| 标题 | 基于“机械CAX”创新设计能力的竞赛平台构建 |
| 范文 | 叶炬锋 孙科锐 摘 要：构建竞赛平台，以赛促教，基于“机械CAX”创新设计能力，推动大学生参与到机械创新设计竞赛中，提高大学生的创新设计能力、工程项目实践能力和团队协作精神。 关键词：教学；改革；竞赛平台；创新能力 作者简介：叶炬锋，浙江同济科技职业学院讲师。研究方向：数控专业教学与研究工作；孙科锐，浙江同济科技职业学院。（浙江 杭州 310000） 基金项目：本文系浙江省高等教育课堂教学改革研究项目的研究成果。 中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2018）05-0100-02 CAX技術是CAD/CAE/CAM技术的简称，是数字化信息技术发展而形成的新技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强等特点，在计算机辅助进行机械创新设计中可以发挥较大作用。培养学生使用软件完成主要零部件的设计和总装图的绘制，熟练运用机械设计软件进行结构设计；创建机械零件的三维模型，确认零件设计结果后，进入装配设计环境；运用运动仿真和干涉检查，解决静态干涉和运动干涉问题；运用软件对零件或产品进行性能分析、预测和优化，培养学生的工程创新能力。 2005年起，浙江同济科技职业学院机电系学生积极参加教育厅所组织的机械人创新设计大赛、机械创新设计大赛、力学竞赛、工程训练综合能力竞赛和省团委组织的挑战杯竞赛，并取得了优异的成绩，通过这些竞赛极大地提升了大学生的创新设计能力、工程项目实践能力和团队协作精神。一、以竞赛促教学改革 机械类专业人才培养方案制定，要倾向于创新能力和实践能力的培养，构建“机械CAX”课程体系，将创新设计理念贯穿于整个教学中，增加多种渠道的实践环节，充分调动学生的学习积极性。通过计算机辅助设计及整套图纸的绘制，使学生完整体验到产品设计的要求和全过程，真正得到机械工程专业技能的训练；实现零件实体建模中合理利用教改项目成果，使学生在教学过程中强化整体设计的概念、细化结构表达，融入创新设计理念。加强计算机辅助设计应用，提高学生的实践能力和创新能力。二、竞赛平台的构建 1. 建立制度。配合学院建立健全机电系竞赛规章制度，主要包括参赛项目立项制度、校内初赛选拔制度、经费使用管理制度和激励措施等。竞赛的确立和校内的选拔制度能够公正公平地选拔具备竞赛资格的学生。激励措施能够吸引更多的大学生积极参加竞赛，并营造良好的竞赛氛围。对于获得省级和国家级奖项的学生可以申请免修相关课程和毕业设计的学分，并给予一定的物质奖励。参赛学生根据取得的成绩在校内评奖推优、推荐入党、就业推荐等方面给予优先。 2. 建设竞赛实验室。以机械工程实训基地为依托，为竞赛学生提供工程创新实验室与制作的设备。课余时间开放机械CAD＼CAM实训室、数控技术实训室和金工车间，使竞赛学生设计有场所、加工有设备、装调有空间。为创新实验室，投入资金购买一批非常规的工量具、非标准件及小型设备等，以满足竞赛学生的作品加工需求。 3. 建立指导团队。要建立竞赛指导教师团队，为各类创新设计竞赛提供师资保障。首先，指导老师要有与竞赛相关的专业基础知识和丰富的竞赛实践经验，具有较强的工程项目创新思维。其次，作为竞赛团队指导，教师并不是大包大揽为学生做决策，而是为学生筛选可行的参赛方案，对项目实施监督。组织作品说明书的答辩工作，激活学生的创新思维。除了技术指导外，指导教师更应该具备高度的责任感和服务意识，为竞赛学生做好交通、住宿、饮食等服务工作。三、培养大学生创新能力的意义 1. 发散思维的培养。除了浙江省力学竞赛之外，其余的创新设计大赛都会设计一个主题。如浙江省第十四届大学生机械设计竞赛的主题为“健康、幸福、快乐”，内容为“服务于人的机械装置的设计与制作，机械装置工作过程中，人必须是被动的服务对象。机械装置可以是康复机械、助残机械、娱乐机械等”。要求所有参赛作品必须与本届大赛的主题和内容相符。其实竞赛来源于生活，考验的是大学生能否在日常生活中获得与主题相匹配的灵感。最终方案是通过不断论证、修改，逐渐确定的，这个过程很好地激发了学生潜在的发散思维，提高学生的工程创新能力。 2. 检索能力的提高。一个来源于生活、与主题相匹配的优秀作品，学生除了百度搜索相关图片信息之外，也可以通过学校图书馆信息资源渠道去检索相关的作品信息。检阅当前最前沿的、有代表性的成果。通过信息检索锻炼大学生的信息查询能力、资料搜索能力，迅速判断竞赛所需的信息。 3. 书面和语言表达能力的提高。根据省部级竞赛的要求，在上交比赛作品实物之前先提供方案、设计说明书、设计图纸、展示作品实物的视频，竞赛过程中还要进行现场答辩。设计说明书方案要与竞赛规则相符，清晰地说明作品的设计理念和工作原理。在答辩环节，能冷静思考准确回答专家提问，在竞赛之前必须反复演练，这个过程很好地提高了学生的书面能力和语言能力。 4. 实践技能的锻炼。整个参赛作品设计制作过程是以项目的形式展开的，从方案的设计、论证、定稿、实施都要求学生自己动手完成。比如，以参加第十四届大学生机械设计竞赛的“攀爬轮椅”的作品为例，根据设计最终方案，画出零件图，确定加工工序，由学生自行购买材料，在金工车间，数控车间进行零部件加工，最终安装调试完成作品。其中的轮子连接部分就采用了不锈钢的焊接、钣金件的折弯和传动部分零部件的车削、磨削、钻孔等。学生对于各种机械加工设备的操作水平得到锻炼，提高了学生的实践技能。 5. 团队协作能力的提高。一般的参赛作品都需要有一个团队合作完成，比如参赛作品的设计到实际作品的加工、安装、调试。在接到赛题后，团队充分利用自己的课余时间，不分早晚，没有周末，放弃小长假，修改设计方案，不断对制作模型进行调试，最后定下设计终稿。根据竞赛的主题，合理安排工作，如文笔特别出众的队员，可进行论文及说明书的撰写；设计思维比较活跃的队员，负责作品的机械结构与尺寸设计；动手能力较强的队员，可主要负责作品中的零部件制作。在整个设计制作过程中，如遇到瓶颈，队员之间相互鼓励，共同对设计方案进行探讨，寻找问题，共同解决。通过短时间的磨合，各队员对分配的工作越来越熟悉，配合也越来越默契，加工时间越来越短，且工件装配的误差也是越来越小，充分提高了团队间的默契与协作能力。 参加机械创新设计类省赛、国赛是提升大学生的创新设计能力、工程项目实践能力和团队协作精神的有效途径之一。如何培养大学生的创新能力，成为高职院校人才培养体系中的重要环节。以竞赛平台为依托，积极推动大学生参与到竞赛中，是全面提升学生创新精神和创新能力的有效途径。 参考文献： [1] 高远，周骥平. 机械类大学生创新能力培养平台体系的研究与实践[J]. 中国大学教学，2007，（12）：18-20. [2] 高丹，陈宝鹏. 产学合作强化实践培养高级应用型人才[J]. 电大理工，2009，（3）：59-60. [3] 田文彤. 模具CAD/CAM课程改革探索[J]. 中国科教创新导刊，2009，（4）：46. [4] 张彦民. 机械创新设计大赛与大学生创新能力培养研究[J]. 吉林农业科技学院学报，2016，（1）：112-114. [5] 陶珍，祝志芳. CAX技术在机械创新设计中应用研究[J]. 科技广场，2011，（6）：54-56. [6] 张瑞军，董明晓. 机械工程类专业卓越工程师创新能力培养研究[J]. 山东建筑大学学报，2014，（4）：596-600. [7] 杨发展，等. 机械制造专业卓越工程师工程实践能力及创新能力培养[J]. 山东师范大学学报（自然科学版），2014，（S1）. [8] 刘刚，王云普. 应用型机械本科学生创新能力培养[J]. 吉林省经济管理干部，2014，（5）：63-68. 责任编辑 秦俊嫄 |
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