?yàn)閺牟煌慕嵌忍岢龅墓δ鼙磉_(dá)詞匯是不相同的）以及如何有效根據(jù)功能索引子結(jié)構(gòu)等問題有待進(jìn)一步探討和研究。

2基于機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型變異綜合方法

自60年代圖論理論首次被應(yīng)用于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以來，它在機(jī)構(gòu)分析與綜合方面的應(yīng)用得到深入的研究。在圖論中，封閉的圖代表機(jī)構(gòu)，頂點(diǎn)代表連桿，邊代表運(yùn)動(dòng)副。圖可以用矩陣（如鄰接矩陣和關(guān)聯(lián)矩陣）表示、分析和計(jì)算。1979年，F(xiàn)reudenstein和Maki提出“功能與結(jié)構(gòu)分離”的方法用于機(jī)構(gòu)綜合，隨后許多學(xué)者對(duì)這一方法進(jìn)行研究和深化。該方法包括如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

2．1根據(jù)用戶的需求，提出機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)要求：

（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要求

如運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（平面運(yùn)動(dòng)或空間運(yùn)動(dòng)）、基本回路數(shù)（或獨(dú)立環(huán)數(shù)目）、運(yùn)動(dòng)副類型及數(shù)目、構(gòu)件類型及數(shù)目、主動(dòng)副類型及其位置以及機(jī)架的構(gòu)件類型及其位置；

（2）功能性要求

如輸出構(gòu)件數(shù)目及其位置、每一輸出構(gòu)件的任務(wù)（如軌跡生成、函數(shù)生成、導(dǎo)引以及其它要求、滿足對(duì)預(yù)定的速度及加速度要求、滿足對(duì)機(jī)構(gòu)整體的動(dòng)力學(xué)性能要求；

（3）約束條件

如運(yùn)動(dòng)精度、結(jié)構(gòu)緊湊性、剛度、機(jī)械效益、軸銷作用反力以及制造、裝配、成本等方面的約束。

2．2結(jié)構(gòu)類型綜合

通過結(jié)構(gòu)類型綜合列出滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的全部結(jié)構(gòu)類型并以適當(dāng)形式表示。

2．3優(yōu)選結(jié)構(gòu)類型

根據(jù)功能要求和約束條件，篩選出好的結(jié)構(gòu)類型。

該方法目前研究局限在平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型綜合，且一般集中在運(yùn)動(dòng)鏈同構(gòu)識(shí)別、自由度識(shí)別方法以及平面運(yùn)動(dòng)鏈自動(dòng)生成等理論方法研究階段。盡管有一些應(yīng)用的研究報(bào)道，但都是針對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)（如變沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞機(jī)構(gòu)、車門開啟機(jī)構(gòu)等）通過人工方式實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)還有一些關(guān)鍵技術(shù)沒有很有效的方法，如運(yùn)動(dòng)鏈同構(gòu)識(shí)別問題，主動(dòng)副位置確定、機(jī)架位置的確定、桿組的自動(dòng)劃分以及對(duì)運(yùn)動(dòng)鏈進(jìn)行評(píng)價(jià)篩選等問題。

3集成功能推理及結(jié)構(gòu)推理的方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程模型

如果用人工智能語(yǔ)言描述，在上述第1小節(jié)中討論的機(jī)械方案設(shè)計(jì)的一般過程是基于功能推理方式，而第2小節(jié)中所討論的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型變異綜合方法是基于結(jié)構(gòu)推理方式。這兩種方式有其內(nèi)在的聯(lián)系，如何將這兩種方式有機(jī)地聯(lián)系在一起對(duì)于機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一件很有意義的工作。功能推理主要解決功能到結(jié)構(gòu)之間的映射，通過結(jié)構(gòu)部件組合途徑形成機(jī)械方案。而結(jié)構(gòu)推理是從結(jié)構(gòu)部件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上通過機(jī)構(gòu)演繹（機(jī)架變換，主動(dòng)件位置變換以及運(yùn)動(dòng)副類型變換）途徑對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行變異創(chuàng)新，盡管目前結(jié)構(gòu)推理局限在平面連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型綜合，但通過本文的研究，該方法可以擴(kuò)展到一般剛體機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)。有鑒于此，作者提出如圖3所示的集成功能推理和結(jié)構(gòu)推理的機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程模型。

該設(shè)計(jì)過程模型由以下主要步驟組成：

Step1：功能結(jié)構(gòu)圖的建立。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，建立功能結(jié)構(gòu)圖。

Step2：根據(jù)建立的功能結(jié)構(gòu)圖，尋找滿足各子功能要求的功能載體并組合成為原始機(jī)械方案。

Step3：將原始機(jī)械方案進(jìn)行抽象化為表達(dá)機(jī)械方案連接信息的運(yùn)動(dòng)鏈表示。并記錄原始方案一些約束信息，如自由度數(shù)、桿數(shù)、原動(dòng)件必須是幾副桿、輸出構(gòu)件是否必須與機(jī)架相連等等。

Step4：運(yùn)動(dòng)鏈發(fā)散。列舉所有與抽象化表示的運(yùn)動(dòng)鏈具有相同自由度、桿副類型以及桿數(shù)的非同構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈，并進(jìn)行篩選。

Step5：機(jī)械方案元型集的生成。對(duì)篩選的運(yùn)動(dòng)鏈進(jìn)行機(jī)架識(shí)別、原動(dòng)件識(shí)別、桿組識(shí)別，形成用連桿和轉(zhuǎn)動(dòng)副表達(dá)的機(jī)械方案元型。

Step6：候選方案集的生成。將以上生成的機(jī)械方案元型通過類型替代，形成候選方案集。

Step7：方案的評(píng)價(jià)決策。得到最優(yōu)方案。

Step8：方案的尺度綜合。

4機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)智能支持系統(tǒng)

根據(jù)以上的過程模型，我們開發(fā)了機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)智能支持系統(tǒng)MCIDISS。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。該系統(tǒng)由五大模塊組成：

（1）基于實(shí)例功能推理的原始機(jī)械方案生成模塊：該模塊采用兩級(jí)實(shí)例推理的模型，完成從設(shè)計(jì)任務(wù)到功能結(jié)構(gòu)圖的建立以及裝置提取與組合協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)生成原始機(jī)械方案的

任務(wù)。

（2）基于結(jié)構(gòu)推理的方案設(shè)計(jì)創(chuàng)新模塊：該模塊在上面模塊產(chǎn)生的原始機(jī)械方案的基礎(chǔ)上，通過抽象化表示，將原始機(jī)械方案表達(dá)為一般化運(yùn)動(dòng)鏈，從機(jī)械方案拓?fù)渎?lián)接上進(jìn)行變異創(chuàng)新。

（3）評(píng)價(jià)決策模塊：該模塊主要任務(wù)是對(duì)各階段的設(shè)計(jì)解進(jìn)行評(píng)價(jià)決策。系統(tǒng)主要采用模糊綜合評(píng)價(jià)決策方法。

（4）機(jī)構(gòu)尺度綜合模塊：該模塊主要任務(wù)是對(duì)組成機(jī)械方案的機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合，以便從尺度上論證方案的可行性。

（5）運(yùn)動(dòng)分析及仿真模塊：該模塊是在完成機(jī)構(gòu)尺度綜合后，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和仿真，以便使設(shè)計(jì)者對(duì)所設(shè)計(jì)的方案有一個(gè)清晰直觀的認(rèn)識(shí)。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)論文范文第2篇

[關(guān)鍵詞]課程設(shè)計(jì) 試卷庫(kù) 學(xué)生創(chuàng)新大賽 CDIO

綜合素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是新世紀(jì)高等學(xué)校人才培養(yǎng)和教學(xué)改革的主要目標(biāo)，機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)和就業(yè)是直接面向機(jī)械工程的主戰(zhàn)場(chǎng)，顯然具有強(qiáng)烈的工程背景和鮮明的機(jī)械特色，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和知識(shí)更新的快速變化，原有傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，所暴露出來的缺陷也非常明顯，特別是重理論、輕實(shí)踐，工程意識(shí)淡薄，導(dǎo)致創(chuàng)新動(dòng)力不足。為此，探討、研究如何圍繞和重視工程意識(shí)下創(chuàng)新能力培養(yǎng)，進(jìn)行課程改革，以適應(yīng)時(shí)代的需要，為社會(huì)輸送合格人才，顯得十分重要和迫切。近幾年來，為了培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新意識(shí)和能力，我們已在相關(guān)方面做了大量的卓有成效的嘗試和改革。

一、探索創(chuàng)新考核模式，并在教學(xué)過程中實(shí)施

從2011年起，我們就以機(jī)械設(shè)計(jì)及理論平臺(tái)課程群為切入點(diǎn)，包括《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》等課程，對(duì)工科課程考核方式的改革做以探索，使之克服現(xiàn)有考核方式的缺欠，形成一套切實(shí)可行的、與用人單位的要求接軌的、以考察能力而不是考察知識(shí)為主的考核系統(tǒng)。這個(gè)考核系統(tǒng)包含的題目沒有唯一正確的標(biāo)準(zhǔn)答案，也不是客觀的標(biāo)準(zhǔn)化考試。教師根據(jù)具體需要選擇閉卷、開卷、閉卷和開卷混合、小論文、小設(shè)計(jì)、口試、實(shí)驗(yàn)、參與科研、實(shí)地調(diào)查等多種方式。像實(shí)驗(yàn)、論文、設(shè)計(jì)、口試、參與科研實(shí)地調(diào)查等，均可適當(dāng)采用等級(jí)制；增加平時(shí)考試的次數(shù)和在總成績(jī)中所占的比例；改變一門課程結(jié)束時(shí)進(jìn)行一次考試的習(xí)慣做法。教師在課堂教學(xué)的過程中有意識(shí)地隨時(shí)觀察和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，通過面談、正式作業(yè)、項(xiàng)目調(diào)查、書面報(bào)告、討論問題、寫論文等方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行即時(shí)的和全面的評(píng)價(jià)。

通過詳實(shí)的企業(yè)調(diào)研，編制了包括《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》各20套考題的試卷庫(kù)；選定各課程中近10種小論文的題目；選定近100道來自生產(chǎn)實(shí)際的口試題。并把這種考核內(nèi)容和考試模式在教學(xué)中試點(diǎn)應(yīng)用，學(xué)生普遍反應(yīng)這種考核模式擯棄了單純的死記硬背，對(duì)學(xué)生的理解能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極作用，使得“校園人”和“社會(huì)人”自然銜接，縮短“斷乳期”。

二、更新傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)模式

《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的后續(xù)必修課，對(duì)多門課程起到融會(huì)貫通的作用。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)模式是老師指定題目，學(xué)生按步驟計(jì)算，最后成圖。由于設(shè)計(jì)時(shí)間短，學(xué)生對(duì)方案的修改很排斥，更無(wú)法做到多種方案比較。我們采用的方法是：讓一部分學(xué)生從學(xué)期初就開始用C、VB等計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，把課程設(shè)計(jì)中耗時(shí)多的模塊譬如：帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)編成參數(shù)化設(shè)計(jì)程序，學(xué)生利用編制的程序輸入原始參數(shù)，原來齒輪設(shè)計(jì)需要兩天的計(jì)算量，現(xiàn)在則需要十幾分鐘，這樣就使改變參數(shù)帶來的重復(fù)計(jì)算工作量大大降低，學(xué)生可以做出多種設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化。

三、基于CDIO理念的課程教學(xué)體系

為了加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、溝通技巧、管理能力、領(lǐng)導(dǎo)才能、實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，我們?cè)凇稒C(jī)械原理》課程教學(xué)中引入了CDIO（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作）工程教育模式，在課堂教學(xué)中增加了基于功能原理方法論的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)；隨課堂教學(xué)的進(jìn)展，同步了22個(gè)設(shè)計(jì)題目，每4或5個(gè)人組成一個(gè)設(shè)計(jì)組，組內(nèi)按設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行合理分工，課程結(jié)束時(shí)，提交了設(shè)計(jì)結(jié)果（包括設(shè)計(jì)的三維數(shù)字模型、仿真模型、設(shè)計(jì)報(bào)告）。通過基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法，同學(xué)們一方面掌握了理論知識(shí)，同時(shí)也鍛煉了解決實(shí)際工程問題的能力和團(tuán)隊(duì)合作的能力，取得了良好的教學(xué)效果。

四、指導(dǎo)學(xué)生參加各種創(chuàng)新大賽，取得豐碩成果

機(jī)電學(xué)院的學(xué)生參加大賽由來已久，繼山東省機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽之后，從2011年，我們又牽頭組織學(xué)生參加全國(guó)信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽，此項(xiàng)賽事是教育部主辦，每年參賽規(guī)模大，參加學(xué)校多，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)有很大好處。2011年，我們獲得最佳指導(dǎo)教師獎(jiǎng)3項(xiàng)，優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)2項(xiàng)，全國(guó)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，全國(guó)三等獎(jiǎng)5項(xiàng)，全國(guó)優(yōu)秀獎(jiǎng)9項(xiàng)；2012年，獲得最佳指導(dǎo)教師獎(jiǎng)5項(xiàng)，優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)5項(xiàng)，全國(guó)二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，全國(guó)三等獎(jiǎng)7項(xiàng)，全國(guó)優(yōu)秀獎(jiǎng)5項(xiàng)。煙臺(tái)大學(xué)連續(xù)兩屆獲得優(yōu)秀組織獎(jiǎng)。對(duì)此項(xiàng)比賽，學(xué)校給予了充分的肯定。

綜上所述，我們針對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)能力的評(píng)價(jià)，創(chuàng)建了一種多層次多視角的以能力為主和知識(shí)為輔的綜合考核系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的理解能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極作用；我們?cè)趥鹘y(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，培養(yǎng)了同學(xué)們?cè)趥鹘y(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的能力，加強(qiáng)了與工程實(shí)踐的接軌；2006--2012年學(xué)科組指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和山東省機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，獲得諸多獎(jiǎng)項(xiàng)；2011-2012年組織學(xué)生參加全國(guó)信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽，獲得多項(xiàng)優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎(jiǎng)和學(xué)生國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)、省級(jí)獎(jiǎng)，我們通過把大學(xué)生機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、信息技術(shù)大賽等各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽作為檢驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生能力培訓(xùn)的一個(gè)平臺(tái)引入教學(xué)過程中，從而加強(qiáng)了學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)；在課程教學(xué)中引入基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)理念，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、溝通技巧、管理能力、領(lǐng)導(dǎo)才能、實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。總之，成果所解決的問題正是當(dāng)前高等教育面臨的應(yīng)試教育與素質(zhì)教育之間轉(zhuǎn)變的重要問題，我們通過創(chuàng)新性教育和教學(xué)不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新的積極性，而且對(duì)于進(jìn)一步深化機(jī)械本科教學(xué)改革、加快創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)步伐、全面推進(jìn)創(chuàng)新教育理念都是具有深遠(yuǎn)意義的。

[參考文獻(xiàn)]

[1]《創(chuàng)新人才培養(yǎng)與新世紀(jì)日本研究生教育改革》 Comparative Education Review.2009/11；

[2]《創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才》China University Teaching.2009/10；

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)論文范文第3篇

機(jī)械原理教學(xué)方法創(chuàng)新思維一、引言

機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè)，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)械類人才的素質(zhì)知識(shí)與能力結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。機(jī)械制造企業(yè)需要的是既有機(jī)械的理論知識(shí)，又具有創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力人才，這一人才需求的變化，使從事機(jī)械人才培養(yǎng)的我國(guó)大學(xué)工科教育必須全方位的改革教學(xué)理念與教學(xué)模式，迎接新的挑戰(zhàn)。因此在機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)類課程的教學(xué)過程中，如何培養(yǎng)學(xué)生具有的創(chuàng)新能力、綜合設(shè)計(jì)能力及再學(xué)習(xí)能力，是擺在我們面前的一項(xiàng)重要課題。

機(jī)械原理是機(jī)械專業(yè)的重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)主干課程，主要涉及的內(nèi)容是關(guān)于常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式十分注重各種機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)分析等知識(shí)的講解，學(xué)生當(dāng)時(shí)雖然學(xué)到了這部分的機(jī)械知識(shí)，但是普遍缺乏創(chuàng)新意識(shí)、缺乏發(fā)現(xiàn)問題能力與解決問題的能力，往往遇到教科書上沒有的實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)問題，就束手無(wú)策。

二、應(yīng)用案例教學(xué)法，將創(chuàng)新思維方法融入整個(gè)教學(xué)過程中

從心理學(xué)角度講，新奇的事物對(duì)學(xué)生有特別大的吸引力。在應(yīng)用案例教學(xué)法時(shí)，要能針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)，進(jìn)行案例的選擇，恰當(dāng)?shù)卦O(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思維，定向探索問題。

在講解機(jī)械原理的基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)，我們收集了典型的機(jī)構(gòu)案例，應(yīng)用多媒體教學(xué)手段在課堂上進(jìn)行模擬再現(xiàn)，并設(shè)置問題，這不僅有利于學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的深化，而且有助于學(xué)生進(jìn)行深入探討和思考，有利于學(xué)生將抽象的機(jī)構(gòu)知識(shí)形象化，概念具體化。例如，由機(jī)構(gòu)組成原理可知，任何平面機(jī)構(gòu)都可以看作是由基本機(jī)構(gòu)加若干個(gè)基本桿組組成的。在講解機(jī)構(gòu)組成理論時(shí)，我們先出示了一個(gè)送杯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)學(xué)生分析此送杯機(jī)構(gòu)能否達(dá)到其設(shè)計(jì)目的，這不僅引起了同學(xué)的好奇和爭(zhēng)論，也在課堂上設(shè)置了思維的發(fā)散點(diǎn)，在論述了機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件后，要學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析此送杯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有哪些問題，提出改進(jìn)方案。這使學(xué)生有了充分的發(fā)表自己見解的思維空間，活躍了課堂教學(xué)氣氛。在此基礎(chǔ)上，帶學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室的包裝機(jī)械和各種機(jī)構(gòu)模型，讓學(xué)生繪出其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，再在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上拼接出來。經(jīng)過這么一個(gè)過程，在學(xué)生頭腦中，機(jī)構(gòu)組成知識(shí)就不再是孤立、靜止、抽象的符號(hào)與線條、呆板的公式，而是有機(jī)的、形象、生動(dòng)的機(jī)構(gòu)知識(shí)，同時(shí)領(lǐng)悟了機(jī)械原理的基本知識(shí)來源于工程實(shí)踐，這為他們將來進(jìn)行機(jī)械方案構(gòu)思打下基礎(chǔ)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)此課程的學(xué)生興趣。

三、構(gòu)建新型的授課體系，啟迪大學(xué)生創(chuàng)新思維意識(shí)

在進(jìn)行教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與層次的不同，我們采用了靈活的教學(xué)方法，把課堂教學(xué)、學(xué)生分組研究、學(xué)生課外興趣小組指導(dǎo)等方法結(jié)合起來。

課堂授課中，除了講授主要教學(xué)內(nèi)容外，還把機(jī)械原理課程的有些章節(jié)授課方式與內(nèi)容作了調(diào)整，把機(jī)構(gòu)中的一些理論留給學(xué)生自己去“發(fā)現(xiàn)”，把傳授知識(shí)的過程轉(zhuǎn)為由學(xué)生自己“發(fā)現(xiàn)”的過程，使學(xué)生受到科學(xué)思維的訓(xùn)練。例如在講連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，我們運(yùn)用多媒體課件介紹了連桿機(jī)構(gòu)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和連桿機(jī)構(gòu)的類型后，提出了連桿機(jī)構(gòu)為什么在機(jī)械工程中得到廣泛的應(yīng)用？有哪些基本特性？連桿機(jī)構(gòu)的尺寸變化對(duì)這些基本特性有何影響等問題。讓學(xué)生每4～5人一組分組課后研究，每組選定一類四桿機(jī)構(gòu)，自己擬定尺寸，應(yīng)用三維CAD軟件，進(jìn)行建模和仿真，并作出書面報(bào)告。通過三維模擬和分析討論，學(xué)生不僅提高了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能力，而且因?yàn)橛H自擬定機(jī)構(gòu)尺寸，分析和觀察了四桿機(jī)構(gòu)的急回特性、壓力角等現(xiàn)象以及尺寸變化后對(duì)上述特性的影響等，學(xué)生享受了“發(fā)現(xiàn)”知識(shí)的快樂，由于是自己構(gòu)思、自己模擬仿真，生動(dòng)形象、看得見、印象深，記得牢。我們還布置了一個(gè)小論文，論文的題目由學(xué)生自己擬定，內(nèi)容是收集應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)的實(shí)例，要求觀察日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中，哪些物品應(yīng)用了連桿機(jī)構(gòu)，要求拍出實(shí)物照片，研究的實(shí)物用途、滿足的功能，作出實(shí)物的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，說明連桿機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)；說明研究的物品應(yīng)用了連桿機(jī)構(gòu)的哪些特性等，分析物品的設(shè)計(jì)巧妙之處，還有何不足之處，能否改進(jìn)等。這激發(fā)了學(xué)生很大的熱情，學(xué)生走出課堂收集資料，以前熟視無(wú)睹的物體，現(xiàn)在看見其能動(dòng)，就去捉摸其原理，收集了有玩具、健身器、鉸鏈、電動(dòng)伸縮門、折疊畫架等四十多種例子。同時(shí)，讓小論文寫得較好的學(xué)生在課堂上進(jìn)行演示，由全體學(xué)生討論和評(píng)價(jià)，這使上臺(tái)演示的學(xué)生受到激勵(lì)，得到了鍛煉，也使其他學(xué)生受到啟發(fā)，感受到機(jī)械就在我們的身邊，消除了對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的神秘感。

在此基礎(chǔ)上建立了課外興趣小組進(jìn)行輔導(dǎo)，在學(xué)生進(jìn)入課題時(shí)，向?qū)W生介紹設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新方法，引導(dǎo)課題小組積極查找資料，相互討論、相互啟發(fā)、克服思維定勢(shì)，發(fā)散和激勵(lì)思維，從功能原理的角度出發(fā)，提出多種方案進(jìn)行比較，讓學(xué)生在探索和研究中，逐步解決問題，完成設(shè)計(jì)。

四、以創(chuàng)新大賽等實(shí)踐活動(dòng)引路，拓展大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)論文范文第4篇

    論文摘要：以創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合為切入點(diǎn)，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)和創(chuàng)新競(jìng)賽為手段，論述高校學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的改革，并提出高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需解決的關(guān)鍵問題。 

近年來，我校開展以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為手段的促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的改革，通過機(jī)械cad/cam專業(yè)教學(xué)實(shí)踐，創(chuàng)造性地將學(xué)生在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)相結(jié)合，在落實(shí)素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，找到一種切實(shí)可行的途徑，培養(yǎng)的學(xué)生具備了較扎實(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。通過創(chuàng)辦cad協(xié)會(huì)及積極開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，創(chuàng)造一種極具吸引力的學(xué)習(xí)氛圍，通過舉辦創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽，為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)提供實(shí)踐的舞臺(tái)，極大地促進(jìn)了我校機(jī)械cad/cam專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但現(xiàn)階段的教學(xué)工作欠缺厚實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和實(shí)踐條件，還不足以形成一套系統(tǒng)的運(yùn)行管理機(jī)制，經(jīng)費(fèi)使用方面也欠缺保障，跨部門的組織工作難以協(xié)調(diào)，雖然在教學(xué)中已形成創(chuàng)新的風(fēng)氣，但未能上升到教學(xué)模式的層次，受益面有限。 

創(chuàng)新型人才是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的關(guān)鍵所在，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力已成為當(dāng)前教育教學(xué)改革的重要目標(biāo)，尤其是創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)已成為當(dāng)前課程實(shí)施必須思考的問題。我校機(jī)電系在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進(jìn)行了積極的探索，以韶關(guān)學(xué)院省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托開展創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐，取得了一定的成效。 

整合實(shí)驗(yàn)室資源， 

建立創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地 

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才和提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)，實(shí)踐基地建設(shè)則是實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)教學(xué)目標(biāo)的重要保證。以前，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室按課程的開設(shè)情況進(jìn)行單獨(dú)設(shè)立，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散且有相互重疊之處，學(xué)生為完成實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，尤其是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)所占比例偏大，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相對(duì)偏少，學(xué)生思維方式僵化，教學(xué)效果不理想，不利于學(xué)生接收最新的科學(xué)文化知識(shí)和培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)挑戰(zhàn)的能力，不利于提高學(xué)生的綜合能力，更不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的開發(fā)。 

通過認(rèn)真的分析和研究，我校將現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室資源進(jìn)行有機(jī)的整合并投入大量的資金，建立了以省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為核心的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐基地。該實(shí)驗(yàn)室既建立起與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系，同時(shí)又是培養(yǎng)學(xué)生操作技能和創(chuàng)新能力的實(shí)踐基地。它包括現(xiàn)代設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分室、現(xiàn)代制造室、測(cè)試與分析室及機(jī)電一體化室，完成了機(jī)械類專業(yè)從設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、分析及機(jī)電一體化等相關(guān)學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)。建成的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年均可接納學(xué)生、教師2000多人次，可同時(shí)容納教師、學(xué)生100多人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和科研工作。尤其是引進(jìn)了大量的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如快速成型機(jī)、加工中心、ansys分析軟件和測(cè)試儀器、特種加工設(shè)備和常用cad/cam應(yīng)用軟件，以適應(yīng)不同年級(jí)及不同層次學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，我們更新實(shí)驗(yàn)課程，壓縮演示性實(shí)驗(yàn)，增加動(dòng)手操作性實(shí)驗(yàn)，將演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變；打破單一課程的局限，把設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合，開設(shè)cad/cam一體化數(shù)控編程和數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)”。 

省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建成提供了良好的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地，也為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供了良好的實(shí)踐基地。通過技能培訓(xùn)和科技創(chuàng)新培訓(xùn)，圍繞先進(jìn)實(shí)用設(shè)計(jì)制造技術(shù)開設(shè)各類工程實(shí)用技能培訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的工程應(yīng)用能力；通過設(shè)立學(xué)生科技創(chuàng)新協(xié)會(huì)并組織參加校內(nèi)外的各項(xiàng)課外科技活動(dòng)和競(jìng)賽，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。 

建立一支新型的教師隊(duì)伍 

高校能否為國(guó)家培養(yǎng)出合格人才，關(guān)鍵在于教師，在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中，更需要有一支高水平的教學(xué)與科研相結(jié)合的師資隊(duì)伍，還要有一支結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”教師隊(duì)伍。如果一名高校教師只能單純地從事教學(xué)，不能開展科研活動(dòng)，不僅本身的學(xué)術(shù)水平難以提高，在教學(xué)上也會(huì)因?yàn)橹R(shí)狹窄而影響教學(xué)水平的提高。 

近年來，我校機(jī)電系教師積極參加各項(xiàng)科研活動(dòng)，組織各類科技學(xué)術(shù)講座，增強(qiáng)學(xué)生參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)的意識(shí)，有效促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，并且開辟了第二課堂，開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，吸收學(xué)生參加教師的科研工作，建立大學(xué)生科研工作基地，真正起到培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的作用。 

加強(qiáng)“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)是提高大學(xué)生動(dòng)手能力的關(guān)鍵所在。一方面積極引進(jìn)人才，另一方面根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，要求現(xiàn)有的專業(yè)教師積極參加產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)活動(dòng)，提高自身的實(shí)踐能力，鼓勵(lì)教師到廠礦企業(yè)生產(chǎn)一線進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練，提高工程技術(shù)應(yīng)用能力。通過幾年的努力，我校機(jī)電系已有4名“雙師型”教師，優(yōu)化了教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu),為學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了可靠的保障。 

進(jìn)行創(chuàng)新技能培訓(xùn) 

教育模式應(yīng)適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代變化的步伐，過去長(zhǎng)期實(shí)行的專才教育模式培養(yǎng)出來的畢業(yè)生越來越不適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要。同時(shí)，社會(huì)對(duì)畢業(yè)生的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了變化，越來越歡迎知識(shí)面寬、創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)能力廣的復(fù)合型人才，其中創(chuàng)新能力強(qiáng)是復(fù)合型人才的關(guān)鍵，它需要具有多面性的知識(shí)體系和扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。為此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)本著“加強(qiáng)基礎(chǔ)，拓寬專業(yè)，重視實(shí)踐，培養(yǎng)創(chuàng)新”的思路，有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行“對(duì)口”人才培養(yǎng)，增加了校內(nèi)公選課和選修課的比例，為學(xué)生個(gè)性發(fā)展提供了更多的時(shí)間和空間。定期開設(shè)創(chuàng)新技能知識(shí)講座，積極開展第二課堂活動(dòng)，先后成立了“cad協(xié)會(huì)”和“電子協(xié)會(huì)”，定期不定期地舉行各項(xiàng)交流活動(dòng)。同時(shí)，舉辦各種職業(yè)技能培訓(xùn)班，對(duì)成績(jī)合格者頒發(fā)相應(yīng)的職業(yè)資格證書。這些形式多樣的創(chuàng)新型技能培訓(xùn)，大大提高了大學(xué)生的適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力。 

以競(jìng)賽為中心， 

加強(qiáng)創(chuàng)新能力的綜合培養(yǎng) 

學(xué)校成立了cad協(xié)會(huì)并積極開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，創(chuàng)造一種極具吸引力的學(xué)習(xí)氛圍，通過舉辦創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽，為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)提供實(shí)踐的舞臺(tái)。將培養(yǎng)手段與培養(yǎng)目標(biāo)緊密結(jié)合，極大地促進(jìn)了機(jī)械cad/cam專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使學(xué)生的創(chuàng)新能力水平得到了很大的提高。通過cad協(xié)會(huì)和電子協(xié)會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生科技創(chuàng)新，經(jīng)常性地舉辦校內(nèi)創(chuàng)新競(jìng)賽，讓更多的學(xué)生積極參加創(chuàng)新活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，開闊學(xué)生的知識(shí)視野，并定期組織學(xué)生參加廣東省和全國(guó)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽。經(jīng)過幾年的不斷努力，我校取得了驕人的成績(jī)。在廣東省和全國(guó)的多次創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中，我校獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)；在廣東省第七屆“挑戰(zhàn)杯”課外科技競(jìng)賽中獲自然科學(xué)類二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；廣東省“高校杯”軟件設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)3項(xiàng)；廣東省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)12項(xiàng)；在中南地區(qū)港澳地區(qū)首屆大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造大賽中，2005年獲得廣州賽區(qū)3項(xiàng)一等獎(jiǎng)，選送到廣西參加中南六省選拔賽獲得2個(gè)一等獎(jiǎng)；在2003年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中有2組獲廣東賽區(qū)三等獎(jiǎng)。cad協(xié)會(huì)的比賽作品有9項(xiàng)獲得了國(guó)家專利，是同類院校中的佼佼者，反映出我校在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面已初見成效。 

建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室， 

形成新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式 

對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，既保留了優(yōu)良的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，又更新了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)綜合性、設(shè)計(jì)性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。這樣，不僅開拓了學(xué)生的知識(shí)面，而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識(shí)。但常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理模式已不適應(yīng)要求，尤其是綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，往往需要大量的時(shí)間和精力，不像一般的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的規(guī)定完成即可，它需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)，對(duì)優(yōu)選出來的創(chuàng)新作品需立項(xiàng)并進(jìn)行制作，以參加更高層次的創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)高年級(jí)學(xué)生及有項(xiàng)目參加創(chuàng)新競(jìng)賽的學(xué)生開放，學(xué)生可以自主選擇時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在教師指導(dǎo)下進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新水平。這種實(shí)驗(yàn)管理模式的意義還在于：（1）實(shí)驗(yàn)室開放不僅對(duì)學(xué)生技能訓(xùn)練，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和開拓能力具有重要作用；（2）實(shí)驗(yàn)室開放內(nèi)容貫徹了“因材施教、講求實(shí)效”的原則，根據(jù)不同層次的學(xué)生和要求確定開放內(nèi)容，內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)性、綜合性、研究性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；小發(fā)明、小制作、小論文等課外科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn)；（3）較好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生參與教師科研，使學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)落到實(shí)處。加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)與技能、創(chuàng)造性思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)；（4）提高了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神，通過開展“開放實(shí)驗(yàn)交流答辯會(huì)”等活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組之間的溝通，分享實(shí)驗(yàn)成果和心得體會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力；（5）提高了學(xué)生的成就感，學(xué)生參與開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目取得優(yōu)異成果者，可向教務(wù)處申請(qǐng)學(xué)分。學(xué)校每年評(píng)選一批在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面成效突出的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為優(yōu)秀項(xiàng)目，對(duì)參加者和指導(dǎo)教師實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)。 

建立開放性實(shí)驗(yàn)室，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的一種改革，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方向，其思路是鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間參加開放式實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、科研和各類社會(huì)活動(dòng)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，進(jìn)一步加強(qiáng)素質(zhì)教育，提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。 

面向21世紀(jì)科技進(jìn)步和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要，機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生需要具有創(chuàng)新品質(zhì)和發(fā)展能力，掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用能力和基本技能，培養(yǎng)在制造行業(yè)生產(chǎn)一線從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、技術(shù)運(yùn)用與改造、運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)銷售的高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才和創(chuàng)新人才。通過創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐，系統(tǒng)地對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法及培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行積極的探索。幾年的實(shí)踐表明，創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)起到了非常積極的作用，學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力、適應(yīng)能力得到了較大的提高。 

參考文獻(xiàn)： 

[1]白彥茹．淺談比較教育研究方法的發(fā)展趨勢(shì)[j]．黑龍江教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，（11）． 

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：慧魚工程技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新能力

一、引言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)作為學(xué)校向應(yīng)用型綜合大學(xué)轉(zhuǎn)變中專業(yè)建設(shè)的重要組成部分，是培養(yǎng)應(yīng)用型機(jī)械類本科專業(yè)人才的主陣地?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》是該專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，專業(yè)教學(xué)計(jì)劃圍繞《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)目標(biāo)開設(shè)了工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程，如《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》《16+2職業(yè)技能訓(xùn)練》等，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，要求學(xué)生能綜合利用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問題。但是在實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)效果差，一是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所開實(shí)驗(yàn)多是認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[1]；二是因?yàn)椤稒C(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》命題陳舊且單一，缺乏現(xiàn)代設(shè)計(jì)，無(wú)法達(dá)到綜合訓(xùn)練的目標(biāo)[2]。為此，本文提出基于慧魚工程技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新工程實(shí)踐能力等。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)弊端及改進(jìn)策略

1.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)弊端?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》是一門綜合性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，以《機(jī)械制圖》《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》《機(jī)械工程材料》《互換性和測(cè)試測(cè)量技術(shù)》《機(jī)械原理》等課程為依托，對(duì)機(jī)械零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、摩擦磨損及、螺紋連接、軸轂連接、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿渦輪傳動(dòng)、軸系設(shè)計(jì)、滾動(dòng)和滑動(dòng)軸承、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及其他常用零部件設(shè)計(jì)等知識(shí)進(jìn)行講解[3]。其課程特點(diǎn)是內(nèi)容多且雜，存在大量經(jīng)驗(yàn)公式與圖表，教學(xué)內(nèi)容抽象等，多數(shù)學(xué)生反映內(nèi)容零亂，找不到重點(diǎn)。為此，通常在制訂教學(xué)計(jì)劃開設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課，輔助學(xué)生理解并掌握相關(guān)知識(shí)，如《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》。隨著技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)學(xué)生的綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)及工程實(shí)踐能力提出更高的要求[4]，但目前《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》仍然存在一定的弊端，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果差，無(wú)法滿足社會(huì)需求?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》是對(duì)漸開線圓柱齒輪二級(jí)減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，該實(shí)踐項(xiàng)目存在一些弊端：一是課程設(shè)計(jì)命題陳舊且單一，是對(duì)通用漸開線圓柱二級(jí)齒輪減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容為機(jī)械方案設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)、裝配圖繪制及減速器設(shè)計(jì)說明書，相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)指導(dǎo)書成熟，網(wǎng)絡(luò)資源豐富，學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)基本是依葫蘆畫瓢，查手冊(cè)，套公式，設(shè)計(jì)過程就是仿造，部分學(xué)生存在抄襲、買賣現(xiàn)象，嚴(yán)重影響教學(xué)秩序和教學(xué)質(zhì)量；二是重視二維裝配圖，輕視二維零件圖、爆炸圖和三維建模及裝配的訓(xùn)練，不足以滿足機(jī)械設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的要求。機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方面，主要包括機(jī)器組成及典型機(jī)械傳動(dòng)零件感性認(rèn)識(shí)、傳動(dòng)試驗(yàn)（齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)等）、機(jī)械傳動(dòng)軸系部件設(shè)計(jì)與分析。由于我校教學(xué)計(jì)劃安排，無(wú)明確的機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有關(guān)課程，僅在《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論教學(xué)時(shí)，組織學(xué)生參觀機(jī)械典型零部件多功能語(yǔ)音教學(xué)示范箱，加深對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》各章節(jié)的理解。為彌補(bǔ)《機(jī)械設(shè)計(jì)》實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程的不足，我校除了積極對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及考核方式做調(diào)整外，還積極探索以16+2實(shí)踐周“專業(yè)技能訓(xùn)練”作為實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的補(bǔ)充，但由于不規(guī)范存在教學(xué)效果差的問題。2.設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對(duì)大學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要的意義[5]。為此，我校對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新改革，積極探索機(jī)械設(shè)計(jì)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。Fischertechnik，即“慧魚”，是德國(guó)人基于六面體接體發(fā)明創(chuàng)造的工程技術(shù)智趣拼裝模型，包含各類機(jī)械構(gòu)件（齒輪傳動(dòng)、絲桿傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、減速器等）、電氣元件（電機(jī)、電氣開關(guān)、氣動(dòng)零件、各類傳感器、控制器、導(dǎo)線及導(dǎo)線接頭等）和編程軟件等模塊。該模型是《機(jī)械設(shè)計(jì)》的理想教學(xué)工具?；诖宋倚?，利用Fischertechnik模型搭建機(jī)械創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺(tái)，結(jié)合教師科研、機(jī)械工程專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等，在16+2實(shí)踐周“職業(yè)技能訓(xùn)練”時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生自由組隊(duì)，綜合利用《機(jī)械原理》《材料力學(xué)》《理論力學(xué)》《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械制圖》等課程知識(shí)，合理分工，利用Fischertechnik組合模型，完成相關(guān)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)，力求達(dá)到培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等的教學(xué)目標(biāo)。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)示例

為解決菠蘿采摘生產(chǎn)效率低、人工成本較高、果農(nóng)勞動(dòng)強(qiáng)度高、芒刺對(duì)果農(nóng)傷害較大等問題，我校17機(jī)械班某組學(xué)生基于慧魚組合模型設(shè)計(jì)了一款小型手扶式菠蘿自動(dòng)采摘機(jī)。右上圖為菠蘿采摘機(jī)部分功能裝置，分別為成熟識(shí)別裝置、傳輸裝置，考查學(xué)生對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)中電動(dòng)機(jī)、減速器裝置、齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)/螺栓連接等知識(shí)的理解與掌握?；诨埕~工程技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我校學(xué)子在第八屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽（慧魚組）中獲得國(guó)家三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，立項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目國(guó)家級(jí)2項(xiàng)、省級(jí)1項(xiàng)，發(fā)表省級(jí)以上科技學(xué)術(shù)論文3篇，申報(bào)專利1項(xiàng)。目前，我們正在以國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目為依托，積極備戰(zhàn)中國(guó)—東盟高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育聯(lián)盟大學(xué)生創(chuàng)意機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽和第九屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，期望取得優(yōu)異成績(jī)。