導語：如何才能寫好一篇機械創(chuàng)新設計方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關鍵詞] 機械安全； 機械設備； 優(yōu)化設計； 遺傳算法

一 引言

煤礦行業(yè)作為我國的一種重要的傳統能源行業(yè)，在國民經濟、人民生活等眾多領域中起著舉足輕重的作用。但現階段我國的煤礦企業(yè)普遍存在著機械化的建設水品嚴重的滯后，在生產中，技術資源嚴重的不足，開挖的成本居高不下。而與其相對的是近些年來，機械安全技術的興起，改變了傳統機械設備的諸多不足之處，使得機械化技術滲透了人們生活的每個角落。在很多地方已經將引進機械安全技術這種重要的輔技術作為一種衡量公司運營好壞的標準。

而現階段我國的煤礦企業(yè)基本上受制于機械化系統不發(fā)達，從而使得各個單位之間缺乏機械運轉中的協調，同時，機械內部的各個應用之間也難以連通，不利于系統集成，致使系統內溝通繁瑣。不止如此，缺乏有效的機械化技術也使得領導缺乏及時有效的數據用于推斷預測企業(yè)的發(fā)展與行業(yè)的發(fā)展趨勢。這些問題在一定程度上嚴重的制約了我國的煤礦行業(yè)發(fā)展，利用現有基于機械安全的煤礦機械設備優(yōu)化技術完全可以大大改善這種現象。因此，將機械安全的技術引入我們煤礦行業(yè)勢在必行。而將機械設備的優(yōu)化方案在煤礦行業(yè)可以有效的將信息資源集中到各個管理機構，從而推進煤礦行業(yè)的機械化進程，促進煤礦行業(yè)的發(fā)展。

二 煤炭機械的危害

1 靜止的危險

設備處于靜止狀態(tài)時存在的危險即當人接觸或與靜止設備作相對運動時可引起的危險。包括：

（l）切削刀具有刀刃。

（2）機械設備突出的較長的部分，如設備表面上的螺栓、吊鉤、手柄等。

（3）毛坯、工具、設備邊緣鋒利和粗糙表面，如未打磨的毛刺、銳角、翹起的銘牌等。

（4）引起滑跌的工作平臺，尤其是平臺有水或油時更為危險。

2 直線運動的危險

指作直線運動的機械所引起的危險，又可分接近式的危險和經過式的危險。

（l）接近式的危險：這種機械進行往復的直線運動，當人處在機械直線運動的正前方而未及時躲讓時將受到運動機械的撞擊或擠壓。

①縱向運動的構件，如龍門刨床的工作臺、牛頭刨床的滑枕、外國磨床的往復工作臺等。

②橫向運動的構件，如升降式銑床的工作臺。

（2）經過式的危險指人體經過運動的部件引起的危險。包括：

①單純作直線運動的部位，如運轉中的帶鍵、沖模。

②作直線運動的凸起部分，如運動時的金屬接頭。

③運動部位和靜止部位的組合，如工作臺與底座組合，壓力機的滑塊與模具。

3 機械旋轉運動的危險

指人體或衣服被卷進旋轉機械部位引起的危險。

（l）卷進單獨旋轉運動機械部件中的危險，如主軸、卡盤、進給絲杠等單獨旋轉的機械部件以及磨削砂輪、各種切削刀具，如銑刀、鋸片等加工刃具。

（2）卷進旋轉運動中兩個機械部件間的危險，如朝相反方向旋轉的兩個軋輥之間，相互嚙合的齒輪。

三 煤炭機械安全的優(yōu)化

煤炭機械安全優(yōu)化方案在煤礦機械設備建設的領域有不俗的變現。在基于安全的煤礦機械設備優(yōu)化設計方案中，改善了原有的單一矩陣單點計算的方法，加強了數據終端的信號聯接，讓顯影的圖像和數字更加直觀的顯現在屏幕上。在動態(tài)撲捉成像中，有更多的高保真設計，完全可以滿足在煤礦生產中對機械情況安全的有效控制。

安全技術正由于其強大的數值處理能力，因而用于機械的優(yōu)化設計，這種設計也是最近幾年才開始使用，它將機械的運轉原理與計算機技術應用聯接在一起，最生產中自動得出施工的最佳方案組合，為生產提供了很好的科學方案設計。在使用了機械安全技術優(yōu)化機械系統后，可以大大提高設計效率和質量，還保障了煤礦生產中的安全?；诎踩夹g的煤礦機械設備優(yōu)化設計方案優(yōu)化的目的是讓機械在最少的材料和最低成本的情況下，用最合理的技術完成要求的工作，最大程度的完成機械在結構方面的性能指標，把機械內部的強度、剛度、穩(wěn)定性能都 發(fā)揮出來該技術就是比人工系統多出了智能識別，自動的在系統內部生成機械的最有配置，這樣也可以合理的使用材料的性能，在一些技術，如切割上，達到更大的精度，對于幾何尺寸要求高的構建，使用優(yōu)化技術后可以完全達到設計的要求。接下來我們就優(yōu)化的方法進行簡單的敘述。

（1）非線性的優(yōu)化設計法

非線性的優(yōu)化設計是不同的約定的函數數值所產生的一種優(yōu)化方案。系統在使用時，會自動生成約定之外的函數數值，這些數值直接用于機械的編程使用中，指導機械運行。這種非線性方案可以分為兩種。一種是利用目標定位將一次積分和二次積分在相乘的情況下，再次加權，以得到相應的優(yōu)化設計方案。這種方法具體有共軛替代法、變化模式階層法以及多普勒開根號法。這些在基于機械安全的機械優(yōu)化方案中正是由于穩(wěn)定性能良好，計算較為簡便，所以使用比較廣泛。另外一種就是假定一個多元函數，將函數在定義域范圍內縮減至有效值，把目標函數的第三種類型編程可分析區(qū)域加以利用。這種方法雖然比較簡單，但是用于機械優(yōu)化中卻很少，最主要的原因是在轉變編程中多次使用機械安全。

（2）線性優(yōu)化設計法

在機械設備優(yōu)化設計問題大多要使用線性函數，根據線性函數出來數據時又可以分為直接法和間接法。直接法通常有復雜圖形靜態(tài)變現法，在機械設備在運轉中會遇到一些人為情況下無法處理的事情，這時利用機械安全所生成的處理技術，可以很好的在具體的點位固定目標，將機械設備指引到正確的位置。構造中，函數不斷的迭代，自動加載出合適的運行模式，在一系列的數學計算后，得出線性解答，最終得到合理的解決方案。

四 基于機械安全的煤礦機械設備優(yōu)化設計分析

基于機械安全的煤礦機械設備優(yōu)化設計是在以往傳統的機械設計理念上加上了更多的計算機數據編程，是一種更加科學的現代化手段。為在煤礦生產效率中也得到了很好的優(yōu)化，也能使機械產品的質量達到更好、更高的要求。接下來，我們將著重介紹在煤礦機械設備中使用機械安全優(yōu)化方案中的遺傳算法。

遺傳算法，是20世紀70年代初期由美國密執(zhí)根大學霍蘭教授提出的一種基于機械安全下全新機械設備全帶概率優(yōu)化方法。GA是一種在人為施工條件下非確定性的擬自然算法，這種算法是根據自然界仿照生物的固有進化規(guī)律，對一個大的群體進行隨機抽樣，觀測其繁衍變化以及淘汰機制。其中就會有適者生存，不適者就會被淘汰，按照這樣的規(guī)律不斷重復，使整個群體在繁衍的素質上和種群的數量上都會有很大的提高。

主要應用領域有：函數優(yōu)化方面、機械的組合優(yōu)化、機器概念學習、設備的控制方面、三維圖型顯示、機械設備故障診斷、人工生命、神經網絡等最近幾年中遺傳算法在機械工程領域也開展了多方面的應用。本文中提到的基于機械安全下的設計優(yōu)化就是選取這樣的設計理念，在優(yōu)勢上有了很大的突顯，主要表現在：

（1）煤礦機械設備結構優(yōu)化設計：在煤礦生產中，多考慮到機械的方便和使用性，遺產法在結合機械安全軟件后，針對多樣的遺傳算法中的彈性改變量、固定動態(tài)與波段概率等是不能夠改變機械設備的運行模式，也就不能對煤礦機械設備有任何的優(yōu)化過程。在提出了交叉適應變于線替改變的方法后，彈性改變量就會維持在一個平穩(wěn)的狀態(tài)，遺傳算法中的頻率會體現在設備的轉動上，這種遺傳算法為解決機械設備在工程使用中結構優(yōu)化設計、多峰值函數求極值等問題提供了參考。

（2）可行性分析：在機械的整個框架系統中，模擬了固定模式中的運行，加上基于機械安全下的運轉方式，把整個系統的優(yōu)化性再次提升，能夠在加工材料和零件上的加工都有很好的保護作用，避免了很多機械設備在使用中對于不明施工環(huán)境變化導致的機械損壞，提出框架結構系統可靠性優(yōu)化的遺傳算法在機械設備升級優(yōu)化都有積極的幫助。

盡管遺傳算法在機械安全指導下已解決煤礦生產中了許多難題，但還存在許多不足之處，如算法本身的參數優(yōu)化問題、如何避免過早收斂、如何改進機械有效的工作時間和工作方法來提高算法的效率、遺傳算法與其它優(yōu)化算法的結合問題等。用遺傳算法求解約線性和非線性優(yōu)化問題時，一般采用共軛發(fā)散函數法，如何合理的選擇共軛因子是算法的難點之所在。共軛因子取得過小時，可能造成整個發(fā)散函數的極小解不是原目標函數的極小解；共軛因子取得過大時，搜索過程增加困難，所以對基于機械安全的煤礦機械設備優(yōu)化中遺傳算法中的一系列問題還有待于進一步研究、討論。

五 結束語

基于機械安全的煤礦機械設備優(yōu)化創(chuàng)新設計作為一項革命性的技術，在許多行業(yè)中都有著巨大的發(fā)展空間及應用價值。在煤礦企業(yè)機械化進程中引入機械安全技術有著明顯的優(yōu)勢，它在簡化管理，加強安全監(jiān)控等方面具有不可比擬的優(yōu)勢，十分適合我國煤礦企業(yè)的發(fā)展。利用機械設備的優(yōu)化方能能實現對煤礦資源的合理開發(fā)利用，使得煤礦行業(yè)能可持續(xù)發(fā)展。

將機械設備安全優(yōu)化創(chuàng)新方案引入到煤礦企業(yè)的機械化建設中是一種十分有前景的嘗試，可以預見的基于機械安全的煤礦機械設備優(yōu)化設計能推進我國煤礦企業(yè)的升級。但作為一個長期復雜的建設工程，在這個建設過程中定會有一些困難的出現。希望通過相關部門的共同努力，讓基于機械安全的煤礦機械設備優(yōu)化設計的整體系統能早日實現，并且進一步推進我國煤礦企業(yè)的發(fā)展。

[參考文獻]

[1] 濮良貴. 機械零件[M]. 北京高等教育出版社， 1982，5（13）：23-26.

[2]蒲 俊，吉家鋒. 機械安全數學手冊[M]. 上海浦東電子出版社，2002，9（11）：100-108.

篇2

關鍵詞：機械結構；創(chuàng)新設計；優(yōu)化；變元法

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0104-02

當前，人們在對機械結構設計展開評價時，通常所使用的方法為模糊綜合評價法。即在挑選一個最優(yōu)方案時，對機械的關鍵零部件展開可靠性設計，以達成結構的最優(yōu)化。本文擬選用鉆井轉盤為大家詳細介紹變元法在機械結構設計中的運用。

1 變元法簡介

變元法的含義通常有兩個：

①定義機械結構的變元，主要包括如下七個部分：數量、形狀、材料、位置、聯接、尺寸、工藝。

②借助改變這七大變元，創(chuàng)新性的構造出更多的結構方案。下面為大家詳細地介紹變元法中所包含的七類變元。

1.1 數量變元法

機械設備結構里零件相關部分的元素，比方說輪廓線、工作面及加工面，甚至于整個零件都可以看成是基本元素，可借助更改機械結構里基本元素的數量達成機械結構的改變。

1.2 形狀變元法

更改機械結構零件的表面形狀和零件的類型及規(guī)格均可以獲得不一樣的結構方案。

1.3 材料變元法

零件采用不一樣的工程材料通常會造成此零件尺寸結構的相應變化，同時加工工藝也會產生變化，進而影響整臺機械的結構，所以借助改變材料變元可以形成不同的結構方案。

1.4 位置變元法

借助改變機械結構里基本元素間的布局位置可獲得不一樣的結構方案。

1.5 聯接變元法

此變元法通常包含兩層意思：

①聯接方式，包含螺紋聯接、鉚接及盈聯接等。

②對每一類聯接方式均具有多類聯接結構。借助改變聯接方式及聯接結構獲得不一樣的結構方案。

1.6 尺寸變元法

尺寸包含長度及角度等，借助改變零部件和構件的尺寸可獲得一樣的機械結構。

1.7 工藝變元法

結構設計和工藝有著異常緊密的聯系。鑒于零件的制造工藝不一樣，零件與機械的制造費用、質量和性能也會不一樣，進而影響機械設備的結構。

2 機械結構應注意的防腐蝕細節(jié)

機械結構的防腐蝕設計對于機械結構的創(chuàng)新及優(yōu)化而言具有至關重要的意義，為了更好地完成機械結構的優(yōu)化，各機械設計企業(yè)在進行機械設計的過程中理應注意如下防腐蝕細節(jié)：

①必須確保設備的機械結構于停車期間完全空干，以防止因介質殘留淤積而造成的腐蝕。

②防止間隙結構的出現，以杜絕腐蝕介質的入侵。

③高溫及高質量濃度將導致沉淀物及冷凝物的出現，進而增加腐蝕幾率，因此設計人員在結構設計時必須避免此類現象的出現。

④異類金屬接觸可能導致接觸性腐蝕出現，因此設計人員在進行結構設計時理應盡可能地將異類金屬有效地隔絕開來。

⑤避免高速流體接觸流道壁面，以降低侵蝕腐蝕。

⑥遵守最小化表面積原則，也就是說在容積一樣的情況下讓結構被腐蝕的表面積最少，比方說球體結構最好，其次便為圓柱體。

3 機械結構創(chuàng)新設計與變元法應用

我們在對某一結構的設計方案展開評價時，理應對其將帶來的經濟效益、所具有的工藝性、技術可行性等相關指標進行綜合的考量，隨后從諸多備選結構方案中選出最佳的結構方案。在機械結構方案已然確定的情形下，也可對重要結構或零件展開不同變元的研究，甚至于變元間展開綜合的聯合修改，已實現優(yōu)化設計的目的。此外，也可選用某些數學模型，之所以建議大家選擇數學模型，主要是由于數學模型能夠較好地介紹結構設計中的尺寸及數量變元，同時還能夠對材料變元展開間接的介紹。

以機械設備的不同要求及特征為依據，綜合使用不同變元，使用設計人員掌握的經驗和知識，借助創(chuàng)造性思維的方法，設計出不一樣的機械結構。比方說如下轉盤結構。

在以上三大結構圖里，假如把結構設計方案1（如圖1所示）里的錐齒輪間與主軸承二者之間的位置進行調整，且借助調整位置變元，接著再改變水平軸位置的左軸承形狀，即借助更改形狀變元后得到結構設計方案2（如圖2所示）。假如更改方案1里的主軸承及齒輪的尺寸、大小與數量，且借助調整二者的數量變元與尺寸變元，隨后再調整齒輪構件及軸承零件的位置，再改變位置變元，即能夠得到設計方案3（如圖3所示）。從以上分析上我們可以得出這樣一個結論：即以上三大不同類型的轉盤結構方案都可采用變元法較好的實現。如果進一步運用變元法，同樣可以獲得更多類型各異的結構設計方案。

借助對比以上三大結構方案，綜合研究社會效益可行性與制造工藝等諸多內容，我們可以得出這樣的結論：方案2系三大方案中最佳結構組合。某一機械結構方案的綜合評估，理應以實際使用效果充當最后評估的事實依據。如果對轉盤結構里的齒輪構件展開進一步的可行性分析與優(yōu)化設計，同時對滾動軸承和齒輪工作展開彈性流體壓研究，接著實施精密計算，均能夠為改善轉盤結構設計提供諸多參考數據。

4 結 語

深入分析機械創(chuàng)新結構設計對于機械行業(yè)的發(fā)展而言具有舉足輕重的作用，它不僅能夠更好地滿足當前社會對機械設備不斷升高的要求，實現各類機械零件的最佳組合，同時還可以推動機械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此各機械設計企業(yè)理應在機械設備設計過程中充分采用創(chuàng)新設計理念，尋找最佳結構設計，以設計出更多的結構方案，推動企業(yè)自身的發(fā)展，最終促進社會的良性發(fā)展。

參考文獻：

[1] 徐慧勇.淺析機械結構設計中的創(chuàng)新設計[J].黑龍江科技信息，2010，（30）.

篇3

關鍵字：機械;創(chuàng)新設計;創(chuàng)新思維

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A

1.機械創(chuàng)新設計

（1）機械創(chuàng)新設計是設計人員針對新的或預測的需求，充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力和智慧，利用已有的相關科學理論、方法和原理，進行新的構思，設計和制造出新穎、，有創(chuàng)造性及實用性的機構或裝置的實踐活動。其主要強調的是人在設計過程中的主導性及創(chuàng)造性作用。因此，人的創(chuàng)新思維在創(chuàng)新設計中占主導地位。

（2）機械創(chuàng)新設計的過程始于形象思維，再經過邏輯推理和判斷及相應的綜合分析與決策產生設計方案，然后進一步將方案具體化，即建立新的結構和機械系統等模型，進而進行計算和技術細節(jié)的設計。創(chuàng)新設計反映出的是和諧統一的技術美。

（3）機械創(chuàng)新設計是創(chuàng)造設計出新機器和產品，以滿足新的生產和生活的需要。

2.機械創(chuàng)新設計過程、目標及特點

2.1 機械創(chuàng)新設計過程

根據設計任務及要求確定機械結構類型、機構運動尺寸及機械運動學參數和動力參數，這便形成了機械設計的優(yōu)選方案，而后進入機械結構創(chuàng)新設計階段。機械創(chuàng)新設計與常規(guī)機械設計相比，其過程沒有多大差異，它主要強調的是人在設計過程中的主導性及創(chuàng)造性作用。

2.2 機械創(chuàng)新設計的特點

（1）機械創(chuàng)新設計是多門科學技術交叉、滲透、融合的產物;

（2）機械創(chuàng)新設計是在知識和經驗積累的基礎上，經過思考、推理及判斷，并運用創(chuàng)造性及發(fā)散思維的方法而后實現的;

（3）機械創(chuàng)新設計是在知識、經驗、靈感與想象力的系統中搜索并優(yōu)化出的全新設計方案;

（4）機械創(chuàng)新設計是多次反復，多級篩選的過程，每一設計階段都有其特定內容及方法，各階段之間又密切相關，形成一個整體的設計系統。

3.機械創(chuàng)新設計思維

3.1 機械創(chuàng)新設計思維的定義

創(chuàng)造性思維是指突破原有的思維模式，重新組織已有的知識、經驗、信息和素材等要素，在大腦思維反應場中超序激活后，提出新的方案或程序，并創(chuàng)造出新的思維成果的思維方式。要創(chuàng)造，首先要有創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維是人類大腦的特有屬性;創(chuàng)造性思維就是“想到別人沒有想到的觀念”;創(chuàng)造性思維是新穎獨到的信息加工藝術，是人腦的各種思維活動形式和思維活動的各個要素之間相互協同進行的有機結合的高級整體過程;創(chuàng)造性思維不同于在設計領域常用的邏輯思維，其主要在于創(chuàng)造性思維有創(chuàng)造想象的參與，而且，創(chuàng)造性思維是一種立體思維，通常沒有固定的延伸方向，它更加強調直觀、聯想、幻想和靈感，所以創(chuàng)新設計不是靠邏輯推理出來的，而是靠創(chuàng)造性思維的激發(fā)所產生的。

3.2 機械創(chuàng)造性思維的基本形式

（1）發(fā)散型思維。發(fā)散型思維就是在思維過程中，通過所得到的若干概念的重新組合，大膽地向四周輻射，擴散出兩個或更多個可能的答案，設想或解決方式。發(fā)散型思維，就是不墨守成規(guī)，不拘泥于傳統，對所思考的問題標新立異，達到“海闊天空”，“異想天開”的境界;發(fā)散型思維能力的高低，取決于知識面和想象力。發(fā)散型思維具體表現形式有：立體思維，多路思維，反向思維，相關思維等等。發(fā)散型思維所追求目標是獲得盡可能多、盡可能新、盡可能獨創(chuàng)的，它為機械創(chuàng)新設計提供了多種可能。（2）聚合型思維。聚合型思維就是以某個思考對象為軸，從不同的方向和不同的角度，將思維指向這個中心點以供選擇，達到解決問題的目的。聚合型思維要求思維具有概括性、及時性、正確性;聚合型思維能力的高低，取決于一個人的分析、綜合、抽象、概括和判斷推理能力強弱。發(fā)散型思維和聚合型思維都是創(chuàng)造性思維的重要組成部分，兩者互相聯系，密不可分，任何一個機械創(chuàng)新設計都必然從發(fā)散思維到聚合思維，再從聚合思維到發(fā)散思維，多次循環(huán)往復，直到解決問題或創(chuàng)造性思維形成。（3）靈感思維。靈感是指經過長期的思考和探索之后，受某種現象的啟發(fā)，在頭腦中突然閃現的獨創(chuàng)性的意念或設想。它是人們的創(chuàng)造活動達到后出現的一種最富有創(chuàng)造性的飛躍思維的智能狀態(tài)。靈感是思維的迅速升華與高級濃縮，是過程的省略;靈感既是一種思維形式，又是大腦加工信息的一種高層次功能。（4）想象思維。想象是一種抽象的形象思維活動，想象可以是非理性的憑空想象，也可以是理性的在已有確定性基礎上進行重新組合或部分更新性質的想象。想象思維具有以客觀現實為基礎，具有高度概括性和形象性及重新組合與再創(chuàng)造等特點，想象是人類思維之樹上最美麗和神奇的花朵。沒有想象就沒有創(chuàng)造，創(chuàng)造離不開想象，想象是創(chuàng)造的精髓。

4.機械創(chuàng)新設計方法

4.1 智力合成法

智力合成法是一種發(fā)揮集體智慧的方法。她通過集體討論的形式，發(fā)散和激勵創(chuàng)新思維。討論時，事先要有準備，目標要明確。其原則是：鼓勵自由思考，隨心所欲，設想新異;不許批評別人的設想;推遲評價，不過早定論;有的放矢，不泛空談;討論者一律平等，不提倡少數服從多數;及時歸納、總結、記錄各種設想，留作下次再議;最后挑選最合適，最有前途的見解，并審查其可行性。

4.2 仿生類比法

仿生類比法是通過對自然界生物機能的分析類比，從事物不同程度的對應和相似之處的類比中得到。

篇4

[關鍵詞] 機械原理 案例教學 機械創(chuàng)新設計能力 應用

一、引言

機械原理課程主要研究機械產品運動方案設計的基本設計理論與方法,是機械類專業(yè)課程體系中最能培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一門課程。案例教學是以“案例分析”為核心的一種參與式教學模式,在經濟學和管理學等課程中應用較多、效果也較好。深圳大學鐘杏云進行的問卷調查表明,案例教學法與其他教學法相比對學生的作用最大,最受學生歡迎,也是學生最希望老師采用的方法。該方法對于激發(fā)學生的學習熱情,培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力具有重要的作用。目前,案例教學而在機械學科應用不多,探索和實踐的成果也不夠明顯。

機械原理課程的教學效果直接影響后續(xù)課程的學習和學生創(chuàng)新意識以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如何使學生掌握好課程內容,培養(yǎng)機械創(chuàng)新設計能力,是擺在任課教師面前的重要課題。結合工程實際和課程需要,各高校在機械原理課程教學中所舉的應用例子較多,這些例子是將工程實際中復雜的問題簡單化,使同學很容易理解課程有關章節(jié)所要說明的簡單問題。而案例則不同,它只是一些較為全面和真實的材料,供進一步討論和分析用,并非“最佳做法”,其目的是為了討論課程中具有復雜邏輯聯系的復雜決策問題。

二、案例教學在機械原理課程教學中的實施過程

1.教學案例的選擇與設計

案例是實施案例教學的前提條件之一。案例選擇要圍繞課程教學目標和專業(yè)培養(yǎng)方向,并考慮學生的現狀和特點。技術本科院校的學生文化素質差別較大,理論基礎相對較弱,也無生產實際經驗和工程背景,缺乏參與工程實際設計的體會。案例教學不僅要教授課程的理論知識,而且更重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力和解決實際問題的能力。選擇案例時,教師首先要研究所授班級的專業(yè)培養(yǎng)方案和課程的教學目標,確定案例要傳授給學生的知識點和培養(yǎng)學生哪些能力;其次,要選擇來源于生產實際、有一定技術含量、最好是學生可以操作或能夠接觸到并易于接受和理解的、教師能夠把握的有時代氣息的案例。第三,案例要反映課程的重要知識點、核心能力和關鍵問題,體現對學生核心能力的培養(yǎng)。我校在教學中選擇電動護理床作為案例。首先,護理床是真實的典型機電一體化產品,蘊涵著包括機構學理論在內的豐富的工程理論的思想。其機械結構包含課程中重要的連桿機構、齒輪機構和螺旋機構;其次,護理床是用于醫(yī)院或家庭的助老助殘產品,與人們的生活密切相關,是學生易于接受和理解的案例。我校又在該產品的研究方面有一定的技術積累和多臺不同功能護理床的樣機,同學既能觀察到其動作原理和結構組成,又能實際操作和親身體會。有利于學生分析出目前產品存在的問題。再經調研、分析和討論交流等活動,可以培養(yǎng)學生求異的思維方式,發(fā)揮其主動性及創(chuàng)新潛力;第三,護理床的設計不僅需要機械學理論,還需要電學、控制學和人體工學理論。護理床的最佳方案的確定需要考慮諸多因素以及這些因素之間的復雜邏輯聯系。設計具有最佳方案的護理床需要理論聯系實際的思考、分析和研究以及全面細致的討論,對于培養(yǎng)學生的綜合決策能力具有重要的意義。第四,護理床案例包含課程的核心概念“機構創(chuàng)新設計”、核心能力“機械的分析能力”、“機械的設計能力”和“機械的創(chuàng)新能力”和機構設計的基本概念“極位夾角”、“死點”、“壓力角”和“傳動角”等。該案例的實施有助于學生掌握機械設計理論,并應用這些理論解決護理床的設計問題。選擇并設計好案例教學是確保案例教學實施的重要條件,護理床案例包括:案例名稱、案例來源及背景、產品功能描敘、案例素材發(fā)放時間、案例的調研分析要求、案例的討論地點、形式、提綱和具體組織步驟、案例討論過程中可能出現的問題及對策、案例教學效果分析等。

2.案例教學的實施

首先,將護理床案例布置給學生,有針對性的講解解決問題的方法和思路。然后帶領學生到實驗室實地觀察護理床的結構和動作原理,讓學生在床上親身體驗護理床的各項功能,再分組(4人一組,學生選定1人為組長)談體會、分析其結構及動作不合理之處,提出最佳方案護理床應具有的特征。每組同學提出要完成最佳方案護理床的設計應解決哪些問題,如何解決。每組同學合理分工,檢索相關文獻,查閱有關資料,調研護理床的銷售公司和用戶,掌握護理床產品及技術研究的現狀和發(fā)展趨勢。這個過程會促使學生不斷學習,充實自己。學生在調研分析的基礎上,會綜合運用所學知識和經驗去分析和解決問題。具體包括:解決現有產品問題的技術依據、新方案的動作原理和機械結構,機構的干涉檢驗和仿真分析以及控制原理和控制方案等。最后,形成本組的最佳方案,并形成匯報、討論稿。由于每組同學需要獨立完成,全班可能有多種完全不同的合理方案。第二,按規(guī)定時間和地點,每組選定1名同學在班級介紹本組的設計方案,充分發(fā)表本組同學的獨到見解。完畢后,教師組織全班同學按確定的主題認真討論,形成以學生為中心的發(fā)言、提問和解答,讓全班學生充分展示自己的觀察、溝通、決策和表達能力。在實施過程中,由于班級每名同學對護理床均有深刻的思考和研究,針對匯報者的設計方案,其他同學發(fā)言很主動,也有一定深度,這對匯報者設計方案的進一步完善具有一定的作用。教師和班級其他同學認真傾聽。同組同學還要做好記錄,共同回答其他同學的質疑。鼓勵同學圍繞主題互相爭論。教師既是與同學平等的討論參與者,還是討論主題方向把握著,教師要及時進行點評并對討論中出現的問題予以指導。待匯報和激烈的案例討論結束后,教師要對課堂教學的全過程進行歸納、總結,并引導學生對本組在案例教學中所取得的成果經驗進行總結,對其他組的研究成果進行分析。分析總結有利于學生進一步思考問題和完善設計方案。本次案例教學的成果有:(1)同學們親身體會到機械產品新方案的形成過程,鍛煉了學生綜合運用各種理論知識和經驗以及流行軟件解決實際問題的能力,培養(yǎng)了學生的機械創(chuàng)新技能;(2)護理床連桿機構和齒輪機構的設計和應用是課程教學的重點和難點,機構的核心概念在護理床的方案設計中都得到了應用。案例教學的實施鞏固了所學知識,加深了學生對課程基本原理和概念的理解,也活化了知識,并將知識轉變?yōu)閼弥R解決實際問題的能力;(3)培養(yǎng)了大學生的創(chuàng)新意識和機械創(chuàng)新設計能力。同學們完成了多種護理床的機械結構方案,并申請了四項國家專利;(4)案例教學以學生為主體,培養(yǎng)了學生自我學習能力,使學生由被動接受知識變?yōu)榻邮苤R與運用知識解決實際問題并舉,使案例教學實現了既“授之以魚”,又“授之以漁”的教學目的;(5)案例教學教師是主導,但需要對學生提出的各種方案和討論中的問題進行點評,這要求教師對案例有深入的研究,掌握案例相關知識和經驗。為此,任課教師需要充分做好準備工作,有利于教師自身素質的提高。

為保證案例教學效果,在課堂討論案例結束后,教師組織學生對各組完成的方案進行進一步完善。并安排學生寫心得體會,對案例教學效果和案例本身的問題進行分析,指出教師工作和案例實施中的問題或不足,并對今后的案例教學提出意見或建議。

三、實施案例教學應注意的幾個問題

1.案例教學法要與其他教學法密切結合

盡管案例教學法有明顯的優(yōu)點,但在實踐中也發(fā)現它存在的一些缺陷,如單位時間傳授知識效率不高;知識傳授的系統性及完整性不易實現等。為此,在采用案例教學法的同時,還要結合其他理論授課方法,使案例教學與傳統教學中的一些有益做法互為補充。傳統的教師授課方式有利于知識傳授的系統性、嚴謹性,有利于學生打下深厚的理論功底,培養(yǎng)抽象思維能力。案例教學重視實際問題的分析和解決,既可在教學內容和教學方法上彌補傳統教學的不足,又可推動傳統教學方法本身的不斷改進。案例教學也需要學生有一定的理論基礎,并掌握有關的基本概念和基本原理,否則,案例教學難以開展。因此,案例教學法一定要與其他理論教授方式密切結合。

2.教學案例要準確反映課程對學生核心能力的培養(yǎng)

案例教學要圍繞課程的核心概念和核心能力開展。由于學生缺乏工程背景和專業(yè)知識,若案例涉及過于專業(yè)化的知識,學生將難以調研、分析和提出問題的解決方案;若案例太簡單對學生來說缺少吸引力、沒有新奇感,同樣達不到案例預期教學目標。實施案例教學要因材施教,兼顧案例的實踐性和理論性這兩個方面,這樣才能有效地提高案例教學質量。學生只有真正的理解和掌握課程的核心概念,才能夠把理論與實際有機的結合起來,使實際問題迎刃而解。成功的教學案例一定要實現教學目標。

3.案例教學要注重課堂和課外相結合

案例教學的主體是學生,教師只起引導作用。對于同樣知識點的課程內容,采用案例教學法所用時間較傳統教學法多得多,所以,課程的案例教學不易多。機械原理課程我們選擇兩個案例實施案例教學,一個為護理床,另一個結合專業(yè)選擇,對于機械設計制造及其自動化專業(yè)(數控技術方向)選擇了四軸加工中心的機械結構系統。對于布置給學生的案例及要求,學生需要將自己置于產品設計師的位置,從產品的使用要求出發(fā),在課外查閱資料、參觀考察和小組討論,分析案例產品存在的問題、產生原因和解決方法以及改進產品的設計內容和過程等,并在對比分析的基礎上形成本組新的設計方案。由于這些內容需本組同學在課外通力合作、發(fā)揮集體智慧完成,所以案例的課外研究工作十分重要。課堂討論由教師主持,按組發(fā)言、全班交流討論,這是全班同學設計經驗的共享過程,也使學生真正體會到他們才是案例教學的主體。課堂與課外相結合,才能完成案例教學目標,同時完成護理床的“最佳方案”。

4.案例教學需要師生雙方的共同努力

案例教學要求學生和教師共同參與教學。教學是否成功既取決于教師,又取決于學生。選擇和提煉案例需要教師熟悉案例內容并進行深入研究,準備好課堂討論案例可能涉及到的有關知識。這樣,既有利于案例的布置,又有利于解答課堂討論學生提出的各種疑難問題。因此,教師需要通過科學研究、走進企業(yè)和進修學習,不斷充實和更新自己的知識,拓寬知識面,提高自身綜合素質。案例教學法強調學生主動學習、獨立思考和工作,自主形成解決問題的最佳方案。在課堂討論過程中,學生應積極思考、認真準備、踴躍發(fā)言,積極參與課堂案例討論,配合教師完成案例教學任務。

5.案例教學要重視對學生機械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

案例教學縮短了教學場景與實際生活情景的差距,把抽象的原理、概念等具體化,促進從理論到實踐的轉移,有利于提高學生學習興趣和能力,激發(fā)其探究意識。實踐證明:案例教學對學生分析、解決問題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),對知識的接受程度和保留的持久性等方面富有成效。我校機械原理課程的案例教學是“以培養(yǎng)學生機械裝置原理方案設計能力為主線,以機構基本概念和原理的應用為重點,以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為核心”組織教學的,通過案例教學與傳統教學法的結合,使學生掌握了課程的基本概念和核心能力,提高了機械創(chuàng)新設計能力。

參考文獻:

[1]張麗梅.案例教學法的研究與教學實踐[J].黑龍江教育,2006,(3):51-52.

[2]鐘杏云.充分利用案例教學法以提高學生的吸引力[J].技術經濟與管理研究,2005,(1):122-123.

篇5

作為重要的計算機信息化技術，自動化技術的應用對于提高機械設計的質量和水平具有重要作用。本文首先分析了自動化技術在機械設計中的重要作用，然后具體探討了機械設計自動化技術的實際應用，以期為相關技術與設計人員提供參考。

機械自動化是指將自動化技術應用到機械制造的過程中，對自動生產過程進行不斷優(yōu)化改造，以促進加工對象生產連續(xù)性和自動化，提高生產投入的流動速度與加工轉換。機械自動化技術的應用水平將直接影響著機械行業(yè)的整體發(fā)展質量，其良好應用有利于改善機械制造業(yè)的技術手段和工藝方式，對于提高機械制造的整體質量具有重要作用。而作為機械制造中的重要組成部分，機械設計更需要加強與自動化技術的結合，以促進機械制造的發(fā)展。因此，加強有關機械設計中自動化技術的應用探討，對于改善自動化技術的應用質量具有重要的現實意義。

1.自動化技術在機械設計中的重要作用

（1）改善資源利用率。機械制造中自動化技術的應用，對于降低資源能源消耗、提高資源利用率具有重要作用。具體表現為：自動化技術能夠改良原材料材質及尺寸等方面的適應性；促進機械生產與設計的精細化發(fā)展，進而加強殘料的利用，利于原材料成本的節(jié)省。

（2）提升機械制造質量。相比傳統的機械設計與制造技術，自動化技術擁有更高的精準性、優(yōu)越性和高效性。具體表現為：能夠完成大批量的生產過程，生產環(huán)節(jié)與流程更為明確與具體，工作效率得到明顯提高，減少了誤產情況的發(fā)生：改良了傳統制造工藝，提高了傳統評價、測量等指標的數字化水平和信息化水平，執(zhí)行過程更易控制與調節(jié)，同類產品之間的參數與運行誤差大幅度減小。

（3）提高機械運行水平。采用自動化技術能夠改善機械的運行狀況，可利用實時數據模型對機械的運行狀況進行準確和有效監(jiān)控。具體表現為：通過數字化數據模式的使用，增強了機械故障的可比性和可診斷性，利于故障問題的維修與機械的養(yǎng)護；能夠及時報告機械生產過程中存在的安全隱患及缺陷狀況，利于機械設備的維護與檢修能夠根據設定參考數據對機械工作狀態(tài)、維護狀況等進行綜合分析研究，利于優(yōu)化設備運行環(huán)境及參數結構。

（4）促進生產質量可靠性的提高。自動化技術能夠監(jiān)控機械制造成整體過程與環(huán)節(jié)，能夠檢測各類生產數據與生產安全數據，并報告錯誤指標。具體表現為：能夠實時監(jiān)控機械設備、生產參數等運行指標，并以設定參數模型為依據提供故障報警，對于安全事故問題發(fā)生率的降低及生產預測判斷可靠性的提高具有重要作用；將生產操作過程更加細化，并簡化操作步驟，有效避免了由人為操作失誤而導致的安全事故問題的發(fā)生。

2.自動化技術在機械設計中的應用

2.1機械設計與自動化體系

產品的概念設計是指產品的原理方案設計過程，其是提高產品創(chuàng)新性的重要關節(jié)。為保證機械產品設計的新穎性，需要利用多種思維方法和角度對同一問題進行重復考證以形成一系列解，組成解空間。以三維平臺為急促的復雜機械系統創(chuàng)新設計及自動化系統組成自動化體系，其具有快速的產品開發(fā)和創(chuàng)新性的方案設計功能。

2.1.1在概念設計過程中，系統將采用改良功能分解與重組創(chuàng)新設計方法和利用設計規(guī)則的創(chuàng)新設計方法兩種計算機輔助創(chuàng)新設計方法。此兩種方法提供的設計方案都將利用符合方案方式呈現；符號方案隨后被自行分解為基本機構及其連接關系。對于能夠識別的基本機構，可以采用基本機構運動分析方法對機構內部構件進行分析以獲取平面運動分析數據。為保證產品開發(fā)的速度，通常還會將面向對象技術應用到基本機構的結構設計中。利用三維平臺的二次開發(fā)過程，通過數據庫的驅動和特征控制參數過程，并能完成使用較少特征控制參數驅動整體基本機構的三維設計過程，從而有效克服了基本機構的短時虛擬建模難題。

2.1.2在概念設計中形成的符號方案會通過自動化轉換過程生成相應的二維虛擬樣機以開展虛擬仿真，利用此種方式，產品方案的評價過程就從概念設計的價值評價轉換為虛擬樣機的定量行為評價，使得更多具有創(chuàng)新性和可靠性的設計方案能夠被選擇出來。

2.1.3為保證產品的運動剛度要求及工藝美學設計特點，按照基本機構之間的連接關系與機構占據空間，可以采用最優(yōu)布局算法對機構的空間位置進行確定，從而使復雜機械系統的空間占據體積最小。依據運動分析數據與機構的布局方式，采用“后臺預制”裝配技術，便能將基本機構的三維虛擬模型安置到特定的布局空間中。通過對驅動構件位置進行連續(xù)變化，就能獲取同概念設計符號方案相一致的復雜機械系統的虛擬樣機。

因此，采用復雜機械系統創(chuàng)新設計與自動化體系，既能改善產品設計的新穎性與創(chuàng)新性，又能提升產品的開發(fā)速率。

2.2信息自動化與生產自動化

信息自動化過程主要是在機械生產中利用自動化設備對電子信息進行識別來完成的。通過信息自動化技術能夠實現對生產系統管理、工藝方式、過程設計、生產參數設定等過程的數據化改進。如在鋼鐵企業(yè)生產中采用的高爐自動化技術，其利用了軟測量技術、智能化檢測技術、數據處理技術、高精度傳感器技術及惡劣環(huán)境的可靠性技術為手段對高爐工藝流程進行連續(xù)性檢測，并采用數字成像技術使爐內經驗模型、檢測等具有可視化特性。其可根據用戶的不同需求進行模塊化設計，且在圖像設計中可以利用離線三維成像及在線二維成像，具有較高的成像速度。

篇6

【關鍵詞】高職；機械創(chuàng)新設計；策略分析

【中圖分類號】TH122-4【文獻標識碼】B【文章編號】2095-3089（2015）35-0018-01

1.引言

創(chuàng)新是人類文明進步、技術進步、經濟發(fā)展的原動力，是國民經濟發(fā)展的基礎。技術進步一般通過技術創(chuàng)新來實現。我國《高等教育法》第五條指出：“高等教育的任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”[1]。高等職業(yè)教育作為高等教育的組成部分，任務就是培養(yǎng)一大批具有必要的理論知識和較強實踐能力、創(chuàng)新能力的一線高級技術人才，以填補我國人才結構中的巨大缺口[2]。

高職機械類學生作為將來中國機械行業(yè)人才的重要組成，培養(yǎng)其技術創(chuàng)新意識，提高其機械創(chuàng)新設計（MechanicalCreativeDesign，MCD）能力，以備將來在行業(yè)競爭中，甚至在提高綜合國力與提高國際競爭力的過程中起到至關重要的作用。高職機械類學生動手能力強，能較快的接受新事物，但是對于工作出現的新問題，新困難接受能力低，難以獨立的思考與解決新問題，更不用說發(fā)現新問題的能力了。個人總結，對于高職機械類學生創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)主要從學生為主體的主觀策略及學校與老師為主體的客觀策略兩個方面進行分析。

2.主觀策略分析

2.1.專業(yè)知識的深度掌握

以機械設計和制造專業(yè)為例，大部分高職院校都開設了四大專業(yè)課程領域：（1）專業(yè)基礎課程，如機械制圖、工程力學、工程材料與熱處理、公差配合與技術測量、電子電工基礎等；（2）設計類核心課程，如機械設計基礎、塑料模設計、沖壓模設計、夾具設計等；（3）制造類核心課程，如機械制造工藝、金屬切削原理與刀具、金屬切削機床、數控加工與編程等；（4）計算機輔助設計與制造課程，如AutoCAD、UG、Pro/E、MasterCAM等。專業(yè)創(chuàng)新能力的提高，離不開專業(yè)基礎知識的掌握，沒有專業(yè)知識作為基礎，創(chuàng)新設計能力就如無源之水，無本之木。如采用功能原理方案進行機械運動方案的創(chuàng)新設計，就必須對機械運動過程中的原動機、執(zhí)行機構，傳動方案，控制方式的特點和適應性有熟悉的了解和掌握，再從中選取最優(yōu)良的方案作為設計方案，這其實就是功能組合與分解的創(chuàng)新設計。而設計出來的產品要進行理論仿真驗證和圖紙表現，這時就用到了我們學過的機械制圖知識與相關的計算機輔助設計軟件。所以專業(yè)知識的掌握是一切創(chuàng)新設計的基礎，雖然創(chuàng)新思維的形成過程離不開靈感與頓悟，但專業(yè)知識才是一切的前題。而且由此可知，大學生機械創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)，并非是一、二門課程就能解決的問題，它是一種觀念、一個目標、一個過程。

2.2.創(chuàng)新原理與創(chuàng)新技法的深刻理解

總的說來，機械創(chuàng)新設計的創(chuàng)新原理有組合原理、分離原理、還原原理、移植原理、迂回原理、完滿原理等。機械創(chuàng)新設計的方法有智力激勵法、提問追溯法、聯想類推法、返向探求法、系統分析法、組合創(chuàng)新法等[3]。不管是教學還是科研，世界上任何一種事物都有其規(guī)律可循，創(chuàng)新設計也是一樣，我們的先輩在不斷的探索與總結中才使科學發(fā)展到今天，技術在不斷的進步，科研方法也在不斷的歸納與總結，前人已經求證且證明正確的方法是寶貴的經驗，只有在深刻掌握和理解這些方法和經驗的基礎上，我們才有資格去尋求新的方法。

2.3創(chuàng)新思維的訓練與形成

一般認為，每個人都有創(chuàng)新思維的生理機能，但大多數人處于休眠狀態(tài)。學源于思，業(yè)精于勤，我們有意識的培養(yǎng)自己的創(chuàng)造性思維，并且成為一種習慣。首先培養(yǎng)創(chuàng)新意識，善于在生活中發(fā)現問題，比如人們發(fā)現不管是滾動軸承還是滑動軸承，只要軸孔相接觸，摩擦便不可避免，精度、效率、壽命都達不到最佳要求，近年來，人們利用電磁學原理，開發(fā)出了軸頸與軸瓦不接觸的磁懸浮軸承，并已推廣利用。其次要培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。車工實習后，我曾經問過學生一個問題：你們想一想，能不能用一臺普通車床加工出一個正方體出來呢？同學們想一想，表示不能。問題留到第二天，有同學找到我說，這是可行的，只是相當于車六個端面。主動的同學就在主動的培養(yǎng)這種意識。還要是要善于歸納和總結，機械專業(yè)的同學都學習了機械設計基礎，那么，大家可曾歸納過運動的相互轉化嗎？周轉運動轉化為直線運動，直線運動轉化為周轉運動。運動方向，運動形式，運動軌跡的改變我們學到過哪些？我們還能想到新的方法嗎？

3.客觀策略分析

3.1通過改善課堂教學方法，使學生授受知識變被動為主動

大力倡導采用現代化的教學方法，綜合運用圖片、視頻、實物等更加直觀的方法進行啟發(fā)式教學，教師由主體變成主導，促進教與學的互動。在專業(yè)課教學過程中，適當安排跨課程設計案例，將多學科知識與經驗綜合應用，強調解決問題的新穎性，不追求答案的標準，只追求思維的活躍。靈活運用課堂教學，指導學生多角度、多方向、多途徑思考問題，既加深了所學知識的掌握，又培養(yǎng)了學生創(chuàng)造性思維的提高。

3.2創(chuàng)新設計平臺的建立

強調運用CAD/CAM/CAE等計算機輔助軟件進行機械設計、三維造型、仿真分析等。開始培養(yǎng)學生運用計算機輔助創(chuàng)新技術（ComputerAidedInnovation，CAI），如運用ADAMS軟件進行機構虛擬設計；運用快速成型技術（RapidPrototyping，RP）進行反求設計；ANSYS軟件進行仿真分析等。

3.3課堂外，多渠道多種形式拓展學生見識

如成立大學生機械創(chuàng)新設計活動社團，定期邀請相關專家進行現場講授，了解創(chuàng)新設計的理論，方法及最新發(fā)展；帶領同學參觀工廠，科技博覽會，甚至到商店里的各種產品，建立創(chuàng)新設計產品陳列室，讓同學們在實物中切身感受到創(chuàng)新設計帶給科技與生活的變化；自己組織各類機械競賽到參加各級創(chuàng)新設計大賽，開拓視野，激發(fā)同學們的創(chuàng)新熱情。

4.結束語

高職機械類畢業(yè)生主要為相關機械類企業(yè)輸送能服務于一線生產的高技能型人才，隨著機械工程技術的日新月異，對機械類學生的素養(yǎng)要求也有了新的要求，尤其是機械創(chuàng)新能力。因此我們要未雨綢繆，為了適應新的形勢，努力提高學生專業(yè)技能的同時，也要提高學生機械創(chuàng)新設計的能力。

參考文獻 

[1]呂曉輝. 提高高職學生創(chuàng)新能力的途徑探析[J]. 吉林省經濟管理干部學院學報，2014（5） 

[2]陳峰等.高職“ 機械創(chuàng)新設計”課程教學探索[J].廣西輕工業(yè)，2007（8） 

篇7

關鍵詞：機械工程設計；創(chuàng)新思維；應用

創(chuàng)新設計思維在機械工程設計中的作用是相當重要的，相似性思維是創(chuàng)新思維發(fā)展過程中的必然階段，相似性思維在創(chuàng)新思維的發(fā)展過程中是不可或缺的，科研中對事物主要進行的是相似性分類，然而在工程機械產品中主要采用的科學分類方法是模塊化分類，因此為了能夠有效的生產工程機械產品就要在設計的過程中融入創(chuàng)新思維。

1.機械工程設計的發(fā)展

1.1.傳統機械工程設計

經過上百年的積淀，機械工程設計發(fā)展目前已經比較完善，機械工程設計也在不斷的進步中，早期的機械工程設計受到各種條件限制，如：經濟發(fā)展水平和生產條件的限制，嚴重阻礙了機械設計的持續(xù)前進。即便實踐經驗豐富的工程技術人員，在設計過程中能夠節(jié)省大量的時間，但還是無法擺脫傳統設計理念的影響，犯錯誤仍然難以避免。因此，早期的機械工程設計仍然經歷了比較長的過渡期，而且也限制了生產價值的創(chuàng)造。

在機械工程設計的理念中，傳統的機械設計操作過程比較復雜，執(zhí)行難度比較大。首先設置專門的市場調查人員，在目標產品的調查過程中使用各種有效的手段，根據實際的調查結果對市場需求進行預測，采取合適的手段對工程設計存在的問題進行分析和整理。而且對于存在的問題進行整理，然后進行全面的分析，提出具體的解決方案和設計方案。最后，所有的成員一起進行匯總、評價和分析，從而得出結論，然后制定計劃來完成整體的設計。在整個設計過程中，市場調研，模型框架，討論和測試都是密切聯系的，在這一系列的過程中，沒有精確的信息數據和具體的參考的實例，因此，傳統設計存在較高的危險系數。

1.2.現代機械工程設計

機械工程設計本身就是具有創(chuàng)造價值和創(chuàng)造力的工作過程。如今，現代工業(yè)具有驚人的發(fā)展速度，科學技術也得到了迅速的發(fā)展，人們的生活質量也得到了了顯著的改善，各種企事業(yè)單位的人才都被重用，尤其是重視他們的創(chuàng)造力和主動性，占據了社會的主導地位。而且人在機械設計領域發(fā)揮著舉足輕重的作用，是機械工程設計的中堅力量，他們通常利用最先進的科技成果，挖掘人的潛力，有效的利用創(chuàng)新思維，與此同時先進的科學技術在機械設計中得到了廣泛的應用，主要有設計技術，設計工具，計算技術，甚至在機械工程設計與制造當中運用最新的材料等。從而把設計人員的創(chuàng)造活力和熱情有效的進行激發(fā)，從而改變了單調而枯燥的機械設計過程，使他們突破設計領域的限制，更多的新產品被開發(fā)出來，從而能夠創(chuàng)造更多的財富。

2.創(chuàng)新思維在設計過程中的運用

2.1.智力思維法

由于受靈感或潛意識流的作用，新的創(chuàng)意才會被激發(fā)，并組織5至10人的專家組進行會議討論，會議通常持續(xù)了一個小時，專家們將對同一個課題進行公開討論，發(fā)表自己的意見，專家之間的交流可以產生新的靈感，從而彼此之間互相借鑒，豐富各自的頭腦，再加上各種各樣的想法來制定更多的方案，從而能夠引發(fā)出更多具有創(chuàng)新性的方案。這種模式的會議主要是為了在短時間內去對專業(yè)問題和項目進行探索。

2.2.組合創(chuàng)新法

組合創(chuàng)新法主要包含兩中不同的方法，一個是模塊組合的方法是將工程系統中具有相似性的功能進行全面的分析和系統分類，劃分出基本的功能單元，并將相對獨立的層次進行歸類，然后把它們設計成其他的“模塊”，從而使其具有規(guī)范性和標準性。用戶只需要購買需要更換模塊對他們的設備進行升級，避免了購買新機的麻煩和資金支出。另外的方法就是形態(tài)矩陣法，根據影響因素將復雜的問題進行分解，也就是目標標記。將參照因素利用圖解法來進行合理的安排，將各個參照量可能存在的基準值清晰的列出來，從而形成矩陣形態(tài)圖表，最終形成各種可能的狀態(tài)組合，這種方法可以繪制出各種設計方案，并且在大型機械設計中進行運用。

2.3.聯想類比法

聯想類比法主要包含三種方法，首先是相似類比法，在工程技術中合理的將各個組件進行合理的劃分，其中主要包括類似的結構，類似的過程和類似的功能等，從而形成一個合理的分類體系。同時在進一步分析的基礎上進行深層的分解，根據層次進行的水平劃分，根據本單位的客觀需要進行綜合分析，最后進行總體的整合和優(yōu)化分類，并將新的技術引進來，最終形成全新設計流程。例如，根據齒輪嚙合傳動的原理對同步齒形帶傳動的設計進行類比。有時候，人或動物的行為也是機械設計的類比依據，從而能夠形成全新的結構和設計。例如，蟹爪加載機制的設計原理就是依據蟹鉗的工作原理。第二種方法就是仿生法，例如，仿生機器人的設計。第三種是移植法，例如，物理上的激光技術、電火花技術就是激光切割機、電火花成型機設計的依據。

2.4.相似性分類

創(chuàng)新研究的第一步就根據事物的相似性進行科學分類。在工程技術中，按層次找出相似的單元對結構相似、功能相似、運動相似的系統或組件進行合理分析，同時對分類進行進一步的分析和分解，最后在做出優(yōu)化和整合，新技術的融合要根據有關單位的客觀需求，同時進行分類與整合，運用新技術創(chuàng)造出新事物。

綜上所述，創(chuàng)新是任何行業(yè)發(fā)展過程中必然要經歷的，機械工程設計的不斷創(chuàng)新，能夠改善機械產品的性能，而且企業(yè)的市場競爭力也可以得到顯著的提高，因此企業(yè)就能獲得更多的經濟效益。創(chuàng)新思維是創(chuàng)新設計的基礎，豐富的知識和經驗是創(chuàng)新思維的基礎，在創(chuàng)新設計方面，創(chuàng)新的思維并不是將所有的想法都列入其中，豐富的理論基礎是創(chuàng)新思維的出現必然要求。

參考文獻：

[1]萬耀青，阮玉湘.機電工程現代設計方法[M].北京：北京理工大學出版社，2011.

篇8

關鍵詞：機械原理；教學改革；機械創(chuàng)新設計

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1674-9324（2018）02-0128-02

一、引言

“機械原理”是機械工科專業(yè)的一門技術基礎課，主要研究各種機構的共性問題[1，2]，機械原理課程理論抽象，研究內容寬泛，并對前期的基礎課程有較高的要求，因此導致很多學生產生畏懼心理，覺得機械原理課程深奧，內容枯燥、課程索然無味。

與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”教學是利用機械創(chuàng)新設計大賽，通過創(chuàng)新設計大賽作品的制造，促進學生對課程內容的學習，督促學生自己提出問題、分析問題、解決問題，最后最大化地激發(fā)學生的機械創(chuàng)新能力[3，4]。目前，湖南文理學院有效地將機械創(chuàng)新設計大賽與機械原理課程相結合，并取得了卓有成效的成果。

二、與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”教學的實施過程

通過多年來參與機械創(chuàng)新設計大賽，我校對機械創(chuàng)新設計大賽與機械原理課程教學相結合積累了大量的經驗，下面對其實施過程予以介紹。

（一）主辦機械創(chuàng)新設計大賽的主題解析會

委派骨干老師參加歷屆的機械創(chuàng)新設計大賽主題解析會，對每一年的機械創(chuàng)新設計大賽的比賽主題有一個正確和深刻的理解，避免以后的作品出現跑題現象。骨干老師參加完主題解析會后，召集所有的學生和全院的老師，在學院內部把主題解析清楚，并以自由提問和臨場解答的方式，盡量讓學生理解每一屆的主題。另外還邀請2名在往屆機械創(chuàng)新設計大賽中取得優(yōu)秀成績的學生介紹經驗，一方面讓學生了解機械創(chuàng)新設計大賽的整個流程，另一方面提高學生參與機械創(chuàng)新設計大賽的積極性。

（二）開展與機械創(chuàng)新設計大賽主題相一致的工程創(chuàng)新三維設計大賽

為了提高全體學生的學習積極性，并進一步認識機械原理課程對于機械產品設計的重要性，我校在全體大二學生中主辦工程創(chuàng)新三維設計大賽，并要求全體學生自發(fā)成立三人協同小組，為各個協同小組配備一名指導老師。在此階段，學生在小組內充分討論和互相學習，并階段性地與指導老師探討設計方案，通過反復查找資料和充分的方案論證，最終完成產品三維圖形的繪制。完成此過程，學生需要自發(fā)學習機械原理的相關知識，并與指導老師充分交流。為了完成三維圖形的繪制，學生還需要自學三維制圖軟件。通過2個月左右時間的訓練，各個小組基本都能拿出一個合理的方案。學院組織三維設計大賽評比，由學校挑選的5名專業(yè)老師作評委，評選出優(yōu)秀作品15件參加下一階段的實物制作，并為期間表現優(yōu)秀的小組和作品頒發(fā)獎狀，一方面是對學生工作的肯定，另一方面也是對他們的鼓勵，提高他們學習的積極性。

（三）實物作品的制作

進入實物作品的制作階段，首先要解決的就是經費的來源。我校歷來就重視學科競賽，教務處有專用的用以支持學科競賽的經費，學院內部也為實物制作預留了一定的經費。因此，此階段所需費用得到徹底解決。更為重要的是，為了讓學生盡早盡好地完成作品的制作，我們對所屬的機械廠和加工中心作了硬性要求，學生提出作品加工要求后必須在3個工作日內得以滿足，并要求學生自己完成作品的機械加工，這樣做的目的也是為了提高學生的生產實踐能力，讓學生能夠掌握產品的制作流程，也為機械制造基礎課程的學習打下良好的基礎。

三、近幾年學生的機械創(chuàng)新設計大賽成果

自從學院將機械原理教學與機械創(chuàng)新設計大賽相結合后，老師和學生在思想上都更加重視學科競賽，學校也加大了機械創(chuàng)新設計大賽作品的經費投入，近幾年涌現出大量高質量的機械創(chuàng)新設計作品，在省內競賽中也取得了顯著的成績。以下為湖南文理學院機械工程學院在近兩屆機械創(chuàng)新設計大賽獲得的一等獎和二等獎的作品匯總表。

實踐證明：在課程在近三年的考試中，2006屆學生機械原理課程及格率只有56.5%，2007屆學生機械原理課程及格率提高到81.2%，說明了機械創(chuàng)新設計大賽促進了機械原理課程的學習，這為學生今后從事機械設計、研究和產品的開發(fā)創(chuàng)新奠定了重要的基礎。與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”實踐教學極大地提高了學生分析問題和解決問題的能力，提高了學生學習知識的興趣。通過與傳統教學法的結合，使學生掌握了機械原理課程的基本概念和核心能力，提高了其機械創(chuàng)新設計能力。

四、結束語

機械原理是機械工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，為了增強學生對機械原理課程的適應能力和挖掘其開發(fā)創(chuàng)新能力，通過與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”教學改革，可以顯著提高學生的機械原理知識和機械創(chuàng)新設計能力。

參考文獻： 

[1]趙永杰，程西云.機械原理課程探究式教學改革與探索[J].大學教育，2014，（9）：141-143. 

[2]施火結.機械原理教學內容及課程體系的改革[J].教育教學論壇，2012，（s5）：69-71. 

[3]周永清.機械原理創(chuàng)新教具學具進課堂[J].實驗技術與管理，2016，33（2）：11-13. 

篇9

關鍵詞 創(chuàng)新設計能力 以教促學 討論式學習 考核方式

中圖分類號：G712文獻標識碼：A

創(chuàng)新能力則是人們改造舊事物和創(chuàng)造新事物的能力，它包括發(fā)現問題、分析問題、發(fā)現矛盾、提出假設、論證假設、解決問題及在解決問題的過程中進一步發(fā)現新問題、新方法從而推動事物向前發(fā)展的一種能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)離不開收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、協作能力等等，也包括較扎實的基礎知識、基本技能、較寬的知識面、較強的實踐能力和豐富的實踐經驗。①②

在我國建設創(chuàng)新性大國的歷史背景下，高職學生擔負著生產一線的技術創(chuàng)新和管理創(chuàng)新的重任，即工藝流程的革新、加工方法的改良、新產品的開發(fā)試驗、管理形式的變革等都是高技能型人才應具備的創(chuàng)新能力。機械設計基礎是機械專業(yè)的專業(yè)基礎課，涵蓋了工程力學、機械零件、機械原理、機械設計以及機械課程設計等課程，內容廣、綜合性強，在機械類課程中起到了承上啟下的作用。而目前的機械設計課程重視理論講授、學生學習起來非常吃力、難以提高學習興趣，內容過于陳舊且抽象單一、聯系工程實際不夠緊密、實踐環(huán)節(jié)薄弱、并且忽視了對學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，對該課程進行以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力為目標的改革十分必要，必將對機械專業(yè)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到十分關鍵的作用。③

1 以培養(yǎng)機械創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)為主線的項訓練目整合課程內容

機械創(chuàng)新設計能力的提高需要一個長期的培養(yǎng)過程，而且需要扎實的機械設計理論知識、較強的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新實踐能力。因此，建立一個以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主線的機械設計課程內容，對有效培養(yǎng)高職學生機械創(chuàng)新設計能力的起著至關重要的作用。課程內容的設置遵循了學生認知、專業(yè)知識學習和創(chuàng)新能力成長的規(guī)律，從簡單到復雜、從初級到高級，設置了一條以創(chuàng)新設計項目為引領、以認知項目和常規(guī)訓練項目為理論知識掌握和應用的課程內容新體系，把相關理論知識的學些融入具體的項目訓練中。④例如，在訓練“腳踏式健身自行車的創(chuàng)新設計”時，先讓同學們認識和操作牛頭刨床和縫紉機的曲柄搖桿機構實物模型；其次，講解與此相關的理論知識：曲柄搖桿機構的工作原理、曲柄搖桿機構的自由度計算以及彎矩強度和彎曲剛度的力學計算；然后以相關項目“顎式破碎機機構分析”訓練與強化曲柄搖桿機構相關知識和分析與設計該類機構的能力；最后，讓同學們分組設計“腳踏式健身自行車”，并強調其原理設計不能局限于曲柄搖桿機構，可以考慮棘輪機構、液壓或氣壓傳動系統、以及其他富有想象力的設計方案。

2 推行以教促學和討論式學習為一體的教學方法改革

“以教促學”和“討論式學習”均是以學習者為中心的教學方法，能夠有效提高學生的獨立思考能力、協作能力和創(chuàng)新能力，把二者融為一體，勢必會產生更加有效學效果。

2.1 通過教而學的教學方法

“以教促學”的教學方法是基于建構主義理論之上的一種教學創(chuàng)新，基本的教學方法是真正以學習者為中心的交際教學法和以學習為中心的任務教學法。最終的目標是提高學生的自主學習和合作學習的能力，提高學生獲取知識的能力、獨立思考的能力和創(chuàng)新的能力。⑤在機械設計的教學過程中，讓每組同學至少負責一節(jié)課的講解，包括PPT制作、講稿，該節(jié)課要求是基于項目或任務驅動，項目或任務的內容自選，應突出項目的創(chuàng)新性，并講授與之相關的理論知識。

2.2 小組討論式教學方法

小組討論是合作學習中教學環(huán)境最寬松、學生參與度最高的互動學習方式。美國教育學家布盧姆認為：當學習轉化為一種合作過程，人人都從中受益時，小組學習是十分有效的。⑥

目前的任務實施主要采用小組討論的方法完成任務，分組往往很隨意，要么是按學號分，要么按宿舍分，要么按上課時的習慣座次分，討論后由一個學生總結。這樣會使其他通同學偷懶，而且效率低，或者成績較差的小組不討論或討論的進度很慢。高效的小組討論具備這樣的特征：一是分工明確，二是小組成員積極參與，三是時間被高效利用，四是學生之間能夠互相幫助。這里提出通過教而學的小組學習法。在分組時，首先使每組中都有成績差的學生和成績好的學生，讓成績好的學生帶動和指導成績差的學生，以提高討論的質量和效率；其次，應盡量使小組的數量比小組成員的數量多一個。在任務或項目分配時，每個小組的任務應盡量不同。當一個小組討論完后，讓該組每個的成員分別到其他小組去講解或演示其任務內容，直至把其他小組成員全部講會。在講解時，要說明其任務完成的創(chuàng)新點和具體實施方案及結構實現。

3 以創(chuàng)新制作為主導改革實踐環(huán)節(jié)

由于相關的零部件的強度和剛度的計算和校核在理論學習時已有訓練，而且市場上大量已有成熟的相關計算軟件，因此，該環(huán)節(jié)應注重方案和結構設計，掌握相關的強度和剛度的計算和校核方法和過程，但不必花費大量的時間去計算。項目的設計時給出的諸如減速器的設計范例只是參考，學生需要完成的項目應是減速器意外的其他項目，這些項目要么來自于生產實際，如旋轉式多工位機械手、差速輸送機、用于煙絲輸送的垂直提升機等；要么是同學們感興趣的能夠解決實際生活問題的項目，如簡易立體車庫、健身自行車、新型高樓逃生窗簾、輕便式高樓逃生器、多功能野外手術床、自動鮮肉切片機等。在該環(huán)節(jié)，仍然要突出學生的自選自擬題目。在實物的制作過程中，對于體積較大的項目，做出模型即可，對體積較小或創(chuàng)新性較強的項目可做出1:1的實物。

4 建立以機械創(chuàng)新設計大賽內容為導向的機械創(chuàng)新設計協會

機械創(chuàng)新大賽為全國大學生提供了培養(yǎng)創(chuàng)新能力和科技轉化成果能力的舞臺。但以往的大賽只是少數同學參加，覆蓋面很小 ，受益的同學不多。為此，我們成立了機械創(chuàng)新設計協會，下設十個小組，由一批有實踐經驗且創(chuàng)新能力較強的教師指導，并由組織能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新意識較強的學生負責，分工協作，目的明確。以協會的形式開展活動，不僅利于學生充分合理安排時間，更能鍛煉學生的組織管理能力，加強團隊合作精神。每學期組織一次院內機械創(chuàng)新設計大賽，并給獲獎的團體以獎勵，比賽內容不限，比賽的題目以學生自擬為主，老師給與指導；每兩年組織一次江蘇省暨校內選拔賽，比賽內容以全國機械創(chuàng)新設計大賽的內容導向，題目可以是老師給出，也可以是學生自擬。此舉極大地地激發(fā)了學生學習機械知識的熱情和創(chuàng)新意識，較大地提高了學生的機械創(chuàng)新設計能力，且參與的學生數量得到了很多的提高，也取得了較好的比賽成績，先后獲得了自動黑板擦、萬向液壓救災等二等獎8項、機械摩擦式高樓逃生裝置、液壓救災剪等三等獎15項，并于2010年獲得了江蘇省機械創(chuàng)新大賽優(yōu)秀組織獎。而且，相關機械創(chuàng)新設計獲得發(fā)明專利2項，新型實用專利8項，并有3項正在審理中。

5 考核方式改革突出創(chuàng)新能力考核

考核方式的改革與課程體系、教學方法、實踐教學改革相輔相成，相互促進，而且，后者是前者的基礎，前者對后者具有較強的導向作用。

機械設計改變了以往重知識輕能力的“一卷定終身”考核方式，實行理論考核與實踐考核相結合，采取過程評價與結果評價相結合的方式，強化學生綜合實踐能力，重點評價學生的職業(yè)能力，突出學生創(chuàng)新能力的考核。課程考核成績包括形成性考核（60%）和期末考試（40%），其中形成性考核包括以下內容：

（1）平時成績（10%）。主要包括平時課后作業(yè)和上課紀律考核。

（2）課堂項目或任務（30%）。針對高職生理論分析能力較差、定性分析能力和創(chuàng)新意識較強的特點，課堂任務考核主要包括機械設計的創(chuàng)新點、團隊的協作精神和能力、學習態(tài)度和任務完成情況的考核其中創(chuàng)新點占課堂任務考核的30%。對于理論創(chuàng)新設計項目，其方案設計應占最大分值，其次是結構設計，最后是相關理論計算。

（3）課外實踐創(chuàng)新項目（20%）。課外實踐創(chuàng)新項目主要包括方案創(chuàng)新設計、機構創(chuàng)新設計、理論分析和實物制作。其中實物制作占40%，主要考察期功能是否實現、結構是否合理、制作質量是否達標；方案創(chuàng)新設計、機構設計和理論分析各占20%。

（4）期末考試（40%）。期末考試除了考核學生對課程知識掌握程度和一般應用能力外，還考核期創(chuàng)新設計能力，要求學生在規(guī)定的時間內，根據創(chuàng)新題目的要求，擬定出可行性方案，并畫出機械系統的運動和結構簡圖，該題目占期末考試的20%。

6 結論

通過以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為主線，對機械設計的課程內容體系、教學方法、實踐環(huán)節(jié)和考核方式的的改革，提高了學生們的學習興趣和學習效果、提高了學生的知識應用能力、增強了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。教學改革實施使我們看到，雖然高職生的理論分析和計算能力較弱，但學生們的定性分析能力、實踐能力和創(chuàng)新思維能力是很強的。如果（下轉第60頁）（上接第44頁）我們在借鑒他人成功經驗的基礎上，對機械設計教學過程中不斷探索和實踐，必將會摸索出更加適合培養(yǎng)高職生工程應用能力和創(chuàng)新能力的課程內容和教學方法來。

注釋

① 汪劉生.教學論[M].合肥:中國科學技術大學出版社,1996:32-45.

② 楊志勤.等機械類高職創(chuàng)新能力培養(yǎng)“2332”教學模式的探索.中國職業(yè)技術教育,2010.2.

③ 李陽星等.機械設計基礎課程體系改革與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐.黑龍江教育,2007(7、8).

④ 翁蓉等.高職高專機械設計課程教學改革研究.科技信息,2010.23.

篇10

關鍵詞：機械設計；創(chuàng)新；綜合能力；改革；人才

隨著新課程改革的逐步推進，我國的職業(yè)教育取得了實質性突破，不僅在校學生人數不斷增加，而且畢業(yè)生就業(yè)存在供不應求的現象。高職教育的宗旨在于培養(yǎng)學生的綜合能力，而素質教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高職教育的關鍵。發(fā)展的巨大動力在于創(chuàng)新，特別是在機械設計與制造領域，創(chuàng)新是其發(fā)展的生命源泉，要引導學生激發(fā)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合能力，適應未來的職場生活。因此，高職教育應當將學生綜合能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為其最為重要的任務。

一、改變課程設計教學模式

高職院校的實踐教學課程一般是安排在理論教學結束之后，在幾周內完成。由教師統一制定題目與進度，根據相關指導手冊，學生按部就班地進行設計，對于設計說明書依葫蘆畫瓢，無須花費太多精力即可完成。因此，實踐教學環(huán)節(jié)中，學生往往只是對簡單工程進行設計，或者對已有模型進行再設計，無法體驗創(chuàng)造性設計。

基于此，我們要從以下方面進行改革。首先，教師不再是實踐環(huán)節(jié)中的中心，而以學生自主學習為主要方式，學生進行自主擬題。改變以往的教學模式，不再局限于分析現有的專業(yè)機械，這樣會使得學生創(chuàng)新思維受到限制，由學生主動進行創(chuàng)新設計，有效激發(fā)學生的主動性。其次，任課教師在機械設計課程之前就提出具體的設計要求，讓學生在學習過程中充分進行考察，積極構建設計選題。隨著學習的深入，使得自己的創(chuàng)新方案不斷完善，在與同學的充分交流中能夠更加明確自己的創(chuàng)新設計，教師起到從旁指導的作用，最終得到設計草圖。再次，以往的教學模式是將各個教學環(huán)節(jié)相割裂的，這種模式不利于學生融會貫通，將所學的內容連接起來，在機械設計過程中難以有效應用機械原理、機械方案。因此，應當將各個教學環(huán)節(jié)相串聯，利用各種設計軟件進行三維實體總裝圖設計。連接各個教學環(huán)節(jié)的主線正是創(chuàng)新設計，對于機械設計的全過程，學生有了系統認識，因此其學習熱情、創(chuàng)新能力都有了顯著提高。最后，對于學生成績評定方式進行改革。不再依據單一的圖紙、數據等進行設計成績的評判，不能簡單地將一些不成熟的設計判定為不合格，而應當根據其創(chuàng)新理念給予適當評價。對于其中存在的不足進行指正和分析，鼓勵學生繼續(xù)創(chuàng)新設計，提供更寬闊的想象空間。

二、注重理論與實踐的結合

機械設計是一門應用性較強的學科，并且在實踐中強調創(chuàng)新性。因此，在教學過程中應當加大應用與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)力度，這是課時內訓練所無法培養(yǎng)的兩種能力?；谶@種情況，我們應當在教學過程中充分結合理論與實踐，以創(chuàng)新為連接主線，拓展學生業(yè)余科技活動以及實踐項目，將課內教學與課外活動緊密結合起來，使得學生的創(chuàng)新型思維得以最大化擴展。

例如在分析平面機構的自由度的過程中，針對機構成立，經典理論給出了一條基本定理，就是機構的自由度應等于具有的原動件的數目，構件間才能獲得確定的相對運動。這一定理，如果從靜態(tài)思維與鼓勵的角度來分析顯然是絕對正確的，但是在具體工程設計中，上述定理是無法照搬的，對于最小阻力定律應當加以充分考慮和應用，對于各個運動件的重量加以合理分配，而一些設計不會受到這一定理的限制。在教學過程中，應當引導學生對上述理論的基礎進行思考，在實踐中加以具體應用，進行突破，在創(chuàng)新設計中突破傳統的理論框架。

教師可以提高業(yè)余科技活動的時間比例，允許學生將自己的設計方案轉變?yōu)楝F實的模型或實物。可以舉辦優(yōu)秀作品展來鼓勵創(chuàng)新，提高學生的創(chuàng)新熱情，有效增強綜合素質與實踐能力。

三、加強實驗室建設

高職教育中，實踐教學占據著相當重要的地位，對培養(yǎng)創(chuàng)新人才起到了促進作用。對學生來講，若想得到綜合性的教育，就應提高動手實踐能力，動手實踐能力的高低與素質教育的水平有著非常密切的聯系。學生通過自己的實踐活動，可以使得自身對課本上的理論知識會有更為深刻的認識和理解，同時，實踐是學生獲得創(chuàng)新源泉的重要途徑。通過動手實踐，學生可以不斷磨煉其進取精神以及永不放棄、刻苦鉆研的科研精神。在實際教學中不難看出，學校非常重視對實驗室的建設，這都是出于提高教師的教學質量，重視和加強教學中實踐部分，以此提高學生的綜合素質，使得學校培養(yǎng)出來的人才符合當今社會的發(fā)展趨勢和市場對人才的需求。

在實踐過程中，機械原理陳列柜可幫助學生對實際操作中的機械系統有更為清晰的認識。機械原理陳列柜通過向學生展示和陳列一系列的模型和大量的實際機械，讓學生在認識真實的機械的同時，能夠擴寬自己的視野，加深對所學知識的了解，以此提高學生的洞悉能力，這屬于認知實驗的范疇。在一般的機械設計方面的教材中，機械系統集成實驗臺把齒輪傳動部件、聯軸節(jié)部件等部件組裝在一起。學生在此基礎之上進行自我創(chuàng)新，通過相關的部件的結合形成具有一定功能的機械傳動方案。通過分析動力過程和傳遞運動，進而選擇最優(yōu)方案。此屬于創(chuàng)新性的實驗范疇。

平時教學中，要開展形式多樣、內容豐富的實驗，對學生的各類創(chuàng)新型需求加以滿足。對于學生，實驗室采取預約開放的形式，通過經常性實驗來加深對課程內容的理解，鍛造學生的動手能力，使得學生的創(chuàng)新思維得以激發(fā)。在實驗中，對機械系統進行創(chuàng)新設計，實現理實一體化的連接與過渡。