機(jī)械創(chuàng)新教學(xué)思維模式構(gòu)建與探究
——以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為例

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 孔德剛 李珊珊 劉江濤 袁永偉

關(guān)鍵字：機(jī)械創(chuàng)新；設(shè)計(jì)流程；教學(xué)模式；創(chuàng)新競(jìng)賽

機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐能力是學(xué)生畢業(yè)要求非常重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，在教學(xué)環(huán)節(jié)中有意識(shí)地提高學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力顯得尤為必要。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽作為工科四大賽事之一目的在于引導(dǎo)高校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)、綜合設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和實(shí)踐技能的訓(xùn)練。吸引、鼓勵(lì)廣大學(xué)生參加課外科技活動(dòng)，提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和熱情。

1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一般流程

設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品一般要經(jīng)歷3個(gè)主要流程，即一次設(shè)計(jì)、二次設(shè)計(jì)及三次設(shè)計(jì)。一次設(shè)計(jì)主要是對(duì)產(chǎn)品或裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)，選擇機(jī)構(gòu)，保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作，滿足機(jī)器或機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的要求，完成整機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)需求確定主體方案，滿足主要設(shè)計(jì)參數(shù)；二次設(shè)計(jì)側(cè)重于產(chǎn)品或裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要確定零部件的基本參數(shù)，如公稱尺寸、齒輪模數(shù)、各種標(biāo)準(zhǔn)件的型號(hào)及規(guī)格、材料等，以達(dá)到強(qiáng)度和剛度方面的要求；三次設(shè)計(jì)則是產(chǎn)品和裝置的精度設(shè)計(jì)，這部分內(nèi)容需確定零部件幾何參數(shù)的公差與極限偏差，以及制造中對(duì)這些參數(shù)的檢測(cè)和評(píng)定方法，滿足機(jī)器對(duì)零部件精度要求。機(jī)械創(chuàng)新一般流程圖如圖1所示。

圖1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)一般流程圖

2 機(jī)械創(chuàng)新教學(xué)與競(jìng)賽的關(guān)系

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽每屆的命題均是依據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題而制定，具有鮮明的實(shí)際應(yīng)用性和必要性。對(duì)于還處在大學(xué)階段的學(xué)生，競(jìng)賽提供了一個(gè)非常重要的實(shí)踐平臺(tái)，有助于學(xué)生結(jié)合命題要求，自主設(shè)計(jì)解決方案，針對(duì)方案遵循機(jī)械創(chuàng)新的一般流程完成裝置的設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮作品新穎性、實(shí)用性、結(jié)構(gòu)合理性和先進(jìn)性等內(nèi)容，達(dá)到深刻掌握所學(xué)知識(shí)的目的，做到融會(huì)貫通。

針對(duì)亟待解決的問(wèn)題，學(xué)生利用創(chuàng)新思維，提出前人沒(méi)有采用過(guò)的解決方案和結(jié)構(gòu)，達(dá)到比較好的工作效果。在這部分中學(xué)生所學(xué)的創(chuàng)新啟發(fā)性的課程會(huì)起到關(guān)鍵作用，如機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)等課程。在具體設(shè)計(jì)流程后，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)再到精度設(shè)計(jì)，絕大部分專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課將在這部分起到舉足輕重的作用，如工程圖學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等。既是考驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，又是理論聯(lián)系實(shí)際的重要手段。通過(guò)整個(gè)流程的鍛煉，學(xué)生可充分掌握產(chǎn)品的研發(fā)流程，提高對(duì)機(jī)械創(chuàng)新的學(xué)習(xí)興趣。

3 總結(jié)

新工科建設(shè)背景下，高等工程教育改革要有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)和研發(fā)能力，機(jī)械創(chuàng)新大賽是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的內(nèi)在動(dòng)力。教學(xué)活動(dòng)要充分與競(jìng)賽相結(jié)合，將學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能付諸實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)中，使機(jī)械創(chuàng)新大賽成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的重要途徑。這就需要在教學(xué)過(guò)程中將創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的課程知識(shí)在教學(xué)體系中要得到充分的體現(xiàn)，既豐富了教學(xué)內(nèi)容，又加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)應(yīng)用的切身感受。