引论：我们为您整理了13篇机械创新设计论文范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
篇1
现实生活中很多种材料都可以用来设计机械结构，不一样的材料要求的加工方法和手段不一样、适用的结构类别不一样、零件需要的大小也不一样。材料的变元可以变化出不一样的结构模式。比如说：在进行钢材料的结构设计过程中，零件的截面面积越大，材料结构强度就越大、越硬；在铁材料的结构设计中，为了使结构变强变硬，人们通常使用加强筋和隔板的方法；在塑料材料的结构设计中，塑料件的筋板和壁厚应该无差而别且对称均匀。
1.2数量变元
在产品的结构当中主要包括以下几个方面，即零件以及轮廓面、线和加工、工作面共同构成了产品本身，如果想要将机械的结构目的进行改变，那么就可以通过调节上述结构元素而实现。就好比在铸件的过程中，是希望越简单便捷越好的。能够节省一些不必要的零件配置，又能在安装的时候方便人们的使用，这在无形中就提高了工作效率，比如安装一个螺丝钉的时候，如果按照螺钉和垫圈以及弹簧垫圈才能结合在一起的模式去安装，那么就需要最少三个步骤，但是如果把它们设计为一体的话，就可以大量地节省安装的时间，提高了效率。
1.3位置变元
在实际操作过程中，产品结构的元素之间的位置是可以进行调换的，这样可以无形中使结构本身的设计更加完善。比如，零件的焊缝位置应该对应中性轴或者至少需要靠近中性轴，这样便于将收缩力减少或者能够避免产品的变形。除此之外，零件的摆放问题也十分重要，如果杂乱无章则会大大阻碍操作速度。
1.4尺寸变元
零件的尺寸必须符合使用的标准才行，必须在各项标准合格之后才可以进行操作，比如：在冷冲压弯这一工艺中，就需要零件按照既定的需求进行弯曲，如果零件在加工的过程中，实现了标准的弯度，那么就算是一个成品，不需要再度进行加工。如果不符合产品的需求那么还需要进一步的加工整形来达到产品的要求。
1.5形状变元
机械整体的结构目的可以通过调整零件的形状或者改变其规格的大小而实现。比如在弹簧的生产过程中需要考虑多个问题，首先是弹簧的大小及其相对的螺丝垫圈的规格，能否让弹簧和使用的螺旋面以及被需要压紧的零件相吻合，就需要设计出不同规则的产品，无论零件的形状面如何都需要相匹配的弹簧来配合才行，如果零件之间的距离过大，或者不能够将压力有效融合，那么零件在安装过后就不算是合格，如果这一类零件销售在市场中，很可能造成一系列事故，那么为了防止拉簧因为这些问题而失去使用效率，就势必要将弹簧的设计空间放大，并且实现它的自身独特性，即使它在单独使用的过程中也可以实现跟其他零件的配合。
1.6分析连接变元
一是联接方法，主要的模式有焊接、胶结以及螺纹联接等方式。二是联接的方式，根据结构类型的不同而不同，因此为了丰富联接方式以及寻找到最为契合的联接方式，各个联接的结构以及联接的方式都可以进行相对应的合理调整。比如：针对一些需要拆卸的零件，如果在联接的方式上不能选择好，那么就会在联接和拆卸方面造成一定的困难，此类的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所购买的一些产品，像是随声听的后盖，就可以任意拆卸下来安装电池来维持继续使用，这样的结构也方便用户使用，从未为其提供便捷的操作模式。
1.7分析工艺变元
零件在产生之前，往往会有其自己的设计图纸，而设计图纸上面的结构内容直接决定了产品属于何种工艺级别的零件，因为每一个设备的零件都不是完全相同的，所以零件的设计以及成本也千差万别，如果设计工艺在产品出产之前没有得到完善，那么势必会影响到零件自身的质量，一旦零件没有合乎要求，那么产品的整体结构就会受到一定的影响。因此在零件铸造之前对于零件图纸的研究必须给予深度的重视，现在的加工技艺正呈现着不断创新和完善的趋势，但是问题也就随之而来，这些加工工艺虽然具有创新性，但是还不够成熟，并非达到了理想中的需求，因此还需要进一步的对此加大研究的力度。
2机械结构创新的尝试及优化测评
2.1机械结构设计的创新尝试
防腐剂在石油以及一些石化设备中具有十分重要的作用，下文以其为例，阐述变元法在其中重要的作用。石油和石化设备必须进行防腐蚀性的设计，这样一来，在设计的最初就应该考虑到防腐蚀性的大小和影响因素，从而采取必要的保护和防治措施，主要有以下几个方面。首先，在总体的设计上面，对停车间给予了严格的要求，不能堆放杂乱，不能潮湿，不能含有其他不利于防腐的物质存在。其次，设备的使用年限与设备本身一些极为细小的间隙区有着十分重大的联系，这些缝隙极有可能在人眼看不到的地方发生腐蚀问题，或者这些缝隙人是无法凭借手工去进行操作控制的，就像是一些产品的焊接点，这些产品貌似看起来已经不存在腐蚀的可能，但是难免会有看不到的缝隙存在，应该进行必要的封存和填补，或者干脆将缝隙扩大，这样便于对其进行维修补救和防护。再次，温度较高以及质量较高的浓度阶梯，局部势差问题往往在这种情况和产品中产生，一旦发生了腐蚀则不可控制。此外，每一种金属都有着自己独特的属性，产品在构建的过程中不一定是一种金属构建而成，多半是几种金属共同组合而成，但是不同的金属势必会产生接触面的腐蚀，应该对此进行绝缘处理。最后，面积越小腐蚀的点也就越小，因此要针对产品的不同设计缩小表面积从而减少腐蚀。
2.2对机械结构变元创新设计的优化评测
机械结构在完成变元创新实践之后。要根据目前的性能以及使用效果进行一个综合的测评，首先要进行模糊测评，运用理论研究和一些理想化的模型设计一种测评模式，但是这种测评模式并不是实际操作中的模型，而是通过一定的数学模型，根据先进的设计理念和规划，对其进行变化创新设计的检测。在测试的过程中测试者凭借自己多年的使用经验和研究理念进行对其综合评价的过程，并根据现有的先进思维对其进行构建，在测试的过程中还需要考虑到社会实际问题，产品在经过变元之后，使用方面是否安全，便捷，可维修性是否达到了指标，并且要将逻辑推理的思维运用到其中，选择出使用其整体变元的方案，最后针对已经选择好了的方案，进行进一步地修改和完善，从而作用于产品的机械结构构建当中，服务于产品的整体功能。
篇2
一般认为，方案设计阶段主要有两个任务：首先是建立技术系统的功能结构。然后通过选择相应于功能结构中的每个功能的功能载体，并组合这些被选择的功能载体形成整个技术系统的设计方案。
通用设计理论认为，方案设计过程可表述为两个映射过程（图1）：即用户需求域到功能域的映射以及功能域到结构域的映射。由需求域到功能域的映射过程最能体现设计者的创造能力，这一过程涉及到对设计思维规律以及创造性机理认识水平，涉及到自然语言到专业技术语言的转化。尽管有些学者提出通过对设计要求进行层次分解来建立功能结构图的讨论，但一般还要通过人工干预进行。从功能到结构的映射，实际上是功能结构图中的每一个分功能与能实现该分功能的结构进行匹配，一般情况下，总体功能往往包含着许多分功能。而每一功能可以由不同的结构来实现，因此存在组合、协调和评价筛选的问题。具体的机械方案设计过程如图2所示。
图2所示的机械方案设计过程还可通过数学形式进行描述。设总体功能为U，它可分解为一些子功能，分解过程可形式化为：
U＝（U1，U2，…Um）（1）
即总体功能是有m个子功能UI（I＝1，2，…m）组成的。
任何一个子功能UI（I＝1，2，…，m）对应着能够完成该分功能的子结构的集合TI，即
TI＝（tI1，tI2，…，tin）（I＝1，2，…，m）（2）
式中tij（j＝1，2，…，n）对应于能完成子功能UI的所有子结构，n为完成该子功能的子结构总数。如果用UI定义行，tij为元素构成矩阵，即得到功能与结构相联系的“功能—结构技术矩阵”：
（3）
当然能够实现各子功能的子结构数并不相等，可以将能够实现某一子功能的最多子结构数定为n，少于这个数的子功能元素项用零表示。图2所描述的机械方设计的一般过程，看起来很简单，但计算机实现有许多问题需要解决。如总功能如何分解为子功能、功能如何表达（因为从不同的角度提出的功能表达词汇是不相同的）以及如何有效根据功能索引子结构等问题有待进一步探讨和研究。
2基于机构结构类型变异综合方法
自60年代图论理论首次被应用于机构设计以来，它在机构分析与综合方面的应用得到深入的研究。在图论中，封闭的图代表机构，顶点代表连杆，边代表运动副。图可以用矩阵（如邻接矩阵和关联矩阵）表示、分析和计算。1979年，Freudenstein和Maki提出“功能与结构分离”的方法用于机构综合，随后许多学者对这一方法进行研究和深化。该方法包括如下几个环节：
2．1根据用户的需求，提出机构创新设计任务与技术要求：
（1）拓扑结构要求
如运动性质（平面运动或空间运动）、基本回路数（或独立环数目）、运动副类型及数目、构件类型及数目、主动副类型及其位置以及机架的构件类型及其位置；
（2）功能性要求
如输出构件数目及其位置、每一输出构件的任务（如轨迹生成、函数生成、导引以及其它要求、满足对预定的速度及加速度要求、满足对机构整体的动力学性能要求；
（3）约束条件
如运动精度、结构紧凑性、刚度、机械效益、轴销作用反力以及制造、装配、成本等方面的约束。
2．2结构类型综合
通过结构类型综合列出满足设计任务要求的全部结构类型并以适当形式表示。
2．3优选结构类型
根据功能要求和约束条件，筛选出好的结构类型。
该方法目前研究局限在平面连杆机构的结构类型综合，且一般集中在运动链同构识别、自由度识别方法以及平面运动链自动生成等理论方法研究阶段。尽管有一些应用的研究报道，但都是针对简单机构（如变冲程发动机活塞机构、车门开启机构等）通过人工方式实现。计算机实现还有一些关键技术没有很有效的方法，如运动链同构识别问题，主动副位置确定、机架位置的确定、杆组的自动划分以及对运动链进行评价筛选等问题。
3集成功能推理及结构推理的方案创新设计过程模型
如果用人工智能语言描述，在上述第1小节中讨论的机械方案设计的一般过程是基于功能推理方式，而第2小节中所讨论的机构结构类型变异综合方法是基于结构推理方式。这两种方式有其内在的联系，如何将这两种方式有机地联系在一起对于机械方案创新设计是一件很有意义的工作。功能推理主要解决功能到结构之间的映射，通过结构部件组合途径形成机械方案。而结构推理是从结构部件的拓扑结构上通过机构演绎（机架变换，主动件位置变换以及运动副类型变换）途径对机构进行变异创新，尽管目前结构推理局限在平面连杆机构结构类型综合，但通过本文的研究，该方法可以扩展到一般刚体机械方案创新设计。有鉴于此，作者提出如图3所示的集成功能推理和结构推理的机械方案创新设计过程模型。
该设计过程模型由以下主要步骤组成：
Step1：功能结构图的建立。根据设计要求，建立功能结构图。
Step2：根据建立的功能结构图，寻找满足各子功能要求的功能载体并组合成为原始机械方案。
Step3：将原始机械方案进行抽象化为表达机械方案连接信息的运动链表示。并记录原始方案一些约束信息，如自由度数、杆数、原动件必须是几副杆、输出构件是否必须与机架相连等等。
Step4：运动链发散。列举所有与抽象化表示的运动链具有相同自由度、杆副类型以及杆数的非同构运动链，并进行筛选。
Step5：机械方案元型集的生成。对筛选的运动链进行机架识别、原动件识别、杆组识别，形成用连杆和转动副表达的机械方案元型。
Step6：候选方案集的生成。将以上生成的机械方案元型通过类型替代，形成候选方案集。
Step7：方案的评价决策。得到最优方案。
Step8：方案的尺度综合。
4机械方案创新设计智能支持系统
根据以上的过程模型，我们开发了机械方案创新设计智能支持系统MCIDISS。系统的结构如图4所示。该系统由五大模块组成：
（1）基于实例功能推理的原始机械方案生成模块：该模块采用两级实例推理的模型，完成从设计任务到功能结构图的建立以及装置提取与组合协调设计生成原始机械方案的
任务。
（2）基于结构推理的方案设计创新模块：该模块在上面模块产生的原始机械方案的基础上，通过抽象化表示，将原始机械方案表达为一般化运动链，从机械方案拓扑联接上进行变异创新。
（3）评价决策模块：该模块主要任务是对各阶段的设计解进行评价决策。系统主要采用模糊综合评价决策方法。
（4）机构尺度综合模块：该模块主要任务是对组成机械方案的机构参数进行综合，以便从尺度上论证方案的可行性。
篇3
对于机械产品的设计概念来说，主要是设计到了人们的创新思维，也可以看成为人脑抽象与形象思维综合运用的一种结果。当然也受到了人们创新思维以及知识积累的局限。人们进行机械创新设计时，具有很大的随机性，并不能够确保想要的设计，同时兼具创新性的方案能够在一定的时间段之内得出。因此，想要在第一时间内设计出满足市场需求、能够占据市场的产品，存在一定的困难局限性，也是不太现实的问题，因此，在机械产品的创新迅速实现过程中，基于计算机化的创新就是非常有效的方法之一。
从广义的机构学的教学来看，对于机电一体化系统（包含了机、电、液与控制等等），都可以将其看成为两个组成部分——广义的传动机构与传动载体。而对于创新机电一体化系统的方案，就在于创新广义机构。因此，笔者在本文当中针对机械设计当中自动化技术创新的运用提出了一套机械系统创新设计以及自动化的方案（基于三维平台，以下所述都是基于三维平台）。
二、机械设计与自动化体系
对于上述中的复杂机械系统进行创新设计以及对于机械相应的自动化系统的组成方面，主要是以下：两种具有较强的获得创新性设计方案的能力的、在计算机化方法当中适合于机械系统创新设计当中较为复杂的方案；直接支持产品设计方案的三维虚拟样机装配与仿真的自动化建模过程，能自动化地对创成的复杂机械系统符号方案进行仿真、建模以及装配。而快速与创新则是其最大优点。
对于初期机械设计概念的这一阶段放纵，主要通过自动化系统为创新设计提供两套方案：其一，基于机械设计的基本规则而采用的创新设计方案；其二，创新方案的功能改良分解以及重组。考虑到这两种系统设计在方案的产生原理上都是采用的符号形式将最终的方案列出。而对于机械概念设计的初期阶段的使用符号的方案，机械自动化则会将方案进一步的分解成为机构的基本形式以及相互的连接这两个方面。在进行识别基本的机构方法选取上可以考虑到进行运动分析，从而将内部各个构件运动时所产生的分析数据展示出来。为了将开发机械产品的速度进一步提高，就能够使用面向对象的技术来进行基本机构的设计。然后，三维平台进行的二次开发，在采用的措施当中选择特征控制参数、数据库驱动等等，对于整体的基本机构三维造型设计，能够使用少量特征控制参数对其进行驱动。能够良好的解决基本机构虚拟建模的问题。
篇4
随着经济全球化脚步不断深入，我国逐渐进入高效机械化时代，各行各业都开始逐渐使用机械设备进行高效率的生产和制造，机械设计制造及自动化专业可谓是一门具有较大发展潜力的专业。但是目前我国大部分机械设计制造及自动化专业的毕业生多数存在理论知识较强，但没有实际操作能力，而且没有自己的主观想法。当今时代是人才竞争的时代，而大量的毕业生却不能满足现代企业的生产和发展需求[1]。所以说，加强对机械设计制造及自动化专业学生的创新思想和实践性能力指导成为了当今时代的具体发展需求，使学生能够更加灵活的应用知识进行灵活的工作和创造，成为众多企业所渴望拥有的创新性应用型人才。
（二）促进学生的全面发展
在教学的过程中，如果仅仅是讲解理论基础知识，就会造成学生的片面性思维想法，学生无法更加直观的理解理论知识，特别是在机械设计制造及自动化专业的教学过程中，复杂而具有强大逻辑性思想的理论知识如果不加以实践证明，学生将会非常难以深入理解[2]。在教学的过程中，组织学生进行实际操作训练，在实践的过程中，注重引导学生进行自主思考和自主创造，不断培养学生形成良好的思维能力和逻辑思想，并通过不断的学习，促进学生的全面发展，真正成为社会和企业真正需要的创新性应用型人才，在激烈的市场就业环境中，成为众多企业争相需要的人才
二、机械设计制造及自动化专业创新性应用型人才培养模式
在高校机械设计制造及自动化专业的教学过程中，教师要注重以培养学生的创新性能力，成为创新性应用型人才为主要教学目标，使学生能够适应现代快节奏的发展规律，更好的成长和发展。
（一）构建实践性课堂模式
在对机械设计制造及自动化专业学生教学之前，教师应该对教学的内容进行科学的规划，在机械设计制造及自动化专业中，主要有基础教育课程、专业教学课程和任选课程，教师要结合教材要求，根据学生的性格特点等因素进行合理、科学的课程规划。实践性课堂的构建过程中，主要的教学体系有基本素质训练、基本技能训练、专业技能训练、专业综合实践和创新能力训练这五个模块。在每个模块的教学过程中，从简单的知识带动课堂的氛围，再通过问题引导、实践活动等方式，逐渐加深学生对知识内容的深入理解，通过一系列前后链接、循序渐进的教学过程，使学生能够通过对不同环节的直观感受和体验，提升对机械制造的认识和灵活应用，将实践性理论和活动贯穿于教学的始终。
（二）注重更新课堂内容
在教学的过程中，教师要注重不断更新教材内容。近年来，随着我国经济的快速发展，科学技术水平也在不断提升，而教材的编写通常具有一定的年份限制，固定的教材内容有时会无法跟上时代和社会发展的脚步，机械理论知识较为落后，滞后于科技现实，无法跟上科技创新的节奏。所以在教学的过程中，教师要注重实时科技信息，结合教材内容，将最先进的科学技术知识为学生讲解，并补充相关理论信息，优化课堂结构模式，可以通过引入多媒体教学方法，以视频或者图片的方式为学生生动、形象的展现理论知识，增加学生的学习记忆。
（三）注重培养学生的创新意识
在教学的过程中，教师要鼓励学生积极参加各类竞技活动或者比赛项目，并帮助学生、引导学生，使学生能够通过各类机械比赛活动不断展现自己的个性化创作思维和创新意识，并在各类大赛项目中，不断的丰富自己的知识理论、扩展学生的视野，加强对自身能力和素质的锻炼，成为具有高技能、新想法的应用复合型型人才。
篇5
一、探索创新考核模式，并在教学过程中实施
从2011年起，我们就以机械设计及理论平台课程群为切入点，包括《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》、《精密机械设计》等课程，对工科课程考核方式的改革做以探索，使之克服现有考核方式的缺欠，形成一套切实可行的、与用人单位的要求接轨的、以考察能力而不是考察知识为主的考核系统。这个考核系统包含的题目没有唯一正确的标准答案，也不是客观的标准化考试。教师根据具体需要选择闭卷、开卷、闭卷和开卷混合、小论文、小设计、口试、实验、参与科研、实地调查等多种方式。像实验、论文、设计、口试、参与科研实地调查等，均可适当采用等级制；增加平时考试的次数和在总成绩中所占的比例；改变一门课程结束时进行一次考试的习惯做法。教师在课堂教学的过程中有意识地随时观察和记录学生的学习表现，通过面谈、正式作业、项目调查、书面报告、讨论问题、写论文等方式对学生的学习进行即时的和全面的评价。
通过详实的企业调研，编制了包括《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》、《精密机械设计》各20套考题的试卷库；选定各课程中近10种小论文的题目；选定近100道来自生产实际的口试题。并把这种考核内容和考试模式在教学中试点应用，学生普遍反应这种考核模式摈弃了单纯的死记硬背，对学生的理解能力、创新能力的培养起到积极作用，使得“校园人”和“社会人”自然衔接，缩短“断乳期”。
二、更新传统课程设计模式
《机械设计课程设计》是机械设计课程的后续必修课，对多门课程起到融会贯通的作用。传统的课程设计模式是老师指定题目，学生按步骤计算，最后成图。由于设计时间短，学生对方案的修改很排斥，更无法做到多种方案比较。我们采用的方法是：让一部分学生从学期初就开始用C、VB等计算机语言，进行参数化设计，把课程设计中耗时多的模块譬如：带传动设计、齿轮设计、轴的设计编成参数化设计程序，学生利用编制的程序输入原始参数，原来齿轮设计需要两天的计算量，现在则需要十几分钟，这样就使改变参数带来的重复计算工作量大大降低，学生可以做出多种设计方案，实现方案的优化。
三、基于CDIO理念的课程教学体系
为了加强学生的学习技能、沟通技巧、管理能力、领导才能、实际应用能力和团队合作能力，我们在《机械原理》课程教学中引入了CDIO（构思、设计、实现和运作）工程教育模式，在课堂教学中增加了基于功能原理方法论的机械系统设计知识点；随课堂教学的进展，同步了22个设计题目，每4或5个人组成一个设计组，组内按设计任务进行合理分工，课程结束时，提交了设计结果（包括设计的三维数字模型、仿真模型、设计报告）。通过基于项目的学习方法，同学们一方面掌握了理论知识，同时也锻炼了解决实际工程问题的能力和团队合作的能力，取得了良好的教学效果。
四、指导学生参加各种创新大赛，取得丰硕成果
机电学院的学生参加大赛由来已久，继山东省机电产品设计大赛之后，从2011年，我们又牵头组织学生参加全国信息技术应用水平大赛，此项赛事是教育部主办，每年参赛规模大，参加学校多，对学生的创新能力培养有很大好处。2011年，我们获得最佳指导教师奖3项，优秀指导教师奖2项，全国二等奖3项，全国三等奖5项，全国优秀奖9项；2012年，获得最佳指导教师奖5项，优秀指导教师奖5项，全国二等奖4项，全国三等奖7项，全国优秀奖5项。烟台大学连续两届获得优秀组织奖。对此项比赛，学校给予了充分的肯定。
综上所述，我们针对学生学业能力的评价，创建了一种多层次多视角的以能力为主和知识为辅的综合考核系统，对学生的理解能力、创新能力的培养起到积极作用；我们在传统的机械设计课程设计中引入计算机辅助技术，培养了同学们在传统机械设计中应用现代信息技术的能力，加强了与工程实践的接轨；2006--2012年学科组指导学生参加全国机械创新设计大赛和山东省机电产品创新设计大赛，获得诸多奖项；2011-2012年组织学生参加全国信息技术应用水平大赛，获得多项优秀指导教师奖和学生国家级奖、省级奖，我们通过把大学生机电产品创新设计大赛、信息技术大赛等各种创新设计竞赛作为检验教学效果和学生能力培训的一个平台引入教学过程中，从而加强了学生基础知识和实践能力的培养；在课程教学中引入基于项目的学习理念，加强学生的学习技能、沟通技巧、管理能力、领导才能、实际应用能力和团队合作能力的培养。总之，成果所解决的问题正是当前高等教育面临的应试教育与素质教育之间转变的重要问题，我们通过创新性教育和教学不仅提高了学生的动手实践能力和创新的积极性，而且对于进一步深化机械本科教学改革、加快创新型人才的培养步伐、全面推进创新教育理念都是具有深远意义的。
[参考文献]
[1]《创新人才培养与新世纪日本研究生教育改革》 Comparative Education Review.2009/11；
篇6
1.更新传统教学观念
随着高新技术的发展，机械工程以及机械制造等行业也发生了较大变化，以计算机为代表的高新技术向机械行业渗透，现代的机电产品向着机电一体化的方向发展，这就需要对传统的机械课程进行调整。所以，课程设置方面需要建立以科学技术应用为辅助的科学体系，加强机械类专业教学的系统规划。在机械创新设计教学中，不同学校在系统教材的编写方面都做了大量的工作。从理论教学到实践教学，从课内教学到课外教学，都需要编写相应的教学大纲。在课程内容、课程设计、课程实验等方面创新内容，改变传统的教学思想和教学方法，将传统教学中以理论知识的传授为主的教学方式改变为以创新能力培养为主的教学方式。
2.加强学生创新能力的培养
学生创新能力的培养是机械创新设计教学的关键，也是提高教学质量的基本条件。一方面，学校实验室的规划要以机械类应用型人才培养为依据，加强实验设备经费的投入，可以通过为企业服务的方式获得企业的支持，加强资源共享。另一方面，在实验内容的安排和选择方面，改进陈旧的实验内容和实验手段，加强创造性实验和综合性实验。实验教学中发挥学生的主动操作能力，教师对学生的实践操作进行指导。同时，废除由教学人员包办，学生观察记录式的教学方法，加强现代教学方式的应用。
3.建立创新设计教学实验室
对于学校普遍存在的机械創新设备缺少的现状，应该加强虚拟仪器技术的应用，建立机械创新虚拟实验室。虚拟实验室不仅能够帮助学生消除因实验设备缺乏带来的影响，还能够减少学生因盲目操作对机械设备造成的损害。采用机械仿真运动分析方法能够获取重要的实验信息。
4.加强机械设计教学成果的创新
在机械创新设计教学中，创新理念、创新思维以及创新设计方法都是教学的重要环节，学生只有参与创新设计实践，才能够加强基础理论知识的应用，以此解决实际生活中的问题，培养学生的创造能力。因此，机械创新设计实验教学对学生理解课程教学内容，学习教学知识有重要作用。学生只有自己动手进行机械拆装和创造设计，才能够根据自己的思维方式和设计理念设计出不同结构形式的作品，使同一类型的作品拥有不同的运动功能和运动性能。由于学生之间的个体差异性，每个人的设计作品都具有独创性，其设计作品也有多种形式。教师在完成课程教学任务的同时也必须完成设计创作工作任务，需要对学生的作品给出相应的考核成绩。
加强机械创新设计教学改革对创新型人才的培养有很大帮助，能够巩固学生的专业知识，增强学生的学习兴趣，有利于挖掘学生的创新设计潜能，最终培养学生分析问题和解决问题的能力。为此，教师应该更新传统的教学观念，加强现代科学技术在教学中的应用，通过多样化的教学方式提高学生的实践能力和工程意识，使机械实验教学取得良好的教学效果，使学校工科教学上升到一个新的台阶。
参考文献：
篇7
当今科技经济竞争已成为当今世界的各国之间的主要竞争。科技创新是我国经济发展的动力，对科技和经济的进步具有极为重要的影响。其中机械创新对于制造业来说是能否开发新产品，缩短产品更新周期的核心部分。只有不断开发出新的技术与产品才可以使我国的制造业处于良好的发展势头。所以机械创新是一个国家经济发展的重要组成部分，同时也是国际市场竞争中抢占科技和产品制高点的关键。在提倡建设创新型国家的形势下，如何正确认识并积极探索适应机械类学生的创新设计教育，对于培养具有创新意识、创新激情、创新思维及创新能力的机械设计人员，具有重要的现实意义。
二、创新机械设计
机械创新设计就是让设计者在掌握传统的设计相关理论与原理的前提下，发挥设计者的创新能力，设计出独特性、新颖性、具有一定实用性的机械设计的实践活动。设计过程中具有如下特点：
1.机械创新设计具有一定的学科交叉性，例如对力学、电学、机械学、甚至美学知识的运用设计出与众不同的设计。
2.应用先进的数学工具代替传统的设计经验与思路设计出更优的设计。
3.创新设计是一个反复比较与修改的设计。所以机械创新教育是通过新的教育方式培养学生在机械设计方面尽量合理的涉及力学、电学、机械学、美学以及相应的数学知识。通过对这些学科从概念到详细设计反复论证和严谨的科技设计计算而得到最终的设计结果。现今TRIZ设计、公理化设计等创新设计力图的提出为创新设计通过了一定的理论基础。同时CATIA、UG等相应的三维软件的发展、虚拟样机仿真技术的进一步成熟为机械创新设计通过了方便的验证工具，使机械产品的创新设计周期大大缩短。因此，对学生进行创新机械设计教育，培养学生的创新思维，创新意识以及创新能力是极其必要的。
三、机械创新设计教育的探索与实验
当今我国高等教育方面与西方发达国家比较，在创新设计教育等方面还存在很大的差距。工科类学生在工程实践与实验方面远落后于发达国家。多年的应试教育导致我们的高等教育仍然还是以理论教学为主。学生可以获得较好的考试成绩，但是在实际工作中的能力相对于成绩就大打折扣。更不要说像西方发达国家学生具有较强的创新能力和动手能力。如何改变这一现象已经成为我国高校面临的一个问题。国内高校也开始探索相应的解决办法，开始逐步摸索、开展相应的改革。首先我们应该在师资队伍建设上加强，这才是创新设计能力培养的根本。开展机械创新设计教育，需要高水平的师资作保证，由于机械创新设计涉及机械电子、计算机技术、光学等众多领域的科学知识，因此，教师除了在认识上对创新设计教育给予足够的重视外，还要求不断学习掌握广博扎实的专业知识，同时，还要深入科研第一线，在实践中积累创新设计知识资源，进而为学生创新设计能力的培养奠定坚实基础。其次传统的课程体系是以知识传授为特征的基础课、专業基础课及专业课的三层楼模式，而创新的课程体系以能力结构为特征，以创新能力培养为主线的课程模式能力结构可分为：专业基本能力；表征专业属性的能力；对机械产品的结构设计能力、计算机辅助设计软件的应用能力等专业拓展能力；在专业基本能力的基础上，拓展专业口径，提升专业业务水平的相关能力，如机械产品机电控制系统的设计能力等就业适应能力，逐步加强实验教学的比重。
四、创新机械设计教育改进的一些建议
第一，高校应该尽量注重对实验室教师的培养与待遇的提高，提高教师的积极性。同时尽快建立配套的适应教学改革的实验室。实验室的建设与布置应以培养符合实际需要的机械类应用型人才为标准，并且在学校加大实验室建设费用的同时，可以通过为该行业企业提供一定服务的方式取得企业的支持，从而获得一定的资金以及宝贵的实际经验资源帮助。逐渐减少对论文的考核，增加对实践工程项目的考核。第二，改善实验内容和实验手段。内容陈旧，手段落后的实验内容应该放弃，应多增加结合实际，与现实情况相符合的满足设计性、综合性以及创造性的实验。摒弃由教师进行动手操作，学生负责观察记录的教学方式，采用以学生自己思考，自己动手，教师辅助的启发式教学，使学生在学习过程中真正掌握工作能力。进一步地提高相应的实验课程学时。第三，在注重学生的主体作用时，也应重视教师在教学中的引导作用。建立相应的创业教师团队，学校给以相应的支持。通过各种全国各种大赛达到开阔眼界，让教师与学生同时都得到提高。教师也要加强理论学习，只有教师的理论实践知识，操作水平得到提高，才能更好地引导学生去学习，去创新，最终培养出符合现实国际大环境下要求的应用型综合人才。
五、总结
随着机械新产品开发与激励的市场竞争，对高等教育机械类专业的教学内容和教学方法提出了新的要求，即机械创新设计教育机械创新设计能力的培养，是一项综合复杂的系统工程，必须依靠改革教学内容教学手段。最终提高我国高等教育中创新教育的短板。
参考文献：
[1]罗玉军.大学生机械创新设计指导案例与分析[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015，（06）.
[2]张燕，王娟，史留勇.机械创新设计实践教学改革的建议[J].热带农业工程，2014，（03）.
篇8
机械原理是机械专业的重要的一门专业基础主干课程，主要涉及的内容是关于常用机构的结构、运动和动力分析及机构运动方案设计。传统的教学模式十分注重各种机构的结构与运动分析等知识的讲解，学生当时虽然学到了这部分的机械知识，但是普遍缺乏创新意识、缺乏发现问题能力与解决问题的能力，往往遇到教科书上没有的实际的机械设计问题，就束手无策。
二、应用案例教学法，将创新思维方法融入整个教学过程中
从心理学角度讲，新奇的事物对学生有特别大的吸引力。在应用案例教学法时，要能针对教学中的重点，进行案例的选择，恰当地设疑，引导学生主动思维，定向探索问题。
在讲解机械原理的基础知识时，我们收集了典型的机构案例，应用多媒体教学手段在课堂上进行模拟再现，并设置问题，这不仅有利于学生感性认识的深化，而且有助于学生进行深入探讨和思考，有利于学生将抽象的机构知识形象化，概念具体化。例如，由机构组成原理可知，任何平面机构都可以看作是由基本机构加若干个基本杆组组成的。在讲解机构组成理论时，我们先出示了一个送杯机构的结构图，请学生分析此送杯机构能否达到其设计目的，这不仅引起了同学的好奇和争论，也在课堂上设置了思维的发散点，在论述了机构具有确定运动的条件后，要学生运用理论知识分析此送杯机构的设计有哪些问题，提出改进方案。这使学生有了充分的发表自己见解的思维空间，活跃了课堂教学气氛。在此基础上，带学生参观实验室的包装机械和各种机构模型，让学生绘出其运动简图，再在实验台上拼接出来。经过这么一个过程，在学生头脑中，机构组成知识就不再是孤立、静止、抽象的符号与线条、呆板的公式，而是有机的、形象、生动的机构知识，同时领悟了机械原理的基本知识来源于工程实践，这为他们将来进行机械方案构思打下基础，激发了学生对此课程的学生兴趣。
三、构建新型的授课体系，启迪大学生创新思维意识
在进行教学过程中，根据学生学习兴趣与层次的不同，我们采用了灵活的教学方法，把课堂教学、学生分组研究、学生课外兴趣小组指导等方法结合起来。
课堂授课中，除了讲授主要教学内容外，还把机械原理课程的有些章节授课方式与内容作了调整，把机构中的一些理论留给学生自己去“发现”，把传授知识的过程转为由学生自己“发现”的过程，使学生受到科学思维的训练。例如在讲连杆机构时，我们运用多媒体课件介绍了连杆机构在实际工程中的应用和连杆机构的类型后，提出了连杆机构为什么在机械工程中得到广泛的应用？有哪些基本特性？连杆机构的尺寸变化对这些基本特性有何影响等问题。让学生每4～5人一组分组课后研究，每组选定一类四杆机构，自己拟定尺寸，应用三维CAD软件，进行建模和仿真，并作出书面报告。通过三维模拟和分析讨论，学生不仅提高了计算机的应用能力，而且因为亲自拟定机构尺寸，分析和观察了四杆机构的急回特性、压力角等现象以及尺寸变化后对上述特性的影响等，学生享受了“发现”知识的快乐，由于是自己构思、自己模拟仿真，生动形象、看得见、印象深，记得牢。我们还布置了一个小论文，论文的题目由学生自己拟定，内容是收集应用连杆机构的实例，要求观察日常生活、生产实践中，哪些物品应用了连杆机构，要求拍出实物照片，研究的实物用途、满足的功能，作出实物的机构运动简图，说明连杆机构的类型、特点；说明研究的物品应用了连杆机构的哪些特性等，分析物品的设计巧妙之处，还有何不足之处，能否改进等。这激发了学生很大的热情，学生走出课堂收集资料，以前熟视无睹的物体，现在看见其能动，就去捉摸其原理，收集了有玩具、健身器、铰链、电动伸缩门、折叠画架等四十多种例子。同时，让小论文写得较好的学生在课堂上进行演示，由全体学生讨论和评价，这使上台演示的学生受到激励，得到了锻炼，也使其他学生受到启发，感受到机械就在我们的身边，消除了对机构设计与创新的神秘感。
在此基础上建立了课外兴趣小组进行辅导，在学生进入课题时，向学生介绍设计思想和创新方法，引导课题小组积极查找资料，相互讨论、相互启发、克服思维定势，发散和激励思维，从功能原理的角度出发，提出多种方案进行比较，让学生在探索和研究中，逐步解决问题，完成设计。
篇9
随着普通高中的扩招，职业学校特别是中等职业学校生源数量下降，学生整体素质滑坡，个体差异也较大：不同年度入学新生成绩总体呈下降趋势，同一年度内入学新生的成绩差距也很明显，即使同一个专业、同一个班级学生的个体差异也很大。因此，在这种情况下要进行教学改革，细分教材，细化教学目标，针对不同层次学生，制定不同的教学目标和要求，采用不同的教学方法。
一、以培养创新能力为主线，改革课程内容和课程体系
教学体系的改革要保证学生创新能力的培养，尤其是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。机电产品的设计一般要经过产品的规划、方案设计、技术设计、施工设计等几个阶段。学生通过机械基础系列课程的学习，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与创新设计的基本思路。因此，需要明确各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。如画法几何及机械制图课程注重培养空间形象和创造性构形的设计能力；工程材料及机械制造基础课程注重培养工程意识和实践动手能力；机械原理和机械设计课程注重培养创新设计的能力等。
各门课程要根据自身在系列课程中的地位和作用，从培养创新能力出发，对教学内容进行重组和优化。如在工程制图教学中穿插形体设计、构件设计等内容；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，突出执行系统设计的思想，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。
二、加强机械系统整体观念，以工程实践为目标，改革实践教学体系
（一）实践教学体系和内容的改革
过去的教学体系重理论，轻实践，加之教育经费投入不足，实验较少，效果较差。经过多年探索，我们更新了实践教学内容，完善了实践教学体系，增加了实验课学时，改善了过去教学的不足之处。比如，为培养学生的工程实践能力，配合机械制图课程零件图和装配图教学，我们开设了“典型机器拆装及分析实验”。通过实验，使学生对某些机构有了感性认识，对公差配合工具使用和装配工作的一般规范有所了解，增强了学生的工程意识，提高了学生学习机械的兴趣，为零件图和装配图的学习打下了良好的基础，使学生顺利地从纯几何构形过度到机械零件构形设计。
（二）课程设计与实践教学新体系
工程意识和创新能力的培养，关键在于将许多学科知识与经验综合应用，强调实践性，重视解决问题。为了提高这一环节的教学效果，我们对原课程的“大作业”和“课程设计”等环节进行了以下改革。
1、增加“几何造型与构形设计”
为了培养学生的空间形象和创造性构形的设计能力，工程制图将教学重点从制图方法转向工程设计思想和创新意识的图形表达，启发学生学会观察生活实际中接触到的常见物体的构形和表达方法，并要求学生设计出具有创意的作品，将几何体的截交线、相贯、组合体构形等上升到实际应用中，真正将工程设计与工程制图结合在一起，培养学生创造性思维和用图形表达设计思想的能力，为后续的产品造型设计奠定基础。
2、增加“零件金工工艺设计”
该设计用一周的时间完成两项内容，一是单工种的工艺设计。将铸造、锻压和切削加工工艺分开进行，以考察学生对某一工种的工艺设计掌握的情况。内容包括材料加工方法的选择，零件的结构工艺性分析，主要工艺过程和工艺参数的确定和计算，工艺图的绘制和工艺卡的编制。二是综合性工艺设计。让学生完成一个零件从毛坯到成品的全部工艺过程设计，来考察学生综合运用工艺知识的能力。内容包括毛坯成形工艺的确定，材料的选择，工序及工艺的确定，机加工方法的确定，工艺参数的计算，工艺图的绘制及工艺文件的编制等。
3、改革机械设计课程大作业
针对原课程侧重于典型零部件分析的机械设计大作业，我们改为以设计为主的简单机械设计训练。如千斤顶的设计，学生通过调查、查阅资料，设计出了多种千斤顶的方案：汽车用千斤顶、圆锥螺旋千斤顶、蜗杆螺旋千斤顶、单一螺旋千斤顶和压力机等。通过千斤顶多方案的设计比较，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。
4、将机械原理、机械设计的课程设计整合
将机械原理、机械设计的课程设计整合，通过一个有生产背景的实践课题，以设计对象为主线，使学生通过原理方案的设计、执行机构的设计、传动方案的设计、结构设计等过程，加深对机械系统的整体认识，加强设计中的工程意识，这样就培养了学生的综合创新设计能力。
三、进行创新性教育，营造培养创新能力的环境
机械创新设计课程改变了以教师为中心的教学方式，让学生积极主动地参与教学的全过程。在导学上下功夫，注重学习方法的指导，教会学生思维方法，突出教学方法的多样性，努力尝试将问题教学法、情景教学法、范例教学法、探索教学法引入课堂；教师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；激发学生对周围所熟悉的问题或物品进行分析、探索，提出改进的思路，如“不影响别人的叫醒装置的设计”“自行车的改进”等等；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。
参考文献：
篇10
在机构综合设计中，对于给定杆数和自由度的机构通过采用运动链确定非同构运动链，是机械创新设计过程中的一个重要环节。但此时将面临如何检测出所列出的多个运动链中可能存在的同构运动链的问题。因此研究一种判别运动链同构的新方法成了该研究的热点。
一、机构创新设计的研究现状
20世纪50年代以前，机械设计人员主要凭经验进行机械设计，要求机械设计人员具有很强的专业素质。50年代以后，机构创新设计的研究成了热点，机构创新方法的研究取得了很大成功。
基于原型的创新设计是根据已存在的机构，归纳其特性，运用综合方法对机构的运动链型进行综合，最后确定可行的链型，完成方案设计，从而为以后对机械的尺度、运动学和动力学分析提供基础。
二、同构判断
机构结构类型综合研究采用运动链同构进行分析具有重要意义：如果将非同构运动链错误地看成是同构，则会导致新的运动链会丢失；如果将同构的运动链看作是非同构，这样使机构结构的类型会产生重复。对于单铰运动链的算法如下：将两拓扑图的点、边编号，再将一拓扑图邻接矩阵的行进行对调，相应列亦对调：若该变换能使其邻接矩阵变为与另一拓扑图的邻接矩阵相同，则两拓扑图同构；否则，两拓扑图不同构。但该同构判定方法的计算量会很大。同构运动链表示各元素杆之间的联接支链完全相同，理论上只要寻找出运动链构件、运动副及各回路的装配关系，就能简化辨识运动链的同构。
三、运动链的全回路拓扑特性矩阵
可利用运动链回路矩阵来识别运动链同构，但是对于一条运动链来说，分析其独立回路十分困难，寻找最短回路更加困难；对于构件多、回路多的运动链，区分起来更加困难。在回路的长度相等的情况下，可利用独立最短回路矩阵来识别同构。一条运动链很容易得到广义拓扑图，而且能清晰看到运动链的回路和数量，多元素构件和各支链链接也很清楚。为了避免出现问题，现采用全回路拓扑特性矩阵来识别运动链的同构，定义回路的向量：Li（X1X2…Xk）。
式中：Li是第i回路的回路向量；Li+1是拓扑图外环路的向量；Xk由广义拓扑图中的顶点的支链组成，代表第i回路第k顶点或支链类型。现定义运动链的全回路拓扑特性矩阵：SL+1=[L1L2…LL+1] 。
当某回路的向量坐标值数量小于k时，就在后面补0代替，得到了一个（L+1）×k阶全回路拓扑特性矩阵。
四、全回路拓扑特性矩阵的构建
为保证矩阵SL+1的唯一性，对其构建方法作如下规定。
（1）建立运动链广义拓扑图，验证运动链的独立回路数量，尽量以最大度的顶点选择回路，标好序号。
（2）写出各回路的向量Li。
（3）按照式（2）构建全回路拓扑特性矩阵，但坐标值没达到最大值k时，列中采用0表示。
五、全回路拓扑特性矩阵辨识运动链同构
运动链的全回路特性矩阵是具有支链信息和运动链的多元素杆，如果通过交换一条运动链矩阵的行，可得到另一运动链的全回路拓扑特性矩阵，则说明两运动链同构，否则不同构。
六、总结
本论文主要分析了机构创新设计的研究现状，主要从包括机构原型的创新设计以及基于功能分解和重组的创新设计方法出发，详细介绍其相关的研究进展现状和趋势，对同构判断进行了具体分析，然后对运动链的全回路拓扑特性矩阵进行了研究，重点介绍了全回路拓扑特性矩阵的构建。
篇11
创新型人才是建设创新型国家的关键所在，培养学生的创新能力已成为当前教育教学改革的重要目标，尤其是创新精神和实践能力的培养已成为当前课程实施必须思考的问题。我校机电系在培养学生学习能力的基础上，对学生创新精神和创新能力的培养进行了积极的探索，以韶关学院省级重点实验室——现代设计与制造重点实验室为依托开展创新人才培养模式的研究与实践，取得了一定的成效。
整合实验室资源，
建立创新设计实践基地
实践教学是培养创新人才和提高学生动手能力的重要环节，实践基地建设则是实现实训和实习教学目标的重要保证。以前，学校的实验室按课程的开设情况进行单独设立，实验内容分散且有相互重叠之处，学生为完成实验而实验，尤其是验证性实验所占比例偏大，综合性和设计性实验相对偏少，学生思维方式僵化，教学效果不理想，不利于学生接收最新的科学文化知识和培养适应社会挑战的能力，不利于提高学生的综合能力，更不利于学生创造性思维的开发。
通过认真的分析和研究，我校将现有的实验室资源进行有机的整合并投入大量的资金，建立了以省级重点实验室为核心的创新设计实践基地。该实验室既建立起与专业培养目标相适应的实践教学体系，同时又是培养学生操作技能和创新能力的实践基地。它包括现代设计实验分室、现代制造室、测试与分析室及机电一体化室，完成了机械类专业从设计、制造、测试、分析及机电一体化等相关学科实验教学。建成的重点实验室年均可接纳学生、教师2000多人次，可同时容纳教师、学生100多人进行实验和科研工作。尤其是引进了大量的现代实验设备，如快速成型机、加工中心、ansys分析软件和测试仪器、特种加工设备和常用cad/cam应用软件，以适应不同年级及不同层次学生的实验需求。在实验教学过程中，为了培养学生创新思维，我们更新实验课程，压缩演示性实验，增加动手操作性实验，将演示性、验证性实验向综合性、设计性实验转变；打破单一课程的局限，把设计与制造有机结合，开设cad/cam一体化数控编程和数控加工实验”。
省级重点实验室的建成提供了良好的创新实验基地，也为培养学生创新能力提供了良好的实践基地。通过技能培训和科技创新培训，围绕先进实用设计制造技术开设各类工程实用技能培训，培养学生适应设计与制造技术的工程应用能力；通过设立学生科技创新协会并组织参加校内外的各项课外科技活动和竞赛，培养学生的创新能力。
建立一支新型的教师队伍
高校能否为国家培养出合格人才，关键在于教师，在创新人才培养过程中，更需要有一支高水平的教学与科研相结合的师资队伍，还要有一支结构合理的“双师型”教师队伍。如果一名高校教师只能单纯地从事教学，不能开展科研活动，不仅本身的学术水平难以提高，在教学上也会因为知识狭窄而影响教学水平的提高。
近年来，我校机电系教师积极参加各项科研活动，组织各类科技学术讲座，增强学生参加科研和创新活动的意识，有效促进学生创新能力的提高，并且开辟了第二课堂，开展社会实践活动，吸收学生参加教师的科研工作，建立大学生科研工作基地，真正起到培养学生工程实践能力和创新能力的作用。
加强“双师型”师资队伍建设是提高大学生动手能力的关键所在。一方面积极引进人才，另一方面根据专业特点，要求现有的专业教师积极参加产品设计和开发活动，提高自身的实践能力，鼓励教师到厂矿企业生产一线进行专业训练，提高工程技术应用能力。通过几年的努力，我校机电系已有4名“双师型”教师，优化了教师队伍结构,为学生实际动手能力和创新能力的培养提供了可靠的保障。
进行创新技能培训
教育模式应适应社会的发展和时代变化的步伐，过去长期实行的专才教育模式培养出来的毕业生越来越不适应现代社会的需要。同时，社会对毕业生的评价标准也发生了变化，越来越欢迎知识面宽、创新能力强、适应能力广的复合型人才，其中创新能力强是复合型人才的关键，它需要具有多面性的知识体系和扎实的基础知识。为此，机械设计制造及自动化专业本着“加强基础，拓宽专业，重视实践，培养创新”的思路，有针对性地对学生进行“对口”人才培养，增加了校内公选课和选修课的比例，为学生个性发展提供了更多的时间和空间。定期开设创新技能知识讲座，积极开展第二课堂活动，先后成立了“cad协会”和“电子协会”，定期不定期地举行各项交流活动。同时，举办各种职业技能培训班，对成绩合格者颁发相应的职业资格证书。这些形式多样的创新型技能培训，大大提高了大学生的适应能力和创新能力。
以竞赛为中心，
加强创新能力的综合培养
学校成立了cad协会并积极开展创新设计教学活动，创造一种极具吸引力的学习氛围，通过举办创新设计竞赛，为学生进行创新活动提供实践的舞台。将培养手段与培养目标紧密结合，极大地促进了机械cad/cam专业学生创新能力的培养，使学生的创新能力水平得到了很大的提高。通过cad协会和电子协会鼓励学生科技创新，经常性地举办校内创新竞赛，让更多的学生积极参加创新活动，增强学生的创新意识，开阔学生的知识视野，并定期组织学生参加广东省和全国的创新设计大赛。经过几年的不断努力，我校取得了骄人的成绩。在广东省和全国的多次创新设计大赛中，我校获得省级一等奖4项；在广东省第七届“挑战杯”课外科技竞赛中获自然科学类二等奖1项；广东省“高校杯”软件设计竞赛获奖3项；广东省机械创新设计竞赛获奖12项；在中南地区港澳地区首届大学生创新设计与制造大赛中，2005年获得广州赛区3项一等奖，选送到广西参加中南六省选拔赛获得2个一等奖；在2003年全国大学生电子设计竞赛中有2组获广东赛区三等奖。cad协会的比赛作品有9项获得了国家专利，是同类院校中的佼佼者，反映出我校在学生创新能力培养方面已初见成效。
建设开放性实验室，
形成新的实验教学管理模式
对实验教学进行改革，既保留了优良的验证性实验，又更新了实验内容，增强综合性、设计性及创新性实验。这样，不仅开拓了学生的知识面，而且培养了学生的创新思维和创造意识。但常规的实验教学管理模式已不适应要求，尤其是综合性、设计性实验和创新性实验的开设，往往需要大量的时间和精力，不像一般的基础性实验按实验指导书的规定完成即可，它需要付出创造性的劳动，对优选出来的创新作品需立项并进行制作，以参加更高层次的创新设计竞赛。现代设计与制造重点实验室对高年级学生及有项目参加创新竞赛的学生开放，学生可以自主选择时间进入实验室，在教师指导下进行研究性实验和创新性实验，从而提高学生的创新能力和创新水平。这种实验管理模式的意义还在于：（1）实验室开放不仅对学生技能训练，而且对培养学生的创新意识、创新精神和开拓能力具有重要作用；（2）实验室开放内容贯彻了“因材施教、讲求实效”的原则，根据不同层次的学生和要求确定开放内容，内容包括：设计性、综合性、研究性和创新性实验；小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验；（3）较好地实现学生参与教师科研，使学生的创新能力培养落到实处。加强了对学生实验素质与技能、创造性思维方法和严谨治学态度的培养；（4）提高了学生的团结合作精神，通过开展“开放实验交流答辩会”等活动，促进学生实验小组之间的沟通，分享实验成果和心得体会，培养学生的口头表达能力；（5）提高了学生的成就感，学生参与开放实验项目取得优异成果者，可向教务处申请学分。学校每年评选一批在培养学生创新能力培养方面成效突出的开放实验项目作为优秀项目，对参加者和指导教师实行奖励。
建立开放性实验室，是实验教学模式的一种改革，也是实验教学改革的方向，其思路是鼓励学生在课余时间参加开放式实验、创新实验、科研和各类社会活动，提高实验教学水平，进一步加强素质教育，提高学生的综合创新能力，培养创新人才。
面向21世纪科技进步和社会主义现代化建设的需要，机械设计及自动化专业的学生需要具有创新品质和发展能力，掌握专业基础知识、应用能力和基本技能，培养在制造行业生产一线从事机电产品设计制造、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级应用型工程技术人才和创新人才。通过创新实践基地建设与创新人才培养实践，系统地对创新人才培养方法及培养目标进行积极的探索。几年的实践表明，创新实践基地建设对创新人才培养起到了非常积极的作用，学生的专业素质和创新能力、适应能力得到了较大的提高。
参考文献：
篇12
【文章编号】0450-9889（2012）04C-0176-02
我国高等教育正在逐步实现由传统的应试教育向现代的综合创新型素质教育转化。工程训练作为学生的动手实践能力的教育培养体系，其内涵也从传统的“学习工艺知识、提高动手能力”朝着“增强工程实践能力、培养创新精神和创新能力”方向发展。基于此，国内许多高校已相继建立起规模大、师资水平高、设备先进的工程训练中心。但中心建设应当采取什么模式，工程训练教学应该进行哪些创新改革，这仍是有待探索与研究的课题。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几个方面。
（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）
［4］丁政等.多模块开放型工程训练体系探讨［J］.高教论坛，2008（3）
［5］陆顺寿，吕恬生.建设有特色的工程训练实验教学示范中心［J］.实验室研究与探索，2008（3）
篇13
戴庆辉已从事高校教学工作30年，恪守职责是他在教学工作中的首要信条。执教以来，他主讲过研究生课程5门，《现代设计理论与方法》、《技术战略与创新》、《现代工业工程》、《数值分析》和《创新设计》。主讲过本科生课程12门，现主讲《机械系统设计》、《电力机械》和《工业工程概论》等。
课堂教学追求卓越。2000年他负责并主研的“机械系统设计现代化教学的研究与实践”荣获“河北省教学成果三等奖”；2002年他独立完成的“专业课教学的创新与实践”荣获“河北省高教科研成果二等奖”。同年他主讲的专业主干课《机械系统设计》被评为“河北省优秀课程”，2003年转为首批“省级精品课程”。这是全校最早获此荣誉的专业课。2007年该课程在河北省第二轮精品课程建设评估中再次斩获“省级精品课程”殊荣。
实践教学力争一流。截至目前，他已指导过27届毕业设计和23届校外生产实习，还指导了大量的课程设计和上机实习。他非常重视对学生能力的培养。1990年他指导的毕业设计“火电厂大型泵与风机节能调速装置”，被原能源部评为一等奖，并在全国电力高校优秀毕业设计中名列第一。近年来，他领导教学团队创建了工业工程专业实验室，建成了适于专业教学的现代化“微型工厂”，使实验开出率达到教学大纲要求的100%；还全力配合校工程训练中心，成功获得了“国家级实验教学示范中心”。他潜心指导创新实践，于2012年带领学生获国家发明专利2项：“多能源联合发电装置”；“一种车流碾压发电装置”。
爱岗敬业业精于勤
