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1.1材料变元
现实生活中很多种材料都可以用来设计机械结构，不一样的材料要求的加工方法和手段不一样、适用的结构类别不一样、零件需要的大小也不一样。材料的变元可以变化出不一样的结构模式。比如说：在进行钢材料的结构设计过程中，零件的截面面积越大，材料结构强度就越大、越硬；在铁材料的结构设计中，为了使结构变强变硬，人们通常使用加强筋和隔板的方法；在塑料材料的结构设计中，塑料件的筋板和壁厚应该无差而别且对称均匀。
1.2数量变元
在产品的结构当中主要包括以下几个方面，即零件以及轮廓面、线和加工、工作面共同构成了产品本身，如果想要将机械的结构目的进行改变，那么就可以通过调节上述结构元素而实现。就好比在铸件的过程中，是希望越简单便捷越好的。能够节省一些不必要的零件配置，又能在安装的时候方便人们的使用，这在无形中就提高了工作效率，比如安装一个螺丝钉的时候，如果按照螺钉和垫圈以及弹簧垫圈才能结合在一起的模式去安装，那么就需要最少三个步骤，但是如果把它们设计为一体的话，就可以大量地节省安装的时间，提高了效率。
1.3位置变元
在实际操作过程中，产品结构的元素之间的位置是可以进行调换的，这样可以无形中使结构本身的设计更加完善。比如，零件的焊缝位置应该对应中性轴或者至少需要靠近中性轴，这样便于将收缩力减少或者能够避免产品的变形。除此之外，零件的摆放问题也十分重要，如果杂乱无章则会大大阻碍操作速度。
1.4尺寸变元
零件的尺寸必须符合使用的标准才行，必须在各项标准合格之后才可以进行操作，比如：在冷冲压弯这一工艺中，就需要零件按照既定的需求进行弯曲，如果零件在加工的过程中，实现了标准的弯度，那么就算是一个成品，不需要再度进行加工。如果不符合产品的需求那么还需要进一步的加工整形来达到产品的要求。
1.5形状变元
机械整体的结构目的可以通过调整零件的形状或者改变其规格的大小而实现。比如在弹簧的生产过程中需要考虑多个问题，首先是弹簧的大小及其相对的螺丝垫圈的规格，能否让弹簧和使用的螺旋面以及被需要压紧的零件相吻合，就需要设计出不同规则的产品，无论零件的形状面如何都需要相匹配的弹簧来配合才行，如果零件之间的距离过大，或者不能够将压力有效融合，那么零件在安装过后就不算是合格，如果这一类零件销售在市场中，很可能造成一系列事故，那么为了防止拉簧因为这些问题而失去使用效率，就势必要将弹簧的设计空间放大，并且实现它的自身独特性，即使它在单独使用的过程中也可以实现跟其他零件的配合。
1.6分析连接变元
一是联接方法，主要的模式有焊接、胶结以及螺纹联接等方式。二是联接的方式，根据结构类型的不同而不同，因此为了丰富联接方式以及寻找到最为契合的联接方式，各个联接的结构以及联接的方式都可以进行相对应的合理调整。比如：针对一些需要拆卸的零件，如果在联接的方式上不能选择好，那么就会在联接和拆卸方面造成一定的困难，此类的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所购买的一些产品，像是随声听的后盖，就可以任意拆卸下来安装电池来维持继续使用，这样的结构也方便用户使用，从未为其提供便捷的操作模式。
1.7分析工艺变元
零件在产生之前，往往会有其自己的设计图纸，而设计图纸上面的结构内容直接决定了产品属于何种工艺级别的零件，因为每一个设备的零件都不是完全相同的，所以零件的设计以及成本也千差万别，如果设计工艺在产品出产之前没有得到完善，那么势必会影响到零件自身的质量，一旦零件没有合乎要求，那么产品的整体结构就会受到一定的影响。因此在零件铸造之前对于零件图纸的研究必须给予深度的重视，现在的加工技艺正呈现着不断创新和完善的趋势，但是问题也就随之而来，这些加工工艺虽然具有创新性，但是还不够成熟，并非达到了理想中的需求，因此还需要进一步的对此加大研究的力度。
2机械结构创新的尝试及优化测评
2.1机械结构设计的创新尝试
防腐剂在石油以及一些石化设备中具有十分重要的作用，下文以其为例，阐述变元法在其中重要的作用。石油和石化设备必须进行防腐蚀性的设计，这样一来，在设计的最初就应该考虑到防腐蚀性的大小和影响因素，从而采取必要的保护和防治措施，主要有以下几个方面。首先，在总体的设计上面，对停车间给予了严格的要求，不能堆放杂乱，不能潮湿，不能含有其他不利于防腐的物质存在。其次，设备的使用年限与设备本身一些极为细小的间隙区有着十分重大的联系，这些缝隙极有可能在人眼看不到的地方发生腐蚀问题，或者这些缝隙人是无法凭借手工去进行操作控制的，就像是一些产品的焊接点，这些产品貌似看起来已经不存在腐蚀的可能，但是难免会有看不到的缝隙存在，应该进行必要的封存和填补，或者干脆将缝隙扩大，这样便于对其进行维修补救和防护。再次，温度较高以及质量较高的浓度阶梯，局部势差问题往往在这种情况和产品中产生，一旦发生了腐蚀则不可控制。此外，每一种金属都有着自己独特的属性，产品在构建的过程中不一定是一种金属构建而成，多半是几种金属共同组合而成，但是不同的金属势必会产生接触面的腐蚀，应该对此进行绝缘处理。最后，面积越小腐蚀的点也就越小，因此要针对产品的不同设计缩小表面积从而减少腐蚀。
2.2对机械结构变元创新设计的优化评测
机械结构在完成变元创新实践之后。要根据目前的性能以及使用效果进行一个综合的测评，首先要进行模糊测评，运用理论研究和一些理想化的模型设计一种测评模式，但是这种测评模式并不是实际操作中的模型，而是通过一定的数学模型，根据先进的设计理念和规划，对其进行变化创新设计的检测。在测试的过程中测试者凭借自己多年的使用经验和研究理念进行对其综合评价的过程，并根据现有的先进思维对其进行构建，在测试的过程中还需要考虑到社会实际问题，产品在经过变元之后，使用方面是否安全，便捷，可维修性是否达到了指标，并且要将逻辑推理的思维运用到其中，选择出使用其整体变元的方案，最后针对已经选择好了的方案，进行进一步地修改和完善，从而作用于产品的机械结构构建当中，服务于产品的整体功能。
1机械方案设计的一般过程
一般认为，方案设计阶段主要有两个任务：首先是建立技术系统的功能结构。然后通过选择相应于功能结构中的每个功能的功能载体，并组合这些被选择的功能载体形成整个技术系统的设计方案。
通用设计理论认为，方案设计过程可表述为两个映射过程（图1）：即用户需求域到功能域的映射以及功能域到结构域的映射。由需求域到功能域的映射过程最能体现设计者的创造能力，这一过程涉及到对设计思维规律以及创造性机理认识水平，涉及到自然语言到专业技术语言的转化。尽管有些学者提出通过对设计要求进行层次分解来建立功能结构图的讨论，但一般还要通过人工干预进行。从功能到结构的映射，实际上是功能结构图中的每一个分功能与能实现该分功能的结构进行匹配，一般情况下，总体功能往往包含着许多分功能。而每一功能可以由不同的结构来实现，因此存在组合、协调和评价筛选的问题。具体的机械方案设计过程如图2所示。
图2所示的机械方案设计过程还可通过数学形式进行描述。设总体功能为U，它可分解为一些子功能，分解过程可形式化为：
U＝（U1，U2，…Um）（1）
即总体功能是有m个子功能UI（I＝1，2，…m）组成的。
任何一个子功能UI（I＝1，2，…，m）对应着能够完成该分功能的子结构的集合TI，即
TI＝（tI1，tI2，…，tin）（I＝1，2，…，m）（2）
式中tij（j＝1，2，…，n）对应于能完成子功能UI的所有子结构，n为完成该子功能的子结构总数。如果用UI定义行，tij为元素构成矩阵，即得到功能与结构相联系的“功能—结构技术矩阵”：
（3）
当然能够实现各子功能的子结构数并不相等，可以将能够实现某一子功能的最多子结构数定为n，少于这个数的子功能元素项用零表示。图2所描述的机械方设计的一般过程，看起来很简单，但计算机实现有许多问题需要解决。如总功能如何分解为子功能、功能如何表达（因为从不同的角度提出的功能表达词汇是不相同的）以及如何有效根据功能索引子结构等问题有待进一步探讨和研究。
2基于机构结构类型变异综合方法
自60年代图论理论首次被应用于机构设计以来，它在机构分析与综合方面的应用得到深入的研究。在图论中，封闭的图代表机构，顶点代表连杆，边代表运动副。图可以用矩阵（如邻接矩阵和关联矩阵）表示、分析和计算。1979年，Freudenstein和Maki提出“功能与结构分离”的方法用于机构综合，随后许多学者对这一方法进行研究和深化。该方法包括如下几个环节：
2．1根据用户的需求，提出机构创新设计任务与技术要求：
（1）拓扑结构要求
如运动性质（平面运动或空间运动）、基本回路数（或独立环数目）、运动副类型及数目、构件类型及数目、主动副类型及其位置以及机架的构件类型及其位置；
（2）功能性要求
如输出构件数目及其位置、每一输出构件的任务（如轨迹生成、函数生成、导引以及其它要求、满足对预定的速度及加速度要求、满足对机构整体的动力学性能要求；
（3）约束条件
如运动精度、结构紧凑性、刚度、机械效益、轴销作用反力以及制造、装配、成本等方面的约束。
2．2结构类型综合
通过结构类型综合列出满足设计任务要求的全部结构类型并以适当形式表示。
2．3优选结构类型
根据功能要求和约束条件，筛选出好的结构类型。
该方法目前研究局限在平面连杆机构的结构类型综合，且一般集中在运动链同构识别、自由度识别方法以及平面运动链自动生成等理论方法研究阶段。尽管有一些应用的研究报道，但都是针对简单机构（如变冲程发动机活塞机构、车门开启机构等）通过人工方式实现。计算机实现还有一些关键技术没有很有效的方法，如运动链同构识别问题，主动副位置确定、机架位置的确定、杆组的自动划分以及对运动链进行评价筛选等问题。
3集成功能推理及结构推理的方案创新设计过程模型
如果用人工智能语言描述，在上述第1小节中讨论的机械方案设计的一般过程是基于功能推理方式，而第2小节中所讨论的机构结构类型变异综合方法是基于结构推理方式。这两种方式有其内在的联系，如何将这两种方式有机地联系在一起对于机械方案创新设计是一件很有意义的工作。功能推理主要解决功能到结构之间的映射，通过结构部件组合途径形成机械方案。而结构推理是从结构部件的拓扑结构上通过机构演绎（机架变换，主动件位置变换以及运动副类型变换）途径对机构进行变异创新，尽管目前结构推理局限在平面连杆机构结构类型综合，但通过本文的研究，该方法可以扩展到一般刚体机械方案创新设计。有鉴于此，作者提出如图3所示的集成功能推理和结构推理的机械方案创新设计过程模型。
该设计过程模型由以下主要步骤组成：
Step1：功能结构图的建立。根据设计要求，建立功能结构图。
Step2：根据建立的功能结构图，寻找满足各子功能要求的功能载体并组合成为原始机械方案。
Step3：将原始机械方案进行抽象化为表达机械方案连接信息的运动链表示。并记录原始方案一些约束信息，如自由度数、杆数、原动件必须是几副杆、输出构件是否必须与机架相连等等。
Step4：运动链发散。列举所有与抽象化表示的运动链具有相同自由度、杆副类型以及杆数的非同构运动链，并进行筛选。
Step5：机械方案元型集的生成。对筛选的运动链进行机架识别、原动件识别、杆组识别，形成用连杆和转动副表达的机械方案元型。
Step6：候选方案集的生成。将以上生成的机械方案元型通过类型替代，形成候选方案集。
Step7：方案的评价决策。得到最优方案。
Step8：方案的尺度综合。
4机械方案创新设计智能支持系统
根据以上的过程模型，我们开发了机械方案创新设计智能支持系统MCIDISS。系统的结构如图4所示。该系统由五大模块组成：
（1）基于实例功能推理的原始机械方案生成模块：该模块采用两级实例推理的模型，完成从设计任务到功能结构图的建立以及装置提取与组合协调设计生成原始机械方案的
任务。
（2）基于结构推理的方案设计创新模块：该模块在上面模块产生的原始机械方案的基础上，通过抽象化表示，将原始机械方案表达为一般化运动链，从机械方案拓扑联接上进行变异创新。
（3）评价决策模块：该模块主要任务是对各阶段的设计解进行评价决策。系统主要采用模糊综合评价决策方法。
（4）机构尺度综合模块：该模块主要任务是对组成机械方案的机构参数进行综合，以便从尺度上论证方案的可行性。
一、机械零部件传统的设计局限
传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。
二、创新思维机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。
（一）运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。
（二）运用发散思维
发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
（三）运用创新思维
创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。
三、科学的进行机械零部件设计
（一）把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。
（二）严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
（三）正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。
（四）全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。
【参考文献】
[1]王启，等．常用机械零部件可靠性设计[M]．北京：机械工业出版社，1996．
[2]隋明阳．机械设计基础[M]．北京：机械工业出版社，2002．
1.1.1楦体外观设计消极数据显示，对于大部分童鞋企业的设计师而言，直接使用客户提供的款式楦体，已经成为一种行业惯例。童鞋楦体的开发，由于制作成本和设计人才的匮乏，更新速度和创新意识更是远远落后于款式的更新速度。大部分童鞋厂出于成本的考虑，会套用用过的旧楦头，或重复使用相同的楦头。而家长在选购童鞋时，更关注产品的颜色、面料、款式等，这种消费取向也造成设计师对楦体外观开发产生消极情绪。
1.1.2工艺形态设计落后与成鞋设计市场相比，童鞋市场中产品的审美与消费都还在成长阶段，设计师在童鞋产品面料形态的需求和设计上缺乏经验，无论是在款式新工艺处理模式上，还是新工艺设计形态的创作上，与国际品牌相比都存在明显差距，没有形成完善的工艺设计技术数据平台。就国内制皮行业而言，高质量、高饱和的面料色彩工艺制作、加工、呈现形态以及不同质地、触觉的肌理感、多体编织单体穿搭等都还是皮革材料还在攻克的技术难题。
1.2外观款式设计手法陈旧国内童鞋市场，鲜有大师级的概念性作品出现，也没有在国际上有影响力的童鞋设计大师出现，没能打造知名的国际童鞋品牌，甚至少有个性鲜明的产品设计。根源在于很多童鞋设计师并没意识到童鞋是需要有积极的原创意识的，没有真正了解到儿童的消费需求，也没能深入地研究儿童的消费心理，造成童鞋产品的款式设计观念陈旧。
1.2.1帮面的分割设计缺乏美感童鞋设计师因为极少受过系统的美学体系训练，对童鞋产品款式设计中点线面的基本构成形式没有足够的驾驭能力，缺乏对常规形态的突破，造成产品帮面分割的设计观念陈旧。而在国际童鞋品牌的设计中，却是普遍重视设计构成的运用，设计师在构成基本元素的组建领域会花更多的时间考虑，通常会为构成选择打破常规设计的界面，带来帮面的变更性创新设计，使产品能源源不断地给儿童消费者带来新鲜感，保持消费的上升状态。
1.2.2色彩搭配缺乏专业精神童鞋产品的外观配色是极其专业的配色领域，设计师不但需要掌握色彩构成、儿童色彩心理学等专业知识，对色彩的性情更要有清晰的了解，而且对色彩的运用和搭配手法要具备较强的驾驭能力。而国内童鞋设计师仅凭经验和惯性进行配色是不科学的，设计师在第一时间寻觅不到国际流行色，也就无法创新色彩设计模块，就导致配色不专业。现在很多童鞋企业已经意识到这个问题，他们通过外贸公司对产品进行深度配色。
1.3外观形象缺乏象征性调查表明，大部分4～9岁的儿童对动漫中的虚拟卡通形象带有浓重的迷恋色彩，这种情况会一直延续到十二三岁，至此有部分群体才会慢慢进入到偶像阶段，有的甚至到成人后依然保留有特殊情结。而女童喜爱的芭比娃娃、白雪公主，男童喜欢的蜘蛛侠、奥特曼等都来自于国外市场。国内童鞋市场没有自主创造代言式品牌形象的意识，卡通图案上设计都是品牌间的相互抄袭，部分外观形象粗制滥造，毫无象征性可言。童鞋产品中图案设计的缺失，使得企业只能购买国外的卡通形象版权，资金受到牵制，也是中国童鞋发展不稳定的重要因素。
1.4外观功能研发单一虽然国内部分大中型童鞋企业已经开始关注到产品的功能性研发，会发光的童鞋、可以唱歌的童鞋、带轮子的童鞋等都陆续面世，标志着童鞋功能时代的开启。但童鞋产品的功能性研发，无论从数量还是质量上来说，都不能满足市场的需求。新产品的研发周期长，实验程序烦琐复杂，在成本投入上存在着很大的压力，成为企业抗拒的重要原因。从国内童鞋市场的大局观来说，功能性的开发还是远远不能满足市场需求，没有形成层次分明的功能开发领域。
2童鞋产品外观创新策略
2.1加快技术更新速度作为世界上最大的制鞋国和出口国，政府机构应当更加完善匹配制度，加强高校与行业企业的联系，构建平台加速产品技术研发的速度。虽然国内数十家鞋研发机构定期在童鞋楦型设计上做数据调整，国外也有投资公司参与舒适形鞋底和环保类项目研发，但其规模远不能满足市场需求。参照国外职业教育模式，要改变行业的现状，必须要加强高校鞋类设计专业与行业尖端研发机构的合作，带动一定范畴内的研究力量，全面动员，长效、系统地研发符合儿童消费者脚步生理结构的舒适形鞋楦数据。而高校专业与企业的联合，则可以引导设计类人才更直观地关注工艺等具体研发形态，研究比较种类差距，形成数据研究，为工艺创造的除旧推新献计献策。行业研发机构的技术研发优势应与高校稳定的研究体系、教育传承模式相结合，基础研究中需要极其严格的数据采集，需要对研究对象进行长时间持续的跟踪调研和一定研发资金匹配等。高校与行业企业的相互扶持，优势互补，在根源上解决了高素质童鞋设计师的规模培养，最大限度上实现了未来国内童鞋产品外观原创创作的可能性。
2.2创新设计理念与设计手法
2.2.1材质拓展童鞋产品材质的多样化开发，是改变产品形态造型单一的有效举措。例如，在童鞋雨鞋产品中的透明材质，不但可以与里面的鞋袜形成色彩造型的多样化，成就不同的形态造型效果；而且塑胶透明材质在童鞋产品中的一体成型既节约了成本，也在产品的防水性方面取得了新的进展，使商品的用途更加多元化；再如近年来随着怀旧主题的回归，帆布、棉麻的面料经过专业处理后回到了产品的销售视线；经过专业处理的布类面料不但加强了耐磨度与抗污性，而且降低了产品的成本，提升了童鞋产品的舒适度和环保性，结合各种有趣的人造皮草打造不同形态，都是不错的材质拓展设计的实验。
2.2.2装饰再造设计师在童鞋产品中，应通过对面料的黏合、热压、车缝、补、挂、绣等工艺手段形成面料立体的、多层次的设计效果，可以丰富面料本身形态的变化，实现产品装饰再造的目的。拼接、缝合、环绕等设计手法，延伸产品仿生形体特征，扩大设计的空间，丰富设计效果；在童鞋产品上印刷图案、电脑刺绣图案、水洗油鞣图案、手工绘制图案等创作，对产品的整体设计有着积极的再造影响；各种装饰物件加入海绵体等混合材质的设计，创作出立体化及半立体化的处理效果，与平整的帮面形成了强烈对比，可以极大地丰富设计对象的物体呈现性；前期市场能有效开发符合儿童审美情趣的活泼可爱型鞋珠鞋花鞋饰等装饰配件，也有助于大幅度地推进产品的层次变化。
2.2.3样式创新童鞋产品样式设计比成鞋简单，较少采用水洗、油鞣、压花、镂空等传统工艺处理，也鲜有现代工艺制作的介入，造成了视觉审美上的匮乏。其实，童鞋产品借鉴成鞋的帮面分割体系，重建了帮面的设计体系。比如在产品设计中缩短帮面长度，加大弧度处理，简化裁断手法，使其符合儿童脚部生长规律和审美情趣；或选用鸵鸟纹、鳄鱼纹、蛇纹等名贵皮料，加工面料的颜色，采用粉嫩色系，呈现儿童的萌态；不同材质的混搭与不同颜色的拼接，都能够使鞋面造型呈现多元化，丰富装饰效果；或吸收轻纱、丝绸、蕾丝等成鞋常用元素，改良其花色和样式，创造出符合儿童消费者的心理特点的设计；再如条纹、圆点、英格兰格以及爱心、圆点等高频率出现的图案，奶牛纹、斑马纹等动物纹路，在形态上进行儿化处理，都会有意想不到的效果。
2.3创造经典形象儿童消费者更倾向于产品的外在颜色和感观形态，特别是幼童对卡通造型极有兴趣。国内动漫起步较晚，缺乏有号召力的卡通形象，但随着“喜洋洋”等国产动画主体创作的成功，也为童鞋企业的卡通形象设计提供了空间。很多童鞋企业都意识到自身对产品外观图案创作的力不从心，粗糙的动画形象不但不能赢得市场，还很可能适得其反。在国外，图案艺术家们本身具有的高层次的原创设计能力和对图案理解的纯粹的创作意识形态经常被著名的童鞋企业所借用，形成良性渠道，共享优势资源，携手创作儿童消费者真正喜欢、能够喜爱和接受的主题化童鞋产品，打破企业普通设计师被常态化的设计思维。国内有影响力的艺术家，如插画设计师、图案设计师、漫画家都具备创作单体卡通设计，却没有渠道介入到童鞋产品的款式设计的图案形态中来，设计行业之间搭建良好的交流、沟通、共建、分享式平台已经迫在眉睫。
2.4创新外观结构国民的消费理念日益理性化，童鞋产品外观的创新性设计已经成为吸引消费群体新的热点。如何在保证产品的完整性基础上，从不同的实用角度开发童鞋的实用功能，成为设计师新的研发课题。童鞋产品创新外观结构除去舒适性结构需要极其专业的技术人才，长时间的实验周期，非常严密谨慎的科学实验，实验单位成本高昂，小规模企业不能够承受等以外，还有各种形式的可悬挂、可拆卸、可拼接、可变装、易于携带、便于储存、具备部分玩乐功能的外观创新形项目等，朝着低成本多功能的技术开发方向，为童鞋的设计指出了新的设计契机。后者是普通设计师就能开发的，更适合中小型童鞋企业进行实用性的结构功能性开发。
综合素质教育和创新能力的培养是新世纪高等学校人才培养和教学改革的主要目标，机械类专业人才培养和就业是直接面向机械工程的主战场，显然具有强烈的工程背景和鲜明的机械特色，随着科学技术的迅猛发展和知识更新的快速变化，原有传统的教学模式已不能适应当今社会对高素质、创新型人才培养的需求，所暴露出来的缺陷也非常明显，特别是重理论、轻实践，工程意识淡薄，导致创新动力不足。为此，探讨、研究如何围绕和重视工程意识下创新能力培养，进行课程改革，以适应时代的需要，为社会输送合格人才，显得十分重要和迫切。近几年来，为了培养同学们的创新意识和能力，我们已在相关方面做了大量的卓有成效的尝试和改革。
一、探索创新考核模式，并在教学过程中实施
从2011年起，我们就以机械设计及理论平台课程群为切入点，包括《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》、《精密机械设计》等课程，对工科课程考核方式的改革做以探索，使之克服现有考核方式的缺欠，形成一套切实可行的、与用人单位的要求接轨的、以考察能力而不是考察知识为主的考核系统。这个考核系统包含的题目没有唯一正确的标准答案，也不是客观的标准化考试。教师根据具体需要选择闭卷、开卷、闭卷和开卷混合、小论文、小设计、口试、实验、参与科研、实地调查等多种方式。像实验、论文、设计、口试、参与科研实地调查等，均可适当采用等级制；增加平时考试的次数和在总成绩中所占的比例；改变一门课程结束时进行一次考试的习惯做法。教师在课堂教学的过程中有意识地随时观察和记录学生的学习表现，通过面谈、正式作业、项目调查、书面报告、讨论问题、写论文等方式对学生的学习进行即时的和全面的评价。
通过详实的企业调研，编制了包括《机械原理》、《机械设计》、《机械设计基础》、《精密机械设计》各20套考题的试卷库；选定各课程中近10种小论文的题目；选定近100道来自生产实际的口试题。并把这种考核内容和考试模式在教学中试点应用，学生普遍反应这种考核模式摈弃了单纯的死记硬背，对学生的理解能力、创新能力的培养起到积极作用，使得“校园人”和“社会人”自然衔接，缩短“断乳期”。
二、更新传统课程设计模式
《机械设计课程设计》是机械设计课程的后续必修课，对多门课程起到融会贯通的作用。传统的课程设计模式是老师指定题目，学生按步骤计算，最后成图。由于设计时间短，学生对方案的修改很排斥，更无法做到多种方案比较。我们采用的方法是：让一部分学生从学期初就开始用C、VB等计算机语言，进行参数化设计，把课程设计中耗时多的模块譬如：带传动设计、齿轮设计、轴的设计编成参数化设计程序，学生利用编制的程序输入原始参数，原来齿轮设计需要两天的计算量，现在则需要十几分钟，这样就使改变参数带来的重复计算工作量大大降低，学生可以做出多种设计方案，实现方案的优化。
三、基于CDIO理念的课程教学体系
为了加强学生的学习技能、沟通技巧、管理能力、领导才能、实际应用能力和团队合作能力，我们在《机械原理》课程教学中引入了CDIO（构思、设计、实现和运作）工程教育模式，在课堂教学中增加了基于功能原理方法论的机械系统设计知识点；随课堂教学的进展，同步了22个设计题目，每4或5个人组成一个设计组，组内按设计任务进行合理分工，课程结束时，提交了设计结果（包括设计的三维数字模型、仿真模型、设计报告）。通过基于项目的学习方法，同学们一方面掌握了理论知识，同时也锻炼了解决实际工程问题的能力和团队合作的能力，取得了良好的教学效果。
四、指导学生参加各种创新大赛，取得丰硕成果
机电学院的学生参加大赛由来已久，继山东省机电产品设计大赛之后，从2011年，我们又牵头组织学生参加全国信息技术应用水平大赛，此项赛事是教育部主办，每年参赛规模大，参加学校多，对学生的创新能力培养有很大好处。2011年，我们获得最佳指导教师奖3项，优秀指导教师奖2项，全国二等奖3项，全国三等奖5项，全国优秀奖9项；2012年，获得最佳指导教师奖5项，优秀指导教师奖5项，全国二等奖4项，全国三等奖7项，全国优秀奖5项。烟台大学连续两届获得优秀组织奖。对此项比赛，学校给予了充分的肯定。
综上所述，我们针对学生学业能力的评价，创建了一种多层次多视角的以能力为主和知识为辅的综合考核系统，对学生的理解能力、创新能力的培养起到积极作用；我们在传统的机械设计课程设计中引入计算机辅助技术，培养了同学们在传统机械设计中应用现代信息技术的能力，加强了与工程实践的接轨；2006--2012年学科组指导学生参加全国机械创新设计大赛和山东省机电产品创新设计大赛，获得诸多奖项；2011-2012年组织学生参加全国信息技术应用水平大赛，获得多项优秀指导教师奖和学生国家级奖、省级奖，我们通过把大学生机电产品创新设计大赛、信息技术大赛等各种创新设计竞赛作为检验教学效果和学生能力培训的一个平台引入教学过程中，从而加强了学生基础知识和实践能力的培养；在课程教学中引入基于项目的学习理念，加强学生的学习技能、沟通技巧、管理能力、领导才能、实际应用能力和团队合作能力的培养。总之，成果所解决的问题正是当前高等教育面临的应试教育与素质教育之间转变的重要问题，我们通过创新性教育和教学不仅提高了学生的动手实践能力和创新的积极性，而且对于进一步深化机械本科教学改革、加快创新型人才的培养步伐、全面推进创新教育理念都是具有深远意义的。
[参考文献]
[1]《创新人才培养与新世纪日本研究生教育改革》 Comparative Education Review.2009/11；
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。
中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0253-02
0引言
机械设计课程是机械专业的重要技术基础课，它在学生学好专业课程和培养实际设计能力等方面起着重要作用。其教学目标是使学生掌握常见零部件的基本知识，初步建立机械零件和简单机械系统设计的能力。近年来，我校机械设计课程经过省、校、院各级教改项目、精品课程建设，已经取得了一定的教改成果。本文结合笔者的教学实践，谈一些体会。
1针对教学内容特点，合理组织教案[1，2]
1.1 以工程设计过程为背景机械设计课程基本概念多，逻辑性差，缺乏系统性，实践性强。因此，不少学生在学习中感到比较吃力，没有头绪，抓不住重点。为解决这一问题就需要教师在组织教学活动中，充分理解教材内容的特点，合理组织教案。在教学内容的组织方面，我们追求教学内容新、课堂教学信息量大，注意将学生的能力培养和素质教育结合起来。在课堂教学以及实验教学中，设置了很多启发点，激励学生的学习积极性。具体方法：①以工程设计过程为背景，以掌握通用零部件设计能力和创新能力培养为主线，从整体和系统的角度，将课程知识体系整合为“机械设计总论”、“连接零部件的设计”、“机械传动设计”、“轴承设计”和“轴系部分设计”五大模块，体现学生设计能力培养的循序渐进性。②在强调和培养传统设计能力的基础上，结合具体章节（如齿轮传动、蜗杆传动及轴设计等）介绍现代机械设计的方法，旨在开阔学生的视野，提高学习兴趣。③对传统内容精简压缩，简化公式演绎推导，重结论、重应用。
1.2 突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程，而学生缺乏实践经验和感性认识，因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节，培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用，它的特点是观察目标明确、清晰，原理结构易懂、有针对性，可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析，并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验，目的就是验证理论知识，培养实验动手能力，同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用，是学生第一次较全面的设计训练，是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中，前一阶段教学中存在的问题会显露出来，因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。
1.3 将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中，零部件往往不是单独使用的，它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此，机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计，而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解，各个零部件之间没有很好地建立有机的联系，学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计，但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此，我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。
2合理使用教学方法与教学手段
2.1 采用多媒体教学，提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进，条件优越的多媒体教室，能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革，进行多媒体课件的研制工作，完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件，所用素材内容丰富、经典生动，学生反映良好，使用方便省时高效；使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间，为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。
2.2 多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式，采用多媒体和黑板相结合，并辅以配套电子版教材，帮助学生听课与复习；习题课通过抓住典型习题，举一反三，以点带面；讨论课以实际工程为背景，使学生在分析能力提高中理解重点；实验课充分发挥开放实验室的作用，使学生在自主动手能力提高中突破难点。
2.3 建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台, 为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源，节省了学时，提高了教学效率和教学质量，也培养了学生的自学能力。
3开放主题的小论文，培养学生主动获取知识的能力
由于学时的限制，在讲授机械发展史等内容时，只能给学生一些很粗浅的认识。我们尝试让学生对这部分内容进行自学，并且给学生获取比教材上内容更丰富和具体的知识的途径，要求学生以“各种机械的发展史”为主题写成学习小论文。学生通过查阅相关资料，对各种机器的相关技术及发展有了较深入的认识，并完成了诸如“机器人的发展”、“抽油机的发展”、“联合收割机的发展”、“轮式拖拉机的发展”等小论文的写作，并编辑成册，培养了学生主动获取知识的能力。
4工程实践能力和创新能力的培养[3-4]
以机械设计课程体系的教学内容为背景，以强化设计型、综合型和加强学生动手能力培养为目标，我们将原“机械设计”的实验环节从课程中剥离出来，于2006年构建了单独设置、学分单列的机械设计实验课程,并新编了“机械设计实验指导书”和“机械设计实验教学大纲”，按五大模块体系设置了5个实验项目，其中：创新设计型实验1个，综合型实验3个，验证型实验1个。对每个实验项目规定了难度等级，要求每位学生至少完成3个实验项目，其中包括2个必做项目和1个选做项目，便于因材施教和培养学生个性发展。
为进一步提高本科生科研能力、创新能力和实践动手能力，进一步激发学生的科技创新热情，依托西南地区较早建立的机械创新设计实验室，我校每年都举办大学生机械创新设计大赛，学生可根据自身的兴趣爱好和创新需求自由申请项目，也可申请参加教师从现有教学、科研、生产和管理研究课题中细化出来的项目或企业界设立的项目，学校给予经费支持，机械基础教学部配备指导教师。近几年来，学生的科技创新活动如火如荼的进行，优秀作品曾多次获得四川省“挑战杯”、全国“挑战杯”、全国大学生机械创新设计大赛奖项以及全国机器人足球锦标赛冠、亚军。
5加强师资队伍建设
机械设计课程教学组鼓励和支持青年教师在职提高学位，实行指导教师责任制，安排富有教学经验的老教师在教学和科研上对新进教师进行指导和帮助，实行一对一的传、帮、带，并订有明确具体的培养计划，帮助他们提高教学能力，过好教学关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评、讲近机类课程等阶段后，才能讲机类课程。经常开展有关本课程的教改与建设、教材建设、教学方法与手段运用以及老教师示讲、试讲等教学法活动；鼓励青年教师在教学方法、教学手段等方面勇于创新，创造条件鼓励教师参加各种学术会议。鼓励青年教师积极参与本课程组主持或参加的校级及省教育厅立项的课程建设与教改研究项目。另外，加大引进具有丰富实践经验的高级工程技术人才，把不同经历的教师融为一个有机整体，使教师间共同磋商，相互学习，取长补短。
6结束语
经过几年的实践，我校机械设计课程的教学取得了较好的效果。机械设计作为专业技术基础课，课程内容多且实践性强，需要积极探索各种教学方法和手段，紧密结合工程实际，培养学生的工程意识和创新设计能力。
参考文献：
[1]朱维兵.加强机械基础系列课程建设的思路和构架[J].高等教育研究(成都)，2004，20(2):71-72.
机械制造业是国民经济发展的基础和支柱产业，我国机械制造业的快速发展，对机械类人才的素质知识与能力结构提出了更高的要求。机械制造企业需要的是既有机械的理论知识，又具有创新精神、团队协作能力与机械产品创新设计能力人才，这一人才需求的变化，使从事机械人才培养的我国大学工科教育必须全方位的改革教学理念与教学模式，迎接新的挑战。因此在机械专业的基础类课程的教学过程中，如何培养学生具有的创新能力、综合设计能力及再学习能力，是摆在我们面前的一项重要课题。
机械原理是机械专业的重要的一门专业基础主干课程，主要涉及的内容是关于常用机构的结构、运动和动力分析及机构运动方案设计。传统的教学模式十分注重各种机构的结构与运动分析等知识的讲解，学生当时虽然学到了这部分的机械知识，但是普遍缺乏创新意识、缺乏发现问题能力与解决问题的能力，往往遇到教科书上没有的实际的机械设计问题，就束手无策。
二、应用案例教学法，将创新思维方法融入整个教学过程中
从心理学角度讲，新奇的事物对学生有特别大的吸引力。在应用案例教学法时，要能针对教学中的重点，进行案例的选择，恰当地设疑，引导学生主动思维，定向探索问题。
在讲解机械原理的基础知识时，我们收集了典型的机构案例，应用多媒体教学手段在课堂上进行模拟再现，并设置问题，这不仅有利于学生感性认识的深化，而且有助于学生进行深入探讨和思考，有利于学生将抽象的机构知识形象化，概念具体化。例如，由机构组成原理可知，任何平面机构都可以看作是由基本机构加若干个基本杆组组成的。在讲解机构组成理论时，我们先出示了一个送杯机构的结构图，请学生分析此送杯机构能否达到其设计目的，这不仅引起了同学的好奇和争论，也在课堂上设置了思维的发散点，在论述了机构具有确定运动的条件后，要学生运用理论知识分析此送杯机构的设计有哪些问题，提出改进方案。这使学生有了充分的发表自己见解的思维空间，活跃了课堂教学气氛。在此基础上，带学生参观实验室的包装机械和各种机构模型，让学生绘出其运动简图，再在实验台上拼接出来。经过这么一个过程，在学生头脑中，机构组成知识就不再是孤立、静止、抽象的符号与线条、呆板的公式，而是有机的、形象、生动的机构知识，同时领悟了机械原理的基本知识来源于工程实践，这为他们将来进行机械方案构思打下基础，激发了学生对此课程的学生兴趣。
三、构建新型的授课体系，启迪大学生创新思维意识
在进行教学过程中，根据学生学习兴趣与层次的不同，我们采用了灵活的教学方法，把课堂教学、学生分组研究、学生课外兴趣小组指导等方法结合起来。
课堂授课中，除了讲授主要教学内容外，还把机械原理课程的有些章节授课方式与内容作了调整，把机构中的一些理论留给学生自己去“发现”，把传授知识的过程转为由学生自己“发现”的过程，使学生受到科学思维的训练。例如在讲连杆机构时，我们运用多媒体课件介绍了连杆机构在实际工程中的应用和连杆机构的类型后，提出了连杆机构为什么在机械工程中得到广泛的应用？有哪些基本特性？连杆机构的尺寸变化对这些基本特性有何影响等问题。让学生每4～5人一组分组课后研究，每组选定一类四杆机构，自己拟定尺寸，应用三维CAD软件，进行建模和仿真，并作出书面报告。通过三维模拟和分析讨论，学生不仅提高了计算机的应用能力，而且因为亲自拟定机构尺寸，分析和观察了四杆机构的急回特性、压力角等现象以及尺寸变化后对上述特性的影响等，学生享受了“发现”知识的快乐，由于是自己构思、自己模拟仿真，生动形象、看得见、印象深，记得牢。我们还布置了一个小论文，论文的题目由学生自己拟定，内容是收集应用连杆机构的实例，要求观察日常生活、生产实践中，哪些物品应用了连杆机构，要求拍出实物照片，研究的实物用途、满足的功能，作出实物的机构运动简图，说明连杆机构的类型、特点；说明研究的物品应用了连杆机构的哪些特性等，分析物品的设计巧妙之处，还有何不足之处，能否改进等。这激发了学生很大的热情，学生走出课堂收集资料，以前熟视无睹的物体，现在看见其能动，就去捉摸其原理，收集了有玩具、健身器、铰链、电动伸缩门、折叠画架等四十多种例子。同时，让小论文写得较好的学生在课堂上进行演示，由全体学生讨论和评价，这使上台演示的学生受到激励，得到了锻炼，也使其他学生受到启发，感受到机械就在我们的身边，消除了对机构设计与创新的神秘感。
在此基础上建立了课外兴趣小组进行辅导，在学生进入课题时，向学生介绍设计思想和创新方法，引导课题小组积极查找资料，相互讨论、相互启发、克服思维定势，发散和激励思维，从功能原理的角度出发，提出多种方案进行比较，让学生在探索和研究中，逐步解决问题，完成设计。
传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人——机——环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。所以，在现代机械部件设计中，很有必要用到创新思维的方法去设计。论文参考网。
1 创新机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。
1.1 运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。
1.2 运用发散思维
发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
1.3 运用创新思维
创造力的核心是创新思维。论文参考网。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。
2 科学的进行机械零部件设计
2.1 把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。
2.2 严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
2.3 正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。
2.4 全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。论文参考网。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。
参考文献
1．赵冬梅.机械设计基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004．
2．闻邦椿.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2009 .
3．王建平.工科院校机械专业机械创新设计教学的探索[J].常熟理工学院学报,2005(06).
近年来，我校开展以创新设计为手段的促进大学生创新能力培养的改革，通过机械CAD/CAM专业教学实践，创造性地将学生在计算机辅助设计方面的传统优势与创新设计相结合，在落实素质教育与创新能力培养方面，找到一种切实可行的途径，培养的学生具备了较扎实的创新设计能力。通过创办CAD协会及积极开展创新设计教学活动，创造一种极具吸引力的学习氛围，通过举办创新设计竞赛，为学生进行创新活动提供实践的舞台，极大地促进了我校机械CAD/CAM专业学生创新能力的培养。但现阶段的教学工作欠缺厚实的物质基础和实践条件，还不足以形成一套系统的运行管理机制，经费使用方面也欠缺保障，跨部门的组织工作难以协调，虽然在教学中已形成创新的风气，但未能上升到教学模式的层次，受益面有限。
创新型人才是建设创新型国家的关键所在，培养学生的创新能力已成为当前教育教学改革的重要目标，尤其是创新精神和实践能力的培养已成为当前课程实施必须思考的问题。我校机电系在培养学生学习能力的基础上，对学生创新精神和创新能力的培养进行了积极的探索，以韶关学院省级重点实验室——现代设计与制造重点实验室为依托开展创新人才培养模式的研究与实践，取得了一定的成效。
整合实验室资源，
建立创新设计实践基地
实践教学是培养创新人才和提高学生动手能力的重要环节，实践基地建设则是实现实训和实习教学目标的重要保证。以前，学校的实验室按课程的开设情况进行单独设立，实验内容分散且有相互重叠之处，学生为完成实验而实验，尤其是验证性实验所占比例偏大，综合性和设计性实验相对偏少，学生思维方式僵化，教学效果不理想，不利于学生接收最新的科学文化知识和培养适应社会挑战的能力，不利于提高学生的综合能力，更不利于学生创造性思维的开发。
通过认真的分析和研究，我校将现有的实验室资源进行有机的整合并投入大量的资金，建立了以省级重点实验室为核心的创新设计实践基地。该实验室既建立起与专业培养目标相适应的实践教学体系，同时又是培养学生操作技能和创新能力的实践基地。它包括现代设计实验分室、现代制造室、测试与分析室及机电一体化室，完成了机械类专业从设计、制造、测试、分析及机电一体化等相关学科实验教学。建成的重点实验室年均可接纳学生、教师2000多人次，可同时容纳教师、学生100多人进行实验和科研工作。尤其是引进了大量的现代实验设备，如快速成型机、加工中心、ANSYS分析软件和测试仪器、特种加工设备和常用CAD/CAM应用软件，以适应不同年级及不同层次学生的实验需求。在实验教学过程中，为了培养学生创新思维，我们更新实验课程，压缩演示性实验，增加动手操作性实验，将演示性、验证性实验向综合性、设计性实验转变；打破单一课程的局限，把设计与制造有机结合，开设CAD/CAM一体化数控编程和数控加工实验”。
省级重点实验室的建成提供了良好的创新实验基地，也为培养学生创新能力提供了良好的实践基地。通过技能培训和科技创新培训，围绕先进实用设计制造技术开设各类工程实用技能培训，培养学生适应设计与制造技术的工程应用能力；通过设立学生科技创新协会并组织参加校内外的各项课外科技活动和竞赛，培养学生的创新能力。
建立一支新型的教师队伍
高校能否为国家培养出合格人才，关键在于教师，在创新人才培养过程中，更需要有一支高水平的教学与科研相结合的师资队伍，还要有一支结构合理的“双师型”教师队伍。如果一名高校教师只能单纯地从事教学，不能开展科研活动，不仅本身的学术水平难以提高，在教学上也会因为知识狭窄而影响教学水平的提高。
近年来，我校机电系教师积极参加各项科研活动，组织各类科技学术讲座，增强学生参加科研和创新活动的意识，有效促进学生创新能力的提高，并且开辟了第二课堂，开展社会实践活动，吸收学生参加教师的科研工作，建立大学生科研工作基地，真正起到培养学生工程实践能力和创新能力的作用。
加强“双师型”师资队伍建设是提高大学生动手能力的关键所在。一方面积极引进人才，另一方面根据专业特点，要求现有的专业教师积极参加产品设计和开发活动，提高自身的实践能力，鼓励教师到厂矿企业生产一线进行专业训练，提高工程技术应用能力。通过几年的努力，我校机电系已有4名“双师型”教师，优化了教师队伍结构，为学生实际动手能力和创新能力的培养提供了可靠的保障。
进行创新技能培训
教育模式应适应社会的发展和时代变化的步伐，过去长期实行的专才教育模式培养出来的毕业生越来越不适应现代社会的需要。同时，社会对毕业生的评价标准也发生了变化，越来越欢迎知识面宽、创新能力强、适应能力广的复合型人才，其中创新能力强是复合型人才的关键，它需要具有多面性的知识体系和扎实的基础知识。为此，机械设计制造及自动化专业本着“加强基础，拓宽专业，重视实践，培养创新”的思路，有针对性地对学生进行“对口”人才培养，增加了校内公选课和选修课的比例，为学生个性发展提供了更多的时间和空间。定期开设创新技能知识讲座，积极开展第二课堂活动，先后成立了“CAD协会”和“电子协会”，定期不定期地举行各项交流活动。同时，举办各种职业技能培训班，对成绩合格者颁发相应的职业资格证书。这些形式多样的创新型技能培训，大大提高了大学生的适应能力和创新能力。
以竞赛为中心，
加强创新能力的综合培养
学校成立了CAD协会并积极开展创新设计教学活动，创造一种极具吸引力的学习氛围，通过举办创新设计竞赛，为学生进行创新活动提供实践的舞台。将培养手段与培养目标紧密结合，极大地促进了机械CAD/CAM专业学生创新能力的培养，使学生的创新能力水平得到了很大的提高。通过CAD协会和电子协会鼓励学生科技创新，经常性地举办校内创新竞赛，让更多的学生积极参加创新活动，增强学生的创新意识，开阔学生的知识视野，并定期组织学生参加广东省和全国的创新设计大赛。经过几年的不断努力，我校取得了骄人的成绩。在广东省和全国的多次创新设计大赛中，我校获得省级一等奖4项；在广东省第七届“挑战杯”课外科技竞赛中获自然科学类二等奖1项；广东省“高校杯”软件设计竞赛获奖3项；广东省机械创新设计竞赛获奖12项；在中南地区港澳地区首届大学生创新设计与制造大赛中，2005年获得广州赛区3项一等奖，选送到广西参加中南六省选拔赛获得2个一等奖；在2003年全国大学生电子设计竞赛中有2组获广东赛区三等奖。CAD协会的比赛作品有9项获得了国家专利，是同类院校中的佼佼者，反映出我校在学生创新能力培养方面已初见成效。
建设开放性实验室，
形成新的实验教学管理模式
对实验教学进行改革，既保留了优良的验证性实验，又更新了实验内容，增强综合性、设计性及创新性实验。这样，不仅开拓了学生的知识面，而且培养了学生的创新思维和创造意识。但常规的实验教学管理模式已不适应要求，尤其是综合性、设计性实验和创新性实验的开设，往往需要大量的时间和精力，不像一般的基础性实验按实验指导书的规定完成即可，它需要付出创造性的劳动，对优选出来的创新作品需立项并进行制作，以参加更高层次的创新设计竞赛。现代设计与制造重点实验室对高年级学生及有项目参加创新竞赛的学生开放，学生可以自主选择时间进入实验室，在教师指导下进行研究性实验和创新性实验，从而提高学生的创新能力和创新水平。这种实验管理模式的意义还在于：（1）实验室开放不仅对学生技能训练，而且对培养学生的创新意识、创新精神和开拓能力具有重要作用；（2）实验室开放内容贯彻了“因材施教、讲求实效”的原则，根据不同层次的学生和要求确定开放内容，内容包括：设计性、综合性、研究性和创新性实验；小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验；（3）较好地实现学生参与教师科研，使学生的创新能力培养落到实处。加强了对学生实验素质与技能、创造性思维方法和严谨治学态度的培养；（4）提高了学生的团结合作精神，通过开展“开放实验交流答辩会”等活动，促进学生实验小组之间的沟通，分享实验成果和心得体会，培养学生的口头表达能力；（5）提高了学生的成就感，学生参与开放实验项目取得优异成果者，可向教务处申请学分。学校每年评选一批在培养学生创新能力培养方面成效突出的开放实验项目作为优秀项目，对参加者和指导教师实行奖励。
建立开放性实验室，是实验教学模式的一种改革，也是实验教学改革的方向，其思路是鼓励学生在课余时间参加开放式实验、创新实验、科研和各类社会活动，提高实验教学水平，进一步加强素质教育，提高学生的综合创新能力，培养创新人才。
面向21世纪科技进步和社会主义现代化建设的需要，机械设计及自动化专业的学生需要具有创新品质和发展能力，掌握专业基础知识、应用能力和基本技能，培养在制造行业生产一线从事机电产品设计制造、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级应用型工程技术人才和创新人才。通过创新实践基地建设与创新人才培养实践，系统地对创新人才培养方法及培养目标进行积极的探索。几年的实践表明，创新实践基地建设对创新人才培养起到了非常积极的作用，学生的专业素质和创新能力、适应能力得到了较大的提高。
参考文献
近年来，我校开展以创新设计为手段的促进大学生创新能力培养的改革，通过机械cad/cam专业教学实践，创造性地将学生在计算机辅助设计方面的传统优势与创新设计相结合，在落实素质教育与创新能力培养方面，找到一种切实可行的途径，培养的学生具备了较扎实的创新设计能力。通过创办cad协会及积极开展创新设计教学活动，创造一种极具吸引力的学习氛围，通过举办创新设计竞赛，为学生进行创新活动提供实践的舞台，极大地促进了我校机械cad/cam专业学生创新能力的培养。但现阶段的教学工作欠缺厚实的物质基础和实践条件，还不足以形成一套系统的运行管理机制，经费使用方面也欠缺保障，跨部门的组织工作难以协调，虽然在教学中已形成创新的风气，但未能上升到教学模式的层次，受益面有限。
创新型人才是建设创新型国家的关键所在，培养学生的创新能力已成为当前教育教学改革的重要目标，尤其是创新精神和实践能力的培养已成为当前课程实施必须思考的问题。我校机电系在培养学生学习能力的基础上，对学生创新精神和创新能力的培养进行了积极的探索，以韶关学院省级重点实验室——现代设计与制造重点实验室为依托开展创新人才培养模式的研究与实践，取得了一定的成效。
整合实验室资源，
建立创新设计实践基地
实践教学是培养创新人才和提高学生动手能力的重要环节，实践基地建设则是实现实训和实习教学目标的重要保证。以前，学校的实验室按课程的开设情况进行单独设立，实验内容分散且有相互重叠之处，学生为完成实验而实验，尤其是验证性实验所占比例偏大，综合性和设计性实验相对偏少，学生思维方式僵化，教学效果不理想，不利于学生接收最新的科学文化知识和培养适应社会挑战的能力，不利于提高学生的综合能力，更不利于学生创造性思维的开发。
通过认真的分析和研究，我校将现有的实验室资源进行有机的整合并投入大量的资金，建立了以省级重点实验室为核心的创新设计实践基地。该实验室既建立起与专业培养目标相适应的实践教学体系，同时又是培养学生操作技能和创新能力的实践基地。它包括现代设计实验分室、现代制造室、测试与分析室及机电一体化室，完成了机械类专业从设计、制造、测试、分析及机电一体化等相关学科实验教学。建成的重点实验室年均可接纳学生、教师2000多人次，可同时容纳教师、学生100多人进行实验和科研工作。尤其是引进了大量的现代实验设备，如快速成型机、加工中心、ansys分析软件和测试仪器、特种加工设备和常用cad/cam应用软件，以适应不同年级及不同层次学生的实验需求。在实验教学过程中，为了培养学生创新思维，我们更新实验课程，压缩演示性实验，增加动手操作性实验，将演示性、验证性实验向综合性、设计性实验转变；打破单一课程的局限，把设计与制造有机结合，开设cad/cam一体化数控编程和数控加工实验”。
省级重点实验室的建成提供了良好的创新实验基地，也为培养学生创新能力提供了良好的实践基地。通过技能培训和科技创新培训，围绕先进实用设计制造技术开设各类工程实用技能培训，培养学生适应设计与制造技术的工程应用能力；通过设立学生科技创新协会并组织参加校内外的各项课外科技活动和竞赛，培养学生的创新能力。
建立一支新型的教师队伍
高校能否为国家培养出合格人才，关键在于教师，在创新人才培养过程中，更需要有一支高水平的教学与科研相结合的师资队伍，还要有一支结构合理的“双师型”教师队伍。如果一名高校教师只能单纯地从事教学，不能开展科研活动，不仅本身的学术水平难以提高，在教学上也会因为知识狭窄而影响教学水平的提高。
近年来，我校机电系教师积极参加各项科研活动，组织各类科技学术讲座，增强学生参加科研和创新活动的意识，有效促进学生创新能力的提高，并且开辟了第二课堂，开展社会实践活动，吸收学生参加教师的科研工作，建立大学生科研工作基地，真正起到培养学生工程实践能力和创新能力的作用。
加强“双师型”师资队伍建设是提高大学生动手能力的关键所在。一方面积极引进人才，另一方面根据专业特点，要求现有的专业教师积极参加产品设计和开发活动，提高自身的实践能力，鼓励教师到厂矿企业生产一线进行专业训练，提高工程技术应用能力。通过几年的努力，我校机电系已有4名“双师型”教师，优化了教师队伍结构,为学生实际动手能力和创新能力的培养提供了可靠的保障。
进行创新技能培训
教育模式应适应社会的发展和时代变化的步伐，过去长期实行的专才教育模式培养出来的毕业生越来越不适应现代社会的需要。同时，社会对毕业生的评价标准也发生了变化，越来越欢迎知识面宽、创新能力强、适应能力广的复合型人才，其中创新能力强是复合型人才的关键，它需要具有多面性的知识体系和扎实的基础知识。为此，机械设计制造及自动化专业本着“加强基础，拓宽专业，重视实践，培养创新”的思路，有针对性地对学生进行“对口”人才培养，增加了校内公选课和选修课的比例，为学生个性发展提供了更多的时间和空间。定期开设创新技能知识讲座，积极开展第二课堂活动，先后成立了“cad协会”和“电子协会”，定期不定期地举行各项交流活动。同时，举办各种职业技能培训班，对成绩合格者颁发相应的职业资格证书。这些形式多样的创新型技能培训，大大提高了大学生的适应能力和创新能力。
以竞赛为中心，
加强创新能力的综合培养
学校成立了cad协会并积极开展创新设计教学活动，创造一种极具吸引力的学习氛围，通过举办创新设计竞赛，为学生进行创新活动提供实践的舞台。将培养手段与培养目标紧密结合，极大地促进了机械cad/cam专业学生创新能力的培养，使学生的创新能力水平得到了很大的提高。通过cad协会和电子协会鼓励学生科技创新，经常性地举办校内创新竞赛，让更多的学生积极参加创新活动，增强学生的创新意识，开阔学生的知识视野，并定期组织学生参加广东省和全国的创新设计大赛。经过几年的不断努力，我校取得了骄人的成绩。在广东省和全国的多次创新设计大赛中，我校获得省级一等奖4项；在广东省第七届“挑战杯”课外科技竞赛中获自然科学类二等奖1项；广东省“高校杯”软件设计竞赛获奖3项；广东省机械创新设计竞赛获奖12项；在中南地区港澳地区首届大学生创新设计与制造大赛中，2005年获得广州赛区3项一等奖，选送到广西参加中南六省选拔赛获得2个一等奖；在2003年全国大学生电子设计竞赛中有2组获广东赛区三等奖。cad协会的比赛作品有9项获得了国家专利，是同类院校中的佼佼者，反映出我校在学生创新能力培养方面已初见成效。
建设开放性实验室，
形成新的实验教学管理模式
对实验教学进行改革，既保留了优良的验证性实验，又更新了实验内容，增强综合性、设计性及创新性实验。这样，不仅开拓了学生的知识面，而且培养了学生的创新思维和创造意识。但常规的实验教学管理模式已不适应要求，尤其是综合性、设计性实验和创新性实验的开设，往往需要大量的时间和精力，不像一般的基础性实验按实验指导书的规定完成即可，它需要付出创造性的劳动，对优选出来的创新作品需立项并进行制作，以参加更高层次的创新设计竞赛。现代设计与制造重点实验室对高年级学生及有项目参加创新竞赛的学生开放，学生可以自主选择时间进入实验室，在教师指导下进行研究性实验和创新性实验，从而提高学生的创新能力和创新水平。这种实验管理模式的意义还在于：（1）实验室开放不仅对学生技能训练，而且对培养学生的创新意识、创新精神和开拓能力具有重要作用；（2）实验室开放内容贯彻了“因材施教、讲求实效”的原则，根据不同层次的学生和要求确定开放内容，内容包括：设计性、综合性、研究性和创新性实验；小发明、小制作、小论文等课外科技活动实验；（3）较好地实现学生参与教师科研，使学生的创新能力培养落到实处。加强了对学生实验素质与技能、创造性思维方法和严谨治学态度的培养；（4）提高了学生的团结合作精神，通过开展“开放实验交流答辩会”等活动，促进学生实验小组之间的沟通，分享实验成果和心得体会，培养学生的口头表达能力；（5）提高了学生的成就感，学生参与开放实验项目取得优异成果者，可向教务处申请学分。学校每年评选一批在培养学生创新能力培养方面成效突出的开放实验项目作为优秀项目，对参加者和指导教师实行奖励。
建立开放性实验室，是实验教学模式的一种改革，也是实验教学改革的方向，其思路是鼓励学生在课余时间参加开放式实验、创新实验、科研和各类社会活动，提高实验教学水平，进一步加强素质教育，提高学生的综合创新能力，培养创新人才。
面向21世纪科技进步和社会主义现代化建设的需要，机械设计及自动化专业的学生需要具有创新品质和发展能力，掌握专业基础知识、应用能力和基本技能，培养在制造行业生产一线从事机电产品设计制造、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级应用型工程技术人才和创新人才。通过创新实践基地建设与创新人才培养实践，系统地对创新人才培养方法及培养目标进行积极的探索。几年的实践表明，创新实践基地建设对创新人才培养起到了非常积极的作用，学生的专业素质和创新能力、适应能力得到了较大的提高。
参考文献：
