机械创新设计论文范文

导语：如何才能写好一篇机械创新设计论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

一般情况下，创新设计先后经过抽象思维、逻辑思维、全面分析和最后决策四个环节。抽象思维主要是是通过设计人员充分发挥创新思维和智慧，提出新颖的有可能实施的想法，是创新设计必备过程。有了抽象思维过后再将想法具体化，考察其逻辑性和可行性，结合有关的科学理论知识、原理进行进一步的新颖的、可行的、具体化的机械设计。而全面分析则包含了创新设计过程中所涉及的所有可能性，综合考虑技术的可行性、成本与性价比，最后设计出新的可以满足人们生活和生产需要的机器或者其他产品。

1.1我国机械创新设计过程

机械创新设计的目的在于改善机械本身的功能、性能或者以更低的经济成本制造满足生产生活需求的机械。目前，我国技术专家认可的机械创新设计过程一般可分为四个部分，一是根据具体需求确定机械设计的基本原理，二是机械结构的优化和改进，三是机械尺寸设计和参数优化，四是机械运动性能及动力参数优化。机械创新设计与普通的机械设计并没有实质性的差异，主要的区别在于机械创新性设计注重发挥人的主观能动性和创新能力的突破，在充分的调动人的积极性的同时创造出更加符合使用者需求的机械工具。

1.2我国机械创新设计的特点

机械创新设计主要包括四个特点：一是多学科知识交叉运用，互相融合，互相渗透；二是机械创新设计中，数字并非主要思考因素，而是应该充分结合过往经验和相关的理论知识，合理判断和提出可行的新的设计方案；三是机械创新设计不仅需要理论知识和经验，同时也十分注重灵感、想象力、创造力的作用，因此应该最大程度发挥四者的作用；四是凡是设计创造类等实践活动都需要不断重复、尝试，从中吸取经验，多级选择最佳方案。在机械创新设计过程中，只有完全领略和充分展现以上四个特点，才能做出优秀的创新设计。

2.我国机械创新设计思维

机械创新设计思维对于机械创新设计来说意义重大，只有通过不断的改革创新和开拓进取，勇于突破现有的固定模式和局限，采取新的方法、体制、设计才能使自身在飞速发展的时代中保持领先，走在时代的前沿。

2.1机械创新设计思维的涵义

创新设计思维就是指在原有的科学理论知识、原理以及过往的设计和经验中设想出新颖的、更能满足审美或者实用需求的设计方案。而对于机械设计人员来说，创新无疑是自身最核心的竞争力，通过提高产品的性能、降低产品的成本以及缩短生产时间来提高机械设计的性价比。在机械创新设计过程中，首先应该有创造性思维，在前人的基础上提出更加优化的观念，并将这些优化的观念付诸实践，从而创造出新的不一样的机械设计。创造性思维具有多维多向性的特点，强调联想、灵感和感觉，并不是依靠固定的逻辑思维推理出来的，而是激发于机械创新设计人员的大脑。

2.2机械创造性思维的三大特征

2.2.1自由性

机械创造性思维最大的特征在于自由，创新是自由的，思想是自由的。机械创新设计人员可以在结合有关客观科学理论的基础上完全自由凭借自己的想象、灵感、直觉设计出新的机械，而不必有太多的思想束缚。在当今变化赶不上计划的经济时代，思维的自由符合现代社会发展的需要。而在机械设计工作中，要不断地有新的进步的成果，就必须突破原有的事物，消除固定思维的束缚，自由地翱翔在创新设计的天空中，只有不断突破和创新才能设计出更令人满意的成果。

2.2.2多向性

每个人的思维方式都不一样，具有多向性的特点。而在机械创造性思维中，同样具有多向性的特点，设计人员可以从不同角度去观察和判断问题，并且设想出完全不同视角的方案。设计的美妙恰巧在于它的多样性和多向性，没有固定的设想方向，任意一个方向都可以是设计者们延伸的目标。多向性思维与创造力是相辅相成、密不可分的，一个机械产品的设计过程中一定有过多向性的设想，从中择优进行实践得出最后产品。因此，多向性思维是机械设计中十分重要的一点。

2.2.3独创性

独创性即设计出跟别人不一样的产品，提出不一样的理念，突破原有的固定模式，创造出新颖的进步的成果。独创性是机械创新设计的目标，创新的目的在于独创，拥有别人没有的想法和成果。因此，在机械创新设计过程中，要学会从新的切入点思考问题，掌握不同的设计方法，敢于向原有的观点提出新的看法，从而设计出具有独创性、新颖的机械产品，更好满足生活和生产的需求。

篇2

关键词：质量安全；功能设计；成本；规避风险；满意度

随着机械设计行业的革新，机械设计管理已经不单纯的是产品的功用性管理，更为主要的表现在产品的知识密度，产品的多个功能性，产品的质量绝对安全和产品的推广价值以及规避高风险性的实用价值管理上来。机械产品的设计首要考虑的是产品的质量安全，其次是产品本身的价值所在，再有就是在设计流程中理论和实践的相互影响，最终形成产品，通过对管理资源的有效控制达到流程的节约化，直接化和实用性，更好地保证产品使用用户对新产品的满意度的提升。

根据当前机械设计企业的行业特点，对于机械设计行业中存在的几大管理问题做一个简单的分析。

一、机械设计质量安全管理

任何产品的质量安全都是头等大事，机械设计也不例外。在机械设计行业中，设计人员一定要有严谨，负责的工作态度，严格按照设计思想，严格排查安全隐患，在设计中杜绝因管理疏忽而带来的安全问题。在机械设计过程中要把安全问题落实到每个人，责任明确，分工具体使质量得到保证，安全隐患消除与萌芽状态。

二、设计工艺流程的规范化管理

机械设计属于严谨的学科范畴，一切的设计行为要遵循科学，遵循设计原理。在整个设计工艺中要考量图纸的可行性，理论的灵活运用和灵活变通，对于设计所需要数据要进行深入的运算，确保达到数据的严密性。对于不确定的数据要进行多个论增，对于不明确的，不理解的理论要加以掌握理解，确保设计工艺的规范化，科学化，工艺流程的万无一失。只有严格地执行规范化的设计工艺流程才能保障设计成果的规范化以及它的市场价值所在。

三、机械设计中的误区以及出现问题的解决

在过去的机械设计的过程中，我们往往注只是重了设计成果的使用性，但是对于设计成果的实用性以及它的多个功能，我们并没有过多地关注。赶时髦。为求“省事”，追踪市场新产品和畅销产品，对顾客的需求一片模糊，又不愿花力气搞清，你上我也上，一轰而起，一轰而下。缺乏科学而准确的市场(需求)调查、需求分析和产品规划，是一种盲动行为，失败的可能性极大。实践证明，好多机械设计企业经营失败的根本原因首先是设计人员忽略顾客、缺乏市场调查与可行性认证，它们将导致90%的企业失败。其他导致失败的原因还有：由于管理者忽略变化、过分自信、过分自信与傲慢而错误地估计市场接受能力、吸收了不必要的合作伙伴、不能跨专业全面思考、企业缺乏长远的目标与规划，以及企业的经验没有公司和产品的特色。“现在供应，以后修理”。忘记了企业生产的产品(可触摸的)和服务(不可触摸的)只能在被顾客接受并使其满意的前提下才能获得竞争胜利和实现经济与社会效益。这是企业缺乏“信誉资本(良好的社会信誉认同感)”的表现，它的严重后果是导致企业的成员没有诚信、弄虚作假，最终使企业。所以企业的管理层应该清楚地知道，信誉资本有多少进展，以便即时采取扩大信誉资本的措施。对机械设计中出现的类似误区，机械设计人员一定要有高度的市场敏锐感，严谨的设计理念，积极负责的工作作风，才能彻底矫正因为设计思维而带来的对新产品的影响。

四、核心技术的保护管理

机械产品及其制造系统的创新是提高企业竞争力的关键因素。从本世纪初到60年代，机械设计业的竞争是以成本为测度的数量扩张时代，企业核心竞争力因素是成本最低，即规模经济方式，在这种情况下对大多数进行工业化的国家和地区来讲，需要的不是产品创新，而是引进产品与生产设备。70年代到80年代末它转变为质量的竞争。几十年的成本与质量的竞争，使多数国家和地区已经实现或可重现至今仍占主流的中低技术产品(占80%~90%的世界产品)的制造，且彼此间质量的差距越来越小，而成本的优势在发展中国家与地区。在未来的市场竞争中，企业竞争力的主要因素变化为：新产品创新与改进的设计开发能力及其上市的速度；为保证新产品上市速度、产品质量(特别是可靠性与安全性)的控制和成本控制要求创新和改进制造系统及其运作；创新与改进服务及其质量。设计产品及其制造系统和制造过程控制的创新成为提高企业竞争力的关键因素，而产品的设计与制造质量、成本、开发上市速度成为企业活动的第一类核心自变量。

五、机械设计的风险管理

机械设计是一项高风险投资。新产品的成功创新或改进将有利于形成机械企业新的经济增长点，促进经济的发展，有助于合理的产品结构和产业结构形成，以及企业竞争力的提高。但是各国多年的产品开发实践证明，它是高风险、高投资、高收益的活动。其最突出的特征是高风险性。如何应对这种风险，其主要依托应当是对于新产品的市场前景和潜在前景科学的分析，通过分析和观察做出有利的判断，尽可能在设计之初就规避因为设计带来的市场风险。

六、机械设计的成本管理

好的设机械计不但要技术先进，制造可行，操作方便，而且要经济合理，同样也要求它易与管理，尤其是对成本的控制。所谓成本管理，其核心就是降低产品的成本。可以说，产品成本的高低，在产品设计的阶段就基本上确定了，因此，降低产品成本，永远是设计人员的一项主要任务，是机械设计领域中的一个永恒的技术经济问题。设计人员进行产品设计时，必须牢固地树立经济效益的观念，对每一个零部件进行功能成本分析，确定合理的技术指标和成本目标。加强成本管理直接决定企业参与市场竞争的成败，这个环节至关重要，我们在成本预算中永远要把最低的成本核算到设计体系中，也就是说最低的成本就是开拓市场最大的资本，由此可见成本管理在机械设计企业举足轻重的作用。

七、机械设计产品的质量评估管理

树立长效果的评估机制，对于设计成果的安全性能，可靠性，稳定性要有一个明确的认知。通过评估掌握设计过程中的问题解决方法，发现不足，在此基础上寻求更好的解决方案。为今后的设计打下良好的技术基础和理论基础。

八、对设计人才团队的管理

人才永远是企业获得核心竞争力的根本保证。为了实现建设机械工业新高地的战略目标，加快各类人才队伍，特别是科技人才队伍的建设，通过企业内在机制的建立和外部环境的改善，充分发挥市场对人才资源配置的基础性作用，吸引和凝聚各类优秀人才，在企业内部形成优秀人才在数量、结构和综合素质等方面具有相对优势的人才高地，为企业的持续发展提供组织保证。此外对于优秀的人才，企业更要做到敢于用，敢于叫他们走出去，请进来，灵活的用人机制无疑是保证机械设计技术人员设计生命力的灵丹妙药。

九、加强知识产权管理

篇3

关键词：机械基础实验平台；实验室建设；整合优化

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）25-0252-03

大学生的实践能力不强及创新能力薄弱是当前高等教育最突出的问题。实践环节是培养学生实践能力、创新能力的重要环节，是培养创新能力的重要载体，故加强实践环节是形势所趋。中南大学机械基础实验平台主要承担全校工科类本科生的机械设计基础、工程制图、创造工程学等课程的实验教学与管理工作。为了满足中南大学首创的创新型大学办学要求和“A”型人才结构目标，本文探讨如何整合优化大机械基础实验平台，建立符合创新型人才培养目标，集知识、能力、素质结构为一体的基础性实验平台。

一、大机械基础实验平台建设方案

（一）搭建六个开放性实验教学平台

实验中心根据独创的“五个层次”实验教学体系，搭建了六个实验教学平台：引导认知平台、基本训练平台、基础实验平台、综合实验平台、创新实践平台和开放实践平台。

（二）建立实验室开放管理机制

实验中心通过采用信息技术和计算机技术，建立了实验教学全过程和实验室基本信息计算机管理系统，实现实验室管理信息化和网络化，建立了开放性实验教学网络管理系统。

（三）队伍建设及激励机制

学校和实验中心通过制定一系列优惠政策、激励措施、监督机制，激励实验教学人员在职攻读硕士、博士学位，同时鼓励实验技术人员参加科研工作，使实验教学人员与教师一样可在学术上有所发展，稳定了实验队伍。

（四）建设三个特色示范基地

按照从机械测绘、机械设计、机械制造的创新过程，建设三个特色示范基地：图形三维可视化虚拟技术示范基地、现代测绘制造基础技术示范基地和机械创新实验示范基地。

图形三维可视化虚拟技术示范基地其组成部分有：大幅面沉浸式虚拟现实投影系统、小型桌面虚拟现实系统、6自由度交互式虚拟现实系统、虚拟现实及视景仿真软件系统。

现代测绘制造基础技术示范基地主要由三坐标测量仪、影像测量仪、复合式激光扫描机及小型快速成型系统组成。

机械创新实践示范基地主要组成部分有：学生创意制图、创新设计展示厅、机构概念创新设计和机械设计展示厅、机械创新设计多功能自控展示厅、机构创意组合实验室、机械传动设计及多轴搭接实验室、平面机构创新设计及运动分析实验室、平面机构设计分析及动态仿真实验室、TRIZ创新实验室、机械系统集成组合实验、机器人机构与控制搭接实验室。

二、大机械基础实验教学体系构建

（一）实验教学理念

1.实验教学要与我校首创的创新型大学办学要求和“宽专业、厚基础、高素质、突出创新能力”人才培养模式紧密结合。

2.在教学过程中，应给学生自我发展的空间，对不同能力、不同潜力、不同志向的学生实现个性化培养，提高其应变能力，以创新型人才、具有市场竞争力的多样化综合型高级人才为培养目标。

3.将资深教授实质性地引入实验中心的关键岗位，使之在实验室规划、建设中发挥引领和主导作用，实现理论教学和实验教学师资的有机融合以及实验教学与科学研究、产品研发的有机融合。

4.本着让实验教学覆盖广、受益大、影响深的原则，大机械基础实验平台应该成为全校学生工程实践训练和素质教育基地。

5.通过学、研、产平台培养大学生创新创业能力，依托我院学科性公司――山河智能和中大创远，工艺实习、生产实习、毕业实习设计与论文等实践教学到科技成果产业化学科性公司进行，教师和学生置身于科技成果转化为产品的实际工作之中。

6.加强与国内外学校、科研机构和工厂企业的合作、共建和交流，引进先进的教学理念和技术与装备，实现开放办学。

（二）实验教学体系建设

构建分层次、多模块、相互衔接的开放型、综合性大机械基础实验教学体系，包括以下四个层面。

1.认知性工程训练：以建立大工程背景知识为目标，以激发学生对工程实践的兴趣和好奇心为出发点，开设机械结构认识、制造工艺认识、控制技术认识及工程管理认识等四个教学单元，面向全校理、工、文、经、管及法学6个学科门类数十个专业的大一学生开放，为全校各个专业提供多种选择，使每位学生在不同的层面上认识工业系统实现的主要流程和涉及的关键技术，由此建立基本工程素养。

2.工程技能基础训练：以培养学生在知识经济时代应该具有的工程师意识和职业转移能力、工程实践能力和与他人沟通合作的能力为目标，在保留传统实训项目基础上，增加了综合性、创新性的实习实训项目，把机、电、计算机、数控技术相结合，突出先进制造技术的训练和培训，面对全校机械专业、非机械工科专业以及经济、商学、管理等文科专业大一、大二年级学生开课，将实践教学及其工艺理论知识的学习内容分为若干个教学模块：材料成形模块、常规机械加工模块、数控加工与CAD/CAM模块、特种加工与快速成形模块，不同专业学生可选择其中若干个模块进行教学。在这个层次的工程训练中，学生通过自己动手完成基础工程技术和现代制造技术等一系列的工程训练项目，直接获得对现代工业生产方式和生产工艺过程的基本认识，接受生产工艺技术组织管理能力的基本训练。

3.机械工程学科基础训练：以培养学生的综合实验能力和严谨细致的工作作风，加强其机械基础系列课程之间的联系为目标，通过让学生按几何体表达机构综合机械设计机械创新的认识规律依次进行引导认知、基本训练、基础实验、综合实验和创新实践，将工程制图、机械设计基础、创造工程学等课程的实验教学环节融为一体，形成完整的机械基础课程实验教学体系，面向机械类和近机类专业大二、大三学生开课。该实验教学体系打破过去为实验而实验的封闭的实验教学体系。

4.科技创新实践：以机电系统工程为背景，以培养与训练学生对产品的全数字化设计、制造、测试、管理及创新能力为目标，中心主办了“数字化制造三维建模竞赛”、“湖南省机械设计创新竞赛”、“中南地区港澳特区金工设计制造创新竞赛”，并组织参加全国各类竞赛，使学生在实践过程中通过创造性地集成运用所学知识，掌握全数字化产品开发的基本原理、知识、技能及创新能力，支持高年级本科生、研究生从事创新性科学研究及实践。

三、大机械基础实验课程体系设置

（一）课程建设理念

围绕加强学生理论与实践相结合的能力、综合分析与创新能力、自主设计与创业能力的培养为目标，在总结了中心近几年的教学及改革研究成果的基础上，提出了“一条主线、二者服务、三点结合、四个转变、多种模块”的非技术性工程素质培养四年不断线教学的课程建设理念。一条主线：以培养学生的工程意识、工程实践能力及创新意识为主线；二者服务：教师、实践实验指导人员联手为学生服务，工程实践与学科基础实验联手为启迪创新思维、培养创新能力服务；三点结合：实现理论教学、实践教学、创新能力的培养三点有机结合；四个转变：由实践教学从属于理论教学向理论、实践教学成功接轨转变，由传统的金工实习和课程设计向现代工程实践教学转化，由操作技能培训向技能、管理与创新实践相结合转变，由单项技能传授向基于网络的集成技术传播转化；多种模块：将实践教学内容分为若干个教学模块，根据不同专业、不同学生来进行模块式教学。

（二）课程体系结构

实验中心以培养创新型人才为宗旨，为打破原有教研室的束缚，拟采用全新的大机械基础实验教学体系，在现有课程设置基础上进行调整优化。其课程分布如图1所示。

四、成效与展望

整合优化后的大机械基础实验平台实施效果显著，主要表现在四个方面。

1.调动了学生实践学习的积极性。大量的设计型、研究型的实验项目和开放型的体系，提高了学生积极学习工艺知识、系统的分析与设计制作技能和先进制造技术的主动性。

2.学生的动手能力和综合性工程素质有较明显的提高。来自后继专业课任课教师、学校教学质量评价系统、不同院系的以及研究生培养部门或用人单位的反馈意见表明，在大机械基础实验平台实施的实践教学对学生综合能力的培养起到了重要作用。

3.通过实验教学的改革，学生对创新实践的兴趣有了很大提高，综合实验能力和研究创新能力得到加强。学生毕业论文的质量有了很大的提高，几年来共有100多篇论文公开发表，平均每年有30篇评为校优秀毕业设计论文。学生的综合素质也有了明显提高，在各类比赛中取得了骄人的成绩。

4.通过各层次实践教学锻炼和创新设计的磨练，学生的才智与潜力得到了充分的发挥，优化了各类专业的本科生知识结构，毕业生就业率高，他们的实践能力与吃苦精神受到用人单位的高度评价。

众所周知，古代科学的突出特点是知识体系的统一性；近代科学的典型特征是知识的分化；而现代科学则是在高度分化的基础上，朝着知识综合化的方向发展。本文所探讨的大机械基础实验平台正是顺应现代科学发展趋势而构建的符合大机械学科发展规律与国际先进水平接轨的基础实验教学平台。放眼未来，大机械基础实验平台的建设和完善将持续不断的服务于培养与造就具有创新精神和实践能力的高素质人才。

参考文献：

[1]胡万华.机械工程类专业实践教学改革研究[J].交通高教研究，2004，（3）.

[2]郭海波，何竞飞.机械基础实验教学改革的探索与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）.

[3]李健.建设创新型大学，服务创新型国家[J].求是，2006，（3）.

[4]郭海波，何竞飞.机械基础实验平台的整合优化研究[J].科技情报开发与经济，2007，17（18）.

篇4

关键词:机械工程;创新设计;教学改革

在现有国内高职学校的机械专业中,很少有关于机械设计创新的课程,致使很多从该专业毕业的学生尽管具备相关的基础知识却难以从事创新的设计。在科学技术日新月异的今天,中国要想由“制造大国”转变为“创造强国”,职业教育应走在教育的前列。因此在《机械工程基础》课程教学中加强对学生创新意识、创新能力和实践能力的培养,是机械专业教学的一个重要环节。为了适应形势的发展,给学生创造良好的创新才能发挥环境,由教育部负责组织的全国大学生机械创新设计大赛,以大赛为载体,在引导学生课外科技活动,促进学生“教中学、学中做、做中学”方面起到了积极的推动作用。笔者结合教学与指导学生参加比赛经验,谈谈在《机械工程基础》教学中如何培养学生的创新思维。

一、以培养创新能力为主线设置课程内容

众所周知,一个产品的优劣关键在于设计,而设计的本质在于创新。但是,传统《机械工程基础》课程只注重向学生传授基础理论知识,而忽略了工程意识和创新能力的培养,致使许多学生学完了课程,仍然对机械没有一个完整的认识。因此教学课程的内容设置要保证学生创新能力的培养,必须把能力培养放在首位,以新的思维方式创造性地解决问题,提高未来职业变化的应变能力。为此,我们对《机械工程基础》课程进行改革,新增机械创新设计教学内容,建立以培养学生的工程意识和创新设计能力为主的新体系。

按照高职机械类大学生创新能力培养的目标以及历次创新大赛的比赛要求,我们把课程分为理论授课和实践操作两部分。理论部分的内容主要介绍机械学科发展的新方向、新内容,讲解创新设计的方法,培养学生创新设计能力,向学生提供创新思维方法,通过大量实际机械创新设计的示例分析,开阔学生的思路,拓宽学生的知识面和视野,激励学生的学习欲望,调动学生的积极性,提高学生的独立工作和解决实际问题的能力。为达到上述要求,新增机械创新课程的内容包括:①机械创新方法与大学生创新能力体系结构;②创新产品的市场调研与开发;③创新产品的方案设计;④CAD软件在创新设计中的应用;⑤机械产品机电一体化系统设计的实现;⑥创新产品的制造。学生通过《机械工程基础》创新设计课程的学习,不仅要掌握这些阶段所需的基本理论知识,还应掌握其现代设计的基本方法,创新设计的基本思路。因此需要明确课程在培养学生工程意识和综合创新设计能力方面的任务。如机械原理课程由传统的以机构分析为主转向以培养学生综合能力为主,突出机构设计的思想,加强机械运动方案设计的内容,强化机电一体化思路,介绍气、液、电驱动的机构和机电一体化的执行机构,以开阔学生的思路。

实践操作部分是让学生进行创新设计的初步训练,培养学生的创新设计能力、产品开发和制作能力。比如软件知识、电脑仿真技术、动画模拟、产品的市场调研和前景分析、制作产品的先进加工方法、与人沟通和演讲技巧、团结协作精神等。让学生有动手训练机会,学生以组为单位在教师指导下,亲自参与到产品的设计制作与过程中,使他们在实践中学习,在学习中再实践,将“教中学、学中做、做中学”落实到实处,有效弥补了学生在知识应用及动手能力上的不足,极大地调动了学生的学习积极性和主动性。

二、发挥教师主导与学生主体作用,营造培养创新能力的环境

教师应该激发和培养学生自主学习、自主创新的积极性,激发学生主动参与课堂教学,成为课堂的主人,变“要我学”为“我要学”,让学生积极主动地参与教学的全过程。教师对每堂课的教学过程,从头到尾要精心设计,别出心裁,努力尝试将问题教学法、情景教学法、范例教学法、探索教学法等多种教学方法引入课堂,向学生讲授创造性思维、创造原理、常用创新技法、机械创新设计方法及创新设计典型实例分析等内容;让学生了解机械领域发展的现状和趋势,找出有创意的机械产品进行分析,让学生感到新奇独特;激发学生对周围所熟悉的问题或物品进行分析、探索,使学生打破思维定势,提出改进的思路。比如,机械设计课程改革了过去仅罗列常用零部件的繁杂内容,建立以机械传动方案设计、机械零部件的工作性能设计、类比设计、改造设计和创新设计的授课内容,学生在老师的引导下,应用先进的计算机辅助设计软件,进行执行机构和传动机构的运动分析、动力分析的仿真与方案比较,以及零部件的三维造型设计,不仅可以大大节省分析计算和方案比较时间,而且直观、形象、准确,还可以提高学生的空间想象力,这样激发了学生创新设计的兴趣。在导学上下工夫,注重学习方法的指导,教会学生思维方法,对典型的有创意的产品进行拆装实验,分析其创新点,总结创新的思路和方法,完成小论文、研究报告、创新作品。学生对这些问题充满好奇和求知欲,因此会积极地去发现问题、提出问题、解决问题。学生在这种环境中充分发挥自己的想象力,激发创新设计的兴趣和欲望,提高了创新设计的能力。

三、课程教学特点

1.课程采取理论与实践相结合的方式,突出综合应用能力训练

学生既要学习理论知识,又要主动去动脑筋想方案,更要亲自动手,全方位锻炼自己的能力。如为培养学生机构创新设计的能力,我们开设了“机构系统综合实验”。学生可将自己创新设计的执行机构系统的方案,通过搭接组装,使创新设计的方案模型化、实体化,并可验证方案的可行性。再如,为提高学生对机械系统的总体认识,我们开设了“机械系统方案综合实验”。学生自行设计、自己动手完成包括原动机、传动装置和执行机构的简单机械系统的组装,形成一个完整的机械系统的概念。学院数控加工教学中心承担了机械创新设计大赛的大部分作品制作工作,制作中的简单零件,由学生在教学中心的钳工车间依靠有经验的师傅辅助完成,较复杂的零件,自己首先编写好数控加工程序,在具体操作师傅的监督下,在数控车床、数控铣床上完成加工。同时,加工师傅协助学生完成加工零件的工序设计、检测方法设计和装配的调整等工作。作品的制作锻炼了学生的动手能力和对工艺知识的理解。

2.改进作业内容与考核方式

针对过去侧重典型零部件分析的机械设计作业,我们改为以设计为主的简单机械设计训练。学生通过调查、查阅资料,设计出了多种具有实际价值的作品,如汽车用千斤顶、单一螺旋千斤顶、手动剥壳器、脚踏式拖把拧干器、灭火拖把等。通过各种方案的设计比较,学生不仅掌握了传动方案的设计方法,开阔了眼界,同时培养了创新设计的能力。课程结业时,最后提交的作业是小组集体创作的完整的方案设计书或作品,由教师进行评比和打分。评选方式与国家组织的机械创新大赛相同,要求有:书面的设计计划书,内容涵盖作品的创新点、设计计算说明书、产品市场定位、开发产品的市场前景等;电脑制作的产品仿真动画图、CAD制作装配图、三分钟视频讲解;小组答辩,接受教师和专家的提问等等。最后评出一、二、三等奖,再给出创新学分。不对学生进行传统的书面考试,而是采取让学生以组为单位交一份“作业”,内容是学生自主设计或制作一件作品,既让学生在轻松的气氛中学习,又启发和调动了学生主动学习的积极性,锻炼他们的动手能力,提高他们的创新意识和创新能力。

3.训练学生的团队合作精神

我们强调要团结协作,要求学生分组学习,组成4～5人的团队,小组成员不受班级的限制,男女搭配,但必须是相同的专业,分工协作。各团队在队长的领导下,开展与设计有关的各项工作,如设计方案讨论分析、方案的工艺计算、设计结构的讨论等等,这样可以让学生在设计中得到充分交流。因为每一名学生都不可能很完美,但也不可能是一无是处,只要运用好每个人的长处,精诚团结,饱含创新的热情,拥有那份自信,团员之间相互沟通协作,那么这个团队的工作效率就是最高的,完成项目过程的可操作性强的概率就大,同时学生能力在团队中得到尽情施展。团队合作的基础之一就是建立信任,要建设一个具有凝聚力并且高效的团队,第一个且最为重要的一个步骤,就是建立信任。团队的精神是平时一点一滴积累的,团队精神就是团结、协调。只有拥有团队精神,一个团队才能集思广益,凝聚一起,那么作任何事都会事半功倍。队长要懂得如何分工协调,他不仅要求自己进步,还要做到整个团队所有成员共同进步。为了这个目标,团队所有成员必须营造一个有利于学习讨论的和谐环境,在一次次讨论后同学们的思路越来越清晰,方案越来越完善,大家心往一处想,劲往一处使,相互鼓励,那么在这个团队面前就没有克服不了的困难。

培养学生创新思维的途径还有很多,教师在教学中要根据不同的课程、不同的知识点灵活运用、合理选择。当然,任何一种方法都不是万能的,但只要教师转变教育观念,用创新培养创新,用创新激发创新,及时捕捉和诱发学生学习中出现的灵感,一切从培养学生的创新思维出发,学生的创造能力就一定能得到提高。

参考文献:

[1] 陈洁营,马慧勇.论大学生创新能力培养[J].中国成人教育,2008,(4).

[2] 李志江.机械制造工艺基础教学方法探讨[J].考试周刊,2008,(51).

篇5

摘 要：工程体验是认知实践教学中的重要的环节，根据学生的特点，基于工程认知构建了实践教学体系，探讨了教学模式上的创新，并就教学实践中的创新能力培养做了分析与阐述，提出了建议与措施，对培养学生的工程创新能力起到积极的作用。

关键词：创新能力；实践教学；工程认知

本文立足培养学生工程实践能力和科技创新能力，将工程训练与科技创新制作相结合，对工程训练教学体系、内容和方法等进行改革，并结合桂林电子科技大学工程训练中心的教学实践进行进一步探讨。

一、改革工程训练教学体系、内容和方法

（一）改革教学体系

桂林电子科技大学工程训练中心建立在原金工中心基础之上，原教学体系从金工实习单纯的实践教学操作，发展为工程认知训练、基本加工工艺训练、先进制造技术训练、创新实践训练、自命题创意训练等系列化的教学体系。

（二）改革教学内容

首先，由基本技能训练向集知识能力素质和创新精神为一体的训练方式转化，由单机技术技能训练向部分实现局域网条件下的技术集成训练方向转化，由较单一知识和技能训练向综合性创新实践教学的方向转化。

其次，开发新的实训教学内容。为激发学生的实习兴趣，提高学生的创新能力与动手能力，达到良好的实习效果，桂林电子科技大学工程训练中心开发研究制定了新的加工实训教学内容。对于机械类的学生，由指导教师向学生分组布置创新设计制作的任务。在完成既定的实习内容后，留出3～5天时间让学生分组自主进行产品的总体方案设计。方案经教师认真审阅修改通过后，进行草图设计。待所有零件加工、装配图纸经教师审核后，则进入制作阶段，学生按设计要求在各工种指导人员的协助下独立加工。实习期间没有完成的内容可利用实训中心开放时间完成。1～2月后由中心教师组织学生答辩，并设立奖项。

以上改革的实施大大激发了学生的实习兴趣和创造热情，并提高了其独立分析问题与解决问题的能力。同时，教师在整个过程中教学能力和水平也得到提升。

（三）改革教学方法

桂林电子科技大学工程训练中心改变原来“零件生产”的教学方法，革新为“工程产品”教学方法，鼓励学生自行创新设计，培养学生的创新意识和能力，为学生营造一种真实的工程氛围；同时通过训练过程中的合作来培养学生的团队精神及组织、管理能力。此外，中心教师拓展多媒体教学、网络教学、综合训练、创新设计、自命题创意等多方位的教学方法，充分利用网络系统，结合数控技术和网络技术实现远程设计、网络传输、数字化制造等现代制造理念。

二、构建全方位的开放式工程训练教学模式

工程训练中心有丰富的教学资源，而校内许多学生在进行创新实践及科技活动时却找不到合适的场所和设备，中心和学生课外活动没有形成合理的运行机制，从而造成一方资源闲置，而另一方却无设备可用。现代工程训练中心不仅应成为大学生进行基础工程训练的平台，同时也应成为他们开展创新实践、课外科技制作和参与科研活动的平台。构建开放型工程训练体系，正是达成这一目标的有效手段。工程训练的开放可归结为以下赘龇矫妗

（一）训练时间的开放

训练时间的开放，包括训练时间点开放和训练时数开放两层含义。理想状态下，训练时间点开放即学生在任何时间点，包括晚上、周末和节假日，都能进训练室参加训练；训练时数开放即学生可以根据自身需要任意延长或缩短训练时数。

（二）训练内容的开放

训练内容的开放从广度和深度两方面入手。训练广度的开放主要是指最大限度压缩必修训练项目，同时尽可能增加选修训练项目，提高学生选课的自和自由度。训练深度的开放主要是指对训练内容进行分级，如设立基本级、中级和高级三个等级，再由学生根据专业要求和自身条件选择合适的等级参加训练。

（三）训练方法的开放

工程训练中心的教学设施不可避免地存在生产性不足、先进性滞后的局限，这在一定程度上限制了训练的效力。训练方法开放就是不仅采用传统的现场训练手段，也采用现代的训练手段如多媒体教学、远程视频教育和仿真训练等。这些现代的训练手段不仅成本低，安全可靠，而且不乏直观性和吸引力，还可以弥补工程训练中心现场训练中的不足。

三、合理利用和开发软硬件资源，为工程训练教学改革提供良好平台

通过对桂林电子科技大学工程训练中心现有的设备及相关教学内容进行分析可知，在实习学生人数3000余人的情况下，合理利用和开发现有资源以适应教学内容和过程十分重要。对软件资源进行开发，是盘活硬件教学资源的基础，因此，桂林电子科技大学工程训练中心建立了工程训练网络课程，供学生远程学习。通过合理的人员和设备的配置，对实习学生进行多批次、满员额的调整和改革。除对现有的实习学习方式进行创新，教师还积极辅导学生参与各级机械创新设计大赛、“‘十一五’大学生创新性实验项目”开发等，以工程实践学习的角度，通过贴近具体生产实际的研究和指导，最大限度地开发和完善教学内容。这些都在软硬件建设方面对中心的长远建设和发展起到潜移默化的促进作用。

四、学生科技创新制作实例

桂林电子科技大学工程训练中心创立了创新设计项目以启迪学生的创新灵感，同时与本部电子实习中心合作，发挥各自在机械和电子方面的强项，让学生进行真实产品与虚拟产品的开发设计，并让学生自己动手，将创新思想与实践相结合，制作出机械或机电综合产品。以下是学生团队机械创新作品――多功能担架（救援变形金刚）的制作过程：

第一，调研选题。选题主要由学生自主进行，教师提供一些选题方向供学生参考。学生制作完成创新项目申报的ppt等后进行答辩，介绍该作品详细设计思路、原理及创新点，专家和教师组成的评审团认真分析后给出意见和建议，确定其可行性。

第二，设计阶段。一是进行机构优化设计与机构动力学分析。使用相关编程语言对机构变形的关键结构尺寸进行优化设计。运用工程力学、高等数学、机械原理知识，设计并校核各构件结构尺寸，获得电动机和减速器的相关参数。二是对产品进行三维造型。使用CAD软件对作品进行三维造型后，通过其运动仿真模块实现虚拟样机的运动仿真，再次验证该方案的可行性。

第三，加工制作。加工制作主要由学生完成，指导教师负责指导，个别难度大、精度高的加工件由指导教师完成。本阶段同时完成产品的安装和调试。

第四，论文写作与答辩。将上述从方案论证到最后产品加工完成的全过程写成论文，结合该作品拍摄视频文件，并进行文字、图像剪辑，配合论文和实物让专家和学生更好地了解该产品。

综上，完成一个具有一定复杂性和难度的机械产品科技制作，对学生而言，不仅仅是将所学的专业核心课程知识进行了综合应用，而且极大提高了综合能力。此科技创新制作作品已在第四届全国机械创新设计大赛上取得二等奖。通过这个过程的锻炼，学生自信心增强、科技创新制作兴趣浓厚，同时也熟悉了机械产品制作的流程，了解了自己的不足，明确了个人今后的学习方向和发展方向。

五、结语

通过工程训练教学改革的实践，可总结出了以下几点经验：一是应改变原有“零件生产”的教学方法，革新为“工程产品”教学方法，培养学生的创新意识和能力。二是工程训练基地在提供正常教学服务的同时，还应为学生进行创新实践、科技制作、毕业设计以及个人业余学习提供全方位的服务，即实施全方位的开放式工程训练教学模式，最大效能地利用工程训练中心的资源。三是积极组织学生以项目的形式参与制作创新产品，并积极参加各级机械创新设计制造大赛，以提高学生工程实践能力和科技创新能力，为国家培养更多更优秀的创新应用型人才。

参考文献：

[1]傅水根.高校工程实践教学与管理法考察报告[J].金工研究，2003（1）

[2]陈金水等.创建工程训练教学中心[J].实验室研究与探索，2004（5）

[3]吉云亮，张瑞东.高校金工实习工程实践教学发展探讨[J].高校实验室工作研究，2007（2）

篇6

关键词：机械类大学生 学科竞赛 开展模式 评价探讨

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0171-02

对于当今大机械类学生来说，往往过于“专注”课本，理论知识学得比较扎实，但非常欠缺实际操作能力。机械行业的大部分工作岗位对个人的动手能力有较高要求，很多大学生毕业后对于很多工作不能胜任。为此，在机械类大学生中开展学科竞赛，通过整合课内课外的实践教育资源，不仅可以让大学生将理论知识实践化，而且对于培养他们的创新能力，实践能力，打造团队合作精神，提高综合素质有重要作用。

1 学科竞赛教学模式概述

当今社会对实用型的创新人才需求旺盛，但很多高等院校的教育体系不能完全适应社会的需求，教育思想的陈旧、教育结构的不合理都导致了学生的实践能力不足，在此形式下，学科竞赛教学模式应运而生。

学科竞赛教学模式是在结合课程内容、教学目标的基础上，以竞赛的形式把学生的理论学习和实践活动有机地结合起来，以培养学生创新能力和综合素质为目标的一种教学模式[1]。和普通课堂教学相比，学科竞赛更注重培养学生自主分析和解决问题的能力，对培养学生的竞争意识、团队协作意识、动手能力和创新精神具有很大的现实意义。目前适合我国机械类大学生参加的学科竞赛有：大学生机械创新设计大赛、国家大学生工程训练竞赛、新苗计划大赛等，在这些竞赛的实施过程中充分验证了学科竞赛教学在学生的创新能力培养中所起的作用。

2 开展学科竞赛教学的意义和作用

（1）为学生培养动手实践能力搭建了良好的平台。

机械类学科竞赛的竞赛题目往往带有项目背景，从课程内容上，大多涉及多学科课程；从人员来说，学生是参加竞赛的主体，这种主人翁的感觉能充分激发学生对自主学习的潜力与热情，而在资料查找、对问题的分析和综合等参赛过程，他们解决问题的能力，创新能力、科研能力自然而然得到提高。

（2）为提高机械类的学生的综合能力提供了广阔的背景。

选修课程的学习能够使学生获得更加广泛的知识，但这对培养学生分析问题和解决问题的能力所起的作用不大，寄希望于通过学习选修课程来获得解决实际问题能力的做法是不现实的。而学科竞赛从形式和内容都有利于提高学生实践能力。学科竞赛活动促进了信息技术、电子商务等相关学科的改革和发展，相关学科的发展以及经验的积累反过来又促进了学科竞赛水平的提高，于是形成了不同学科的良性互动、教学改革和学科竞赛的良性互动。学科竞赛应紧密结合机械类课程的教学环节和内容展开，以实现对所学知识的理解消化、总结整理和实践运用。学科竞赛的结果能够大致反映学生的综合能力以及教学体系设置的合理性程度，通过竞赛评价和总结讨论可以发现教学过程存在的问题和不足，为教学和教改提供重要参考[2]。

（3）为激发学生的创新意识奠定了基础。

学科竞赛往往结合了机械专业的特色和机械知识在实践中的运用，如全国大学生机械创新设计大赛是机械类大学生最具影响力的赛事，从2004年至今，每两年举办一次。每届大赛都有明确的主题和内容。如2014年该赛事的主题为“幻·梦课堂”；内容为“教室用设备和教具的设计与制作”。这些内容和大学生们的日常生活学习状态密切相关，这远比抽象的理论知识更能引起学生的兴趣，激发他们的创新激情，引起他们更深层次、更大宽度的思考，进而催生大学生对渊博知识的渴求，形成具有竞争意识而又团结协作的拥有共同价值取向和进取精神的良好氛围。通过竞赛可以丰富校园科技文化氛围，拓展了学生的应用知识，提高了他们的应用能力。高校机械类专业教师要积极参与竞赛辅导工作，鼓励更多的学生积极参与学科竞赛、勇敢的登上属于自己的舞台，通过大胆尝试，不断收获成功，在不断的失败和成功中得到成长。

3 机械类大学生学科竞赛模式的构建及评价

（1）以提高机械类大学生的实践能力、创新能力和综合素质为重点，构建学科竞赛模式。

①开展实践教学，促进机械类大学生学科竞赛模式的形成。

学科竞赛模式的教育导向重在推动实践教学的开展，借以提高机械类大学生的实践能力、创新能力和综合素质，因此，针对这种以竞赛贯穿教学始终的教学方式，相关的培训计划和课程体系需要进行修订和调整，使之适应实践教学的形式和方法。可以延长课外的学时，减少课内的学时，以增加学生独立思考和进行创新设计的时间和空间。可以增加诸如机械设计、综合能力培养、工程性图纸设计实践活动等创新性活动；开展创新科研方法的探究；以及撰写一些学术研究和研究报告，如专利的申请等。还可以直接选用学科竞赛的参赛题目作为课程设计、专业设计、毕业设计题目，从而实现课内教学和课外实践的有机结合。

②完成教学的主体变化，构建机械类大学生学科竞赛模式。

传统的教育模式只注重知识的传授，把学生简单地看成知识的接受者，使其学习兴趣不能被有效激发，制约了学生的积极性、创造性和主观能动性的发挥，不利于学生实践能力的培养。学科竞赛每个项目组虽然有指导老师，但是从竞赛选题，方案设计，技术设计，样机试制、调试，到技术文件的编制，每一个环节都以学生为主体完成的，充分调动了他们对学习和科研创新的浓厚兴趣。通过学科竞赛，促进了教学过程向自主性发展，向实践性学习跨越，在实践中探索，并逐渐发现和解决问题。同时，学生主动的查阅资料、阅读文献、广泛涉猎，通过对不同方法的尝试，不断获取知识、获得成功，真正感觉到了学习的快乐和获得成功的成就感，这又促进了学科竞赛模式教学的顺利完成。

③改革试验教学，构建开放式学科竞赛实验室教学管理模式。

机械类大学生的试验教学也要适应学科竞赛教学模式的需要，促进课外兴趣型实验室和课内教学型实验室向机动性发展，采用以学生为主体、教师为主导的开放式实验室管理模式，逐渐完成学科竞赛实验室管理模式的构建。学科竞赛实验室的设置，要求实验室的场地、加工机床、切割机等硬件设施能够适应学科竞赛的特点、满足学科竞赛教学的需要，能够适合竞赛期间的参赛作品的设计、加工、调试对场地的需要；并且要针对学科竞赛实验室教学的特点，完善和改进管理工作，建立完善的实验室安全管理条例、开放式实验室值班管理制度、实验安全操作规程等相关制度，积极做好实验安全工作，为机械类大学生的学科竞赛、课外活动、科技创新等搭建良好的实践平台。这样的创新实验室，改变了以往固定的机械设备的限制，提高了教师教学的灵活性，通过灵活的题目设置，学生能够很方便的利用实验室的设备条件，展开构思，提出解决问题的方案，通过独立思考或团队协作、小组竞赛等形式完成。在这样的环境下，学生还可以利用虚拟技术构建仿真实验室，以此来突破实验空间和时间的限制，充分的开展创新构想和创新交流。

④实施实践教学，为机械类大学生学科竞赛模式提供创新平台。

我国经过多年的教育改革实践，积累了很多的新的教育方法和教育理念，这些教育方法、理念经过了教育实践的检验，取得了重要的教育成果，因此，把这些新理念和新方法引入到机械类大学生学科竞赛教学之中，无疑会提高学科竞赛的水平，提高教师的指导水平和学生的参与热情，进一步影响实践教学的效果。比如，设计型的课堂组织方式、开放型的应用题型设置、小组课堂的评价机制等实践教学成果，都为机械类大学生学科竞赛模式提供了创新平台[3]。

⑤完善机械类大学生学科竞赛机制。

机械类大学生学科竞赛模式需要得到政策的保障、学校软硬件设施的支持、学科竞赛的制度支持等等，有了这些保障，学科竞赛教学模式才能伸展创新教学的手脚，最大地发挥学生参与学科竞赛的积极热情和主动性。保障机制是学科竞赛教学模式成败的关键，对于科学性、创新性、可行性和实用性的创新项目，只有学校提供经费保障，并对研究成果进行专利保护，才能进一步激发学生创新的积极参与热情，完善和巩固学科竞赛的教育成果，提高学生的创新意识和创新能力。

⑥改革学科课堂教学的评价机制和制约机制。

评价和奖励机制是机械类大学生学科竞赛教学模式的有效保障。学科竞赛教学模式以实践教学为手段，以培养学生创新思维和创新能力为目标，传统的以教学成绩为评价标准的课堂评价方式已经不能适应学科竞赛教学的需要。因此，教学成绩、学生的自我管理能力、德育考核、师生关系、学生的适应能力、创新方案的设计、课题研究的参与过程、关键技术的分析与实现、竞赛成绩等均需纳入评价考核的范围，其中创新设计、创新参与和创新成果在整体评价中占有重要比重。这样才能体现教育的实用性，挖掘学生的潜能和创新能力，使教育和实践做到有机的结合。评价单位也要改变传统的学校评价的单一评价制度，形成以社会、家庭和学校的综合性评价体系[4]。

学科竞赛教学中的激励机制体现在精神和物质两个方面。从物质上来说，学校设立专项竞赛奖励基金，给予竞赛获奖同学和表现突出者一定的物质奖励；同时，可以把竞赛得奖和获得专利作为评定奖学金和保送研究生的加分条件。学科竞赛的奖励机制也要把辅导教师纳入其中，因为他们在竞赛的指导中付出了大量的精力和劳动，发挥了重要的引导作用，对于指导教师，一方面可以给予一定的物质奖励，另一方面，把竞赛奖励和成果奖励、专利等与其职称评定和聘任直接挂钩、与其评优评模挂钩、与其职务晋升挂钩，并纳入学院年度考核中，这些具体措施是对指导教师所做工作的充分肯定，能够充分调动教师参与学科竞赛教学的积极性。

（2）大学生学科竞赛的训练组织。

①建立竞赛网站，加强网络宣传。

鉴于网络的窗口作用和平台作用，学科竞赛网站对于学科竞赛教学模式将起到巨大的推动作用。网络的加入无疑给学科竞赛带来了生机与活力，网络便于对竞赛种类、竞赛内容、竞赛时间、往届竞赛的介绍、竞赛的主题、竞赛的意义、团队情况、学生作品展示、指导教师的介绍、竞赛的研究方向和思路等作出积极的宣传，使互动交流的种类更齐全、内容更丰富、学生的参与更为积极，信息的披露更及时、准确，因此，学科竞赛网站将成为学科竞赛教学模式的重要窗口。

②开设训练课，加强竞赛技巧训练。

参与学科竞赛，选手不仅要有一定的知识素养和实践能力，还需具备对信息的处理技巧、论文的撰写能力、团队协作意识、了解参赛程序等。随着网络的快速发展，来自各个领域的大量信息使有些参赛选手无所适从，只有对选手进行相关的训练才能加强其甄别能力，学会获取对竞赛有益的信息；每个参赛团队都是一个整体，需要发挥集体的智慧、能力和技巧，需要相互配合、取长补短，才能把团队的能量发挥的最好；在竞赛最后是以科技论文的形式提交成果的，论文的质量一定程度上决定着学科竞赛的成绩。因此，参与学科竞赛需要开设训练课，对竞赛程序、论文撰写等关键环节进行培训[5]。

4 结语

综上所述，在机械类院校开展学科竞赛教学是我国培养创新人才的需要。学科竞赛教学能激发学生的科研热情和学习兴趣，培养学生的竞争意识、团队精神和创新能力。在教学中只有结合教育内容和教育实践，积极开展实践教学、改革试验教学、彻底完成学生的主体变化、搭建创新平台，才能真正的把学科竞赛教学落到实处。

参考文献

[1] 潘岚，饶宾期.完善机制—推动大学生学科竞赛的持续发展[J].中国电力教育，2009（3）：140-141.

[2] 闫舒静，张兴会，李辉，等.“教学改革—科技创新—学科竞赛”互动模式的创建与实践[J].天津工程师范学院学报，2006（12）：2-5.

[3] 刘允，张雅芳.高校学科竞赛组织管理工作研究[J].扬州大学学报，2010（4）：31-34.

篇7

关键词：机械类专业；毕业设计；民族班；改革

毕业设计是学生在校学习期间最后一个实践性教学环节，是学生学习、研究与实践成果的全面总结，是学生综合素质与工程能力培养的全面检验。其主要目的是培养学生综合应用所学知识和技能解决工程实际问题的能力，进行创造性工作的基本训练，培养学生独立工作和团队协作能力，是对学生学习成果的一次全面考验。新疆是个多民族地区，少数民族的基础教育比较薄弱，考入新疆大学的多数少数民族学生均来自边缘地区。虽然在四年的学习过程中，严格地按照教学大纲和教学计划完成教学内容，但是由于学生本身基础较差、汉语接受能力有限，大部分学生对于系统性、实践性较强的专业课程很难全部理解透彻，使学生在学习中总处于被动状态。为加大民族班教学改革的力度，提高教学质量，在以往实践性教学环节中所积累的经验的基础上，通过采取有效的改革措施，取得了较好的成果。

一、设计手段

机械制图是机械工程专业最基本的工具，是表达设计思路和设计方案的语言。以往我们都是采用手工绘图，其缺点是：绘图速度慢、出错率高、不易修改、图面质量差。国家早就规定要甩掉图板，利用计算机二维绘图解决以上问题，但其设计思路仍然建立在手工绘图的基础上。机电产品的配合性和可装配性是设计人员容易出现错误的地方，以往要到产品最后装配时才能发现，导致零件的报废和工期的延误，造成巨大的经济损失和信誉损失。采用3D平台下的计算机辅助装配技术可以在设计阶段就进行验证，确保设计的正确性，避免损失。三维设计方法与人的思维方式比较接近，较为直观，可以大大地提高设计速度，并且可以进行装配干涉检验、机构运动仿真及有限元计算、优化设计等。尤其对于空间想象力不高的学生来说，更是一种比较理想的设计方法。此外，三维设计后可以立即转化为二维（平面）图形，因此从三维到二维的整个过程不一定比直接画二维图要慢。我们从2000年（95级民族班）起，要求学生在毕业设计过程中尽量采用计算机绘图，并在答辩中采用多媒体答辩，这在当时全校民、汉班级中是比较少见的。直到2004年，采用三维设计已经较普遍，这方面已经达到了内地同类大学的水平。

二、设计题目

选题是否合适，其难易程度直接决定学生毕业设计的质量。我们在近几年的毕业设计选题上，淘汰了以前过时的老题目，而尽量选择指导教师的科研课题和当前的生产实际相结合的题目，充分体现教学与科研、生产实际相结合的原则，培养学生综合应用所学知识和技能解决工程实际问题的能力。如2001年机械制图96-2班两名学生参加了由指导教师主持的横向课题“数控塑料切粘机的研制”，并以之作为毕业设计题目，完成了产品的设计、零件的加工到整机的调试全过程，获得了难得的实践经验，并完成了整机的CAD绘图工作。长期以来，机械强度分析与计算一直沿用材料力学、理论力学和弹性力学所提供的公式来进行。由于在计算过程中有许多的简化条件，因而计算精度较低；在设计中，为了保证设备或构件的安全可靠性，常采用加大安全系数的方法，结果使结构尺寸加大，浪费材料，有时还会造成结构性能的降低。有限元分析技术是最重要的工程分析技术之一，它广泛应用于弹塑性力学、断裂力学、流体力学、热传导等领域。有限元法在产品结构设计中的应用，使机电产品设计产生革命性的变化，理论设计代替了经验类比设计。以前由于其理论性较强，有限元法仅仅用在硕士论文中，但从2002年起，在本科班中尝试应用有限元强度分析作为毕业论文题目。同时，由于我们所用的有限元分析软件在Linux平台上运行，所以学生必须掌握Linux操作系统，使学生在计算机方面也有了全方面的提高。

三、创新实践

近几年，我们在学生当中广泛进行了课外学术活动和机械创新设计实践，并把这些内容与学生的毕业设计相结合，获得了可喜的成绩。依布拉音、西克热木等学生完成的“油罐车注油自动控制系统”项目在西北地区比赛中获得一等奖，全国大赛中获得三等奖。努尔比亚等学生完成的“上下楼梯搬运机器人”项目在西北地区比赛中获得一等奖，全国大赛中获得三等奖。通过这些设计大赛及几年的教学改革实践，学生不仅从设计中得到了锻炼，学到了设计技能，而且在做设计时的动手机会多了，培养了他们科学的思维方法与创新能力，加深了学生对机械制造专业的认识，促进了课程设计、毕业设计质量的提高。要实现教育改革和建设的目标，关键是教师，教师不但要有高度的敬业精神和教学责任心，还要有较高的教学业务素质。为使青年教师提高工程素质，增加实践经验，鼓励青年教师积极参与实际科研工作和实验室建设，并对青年教师制定了严格的培养计划。教师梯队建设及青年教师培养有了明确的规划，结合课程建设，个人业务素质提高较快。

四、结论

篇8

关键词：研究性学习；CDIO工程教育模式；机械实践；融合

实践教学对于培养学生的动手能力、创新能力都有着十分重要的作用，近年来，也受到了教育界相关专家学者的重视，机械设计这门专业已经在我国各个高校中广泛的开设，这门专业的教学也一直是教学中的重点和难点，为了提高机械设计教学的有效性，各个高校也相继开设了关于机械设计教学的改革，并将实践教学的改革放在重要位置，一些学校在机械设计实践教学中融入了创新的主题，另一些学校则在教学过程中引入了TRIZ等相关理论，总之，各个学校的机械设计实践教学改革大多围绕创新发展来改革，均收到了良好的改革成效。CDIO工程教育模式是近年来兴起的一种新型教学模式，这种教学模式可以让学生积极主动的投入实践过程中，从而调动起学生学习的主动性，也成为工程教育发展的新方向。下面就探讨研究性学习与CDIO机械设计实践教学的融合模式，并将其应用在机械设计教学过程中，希望可以在一定程度上促进教学水平的提高。

1.CDIO工程教育模式简介

CDIO工程教育模式是近些年来国际工程教育改革的成果之一，该种教育模式最早由瑞典皇家学院、麻省理工学院等四所大学的教育专家提出，经过多年的探索，形成了完善的CDIO工程教育理念，该种理念不仅是对欧美20余年改革教学理念的继承，也提出了检验测评的标准。CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），该种教育理念是以产品研发到运行周期作为载体，让学生可以积极主动的进行学习。CDIO的培养大纲是以学生的能力为基准，按照学生的能力分为工程系统能力、工程基础知识、个人团队能力以及个人能力四种，CDIO的培养大纲要求学生需要通过这四个能力来达到既定的目标。

2.研究性学习与CDIO的融合

CDIO教育模式能够为学生提供一种理论与实践课程间有机知识相关联的教学背景，其计划的主旨就是为学生提供真实的工作情景，并在这种情景中传授给学生扎实的基础理论知识。就现阶段来看，已经有芬兰、丹麦、法国、新加坡、南非、中国在内的五十余所大学加入至CDIO教育合作计划之中，共同完善该种教学模式。

研究性学习即在教师的指导下，学生从社会、自然和生活中选择适宜的课题进行研究，同时在研究的过程中积极的来汲取知识、应用知识的一种学习活动。通过研究性学习，学生可以在实践过程中获取到丰富的经验，也可以参与到知识的创造过程中，并从中养成一种良好的科学态度和科学精神，掌握好相关的研究方法，提升自己提出问题和解决问题的能力。研究性学来已经在我国的各个高校中得到了广泛的应用，也取得了良好的教学效果，受到教师和学生的欢迎。

3.传统机械设计实践教学中存在的问题

目前，我国高校机械设计实践的主要内容是机械课程设计、减速箱拆卸、机械传动设计等模块，在实践过程中主要存在以下的问题：

3.1 学生缺乏主动性

以减速箱拆卸课程为例，该项课程是一门验证性课程，学生仅仅可以在课程中学习到减速箱的安装方式，难以主动的投入到方案设计过程中，且由于学生在生活中很少会涉及到相似的装置，因此，大部分学生难以对机械设计的课程产生兴趣，这也是教学水平难以提升的重要因素。

3.2 学生实践能力难以提升

由于各种因素的影响，现行的课内实验和课程设计对学生的思想产生了一种束缚，大多数的实验设备都是模型，学生虽然可以了解到模型的结构，但是难以动手实践，这就在很大程度上限制了学生实践水平的提升，加上组织形式的限制，学生的实践能力往往难以得到本质的提升。

3.3 学生的创造能力有限

现行的实践组织形式、教学内容和考核方式都难以带动起学生的积极性和创造性，很多学生对于设计的对象都不熟悉，加上考核方式的限制，学生之间很容易出现抄袭的情况，更谈不上创造能力的提升了。

为了提升机械设计实践教学的有效性，可以将研究性学习模式与CDIO教育模式相结合，以便提升学生的创造能力和学习的主动性。

4.融合研究性学习与CDIO的机械设计实践教学的融合思路

4.1 实践教学项目的确定

机械设计实践教学的内容的确定是将融合研究性学习与CDIO的机械设计实践教学相融合的基础，根据我国高校机械设计教学的现状，具体的教学内容包括以下几个方面：

4.1.1 自动执行机构设计

自动制定机构设计的内容以伺服电机模块为主，学生可以自行选择设计领域，并确定执行机构，教师可以为学生提供搭建实物和设计方案参考，在设计完成后，要求学生交出完善的分析报告，以便更好的考察学生求解和分析的能力。

4.1.2 机构创新设计

机构创新设计是实践教学项目的重要内容，教师需要要求学生构思好机构方案，并按照结构简图，根据动力学和运动学的分析报告做好设计，提升学生的机构创新能力。

4.1.3 小型铣床设计

小型铣床设计包括控制方案设计、总体方案设计、进给机构设计以及传动方案设计，在实际的教学过程中教学内容不应该仅仅局限在铣床的设计中，也可以使用其他类型的机床，这样就可以给学生提供多个选择。

4.1.4 工业机器人设计

工业机器人设计能够为学生提供一定的实践机会，教师可以要求学生提供零部件的设计方案、控制分析方案等等，让学生能够通过这类训练，掌握相关的零部件设计知识。

5.机械设计实践教学的组织方式

研究性教学模式与CDIO工程教育模式有一个共性，就是在教学过程中需要将学生放在第一位置，充分发挥出学生的主体地位，因此，在机械设计实践教学的过程中，教师必须要采取各种方式激发出学生学习的积极性和主动性。为此，可以根据研究性教学模式与CDIO工程教育模式的要求，将学生分为不同的小组，每个小组甄选不同的课题进行单独研究。

在实践开始前教师要拟定好教学内容和研究目标，帮助学生明确教学的计划，同时教师也要设计好问题，以便引导学生积极的进行思考，提升学生的创新性思维。选题也要严格根据研究内容和研究方案进行，并要求学生按照这些选题来寻找资料，以小组为单位开展研究，相互提出疑问，教师进行辅助解答，这样就可以激励学生以不同角度来看待问题，强化对课题内容的理解。在开展实践的过程中，教师要对学生进行全程指导，防止代工偷懒行为的发生，此外，也要控制好实践的时间，防止学生在学习过程中出现逆反心理。

6.结语

研究性学习和CDIO教育模式都是以学生实践为主的新型教学模式，在CDIO不同阶段中融入研究性学习能够有效的提升学生学习的主动性和机械设计的教学效果，在两者融合的过程中，教师必须要尊重学生的主体地位，尊重学生的差异，鼓励学生进行自主探讨和学习，对学生进行科学的指导，以便实现实践教学水平的提高。

参考文献：

[1] 江帆； 张春良； 孙骅； 王一军； 区嘉洁.融合研究性学习与CDIO的机械设计实践教学，实验室研究与探索[期刊论文].2010，08（15）

[2] 杨会霞； 杨文堤.研究性学习模式与机械设计类课程的教与学[期刊论文].武汉科技学院学报，2006，08（30）

篇9

关键词：地方高校 机械工程 产学研合作教育 课程体系

地方高校如何准确定位人才培养目标，科学合理地构建课程体系和实践教学体系，实现教学与科研、生产有机结合，培养高水平应用型创新人才，是当前和今后一段时期内，地方高校产学研合作教育需要重点解决的问题[1]。不同高校采用不同的教学模式，构建不同的课程体系和实践教学体系，培养不同类型的创新人才[2，3]。以我校机械工程专业为例，主要研究地方高校机械工程专业课程体系和实践教学体系的建设，课程群和实践教学环节的构建，以及教学改革措施，为培养具有机械产品的研究、开发、设计、制造、生产组织管理以及经营能力的创新人才奠定坚实的基础[4，5]。

1 人才培养目标

通过对国内众多开设机械工程专业的高校进行调查研究后发现，我国当前和未来相当长的一段时期内，机械工程专业的大多数本科毕业生将直接进入生产一线，从事机械产品设计、制造、生产组织管理等工作。因此，地方高校机械工程专业的人才培养目标是培养具有较扎实的自然科学、人文社会科学基础，较系统地掌握机械工程专业宽广的技术基础知识，具有较强的创新意识和机械工程专业应用能力，能从事机械产品研发、设计、制造，以及组织管理和市场经营工作的应用型创新人才。

2 课程体系建设

2.1 课程体系

2.2 课程群建设

14个模块对应着不同的课程群，通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。

人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养，通过这个课程群的学习，使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养，具有较强的社会责任感和良好的职业道德，较好的表达能力和交流能力。

质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准，具有环境保护和可持续发展意识。

基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置，培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力，尤其是口头和书面表达能力；通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践，使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力，为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础；通过信息检索课程的学习，掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法，使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。

自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习，培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力，为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础，这是工科学生应具备的基本功底。

专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习，使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。

专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习，掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法，通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等，使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。

工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上，通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习，加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践，使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。

创新知识模块、创新训练模块是通过TRIZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习，培养学生

的创新意识，使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力，能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。

工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座，使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验，初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。

3 结束语

根据学校自身学科特色和优势，以及人才培养目标，结合地方经济社会发展状况，在产学研合作教育背景下进行教学改革，提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系，建立与产学研合作教育相匹配的课程群，推进人才培养与企业相结合的模式，利用企业高技能人才和专家参与实践教学，从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。

参考文献

[1] 袁云沛.高等工程教育产学研合作教育人才培养体系研究[D].哈尔滨理工大学，硕士学位论文，2011（3）：10-30.

[2] 韩毅曈.工科院校发展产学研合作教育的对策研究[D].西安建筑科技大学，硕士学位论文，2011（5）：15-35.

[3] 李和平，肖忠跃，罗淑平.产学研合作创新教育提升高校工科教学质量的探索[J].井冈山大学学报，2009，30（6）：112-116.

篇10

如何克服目前机电专业毕业设计中存在的问题，进一步提高毕业设计质量，已成为当前高校教学改革中的重大问题之一。笔者根据近些年毕业设计的指导经验，从设计选题、组织形式、过程管理和考核评价等方面提出几点建议。

1.1选题以机电类为主

兼顾多样性现代机械工程是一门综合性很强的学科，很多先进的机械设备都是机、电、液、光、微机和控制的精密结合体，机电类题目对提升学生的设计水平和综合能力能起到重要的作用，因此，机电专业的毕业设计题目应以机电综合类题目为主，题目来源于真实课题，强调真题真做。毕业设计选题在以机电类真实课题为主的同时，须适当兼顾多样性[3]，如结构设计类、软件开发类、控制类、工艺类、仿真类、探索类课题。这里有两方面的原因：1）由于高校扩招，学生规模扩大，每个教师每年都提供大量的新的机电类真实课题不是很现实。教师的科研工作除了熟悉的领域外，还需要从事一些领域前沿的探索性研究。这些工作对于教师也同样是未知的、有很强的挑战性，却是科学研究的必经之路。教师安排少量涉及领域前沿动态的题目，鼓励感兴趣的学生做，对于激发学生的创新意识、培养学生的探索精神、树立良好的学术风气具有重要的实践意义。2）即便都是机电类学生，每个学生的兴趣爱好也不尽相同。高校的根本任务是培养人才，教育应该以人为本，培育和发扬个性。学生参加创新设计大赛、挑战杯设计大赛、机器人设计大赛等科技活动的成果，可以进一步的深化、扩展和改进，作为毕业设计选题。在学习专业课的过程中，学生对某一问题的质疑、改进或推广，也可以作为毕业设计选题。这类选题由于从学生的兴趣爱好出发，学生乐于投入精力，易于产生创新性成果。

1.2组织形式以课题小组为宜

毕业设计的组织形式，宜以3~5人组成毕业设计小组，一组一题，以小组为单位完成毕业设计。设计内容中的查阅文献、方案选择和系统总体设计，要求所有成员共同完成，而局部计算和结构设计等分工进行。设计小组在每人分别调研的基础上经讨论得出统一的方案，经指导教师同意后将方案确定下来，然后明确分工，各展所长，协作互补，这个过程能有效地锻炼学生的沟通能力和协作能力。与一人一题的形式相比，课题组的形式有利于培养学生的交流和沟通能力，加强学生的团队合作精神。在21世纪的今天，人的沟通能力和合作精神非常重要，因为几乎没有项目是一个人可以单独完成的，一个人哪怕是天才，如果他不能融洽的和他人沟通合作，一味的孤僻自傲，那么他的价值将大幅度下降。

1.3重视毕业设计过程管理

毕业设计管理是毕业设计工作的重要构成，直接影响毕业设计的进程和质量，因此必须加强毕业设计的过程管理[4,5]。

1.3.1严格过程管理确保设计质量在第七学期布置题目，使学生放假前就能够带着课题和问题学习。督促学生大量查阅资料，充分利用网络资源，分析研究课题相关资料，撰写开题报告。每周两次课题组集体讨论，开展以学生交流沟通为主的交互式研讨。通过集体讨论，列出各种解决问题的方法，并逐个进行分析，找到最佳解决方案和减少风险的方法。方案确定后，要求课题组成员进行任务分工，制定出任务进程表，并严格执行。讨论过程中，教师作点评和提问，既要对学生的设计工作给予充分肯定，又要及时指出方案和图纸中存在的问题，提出指导性的修改意见；同时，要注意个性教育，及时发现学生毕业设计中的闪光点、创新点，并加以正确引导。每个设计阶段末，即在开题阶段末、方案确定阶段末、设计阶段末等，都要及时要求学生将所做的工作形成文字，整理成为毕业论文的章节初稿。对学生的出勤情况、提问情况、问题的分析与解决情况、阶段工作的完成情况等，教师都要做详细记录，为学生的毕业设计成绩评定提供较全面的依据。

1.3.2组织阶段汇报和专题讲座开题报告、中期报告、毕业答辩都要求学生整理资料，制作PPT，进行汇报。不仅促进了学生对工作进度的有效控制，同时训练了学生的口头表达能力和PPT展示能力。毕业设计是大学生经历的第一次综合设计训练或第一次科研项目活动，教师可以就学生在毕业设计中存在的一些共性问题，组织开展一些讲座活动，如关于文献查找、阅读和整理的讲座、关于科技论文写作和排版的讲座、关于课题相关领域前沿的学术讲座等，营造良好的学习氛围。

1.3.3培养学生科技论文的写作能力毕业论文的撰写是毕业设计工作的一大内容，它要求设计者对毕业设计的具体工作，用文字、数据、图表等形式进行总结、分析论证和说明。指导教师要重视学生论文的撰写过程，要求学生撰写提纲并审查，应对论文的结构、内容、格式、规范等提出具体的要求，指导学生如何归纳问题、阐述问题，应对论文初稿进行检查并及时提出修改意见。通过毕业设计论文的撰写，培养学生严谨的科学态度和科技论文的写作能力。

2优化考核评价体系

目前的毕业设计成绩考核多侧重于知识的终结性评价，教师主要关注结果展现，而忽视了学生在实践过程中所展现的创新意识、人文素养、动手能力、发展潜能和个性特长等项的评估。学生今后的发展不仅仅依靠专业知识和技能，还需要多方面的能力和素养。很多的学生毕业后，可能是依靠专业知识以外的某项特长而获得长足发展，因此，充分挖掘发现学生的潜能和特长，并给予鼓励和引导，才是人本主义的教育，所以，有必要构建设计结果和实践过程并重的多元考核评价体系，激发学生的创新意识和参加实践活动的积极性。多元考核评价体系是指多人多角度对学生的毕业设计进行评价，体现成绩的公平和公正。“多人”包括指导老师、评阅老师和答辩老师“；多角度”包括文献查找能力、科研创新能力、交流沟通能力、实践动手能力、表达展示能力、论文写作能力、绘图能力和软件应用能力等。多元考核评价体系并不是苛求所有的学生都做到“全面发展”、“遍地开花”，而是为了更好地发现每个学生的潜能和闪光点。对于有个性有特长的学生，如论文立意新颖、创新意识强的学生、动手实践能力特强的学生、以第一作者撰写论文并在核心期刊发表的学生，毕业设计成绩应该评优，并且要设法给他们以展示个人才华的空间和机会。

3结束语