機械創新教學思維模式構建與探究
——以機械創新設計大賽為例

河北農業大學機電工程學院 孔德剛 李珊珊 劉江濤 袁永偉

關鍵字：機械創新；設計流程；教學模式；創新競賽

機械創新實踐能力是學生畢業要求非常重要的評價指標之一，在教學環節中有意識地提高學生機械創新設計能力顯得尤為必要。機械創新設計大賽作為工科四大賽事之一目的在于引導高校在教學中注重培養大學生的創新設計意識、綜合設計能力與團隊協作精神，加強學生動手能力的培養和實踐技能的訓練。吸引、鼓勵廣大學生參加課外科技活動，提高學生創新創業意識和熱情。

1 機械創新設計的一般流程

設計一個產品一般要經歷3個主要流程，即一次設計、二次設計及三次設計。一次設計主要是對產品或裝置進行系統設計，確定機器傳動系統，選擇機構，保證實現預定的動作，滿足機器或機構運動學方面的要求，完成整機的系統設計。系統設計是根據設計需求確定主體方案，滿足主要設計參數；二次設計側重于產品或裝置的結構設計，需要確定零部件的基本參數，如公稱尺寸、齒輪模數、各種標準件的型號及規格、材料等，以達到強度和剛度方面的要求；三次設計則是產品和裝置的精度設計，這部分內容需確定零部件幾何參數的公差與極限偏差，以及制造中對這些參數的檢測和評定方法，滿足機器對零部件精度要求。機械創新一般流程圖如圖1所示。

圖1 機械創新設計一般流程圖

2 機械創新教學與競賽的關系

機械創新設計大賽每屆的命題均是依據現實生活中亟待解決的現實問題而制定，具有鮮明的實際應用性和必要性。對于還處在大學階段的學生，競賽提供了一個非常重要的實踐平臺，有助于學生結合命題要求，自主設計解決方案，針對方案遵循機械創新的一般流程完成裝置的設計任務，讓學生在設計過程中考慮作品新穎性、實用性、結構合理性和先進性等內容，達到深刻掌握所學知識的目的，做到融會貫通。

針對亟待解決的問題，學生利用創新思維，提出前人沒有采用過的解決方案和結構，達到比較好的工作效果。在這部分中學生所學的創新啟發性的課程會起到關鍵作用，如機械創新設計、創新創業基礎等課程。在具體設計流程后，從系統設計到結構設計再到精度設計，絕大部分專業基礎課將在這部分起到舉足輕重的作用，如工程圖學、機械設計等。既是考驗學生對所學知識的掌握程度，又是理論聯系實際的重要手段。通過整個流程的鍛煉，學生可充分掌握產品的研發流程，提高對機械創新的學習興趣。

3 總結

新工科建設背景下，高等工程教育改革要有助于培養學生的獨立自主知識產權的設計和研發能力，機械創新大賽是激發學生創新實踐的內在動力。教學活動要充分與競賽相結合，將學生所學專業知識和技能付諸實踐應用環節中，使機械創新大賽成為培養學生創造力的重要途徑。這就需要在教學過程中將創新設計過程中涉及的課程知識在教學體系中要得到充分的體現，既豐富了教學內容，又加深了學生對知識應用的切身感受。