关键词:机械设计制造;自动化专业;前景
中图分类号:C913文献标识码:A文章编号:1005-5312(2010)20-00184-01
锦秋财智咨询分析认为,未来几年随着国内房地产业和各类基础设施的投资可能仍将以较快的速度增长,国内城镇固定资产投资的增速预计也将维持在高位(预计在20%以上)。由此预计,未来几年国内工程机械的市场容量可能还将以较高的速度增长,国内企业在国内的销量和收入也将保持高速增长。
一、提升内在质量,制造过硬产品
提升产品内在质量的过程侧重于利用市场需求信息完善现有产品质量的再创造过程,依靠用户反馈的使用信息不断改进产品的性能、功能、可靠性、性价比等指标,持续循环使产品走向成熟、可靠,更加符合用户要求,为市场提供可靠性过硬的产品。
二、根据用户需求特点,改进产品和服务质量
工程机械产品区别于一般消费品,属于生产资料范畴,用户购买工程机械产品的目的在于能创造出新的价值,选购更侧重于为用户创造效益的能力,需要企业根据用户不断增长的需求来改进产品质量和服务质量。
三、妥善处理用户意见,维护用户利益促进和谐
企业对待用户意见要认真倾听、分析、妥善处理,找出质量缺陷加以改进,在不断改进过程中使质量日趋完善。企业应该认真倾听用户的意见和抱怨,从理解用户角度帮助用户解决问题,处理用户意见时要为用户提供合理可行的解决方案并主动实施,跟踪服务到用户满意为止。
四、以提升质量为核心,谋求创新发展
我国工程机械质量发展由“中国制造”转向为“中国创造”的新观念已经形成,提高产品质量无疑是企业的核心工作之一。单纯的制造是无法满足市场需求的,在制造的基础上再进行创造,创新不仅仅是制造技术、研发技术的提升,更重要的是经营观念的转变,更多地强调自主创新的思想已经成为企业的自觉行动。
机械设计制造及其自动化专业,本专业设有计算机辅助设计与制造、设备工程和汽车服务三个专业方向。学生入学不分专业方向,前两年学习本专业的平台课程,从三年级开始,根据学生自己的兴趣和学习成绩,可选择计算机辅助设计与制造、设备工程和汽车服务三个专业方向之一学习。学制学位:学制四年,授予工学学士学位。计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)方向培养目标:掌握传统机械设计制造和控制技术的基本理论和成熟技术,同时掌握计算机技术等相关理论,基础扎实、知识面宽、能力强、实践能力突出,具有创新精神,能从事机械设计制造及自动化领域的设计、应用、开发、运行管理、维护和经营销售等方面工作的高级应用型工程技术人才。
主要课程:(1)专业基础课包括工程制图、计算机辅助绘图、理论力学、材料力学、工程材料、电工与电子技术、互换性与技术测量、机械原理、机械设计、机械设计基础实验、流体传动与控制(即液压与气动技术及PLC)、机械制造技术基础、程序设计等;(2)专业课包括机械CAD(即计算机辅助设计)技术、数控技术与CAM(即数控与计算机辅助制造)、先进制造技术、模具设计与制造、工业设计等。
关键词：机械原理；教学改革；面向设计
中图分类号：G642.0？摇文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）36-0213-03
机械原理课程一直是我国机械类专业的一门重要的技术基础课，从机械类课程的体系来看，机械原理课程起着承上启下的作用。力学、机械制图和金工实习等课程使学生有了机械设计的理论基础和初步工程背景，从机械原理课程开始步入培养设计能力和创新意识阶段。因此在面向应用型人才培养的教学改革中，机械原理课程的教学改革一直处于前沿和热点的地位，起着举足轻重的作用。机械原理课程是机械系统设计和机器人技术的重要基础，与现代机械设计密切相关。显然长期以来以机构分析为主的教学模式已不能适应时代对人才培养的要求，尽管人们已经意识到这一点，但目前在机械原理课程中，存在的普遍问题是对设计能力和创新意识培养效果不够明显。
因此，通过对专业培养目标及机械类课程的分析和研究，根据机械原理课程地位、内容和特点，我们提出面向设计的机械原理教学改革的指导思想，即以机构设计为主，具有机械系统方案设计能力为目标。
一、以机构设计为中心，重构教学体系，组织教学内容
由于我国过去传统机械行业主要是以引进先进技术消化吸收为主，机械设计是以经验加经典理论分析计算的模式，因此机械原理课程一直是以机构分析为主的教学体系，它的优点是可以培养学生扎实的机构学理论基础，而忽视了对学生综合设计能力和创新意识的培养。突出问题是学生到了机械系统设计课程及毕业设计时还不具备应有的机构设计能力，21世纪已进入技术创新的时代，现代机械设计需要的是设计和创新能力。过去机械原理课程体系的弊端在近年来应用型人才培养中日显突出。为此，机械原理课程以机构分析为基础，机构设计为主来构建教学体系和组织教学内容。
围绕机构设计展开教学。机械原理课程的重点内容是各种常用机构的设计及应用，以机构设计为中心组织教学内容，对于典型机构，加强机构特性、应用特点讲解，重点讲解机构的组成、演化变异，培养学生的分析问题和创新思维能力。减少和理论力学重合的分析部分内容，系统讲解机构的运动分析和动力分析。避免过去机构设计建模时，单一强调数学方法，善于考虑实际要求和条件，学会运用工程化的建模方法，解决设计问题。机构设计有图解法和解析法，图解法在过去的工程设计中起到过重要的作用。随着计算机技术的发展，现代机械工程设计已进入建模加计算机辅助设计时期，解析法越来越得到人们的重视和认可。但图解法简便直观，有助于学生对基本概念、基本理论的理解。因此，在教学中机构设计以解析法为主，图解法主要用来进行机构分析，为设计服务。现代机械设计发展较快，机械原理课程应能反应机械设计的新成果、新技术，而课程有些内容已显陈旧、没有实际意义。我们针对机械原理课时少、内容多的矛盾，删去课程中一些陈旧、过时的内容，如对连杆机构设计的图解法，删去实验法和图谱法，保留实用的、对机构分析有用的内容。对新成果和新技术的讲解，采用介绍性的方法，让学生了解所学知识的发展前沿，开阔视野、培养学习兴趣和创新意识。
在课堂中适时引入现代设计的技术和方法，使教学改革跟上发展的步伐。现代工程技术中已有多种对机械系统进行计算机辅助设计的方法，解析法是建模加计算机辅助设计。一般课堂教学中，解析法一般讲到建模，学生对解析法的学习处于方法原理阶段。在教学中通过典型机构例子演示编程及工程软件的应用。如在曲柄连杆机构教学中，用解析法建模后，演示用matlab编程，输出构件的运动和动力学分析曲线，向学生讲解机构设计过程。引入动力学分析软件（ADAMS），采用交互式的图形环境，创建参数化的机构模型，再对模型进行运动学和动力学仿真分析。机构设计通过教师快速建模、生动的动画及分析图形的输出，使学生进一步理解机构动态参数化设计过程，认识工程新技术的应用，提高学习的兴趣，增强设计能力。
二、培养工程意识和系统观念
机械原理课程使学生开始接触专业及机械设计类问题，对培养工程意识和系统观念至关重要。
机械原理课程机构内容部分，各章是一种不同的、独立的机构。在课程中，机构是由线段和符号构成的平面图形、机构分析和设计多为数理计算，内容是孤立的、静止的。由于学生又缺乏实践知识和工程背景，学习起来感觉枯燥，机械原理课程一直以来被认为是难学的课程。机构来源于机械，因此，我们在教学中采用从机械系统入手，提取和分析常用机构，进而设计机构的教学思路。在每种机构的讲解前，先搜集并放映一些典型机构系统的动画实例，使学生先了解该种机构在机械系统中的位置和作用，进行机构分析时，单一、静止和孤立的机构变为机械系统中动态的机构，通过机械系统学习机构，了解机构的工作原理、作用，不但有助于分析理解机构，重要的是认识了系统中的机构。再进入机构设计环节时，学生容易用动态开放的思维、系统的观念进行思考，有利于培养学生机构运动方案设计能力。另外在教学中，尽可能多的引进相关的工程实例，介绍机构的应用，开阔视野。同时启发学生到生活中找机构应用实例和需要设计或改进的小课题，通过讨论课、小作业等形式，从多环节培养学生工程意识。
三、合理安排实践教学，培养工程实践能力
实践教学是培养学生工程设计能力的重要环节。机械原理课程由理论教学、实验教学和课程设计三部分构成。应注意机械原理教学中理论教学与实践教学的关系，合理安排实践教学。
实验教学是培养学生动手能力和工程实践能力的重要环节，还有助于形象思维能力的培养。以前实验课时间由实验老师安排，没有注意实验的时效性，实验应该与理论课同步进行，才能保证教学效果。例如：机构运动简图绘制是难点内容，“机构的测绘和分析实验”应尽量安排在课后尽快进行，学生是刚开始接触这门课程，及时配合实验，对教学能起到事半功倍的作用。机械原理课程设计是培养学生设计能力的重要环节，内容主要有机构运动方案的选择和设计计算，要求用解析法完成。机构运动方案设计最能体现灵活性和创新性的关键所在。过去机械原理课程设计安排在课程之后，时间较紧，学生主要时间和精力用于建模、编程等内容，一些学生对计算机编程不熟，更是草草了之。课程设计达不到培养设计和创新能力的目标。为此我们将课程设计的题目从开课就布置给学生，让学生带着问题去学，有充分的时间进行机构运动方案设计的思考，鼓励学生进行开放性思维，提出较多机构方案进行比较和选优。改革后的课程设计教学，从教和学的层面都从系统机构设计问题展开，且贯穿于整个教学过程中，有效保证了设计质量。另外，在教学过程中，鼓励学生观察实际生活和工程实践中的机构，根据教学节奏自拟课程设计题目，培养观察和发现问题的能力的同时，有效提高了学生的兴趣并激发出设计冲动和创新意识。
四、将培养创新能力贯穿教学始终
创新是设计的灵魂。在教改中将创新能力培养确定为我校机械原理课程教改的主要目标之一，着重研究创新思维方式的培养。通过分析影响大学生创新思维的教育学因素，在机械原理的教学中，将创新思维方式的培养贯穿于理论教学、实践教学整个教学环节，从教学内容、教学方法多方面改革，全方位营造创新环境，通过改变传统继承式教育模式，避免满堂灌的套路式教学，多用启发式、讨论式教学方法，激活学生的思维。将创造性思维方式贯穿于教学过程中，培养学生创新意识和发散思维能力等。运用多媒体立体化教学培养学生形象思维能力。给实践性教学环节提供足够的时间和空间，为学生营造创新环境，激发创新兴趣。鼓励学生参加机械设计竞赛，提高、彰显和检验创新能力。我校自浙江省第一届机械创新设计大赛开始参赛，且连年在大赛中获奖。近两年来，在我校学生“全国三维数字化创新设计大赛”中取得一等、二等和三等奖的好成绩。图1为2010年全国一等奖作品风火队—“大力水手”号挖掘机的虚拟样机，图2为2011年全国一等奖作品“开拓者探险车”的总体设计图。
五、小结
面向设计的机械原理的教学改革在我校已进行多年了，几年来，学生学习兴趣不断提高，学生越来越能接受新的教学模式，从学生的学习热情和考试成绩，以及连年机械设计大赛中逐年取得的好成绩，证明我校机械原理课程教学改革在培养学生的设计能力方面是有效和成功的。
参考文献：
[1]申永胜.机械原理教程[M].北京：清华大学出版社，1999.
[2]黄昌华，郭庚田，白彩勤.采用三层次培养方案进行机械原理课程教学改革[J].清华大学教学研究，1995，（01）：47-49.
[3]郭卫东.机械原理课程教学方法和手段的改革与实践[J].太原理工大学学报（社会科学版），2008，（26）：56-59.
江西理工大学应用科学学院是一所三本性质的独立学院，经过多年的办学实践，培养“应用型”和“创新型”人才已成为学院培养目标[3-4]。依托学科开展多种科技竞赛活动进行创新人才和应用人才的培养是一种行之有效的办法[5]。我院于2008年首次参加了第三届机械创新设计大赛，作品“全自动计量售饭机”获得江西省赛区一等奖，这是江西赛区唯一独立学院获奖作品。改进后的第二代作品代表江西赛区参加全国大赛，荣获二等奖。该作品已申请专利，并有一些企业对此作品很感兴趣，计划进行市场开发。在首次参加比赛就取得较好成绩的基础上，我们积极备战，2010年携3项作品参加了全国第四届机械创新设计大赛江西赛区选拔赛，作品“机械手式机井救援机”获江西省一等奖，“土壤灭火器”获三等奖，“球型抗风暴救生艇”获优胜奖。“机械手式机井救援机”作为江西省选送项目参加全国比赛，并获二等奖。成绩的取得，来源于学生、教师、学校各方面的努力和坚持。在参赛过程中，我们分析问题，总结经验，制定出一套行之有效的操作模式。
一、以赛促学，调动学生学习积极性，激励学生创新欲望
独立学院的学生整体素质与重点高校相比有较大的差距，与省属本科院校相比也有一定的差距。学生的学习兴趣不高，厌学情绪较大，部分学习较主动的学生也容易被大环境同化。在课堂教学过程中，学生总是处于被动状态，很难发挥主观能动性，学习兴趣提不起来。为了更好将大赛融入到学生的学习生活中，以赛促学，我们进行了如下举措：
（一）成立机械创新协会当今大学生对学习兴趣不浓厚，但对社团活动却情有独钟。在机械创新设计大赛组织实施过程中，学院利用学生心理作用于2008年成立了机械创新协会，吸引了一批对机械创新有兴趣的学生，在课余时间以科研兴趣小组为单位开展课外实践活动，包括创新课题讨论、校外实习基地参观、小产品制作、基本加工技能培训、学术报告等。实践活动中，教师以创新理念引导学生，为学生提供了足够的思维发展空间，放手让学生大胆尝试，充分培养学生的创新思维能力、自学能力和动手能力。学生通过课外实践活动，加强了团队合作意识，拓宽了机械创新基础知识面。
（二）建立专用实验室固定的实验场所是顺利开展课外实践活动的基本保障。江西理工大学应用科学学院在实验楼建立专门实验室供学生使用。此实验室由机械创新协会管理，配备专门指导教师和常用加工工具如老虎钳、扳手、电锯、小型钻床等，并与学院实训中心建立联系，利用实训中心现有设备进行机械零部件加工并完成创新小产品的制作。这样学生可以充分利用课余时间，有计划地开展实践活动，避免了受常规实践教学的干扰，提高了学生参与课外实践活动的自觉性和主动性。
（三）定期开展学术报告和专业讲座针对机械爱好者定期开设系列讲座如：机械设计与创新能力培养、机械制造技术现状与发展趋势、传感检测技术在机电产品中的应用、单片机技术应用现状与发展趋势等，涉及设计方法、先进制造技术、测试技术、控制理论等专业技术方面知识。通过启发式、讨论式等多种方式，调动学生的积极性，引导学生思考，激发学生的创造性思维。还有一类报告是由学生自己主持的，由已毕业返校的校友和参加过往届比赛的学生讲述自己的经验，并对学弟学妹提出期望和告诫。系列讲座和学术报告的开设，拓宽了学生的基础，扩大了学生的知识面，培养了学生的创新思维，激励了学生的创新欲望。
二、以赛促教，加强教师队伍建设
教师是培养学生的关键，优秀的指导教师不仅应有较高的理论水平，更需具备较强的动手能力和丰富的实践经验。江西理工大学应用科学学院是2001年组建的独立学院，师资队伍结构不太合理，年轻教师居多，这些教师大多是毕业后直接进入学校参加教学和管理工作，动手能力和实践经验都有欠缺。机械创新设计比赛周期很长，从项目创意、立项、方案设计、具体零部件设计、加工制作、试验调试到参赛答辩准备等工作，需要指导教师长时间关注指导项目，并对指导教师的综合能力提出较高的要求。针对以上问题，学院在教师培养和提高教师综合素质方面做了很多工作。
（一）加强教师培训江西理工大学历来重视对青年教师的培训工作，通过多种途径来提高教师的水平。针对机械创新设计大赛，安排《机械设计》《机械加工工艺》《机电传动控制》《液压传动》等课程教师参加了教育部高等教育司举办的高校教师网络培训，通过学习先进教学理念和教学技法，借鉴其他院校的教学经验来改变教学观念，提高教学水平。鉴于青年教师实践经验欠缺、动手能力较差等因素，每年利用寒暑假时间，联系实习单位，送教师到工厂和企业进行实地培训，专门针对加工工艺、数控加工等专业操作进行培训。另外，还与本地的多家机械加工企业建立校企合作，定期派教师到生产一线去进行实践，并在合作单位与工人师傅共同指导完成《机械加工工艺课程设计》等实践环节。
（二）丰富课堂教学内容，创新实验教学现如今大学教育还是以课堂教学为主的教育模式，因此课堂教学水平的高低反映了学校的建设水平。江西理工大学应用科学学院针对机械创新设计大赛，丰富《机械原理》《机械设计》等基础课程的教学内容[6-7]。利用校内实训基地、功能实验室和机械创新设计大赛，形成有较强工程背景的教学环境，使直观式教学、现场式教学方式的采用如鱼得水。在这样的教学环境下，通过一系列以机械产品为对象的实训项目，以及采用大量的源于生活、源于生产一线的案例，使教学内容注入更多的工程因素，达到基本知识、基本理论与工程实际紧密结合的目的。为了培养学生的创新设计能力，在课程建设中对实验室进行扩充，在原有传统机械零件模型和机构模型基础上，进行机构创新、轴系创新、机械系统创意组合和慧鱼创新设备的购进，在试验内容上，增加机构创意设计、组合式轴系结构设计、机械传动综合实验等。
（三）建立教师工人相结合指导模式鉴于教师、学生动手能力较差，参赛模型或实物制作过程比较困难这一问题，结合江西理工大学实际情况，制定了教师工人相结合的指导模式。学院的目标是培养应用型人才，因此在实习环境的投入上比较大。学院有完整的金工实习工厂，其中包含了机加工的全部工种：钳、车、焊、热处理和数控机床加工，并配备经验丰富的生产工人进行实习指导。利用学院现有优势，在参赛初期的选题和方案设计阶段由教师指导完成，在模型或样机的加工制作阶段，由教师和工人共同指导，学生具体操作完成零部件的加工和参赛样机的装配。
三、以赛促改，制定科学的教学计划
机械创新设计大赛每两年一次，不利于学校教学计划的安排，难以保证每届学生都有机会参加；比赛筹备时间太长，从题目的公布到参加地区预赛要一年多时间，容易与正常的课程教学相冲突；大赛没有纳入教学计划，作品的设计、制作场地易与教学相冲突；大赛对学生知识面要求很广，涉及的课程多，包括力学系列课程、机械设计基础系列课程、电工电子、计算机控制、程序设计系列课程、机械加工工艺等，学生在低年级没有掌握好大赛需要的一些基本知识和技能，为了完成比赛任务临时抱佛脚，却又耽误了新课程的学习，高年级学生又忙于考研和找工作没有充足的时间参加大赛。针对这一问题，杨叔子院士在《再论机械创新大赛很重要》的报告中已经提出“：这一大赛不是可有可无，建议纳入个性化教学计划，并从体制上加以保证。”鉴于此问题，江西理工大学应用科学学院进行了系列教学改革。
（一）优化课程体系针对机械创新设计大赛我们已完成省教改课题“培养高素质应用型机械专业人才的综合课程设计改革”（课题编号：JXJG-06-84-1）和校级教改课题“以创新设计大赛为切入点的《机械原理》教学改革”的研究工作。通过两课题的研究在原有教学计划基础上，针对机械创新设计大赛和综合课程设计改革[8]，将机械专业09级教学计划中的机械原理课程设计、机械设计课程设计和专业课程设计分别改为机械创新设计（一）、（二）、（三），使之成为连续的实践教学环节，并在课题的设置上，增加创新专题，培养学生的创新意识。在课程设置上，增加了《机械创新设计》选修课程，开设互动式和讨论式教学环节，通过参与课堂教学提高学生学习兴趣、培养学生创新思维、掌握创新方法。在10级教学计划中增加了为期一周的《机械创新实训》实践环节，该实训是基于慧鱼创意组合模型和机构创新组合平台开展的，意在培养学生的创新意识和动手能力。
（二）提供政策保障、建立激励措施学院教学改革的重点是放在实践教学改革方面，因此在实验室建设和开展课题研究上给予大力支持。江西理工大学立足学院实际，专门成立了由分管科研的副院长任组长，由教务办公室主任、各系教学主任组成的大学生科技创新领导小组，对不同渠道、不同学科、不同类型、不同级别的赛事，进行策划、组织和管理，统一协调参赛学生、指导教师、方案评审、作品制作、组织参赛、动员宣传等各项工作，有计划有组织地开展学生课外科技创新活动，参与各类科技竞赛。学校投资140万，正在筹建机械创新实验室、机器人实验室和液压测控试验系统（含机械手等设备）。另外学院每年对大赛设立专项资金支持，保证大赛顺利进行，对参赛老师和学生给予充分的支持和一定的奖励。
关键词：机械设计；内涵特征；创新方法
随着市场经济的不断深化，机械产品市场面临着严峻形势。机械制造业要想在发展中处于不败之地，就必须进行机械设计的改革与创新，不断研发运用新技术以适应市场发展的要求。本文针对现代机械设计的内涵特征及创新原则进行全面分析，探究性地提出了现代机械设计的创新方法，是机械制造业的可持续发展的重要保障。
1现代机械设计的内涵特点
现代机械设计是根据机械产品的使用要求，通过对机械工作的各个方面、机械零件的材料和形状以及润滑方法等诸多内容进行构思、分析和计算，并将分析的结果积极转化成具体的机械制造方法，作为机械制造的依据，从而生产出高质量创新产品的一项复杂的工作过程。现代机械设计与传统的机械设计相比，具有一些鲜明的特点。
（1）计算机化。随着高科技技术的不断发展，计算机技术能够有效地推动社会生产力的发展，并且逐渐不断介入与运用社会生产的各领域。现代机械设计中的优化设计、系统仿真等各个设计过程，都需要在计算机的帮助下才能完成。
（2）系统性。在现代机械产品设计中常常会遇到各种相关问题，就需要应用现代机械设计系统性观点来解决这类问题。把机械看成一个具有特定功能的有机整体，并且这个整体中的各部分相互作用、相互联系，这充分体现了现代机械设计具有系统性。
（3）动态性。现代机械设计不仅要考虑设计产品在静态状态下的功能作用，更注重产品在工作环境下的动态功能。机械设计产品的动态功能不仅体现在设计对象方面，也体现在合作协调设计组织这个层面。现代机械设计能够有效地连接各个设计系统，汇集不同的设计数据，进一步提高产品的整体性能。
（4）创造性。科学先进的设计理论和设计工具是现代机械设计的重要基础，机械设计者通过对设计过程、产品材料等方面进行科学分析，能够真正发挥出设计者的想象力和创造思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研究出更多具有创新性的机械产品。
2现代机械设计的创新原则
现代机械设计的创新是一项复杂、耗时的脑力活动。在创新过程中，机械设计者要遵循机械设计系统化方法之外，还必须遵守设计创新准则，严格约束现代机械的设计过程。其具体原则如下：
（1）经济效益最优化原则。现代机械设计的创新产品必须保证既能最大程度的满足客户要求，又能合理有效的控制生产成本，使生产成本最低廉。这就需要从机械的设计和制造两个方进行综合考虑，在设计方面，要保证采用合理的设计方案，选用正确的材料；在制造方面，要时刻关注机械的加工工艺和装配工艺，从而实现了经济最佳性。
（2）生态效益最好原则。现代机械设计的创新产品在制造和使用过程中都有极高的要求，要求产品本身无毒、无害，并且不能对周围环境产生污染，属于绿色环保产品。这就要求在现代机械设计过程中，对于材料的选择要有极高的要求，原则上尽量选择低污染或无污染的环保材料，避免采用有毒、有害和有辐射性对人体有害的材料。
（3）安全可靠原则。安全可靠性是机械设计产品质量的重要保障。因此在现代机械设计过程中，必须保证机械设备在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上能够满足设计要求，从而使设计出来的产品安全可靠性。
3现代机械设计的创新方法
社会经济和机械制造业的不断发展，推动了现代机械设计的不断改革与创新，使现代机械设计的创新方法日趋成熟。当前，在现代机械设计中常用的创新方法具有以下几种：
（1）仿生类比设计法。这种设计方法是利用仿生学的原理，通过充分对自然界的动植物进行分析与类比，从中受到启发而产生的一种创造性方法。由于自然系统中的生物具有许多无可比拟的结构和功能，这就给机械设计者提供了创作的灵感和思路。机械设计者把机械运转和生物运动两者放在一起进行全面的分析与对比，发现两者之间的差异性和相似性，激发了机械设计者的创作思维，产生了现代机械设计的创新灵感，从而完成了现代机械设计的创新方案。
一、创新教学思想
1.教师要意识到创新的重要性
在教学中，教师起着重要的引导与指导的作用，同时教师也起着榜样的作用，教师的教学思想会潜移默化地影响着学生，对学生以后的学习产生一定的影响。如果教师自身不能对知识进行深入的研究与学习，甚至没有创新教育的意识，就会直接影响学生创新能力的培养。教师要对学生独特的想法加以肯定，指导学生掌握知识技能，教师自身除具备专业的机械设计能力外，还要有创新精神与创新能力，这样便于更好地实施创新教育。
2.将培养创新能力作为机械设计教学的重要目的
传统的机械设计教学旨在让学生掌握基本的机械零件设计原理和方法，没有将创新教育放在重要的位置。教师要改革传统的教学方式，重点培养学生的创新能力。想要进行机械创新，要先掌握机械设计的理论，将基础教学与培养学生能力有效地结合在一起，在进行最后的考核时，要将基础理论与创新能力一起作为考核与评估的内容，以实现教学的最终目的。
二、创新教学理论
1.创新教学课程内容
传统的教学课程设计重点在于让学生掌握机械设计的理论，具有很高的逻辑性，但却严重忽视了学生实践能力，学生空有满腹学识，却不知道该怎样运用，在实践中就会手足无措。教师要适当地将教学课程内容进行改革，将机械设计作为主线，重点培养学生的创新能力，形成新的机械设计课程体系。比如，将机械设计基础分为三大模块，分别是概述的部分、常用机构、通用机构，在概述中又分为设计思想、设计理论、设计工艺，常用机构分为连杆机构、凸轮机构、间歇机构、螺旋机构，通用机构分为齿轮传动、带传动、蜗杆蜗轮传动、轴及轴承、连接杆。这样将课程的内容进行梳理，采用适当的项目教学方式，在掌握理论的基础上，重点培养学生解决问题的能力。以工程中的事例为起点，将解决工程问题作为最终的目的，实现理论与实践更好地结合。教学是一个循序渐进的过程，创新能力的培养也需要时间的沉淀，先要为学生打好一个理论基础，在此基础上进行创新能力的培养。
2.在工程实例中培养学生的创新能力
只有将理论放在工程实例中，才能发挥教学的作用，保证学生更好地将理论与实践相结合，提高学生的创新能力与创新精神。比如，全自动洗衣机的出现，全自动洗衣机有机械控制式、电气控制式、模糊控制式，这三类洗衣机除在控制方式上不同之外，并没有其他传动系统的不同，学生通过对自动洗衣机工作原理的分析，便于更好地掌握理论基础，加深印象。学生要通过洗衣机的变化，掌握机械创新的重要性，要让学生了解到创新不是空洞的想象，是一种社会发展的需要，只要认真研究思考，具备扎实的理论基础，就能够完成机械设计的创新。
3.采用现代化的教学手段
在机械设计教学中，要给予学生发挥想象力与创造力的环境。现代信息技术的不断发展，教师可以运用多媒体技术利用视频、图片、模拟结构运动和三维动画等手段，将文字变“活”，使学生产生学习的兴趣。比如，在讲解工业机器人的工作原理时，就可以利用多媒体技术，让学生更加直观地理解其运作的原理，激发学生主动性，提高学生的创新意识。
4.注重讲解机械设计的最新发展成果，创新机械设计手段
教师要及时地更新知识体系，以实际发展为基础，要给学生讲解新的设计理念、手段、标准、方法等等。比如，新的设计软件Pro/E、UG、Adams这一类型的高级软件，新的设计思路，如今倡导绿色的机械产品等，从而提高学生的设计思维高度，实现设计手段的先进快捷。
三、创新实验教学
“机械设计”课程设计是机械类本科专业学生进入专业课程学习前最重要的实践性教学环节之一，对于机械装置的设计能力、创新思维的培养具有十分重要的意义。但近几年来，我们发现“机械设计”课程设计环节的教学存在一定的问题，影响了教学质量;希望通过剖析下面的问题，改进教学方法和手段，切实提高“机械设计”课程设计的教学质量。
1“机械设计”课程设计选题
目前机械设计课程设计选题比较单一，传统题目仅考虑机械部件的设计，忽略了机械方案设计，缺少培养创新设计思维的环节，学生对机械方案设计不熟悉，创新设计思维和能力缺少锻炼。
2课程设计时间安排
现在“机械设计”课程设计的时间安排是:本科机制专业学生安排3周，机电专业安排2周，车辆工程专业安排2周;专科学生安排2周。课程设计任务书一般是在设计开始的前1周发给学生，2周或3周后学生上交设计计算说明书和图纸。
3设计过程指导
“机械设计”课程设计指导教师的指导缺乏灵活性。学院现在要求指导教师在指定教室对学生进行指导，但学生完成基本设计计算进入用计算机设计和绘图阶段后，学校的计算机机房无法满足学生的需求，指导教师只好让学生带U盘到教师办公室，用办公室电脑对学生进行指导，效率不高。学生在课程设计期间走过场、抄袭现象严重，到了毕业设计阶段，许多学生连机械设计的过程都不熟悉。
4课程设计审核和答辩
目前指导教师要负责所有学生设计资料的审核和答辩工作，所有答辩需在1天内完成，课程设计常常安排在学期末，而此时，学生要忙于期末考试，时间紧，任务重。此外，指导教师还有其他的教学任务或工作，2位指导教师要对40余位学生的设计资料进行审核并负责答辩工作，工作量很大，指导教师要花费大量的时间和精力，在课程设计指导工作中十分辛苦。
5设计参考资料选用
在课程设计阶段，学生每人会有一本《机械设计课程设计指导书》，指导书编者将课程设计中要用到的资料都汇编在这本书中，这样虽然减少了学生的负担，但不利于对学生查阅和运用各种设计图册、手册的能力培养。例如，笔者今年指导的学生在进行毕业设计中要选用离合器，学生按照指导书上的内容直接选用，致使学生过于依赖指导书，而不会使用工具书———“机械设计手册”、“机械工程手册”等专业机械设计资料。
“机械设计”课程设计的改革措施
为了使学生能够综合地运用所学的理论和实践知识，提高“机械设计”课程设计的教学质量，我们从下面几个方面做了改革与调整。
1“机械设计”课程设计选题
“机械设计”课程设计选题可以采用多样化的设计题目，可将“机械设计”课程设计与机械创新设计比赛相结合，或与大学生第2课堂相结合。选题不仅可以是二级展开式减速器设计，也可以是其他类型减速器，或其他典型的简单机械装置。学生可以采用机械创新设计比赛的题目，也可以另外选题。争取做到1人1题。鼓励学生创新设计思维，对于具有创新设计的选题，要专门指定指导教师进行有针对性的指导，由教学院审核并确定指导教师的教学工作量。对于既满足课程设计要求又具有创新性的选题，在课程设计成绩评定中可加分。
2强化课程设计的过程控制
加强“机械设计”课程设计的过程指导和阶段控制。在课程设计过程中，指导教师除了要给学生上3～4次引导课，及时指出学生在设计中出现的问题和错误外，还必须要求学生严肃认真、刻苦钻研、一丝不苟，并要有有错必改、精益求精的工作态度。不要害怕返工，一旦发现不合理的地方要求学生及时修改，要让学生把虚拟课题当做实际工程来做，让学生认识到设计是一项复杂而细致的工作，任何马虎和敷衍了事的态度都会带来不必要的损失。学生通过改正错误，可修正和补充掌握不够全面的知识，将问题弄懂、弄透。指导教师要随时掌握每个学生的设计进度，应及时指正发现的问题，尽量避免以后的设计由于前面的差错而需大量返工。
加强课程设计的过程控制，不是将学生和指导教师简单地安排在教室里，而是要切实做好阶段性检查。例如，在有机械设计课程设计教学环节的学期初，指导教师要提出课程设计选题的具体要求，介绍备选题目，鼓励学生提出具有创意的选题。到学期中，指导教师进行选题和自选题目的审核，明确每一位学生的选题，学生开始课程设计的方案设计。在课程设计开始的前2周，学生进行设计计算，到集中时间进行课程设计时指导教师审查设计计算过程和计算结果的正确性;学生在集中时间进行课程设计的主要任务是进行零件图及装配图设计，整理设计资料，准备答辩。
3课程设计成果审查与成绩评定
加强“机械设计”课程设计的设计资料审查和答辩。成立答辩小组，由教研室或课程负责人组织包括指导教师在内的4～5名教师成立课程设计设计资料审查和答辩小组;在答辩前严格审核学生的设计计算说明书和图纸资料，审核通过后才允许答辩;答辩中要做到形式和内容的统一，严格按照答辩程序，从自述、提问到答辩，使学生感受到课程设计的严肃性;对于未按要求完成课程设计或确实较差的少数学生，要进行重新答辩，个别课程设计极差的学生判定其成绩不及格。对于课程设计设计资料审查和答辩小组的教师要核定和计算教学工作量。
4“机械设计”课程设计的改革成效
经过近几年的改革，我们对课程设计题目的选择、设计方法和手段、时间的安排进行了改进，课程设计期间对学生创新能力的培养等方面进行了大胆的改革与探索。在课程设计中鼓励学生应用PRO/E、UG、CAXA等通用三维设计软件进行零部件三维设计、虚拟装配、有限元分析和动态运动仿真等，大大提高了机械类本科专业学生创新设计的能力、综合应用相关知识的能力及工程素质。通过应用三维设计软件，学生对自己所设计的机械装置有了直观的认识，验证了各零部件之间的位置和运动关系是否正确，是否会发生运动干涉等，并能及早发现和解决在设计中未能全面考虑到的问题和存在的缺陷，同时也增强了学生利用现代化手段进行机械创新和工程应用的能力。
结束语
关键词：机械结构；创新设计；优化；变元法
中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1006-8937（2015）05-0104-02
当前，人们在对机械结构设计展开评价时，通常所使用的方法为模糊综合评价法。即在挑选一个最优方案时，对机械的关键零部件展开可靠性设计，以达成结构的最优化。本文拟选用钻井转盘为大家详细介绍变元法在机械结构设计中的运用。
1变元法简介
变元法的含义通常有两个：
①定义机械结构的变元，主要包括如下七个部分：数量、形状、材料、位置、联接、尺寸、工艺。
②借助改变这七大变元，创新性的构造出更多的结构方案。下面为大家详细地介绍变元法中所包含的七类变元。
1.1数量变元法
机械设备结构里零件相关部分的元素，比方说轮廓线、工作面及加工面，甚至于整个零件都可以看成是基本元素，可借助更改机械结构里基本元素的数量达成机械结构的改变。
1.2形状变元法
更改机械结构零件的表面形状和零件的类型及规格均可以获得不一样的结构方案。
1.3材料变元法
零件采用不一样的工程材料通常会造成此零件尺寸结构的相应变化，同时加工工艺也会产生变化，进而影响整台机械的结构，所以借助改变材料变元可以形成不同的结构方案。
1.4位置变元法
借助改变机械结构里基本元素间的布局位置可获得不一样的结构方案。
1.5联接变元法
此变元法通常包含两层意思：
①联接方式，包含螺纹联接、铆接及盈联接等。
②对每一类联接方式均具有多类联接结构。借助改变联接方式及联接结构获得不一样的结构方案。
1.6尺寸变元法
尺寸包含长度及角度等，借助改变零部件和构件的尺寸可获得一样的机械结构。
1.7工艺变元法
结构设计和工艺有着异常紧密的联系。鉴于零件的制造工艺不一样，零件与机械的制造费用、质量和性能也会不一样，进而影响机械设备的结构。
2机械结构应注意的防腐蚀细节
机械结构的防腐蚀设计对于机械结构的创新及优化而言具有至关重要的意义，为了更好地完成机械结构的优化，各机械设计企业在进行机械设计的过程中理应注意如下防腐蚀细节：
①必须确保设备的机械结构于停车期间完全空干，以防止因介质残留淤积而造成的腐蚀。
②防止间隙结构的出现，以杜绝腐蚀介质的入侵。
③高温及高质量浓度将导致沉淀物及冷凝物的出现，进而增加腐蚀几率，因此设计人员在结构设计时必须避免此类现象的出现。
④异类金属接触可能导致接触性腐蚀出现，因此设计人员在进行结构设计时理应尽可能地将异类金属有效地隔绝开来。
⑤避免高速流体接触流道壁面，以降低侵蚀腐蚀。
⑥遵守最小化表面积原则，也就是说在容积一样的情况下让结构被腐蚀的表面积最少，比方说球体结构最好，其次便为圆柱体。
3机械结构创新设计与变元法应用
我们在对某一结构的设计方案展开评价时，理应对其将带来的经济效益、所具有的工艺性、技术可行性等相关指标进行综合的考量，随后从诸多备选结构方案中选出最佳的结构方案。在机械结构方案已然确定的情形下，也可对重要结构或零件展开不同变元的研究，甚至于变元间展开综合的联合修改，已实现优化设计的目的。此外，也可选用某些数学模型，之所以建议大家选择数学模型，主要是由于数学模型能够较好地介绍结构设计中的尺寸及数量变元，同时还能够对材料变元展开间接的介绍。
以机械设备的不同要求及特征为依据，综合使用不同变元，使用设计人员掌握的经验和知识，借助创造性思维的方法，设计出不一样的机械结构。比方说如下转盘结构。
在以上三大结构图里，假如把结构设计方案1（如图1所示）里的锥齿轮间与主轴承二者之间的位置进行调整，且借助调整位置变元，接着再改变水平轴位置的左轴承形状，即借助更改形状变元后得到结构设计方案2（如图2所示）。假如更改方案1里的主轴承及齿轮的尺寸、大小与数量，且借助调整二者的数量变元与尺寸变元，随后再调整齿轮构件及轴承零件的位置，再改变位置变元，即能够得到设计方案3（如图3所示）。从以上分析上我们可以得出这样一个结论：即以上三大不同类型的转盘结构方案都可采用变元法较好的实现。如果进一步运用变元法，同样可以获得更多类型各异的结构设计方案。
借助对比以上三大结构方案，综合研究社会效益可行性与制造工艺等诸多内容，我们可以得出这样的结论：方案2系三大方案中最佳结构组合。某一机械结构方案的综合评估，理应以实际使用效果充当最后评估的事实依据。如果对转盘结构里的齿轮构件展开进一步的可行性分析与优化设计，同时对滚动轴承和齿轮工作展开弹性流体压研究，接着实施精密计算，均能够为改善转盘结构设计提供诸多参考数据。
4结语
深入分析机械创新结构设计对于机械行业的发展而言具有举足轻重的作用，它不仅能够更好地满足当前社会对机械设备不断升高的要求，实现各类机械零件的最佳组合，同时还可以推动机械行业的可持续发展。因此各机械设计企业理应在机械设备设计过程中充分采用创新设计理念，寻找最佳结构设计，以设计出更多的结构方案，推动企业自身的发展，最终促进社会的良性发展。
参考文献：
[1]徐慧勇.浅析机械结构设计中的创新设计[J].黑龙江科技信息，2010，（30）.
关键词：机械工程类专业；创新能力；课程体系
作者简介：张桂菊（1979-），女，布依族，贵州贵阳人，邵阳学院机械与能源工程系，讲师；肖才远（1979-），男，贵州威宁人，邵阳学院城市建设系，讲师。（湖南邵阳422000）
基金项目：本文系湖南省普通高等学校教学改革研究项目“湖南邵阳学院教学改革研究项目”（项目编号：2009JG26）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）08-0022-02
在科技迅速发展、综合国力竞争十分激烈的当今时代，培养大学生的创新精神和创新能力具有十分重要的意义，已愈来愈成为时代的要求。改革开放以来，机械工业取得了稳定、快速的发展，同时对机械工程类专业教育提出严峻的挑战。根据本院制定的创办“优势突出、特色鲜明、水平较高，位居省内外同类院校先进行列的地方性、教学型、综合性大学”的办学定位和培养“素质高、基础好、知识广、能力强、有个性、会创新的应用型高级专门人才”的培养目标。结合邵阳学院机械工程类人才培养的实际，培养学生的创新能力作为邵阳学院大学生的重要培养目标之一，针对机械工程类创新型人才的专业特点，邵阳学院机械工程类专业探索出一条科学、完善的机械工程类大学生创新能力培养的路子。本文从创新型人才培养课程体系、实践创新体系等方面构建机械工程类大学生创新能力培养模式，使邵阳学院能培养出具备素质高、能力强、会创新的应用型高级机械工程专业人才。
一、机械工程类创新人才培养的意义
科学制订创新型人才培养体系对培养什么类型的人才有很大的作用。过去机械工程类专业的课程体系过度注重基础课和专业课，而忽视了学生兴趣爱好、个性特长方面的课程。教学内容则往往过分依赖教材，着重强调基础知识、基础理论传授。对于科学技术的发展前沿，教材往往相对滞后。对学生往往采取“填鸭”式的教学，学生注重死记硬背，拼命忙于应付考试，培养出来的学生高分低能，缺少灵活性，缺少创新精神。所以，制订创新型人才培养体系时，始终坚持学生全面发展的教育观，坚持促进学生思想道德、科学文化和身体心理等素质的全面发展，注重知识、能力与素质的协调发展。
二、构建机械工程类专业创新型人才培养课程体系
创新型人才培养课程体系主要是由人文素养和科学态度相结合的通识教育平台、多学科综合交叉构成宽厚的学科基础教育平台、精深的专业知识和渊博的文化修养并重的课程模块所构成。
通识教育课程平台包括自然科学基础知识、人文社科基础知识、文体艺术修养知识、应用科学技术知识与基本技能等有机结合，改变过去教学内容偏窄、知识结构单一的格局。主要课程有中国近代史纲要、形式与政策、品德与法律、体育、健康教育、大学英语、大学语文、高等数学、大学物理、计算机基础、演讲与口才、技术经济学、企业管理等。主要培养学生适应社会与进入社会后发展需要的通识教育知识，培养学生对时代和社会发展规律的正确认识，提高学生的道德情操，树立正确的人生观、价值观和发展观，培养学生的经济意识与政治意识，提高学生的科学文化素养，促进学生的全面发展。
随着现代工业化进程的飞速发展，现代工程逐渐凸显创造性、综合性、社会性、复杂性等特征，未来工程师在“非工程”方面面临的挑战越来越大。工科大学生在业务素质方面要加强与民族意识、工程意识、经济意识的融合，并处理好人与社会、人与自然、自身发展与社会协调发展的关系。因而，必须进行多学科综合交叉学科基础教育平台，即涵盖机、电、液知识、检测技术、控制技术、制造技术与经济管理技术的宽厚的基础课程体系。主要课程有机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学、计算机接口与应用、机械制造工艺、电工电子技术、热工原理、液压与气动技术、控制工程基础、工程检测技术、汽车工程学、企业管理等。旨在加强学科基础教育，拓宽专业口径，培养学生对未来工作的适应性，增强自我发展的能力。
根据学生的兴趣、专长、发展方向和社会需求，按专业大类招生，分专业方向培养。基于精深的专业知识和渊博的文化修养并重的原则，对专业课程学时减少的同时，课程内容进行精炼，突出应用广、水平高、效果好的特点，对现代制造技术、机电一体化、热能工程、模具设计制造、汽车与内燃机、制冷与空调6个专业方向的专业课程模块结构进行优化，在每个专业方向均设置特色课程和探索性课程，针对发展学生个性和增强学生就业竞争性开设部分选学课。
高素质的机械工程类专业创新型人才不但要具备从事工业产品的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的创新型、应用型人才的能力，同时还要具备一定的管理协调能力。因而，构建创新系列课程模块要基于工程实际，注重培养学生的创新设计能力。结合机械工程学科发展前沿、创新理论与方法的学术前沿，着眼于整个机械系统，开设课程有机械原理与机械设计、产品技术创新、现代设计方法、CAD技术、机电系统动态仿真、机械优化设计、有限元分析、机械系统创新设计、工业机器人等课程，涵盖了创造学、创新设计的基本理论与方法。一方面为学生提供夯实的理论知识，另一方面用现代机械设计理论与技术通过大量工程设计去实践，为以后学生解决实际问题的能力奠定扎实的基础。
三、构建工程类专业创新型人才培养实践创新体系
实践环节是机械工程专业教学中的一个重要教学环节，在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用。单靠理论教学是不能内化成学生创新能力。在教学中要与生产相结合，将科研活动引入教学，加强工程实训和学生课外科技创新活动，使学生知识来源渠道多样化，能力培养多元化。注重学生的竞争意识、创新意识、社会责任感和综合实践能力的培养；不断完善以培养学生综合素质、提高工程实践能力、工程设计能力和创新精神为主要目标的工程实践教学新体系。
实践基地已建立了一整套完善的实践教学管理、岗位聘任及培训等制度。在此基础上，顺利实现了人事改革，通过竞聘上岗，拥有实验专职技术人员9人，其中高级职称3人，中级职称5人，初级职称1人；教学仪器设备852台（套），总值达901.36万元。按照工程模式进行实践基地的设计与规划，重视学生的工程能力、应用能力及创新能力的培养。按照省级示范建设实验室、省级重点实验室的建设标准来进行规划和设置。整个实践基地分成三大块：动力机械实训基地、基础实训基地、动力机械创新实训基地和专业实验场地。
动力机械实训基地包括金工实习基地和动力机械拆装实训基地。机械实习工厂基地以数控设备为主，每年能承担实验教学任务达16000人次，除了承担正常的实验教学任务外，还承担数控操作的认证培训工作，学生在数控课程、数控实习的基础上通过考试可获得资质证书，有利于培养学生的应用能力及就业竞争力；动力机械拆装实训基地包括机械产品拆装、机电产品拆装、模具拆装、制冷设备拆装、内燃机拆装以及拆装准备间，每年可承担拆装实训教学任务达2000多人次。
动力机械基础实训基地包括工程力学模块（理论力学、材料力学）、金属材料及热处理模块（互换性及测量技术、金属材料热处理）、传动与控制工程模块（控制工程基础、微机原理与接口技术、液压与气压传动、机电传动控制、PLC等）和热工基础实验模块（工程热力学、传热学、流体力学、工程测试技术、能源与环境）。每年可承担实验教学任务达32000人次。并对实践内容进行重组，实践手段和内容体现了先进性、综合性及设计性。
动力机械创新实训基地包括机械创新模块（机械原理、机械设计、机械创新设计）、机械工程软件实训模块（AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等）、虚拟实验模块。以前实验要求给学生提供详细的指导书，让学生机械地去验证。这样，验证性实验极大地束缚了学生的手脚，使学生的思路打不开，也造成一部分学生的依赖思想。针对这种情况，我们提供了各种虚拟传动零件、机构及各种仿真软件，为学生自行设计和组合创新机构提供了良好的条件，不向学生具体提出要求，只提出需实现的功能，学生通过各种虚拟实验机构验证创新实践成果，并通过机械工具制作出产品模型。整个实训过程学生独立做出，自己编写和总结实验报告。这种实验方式以设计为主线，注重创新设计能力培养，提高学生方案设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。
专业实验场地包括机械工程实验模块、热能工程实验模块、车辆工程实验模块、材料成型实验模块，承担了三个机械工程类专业、六个培养方向的专业实验教学任务，每年可承担实验教学任务达11000人次。
四、创新实践教学成果
根据以上内容构建的大学生创新能力培养体系在机械工程类专业实践近两年来成绩显著。到目前为止，邵阳学院热能与动力工程专业、机械设计制造及其自动化专业入选教育部第一类特色专业；动力机械及工程学科被评为湖南省“十一五”重点建设学科；小型内燃机及先进制造技术被评为湖南省高校重点实验室，发表学术论文40余篇。现承担包括国家自然科学基金项目、湖南省重点科研项目、湖南省自然科学基金项目在内的省部级以上项目3项。学生参加全国大学生节能减排竞赛、湖南省挑战杯竞赛和湖南省第三届大学生机械创新设计大赛等大赛取得优异的成绩，2008年获得湖南省第三届大学生机械创新设计大赛一等奖2项、二等奖1项；2008年荣获第八届湖南省大学生挑战杯课外科技作品竞赛三等奖1项；2009年获得第二届全国大学生节能减排竞赛三等奖1项，2009年获得中南地区港澳特区第四届大学生机械设计制造创新大赛二等奖1项；2010年第四届“挑战杯”湖南省大学生创业计划竞赛金奖1项、铜奖3项。2009年“挑战杯”比赛中获得全国三等奖1项。2009年教育部、住房和城乡建设部高等学校土建学科专业指导委员主办的第一届“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技术竞赛在邵阳学院举行，学校成功地承办了该项大赛，并获得了大赛唯一的特等奖。在今后的工作中我们将继续探索地方院校机械工程类专业大学生创新能力培养体系的构建问题，进一步完善培养体系，推广所取得的成果。
参考文献：
[1]周仲魁,夏菲,梁丽萍,等.构建大学生科技创新体系的探索与实践[J].东华理工学院学报(社会科学版),2007,26(1):49-52.
[2]蔡苇,余波,兰伟.大学生科技创新活动存在的问题与对策[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2007,(6):165-166.
[3]李郁峰,陈念年.地方院校计算机本科人才创新实践能力培养的一种有效模式[J].计算机教育,2009,(10):12-14.
关键词：农业机械；环保节能；设计
中图分类号：TP241文献标识码：ADOI：10.11974/nyyjs.20150501054
农业机械的创新发展是我国社会发展的重要保障，加快农业机械环保节能的发展速度，对我国在农业国际上的竞争有重要的意义。现代的农业机械设计，应逐步加强对环保节能方面的重视，从而实现农业机械的发展与创新，为农业的进步创造有利的条件。
1农业机械的环保节能设计方法
1.1成本的分析和材料的选择
材料的选择决定了农业机械废弃后污染的程度，因此在设计农业机械时应注意选择污染小的材料，以便于废弃之后可以再利用，从而保证环境的清洁。材料的选择是农业机械环保节能设计的关键，应选择对环境无污染的并且资源丰富的材料，以确保人们生活环境的洁净，提高人们的健康指标[1]。
1.2加强农业机械的易拆卸设计
农业生产要求农业机械的组件要简单，易拆卸。以便于在使用过程中无论出现任何问题，都可以及时解决，确保生产过程的顺利进行。简单化的机械设计，可以节省生产成本和组件材料，实现农业机械节能环保的目的。
1.3农业机械发动机燃料的选择
发动机燃料的选择是农业机械环保节能的核心所在，清洁能源如太阳能的合理使用，可以降低农业机械对生活环境所产生的污染，避免产生温室效应。
2农业机械的环保节能设计优势
2.1农业机械环保节能的生态环境优点
农业机械加强环保节能意识对生态环境具有积极作用，限制农业机械污染气体的产生，提升环境空气质量的同时，增加农业产品质量。如今，农民普遍使用农业机械进行土地的耕种，因此必须注重农业机械的环保节能设计，降低环境污染。例如，在利用农业机械进行施肥的过程中，只有提升环保节能设计，才能有效降低因化肥挥发而造成的周边环境受到严重污染的情况，从而降低农业耕种过程中对生态环境造成的负面影响。因此，加强机械节能环保设计意识，有助于提高农业产品质量，实现维护生态环境的目标[2]。
2.2农业机械环保节能的经济优势
农业机械的环保节能设计改善了原有的施肥过程中过度浪费等问题，节约了农业生产成本。新型环保节能农业机械在减少化肥用量的情况下，降低了生产开销，限制了在生产过程中一些不必要的开支。环保和节能是全球农业生产奋斗的目标，因为它使农民的利益得到有效的保障，拓宽了农业生产的发展空间，同时发挥了其在农业生产中的经济优势。
3农业机械环保节能设计的发展前景和未来展望
为了社会的可持续发展，环保节能在农业机械设计中的应用势在必行。环保节能是人类健康生活的有效保障，也是推动农业技术发展的前提。因此要促使环保节能成为农业机械设计的核心，改善旧的农业机械出现的漏洞，促进农业技术发展的同时，提高农业产品的生产质量和人们的生活质量。国家应对农业机械的创新持肯定和支持的态度，鼓励环保和节能在农业机械中的应用，为我国的经济发展提供有利的条件[3]。
环保和节能是经济发展的核心内容，在农业机械设计中应将此理念加入其中，使其实现在农业机械设计中的全面落实，充分发挥其在农业机械设计中的优势，从而提升我国的生态环境保护和社会经济效益，全面发展绿色食品，为农业生产的未来做好铺垫。
4结论
维护绿色环境是全球关注的焦点，也是人类健康发展的基础。要顺应社会发展趋势，农业机械设计就必须注重环保和节能意识，将环保和节能作为农业机械设计的根本，将其运用到机械设计中的每个关键环节，从而确保环境的维护和社会的不断发展。在农业机械设计中，应强调环保和节能，确保环保和节能在农业机械设计中的应用，充分发挥其优势，从根本上解决旧的农业机械出现的问题，从而促进农业生产的快速发展。并且通过加强环保和节能意识为人们营造出一个健康的生活环境，促进经济的可持续发展。
参考文献
[1]刘慧敏.浅谈农业机械的环保节能设计[J].中国农业信息科学院，2011，105（35）：150-155.
[2]张佳丽.浅谈农业机械的环保节能设计[J].黑龙江省农副产品加工机械化研究所，2014，315（12）：106-109.
随着教育改革和素质教育的发展，创新教育已成为现阶段工程教育的核心内容，要求各大院校培养出具有创新意识、创新能力以及创新精神的高素质人才。开展机械创新设计教学是工科院校进行素质教育实践的基本要求，同时也是加强学生创新设计能力培养的根本途径。学校作为人才培养的重要场所，如何接近同企业之间的距离，提高学生的就业率，加强创新人才的培养尤为重要。这些都需要学校对现有的机械创新实验模式进行改革，将学校的实验教学课程同工厂的实际操作相联系，加强学生创新意识的培养，这对现代教学改革具有非常重要的意义。
二、机械创新设计教学开展的策略
1.更新传统教学观念
随着高新技术的发展，机械工程以及机械制造等行业也发生了较大变化，以计算机为代表的高新技术向机械行业渗透，现代的机电产品向着机电一体化的方向发展，这就需要对传统的机械课程进行调整。所以，课程设置方面需要建立以科学技术应用为辅助的科学体系，加强机械类专业教学的系统规划。在机械创新设计教学中，不同学校在系统教材的编写方面都做了大量的工作。从理论教学到实践教学，从课内教学到课外教学，都需要编写相应的教学大纲。在课程内容、课程设计、课程实验等方面创新内容，改变传统的教学思想和教学方法，将传统教学中以理论知识的传授为主的教学方式改变为以创新能力培养为主的教学方式。
2.加强学生创新能力的培养
学生创新能力的培养是机械创新设计教学的关键，也是提高教学质量的基本条件。一方面，学校实验室的规划要以机械类应用型人才培养为依据，加强实验设备经费的投入，可以通过为企业服务的方式获得企业的支持，加强资源共享。另一方面，在实验内容的安排和选择方面，改进陈旧的实验内容和实验手段，加强创造性实验和综合性实验。实验教学中发挥学生的主动操作能力，教师对学生的实践操作进行指导。同时，废除由教学人员包办，学生观察记录式的教学方法，加强现代教学方式的应用。
3.建立创新设计教学实验室
对于学校普遍存在的机械創新设备缺少的现状，应该加强虚拟仪器技术的应用，建立机械创新虚拟实验室。虚拟实验室不仅能够帮助学生消除因实验设备缺乏带来的影响，还能够减少学生因盲目操作对机械设备造成的损害。采用机械仿真运动分析方法能够获取重要的实验信息。
4.加强机械设计教学成果的创新
在机械创新设计教学中，创新理念、创新思维以及创新设计方法都是教学的重要环节，学生只有参与创新设计实践，才能够加强基础理论知识的应用，以此解决实际生活中的问题，培养学生的创造能力。因此，机械创新设计实验教学对学生理解课程教学内容，学习教学知识有重要作用。学生只有自己动手进行机械拆装和创造设计，才能够根据自己的思维方式和设计理念设计出不同结构形式的作品，使同一类型的作品拥有不同的运动功能和运动性能。由于学生之间的个体差异性，每个人的设计作品都具有独创性，其设计作品也有多种形式。教师在完成课程教学任务的同时也必须完成设计创作工作任务，需要对学生的作品给出相应的考核成绩。
加强机械创新设计教学改革对创新型人才的培养有很大帮助，能够巩固学生的专业知识，增强学生的学习兴趣，有利于挖掘学生的创新设计潜能，最终培养学生分析问题和解决问题的能力。为此，教师应该更新传统的教学观念，加强现代科学技术在教学中的应用，通过多样化的教学方式提高学生的实践能力和工程意识，使机械实验教学取得良好的教学效果，使学校工科教学上升到一个新的台阶。
参考文献：
[1]金鑫，李倩文，杜新武，等.《机械创新设计》教学改革与实践[J].农业工程，2015，5（5）：105-107.
关键词：机械设计教学体系创新
机械设计是机械类专业的一门重要技术基础课程，能够培养学生的工程设计能力。因此，应当加大机械设计教学体系的创新力度，培养学生具有分析、解决工程问题，设计、创造新的机械装备的能力，为国家培养更多机械设计创新性人才。
一、目前机械设计教学体系存在问题
目前机械设计教学体系主要出在以下几方面问题：①教学内容过于庞杂。目前，机械原理和机械设计是解析设计教学的课程内容，同时机械设计也包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及到的知识面相对较广，同时教学内容也相对零碎，且与其他课程存在较多交叉重复，例如机械设计教学中的螺纹联接、键联接等相关教学内容明显与少而精的教学原则相悖。如减速器的类型、样式和设计参数要求和机械制图中的减速器设计相关知识存在着较高的重复率，既失去了机械设计的学科特点，同时又浪费了教学时间。②无法适应时代的快速发展。目前，很多院校的机械设计教材存在着内容庞杂、理念陈旧、脱离工程实践、跟不上时展以及深度不足等问题。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求，同时也应当具备系统性。社会性以及经济性，并能够随着社会的发展，提出更多满足实际生产需要的新设计理论和设计方法。目前，很多院校的机械设计教学对设备结构、设备的强度和运动学更新等相关技术内容较为注重，在一定程度上忽视了能源、环境方面知识在教学中的渗入以及安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，导致机械设计理论教学与实践之间出现严重的脱节。③教学方式过于陈旧、落后。一些院校在教学过程中在机械设计教学中仍然采用教师将书本知识和相关原理一讲到底，学生对知识死记硬背的传统灌输式教学方式，并未在实际教学中辅以相关知识或原理的挂图来进行补充讲解，以加深学生的相关知识或原理的理解，同时缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学，也并未留给学生进行问题独立分析和思考的时间，在一定程度上影响学生对课堂相关知识或原理的理解和掌握，同时在一定程度上还阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此，应当对机械设计教学体系进行创新。
二、创新机械设计教学体系措施
（一）调整教学内容
院校开展的机械设计各项教学内容都应当紧贴实际，注重整体性、实践性以及创新性。目前，很多院校的机械设计新生缺乏机械方面相关基础知识，因此，机械设计在教学中应当调整教学内容，坚持适度、够用的教学原则，避繁就简、突出重点、深入浅出。一方面，应当做到精简，对机械设计教学的传统性、叙述性内容进行压缩，尽量减少机械设计教学中相关理论知识的重复，同时在相关教学环节中，如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等教学环节，融入机械教学相关理论知识。另一方面注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，可以将理论力学、材料力学与机械零件的相关知识点进行整合。此外，在机械设计的教学过程中还应当注重知识点的增设。在充分考虑知识点的系统性和完整性时，可以增设以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，使学生全面认识现代机械，以适当前生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。
（二）加强学生能力培养
机械设计是一门极具实践性的课程，在进行过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生的技术应用能力为主要教学目的，同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。在实际教学过程中，教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式，在讲解相关理论知识或原理时，注重培养学生总结结论的能力，同时在相关知识或原理的讲解时融入其在实践中的应用，坚持产、学、研相结合的方向，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。
（三）创新教学方法
目前，大多数院校都是面向全国招生，导致机械设计学生的相关实际机械知识参差不齐。因此，在机械设计的实际教学过程中，应当注重教学方法的创新。教学在教学过程中应当加强直观教学，在学生学习相关理论知识或原理的同时，让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸，提高学生相关知识或原理的实践性。同时，教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术，并借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，来开展机械设计的现代化、立体式教学。此外，教师在机械设计的实际教学中，应当尽量减少相关知识或原理的理论推到，同时运用例证来讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。
结束语
目前，我国机械设计教学体系仍然存在着教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发以及教学方式过于陈旧和落后等问题，因此，在机械设计实际教学过程中，应当调整教学内容，加强学生能力培养，同时不断创新教学方法，为国家培养更多机械设计创新性人才。
参考文献：
[1]韦林，陈勇棠，刘驰等.机械创新设计能力培养的探索与实践[J].机械职业教育，2009，（10）：13-14，28.
[2]徐广红，刘静，付群峰等.基于创新能力培养的机械设计类课程教学体系改革与实践[J].江西理工大学学报，2009，30（2）：61-63.
[3]付晓莉，张伟杰，车江宁等.机械设计实验教学体系的创新与实践[J].实验室科学，2009，（4）：20-22.
[关键词]现代化机械设计创新方式
[中图分类号]S23[文献标识码]A[文章编号]1003-1650（2016）08-0228-01
在现代化机械设计过程中，要想更好的提升设计质量，就要做好创新工作，根据对机械庞大硬件的分析，逐渐的革新设计原则，创新设计方式，将设计与创新相互结合，跟上时展的步伐，进而提升设计企业与制造企业的经济效益。
1现代化机械设计创新意义
机械设计是一个较为复杂的工作，在现代化机械生产需求的分析中发现，客户对机械设计的要求越来越高，这就需要相关设计人员重视自身工作，创新机械设计思想，突破传统的设计思维形式。在此种情况下，对机械设计进行创新，不仅可以有效提升机械设计效率，还能达到优化设计的标准，这样就可以减少设计图纸缺乏参考性的问题，使其向着良好的方向发展。同时，在设计优化之后，设计人员会树立正确的设计理念，不断完善自身工作，提升自身专业化水平，保证不会因为专业素质低的问题对其造成不良影响[1]。
2现代化机械设计创新方式
要想更好的对传统设计模式进行突破，就要重视设计创新方式，为机械设计人员树立正确的设计理念，满足现代化机械设计的需求，不断完善设计方式，为其发展奠定良好基础。具体现代化机械设计创新方式包括以下几点：
2.1树立正确的设计创新理念
创新理念的树立，对于设计人员的创新思维有着极大的影响效果，设计人员在树立正确创新理念时，必须要保证做到以下几点：
2.1.1设计创新具有独特性
设计人员敢于实施创新工作，打破传统设计常规，选择切合实际的创新方式，利用先进的创新原理实施工作[2]。同时，还要重视设计创新机构、功能等，使创新出来的设计产品具有一定的独特性，创新方案更加新颖；
2.1.2要保证设计创新的实用性
机械设计人员在实际创新的过程中，对市场情况加以分析，保证所设计出来的产品，不仅具有较为良好的实用性，还要具有可生产性，进而提升设计创新效率；
2.1.3设计创新具有突破性
机械设计人员在创新的时候，必须要敢于想象，走出传统的定向思维，善于利用新兴技术，不断的提取新设计原理，使机械设计领域打开全新局面；
2.1.4要保证创新工作的联动性
机械设计人员的创新思维要具有一定的联动性特征，例如：横向思维、纵向地位以及你想思维等，此类思维要求设计人员从不同的设计角度出发，不断的完善自身设计方案，以期达到良好的设计效果[3]。
2.2机械设计优化
现代化机械设计优化就是利用数学规划理论为设计基础，将电子计算机作为设计工具，在充分考虑各种因素的基础上，设定完善的优化方案，保证达到设计目标。优化设计，就是在对现代化机械设计创新方式进行比较之后，选择较为先进的一种设计方法，然后利用先进设计方式，建立较为完善的计算系统，进而提升设计效率，满足时代的发展需求[4]。
国家现代化机械设计优化研究到目前为止，已经取得了较大的进步，并且开发出了先进的优化设计程序，但是，在程序应用方面，还没有得到一定的普及，这对机械设计发展而言是较为不利的。因此，相关设计人员在优化设计的过程中，必须要重视各类先进程序的应用，保证创造与革新机械设计工装，在原有设计工作的基础上，达到设计水平新高度[5]。
机械设计优化，需要设计人员考虑到综合因素以及机械制造情况，全面、系统的分析设计问题，采取有效措施解决问题，保证在获取精确性数据的情况下，缩短设计周期，例如：设计人员利用CAD设计方式，提升机械设计质量，使机械设计工作传统模式得以摒弃。
2.3机械设计变型设计
机械设计变型设计，就是在原有的机械产品上，创新开发新的产品，使机械零部件的规格更加标准，进而满足大众的使用需求。设计人员必须要对机械产品的尺寸、性能等进行改造，机械产品功能以及原理是不变的，相关设计人员在实施设计工作之后，必须要重视产品设计变型需求，使产品扩展功能得以实现。
根据对机械产品三维参数的分析，相关设计人员必须要重视产品变型设计的拓扑、尺寸以及工程的约束，根据约束机制不断完善变型设计工作，在提升三维参数应用效率基础上，对模型驱动后的工程图等信息进行封信，保证不会出现影响设计质量的问题。
2.4机械设计反求设计
机械设计反求设计的研究，必须要重视以下几点关键技术的分析：首先，在测量的过程中，要选择实用性较高的测量方式与测量设备，保证不会出现误差问题，提升测量精确度，减小误差值。其次，要利用单位重构方式实施工装，引进先进的软件系统，保证能够有效提升计算的精确度，避免出现影响计算正确度的问题。再次，要不断引进先进的产品模型技术，构成较为完善的装配体系，进而提升装配效率，使设计工作向着较为良好的方向发展。
3结语
现代化机械设计创新方式，不仅影响着机械制造业的发展，还对人们的生活质量产生一定的影响，因此，在优化设计的过程中，必须要重视机械设计优化方式，引进先进技术实施设计工作，保证设计出来的产品具有一定的实用性。同时，还要重视设计人员的专业素质，阶段性的对其进行专业知识的培训，使其掌握先进设计技能，优化设计工作，为设计行业的发展奠定良好基础。
参考文献
[1]杨海荣.现代机械设计的创新方法研究[J].机电信息，2011（18）：161-162.
[2]刘瑞，张延龙.现代机械设计的创新方法研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（26）：757.
[3]朱庆波.现代机械设计的创新方法研究[J].中国机械，2014（15）：142-142.