創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)與學(xué)科競賽201510

機(jī)械科技制作

與

綜合能力培養(yǎng)主講：孫亮波博士，副教授E-MAIL:SUNLB1979@163.COMM-PHONE座內(nèi)容：1，學(xué)科競賽的重要意義2，機(jī)械類學(xué)科競賽簡介3，機(jī)械科技作品制作流程4，綜合能力培養(yǎng)5，學(xué)生大學(xué)四年規(guī)劃6，教師如何參與和實(shí)施7，第七屆機(jī)創(chuàng)大賽主題解析之我見1，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)取得的成績

1，

2009年第三屆全國計(jì)算機(jī)仿真大獎賽三等獎；2，

2009年全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽全國總決賽一等獎，并獲優(yōu)秀組織獎；3，

2009年廣西首屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造大賽一等獎；4，

2009年第四屆中南地區(qū)暨港澳特區(qū)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造大賽一等獎；5，

2010年第四屆全國機(jī)械創(chuàng)新大賽廣西賽區(qū)獲一等獎并排名第三，參加2010年10月全國總決賽獲得二等獎；6，

2011年第二屆廣西大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎1個，二等獎1個；7，

2011年第十二屆挑戰(zhàn)杯課外科技制作大賽廣西賽區(qū)2個三等獎；8，

2011年第四屆中南地區(qū)暨港澳特區(qū)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造大賽三等獎；9，

2011年全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽全國總決賽二等獎；10，2012年第五屆全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽廣西一等獎1項(xiàng)排名第一，（全國一等獎），二等獎1項(xiàng)；10,2012年中國-桂林創(chuàng)新創(chuàng)意文化節(jié)創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽；11，20120928期央視我愛發(fā)明節(jié)目合作播出專題片：斗牛戰(zhàn)車；12，2013年光華-諾基亞基金創(chuàng)業(yè)大賽全國金獎；14，2013年湖北省工程訓(xùn)練綜合能力競賽二等獎；15，2013年湖北省挑戰(zhàn)杯課外科技制作大賽二等獎。從05級開始，直接參與本團(tuán)隊(duì)各種競賽的學(xué)生超過40人，近3年本專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生均出自本團(tuán)隊(duì)。1,致每一個夢想成功的機(jī)械學(xué)子---為什么要參與機(jī)械科技制作？1，從長遠(yuǎn)看，參與機(jī)械科技制作，將今后進(jìn)入社會和企業(yè)從事的產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)提前到大學(xué)階段進(jìn)行，積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，有助于早日成才。2，與理論學(xué)習(xí)相輔相成，有助于提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。3，改變對大學(xué)階段學(xué)習(xí)的觀念，獲得的榮譽(yù)證書將有助于找到理想工作。2，機(jī)械專業(yè)相關(guān)競賽介紹

全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽---全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽于2007年、2008年和2010年連續(xù)三次獲批為教育部和財(cái)政部聯(lián)合資助的大學(xué)生競賽項(xiàng)目，現(xiàn)已成為最具影響的全國大學(xué)生競賽項(xiàng)目之一。全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的目的在于引導(dǎo)高等學(xué)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、綜合設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；加強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對實(shí)際需求通過創(chuàng)新思維，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝制作等實(shí)際工作能力；吸引、鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。每屆大賽均有確定的主題。

挑戰(zhàn)杯課外科技制作大賽---“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽（以下簡稱“挑戰(zhàn)杯競賽”）是由共青團(tuán)中央、中國科協(xié)、教育部、全國學(xué)聯(lián)和地方政府共同主辦

自1989年首屆競賽舉辦以來，“挑戰(zhàn)杯”競賽始終堅(jiān)持“崇尚科學(xué)、追求真知、勤奮學(xué)習(xí)、銳意創(chuàng)新、迎接挑戰(zhàn)”的宗旨，在促進(jìn)青年創(chuàng)新人才成長、深化高校素質(zhì)教育、推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等方面發(fā)揮了積極作用，在廣大高校乃至社會上產(chǎn)生了廣泛而良好的影響，被譽(yù)為當(dāng)代大學(xué)生科技創(chuàng)新的“奧林匹克”盛會

“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，類似科技作品競賽，可以是產(chǎn)品，也可以是研究論文或調(diào)研報(bào)告。

創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競賽起源于美國，又稱商業(yè)計(jì)劃競賽，是風(fēng)靡全球高校的重要賽事。它借用風(fēng)險(xiǎn)投資的運(yùn)作模式，要求參賽者組成優(yōu)勢互補(bǔ)的競賽小組，提出一項(xiàng)具有市場前景的技術(shù)、產(chǎn)品或者服務(wù)，并圍繞這一技術(shù)、產(chǎn)品或服務(wù)，以獲得風(fēng)險(xiǎn)投資為目的，完成一份完整、具體、深入的創(chuàng)業(yè)計(jì)劃。全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽---全國3D大賽以“推動3D技術(shù)普及、提升自主創(chuàng)新能力”為主題，以“以賽促教、以賽促訓(xùn)、以賽促用、以賽促新”為宗旨，以“學(xué)3D！用3D！我創(chuàng)造！我快樂！”為口號，旨在推動3D技術(shù)應(yīng)用發(fā)展、引領(lǐng)3D新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)、促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)、踐行創(chuàng)新型國家建設(shè)；加速中國從“制造大國”到“創(chuàng)造大國”轉(zhuǎn)變，更好地為經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級服務(wù)。全國3D大賽以“三維數(shù)字化”與“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”為特色，分大學(xué)生組、職業(yè)組與產(chǎn)業(yè)組三大組別，設(shè)立工業(yè)與工程方向（工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、逆向設(shè)計(jì)、工程分析、工業(yè)仿真、模具設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)編程、數(shù)字建筑BIM等）、數(shù)字表現(xiàn)方向（工業(yè)設(shè)計(jì)、CG與數(shù)字藝術(shù)、影視動漫、游戲與虛擬現(xiàn)實(shí)、建筑與室內(nèi)外表現(xiàn)等）。

全國工程訓(xùn)練綜合能力競賽---每兩年一屆，由大連理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心負(fù)責(zé)全國總決賽。該賽事為4人團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制作能完成走S行前行繞桿，以前行并繞桿數(shù)最多為優(yōu)勝；后來又增加了走8字形繞桿，以連續(xù)繞8字形最多為優(yōu)勝。近年增加了對設(shè)計(jì)方案和工藝文件制作合理性、機(jī)床實(shí)際加工操作等的考核。是一個對機(jī)械方案設(shè)計(jì)、機(jī)加工方案和實(shí)際動手加工能力等的綜合考核，尤其是制作過程需要不斷地對實(shí)物進(jìn)行調(diào)整和實(shí)驗(yàn)。

全國大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目---通過實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，促進(jìn)高等學(xué)校轉(zhuǎn)變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練，提升大學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要、適應(yīng)各行各業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃內(nèi)容包括創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目三類。

創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生個人或團(tuán)隊(duì)，在導(dǎo)師指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)條件的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、數(shù)據(jù)處理與分析、報(bào)告撰寫、成果（學(xué)術(shù)）交流等工作。

當(dāng)然還有其他的一些相關(guān)競賽，比如機(jī)器人足球賽、數(shù)學(xué)建模大賽、各級各類機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等。3，機(jī)械科技制作流程具體產(chǎn)品研發(fā)流程針對每個參賽小組的操作規(guī)程建議為：

1，設(shè)計(jì)和制作一個什么樣的作品？--向知識淵博、指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)豐富的老師請教并確定

2，實(shí)現(xiàn)這些功能有哪些途徑和方法？--產(chǎn)品對比、技術(shù)聯(lián)想、知識擴(kuò)展與應(yīng)用，機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)

3，運(yùn)用專業(yè)知識，分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)出圖--科學(xué)技術(shù)，應(yīng)用為先，我們?yōu)槭裁磥泶髮W(xué)？為什么要學(xué)習(xí)專業(yè)知識？

4，制作視頻、PPT，答辯選拔—介紹作品，宣傳團(tuán)隊(duì)

5，制作加工工藝卡，購置材料，加工制造，安裝調(diào)試—實(shí)踐出真知，實(shí)踐與理論相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)動手能力和解決問題能力

6，制作參賽文件，模擬答辯，準(zhǔn)備參賽--革命尚未成功，但是勝利在望，走好最后一步

4，參與科技制作，培養(yǎng)綜合能力

綜合能力:分析解決問題的能力，問題既可以是專業(yè)技術(shù)難題，也可以是其他諸如溝通、表述、加工制造等難題，問題包含了整個產(chǎn)品制作過程的所有環(huán)節(jié)的技術(shù)難點(diǎn)?？诓藕盟悴凰憔C合能力？

內(nèi)涵：專業(yè)知識能力、創(chuàng)新能力、動手能力、科技論文寫作能力、專業(yè)表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。專業(yè)知識能力

解決任何技術(shù)難題，如產(chǎn)生一個好的創(chuàng)意，對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、分析、計(jì)算、仿真與機(jī)械產(chǎn)品加工制作等都需要掌握一些專業(yè)知識理論。在機(jī)械科技制作中，一個好的作品或思路往往來源于對生活細(xì)微的觀察與敏銳的思考，需要利用所學(xué)的專業(yè)知識理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行吸收、消化、創(chuàng)新和再創(chuàng)造?！拔矣幸粋€夢想”---如何使夢想成真？

學(xué)過機(jī)械原理的同學(xué)都知道，實(shí)現(xiàn)一個簡單的動作不止有一種方法，一旦功能復(fù)雜一點(diǎn)的產(chǎn)品，其可實(shí)現(xiàn)的方案就呈幾何級數(shù)增加，隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，有時(shí)候甚至不可窮盡其可能方案。也就是說沒有最好的方案，只有更好的方案。但是如何從浩如煙海的方案中找到一個科學(xué)、合理的方案，并論證之，必須具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識。通過學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識，熟練掌握一個簡單功能的實(shí)現(xiàn)方法，就具備了從事復(fù)雜系統(tǒng)、多功能產(chǎn)品的組合設(shè)計(jì)能力。

在學(xué)習(xí)一門機(jī)械專業(yè)理論課程時(shí)，由于實(shí)踐環(huán)節(jié)相對較少，學(xué)生往往會有一些疑問：學(xué)這門課程有什么用？將來工作中什么情況下會用到它？僅僅通過語言解釋很難讓學(xué)生有深刻的理解和認(rèn)識，通過參與科技制作，學(xué)生學(xué)習(xí)到怎樣用專業(yè)知識去認(rèn)識機(jī)械世界，如何去分析一個產(chǎn)品的優(yōu)劣，已經(jīng)學(xué)到了哪些專業(yè)知識，還需要學(xué)習(xí)和補(bǔ)充哪些專業(yè)知識等。（將畢業(yè)后的技術(shù)工作提前到學(xué)校進(jìn)行，該培養(yǎng)模式是當(dāng)前世界教育界的共識。）

興趣是最好的老師，學(xué)生從創(chuàng)作中體驗(yàn)到樂趣，更加激發(fā)其學(xué)習(xí)專業(yè)知識的積極性。當(dāng)指導(dǎo)老師一步步引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)知識的殿堂，接觸的范圍越來越寬廣，學(xué)生獲取更多專業(yè)知識的興趣逐漸提高，能力也隨之得到增強(qiáng)。

很多情況下，僅靠課堂知識的學(xué)習(xí)，是很難達(dá)到完全解決一個產(chǎn)品在該方向所需的知識的要求的。這就要求我們同學(xué)在專業(yè)知識的獲取上，要能夠多渠道地獲得技術(shù)資料并熟練掌握。

“科學(xué)技術(shù)，應(yīng)用為先”，只有通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能真正掌握知識的實(shí)際應(yīng)用技巧。創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是指個人提出新理論、新概念、新方法或發(fā)明新技術(shù)、新產(chǎn)品的能力。創(chuàng)新過程是一個學(xué)習(xí)、消化、融合、創(chuàng)造的過程，也是一個不斷循環(huán)往復(fù)開拓性設(shè)計(jì)和思考的過程，需要有敏銳的洞察力和靈活的思路。

一個優(yōu)秀的作品必須具有至少一個大的創(chuàng)新點(diǎn)和若干個小的創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新：產(chǎn)品新穎

功能新穎

技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段新穎

一個機(jī)械作品是否優(yōu)秀、是否有市場，關(guān)鍵在于創(chuàng)新點(diǎn)。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否新穎、巧妙，結(jié)構(gòu)是否簡單、執(zhí)行可靠，產(chǎn)品的使用是否舒適、便利，與市場同類產(chǎn)品相比，是否功能多樣、性價(jià)比更高等，這些都是創(chuàng)新點(diǎn)的具體體現(xiàn)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法:

發(fā)散與收斂（拉鏈縫合術(shù)與洗衣機(jī)的工作原理）邏輯與非邏輯（魯班發(fā)明鋸子和各類鎖具研發(fā)）定向與非定向（救援變形金剛和破冰船）動態(tài)與有序（戰(zhàn)場指揮與減速器設(shè)計(jì)）直覺與靈感（笛卡爾坐標(biāo)系和元素周期表）機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈感

向市場要答案、用專業(yè)知識做基礎(chǔ)1，不要閉門造車，多渠道獲取各種信息和資料，重視市場調(diào)查和需求分析的第一重要性---以很高的標(biāo)準(zhǔn)和要求去設(shè)計(jì)作品，你的作品必定是優(yōu)秀的2，依靠團(tuán)隊(duì)的力量，集思廣益（頭腦風(fēng)暴），逐級提煉（個人-團(tuán)隊(duì)-指導(dǎo)老師）3，機(jī)電不分家，從評審專家的角度思考作品（結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和設(shè)計(jì)的巧妙）4，優(yōu)秀作品比較貼合生產(chǎn)生活（角色轉(zhuǎn)換、需求分析，同類產(chǎn)品、相似特性的聯(lián)想，功能實(shí)現(xiàn)方法的聯(lián)想和對比）5，三月不知肉味，“我為卿狂”，方能創(chuàng)造“奇跡”—口袋里裝一袋硬幣的**、周末到物流中心做市場調(diào)查的**創(chuàng)新作品賞析:具有擔(dān)架---推車---輪椅三個功能的救援變形金剛能實(shí)現(xiàn)人形行走、汽車構(gòu)態(tài)下遙控奔馳，并可兩種構(gòu)態(tài)可逆變形的汽車人—大黃蜂能擬合斗牛運(yùn)動的斗牛士健身車設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)模擬劃船動作，多級增速實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化為電能的劃船節(jié)能健身器用于觀光游覽,可騎行和電機(jī)驅(qū)動的酷跑雙輪車

機(jī)械類產(chǎn)品在生產(chǎn)生活中幾乎隨處可見，對一兩處關(guān)鍵部位進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)、或是幾個創(chuàng)新點(diǎn)組合成一個產(chǎn)品是可行的，所以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作是“廣闊空間，大有可為”。

如何提煉機(jī)械創(chuàng)新作品：1）善于發(fā)現(xiàn)生活中的機(jī)械產(chǎn)品，研究分析其不足之處，加以改進(jìn)，或根據(jù)生活中缺乏某類功能的產(chǎn)品而進(jìn)行原創(chuàng)設(shè)計(jì)，要滿足實(shí)際生產(chǎn)生活需要，體現(xiàn)科技創(chuàng)造幸福新生活的原則；2）廣泛涉獵互聯(lián)網(wǎng)資源或創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品集，從他人的作品中找到靈感，消化吸收后再創(chuàng)新，要體現(xiàn)新產(chǎn)品的新功能、新技術(shù)、實(shí)用性；3）對現(xiàn)有產(chǎn)品落后的功能舍棄，將多個功能揉合進(jìn)一個產(chǎn)品，要注意多功能揉合后系統(tǒng)動力傳遞系統(tǒng)的干涉、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。動手能力：

主要指運(yùn)用機(jī)加工知識（如機(jī)械制造基礎(chǔ)—熟悉各類加工工藝、機(jī)械制圖—規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)—各類零件的設(shè)計(jì)、數(shù)控加工—熟悉各類機(jī)床及可加工工藝等）和現(xiàn)有設(shè)備條件制作出實(shí)物模型，它將設(shè)計(jì)思想變成現(xiàn)實(shí)。

動手能力強(qiáng)調(diào)主觀性、能動性、創(chuàng)造性，要求有耐心和堅(jiān)韌的毅力，能吃苦耐勞。

在機(jī)械科技制作中，學(xué)生要經(jīng)歷選材、購置、試加工、裝配與調(diào)試等環(huán)節(jié)，由于一般制作的是單件產(chǎn)品和試制品，整個加工過程對于學(xué)生而言難度是無可預(yù)料的，有時(shí)甚至需要多次返工。但是正是因?yàn)榻?jīng)歷了這樣一個艱難的過程，學(xué)生的動手能力和解決問題的