淺談提高機械創新設計能力的途徑

厲娟 張運開

摘要：為全面提升機械設備的使用率，促進工業在運行期間獲得更大經濟效益與社會效益，提升機械創新設計能力是基礎。文章在闡述機械創新設計主要特征基礎上，對提升機械創新設計能力與水平的途徑做出研究。

關鍵詞：機械設計；創新能力；培養途徑；研究與分析

創新是國家、企業發展的靈魂。在時代發展的引領與召喚下，積極培養機械專業學生的創新能力，能對國家成功轉型為“中國制造”目標的實現注入更大能量。當下，我國已從微觀與宏觀兩個方面提出號召，這使機械制造專業的學生迎來發展空間的同時，也面對諸多挑戰。培養機械創新能力具有很大現實意義。

1機械創新設計的特征

機械創新設計的特征在設計過程中有所體現，需加大對各個設計環節的檢驗、挑選等，以保證機械產品設計方案的最優化，且建設不同設計環節的相關性。從宏觀角度分析，機械設計還具備顯而易見的整體性、系統性特征，產品機械設計期間，設計者能切身的體會到多學科滲透與交互。正因如此，這對參與設計人員的知識儲備量提出更高要求，并能在實踐中合理應用發散性、創造性思維，利用現有學科知識對機械設計工藝過程進行深刻思考，并立足于產品設計復雜性、高端性，不斷提升機械設計的創新水平[1]。另外，在機械設計工作開展初期，應有選擇性參照或引用國外創意產品的設計經驗、理念等，連續用提升國產機械產品的創新水平。

2提高機械專業學生創新設計能力

2.1革新課程教學方法與模式

機械原理與機械設計為機械類各個專業中的基礎課，機械原理主要是研究不同機械設備運行期間的共性問題，而機械設計是論述通用零件基礎設計理論與方法的技術課程。以上兩門課程的開展與有效運行，對培養學生對機械技術崗位適應能力、開發創新能力均有一定助益，同時也為設計能力與創新思維發展具有明顯的促進作用，正因如此，應給予以上兩門課程教學質量一定重視，加強對教學方法與模式的改革力度，對提升學生機械創新能力具有很大現實意義。

當下，MOOC與“翻轉課堂”的應用，對多媒體案在機械專業課程教學的應用形成較明顯沖擊，MOOC對機械課程教學模式改革輸注更大能量，其是一類以開放教育資源與學習服務為依托，建設的一種新興教育模式，其利用網絡推行教學活動全過程，此時世界各地的求知者可以“互聯網”為支撐，建設新興“學習陣營”。“翻轉課堂”對傳統課堂教學模式實施翻轉措施，組織學生在課程教學之前，利用微課等教學視頻，對機械類課程知識點進行主動性學習。在課堂上，師生之間建設良好互動關系，而解答學生在課前形成的各種疑難問題，實現對教學課堂的有效革新，有效的樹立了學生在課堂環境中的主體地位，對他們思維發展具有明顯促進作用，在積極參與、自主探究與合作創新等過程中，順利實現培養、發展學生創新思維能力的目標。

2.2以學促賽，學賽聯合

“實踐出真理”的內涵，相信每一位教育者均有深刻認識，在機械工程專業教學中，實踐是重要一環，也是培養學生創新思維、提升創新能力的有效辦法之一。為提升機械產品的創新水平，重點是培養學生的創新思維，而工程實踐與創新設計之間有著密切相關性。建設以實踐為中心的教育平臺，能協助他們對機械設計創新技巧、流程有更全面掌握，進而在實踐中不斷摸索機械設計創新的規律，不斷完善自我技能水平，真正培養創新能力。在具體實踐中，教師應積極引導學生將機械課程理論知識整合至訓練項目、學科競賽方案設計進程中，并建設兩種不同方案的聯動關系，為其有效實施提供強大的理論支持[2]。

國內多數院校機械專科課程教學期間，“重理論、輕實踐”的現象較常見，造成學生很少有機會動手操作，久而久之，造成他們難以將課程理論知識有效的融合至實踐訓練期間，在實踐能力沒有得到有效鍛煉時，創新能力提升目標的實現簡直是天方夜譚。而機械類大學生創新訓練項目與學科競賽學科體現出較強的交叉性，在對機械產品進行創新設計過程中，能切身感受到不同學科之間的滲透性與交叉點，這對學生機械專業知識掌握的扎實性提出較高要求，同時還需掌握一定與控制、電子、計算機等領域相關的知識，涉及的學科之廣泛。

打造“以學促賽”的教學模式，能激發學生的求勝心理，積極參與到項目比賽進程中，從產品設計理論、實物體操作、書面材料撰寫與參賽等系列性過程中，學生會秉持處理問題的態度去深度學習知識，針對機械設計中各個流程中形成的問題，自覺強化其與專業理論知識的相關性，而不是“紙上談兵”，該種學習行為一方面能協助學生鞏固基礎理論知識、樹立創新思維意識；另一方面，在團隊合作企業頭腦風暴過程中，有益于進一步開發學生的創新潛能，發揚團隊精神，進一步提升思維創新能力。

正因如此，機械設計教學專業教師應積極建設競賽、訓練與課程教學之間的相關性，強化三者的融合度，構建全程化的創新訓練實踐教學模式、以學促賽、學賽聯合，為學生創造自主學、交流探究的環境。

2.3積極應用3D打印技術

3D打印為現代快速成型技術體系的重要構成，其能將電腦內設計的物體整體打印出來，其具有成本適宜的特征，且最近幾年中3D打印技術性能不斷完善和發展，在高校實驗室與個人家庭中具有廣泛應用[3]。在機械設計進程中，難免會遇到結構繁雜的機械零件，若對其設計質量未提出嚴格要求，則3D打印技術的應用通常能獲得預期效果。但該技術在應用期間也暴露出很多不足，例如零件精確度偏低、剛度與強度偏差等，這些均和零件的成型原理存在密切相關性，一般是難以整體規避的。但是，針對初期完成的機械創新設計方案，可試圖去打印設計的機械零件，落實裝配任務，進而從實物體中探析產品設計過程中存在的問題，為機械設計方案優化目標的實現奠定。

3結束語

提升機械專業學生的創新設計能力，是時代的召喚，也是機械專業課程改革的突破點。教師應處理創新教育理念，沖破傳統設計理念的束縛，強化機械專業教學與其他學科之間的融合性，并應用以學促賽，學賽聯合，3D打印技術等，實現對學生創新思維能力的有效挖掘、培養與提升。

參考文獻：

[1]岳紅新，郗艷梅，李國芹.基于模塊化的機械創新教學資源建設探索[J].產業與科技論壇，2018，17（22）：166-167.

[2]張曉光，王宏祥.機械創新設計與實踐課程教學方式的探討[J].遼寧工業大學學報（社會科學版），2018，20（06）：114-116+128.

[3]秦強，呂剛，蔣克榮.應用型大學“機械創新設計”教學模式研究[J].合肥學院學報（綜合版），2018，35（05）：127-131.