創(chuàng)新應用型人才培養(yǎng)與學科競賽201510

機械科技制作

與

綜合能力培養(yǎng)主講：孫亮波博士，副教授E-MAIL:SUNLB1979@163.COMM-PHONE座內容：1，學科競賽的重要意義2，機械類學科競賽簡介3，機械科技作品制作流程4，綜合能力培養(yǎng)5，學生大學四年規(guī)劃6，教師如何參與和實施7，第七屆機創(chuàng)大賽主題解析之我見1，機械創(chuàng)新設計團隊取得的成績

1，

2009年第三屆全國計算機仿真大獎賽三等獎；2，

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

2009年廣西首屆機械創(chuàng)新設計制造大賽一等獎；4，

2009年第四屆中南地區(qū)暨港澳特區(qū)機械創(chuàng)新設計制造大賽一等獎；5，

2010年第四屆全國機械創(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年第二屆廣西大學生創(chuàng)新設計大賽一等獎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)機械創(chuàng)新設計制造大賽三等獎；9，

2011年全國三維數字化創(chuàng)新設計大賽全國總決賽二等獎；10，2012年第五屆全國機械創(chuàng)新設計大賽廣西一等獎1項排名第一，（全國一等獎），二等獎1項；10,2012年中國-桂林創(chuàng)新創(chuàng)意文化節(jié)創(chuàng)意設計大賽；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，直接參與本團隊各種競賽的學生超過40人，近3年本專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生均出自本團隊。1,致每一個夢想成功的機械學子---為什么要參與機械科技制作？1，從長遠看，參與機械科技制作，將今后進入社會和企業(yè)從事的產品研發(fā)環(huán)節(jié)提前到大學階段進行，積累相關經驗，有助于早日成才。2，與理論學習相輔相成，有助于提高學習興趣和學習效率。3，改變對大學階段學習的觀念，獲得的榮譽證書將有助于找到理想工作。2，機械專業(yè)相關競賽介紹

全國機械創(chuàng)新設計大賽---全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽于2007年、2008年和2010年連續(xù)三次獲批為教育部和財政部聯(lián)合資助的大學生競賽項目，現(xiàn)已成為最具影響的全國大學生競賽項目之一。全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽的目的在于引導高等學校在教學中注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新設計意識、綜合設計能力與團隊協(xié)作精神；加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求通過創(chuàng)新思維，進行機械設計和工藝制作等實際工作能力；吸引、鼓勵廣大學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”全國大學生課外學術科技作品競賽（以下簡稱“挑戰(zhàn)杯競賽”）是由共青團中央、中國科協(xié)、教育部、全國學聯(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”競賽始終堅持“崇尚科學、追求真知、勤奮學習、銳意創(chuàng)新、迎接挑戰(zhàn)”的宗旨，在促進青年創(chuàng)新人才成長、深化高校素質教育、推動經濟社會發(fā)展等方面發(fā)揮了積極作用，在廣大高校乃至社會上產生了廣泛而良好的影響，被譽為當代大學生科技創(chuàng)新的“奧林匹克”盛會

“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽，類似科技作品競賽，可以是產品，也可以是研究論文或調研報告。

創(chuàng)業(yè)計劃競賽起源于美國，又稱商業(yè)計劃競賽，是風靡全球高校的重要賽事。它借用風險投資的運作模式，要求參賽者組成優(yōu)勢互補的競賽小組，提出一項具有市場前景的技術、產品或者服務，并圍繞這一技術、產品或服務，以獲得風險投資為目的，完成一份完整、具體、深入的創(chuàng)業(yè)計劃。全國三維數字化創(chuàng)新設計大賽---全國3D大賽以“推動3D技術普及、提升自主創(chuàng)新能力”為主題，以“以賽促教、以賽促訓、以賽促用、以賽促新”為宗旨，以“學3D！用3D！我創(chuàng)造！我快樂！”為口號，旨在推動3D技術應用發(fā)展、引領3D新興戰(zhàn)略產業(yè)、促進創(chuàng)新人才培養(yǎng)、踐行創(chuàng)新型國家建設；加速中國從“制造大國”到“創(chuàng)造大國”轉變，更好地為經濟發(fā)展方式轉變和產業(yè)轉型升級服務。全國3D大賽以“三維數字化”與“創(chuàng)新設計”為特色，分大學生組、職業(yè)組與產業(yè)組三大組別，設立工業(yè)與工程方向（工業(yè)設計、機電工程結構設計、逆向設計、工程分析、工業(yè)仿真、模具設計、數據編程、數字建筑BIM等）、數字表現(xiàn)方向（工業(yè)設計、CG與數字藝術、影視動漫、游戲與虛擬現(xiàn)實、建筑與室內外表現(xiàn)等）。

全國工程訓練綜合能力競賽---每兩年一屆，由大連理工大學工程訓練中心負責全國總決賽。該賽事為4人團隊設計并制作能完成走S行前行繞桿，以前行并繞桿數最多為優(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。近年增加了對設計方案和工藝文件制作合理性、機床實際加工操作等的考核。是一個對機械方案設計、機加工方案和實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物進行調整和實驗。

全國大學生創(chuàng)新訓練項目---通過實施大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃，促進高等學校轉變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式，強化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓練，提升大學生的綜合素質，增強大學生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應創(chuàng)新型國家建設需要、適應各行各業(yè)發(fā)展需要的高素質人才。大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃內容包括創(chuàng)新訓練項目、創(chuàng)業(yè)訓練項目和創(chuàng)業(yè)實踐項目三類。

創(chuàng)新訓練項目是本科生個人或團隊，在導師指導下，自主完成創(chuàng)新性實驗方法的設計、實驗條件的準備、實驗的實施、數據處理與分析、報告撰寫、成果（學術）交流等工作。

當然還有其他的一些相關競賽，比如機器人足球賽、數學建模大賽、各級各類機械創(chuàng)新設計大賽等。3，機械科技制作流程具體產品研發(fā)流程針對每個參賽小組的操作規(guī)程建議為：

1，設計和制作一個什么樣的作品？--向知識淵博、指導經驗豐富的老師請教并確定

2，實現(xiàn)這些功能有哪些途徑和方法？--產品對比、技術聯(lián)想、知識擴展與應用，機械系統(tǒng)運動方案設計

3，運用專業(yè)知識，分析、計算和設計出圖--科學技術，應用為先，我們?yōu)槭裁磥泶髮W？為什么要學習專業(yè)知識？

4，制作視頻、PPT，答辯選拔—介紹作品，宣傳團隊

5，制作加工工藝卡，購置材料，加工制造，安裝調試—實踐出真知，實踐與理論相結合，強調動手能力和解決問題能力

6，制作參賽文件，模擬答辯，準備參賽--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，問題包含了整個產品制作過程的所有環(huán)節(jié)的技術難點。口才好算不算綜合能力？

內涵：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)表達能力、團隊協(xié)作能力等。專業(yè)知識能力

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

學過機械原理的同學都知道，實現(xiàn)一個簡單的動作不止有一種方法，一旦功能復雜一點的產品，其可實現(xiàn)的方案就呈幾何級數增加，隨著新技術、新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，有時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、合理的方案，并論證之，必須具備一定的專業(yè)基礎知識。通過學好專業(yè)基礎知識，熟練掌握一個簡單功能的實現(xiàn)方法，就具備了從事復雜系統(tǒng)、多功能產品的組合設計能力。

在學習一門機械專業(yè)理論課程時，由于實踐環(huán)節(jié)相對較少，學生往往會有一些疑問：學這門課程有什么用？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生有深刻的理解和認識，通過參與科技制作，學生學習到怎樣用專業(yè)知識去認識機械世界，如何去分析一個產品的優(yōu)劣，已經學到了哪些專業(yè)知識，還需要學習和補充哪些專業(yè)知識等。（將畢業(yè)后的技術工作提前到學校進行，該培養(yǎng)模式是當前世界教育界的共識。）

興趣是最好的老師，學生從創(chuàng)作中體驗到樂趣，更加激發(fā)其學習專業(yè)知識的積極性。當指導老師一步步引導學生走進知識的殿堂，接觸的范圍越來越寬廣，學生獲取更多專業(yè)知識的興趣逐漸提高，能力也隨之得到增強。

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

“科學技術，應用為先”，只有通過理論與實踐相結合，才能真正掌握知識的實際應用技巧。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、新產品的能力。創(chuàng)新過程是一個學習、消化、融合、創(chuàng)造的過程，也是一個不斷循環(huán)往復開拓性設計和思考的過程，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)新點和若干個小的創(chuàng)新點創(chuàng)新：產品新穎

功能新穎

技術實現(xiàn)手段新穎

一個機械作品是否優(yōu)秀、是否有市場，關鍵在于創(chuàng)新點。機構的設計是否新穎、巧妙，結構是否簡單、執(zhí)行可靠，產品的使用是否舒適、便利，與市場同類產品相比，是否功能多樣、性價比更高等，這些都是創(chuàng)新點的具體體現(xiàn)。創(chuàng)新設計方法:

發(fā)散與收斂（拉鏈縫合術與洗衣機的工作原理）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)場指揮與減速器設計）直覺與靈感（笛卡爾坐標系和元素周期表）機械產品的設計靈感

向市場要答案、用專業(yè)知識做基礎1，不要閉門造車，多渠道獲取各種信息和資料，重視市場調查和需求分析的第一重要性---以很高的標準和要求去設計作品，你的作品必定是優(yōu)秀的2，依靠團隊的力量，集思廣益（頭腦風暴），逐級提煉（個人-團隊-指導老師）3，機電不分家，從評審專家的角度思考作品（結構的復雜和設計的巧妙）4，優(yōu)秀作品比較貼合生產生活（角色轉換、需求分析，同類產品、相似特性的聯(lián)想，功能實現(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查的**創(chuàng)新作品賞析:具有擔架---推車---輪椅三個功能的救援變形金剛能實現(xiàn)人形行走、汽車構態(tài)下遙控奔馳，并可兩種構態(tài)可逆變形的汽車人—大黃蜂能擬合斗牛運動的斗牛士健身車設計四桿機構模擬劃船動作，多級增速實現(xiàn)能量轉化為電能的劃船節(jié)能健身器用于觀光游覽,可騎行和電機驅動的酷跑雙輪車

機械類產品在生產生活中幾乎隨處可見，對一兩處關鍵部位進行技術改進、或是幾個創(chuàng)新點組合成一個產品是可行的，所以機械創(chuàng)新設計與制作是“廣闊空間，大有可為”。

如何提煉機械創(chuàng)新作品：1）善于發(fā)現(xiàn)生活中的機械產品，研究分析其不足之處，加以改進，或根據生活中缺乏某類功能的產品而進行原創(chuàng)設計，要滿足實際生產生活需要，體現(xiàn)科技創(chuàng)造幸福新生活的原則；2）廣泛涉獵互聯(lián)網資源或創(chuàng)新設計作品集，從他人的作品中找到靈感，消化吸收后再創(chuàng)新，要體現(xiàn)新產品的新功能、新技術、實用性；3）對現(xiàn)有產品落后的功能舍棄，將多個功能揉合進一個產品，要注意多功能揉合后系統(tǒng)動力傳遞系統(tǒng)的干涉、協(xié)調設計。動手能力：

主要指運用機加工知識（如機械制造基礎—熟悉各類加工工藝、機械制圖—規(guī)范標準制圖、機械設計—各類零件的設計、數控加工—熟悉各類機床及可加工工藝等）和現(xiàn)有設備條件制作出實物模型，它將設計思想變成現(xiàn)實。

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

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