机械创新设计论文大全11篇

机械创新设计论文篇（1）

1机械方案设计的一般过程

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”：

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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。

机械创新设计论文篇（2）

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

机械创新设计论文篇（3）

创新人才不论在那个领域或事业上都是重要的组成部分，在企业中没有创新人才的支持是无法做到真正的发展的，在机械工程设计中一样如此。这与我国的教育制度有很大的关系，传统的教育方式过于重视书本教育，使得学生的思维模式受到限制，创新思维丧失，被限制在格式化的程度上。在实际的应用方面，创新思维才是最重要的，可是这些宝贵的东西在不断地体制化的教育里被不断地磨没了。不过，这与个人也有着很大的关系，大学阶段，很多学校过于注重成绩，忽略了创新思维的培养，没有创新型思维做基础，又怎么能将这种思维投入进实践中来呢？因为创新是一种实践，并不仅仅是脑海中的一段思维想法，这说明创新是一种具有可行性的，在实践中可以具体应用的，这样才能体现创新的意义。

1.2资金的缺乏和政策的支持

虽然我国现在已经将创新改革加入经济建设中了，可是这与发达国家的差距还是很大，无法达到发达国家的经济发展水平。分析原因显示，政策和资金的匮乏是一个重要的原因。并且，长期以来都没有一个固定的管理部门来管理机械工程设计，所以，一旦出现问题都是自己的内部人员私下解决，没有专门的部门管理监督检查，那么这里面的一些问题就得不到反映，企业的很多问题就不会暴露出来，企业的更新速度就会减慢，没有政府施压就没有了前进的动力。正是因为没有相应的政府部门的管理，也没有专门的资金和理想基金，才导致了资金的缺乏。对于高耗资的机械工程设计来说，没有资金又怎么能实现技术设备的改革和创新？

2如何创新机械工程设计思维

从上面我们可以不难看出，增强自主创新能力是机械工程设计中的关键，而想要提高自主创新能力可以通过以下方式：

2.1加强创新人才的培养

培养创新型人才已经是迫在眉睫的事，具体来讲，最重要的是必须有一定的创新型人才的培养目标，有了明确的目标才能更好地实现各项政策的实施。可是在现在的大学，普遍对创新人才的素质要求很低，在培养目标的设计上，教育模式和教育制度也存在着很多问题。相反，发达国家的大学就不一样，他们不仅仅关能与时俱进的确立创新人才的培养标准，还关心着创新人才的培养目标。目标设计好之后，必须要制定好详细的方案，按照方案实行各项措施，落实创新人才培养目标。另外最重要的是，在大学阶段，学校也要调整教学的策略，不能把教学中心一直放在书本上，还要增加一些其他方面的能力培养。除了学校，学生们个人也要加强创新思维的培养，可以在除了学习上参加一些竞赛性质的活动，增加自己的活动范围，在生活的点点滴滴中逐渐培养自己的创新思维。

2.2树立创新设计理念

从上述不难看出，我国的机械工程设计与国外有着很大的差距，资金不足，政府政策不到位，人才匮乏，都是导致这一现象发生的主要原因。可是应该怎样摆脱这一现状呢？首先，设计人员们应该有一定的创新理念，创新理念则是创新事业的基础。可是要想突破传统的模式，就必须要对机械设计人员的要求严格一点，要求设计人员必须有大胆的创新理念，并将其运用到实践中去。创新就是要突破传统的思维模式，运用超前发展的理念进行思考，设计人员就必须摆脱传统落后的思维模式，不能仅仅追求生产的量化，还应该追求质量上的革新，以及技术设备上的改造，只有这样，才能与那些同领域同等竞争，不会再时代的发展中被淘汰。

2.3创新企业领导体制

为了改善现行企业的领导体制，搞活企业，积极探索建立一套新的企业领导体制是重中之重。解决好企业用人、选人的问题是十分必要的，对于加快企业创新步伐，加速经济发展具有很大的意义。因此，新的企业领导体制必须既符合我国国情，又符合市场经济的规律；既切实可行，又规范有序。可是，要建立更为先进的领导体制还必须在下面的这些工作方面继续改进完善：一是建立强大的的企业领导制衡机制；二是建立合理的企业领导激励机制；最后可以确立一套有效的企业领导选择机制，其包括确立企业主要领导人的任职资格、确立科学的企业领导配置、建立健全企业领导者产生的外部条件等等。

3配套的政策和措施

到目前为止，在科技进步方面遇到过的很多问题，有很多实际是采取措施不当和政策落实失当的问题。比如企业措施层面，领导人业绩考核、激励、任期跟自主创新不挂钩，吸引、留住人才的有效措施如果受到各方面牵制就会难以实施；政策层面，引进的先进设备可以免税，但是自行研制的先进机器设备必须要上税，因为企业的研发资金很难在税前列支。参与研发的人员的激励性筹款不记入成本；采用的新工艺和新设备没有激励措施的话它的风险就会难以分散。其实以上的这些问题只要下定决心，依靠一些完善的体制，是不难解决的。目前，政府必须重点从财政税收政策上，企业要重点从领导人约束和研发人员激励和人才的培养上，采取适当的措施，这样才能有效地推动机械工程设计领域的创新发展。

机械创新设计论文篇（4）

（一）时展的具体要求

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。

机械创新设计论文篇（5）

1 前言

机械创新设计是指发挥设计者的创造力，结合现有科技成果，设计出具有创造性和使用性的机械产品的一种实践活动，涉及到机械设计理论与方法、制造工艺、材料及处理、机械结构、机械产品维护及管理等机械工程领域的多种创新。从目前来看我国大学生机械创新能力教育与国外相比还存在很大差距，这与历来对于机械创新教学研究重视不够有直接关系。随着科学技术的发展，社会对于大学生的创新意识、创新能力和工程实践能力要求越来越高。因此，加强机械工程类大学生创新精神和能力已经成为高等院校工科专业教学改革和学科建设的迫切而主要任务，可以改善从产品的概念设计到动态仿真再到整机结构优化的各个阶段。利用虚拟样机技术可以建立零件的模型，进行虚拟装配，并检查零部件的装配间隙和干涉，应用分析软件对样机进行运动仿真并对关键部件进行校核、计算。及时发现错误，优化结构，可以方便地更改模型，从而提高设计效率、优化设计方案、缩短设计周期、降低生产成本。可见，虚拟样机技术是进行机械创新设计的重要技术手段。在教学过程中提倡以机械创新设计需求为主导进行技术学习的思想，虚拟样机技术的学习应该结合机械设计原理与机械设计的具体要求。课程注重对虚拟建模、虚拟装备、运动仿真和优化设计等各个阶段进行综合培训，同时在课程的不同阶段安排相应的设计实习任务，促使学生在学习这些操作技能的基础上增加对其在机械创新设计中具体应用的思考。

在虚拟样机优化设计的基础上要同时加强学生对物理样机创新设计能力的培训，从加工图纸绘制、非标件加工、标准件选购到样机的装配和调试都让学生亲自动手参与，并且根据所设计产品的技术要求和使用要求进行试验。样机试验也是一门科学，根据培养进度应适时开设《试验设计与统计分析》课程，详细介绍机械设计中常用的正交试验、单因素试验、对比试验等科学的试验方法以及方 差分析、t检验等数据统计方法和数据结果分析方法。通过合理的试验和科学的数据分析可以进一步优化参数，修改样机结构，对虚拟样机的设计结果进行验证和修正，直至产品定型。可以说，虚拟样机与物理样机研究并重是促进大学生机械创新设计能力提高的一条有效途径。

3.3 指导学生申请或参与相关项目

在具备了基础理论知识和基本的设计技能的基础上，吸引部分优秀学生参与到教师主持的相关科研项目，从基础设计工作做起，逐步了解和熟悉项目的论证、设计和运行过程，以提高学生的综合创新能力。在此基础上再指导学生组成团队申请校级、市级或者自治区级的大学生创新设计项目，从项目的可行性分析、立项、方案设计到具体的技术创新设计和产品设计都由学生亲自参与。这样学生既可以得到项目的锻炼又可以得到经费支持，可以有条件实现理论与实践结合，有利于创新能力的进一步提高。

在项目执行过程中注重对学生综合创新能力的培养，首先，要通过市场调研和查阅文献提出设计任务并通过可行性分析明确设计的功能目标，然后，进行团队讨论，根据成员的基础理论知识并发挥创造思维确定总体设计方案，下面，进行团队分工，依据个人所掌握的不同的创新设计技术和方法进行虚拟样机创新设计，做出三维模型并进行仿真分析和结构优化，与此同时不断对总体方案进行修正；接着，团队合作完成物理样机加工、装配、调试和试验改进工作，最后，完成整个机械创新过程。

3.4 校企联合培养引导学生理论联系实际

经过参与项目锻炼后，学生对整个设计流程有了切身体会，同时对所学的基础理论知识也有了更加深刻的理解，具备了进行创新设计的基本能力和基本素质。在此基础上，教师应积极联系相关企事业单位为学生安排实习机会，进行校企联合培养，让学生到工厂一线去了解企业和社会对创新设计知识和能力的实际需求，并进一步了解企业创新设计流程。这样有利于引导学生在日常学习中将理论与实际结合，也使得高校对学生创新能力的培养与社会需求接轨，有利于培养真正符合社会需求的具有创新能力的机械人才。

4 结语

    培养大学生的机械创新能力是高等院校工科专业的主要任务之一。本文结合实际教学过程中对大学生机械创新设计过程存在的问题的探讨和分析，通过对教学改革的思考提出了理论联系实际、物理样机与虚拟样机并重等四点解决方案，还需要通过不断地教学实践对方案进行补充和验证。期望通过这些行之有效的措施，能切实提高大学生的机械创新能力。

参考文献

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[5] 刘平安，孟飞，平学成. 机械类学生创新能力培养模式探讨[J]. 吉林省教育学院学报，2010,26（6）：22-23

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机械创新设计论文篇（6）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）06-0033-02

随着科学技术的发展和工业自动化水平的提高，迫切需要高等学校培养出大量具有创新能力的工程技术人才。机械原理课程作为机械类专业的一门重要专业技术基础课，具有很强的工程实用性，在培养学生创新能力方面具有其他课程无法比拟的优势。在培养学生创新设计能力的过程中，机械原理课程承担着培养学生机械系统方案创新设计能力的任务，在机械基础系列课程中占有十分重要的地位。为了培养学生的创新能力，我们在机械原理课程的教学过程中以教学研究与教学实践为基础，打破传统机械原理教学的格局，从认知规律和满足工程设计各主要环节训练的需要出发，进行教学内容和实践环节的整合与提高，在培养学生机构运动与动力设计、通用机构运动设计与结构设计能力的同时，突出创新设计和现代机械系统总体方案设计的训练。

一、课程体系的设计与创新

为强化机械类专业本科学生机械系统方案设计能力和创新能力的培养，在长期从事“机械原理”课程的教学实践与教学改革的基础上，提出并构建了以现代机械系统总体方案设计为主线，旨在培养学生综合设计能力的一门具有自身体系与特色的“机械原理”新课程，提出了基于“三大模块”知识体系、“三维类型”教学模式和“三位一体”教学环节的课程体系结构（简称“三三制”），如图1所示。

1.“三大模块”知识体系——教学内容的整合。以机械系统方案设计为主线，创新能力培养为目标，对机械原理课程的教学内容进行了结构性调整、重组和更新，从整机和系统的角度将教学内容整合为“机构学”、“常用机构”和“动力学”三大模块，由此形成机械原理课程的知识体系。该体系突出了整机观、系统观、创新观和发展观，更加贴合工程设计和人才培养的规律，体现了学生设计能力培养的循序渐进性。

2.“三维类型”的教学模式——教学模式的外延。将教学模式由传统的纸质教材板书形式向信息化和模型化形式延伸，以实验室实物模型为载体，采用纸质教材为主，CAI、PPT和仿真软件等电子信息化课件为辅的“三维类型”的教学模式进行立体化讲授，全面提高学生的认知能力、接受能力和软件编程能力，为学生毕业后的实际工作奠定一定的理论和实践基础。

3.“三位一体”的教学环节——教学环节的扩展。教学环节由课内向课外延伸，新课程通过理论教学、课程设计和实验仿真“三位一体”的教学环节，为学生的实践训练和创新活动提供宽广的舞台，为学生个性化教育创造广阔的空间，以提高学生自主学习与研究的能力，促进学生对所学知识的融会贯通，理论与实践的融会贯通，实现由理论学习向工程综合的转变、由知识积累向能力生成的转变，全面提高学生的设计能力、实践能力和创新能力，使学生在知识、能力和素质等方面得到协调和均衡的发展。

二、教学内容的设计与创新

1.实验教学。机械原理设有相应的实验环节，包括上机实验和实验室试验两部分，实验项目的选择多以演示型、验证型为主，学生实验成绩只占课程总成绩很小的比例，实验环节的重要性被理论教学冲淡了。为强化学生实验能力的培养，新编了“机械原理实验指导书”，按“三大模块”体系设置了不同难度等级的实验项目，突出创新设计、自主设计和综合型实验，突出实验环节的重要性。

2.课程设计。为培养学生的整机设计观念和能力，课程设计选题注重工程设计各主要环节（工作原理-方案拟定-运动学分析-动力学计算-机构设计）的训练以及创新能力的培养，将计算机设计和机械系统动力学仿真相互结合，体现先修课程的综合运用和计算机辅助设计能力的培养。

三、立体化教材建设与网络化学习环境的构筑

教材是开展教学活动的基础，课程改革与建设的新理念必须通过教材加以固化，以便于教学实践和推广。近几年来，我们在积极开展机械原理新课程建设的同时，努力探索教材表现形式的多元化和有机配套，形成了机械原理课程教材的系列化、立体化，在教学实践中发挥了很好的作用。

1.机械原理电子教案。针对机械原理课程的教学内容，按照课堂教学活动组织和学生认知的普遍规律，负责开发了开放式PPT电子教案，设计和收集了大量视频和动画文件，利用多媒体技术和动态仿真技术来充分展示复杂机械的结构、机构运动过程、传动机构设计原理与步骤以及工程应用现场等信息，由此增加了教学信息量和提高了教学效益，同时电子教案的多媒体形象化特点和生动性、趣味性，也大大激发了学生主动学习的积极性，加深了对所学内容的理解，从而提高了整体教学质量和水平。

2.机械原理课程网站。为满足学生课外学习的需要，同时充分发挥教学资源的广泛作用，学院建成了机械原理课程网站，主要模块有：课程简介，网络课堂，综合实践，中英名词术语对照，网上答疑，在线讨论，创新园地等。其中网络课堂模块提供的教学资源包括：学习须知，教学大纲，考试大纲，电子教案，学习指南（含各章学习要求、重点难点指导、典型例题分析、复习思考题、文献阅读指南等），扩展内容，习题，自我测试，参考文献，网络课程等；综合实践模块包括课程实验，课程设计，专题项目，专题讲座等。课程网站的建设为学生创造了良好的网络学习环境。

四、结论

通过多年的教学实践，我们在利用机械原理教学平台培养学生创新能力方面获得了一些经验，取得了一些成效。我们认为，培养学生创新能力的关键是要调动学生学习的积极性和创造性，将教学内容、创新方法和实践有机结合起来，学生的创新能力才能得到发挥。

参考文献：

[1]胡娟，贺俊林，冯晚平.机械原理教学方法和手段的改革与实践[J].山西农业大学学报，2006，5（5）：30-31.

[2]华剑，黄清世，周传喜.机械原理教学中培养学生创新能力的探索[J].高教论坛，2007，（6）：80-81.

机械创新设计论文篇（7）

中图分类号:TH12 文献标志码:A 文章编号:1671－1602(2016)10－0044－02

1现代设计的定义和方法

现代设计是把传统的设计理论和设计方法作为基础，把计算机的应用作为标志，是具有信息化时代特征的新型设计技术。目前，现代设计已经逐渐发展到产品规划、产品制造、产品营销、产品运行、产品回收等各个层面，除开传统设计的理论和方法外，与设计相关连的技术和学科，特别是自动化的技术、制造工艺、材料知识、自然科学的知识、系统的管理技术等在现代设计中也是十分必要的内容。现代设计的方法是对把产品作为目标的知识的总称，其涵盖的内容和方法非常广泛，主要包括可靠性的设计、优化的设计、有限元的设计、计算机的辅助设计、价值工程等。

2机械设计

机械设计是属于综合性较强的工程技术，其在社会生活和生产中有着无可替代的重要作用。例如:人类生活所需的各种用品和工具，工业生产中所需的各种仪器和设备等都和机械设计紧密相连。在机械设计中，主要把机械设计的过程分为以下四个阶段:①产品规划的阶段;②方案设计的阶段;③技术设计的阶段;④制造和试验的阶段。

3机械创新设计的思路

机械的创新设计是设计者在对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术进行创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。在机械创新设计中要着重解决的问题是对机械产品的创造模式、机理、方法、过程等进行探讨，通过对机械产品的程式化、算法化、符号化、定量化来强化机械设计的质量、效率、可靠性。虽然机械创新设计要基于机械设计的传统方法，但是机械创新设计更追求创造性，因为要加强机械产品的竞争力就必须强调设计的创新性。在机械创新设计中，虽然设计的投入只有产品总投入的5%，但是设计的决策在产品投入中占70%。由于在设计阶段就要对产品的结构、性能、成本、质量、维护等因素进行确定，且创新设计不仅是关于产品使用周期的设计，还是关于用户和市场的设计，因此只有通过机械设计的创新才能使机械产品具有更加良好的竞争力。机械的创新设计不仅繁杂、耗时、费脑力，还紧张、繁重、费体力，要有效地提升创新设计的效率，就要使用科学的设计工具和设计方法，而设计的自动化便是创新设计的理想目标。在机械的创新设计中，其科学性一方面可以让设计者从系统的层面认识设计，从而有效地避免不良设计;另一方面可以实现设计工具的寻求愿望，因此机械创新设计不仅是设计工作的实际需求，更是机械设计中CAD技术的未来发展趋势。

4现代设计创新的研究

机械创新设计是在设计者对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。机械的优化设计、计算机的辅助设计、有限元设计、系统设计、创新设计等形成了现代设计的系统方法库，且现代设计对利于设计思想和设计方法的学科不断吸收。专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等的发展使创新设计在机械设计中越来越重要，因为不仅专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等已经给创新设计奠定了理论基础，而且创新设计的发展还能促进创造思维的机理解释和科学技术的发展。在机械的创新设计中，创新设计的内容主要包括两个方面:①完善机械产品的经济性、技术性、适用性、可靠性;②设计和创造满足生活和生产需求的新产品。在机械的创新设计中，其关键的核心主要是对机械产品的创造模式、机理、方法进行探索，并对机械产品的创新设计进行定量化和程式化。

5现代设计未来的发展趋势

现代设计是把分析软件和工程设计作为基础，把计算机作为工具，通过现代的设计理念进行设计的新型方法。ADAMS、PRO－E、SolidEdge、I－DEAS、UG、SolidWorks、NASTRAN、ADINA等都是现代设计中使用较多的分析软件。现代设计的方法中，在使用分析软件和计算机的同时，要遵循常规设计的内容，且在现代设计的方法强调中，不能忽视了常规设计的重要作用。现代设计的方法较多，且涉及学科较广，虚拟的设计、优化的设计、计算机辅助的设计、可靠性的设计、并行的设计、有限元的设计等都是现代设计中经常使用的设计方法。由于现代设计方法的通用性较强，比如:在优化的设计方法中，其理论基础不仅可以在机构的和零件的优化设计中使用，还能在建筑工程和电子工程等领域中使用，因此现代设计的发展较为快速。现代设计发展迅速的表现如下:1、机构的计算机辅助设计和计算机辅助设的并行发展。2、机械的优化化设计和优化设计。3、机械的可靠性设计和可靠性设计。4、设计过程更为数字化，既要对工程中确定性变量的数学建模和描述进行完善，还要对非确定性变量的数学建模和描述进行研究。5、设计过程更为智能化和自动化，不仅要对各种方法库、数据库、知识库进行研究、健全、发展，还要对商品软件的研发自学习、自适应、自编程，例如:对信息、数据、知识获取和处理技术的研究。6、对多目标和不可微模型进行优化、对工程的不确定模型和动态的多变量进行优化等优化程序和优化方法的研究，并且优化程序和优化方法的研究已经发展到了对广义工程系统领域的优化。7、对网络的协同设计和并行设计的技术研究、方法研究、软件研究。8、对仿真虚拟的试验研究、对虚拟设计的研究、对快速形成仿真虚拟的研究，这种研究是把计算机的仿真作为研究基础，集智能技术、人机工程、成形技术、多媒体技术、光电传感的技术、并行工程、材料、计算机的图形学等为一体的综合性研究。9、对CAD技术应用、推广、发展的研究，在CAD技术的研究中其关键内容是对功能性较强的商品软件进行研发。10、对微型机电系统的应用技术、设计方法、设计理论进行研究，例如:智能计算、纳米技术、微型机械的系统和微型机器人的系统的设计与计算。11、对关于生态设计的理论研究和方法研究，例如:对绿色的产品进行设计、对生产过程的清洁化进行设计、对产品的可回收进行设计等。12、对基础的设计理论和共性的设计技术进行研究。

参考文献:

［1］魏学忠．现代设计方法在机械创新设计中的研究［J］．硅谷，2010，(23):98．DOI:10．3969/j．issn．1671－7597．2010．23．083．

［2］鲁绪芝，赖惠芬．基于现代设计方法学的机械创新设计研究［J］．现代制造工程，2007，(7):111－113．DOI:10．3969/j．issn．1671－3133．2007．07．035．

［3］武丽．机械产品的现代设计方法及其创新［J］．科技创新导报，2008，(33):184－185．DOI:10．3969/j．issn．1674－098X．2008．33．147．

［4］李旭．现代机械设计的创新方法［J］．科技经济市场，2015，(5):199－199．DOI:10．3969/j．issn．1009－3788．2015．05．146．

机械创新设计论文篇（8）

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0180-03

Reform and Practice of the Mechanical Principle Course Based on the Innovative Talent Training

Wang Min Luo Xiaolin

（College of Mechanical Engineering， Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou Guangdong ， 510665， China）

Abstract： As a backbone professional basic course of machinery majors，the mechanical principle course has a pivotal position in training students’engineering practice and innovation ability.With science innovation center and off-campus practice teaching base as linkages， the teaching reform and practice of the mechanical principle course were promoted and the students’ project practice ability and innovation ability were cultivated through restructuring the teaching content， optimizing the teaching means， constructing piecewise practice teaching and strengthening the construction of innovative teachers.

Key Words： Innovative talents； Mechanical principle； Educational reform

《机械原理》作为机械类及近机械类专业的一门主干专业基础课，承担着培养学生机械系统整体运动方案设计的重要任务，在培养大学生工程实践及创新能力方面具有其他课程所无法比拟的优势。但该课程内容缺乏关联性、系统性，学生无法从整体上顺利完成系统的运动方案设计，也无法从机械产品综合设计的角度理解该课程所述知识的真正用处。并且由于课时压缩及学生整体素质的下滑，使得学生普遍反映该课程内容枯燥难懂，机构运动费解难明，于是产生了严重的厌学、畏难情绪，期末考试不及格率大，学生的创新意识、创新能力培养更无从谈起。

多年来，研究人员结合机械原理课程理论教学和实践教学两大模块，通过合理整合教学内容，优化理论教学；改进教学方式、方法；改进作业方式；构建分段实践教学模式；鼓励、支持学生参加科研活动及各种科技竞赛；强化创新型教师培养等方面的改革，以期激发学生学习兴趣，提高学生自主学习能力。近年来初见成效，学生学习主动性提高，不及格率明显降低，学生在各级各类有关机械创新的大赛中也获得了较好成绩。

1 重组教学内容，优化理论教学

为培养学生的分析能力、综合能力及创新设计能力，研究人员将《机械原理》课程按照“机构分析”“机构设计”和“综合设计”的模块进行划分，如图1所示[1]。机构分析模块主要内容包括：机构的结构分析、平面机构的运动分析、平面机构的力分析、机械的效率与自锁、机械的平衡、机械的运转及其速度波动的调节等，通过该模块的学习提高学生分析问题的能力。机构设计模块主要内容包括：平面连杆机构及其设计、凸轮机构及其设计、齿轮机构及其设计、齿轮系及其设计、其他常用机构、工业机器人机构及其设计等。综合设计模块主要内容为机械系统的方案设计[2]。学生通过对机构设计及综合设计模块的学习，在结合自身实践经验与理论知识的基础上，实现机械系统的设计，从而培养了学生的创新思维及综合设计能力。

2 改革教学方式、方法，优化教学手段

近年来，由于专业基础课学时受到不同程度的核酰所以在有限的课堂教学时间内，教师基本需“满堂灌”才能完成教学计划，学生完全是被动地接受。这种单一的灌输式填鸭式教学方式，严重束缚了学生的创新意识。为改进这种现状，机械原理课堂教学过程中加强启发式、讨论式及案例式等先进教学方式的应用[3]，并借助现代信息技术，采用“多媒体课件+黑板+教具”三位一体的教学手段，强化大学生进行自主学习和自我教育的能力，培养学生的创新意识及创新能力。

课堂讲授过程中，采用“多媒体课件+教具+黑板”三位一体的教学手段，充分发挥各自优势，提高教学质量。首先，采用多媒体教学不仅能节省板书时间，而且可根据教材内容，将文字、图片、声音、动画等结合起来，使教学更形象、生动，激活课堂气氛，提高学习效果。特别是机构的运动等一些难以用语言来描述的教学内容，采用多媒体教学具有突出的优势。其次，将一些机构的实物模型和教学用具带入课程辅助教学，使原本枯燥、抽象的教学难点变得形象生动。比如在讲授齿轮时，将齿轮模型带入课堂，针对实物进行讲解，学生更容易接受[4]。最后，教学过程中，授课教师也要注意板书教学的合理运用。讲解课程习题的具体运算过程时，使用板书教学效果更好。比如用矢量方程图解法求解机构的速度和加速度时，采用板书教学，虽然耗时，但教学效果好。

3 构建分段实践教学模式

构建以培养学生的工程实践和创新能力为目标的分段实践教学体系[5]，主要包括实验教学、课程设计和科技创新三部分[6]，如图2所示。实验教学除包括“机构运动简图测绘”“齿轮参数测定”等一些验证性实验外，增设开放性实验室，学生可利用课余时间在实验室进行机械创新设计；课程设计中鼓励学生采用计算机进行辅助设计及三维建模、分析、优化，并动手制作实物样机模型，以提高他们的综合分析能力及实践能力；以机械创新大赛和工程训练综合能力竞赛为契机，积极鼓励学生参加各级各类竞赛，激发他们的学习积极性、主动性和创造性。

（1）增设开放式实验，构筑学生创新实践平台。

把示范性、验证性的实验，变为设计型、综合型的实验，并实行开放式教学，为学生进行科技制作提供必要的工作条件[7]。在W院现有大学生科创中心的示范作用下，争取创建机械创新设计实验室，组建机械创新小组、机械设计小组等。

（2）改革课程设计，鼓励学生创新。

对“机械原理”课程设计的题目、内容及考核方法进行改革，探索基于项目形式的课程设计教学模式[8]。课程设计过程中，以学生为主，教师只做适当的引导；课程设计成果也不再局限于设计说明书和图纸，鼓励学生采用计算机软件（比如Pro/E、3Dmax、UG等三维设计软件）设计自己所提出的方案，绘制虚拟的三维造型，并通过软件对方案进行模拟仿真。

（3）以机械创新大赛为契机，强化学生创新能力。

积极鼓励并组织学生参与各种机械创新大赛，如国家机械创新大赛、省机械创新大赛、校机械创新大赛，使学生在竞赛中锻炼交流，有意识地更新和夯实基础知识，培养学生的自主意识和创新能力。同时，学院也制定了相关政策，鼓励学生参与到教师的科研项目中，学习教师在科学研究过程中的经验与成果，以强化学生的工程意识和工程素质，并通过帮助教师解决实际问题，锻炼学生的工程能力和创新能力。实践证明，让学生参与各项科技创新竞赛是培养学生创新能力的最有效途径。机电学院的学生在近几年的部级、省级机械创新设计大赛中均获得较好的成绩：第四届“机械创新”比赛全国总决赛二等奖；第五届“机械创新”比赛广东省赛二等奖3项；第六届“机械创新”比赛广东省赛二等奖3项。

4 加强基础作业，增加课程小论文

机械原理教学过程中除完成常规习题作业外，适当布置几篇小论文。例如：在讲授机械原理绪论部分涉及到机械发展的历史，虽然这不是机械原理课程的核心内容，但了解机械发展的历史对学生进一步学习相关课程是有帮助的，故该部分内容可布置相应的课程论文。让学生完成课程小论文，一方面可培养学生撰写科技论文的能力，另一方面又能够使学生从被动学习转化为主动学习，学生在进行相关资料检索、整理、分析的过程中，既加深了对机械原理课程的了解，又能从中体会到机械原理课程的奥妙与乐趣，从而激发学生学习的兴趣。

5 加强创新型师资建设，促进创新型人才培养

俗话说“严师出高徒”，所以，创新型人才的培养关键在教师，只有建立一支创新型指导教师队伍，才能培养出合格的创新人才。本着“请进来，走出去”的原则，建立专任教师和兼职教师相结合的高水平师资队伍。一方面聘请企事业单位具有丰富经验的工程技术人员出任兼职教师，开设专题讲座，讲授专业概论、学科前沿，指导学生实践实习、课程设计和毕业设计等教学环节。另一方面，更为重要的是制定相关激励政策，鼓励教师主持参与教研和科学项目研究，组织教师到企事业单位或科研院所学习、培训、工程现场实践等，以提高教师自身的工程实践能力和创新思维能力。教师在教科研中形成的新思想、新方法，及创造的新成果会潜移默化地渗透给学生，进而激发起学生们的创新精神和创新欲望。只有教师的教学能力和创造性思维能力活跃起来，才能保证创新教育的顺利开展，促进创新型人才的培养。

6 结语

《机械原理》课程在培养学生机械综合设计能力、创新能力和解决实际问题的动手能力中占有十分重要的地位。采用“多媒体课件+教具+黑板”三位一体的教学手段，保证教学效果。以机电学院大学生科技创新中心为纽带，鼓励学生参加各级各类大学生科技创新竞赛；鼓励学生参与教师的教学和科研项目，以多元化的实践模式促进学生工程实践能力和创新能力的培养。以校外大学生实践教学基地为依托，加强创新型师资建设，开展创新性教育，提高学生运用现代科学技术解决工程实际问题的能力和实践动手能力，促进创新型人才培养。

参考文献

[1] 魏军英，李学艺，王海霞，等.基于创新能力培养的机械原理课程教学改革探索[J].大学教育，2015（4）：160-161.

[2] 孙桓.机械原理[M].8版.北京：高等教育出版社，2013.

[3] 陈志新.“机械原理”课堂的有效教学探索[J].中国电力教育，2014（23）：58-59.

[4] 姚智华，易勇，陈丰，等.《机械原理》课程教学改革与实践[J].安徽科技学院学报，2013，27（5）：74-76.

[5] 张向红，韩忠义.工程实践背景下机械原理课程建设的思考与实践[J].才智，2014（20）：94.

机械创新设计论文篇（9）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）23-0054-02

一、“机械制造装备设计”传统课程教学现状及存在的主要问题

“机械制造装备设计”是一门知识面广、综合性、实践性很强的专业主干课，它将机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人等内容合为一门课程，构成新的课程体系。[1]随着装备制造业的迅猛发展，“机械制造装备设计”传统课程教学越来越不能满足创新人才培养的需要，主要存在如下问题：第一，传统的课程教学内容泛而不精，不能紧跟时代步伐，缺少新装备、新技术和新材料方面的知识，不利于学生创新研究能力的培养。第二，传统的教学模式相对单一或不足，仍然以教师的填鸭式灌输为主，学生被动接受。由于部分教师自身实践能力较弱，理论教学的效果很差，导致学生学习兴趣不高。第三，传统的课程教学中对实践环节的重视不够，学生缺少亲自动手实践的训练，导致学生缺乏实践经验和动手能力弱。这又反过来影响了学生对课程内容的理解和掌握。第四，传统的课程教学考核方法相对简单，一般将平时考勤、作业和期末考试成绩作为评价学生学习效果的标准。这种考核方法不能有效地激励学生努力提高机械制造装备设计的能力，学生只会在考前突击背概念，不利于学生创新能力的培养。

基于上述问题，苏州科技学院机械工程学院机械教研室全体教师总结多年的任教经验，贯彻以人为本的教育理念，将各种日益涌现的教学方法进行优化组合，形成了一套机械制造装备设计多元化的课程教学模式，以弥补传统课程教学模式的不足，从多角度、多方位激发学生的学习兴趣和潜能。[2]

二、“机械制造装备设计”多元化课程教学模式

以培养学生的创新能力为目标，通过增加专业特色内容和学科前沿知识，优化课程教学的内容；通过应用多种现代化教学方法和增加综合实践环节，优化课程教学方法；通过引入多种评价体系，完善课程考核模式，从而变单一的传统课程教学模式为多元化课程教学模式。具体执行方案分为以下几个方面：

1.制定多层次的课程教学内容

（1）重视理论基础知识。理论基础知识不会因新装备、新技术的产生而过时，坚实的理论基础是一切工业生产活动的最根本的条件，因而是学习的重点。例如在讲授机床设计时，金属切削机床设计的基本理论，如机床的工作原理、几何表面的形成原理和机床的成形运动等，是学习的重点。在讲授夹具设计时，机床夹具的六点定位原理，完全定位、不完全定位、过定位和欠定位等基本概念是讲课的重点。

（2）增加专业特色内容。苏州科技学院机械工程学院于2011年购买慧鱼模型，建立了机器人创意实验室。根据苏州科技学院机械工程学院的实际情况，在工业机器人设计模块，增加了慧鱼模型教具内容的学习，主要讲述如何利用慧鱼模型进行机器人的制作和控制。慧鱼模型是由德国发明家Arthur Fischer博士于1964年在其专利“六面拼接体”的基础上发明的。[3]慧鱼模型采用模块化设计，可无限扩充、反复拆装，可逼真表现机械系统的构成和控制的过程及其控制的原理，便于对机器人原理、组成、控制的全面认识。

（3）加强学科前沿知识。机械制造装备发展日新月异，学生毕业后会碰到非常先进的机械制造装备，为了紧跟时代步伐，加强学科前沿知识变得非常重要。通过请工厂一线的工程技术人员开设讲座和组建学习小组，与苏州科技学院机械工程学院教师一起申报学生科研立项等方式，了解最新的机械制造装备动态，主动参与学科科研研究，激发学生学习的兴趣和主动性，培养学生的创新能力。

2.开展多元化的课程教学模式

课程教学由理论教学环节和实践教学环节组成。传统的“机械制造装备设计”课程教学在理论教学环节上，以教师的“填鸭式”教学为主，而且授课内容重点不突出；在实践教学环节，主要以一些验证性实验为主。针对这种情况，苏州科技学院机械工程学院实施的多元化课程教学模式包括以下几种：

（1）启发式理论教学模式。“机械制造装备设计”的教学内容非常多，如果照本宣科地讲，不仅教师和学生很累，而且授课的效果很差。如果采用启发式教学，引导学生独立思考，通过课堂讨论、师生互动等方式，传授解决实际工程问题的思维方式，提高学生自主学习的能力，有利于培养学生的创造性思维。通过启发式教学，同学们对于过定位的优点有了很直观的认识：过定位可以提高稳定性。

（2）课程网站式理论教学模式。“机械制造装备设计”的教学内容非常丰富，为了调动学生课外学习的积极性，在学校校园网的天空教室处建立了“机械制造装备设计”课程网站。课程网站上不仅有教师上课的PPT电子教案、动画、视频等，还有大量扩充的资料，比如典型机床传动系统与结构动态演示Flas、加工中心刀库及换刀动作等视频资料、组合机床夹具方案图库、慧鱼模型作品展示、学生科技作品图片及PPT等。课程网站还可以进行网上作业布置与批改，远程作业辅导与讨论，并设有习题库，方便学生自我学习与提高。课程网站式理论教学模式有效缓解了目前教学内容多，而课时相对不足的矛盾，促进了学生对机械制造装备课程内容广度和深度的拓展。

（3）双语教学式理论教学模式。双语教学既可以让学生掌握扎实的专业知识，又能较好地提高专业英文阅读和写作能力。[4]目前苏州科技学院与英国南威尔士大学合作办学，办有机械设计制造及其自动化专业3+1国际班，前3年在苏州科技学院学习，最后1年在南威尔士大学学习。为了适应新的发展需要，开展双语教学变得非常迫切。目前针对国际班学生，制作了双语教学的多媒体课件进行理论教学；请南威尔士大学的教授和苏州科技学院机械工程学院英文水平高的教授做学科前沿的专题英文报告；要求学生完成一个全英文的报告，自选题目，并要求学生针对自己的论一个PPT，在课堂进行陈述。双语教学开拓了学生的视野，提高了学生的英文阅读写作能力和口语表达能力，为学生以后的发展奠定了很好的基础。

（4）综合创新型实践教学模式。苏州科技学院机械工程学院结合工业机器人设计教学的要求与慧鱼模型的特点，组建了慧鱼模型综合创新实践平台，增加综合创新实践项目，为学生提供广阔的思维空间，激发学生学习兴趣，提高学生学习积极性与动手能力，培养学生的创新能力。慧鱼模型综合创新实践平台包括机械构件、电气构件、气动构件、传感器、电脑控制器和配套计算机应用软件。以全国大学生机械创新设计大赛主题为创新设计的选题方向，学生自己利用慧鱼模型综合创新平台，搭建自己的机器人来完成创新设计大赛主题所要求的功能。通过使用慧鱼模型综合创新平台，学生不仅能更好地理解和掌握课堂知识，而且应用所学知识解决实际问题的能力大大增强，提高了学生的综合创新思维能力，也提升了机械制造装备设计实践教学的质量。

（5）基于项目驱动的科研创新型实践教学模式。项目驱动教学法来源于构建主义学习理论，是实施探究式教学模式的一种教学方法。[5]基于项目驱动的科研创新型实践教学模式是以科研项目为载体，培养学生的创新实践能力。这一教学模式尤其适合对科研有兴趣的同学。在实践教学过程中，按照自愿和优势互补的原则，将有科研兴趣的同学每3～4人组成一个科研小组，每个小组通过自己查询资料，提出所要研究项目的题目，教师负责判断这个题目是否具有研究的可行性和必要性。教师把每个小组比较可行的题目，报学校的学生科技立项。有了一定的经费支持，以项目为载体，在指导教师的帮助下，充分激发学生的学习热情和兴趣，充分培养了学生的创造力、独立分析和解决问题的能力以及小组组员间的团队合作能力。

3.多元化的课程教学考核手段

多元化的“机械制造装备设计”课程教学考核手段，有利于调动学生学习的兴趣和积极性，有利于提高学生自我学习的意识和能力，有利于学生个性的培养和发展，从而提高了学生的创新意识和创新能力。结合苏州科技学院课程教学情况，将课程教学考核分为五大类：

（1）日常课堂教学考核。日常课堂教学考核从上课出勤、课堂问题回答、课堂讨论、课后作业等方面进行综合评定，按百分制给出分数。日常课堂教学考核重点考查学生上课的纪律性、讨论的积极性和创造性、学习的认真程度等。

（2）英文论文大作业考核。英文论文大作业考核是双语教学效果的考核，主要从英文论文内容的深度和广度、英文写作是否有语法问题、课堂陈述等方面进行综合评定，按百分制给出分数。英文论文大作业考核重点考查学生的英文检索能力、英文写作能力和英语口语表达能力等。

（3）综合创新型实践考核。综合创新型实践考核从实践题目的拟定、实践操作、实践总结、实践报告等方面进行综合评定，按百分制给出分数。综合创新型实践考核重点考查学生的创新思维和创新能力、实践动手能力等。

（4）科研创新型实践考核。科研创新型实践考核只针对部分有科研兴趣的同学，因而考核成绩作为平时成绩的加分因素。科研创新型实践考核从实践题目的创新性和先进性、实践装置、方法的合理性、实践结果的实用性、论文的规范性等方面综合评定。对于科研创新型实践考核中表现突出的学生，可推荐参加各类竞赛，在学校奖学金评定中得到加分，甚至直接参与教师的科研项目。

（5）期末考试考核。“机械制造装备设计”作为一门核心专业课，期末考试是非常重要的一个考核方式。期末考试考题包括理论基础知识题、综合实践分析题和考查学生创新能力的一些开放式、探究式的题目。通过加大对实践环节在期末考试考核中所占的比例，提高学生对实践环节的重视程度，提高学生理论知识应用于实践的能力。

三、结语

“机械制造装备设计”多元化课程教学模式是一种新的课程教学模式。这种模式通过利用课堂启发式教学、课程网站教学、双语教学、综合创新型实践教学和基于项目驱动的科研创新型实践教学，整合了多种教学要素，解决了传统课程教学模式中存在的问题。这种模式通过建立多元化的课程教学考核手段，大大激发了学生学习的积极性和主动性，提高了学生分析问题和解决问题的能力，促进了学生创新意识和创新能力的发展。通过教学与科研的结合，重视学生科研素质的培养，提高了学生的综合能力。

参考文献：

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[3]肖晓萍，廖青.“慧鱼”教具在大学生创新教育中的探索性研究[J].高教研究，2006，79（2）：36-37.

机械创新设计论文篇（10）

现如今，科技技术在不断进步，各个领域都在推崇创新理念，只有不断进行创新，国家才能持续向前发展，机械设计也不例外。对于学机械设计的人来说，只有具备足够的创新意识，才能在走上工作岗位后进行合理的机械设计，为我国的机械行业做出贡献。

一、学生机械设计创新能力培养现状

机械行业是我国非常重要的经济创造来源行业，为促进我国的经济持续、稳定向前发展做出了重要的贡献。在机械设计中，创新能力一直是企业关注的部分，其直接影响着企业的经济效益。我国很多高校都有与机械设计相关的专业，也有很多高职院校和培训单位设立机械设计的相关培训，在这些培训中，无一例外把创新能力的培养放在最重要的位置，目的就是为了让机械设计学习者除了具备相关的专业素养以外，还能具备实用的创新技能，同时也为我国的机械行业发展输送高素质的创新性人才。目前来看，机械设计学生的创新能力是比较欠缺的，主要表现在以下几个方面。缺乏创新思维能力，这跟我国的传统的教育方式分不开，我国一直以来都是采用“填鸭式”的应试教育方式，学生被动地接受老师传授的知识，没有较好的创新意识，长期的这种教育培养让学生缺乏创新思维能力。这些年来，随着我国教育方式的改革，这个方面已经有所好转，但形势还是非常严重。缺乏创新毅力，这主要是由于学生个人的性格原因造成的，一些学生在把自己的创新想法付诸行动的过程中，由于专业知识不够或者一些其他客观原因的影响，轻易就放弃了自己的想法。这需要学生进行自我性格完善，养成坚持的好习惯，这对机械设计的创新能力培养有重要意义。

二、构建多方位机械创新教育途径，在实践中探索和发展

1.在培养计划中纳入机械创新类教学课程

机械创新设计课程是基于机构学及机电一体化学科专业基础理论的学习课程，是创新教育的知识基础。高校或者培训单位在进行机械设计的人才培养方案设计时，要多开设与创新能力培养相关的课程。由于我国传统教育的原因，普遍的学生都存在缺乏创新思维的问题，因此，在进行课程设计时，要增大创新课程的比例，让学生充分了解创新意识以及能力在机械设计中的重要作用。通过老师课堂上的创新意识灌输，培养学习者的创新兴趣，打开学生禁锢的思维模式，提升他们的创新能力。另外，除了系统的创新理论知识培养外，还应该注重学生的动手能力，这可以通过创新实验来实现对学生创新意识的培养，创新实验可以包括与机械设计相关的方面比如传动方案创新设计、创意组合与运动控制、机构多方案组合、机电传动综合应用等。学生在完成实验的过程中，除了巩固了专业知识以外，也有更多思维创新的空间，对他们的创新能力培养是一个很好的锻炼。

2.依托大学生机械创新设计社团，培养大学生创新意识

社团主要是在很多高校存在，由于是由学生自己管理的部门，在学生的创新意识的交流过程中会减少很多阻碍。很多高校都有与机械设计相关的社团，社团成员也都是对机械设计比较感兴趣，他们中间的大多数都拥有比较好的创新能力。而且，社团会定期举办很多与机械设计相关的活动，学生可以在参与活动的过程中锻炼自己的创新意识，提升自己的创新能力。因此，学校应该多鼓励学生成立与机械设计相关的社团，通过学生之间的交流来提升学生的创新兴趣。而且，社团里的学习氛围比较好，学生之间能够相互影响，这对学生的各方面知识技能的培养都是有好处的。

3.在毕业设计环节鼓励学生进行创新思维和设计

对于大学生来说，毕业设计是比较重要的一次作业，它直接关系到学生本人是否能够完成学业，因此，学生都会花费大量的时间和精力来做自己的毕业设计。在做毕业设计的过程中，会查阅大量的文献资料，这也是学生专业技能快速提高的一个时期。因此，学校可以以此为契机，培养学生的创新能力。另外，处在这个阶段的学生都有了比较扎实的专业基础，在指导老师的帮助下，完成一个创新想法相对容易，其可以充分调动自己的专业基础知识，只要学校相关条件允许的情况下，就能够很快完成一个产品的设计。因此，学校要多鼓励学生的创新毕业设计，提升学生进行创新的积极性。

三、在实验和课程设计中加强学生创新意识的培养

1.培养学生动手创新能力

在机械设计的相关人才培养方案中，学校以及培训单位一定要摒弃过去重理论、轻实践的培养理念，把培养学生的创新思维以及动手能力放在首要位置。做到启迪学生的创新思维，开发他们的创新潜能。可以通过设计相关的机械试验来实现创新意识的培养，试验的设计要把专业知识与动手能力的锻炼相结合，让学生在试验过程中有充分的空间进行发挥，同时又要引导他们不脱离实际，做真正有用的创新机械设计。

2.课程设计中培养学生创新能力

就目前的机械设计的基础课程来看，重点还是放在学生理论分析能力、实践应用能力这两个部分，创新能力培养理论知识培养这一块还是比较欠缺。因此，高校以及培训单位在进行课程设计时，要加重创新意识培养的理论知识比例，把培养学生发展求异思维和创新思维作为一个重要的教学环节。同时，教育工作者的思想也不能处在落后的阶段，要定期进行创新意识以及技能的培养，不与当下的机械设计前沿脱节，更好地向学生灌输创新意识，让学生的创新意识以及技能能够快速得到提高。

3.开展科研创新活动，营造校园创新环境

学校以及培训单位除了相关的创新课程设计来提高学生的创新技能以外，还可以通过一些科研创新活动来提高学生的创新积极性。可以定期举办相关的机械设计创新活动，比如学术讲座、学术沙龙和大学生科技报告会等形式来满足学生的不同创新需求。通过这些活动让学生在相互的学习交流中进步，这对于培养学生机械设计的创新能力是非常有利的。

四、结语

综上所述，就目前来说，学习机械设计的同学在创新能力这个部分还没有具备较高的水平，主要表现在缺乏创新思维能力、缺乏创新技能、缺乏创新毅力等方面。学校以及相关培训单位一定引起重视，在教育课程中重视创新能力的培养，并针对学生的情况制定出科学、合理的创新能力培养方案，培养出更多创新型机械设计人才。

参考文献：

机械创新设计论文篇（11）

1.创新机械工程设计的现状

创新思维不是逻辑上循序渐近地从经验材料导出假说、概念和理论，而是通过形象化构思、想象和直觉等特有思维形式，跳跃式地直接抓住事物本质的思维过程。包括机械工程设计在内的一切设计成功的关键，无不在于设计中的创新，而创新设计不仅需要知识和经验，更需要具有强烈的创新意识和创新思维能力。爱因斯坦说过：想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉，严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。

我国的工程机械设计与发达国家相比还存在较大差距。其原因主要来自三个方面：

第一、大量的OEM（代工生产）使企业不断丧失设计能力。在引进外资中大量 OEM生产虽然使我国工程机械出口总量大幅度上升， GDP迅速增长，但同时也使我国企业在工程机械设计中形成对国外的依赖。在一些工程机械中，即便是我国自主知识产权，但核心设计仍然是从国外购买的，这在工程机械高新技术产业中很普遍。许多大企业对设计缺乏专门的资金投入，更缺乏自己的设计师队伍。这也是我国工程机械制造业一直没有走出引进-模仿-生产-再引进-再模仿的怪圈的原因。

第二、 缺乏相应的资金投入和产业扶持政策。长期以来，工程机械设计在我国一直没有专门的政府管理部门，行业协会也基本处于松散状态，且资金来源严重不足。政府缺乏对工程机械设计的资金投入， 既没有专项拨款，也没有建立设计基金，在工程机械设计并没有被引起广泛重视，仅仅凭借个别企业的资金推动是不够的。

第三、工程机械设计产业化程度低，工程机械设计人才匮乏。一方面是整个设计市场人才匮乏，另一方面是设计专业学生分配难，许多人改行从事其他工作，这反映了人才供求之间的矛盾。从工程机械设计专业公司来看，我国目前设计公司有数百家，但普遍总体规模小，基本处于散乱经营状态，且设计产品基本在低端，缺乏具有世界影响力的设计公司和设计师。

可见，我国工程机械设计现存的这三个主要问题严重制约着我国工程机械设计创造力的提升，尤其是制约工程机械设计的自主创新能力的提升。

2.如何创新机械工程设计思维

从以上我们可以看出，增强自主创新能力是机械工程设计思维的关键，而要增强自主创新新能力，我们可以通过以下途径：

第一、培养创新意识。首先，创新活动来自强烈的创新意识。创新人才应善于观察事物、发现矛盾和需要，勇于探索，敢于创新。诺贝尔物理学获得者詹奥吉说：“发明就是和别人看同样的东西却能想出不同的事情。”其次，创造需要付出非凡的劳动，不能幻想囊中取物、一蹴而就；需要克服重重的困难才能取得胜利。再次，创造意识的体现应具有敏锐的洞察力，善于发现已有的事物或原理， 用以解决矛盾。

第二、创新企业领导体制。为了搞活企业、克服现行企业领导体制的弊端， 努力探索建立一套新的企业领导体制势在必行。众所周知， 解决好企业选人、用人，对于加快企业改革步伐、搞活企业、加速经济发展具有极其重要的意义。因此，这套新的企业领导体制必须既符合市场经济的规律，又符合我国国情； 既要使企业经营者的责权利三者相统一，又要能充分调动企业经营者和企业职工的积极性；既规范有序，又切实可行。那么，要建立先进的领导体制还必须在如下的工作方面继续改进和完善：确立一套有效的企业领导选择机制，其包括确立企业主要领导人的任职资格、建立健全企业领导者产生的外部条件、确立科学的企业领导配置制；建立强有力的企业领导制衡机制；建立合理的企业领导激励机制等等。

第三、理论创新推动技术创新。理论创新是技术创新的前提和关键。因此， 我国科研院、所及各大高校应加强基本理论学习、了解、研究和创新，并在理论研究和创新取得良好成果的基础上进行技术研发和创新。

第四、高质量的社会环境和人才。旨在推动社会进步的创新， 从来都是一项社会工程，需要社会的理解和支持。我国社会有太久太深厚的土地文化和封建文化的沉淀，其中一些成分阻碍着自主创新的开展，例如尊奉权威，害怕出头，追求中庸，讲究平均等等。因此，当前我们要努力构建创新文化，引导、弘扬尊重创造、尊重人才、宽容失败、保护权益的价值观和思想文化。

第五、政府的大力支持和投资。在重大工程机械新产品的引进和自主研发方面，工程机械企业的人力、物力等方面是有限的，如果单单依靠自身的资金和条件是无法完成这些艰巨任务和工作，无法实现最终的设计目的，往往是心有余而力不足，半途而废。因此，为了有计划、有步骤、预期地完成这些艰巨任务和工作，企业必须依赖政府的大力支持和高投资。

第六、持续的制度创新和组织创新。自主技术创新需要持续改善制度供给条件和重构组织体系，目的是加大动力和激励。我们要在构建“政府主导、企业主体”的技术创新体制和建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系上下功夫，形成有效的创新战略与政策决策机制，包括风险资金在内的资金筹措、分配和评估机制，对中小企业的支持机制，人才的激励机制，同时深化企业改革，培育和完善技术市场和技术中介组织。

第七、配套的政策和措施。迄今为止，我们在科技进步方面遇到的问题，有不少实际是政策落实失当和采取措施不力的问题。例如在政策层面上，引进的机器设备可以免税，自行研制的机器设备却必须上税；企业研发资金难以在税前列支，研发人员的激励性薪酬不能进入成本；首次采用新设备和新工艺没有激励措施，风险难以分散……在企业措施层面上，领导人业绩考核、任期、激励与自主创新不挂钩，吸引、留住、使用人才的有效措施受到各方牵制而难以实施，如此等等。其实这些问题只要有决心，依靠完善体制机制，是不难解决的。当前，政府要重点从财政税收金融政策上，企业要重点从领导人约束和研发人员激励上，采取适当的措施。

3.结语

综上所述，我们可以看出，我国机械工程设计现在所存问题是阻碍我国机械工程设计自主创新的根本瓶颈，所以，这些问题急需要政府、企业、设计人员等的高度重视。关于如何在实践中不断地将创新思维应用到机械设计中来，是机械工程设计人员一直以来都在探索的问题，也是今后研发设计人员不断努力的方向。