时间：2022-10-29 12:36:46
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械创新设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
德国人发明的这一种变元法，是目前世界上最为科学易懂的变元方法，它能够衍生出许多不同的方法，具有很大的可塑性。这种方法的内涵主要有两部分：它变化内容多样，包括材料、数量、位置、尺寸、形状、连接、工艺七个方面；另一部分是上述七个方面的具体运用，运用的前提条件是机械基本结构，这些元素在其基本结构的基础上进行一定的变化，这样就有不同的形式，新的机械结构设计方案就创造出来了，这样就达到了优化设计机械结构的目的。接下来笔者将会重点介绍七种创新方案在机械结构设计的具体运用，其最终目的还是满足整个机械产品的生产的要求，这也是目前机械工作者普遍使用的方案。
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。
3结束语
作者简介：徐跃增，男，副教授，研究方向为机电一体化技术教学。
基金项目：本文系浙江省教育厅科研资助项目“基于高职机械创新设计教学资源库构建与应用研究”（编号：Y201225929）的科研成果。
机械创新设计能力，是机械工程类专业核心能力的重要组成部分。机械设计创新是人类物质文明进步的源泉。中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定指出：“注重增强学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力”，为高等职业教育改革与发展指明了方向。探究机械创新设计能力培养方案与网络教学资源库建设有着十分重要的现实意义。
一、机械创新人才培养的重要性
创新是一个国家的灵魂，目前国家大量需要的是高素质综合性人才，尤其是具备较强创新能力的人才。衡量机电产品的好坏，创新点是重要的指标。机械类专业学生的创新能力往往体现在机构功能与结构实现的创新点上。国力的竞争越来越明显地表现在科技创新能力和创新人才的竞争。
当前，大学生的科技创新活动和各类大赛很多。受到了各院校的普遍重视。正如周济同志所指出，机械很重要，没有机械就无所谓工业；创新很重要，没有创新就没有发展；设计很重要，设计决定着产品的成本、功能和使用寿命。如何提高机械创新设计能力的相关研究越来越多。
国外对创新人才的理解比国内更加宽泛，大都是在强调人的个性全面发展的同时突出创新意识、创新能力的培养。应该注意的是，世界主要发达国家对人才的创新意识、创新精神、创新思维、创新能力的重视已有很长的历史，近年来更显突出。国内从20世纪80年代中期开始倡导培养创新型人才以来，有关创新型人才培养的学术研究不胜枚举。但是，对于什么是创新型人才，大家的观点并不一致；对于如何培养应用型的生产一线创新人才尚需进一步探索。
二、网络教学资源建设的必要性
基于高职生机械创新设计能力的培养，重于能在生产一线岗位上解决实际应用问题。机械创新设计核心能力的培养涉及范围较大，课程内容主要包括：《机械设计基础》、《机械创新设计》、《机械工程制图》、《计算机绘图》、《机械制造基础》、《工程力学》、《机械制造工艺及夹具》等多门学科，具有很强的理论性、设计性和实践性，而且具有信息量大、发展速度快、应用广泛等特点。大量的知识内容都渗透着工程实际应用背景，更需要超前的创新设计理念。目前虽然采用了多媒体教学方式，与传统的粉笔加黑板教学方式相比，教学效果有所改善，然而高职生缺乏机械创新设计的感性认识，难以理解和消化吸收信息量庞大的课堂灌输内容，尤其是大量的课外时间开展自学难度较大。高职的学生学习主动性不够，渴望有比较直观应用的学习资源。
随着计算机科学技术的迅猛发展，现代教育技术以多种形式展示媒体化、智能化和全球网络化的发展特性，为培养机械创新设计人才的教育环境提供了基础，有效地促进了教育教学手段的变革。网络教学资源库的建设，有助于拓宽学生获得知识的途径，开阔了教学视野。为课堂教学创造了图文并茂、虚拟仿真、知识与趣味交融的学习环境，促进了学生的感性认识形成，激发学生的主动学习积极性，提高了机械创新设计的兴趣；为课后消化课堂知识、自主机械创新设计学习，课外竞赛辅导，学科发展动态，技术标准查询，师生互动交流、学习效果自我测评，紧密校企合作，提供了广阔的实践和创新的自由空间。有助于学生根据自己所需获取相应资源，大大节省了个人查询资料的时间，学习效率明显提高，加快了机械思维能力和创新设计能力的形成。
三、网络课程教学资源的构建
教学资源，是指构成教学活动各要素及实施教学的必要而相对比较直接的条件。教师、学生、教材是基本的教学资源，还有一些教学资源，如图书馆、实验室等，这些属环境资源，还有教学设备、设施资源、媒体资源等。至于课程教学资源，其内涵极为丰富，教材只是课程资源其中的一个内容。还应该包括，在课程设计、编制、实施和评价等整个课程发展过程中可利用的一切人力、物力及自然资源的总和。
网络教学资源是指经过数字化处理，可以在网络环境下运行的，可以实现远程异地共享的教学和学习材料。其涵盖的内容十分广泛，有多媒体课件库、教学素材库、网络课程、数字化图书馆、教师教学设计思想、专业相关课程资源库等多个方面。
以学生为主体，以建构主义为理论基础，以现代教育理念为指导思想，以机械创新设计为主线，结合专业人才培养方案的培养目标要求和特点，借助基于Web的网络教学平台、多媒体制作工具和网络编程工具，构建更能适用于高职的机械创新设计课程教学资源体系框架，见图1。
课程资源库可以单独建立网站，也可以涵盖在某专业资源库中，应根据现有网络资源而定。本课程资源库拟在机电一体化技术专业网络资源库下构建。其中，师资队伍栏目：主要展示主讲教师的风采和课程教学团队建设状况。教学研究栏目：主要课程标准、教学改善、教学论文、发明专利等教学研究进展。课程建设栏目：主要内容有课程定位、课程建设目标、教材建设开发、工学结合、典型机构的仿真动画演示。
网络资源栏目是学生学习的核心内容。主要包括：课程教学整体设计、单元设计、教学课件、电子教案、课程设计指导、竞赛指导、推荐辅导材料等直接学习素材，也是课程优质资源的重要组成部分，见图2。
课程资源库的使用效果通过课程评价栏目（自我评价、校外专家评价、学生评价）、成果展示栏目（教师成果和学生成果）来检验，学生的课程学习考核是通过师生教学互动和反映学习过程的考核来实现。网络资源库可以通过教师作业、学生作业提交、教师作业批改、学生网上学习、网络资源库根据不同学生的学习情况，自动形成课程考核成绩。丰富的试题库也可以通过网络进行计算机考试，实现无纸化考试。
四、网络课程教学资源建设的内涵
为了建构有利于培养创新人才的教育环境，使学生便捷快速有效地学习和查询各自需要的资源，在素材的选择和内容的组织时，既要满足专业人才培养方案，又要符合高职生的学习习惯，精选课程相关核心内容的系统框架，并且将机械创新设计课程教学资源构成的重点放在优质资源的提炼上。
人才培养方案是实现人才培养目标的纲领，是蕴藏在教学资源建设中的“灵魂”，必须研读精确。课程教学整体设计和单元设计的目的是要准确叙述本课程的能力目标，然后确定相应的知识、能力和素质目标等。这也是完成课程教学目标的保障。学生可在学习课程之前从网络资源中获取课程相关的重要信息。
课件的制作，则要紧紧围绕课程整体和单元设计进行规划，内容丰富、案例翔实、语言简洁易懂是最基本的要求。课件的设计应从可教性、易用性和艺术性等方面入手，利用多种媒体要素，动静有机结合，集视频、图文、音像为一体，设计出符合学生心理的、阅读流畅的高质量课件。对机械创新设计课程的典型机构和不易理解的机械原理，应尽量通过仿真、动画的形式展现在资源库中。有助于学生理解和掌握机构演化的方法，激发学生进行机构创新设计的兴趣。
针对课外科技活动和机械设计等相关大赛，建立创新设计实践库、优秀作品展示库和创新设计知识拓展等知识模块。吸收历届机械创新设计大赛、“挑战杯”科技作品大赛、计算机辅助设计竞赛等项目成果。开辟学生社团活动专栏，宣传学生自己设计、制作和比赛过程的相关录像。促使学生课程学习钻研主动性的提高，激发学生的创新思维、参加机械创新设计大赛的积极性和取得成就的自信心。创新设计知识拓展模块主要包括：机构创新设计、传动部件和轴系零件设计等素材，针对教学单元设计的创新讨论试题库，历届竞赛信息，新标准与机械学科前沿发展和最新科研成果。
五、课程资源库的建构与应用特点
1.依托专业资源库和相关精品课程，避免优质网络资源重复建设，突出机械创新设计主题。为课程设计指导、机械设计大赛及相关证书的考核鉴定提供相关素材资源和专题辅导。
2.加强实践教学环节的资源建设，开辟校企合作、工学结合专栏，快速链接校内外实训实习基地，共享企业相关资源。
3.相关专业、相近课程共享。与本科院校相比，高职专业设置及课程设置更为具体，更接近于职业岗位的需求。
4.在课程资源库建设的经费来源上，不同的高职院校差异甚大。因此，如何在少投入的基础上构建满足课程教学目标的资源库是一个现实的问题。本课程网络资源库是在最少资金投入的情况下构建的。
5.课程资源库建设的目的是为了学生应用，特别是课后学习。因此，整个课程资源的框架构建是以学生为中心，而不是为了参加评审。
如图1所示。
1.1构建以综合性、设计性、应用性为主的创新实践平台
1.1.1实践平台资源的整合按照资源整合与共享、优势与特色相结合的思路，坚持平台建设与特色学科建设、科研平台与实验室建设、人才队伍建设相结合，突出学科交叉与融合的原则，将现有的学科平台、科研平台、实验室平台进行科学整合、优化组合，从而搭建起农业机械化及其自动化本科教育公共创新实践平台，实现内部实验室和大型仪器设备开放共享，改善本科生实验教学与科研创新条件，丰富本科生创新能力培养的载体。
1.1.2平台实践条件的建设创新实践平台主要依托农业机械化及其自动化专业实验室，设备条件相对落后，要充分发挥创新实践平台的作用，必须对平台的条件进行改善。平台在完成本科实验、实践环节的基础上，主要起到培育学生课外创新实践能力的作用。因此，需多渠道进行平台实践条件的建设。首先，利用农业机械化及其自动化国家特色专业建设项目经费购买必要的大型设备。其次，通过专业教师的科研项目，共享部分设备。最后，创新实践平台的实施过程是丰富和补充实践条件的最好途径，平台进行的各项项目，其研究成果均可补充相关实验室的实验设备，这对本科教育实践环节的作用更加具有现实性和可操作性。
1.1.3实践平台教学内容的改革创新实践平台建设突出综合与创新的特色。针对“卓越工程师”的培养目标，该平台建设充分重视工程教育的实践性，同时体现学科的高度综合、相互渗透以及交叉融合。在实践教学平台为教学服务的过程中，根据不同的教学内容采用不同的教学形式与教学方法。按照学科特点，平台将实践项目分成不同的类型：科研项目型、实训任务型、探索问题型、工程训练型、生产体验型、典型案例型和综合型等。在内容上，重点构建以设计性、应用性、综合性为主的实践教学体系。通过平台的正常运行，我们在项目执行中制作了20个实验平台及10余套专业实验室专有机具。
1.2创新实践平台运行与管理模式的建立与实施
1.2.1实现双向开放的运行模式运行模式是创新实践平台得以正常运转并充分发挥其效能的基础，为此，我们建立了一套完整而有效的运行模式。农业机械化及其自动化创新采用“双向开放运行”的模式，从实践的时间、空间、工具、内容等几方面实现真正意义上的双向开放。平台建设目标是培养学生的工程实践能力，因此，只要选修过工程制图、机械原理、机械设计、机械制造基础等专业基础课程的学生都可进入平台学习。平台建设虽然主要针对农业机械化及其自动化专业，但是鼓励相近专业及对本专业有兴趣的其他专业的学生进行相关的创新实践活动。学生可以根据自己的爱好和特长有选择性地开展研究，尤其鼓励以研究团队的形式进行实验，同时重点实行以老带新的合作模式。平台不定期邀请行业专家以专题讲座、技术交流的形式与教师及学生进行深入交流。
1.2.2建立以学生为主的管理模式创新实践平台的管理采取学生自我管理的方式，为此，我们建立了一套行之有效的管理规章制度规范创新实践平台的日常事务。教师主动参与创新实践，通过报告、座谈、指导等多种方式与学生交流信息，传授知识和技能。同时，鼓励学生自发创办创新协会，定期举办研讨会、创新活动成果展等活动。在实验环节中，以学生为主体，教师为主导，倡导自主学习。通过立项和研究小组的方式开展创新实践活动，项目申请、资料检索、材料购买、产品调试等全部由学生独立完成，培养学生自主学习能力和独立工作能力。在“互动”的文化氛围熏陶下，基地形成了求真务实的创新精神，吸引勤学好思的学生参与实践活动。
1.3以创新实践平台为依托，实施研究性学习和创新性实践项目培养计划
1.3.1规范化实践教学体系(1)进一步优化实验教学体系，推进实验教学内容改革与创新，同时注重改革实验教学方法和手段以及传统的实验教学考核模式，强化实验课程的教学质量检查评估，积极推进工程训练中心和省级实验教学示范中心的建设。(2)重新制定课程设计教学质量标准和工作规范，课程设计题目必须与工程实际相结合，内容必须体现学生运用所学理论知识解决实际问题的能力的训练，指导教师实行跟踪式指导，启发和引导学生掌握分析问题和解决问题的方法。(3)重新制定毕业设计(论文)教学质量标准和工作规范，通过开题、中期检查、二次答辩、内外审等措施，强化毕业设计(论文)的过程管理。为提高选题质量，实行毕业设计(论文)题目的申报与审查制度，题目要紧密结合生产实际，内容要体现对学生专业知识的综合训练、创新能力与实践能力的培养。
1.3.2实施大学生研究性学习和创新性实验项目培养计划以创新实践平台为依托，结合学校SRTP项目、专业课教师科研项目，多渠道申请专项经费，设立大学生研究性学习和创新性实验项目。项目申请者为已修过本专业或相近专业基础课和主导专业课的全日制本科生，以团队形式申报，鼓励学科交叉、年级交叉。立项范围包括科技创作、科学试验、工程应用、创新设计、模拟仿真等，大力支持学生参加国家、省级各类竞赛的前期研究项目，同时兼顾其他具有创新思维和研究价值的各种实践项目。该培养计划与本科生导师制相结合，立项的每个项目都在导师的指导下进行，最大限度地发挥学生的创新思维和自主研究能力。无论是制作类元件或材料选型、方案设计、加工制造、样机装配，还是实验类的实验方案制定、数据采集与分析处理、实验报告撰写，导师仅给予宏观指导与建议，其他工作完全由项目组独立完成。
1.4以大学生科技创新竞赛为重点，构建3个层面的课外创新实践教育体系
依托农业机械化及其自动化创新实践平台，我们积极推进农业机械化及其自动化专业本科教育课外创新实践环节的改革。大学生课外科技创新竞赛活动是创新实践平台建设与实施的重要组成部分，主要分为3个层面：(1)在主要专业基础课、专业课中开展科技竞赛活动。在提高学生创新能力的同时，有效促进了课程教学内容、教学方法的改革。(2)根据学科专业特点和培养目标，开展具有学科专业特色的科技创新竞赛活动。建立学校、学院、农机系三级联合承办的大学生创新活动机制，确定具有代表性的科技竞赛项目，每年组织一次竞赛活动。如开展“CAD创新设计大赛”，积极组织“小型农机具操作及修理大赛”等，鼓励学院相近专业的学生参加。(3)积极鼓励教师和学生参加各级各类高层次的科技创新竞赛，充分调动广大教师和学生的积极性。围绕三维创新设计大赛、机械创新设计等省级以上大赛，建立创新实践平台重点支持、培养与奖励的长效机制。针对3个层面的科技创新竞赛活动，建立完善的组织、管理制度，促进创新实践平台的良性发展。
1.5实施本科生专业导师制，加强“双师型”教师能力培养
(1)实施本科生专业导师制针对农业机械化及其自动化专业的培养目标，我院有层次、有计划地在全日制本科生中逐年推行专业导师制。根据学生的个体差异，因材施教，充分发挥导师在学生能力培养中的重要作用。导师制与学分制的并行，可以较好地发挥学生的主观能动性，极大地挖掘学生的创新潜能。导师可以根据学生在不同阶段的学习状况，随时调整培养计划与学习进度。专业教师在前两年主要指导学生完成基础阶段的选课，督促其努力完成学分。对于具备创新潜质和学有余力的学生，可以引导他们参与导师的科研或创新实践平台的“研究性学习和创新性实验项目培养计划”，同时指导学生参与各级各类科技创新竞赛。最后，导师作为学生毕业设计指导教师，根据学生的学习状况指导其完成与以上项目相关的毕业设计或毕业论文工作。(2)加强“双师型”教师能力培养创新实践平台建设与实施效果取决于教师的专业水平与敬业精神，实现“卓越工程师”培养目标，教师的专业综合能力与工程实践能力尤为重要。实践平台的仪器与设备是实现学生实践与创新能力培养的硬件保障，优良的师资则是软件保证。因此，要更好地发挥创新实践平台的作用，须完善教师培养培训与考核机制，努力加强青年教师“双师型”能力的培养，我院规定，新教师必须经历一年的工程实践。同时，建立青年教师进实验室制度、教学基本业务考核制度、教师工程实践能力培训制度、教师专业综合能力竞赛制度等一系列保障制度和措施，建立教师工程实践能力培训与考核的长效机制。
2结束语
关键词：示范中心：实践教学：教育创新：规范管理
本文结合北京理工大学工程训练中心实验教学示范中心的创建，就工程训练实践教学体系和管理体系的创新与建设问题进行探索，以期深化工程实践教学改革。
一、坚持学科引领的工程实践教学理念和改革思路
在高等工程教育过程中，工程训练中心作为对学生进行全面系统的工程技术教育和工艺技术训练的实践教学基地，使学生获取机械制造工程技术的知识，了解工程概念，提高工程素质，培养创新意识和创新能力，正在发挥越来越重要的作用。长期的教学改革实践表明，工程实践教育是提高学生全面素质的重要环节。
北京理工大学要建设“国内一流、国际知名”的高水平研究型大学，必须有一流的公共实践教学基础平台。我校工程训练中心始建于1999年世界银行贷款“高等教育发展项目”，并分别得到了学校“985工程”实验教学基地建设、“十五”“211工程”公共服务体系建设等项目的支持。按照我校本科培养目标和教育教学改革的思路，在工程训练中心的建设中，贯彻以学科建设引领的工程实践教学理念和改革思路，促进实践基地与学科建设、专业建设的融合，利用机械大学科的拉动，超前设计，统一规划，集中管理，资源共享，对构建现代制造技术的实践教学基地有着重要意义。
我校工程训练中心建设以机械工程一级学科(机械制造及自动化、机械设计及理论、机械电子工程和车辆工程及工业工程五个二级学科)为龙头，依托四大课群(工程材料与机械制造基础课群、机械设计基础课群、机械工程及自动化专业课群以及工业工程专业课群)，按照三大模块(工程技能基础训练模块、机电产品创新设计制作模块和先进制造技术训练模块)，本着“边建设、边运行、边发挥效益”的原则，瞄准高水平，高起点和领先目标，进行了规模化、系统化规划建设，实现公共基础、技术基础、专业基础以及专业实践“一条线”的工程训练，完成传统“金工实习”向现代工程训练全面转变。
为了适应现代化工业技术综合性，多学科交叉的特点，工程训练课程的内容和训练方式都发生了根本的变化，在教学中必须对训练的内容进行精选、重组和优化，充分体现机与电结合、金属与非金属结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求：在方法上按照层次从简单到复杂、从传统加工技术到先进制造技术、从按部就班训练到创新设计及制造。适当保留传统工艺方法的基本训练，让学生很好地了解和掌握材料成型、机械加工的基本工艺知识，同时增加现代加工技术和对经济、质量、市场意识的训练。使学生更加全面地了解和熟悉现代加工技术及其发展趋势，更深刻地感受到新工艺、新技术的产生和发展，需要多学科知识的交叉和融合，逐步建立起大机械、大制造、大工程的意识和概念。将素质教育和大工程的思想始终贯穿在工程训练的教学中，及时掌握现代工业的特征和内容。这种在工程实践教学中，坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展，注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养改革思路，从根本上改变实验教学依附于理论教学的传统观念，充分认识并落实实验教学在学校人才培养和教学工作中的地位，形成理论教学与实验教学统筹协调的理念和氛围，成为我校工程训练中心的风格，体现我校的办学特色。
二、构建“工程训练四年不断线”的实践教学新体系
以工程训练为载体，全面提高学生的工程素质，是当前教学改革的核心任务之一。根据学生的学习认知过程，建立分阶段、多层次、模块化、开放型、综合性工程训练教学新模式，分阶段完成和实施工程训练，实现工程训练四年不断线。把训练内容融入为四个层面，即：《工程训练Ⅰ》――针对学生进行对制造系统和制造过程的认知性工程训练，培养学生的感性知识，为学生奠定工程知识背景： 《工程训练Ⅱ》――针对学生进行工程技能基础训练，使学生学习工艺知识，提高工程实践能力，培养工程素质和创新意识和能力； 《工程训练Ⅲ》――针对学生进行工程综合思维能力与创新能力训练，结合先进技术和专业教学，提供不依附于课程的现代工程实践活动，增加学生的动手能力和创新思维能力：《工程训练Ⅳ》――提供综合工程平台，让学生进行专题研究训练，全面提高学生的工程素质。
上述四个部分训练以大工程为背景，以工程教育教学改革为动力，以提高学生工程实践能力、综合工程素质和创新意识和能力为主线，按照由浅入深，由低到高的认知规律，构建人才培养新模式和科学合理的课程体系。课程的设计坚持思想解放和观念更新，树立“大工程教育”理念，紧紧抓住素质教育的核心――创新精神和实践能力的培养。通过多年的实践，形成“纵向贯穿”、“横向交融”的课程新体系。所谓纵向贯穿，即从机械工程基础技能培养方面入手，逐步进入到该领域先进技术：所谓横向交融，即体现人才培养中，各科知识的融合与贯通，以及学科专业的交叉和渗透，使被培养者成为复合型、创新型人才。
这样的工程训练教学体系有利于根据不同专业、不同层次学生的需求，有利于采取灵活的教学方式安排工程实践训练教学内容，有利于培养学生实践能力、创新意识和工程综合素质，有利于提高实践训练水平。
三、拓展工程训练内涵，搭建多学科工程训练实训平台，提升实训水平
学科建设是高水平大学建设的一个重要方面，充分利用学科和学科建设技术优势，拓展工程训练内涵，搭建多学科工程训练实训平台，是建设高水平工程训练基地的有效途径，不仅使所建项目有较高的技术起点，使本科学生在工程训练中就得到高水平的装备操作、最前沿的科学技术知识。缩短学生与现代技术的距离，提升实训水平。
从人才培养体系整体出发，建立以能力培养为主线，分层次、多模块、相互衔接的实验教学体系，与理论教学既有机结合又相对独立。实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切联系，形成良性互动，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。引入、集成信息技术等现代技术，改造传统的实验教学内容和实验技术方法，加强综合性、设计性、创新性实验。建立新型的适应学生能力培养、鼓励探索的多元实验考核方法和实验教学模式，推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。
在工程技能基础训练模块的课程改革中，主要结合工程材料及机械制造基础课群的知识体系改革，在构建现代工业培训的基础综合硬件平台(机械制造基础工艺训练平台、材料成形工艺和新技术基础训练平台)上，
重点加强“新技术、新工艺、新设备”的应用，利用先进的教学手段，系统地提供工程素质、能力培养和作风养成方面的基本训练。同时，逐步实现传统的金工实习向全面工程训练的转变。并对“机械制造基础”、“热加工工艺基础”、“机械加工工艺基础”等课程进行了改革。
在机电产品创新设计制作模块的课程改革中，主要结合机械设计基础课群的知识体系改革，将原分散的课程整合，形成以“机械工程概论”、“几何精度设计”、“工程制图”、“机械原理”、“机械设计”为主线的机械设计基础课群，建立由机械创新基础训练、机械创新设计、机械性能测试和创新产品制作组成的产品创新设计制作实验平台，从认知、创新设计、性能测试到产品制作，完成完整的创新设计与制作的工程能力培养过程。
在先进制造技术训练模块的课程改革中，主要结合机械工程及自动化专业课群、工业工程专业课群的知识体系改革，在专业课程内容的调整、合并以及理顺各知识间关系基础上，打破原有课程分散实验的限制，开设“生产准备与控制”、“系统分析与仿真”、“物流工程”等跨课程、综合性(电、机械和信息处理)的实验内容，建成较为完整的先进制造技术实践知识的演示、训练和应用的教学基地。
在教学方法上，采取教师讲解和技工指导相结合，基本操作与现代工程能力训练相结合，参观研究与动手实训相结合，实物教学与CAI课件虚拟实验相结合。在新增较多先进数控设备的基础上，更新学生工程训练内容。特别在数控技术实训中，充分利用计算机网络技术，建设工程训练远程设计微机室和多媒体教室，引入最新CAD／CAM软件，改变了过去单纯手工编程的历史，使学生不但了解和初步掌握了先进的产品设计和绘图工具，而且将机件设计、计算机绘图、修改编程、加工制造等环节连接起来，使学生对产品的生产的全过程有一个直观的认识。应用远程设计、网络制造的设计理念以及计算机网络技术、现代多媒体教学手段，初步实现远程设计、网络制造的现代机械制造理念，完成金工实习向工程训练的全面转变。
四、开展科技创新活动，提高学生工程综合素质
高校是我国培养现代化建设所需高等人才的重要基地，在实践教学过程中，开展创新设计与制作活动，培养学生的创新意识和能力是示范中心的重要任务。必须把“创新”教育思想渗透、贯穿到工程训练的全过程，并逐步得以提高。
我校以工程实训中心的软硬件条件为平台，积极组织和开展大学生创新实践活动。一方面，在正常的实践教学计划内，专设创新活动周，组织学生按照给定的命题，如“非轮式仿生爬行机器人”、“机械式弹跳装置”等，以小组为单位，进行创新项目设计与制作。在实践中不断激发学生创新的潜能。另一方面，结合各种形式的创新大赛，开展大学生科技创新活动，部分学生的成果参加了相关的创新设计竞赛等。
学生通过开展科技创新活动，独立自主地学习，不仅可以将所学知识灵活应用于实际，学到更多的知识，而且还能培养学生的各种能力，提高学生的综合工程素质。
五、先进的运行机制和规范管理是工程训练中心可持续发展的可靠保证
依据学校学科的特点，整合实验教学资源，建设面向多学科、多专业的实验教学中心。我校工程训练中心是校级实验室。学校对中心实行统一领导、分级管理的体制(投资与建设以学校管理为主，教学与日常管理以学院为主)。校实验室与设备处、教务处对中心每年的常规实验费、设备费以及工程训练等专项经费实行单列，以确保工程训练教学经费落实到位。学院由一名副院长兼任中心主任，直接分管中心的工作。中心实行主任负责制，对本中心的人、财、物进行综合管理。
中心内部实现教学资源统筹安排、设备及所有资源共享。中心建立网络化的实验教学和实验室管理信息平台，利用局域网络系统，结合数控技术和计算机科学技术，营造了一个使学生进行“远程设计、网络制造”理念的工程训练氛围。并形成“公共基础教育一学科基础教育一专业教育一专业学科”一条线的知识结构。同时，建立有利于激励学生学习和提高学生能力的有效管理机制，创造学生自主实验、个性化学习的实验环境，建立实验教学的科学评价机制，完善实验教学质量保证体系，引导教师积极改革创新。
工程训练实践教学过程，不仅通过加强基本技能和工程能力训练来提高工程素质，而工程环境及非技术因素对人才的影响也是十分重要的。我们以“科学、创新、艺术”为主题，打造中心环境，建立并营造具有人性化、智能化的人文环境、学习环境、实践环境以及可管、可控、可预防、可应急的安全管理环境。在建设中全面更新实验台、工具柜，建立工具站，设置实训区、实验室标识牌，划出安全通道等，使学生进入实训区，就能强烈感受到浓郁的学习氛围，清洁明亮的环境，加上排列有序的机床，展现了现代企业厂房的风貌，一扫过去实习环境脏、乱、差的状态。这些都无不给学生们一种新的感受，也得到各高校同仁的充分肯定和赞赏。
学校重视实验教学队伍建设，制定相应的政策，采取有效的措施，鼓励高水平教师投入实验教学工作。建设实验教学与理论教学队伍互通，教学、科研、技术兼容，核心骨干相对稳定，结构合理的实验教学团队。形成一支由学术带头人或高水平教授负责，热爱实验教学，教育理念先进，学术水平高，教学科研能力强，实践经验丰富，熟悉实验技术，勇于创新的实验教学队伍。
[关键词]精品本科 机械 毕业设计
一、概述
打造精品本科教育，努力培养卓越创新人才是时代的呼唤，也是致力于服务国家和地方经济文化建设的地方高校责任所在。而毕业设计是本科教育中实现培养目标的重要实践教学环节，对于以工程实践为背景的机械类本科生而言，毕业设计也是培养其综合运用专业知识，科学研究和解决工程实际问题或学术问题的一次较为全面的综合训练和总结测评，是将本科数年所学知识融合提炼并加以升华的过程。毕业设计的实际效果是衡量高等院校教学质量的重要评价标准，在高等工科教育体系中具有举足轻重的地位。本项目的建立和实施将打破毕业设计传统的教学模式与体系，建立毕业设计的长线教学机制，将CDIO（“Conceive”（构思）、“Design”（设计）、“Implement”（实施）、“Operate”（运行））理念融入毕业设计的教学过程，把培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识与工程实际案例紧密结合，通过贯穿于整个人才培养过程的团队设计和创新实践训练，培养专业基础扎实的应用型人才。
二、国内本科毕业设计现状分析
根据国内大多数高等院校工科专业的培养计划，毕业设计工作一般安排在本科第八学期执行，实际持续时间往往在3～5个月不等。毕业设计选题一般由教师确定，学生根据自己的兴趣选择指导教师和设计题目。这样的毕业设计教学过程存在诸多问题，严重影响了毕业设计的质量，主要包括如下几方面：
1.教学培养计划在毕业设计环节分配的时间不够充足。
根据高等院校工科专业的本科培养计划，毕业设计选题在第七学期末进行，并在第八学期执行。通常学生必须在第八学期开始的一至四周或一至六周时间内进行文献资料的收集和查阅，完成文献综述，并阅读和翻译与课题相关的英文科技文献，在对课题研究内容形成一定认识的基础上撰写开题报告。之后利用约七至八周的时间进行课题方案的设计，并进行具体的课题研究工作。最后利用四周时间进行毕业论文的撰写和论文答辩。整个毕业设计环节约持续十六周时间。这样的时间对于机械类这种实践性非常强的学科专业，学生缺乏足够的时间进行课题的实验设计、实践工作以及课题的深入研究，难以完成高质量的毕业设计或科研论文。
2.学科基础课程和学科专业课程与毕业设计教学环节缺乏连贯性。
目前，对于专业知识体系的构建通常在本科培养计划中的第六、第七两个学期的课程教学中进行。其中，第六学期主要进行学科基础课程的教学，第七学期主要进行学科专业课程的教学。在专业课程的设置和教学内容的设计上，各课程相对独立、缺乏连贯性。无论是在安排理论教学内容还是在安排实践教学内容时，任课教师往往更多地局限于关注本门专业课程自身，缺乏对该课程的先修专业课程、后续专业课程或相关联专业课程教学内容的综合考虑，忽略了培养学生综合运用专业知识的能力，进而也无法在毕业设计中使学生将学到的各种专业知识进行综合应用，制约了学生综合应用专业知识解决实际问题的能力的训练和提高。
3.学生在毕业设计过程中缺乏兴趣和主动性。
目前大多毕业设计课题由教师指定，学生被动地进行选题与设计，缺乏兴趣和学习主动性，有的学生在毕业答辩时甚至连研究的课题背景都说不清楚，这样的毕业设计何谈质量保证？
4.实践教学环节对学生动手能力、分析能力及创新意识的培养不足。
机械类本科专业培养计划中涉及专业素养培养的实践环节主要是专业实验和毕业设计。受本科培养计划总学分的限制，专业实验教学设置在专业培养体系中所占比例较低。而实验教学设置以专业基础性实验为主，这些实验大多为演示性实验或验证性实验，在学生掌握了这一部分实验能力之后，留给学生锻炼实际动手能力、激发创新意识的空间并不多。而过多的演示性和验证性实验，并不能使学生分析实验数据的基本技能得到培养和锻炼。这样在毕业设计环节，一些学生在课题研究中面临具体问题时往往感觉无从下手或不知如何进行分析研究，也就更谈不上在课题研究中进行创新了。
5.缺乏培养学生从事科研工作所具备的基本能力和素质的教学及实践环节。
工科类专业的大学学历教育的目的之一是培养具有一定科学研究能力和素质的研究型或应用型专门人才。这就要求培养学生具备从事科研工作的基本能力和素质，包括查阅国内外科技文献、撰写科研论文、团队协作精神、严谨治学等各方面。但在目前多数工科专业的本科培养计划中，缺乏或并不重视对这方面能力和素质进行培养的教学和实践环节。学生在毕业设计过程中表现出缺乏查阅国内外相关科技文献的研究习惯、不能规范地撰写学术论文、语言组织能力较差、抄袭他人研究论文、团队协作精神缺失、不能承受多次实验失败的挫折等一系列问题。
在当前世界各国工科院校进行的毕业设计改革中，加强基础，整合课程内容，注重工程实践和设计教育，已经成为普遍趋势。美国MIT 提出了“回归工程”和“工程教育必须更密切地回到工程实践的根本上来”中的培养原则；德国的工科院校一向特别注重培养学生的工程实践能力，重视学生理论联系实际能力和工程设计能力的培养；日本的工科专业学生从一进校即开始选择导师，四年级一年均以毕业设计课题研究为主。此外，英国、加拿大、丹麦等其他发达国家也在综合工程素质培养方面推进改革进程。
在世界进入知识经济的时代，国际竞争尽越来越明显地表现为科技和人才的竞争，特别是科技创新能力和创新人才的竞争。机械类本科毕业设计教学将更加注重质量和人才综合素质的培养、创新能力的培养、综合应用知识能力的培养、以及独立获取知识等能力的培养，为学生终身学习和继续发展奠定基础。为适应素质教育和创新教育的要求，对传统的常规实践性环节进行相应的、必要的改革研究和探索，已势在必行。
三、精品本科目标下的机械毕业设计改革思路与实施方案
“精良厚德的师资队伍、精确卓越的培养方案、精彩丰富的课程体系、精密完善的教学设施、精细严谨的教学管理、精致实用的人才产品”是“精品本科”的六个核心要素，抓住了这六个要素，也就抓住了教育的本质；实现了这六个“精”，我们打造精品本科教育、培养卓越创新人才的目标就一定会实现。有鉴于此，必须对现有机械类本科毕业设计进行大刀阔斧的改革。按照精品本科的培养核心思想，机械类本科毕业设计要以提高学生综合工程素质为总线，以强化工程意识，培养工程实践能力为目的，改变以往由指导教师指定选题的单一模式，让教师、单位和学生都参与到毕业设计选题中，构筑多层次的毕业设计平台，结合相关学科必要的技术基础知识的改革与创新，加强学生研究能力的启迪，充分体现毕业设计的工程性与创新性。
为此，本文针对机械类本科毕业设计提出以下改革思路与实施方案：
1.研究机械毕业设计教学理念，采用新模式建立毕业设计体系。
机械类本科毕业设计应以提高综合工程素质为目标，强化综合应用专业知识的能力。为此，改革机械类本科毕业设计的教学体系至关重要，结合精品本科教育的核心思想，必须建立一套完善的机械类毕业设计长效教学机制，明确毕业设计的目的和重要性，切实保证毕业设计的质量。主要的改革思路是分阶段实施毕业设计，让学生有充足的时间为毕业设计做准备，结合兴趣与专业选题，变被动为主动，提高毕业设计的积极性。
1）第一阶段：毕业设计研究方向归类
将近三年的毕业设计课题导入毕业设计课题库模块，让学生在第四学期就能了解近年来本专业毕业设计的研究领域，结合自身的专业兴趣，初步制定毕业设计的研究方向，从而在第五、六学期能合理安排和调整自身的选课内容，为毕业设计做知识的储备和积累。
2）第二阶段：选题阶段。
第六学期末进入选题阶段，采用双向选题制度，学生可以根据自己的实际情况申报符合专业要求的毕业设计课题，也可以选择老师申报的毕业设计课题，学生由被动选择变为主动选择，以激发学生的主观能动性和自主学习的热情。
3）第三阶段：实施基于工程案例的模块教学，提高综合运用专业知识的能力。
第七学期，学生根据自己的选题方向，选择相应的知识模块进行培训，从而较快的掌握毕业设计课题的研究和设计方法，明确毕业设计的工作流程；阅读国内外科研论文若干篇，了解课题所属领域的最新研究前沿，明确毕业设计的任务和创新方向；以培养和提高学生文字组织表达能力、撰写科研论文能力及查阅国内外科技文献的能力。
4）第四阶段：设计实施环节。
第八学期按照学校毕业设计相关规范和要求，结合课题具体内容，全面完成毕业设计各项任务。
2.营造多层次的毕业设计平台，突出工程素质的培养。
1） 以理论研究为主题的毕业设计
针对研究能力突出的学生为主体，利用现有的设计理论与方法，激发学生的研究热情，培养学生理论分析研究能力。
2） 以创新设计为主题的毕业设计
针对创新能力较强的学生为主体，利用创新设计的理论与方法，以培养学生创新能力为目标，以创新性为主要的评价标准衡量毕业设计的质量。
3）以工程应用为主题的毕业设计
针对动手能力较强的学生为主体，以教师的横向课题为主要的选题标准，锻炼学生实际从事科研项目的能力。
4）以校企联合，面向工程实际为主题的毕业设计
以到企业实习的学生为主体，采用企业给定的项目作为毕业设计选题，学生在企业完成毕业设计，采用联合答辩的方式评价学生的毕业设计质量。
3.学科发展带动毕业设计平台建设，进而促进应用型教师队伍建设。
1） 我校机械工程学科已经获得一级博士学位授予权，在博士点建设的过程中，机械设计及理论二级学科在平台建设、教师队伍建设等方面均取得进展，目前正在建设“机械工业数控机床优化技术重点实验室”。在现有的平台支持下，进一步建设机械类毕业设计平台建设，使学生的应用型毕业设计项目得以实施。
2） 毕业设计课程体系的建设，将有助于提高毕业设计指导教师的实践教学能力。
以培养综合工程能力为指导思想，增设基于机械类不同方向的工程案例模块教学先修课、建立毕业设计长效教学机制、分阶段实施毕业设计计划，构建应用型本科毕业设计环节的新模式，将显著提高学生分析解决问题的综合能力；以多层次的毕业设计平台构建为切入点，强化学生的学习兴趣，升华学生的创新精神，训练学生的实际动手能力，为学生构筑深厚的工程技术根基，发挥其它课程不可替代的综合工程素质的教育作用；以学院学科发展为推动力，构建毕业设计平台，促进应用型教师队伍建设。
四、总结
以上，对以精品本科教育为目标的机械类本科毕业设计提出了一些思路和实践方法。当然，精品本科教学质量的提高，需要将理论教学与工程实践有机的结合起来，通过高等院校不断地探索和实践，针对各自的培养模式和方向，选择适合自己的方法和方式去实践和推进，不断地改革教育体制，以提高教育教学水平。
[参考文献]
[1]王新华主编《机械设计基础》化学工业出版社2011年1月
[2]中华人民共和国教育部《卓越工程师教育培养计划》2010年6月
[3]吴国杰，吴炜亮，赵宏霞.本科毕业论文教学改革探讨，广东工业大学学报（社会科学版），2008，（8）：177-179.
[4]马清珍，张宝魁.本科生创新能力培养的探索与实践，理工高教研究，2008，27（2）：83-85.
[5]罗怡，基于本科毕业设计的工科类专业教学改革探讨，中国电力教育，2013，（263）4：152-154.
[6]邓小玲，贾碧，蔡苇林凤，李正.美国高等工程教育的历史沿革与发展趋势，理工高教研究，2007，26（5）：37-39。
1课程教学的现状及存在的主要问题
机械设计基础课程是机械类专业学生的一门重要的技术基础课，目前该系列课程的设置主要由以下几大模块组成：
(1)公差与配合
研究机械设计中是怎样正确合理的确定各种零部件的几何精度及相互间的配合关系，研究测量工具和仪器的测量原理及正确使用方法，掌握一定的测量技术。
(2)理论力学
研究质点、刚体的静力学、运动学及动力学。静力学研究物体在力作用下处于平衡的规律;运动学研究物体运动的几何性质;动力学研究物体在力作用下的运动规律。
(3)材料力学
研究杆件材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度以及导致各种材料变形与破坏的规律;为受力构件提供强度，刚度和稳定性计算的理论基础条件;解决结构设计安全可靠与经济合理的矛盾。
(4)机械原理
研究机械中机构的结构组成、运动、以及机器结构的受力和设计。
(5)机械设计
研究通用机械零件能量的传递方式、材料、形状尺寸、方法的选择与设计。
这些课程设置的目的是为了使学生具有机械设计的初步能力和为专业课程的学习起到铺垫的作用。但是这些课程理论性强、概念抽象，涉及的基础理论和知识面广、系统性强、学时多，如果在教学过程中过分强调知识的系统性和理论的完整性，这种教学模式不能适应高职高专教育对应用型人才培养目标的要求。如果按照课程设置的方式，以教为中心，以知识的传授为主要目的，可能会出现如下情况：忽视了学生创新意识、创造能力和创造个性的培养，往往学生理论考试成绩较高，但实际设计和应用能力不强，这与企业需求脱节;课堂教学与实践教学环节脱节;重视学习者知识的接受与理解，不重视知识建构和发现的方法;没有充分发挥先进的实验技术和网络在支持个别化学习、发现学习、合作学习以及教学管理方面的巨大优势。
2课程教学模式探索
2.1学生学习兴趣的激发
兴趣是学生对学习活动或学习对象的一种积极认识或意识倾向，当一个学生对某门学科发生兴趣时，他总是愉快地学习，积极主动获取知识。但在课堂上学生的注意力的集中时间是有限的，长时间集中注意力会引起他们思维疲劳，甚至厌烦。
针对本课程可从以下来展开学习兴趣的激发：
在学生刚刚接触该课程的时候，首先让学生明白这门课程设立的目的;对后面其他的专业课程的学习有什么作用;对今后工作中可以用来解决那些技术上的问题。这样以来学生就会意识到这门专业基础课程的重要性，从而在学生心目中树立起该课程在专业知识体系中的重要地位。通过动态的多媒体电子课件，利用现代教育媒体的表现力，给学生一种具有新意的刺激，使学生从原来抑制状态转化为兴奋状态，从而提高学生学习的积极性;将书本知识还原于生活实践，能够激发学生参与探索的欲望，通过观察生活中的各种常见机械、机电设备中的动作、工作原理，让学生找到其存在和应用了那些平面机构，进一步增强学生的学习兴趣;通过实例来提出问题，让学生思考，讨论，最后教师进行归纳总结。例如，在讲解间歇运动机构时，向学生提问：为什么大家在看电影的时候，总感觉画面有停顿感?学生开始各种各样的思考和讨论，多数同学的意见是不完全正确的，这时老师再给予正确的引导式归纳总结：为了适应人们的视觉暂留现象，要求影片作间歇运动，所以放映机采用四槽槽轮机构，当传动轴带动圆销每旋转一周，槽轮相应地转过90，因此能使影片的画面作短暂的停留，这样以来使学生听了以后兴趣盎然。采用这些方法不仅能提高了学生的学习兴趣和学习积极性，而且还拓展了学生的思路。
2.2创新能力的培养
创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力，而高等学校是培养创新人才的基地和摇篮，因此，在学习专业课程的过程中应不时地培养学生的创新能力。就机械设计基础而言，以培养学生综合设计能力为最终目标，以学生能应用所学知识来解决工程中的实际问题为目的，以必须、够用为度，以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构;通过引入现代设计理论和设计方法，以基本知识、原理部分作为基础，发展平台，注重设计与制造有机结合、机电液有机结合、理论与实践有机结合，大胆创新。
在教学及实践教学过程中，不断地培养学生的创新意识。通过变传统的、被动的、低效的实物模型来实现机构及装置设计为先进的、主动的、高效的可视化CAD三维参数化建模来实现装置乃至产品的创新设计;带动学生一起分析如何实现机构及零部件的优化设计，从一些实际的问题入手，来考虑那些部件的结构可以实现优化设计，创新设计，分析新的设计会带来机械装置实现其功能方面具有哪些好处;改变传统的考核模式促进学生创新能力的培养，在学生做课程设计时，让学生利用所学基本原理对日常生活中的机器、装置的原理进行分析，通过文献查阅，加以改进，或者提出自己的想法，并把自己的构思用论文或专利的形式加以表达，发挥学生的自主性和创新能力;在实验课的讲授方式上，着重培养学生的工程实践能力，让学生知道某种结构为什么是这样，动力是否可以通过其他的传动方式实现。这样既有助于学生认识事物的本质规律，又使学生的实际能力得到锻炼;通过开展创新设计实践活动来提高学生的创新能力，例如，在讲授挠性传动时，给学生提出问题，大家都知道自行车采用了链传动的方式来驱动车轮前进。链传动具有瞬时的传动比不稳定、工作时有噪声、易脱链等缺点，带传动有承载能力不大、弹性滑动和打滑现象的缺点。而它们的各自的缺点都是对方的优点，那么能不能设计出一种挠性传动方式使得它们的特点得以均衡呢?因此就以此为作业任务让学生自己去按所学的知识和创新的理念给出它们的设计方案来。教学效果表明，就出现了带式链条比较好的创新方案。于此同时可以结合本课程的教学内容开展机械设计竞赛、鼓励并指导学生参加全国的创新设计大赛。这样以来学生的创新意识和创新能力将在很大程度上得到加强。
2.3理论联系实践的教学方法
从机械设计基础的课程设置模块来看，公差与配合、理论力学及材料力学、机械原理这些内容大多为理论性较强的知识内容，而机械设计则是研究机械零件能量的传递方式、材料、形状尺寸、方法的选择与设计。机械设计部分的特点在于各章内容看似相互没有关联，如联接中的键、销、螺栓、联轴器;带传动、链传动;齿轮传动、轴、轴承等各类零件，但运用机械原理方法、理论及材料力学知识以及公差配合规则将这些零件汇合才能设计出一个完整的机械装备。如果在给学生讲解理论知识的时候，能将其对应的机械零部件的设计、机器设备中标准件的选择和应用，让学生自己通过实践来完成，真正实现理论用于实践、实践巩固理论，这样效果将会更好。
以培养学生机械系统方案创新设计能力为目标，以设计为主线，建立理论教学和实践教学为主体的新教学模式。
该教学模式注重理论与实践、理论讲授与实验操作相结合，合理地确定课堂和实践重点，着眼于学生综合素质的培养。该教学模式提倡学生带着问题学习的理念，突出以学生为主体的教育模式，以工程设计实例为载体，贯穿教学过程始终，体现学习-设计-再学习-再设计的循环渐进的学习过程。在机械设计基础课程教学中只有密切联系工程实际，不断加强对机构及机器的研究和分析能力，才能更有效地激发出学生的学习兴趣，培养和提高学生的设计与创新能力。在教授的过程中通过更新教材内容、增加实践环节，使理论教学的第一课堂与实践教学的第二课堂有机结合，相互协调，从而营造理论学习-设计实践-实验三维一体的学习氛围，以培养综合素质高、专业面宽广、创新设计能力强的实用性、技能型机械工程专业复合型人才。
关键词：创新能力；TRIZ理论；案例教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0147-03
一、引言
发明与创造是人类文明进步的原动力。在人类发展史上，创造性活动一直促进着科学技术的发展。设计本身就是创新，培养机械创新素质就必须从事创造实践，结合科研来服务企业。这样才有可能从实践中提炼出更多的创新方法。由此，就提出了如何培养创新能力的问题。
目前TRIZ（发明问题求解原理）理论被认为是可以帮助人们挖掘和开发自己创造潜能、最全面系统地论述发明创造和实现技术创新的新理论，是“超级发明术”。事实上，阿奇舒勒所创建的TRIZ是发明与创新方法的理论，是20世纪的伟大发明之一。一般来说，TRIZ理论主要应用于概念设计。
二、创新设计能力的培养
（一）培养创新能力的必要性
创新能力产生于我们的思维。科学的真谛在创造，创造的奥妙在思维，思维的本征体现于想象。创新能力与想象力是孪生兄弟。所以，想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。
要创业就得有创新能力，创业型人才一定是创新型人才，创新型人才一定具有很强的思维创造能力。因此创造性思维和创造能力是一个创新型人才必备的特点，所以培养创新能力是很有必要的。
（二）本科学生创新素质发展的障碍
1.侧重传道授业，忽视能力培养。目前的教学内容主要是传授知识，教学方法主要是课堂讲授，学生学得比较被动，学习积极性受到影响。若主讲教师的思路不开阔，创造性欠缺，就可能影响学生创新能力的发展，影响学生思维，使他们缺乏变通，缺乏质疑。而高校评价学生的标准主要是学业成绩，这也会导致部分学生片面追求成绩，忽视科研能力的培养，造成实践活动能力薄弱的后果。
2.专业范围狭窄，不利于创新。大学专业的设置对培养高等专业性人才发挥了一定的作用。但专业的束缚与学生的压力依然存在。专业范围狭窄，专业的束缚对学生的创新也会产生诸多不利的影响。虽然近几年许多高校增加了选修课和辅修课，但由于专业课任务繁重，学生还是在本专业的狭窄范围内活动，忽视了人文和社会科学知识以及相邻学科的学习，这样就限制了学生的视野，影响了他们创新能力的培养。
3.重视认知发展，忽视情感教育。重视学生的认知发展，有利于培养学生的观察力、想象力和思维能力，为学生创新能力的发展打下基础。但忽视学生的情感培养是不正确的，忽视最丰富、最有活力的情感因素，会将教育过程变成枯燥的发展智力过程，这种过程对培养创新人才极为不利。
4.心理失衡，阻碍成才。创新人才应该是有理想、有抱负、有决心，勇于前进，并能有效地进行自我激励的人。但有些学生会因所在高校不是自己的志愿学校而产生心理上的不平衡，在学习上缺乏动力，没有明确目标，专业思想不牢固，成才意识差，缺乏创造精神，这是成才的绊脚石。
综上所述，培养高素质的创新型人才是教育的深刻变革，是一项关系到顶层设计的系统工程，需要在人成长的各个阶段始终贯彻素质教育，着眼于培养创新素质。
三、培养学生创新能力的途径
关于本科学生创新能力的培养，存在有很多观点及论述。诸如：转变教育观念、构建合理的课程体系、改革教育方式、营造创新教育环境、长远规划与短期安排相结合、充分尊重学生的首创精神、及时总结经验、加大投入和改革考试方法等，这说明培养学生创新能力的途径有很多种。本文结合教学实践，将其具体化作为一种探索。具体方案是组织学生参加机械设计创新大赛萌发和激励创新能力，开设《机械创新设计》选修课来引导和培养学生的创新能力。
（一）机械设计制造创新竞赛萌发和激励学生的创新能力
报名参加这一竞赛的学生，在自己作品的研制过程中，会学到课堂上和书本里学不到的知识，从而启迪思维，增长见识。
案例1：购买材料时，市场产品种类和规格很多，且大多与课程内容相关，有些产品连教师也很陌生，但却能使人产生联想，对改进方案有帮助。于是在这个过程中，师生的创新能力都能得到了萌发和激励。
案例2：外协加工时，协作方会根据自己的设备工装条件和制造成本拟定出加工工艺方案，而师生必须考虑制作成本在市场上多跑几家协作方并拟定出自己最合适的工艺方案。所以有学生说，在加工和装配过程中，他们重温了零件的加工工艺、配合性质和装配，学会了依照具体情况拟定最佳工艺路线，对重温的知识内容和学到的方法体会很深。很多学生说，在论证方案和设计阶段，必须认真去做，重视每个细节，因为必须要做成作品，这可不是课程设计哦！
所以，开展这一竞赛，制作机械设计创新作品是一种综合素质培养和综合知识学习的好方法，参加这一竞赛能够萌发和激励学生的创新能力。
（二）开设《机械创新设计》选修课，引导和培养学生的创新能力
《机械创新设计》是针对机械设计创新作品的开发和选题而开设的，它阐明了普通人也能搞发明创造。学校于2007年初开设这门课程及其实验，它的内容分为基础知识篇、理论与方法篇和实例篇。基础知识篇涵盖《机械创新设计》的思维基础和技术基础，这是创新者必备的基本业务素质；理论与方法篇包括机构组合原理、机构演化和变异、机械结构创新、仿生原理、逆向工程、系统运动方案创新和TRIZ理论体系；实例篇以工程中的创新实例来说明创新方法的应用。
课程的理论讲授阶段要求学生完成2个作业（即专业论文），论文中要求有创新作品的案例和自己的理解。实验综合阶段则是进入学校的创新实验室观摩以往的创新作品，然后完成一项创新作品的综合设计。
实践证明，开设这门课程能够提高学生的创新能力，开拓思路，为参加机械设计制造创新竞赛奠定理论基础。
四、TRIZ理论体系的主要内容
工业化社会以来，产生了无数的发明创造，设计制造了种类繁多的机电装备。如门捷列夫找到化学元素间联系与区别的通用规律，大胆猜想而创造了化学元素周期表那样，这些发明创造能否具有可以遵循的通用规律。这个问题的解决，其本身就是一个重大的创新。G.S.Ahshuller做到了，他发现在进行发明创新、解决技术难题时，是有特定的科学方法和规律的。如果掌握了这些规律，就能主动地进行产品设计并能预测产品的未来发展趋势。由此，G.S.Ahshuller毕其一生精力，创立了现代创新理论，即TRIZ理论。
（一）TRIZ的理论前提
TRIZ理论是用来进行概念设计的。TRIZ的理论前提是技术系统进化原理和冲突解决原理。技术系统进化原理表达为：产品或技术系统如同生物系统，是持续进化的，且进化有规律可循。冲突解决原理表述为：解决冲突是产品或技术系统进化的推动力。进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低，欲使其产生突变，只能是解决阻碍其进化的深层次冲突。
TRIZ理论的实用性在于生产实践中遇到的工程冲突常常重复出现，且彻底解决工程冲突的发明原理易于掌握。实践表明：工程人员所遇到的90%的问题都在以往的其他场合解决过，若能利用以往的解决办法，则对研发更加有效。但问题的焦点在于抽取和归纳冲突和与其对应的发明原理。G.S.Ahshuller证明了发明可系统化地导出，而不必源自尝试错误。
（二）TRIZ的理论体系
创新技法为数众多，如：头脑风暴法、形态分析法、特性列举法、缺点列举法、希望点列举法、联想类比法、反向求索法、组合创新法、废缺颠倒法、5W1H法、检核表法、和田12法、魔球法以及特尔斐设想法等。作为一种开放的思维形式，今后还会有更多的新技法问世。但这些技法不利于学习和掌握，其实际表现并不令人完全满意，有时还会导致失败。以头脑风暴法为例，它实质上是一种试错法，所提供的管理模式并不能确保成功，所产生的效果也要受到团队成员个性和环境的影响。因此，这些技法被称为传统的创新方法。
TRIZ理论体系包括术语、工具和算法。其术语有：技术系统、功能、矛盾、理想度、资源、效应等。作为用于创新的工具，其构成有：创新规律、创新方法和创新思维。创新的算法则有九步法、ARIZ算法和自己的算法等。其中创新规律的内容是技术系统的8大进化法则和S曲线。创新方法包括物理冲突（主要采用4条分离方法来解决）、技术冲突（主要采用39个技术特性参数描述的冲突解决矩阵）、40条发明原理、物场模型和76条标准解法。后来还添加了根本原因分析、功能分析和知识库。创新思维则含有金鱼法、小人法、九屏幕法和STC算子法等。
（三）TRIZ理论的本科教学内容
本科教学中仅学习TRIZ理论的主要内容，即：技术进化系统法则、技术冲突与物理冲突、分离方法、40条发明原理、冲突解决矩阵、物质―场分析和标准解法。
五、案例教学
案例教学能活跃学生思维，引导学生来评论、分析和推理，提高其应用能力。教学实践证明，采用案例教学来讲授TRIZ理论，对培养学生创新观念、活化创新方法很有裨益。
在传统教学法中，教师是教学主导，学生是教学主体。因教师教学思维的暗示，学生容易产生被动的惯性思维，导致死记硬背，思维受限而不利于创新。在案例教学中，教师仅概述理论要点，主要是提出案例，然后学生研讨，使得学生在学习中既是主导也是主体，利于发挥其潜在创新能力。
案例教学法的教学过程可以分为四个步骤：（1）教师讲述某一知识点后，引入案例并介绍有关背景知识；（2）学生讨论并构建所研究问题的框架，制定案例的研讨路线；（3）收集、汇总所有有关信息，进行分析处理；（4）形成研究结果，并报告自己的研究成果及收获。
对于某些较难的或跨学科的案例，可以课后详细研究，鼓励学生间的合作，留待下一次课上报告结果。
1.课堂案例One：技术系统进化法则2――能量传递法则。
其理论知识点为：技术系统实现功能的必要条件。必要条件：（1）能量必须能够从能量源流向技术系统的所有元件；（2）技术系统应该沿着使能量流动路径缩短的方向进化，以减少能量损失；（3）如果某个元件接收不到能量，就不能发挥作用，这会影响到技术系统的整体功能。
教师举出实例：无传动机构的机械系统。
背景知识：这些机械系统由原动机直接驱动执行机构。如电风扇、鼓风机、水轮发电机以及有直流电机驱动的机械，大多没有传动机构，这将使能量传递路径缩短，能量损失减少，同时提高了效率（如图1所示）。
开展讨论，学生自己构建出研究问题的框架：技术系统必须有能量传递；自己悟出依照技术系统实现功能的必要条件拟定研讨路线；课堂气氛活跃，在讨论中收集、汇总有关信息，自行分析处理；形成各人的案例结果，发言报告出来，以供深入研讨。
教师要做的只是温馨提示：技术系统实现功能的必要条件有3个，这是可以拓展思维的。于是封闭电梯里不能接收手机来电、蜗杆传动的摇头电风扇被鸿运扇淘汰等案例就被学生列举出来了。
2.课堂案例Two：技术系统进化法则4――提高理想度法则。
其理论知识点为：提高理想度的途径：（1）提高有益的参数；（2）降低有害的参数；（3）提高有益参数的同时降低有害参数。
提高理想度法则是所有进化法则的方向。最理想的技术系统（即最终理想解IFR）就是作为物理实体，它并不存在，但却能够实现所有必要的功能。教师举出实例：虚拟激光键盘。
背景知识：虚拟键盘采用光投照技术，几乎能在任意平面上投影出全尺寸的电脑键盘。通过蓝牙与智能设备连接后，就可打开文本编辑程序在桌面上键区内轻松敲击。虚拟键盘提高了键盘技术系统的理想度，将来一定能实现“作为物理实体并不存在，但却能够实现键盘的所有功能”（如图2所示）。
接下来，学生构建出研究问题的框架：最理想的技术系统就是作为物理实体，它并不存在，但却能够实现所有必要的功能。自己领悟出依照提高理想度的途径拟定研讨路线；收集并汇总信息，自行分析。于是不需要油漆的彩色家具，不占据道路和着陆场的运载工具――个人飞行背包，甚至由一生都不长大的宠物狗联想到草坪上的草不需要修剪，自己始终维持在一个高度，从而不需要制造割草机等案例就被学生列举出来了。
六、结语
TRIZ理论教学要求教师具备终身学习的理念，建立起开放式可扩充的个人知识库。特别是要不断开拓自己的思维，为教学提供基础。这就需要教师广泛收集有关创新设计的资料，尤其要研读有关TRIZ理论的著作，以充实教学。结合教师自己的科研课题，也能归纳提炼上升到理论高度，从而提高自己的创新素养，使课堂教学生动活化，也利于高水平地完成科研课题。
参考文献：
[1]江帆，王一军，刘晓初，等.TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用[J].理工高教研究，2007，（6）.
[2]李俊华.改革机械设计基础实验教学，提高学生的创新能力[J].中国科技信息，2005，（17）.
一、创新“三段阶进”的人才培养模式，创新教育与技术技能培养互融
按照“专业素养养成及创新思维启发阶段、岗位能力训练及创新思维培养阶段、职业能力养成及创新实践锻炼阶段”三段阶进的人才培养模式，第一、第二课程相互补充，分三阶段实施。
第一阶段：专业素养养成及创新思维启发阶段。通过“第一课堂”的“创新思维及技法”“机器与发明”等创新思维启发专门课程和“第二课堂”的“机械制造业发展预测”“中国制造2025”等学科前沿讲座，以及广西科技馆、南宁市创客城、先进制造企业的参观体验，启发学生的创新思维，提高学生创新激情和精神，使学生成为一名具有创新精神的准职业者。
第二阶段：岗位能力训练及创新思维培养阶段。以“机械创新设计与制作”“机械设备拆装及结构优化”“数控电气控制及创新设计”“数控机床装调与技术改造”“智能制造技术”等含创新教学项目的“第一课堂”核心课程和职业教育活动周创新技艺展示、各级机械创新设计大赛等构成的“第二课堂”，支撑岗位能力的训练及创新思维的培养，使学生成为面向岗位新任务及新岗位的适应者。
第三阶段：职业能力养成及创新实践锻炼阶段。通过“毕业创新设计”“逆向创新设计与快速成型”等拓展型“第一课堂”课程训练和“第二课堂”的技术服务项目实践、专利申请、，促进学生的职业能力养成及创新素质养成，并成为新工艺、新技术、新产品的发明者和创造者。
图1 高职机械制造类专业“三段阶进”创新型人才培养模式
二、实践“三进”策略，构筑高职机械制造类专业创新型人才培养的学习训练体系
（一）创新课程进人才培养方案。具体如下：
1.创新型专门课程进第一、第二课堂，推进创新型技术技能人才培养的可持续发展。一是完善体现“三段阶进”创新型人才培养的系列创新专门课程组成的“第一课堂”课程体系，旨在培养学生的创新思维，促进创新素质养成。在第一课堂体系中，第一阶段开设“创新思维及技法”“机器与发明”等创新思维启发专门课程；第二阶段开设“机械创新设计与制作”“机械设备拆装及结构优化”“数控电气控制及创新设计”“数控机床装调与技术改造”等含创新教学项目且与专业课程高度融合的第一课堂核心课程；第三阶段开设“毕业创新设计”“逆向创新设计与快速成型”等拓展型第一课堂创新实践课程。二是构建由学科讲座、参观体验、技艺展示、各级创新技能比赛、技术服务、专利申请、七大模块组成的“第二课堂”课程包，与第一课堂三阶段匹配分段实施，补充和延伸第一课堂，强化学生的创新实践。两个课堂相融、互撑，从创新思维启发、创新思维培养到创新实践训练逐步提升学生的创新能力。
2.革新课程考核及学业评价方式，匹配创新型技术技能人才培养手段。一是实施学分认定改革。出台了《广西职业技术学院机械制造类专业群创新实践学分认定及置换方案》，设置合理比例的“第二课堂”学分，根据学生所取得的创新成果计入学分，包括发明创造、科研论文、课题研究、竞赛获奖、方案设计等；二是改革课程考核评价方式。以“多元、开放、重过程、强创新”为课程考核指导思想，设计以检测“专业能力+创新能力”为主的考核内容，以“项目分析、答辩、探究式学习报告”等形式进行过程考核，评价标准兼顾共性和个性的协调等。实现了考核方式与探究型学习方法和手段相匹配和适宜。
（二）创新思维训练进课程。具体如下：
1.基于“技术改造服务项目和创新型综合教学项目”设计系列开放程度高的课程教学项目。在课程中加大了机械构形设计、非标设备开发等开放性程度高的教学项目。与学院科创服务对象广西沿海铁路股份公司、广西双高农机等企业合作，以真实技术服务、改造项目和创新型综合教学项目、大学生创新设计大赛项目为载体，在“机械创新设计及制作”等核心课程中設计了“铁路轨道轨距水平检测仪的试制”“纸碟模具的设计与制作”等教学项目，引导学生加工制作自行构思、带有创意的产品，增强了学生的创造性思维、创新及工程实践综合能力的提升，为后期的创新成果的形成奠定坚实基础。
2.推广以学生为中心的“归纳式”教学方法。在本专业群小班制教学全覆盖的基础上，在“机械制造技术”“工业产品创新设计”等课程中推行了“情景创设—思考讨论—实践探究—结论构建”为主线的探究式学习方式，通过以“自主、探究、合作”为特征的学习方式让学生经历“发现”过程，培养了学生的观察力和创造力。
3.建成系列支撑学生探究式学习方式的信息化课程。一是开发了支撑以问题为中心、以活动为中心的创新意识培养模式的多媒体课程。充分利用信息化教学技术和手段，开发了《机床夹具系列微课》《数控机床编程与加工》等多媒体课件，通过模拟情景创设、问题的提出等环节，支撑以问题为中心、以活动为中心的创新意识培养模式。二是开发了激发学生自主探究热情的信息化课程资源。开发丰富的信息化课程资源，将传统课堂教学的被动接受转化为对数据信息的主动分析，激发学生自主探究热情。先后将“数控机床装配与检测”等专业课程制作为慕课等网络化课程，方便不同学习能力的个体可以自主选择学习时间、进度和难易度，这种基于个性化的学习方式较好的激发了学生自主探究学习的热情，很好地支撑了以学生为中心的创新意识培养模式。
（三）创新实践进第二课堂。一是围绕创新能力养成，做好第二课堂的系统设计，构建全程化和阶进式第二课堂训练体系。围绕培养目标，设计基于专业创新型人才培养的系列化第二课堂活动，且将第二课堂学分纳入人才培养方案总学分，占毕业要求总学分的15%左右，延展和补充了第一课堂。二是开设了不同层次的创新制作、创新设计项目。在“协同创新工程训练中心”的支撑下，针对不同阶段学生开设了系列基础性单一型创新实践项目到提高性集成型创新实践项目，并以此为载体，围绕完成某一特定任务，形成具有实际技术价值的“产品”成果。三是以不同等级和范围的技能大赛强化训练为载体，满足创新实践的个性化需求。以国家级、自治区级和校级的大学生机械创新设计大赛等10余项技能大赛强化训练为载体，开展了差异化需求下的系列创新实践训练。四是发挥了“智创空间”在创新教育中的延伸作用，以智创空间等创新型社团为依托，通过“学、研、创、做”的实践，三年来开展了60余项创新“小制作”、“小发明”、新工艺及新技术开发，获得国家授权的专利达到20余项。
三、抓好“两个打造”，夯实高职机械制造类专业创新型人才培养的协同条件
（一）打造协同创新工程训练暨技术服务中心，构建高职机械类专业创新型技能人才培养的支撑平台。一是建成了基于校企融合创新的“协同创新工程训练暨技术服务中心”（以下简称“中心”）。与大连机床集团、柳工路创等知名企业合作，新建成了“机械制造创新实训区”“现代装备智能制造实训区”“创新作品制作中心”，完善了“数控机床电气控制及创新设计实训区”“机械设备拆装及结构优化实训区”等支撑两个课堂的实践训练平台。二是建立了匹配两个课堂师生活动的“中心”运行管理模式。建立了专门化的“中心”管理组织机构；采用灵活而有弹性的课内课外结合、学期假期结合的常态化面向学生开放的“中心”管理模式，并出台了《广西职业技术学院协同创新工程训练暨技术服务中心开放管理办法》《大学生智创空间管理办法》，保障师生“两个课堂”的创新实践活动协调、有序开展；师生可以根据第一、二课堂的需要选择实践场所，进行参与项目的工艺设计、设备改造、技术开发、产品制作等。
（二）打造一支掌握职业教育和创新型技能人才成长规律、能主动运用规律设计教学方案的教师队伍。一是树立了“职业性、创新性、师范性”合一的高职教师职业能力观。通过面向全体教师开展创新型教育技能和方法的培训、专家讲座、沙龙交流、创新型教学技能比赛等教师培训手段，激发其教育创新的意识，提高教育创新的自觉性，使他们能主动地将创新教育的思想和方法贯穿到日常的教学中。二是能够主动按照职业教育和创新型人才成长规律，设计教学方案，明确“怎么教”。以自治区级特色专业建设为载体，实施了“教师创新教学能力提升”行动，全体教师参与完成機械制造类专业群创新型人才培养方案的制订、核心课程教学项目开发，教学组织改革、教学评价革新、匹配创新型人才培养的主体教育教学环境的设计等，这个过程使得专业群全体教师不仅明确高职机械制造类专业创新型人才培养的目标，而且掌握完成培养目标的实施的路径、方法和手段。三是以提高科创服务能力为抓手，促进科研反哺教学，使之“教得更好”。近三年共有18名专业教师脱产到企业参加3-6个月的顶岗实践，60余人次深度参与企业的技术研发与改造、主持、参与创新研发型科研课题，既提升了教师的实践能力，也为后期教师持续更新创新型教学项目积累了大量教学素材资源。
综上所述，本文以提高高职机械制造类专业学生创新能力的培养为目标，把创新教育与学生技术技能培养彼此互融，将创新型人才培养的实践贯穿于人才培养模式改革、课程体系构建、教学内容选取、教学方式安排、评价及考核革新等整个过程链中，形成完善的高职专业性创新型人才培养的学习训练体系，为“如何培养高职创新型技术技能人才”提供可资参考的合理系统，突破以往关于创新型技能人才培养中存在的笼统和模糊的局限性。同时，通过分析高职机械制造类专业创新型人才培养协同因素，分别对影响学生创新能力生成的“协同创新工程训练暨技术服务中心”建设和“创新型师资队伍”建设两个协同条件进行优化建设，采取基于校企融合的“中心”建设模式，匹配了灵活的“中心”运行管理模式，实施了点面结合、全员参与的“教师创新教学能力提升”行动，提升了教师团队创新能力和教育教学能力等，进一步促进了高职机械制造类创新型人才培养目标的实现。此外，本文遵循从意识到行动、从模仿到创造的创新型人才成长规律，提出了创新教育路径逐级递进、创新教育成果阶进上升的新思路，构建了“三级阶进”的人才培养模式。即通过“三段阶进”人才培养模式改革，创新教育路径从“创新思维启发—创新思维培养—创新实践训练”逐级递进，创新教育成果从“意识创新—精神转化—创新技能转化—成果创新”阶进上升，对高职创新型技术技能型人才的培养实践不仅具有理论指导意义，也具有较强的实践应用价值。
【参考文献】
[1]廖志豪.基于素质模型的创新型科技人才培养研究[M].上海：上海人民出版社，2015
[2]胡斌武.中国制造2025背景下职业教育技术技能型人才培养的现状与新要求[J].经营与管理，2016（5）
[3]管平.高职院校创新型高技能人才培养体系的构建与实施[J].高等教育研究，2013（2）
[4]周长根.制约高职院校培养创新型人才的原因及对策[J].中州大学学报，2010（10）
[5]杨清涵.论高校创新型人才培养的现状及对策[D].成都：四川师范大学，2009
关键词：农机化专业；提升育人质量；高等教育；培养模式
1.我国高等教育面临的问题
我国高等教育长期以来形成的填鸭式教育根深蒂固，严重制约着创新教育的实施。其主要表现在：忽视学生的主体作用，学生被动学习，“唯书”、“唯分”；忽视个体的差异性，没有给学生以充分的自主和宽松的学习环境，教育的结果是：一方面大量的毕业生找不到工作，另一方面许多企事业单位找不到合适的高素质人才。同时，社会的发展和进步也需要培养创新型、具有实践能力的综合性高素质人才。针对上述问题，笔者在借鉴国内外相关研究最新成果和先进经验基础上，提出并实践了农机化专业“产学研”一体化的创新人才培养模式。
2.美国高等教育创新人才教育培养模式分析
自上世纪90年代以来，美国大学不断进行教育创新，坚持一个“中心”、三个“结合”，即以学生为中心，课内与课外相结合，教学与研究相结合，科学与人文相结合，逐渐形成了独具特色的创新人才培养模式，值得认真学习和借鉴。
（1）以学生为中心
当代美国大学坚持一个“中心”、三个“结合”的教育，即“以学生为中心”，一切为了学生的成长，一切从学生的实际出发，一切都让学生自主选择、自我负责，体现了大学应以人才培养为本的理念。
美国大学采用给学生以充分学习自由的学分制，开设的课程面广量多，学生选择余地很大。美国一些名牌大学的校历，课堂教学的总时数大约只相当于我国一些名牌大学的60%，学生有更多的课外学习时间。大学的教师充分地尊重每一个学生，既鼓励学生在课堂上积极参与有关教学内容的讨论，又鼓励学生在课外自主地学习、锻炼和提高，这有利于培养学生的个性。美国大学“以学生为中心”的经验，必将对整个世界21世纪的高等教育产生深远的影响。
（2）课内与课外结合
关于美国大学的课内与课外结合的教学模式主要体现在开设的“小班研讨课”，该课程给予了学生很多课外研究的机会，强调举一反三和知识的融会贯通，强调使学生接受特定学科研究方法的训练，从而了解真正的研究方法，产生强烈的研究兴趣，创造新的知识。美国大学既重视课堂教学，更重视课外实践，课内与课外相结合，是美国大学教育的一大特色。
（3）教学与研究相结合
麻省理工学院1969年创立“本科生研究计划”，率先使本科生的研究制度化。学生可以参与教师正在进行的一项研究，也可以自己设计一个项目，并请老师指导。据最新调查，目前美国几乎所有的研究型大学都设立了本科生研究计划，一些大学还设有多种本科生研究计划，这是培养创新型人才的重要一环。本科生有机会参与大学的研究、站在新知识的前沿，是美国一流大学在本科教育方面最明显的竞争优势。
（4）科学与人文相结合
无论在课堂内外，美国的大学既重视科学教育，也重视人文教育，更重视二者的统一。比中，哈佛本科生要求都应能像学习人文学科和社会科学那样，接受一定深度和广度的自然科学的教育，能读懂像《科学》和《自然》这类专业科学期刊上的新闻和说明文。无论是哈佛还是斯坦福，或是美国其他大学，他们的跨学科课程，往往更多地要求将人文教育与科学教育结合起来。
3. 农机化专业新型人才培养模式研究
借鉴国外高等教育人才培养模式以及多年来教学改革成果，构建了农机化本科专业创新型人才培养体系，突出通才教育、增强学生工程实践能力和创新能力。在新的培养方案中，实施“产学研”一体化培养模式。
①“学”是教与学的过程。从二方面进行了改革：在教学方法上实行启发式、讨论式、研究式和互动式教学，调动学生学习的积极性；在课程设置上一方面和实训环节紧密地结合起来，使学生从被动学习变为主动学习，进而培养学生独立思考及获取新知识的能力，另一方面加强文理融合课程，为学生提供广博而深厚的人文知识，培养学生从不同的学科角度去探讨问题和综合运用多学科知识解决问题的能力。
②“研”是指科学研究，增加了专业综合课程设计（论文）、专业综合创新设计等科研训练，鼓励学生参加教师科研课题，学生可利用校内科研条件及创新实训基地完成创新性作品和创新成果，使学生较早的进行创新实践活动；
③“产”是生产实践，增加了机械制造工艺实习和农业机械化生产实习等生产实践环节，安排学生到工厂或校外实训基地参加生产一线的机械制造工艺实习及农机化生产全过程实践活动，促进学生动手能力和实际操作能力的培养，提高分析问题和解决问题的能力，缩短走上工作岗位的“适应期”。
3. 农机化专业新型人才培养模式的特色及实施效果
农机化专业人才创新型人才培养模式，不仅要改学生被动学习为主动学习，而且加强学生的创新能力和工程实践能力的培养。农机化专业的指导教师从入学教育之时就开始向学生渗透“产学研”一体化教学模式，在学生大一、大二进行引导，同时引导他们参与大三、大四科研训练（机械设计大赛和科研课题），以学生自己的亲身经历理解农机化专业的学生必须学好基础理论知识才能设计出机械产品的重要性，促使他们更努力地学好理论知识，同时激发他们的创新意识。到了三、四年级，指导同学建立创新小组，亲自动手设计创新作品，完成创新设计作品并参加机械设计大赛。近四年来农业机械化及其自动化专业学生参加了多种专业技能竞赛，包括大学生机械创新设计大赛、大学生科技创新、数学建模、创新计划和赛扶中国公益项目等，获16项省级以上奖励。在创新机械设计大赛中，农业机械化及其自动化专业的学生创新设计作品多次获辽宁省大学生机械设计大赛的一、二、三等奖。
参考文献
[1] 李文哲，釜 欣，刘建禹. 农业工程综合实践教学平台构建的研究与探索[J]. 东北农业大学学报 （社会科学版），2006，4（04）：56-58.
[2] 赵美香，郑德聪，崔清亮，贺俊林. 农业工程类专业本科人才培养模式的研究与实践[J]. 山西农业大学学报 （社会科学版），2007 6 （4）：430-432.
[3] 赵文波，应义斌.综合性大学农业工程学科发展的机遇与挑战[J].农业工程学报， 2003，19（01）：11-15
[4] 罗锡文， 区颖刚.对发展农业工程教育的思考[J].农业工程学报， 2003，19z：223-223.
论文关键词： 机械设计 实践教学 创新
论文摘要： 实践教学是提高大学生创新能力的重要环节和有效途径。本文分析了高等教育中机械设计实践教学的现状，指出了存在的不足，结合教学实际，对机械设计实践教学各环节的内容、教学方法、教学手段、考核制度等进行了研究与探索，构建了新的实践体系和实验管理模式，为提高机械设计实践教学质量提供了保障。经过教学实践，证明实践教学改革对提高学生的创新能力有较大的促进作用。
0引言
机械设计是一门实践性很强的技术基础课，是对学生进行机械综合设计能力、创新能力和工程意识训练的主要课程。其实践教学环节对实现课程教学的目标，培养学生的创新思维和潜能起着关键作用。目前，在实践教学环节中普遍存在，测试仪器和设备落后，教师队伍力量薄弱，实验教学内容陈旧，实践教学学时相对较少，内容脱离科技发展和企业需要等问题，不利于学生综合知识的运用和动手、创造能力的提高[1-3]。在培养过程中，教师掌握实践教学的开发、设置、实施、管理和评价的主动权，学生只是被动完成和接受，教学互动较差，无法提高学生的积极性，达不到学生运用知识和提高能力的目的。因此，完善实践教学体系，加强学生实践能力的培养，探索学生专业素质培养的新途径和新方法，是摆在学校面前的一大现实问题。
1更新教学内容，优化培养环节
实践教学是专业技术应用能力和专业技术理论的有机结合，是培养学生动手能力、实践能力、创新能力和独立工作能力的主要途径。加强实践教学环节不仅可以提高学生的综合素质和创新设计能力，而且可为学生专业课程的学习和专业人材培养目标的实现打下良好的基础。
1.1 完善基础实验，扩宽学生的知识面购置新式机械零件陈列柜、机械创新设计陈列柜等设备，增加学生的感性认识，调动学生的热情和积极性，使学生得到工程能力的培养和训练。完善实验内容，将单纯的基础性实验转变为理论知识、测试手段、方法并重的交叉性综合实验项目。如带传动实验和滑动轴承动压油膜形成原理实验。在实验中，教师除了实验内容的介绍外，还要加强测试技术、设备的原理讲解。通过介绍测试手段和方法，使学生不仅掌握了课程教学中所学的理论知识，而且对各种传感器及不同测量和数据处理方式有新的认识。
1.2 增设设计性、创新性和综合性实验，提高学生的动手能力
根据学生特点和生产实际，增设和拓展实验项目，增强学生综合认识问题和解决问题的意识和能力，为学生提供广阔的思维空间，培养学生的设计能力和创新能力。这类实验只给出实验题目、实验重点、难点，由学生查阅资料，拟定实验方法，然后在教师指导下独立完成。如机构运动方案创新组合实验。学生根据自己的能力、特长、兴趣设计实验，利用各种运动副和构件搭建各种新型机构，验证机械传动设计方案，加深对机构组成理论的认识，培养学生机构创新设计意识和综合设计能力，训练学生的实践动手能力。
1.3 增加创新实践环节，提高学生的创新能力和协作能力实践教学不仅仅是为了验证理论教学中的某个公式或结论，更是设计中的一个重要环节。当学生有了一定的实验能力以后，便可给学生独立完成实验的机会，以锻炼、提高其实验能力。为了培养大学生的创新思维、竞争意识、团队合作精神和理论联系实践的能力，学院为学生提供科技制作场所，利用教学资源，广开兴趣小组，对一些在动脑、动手及创新方面有特长的学生进行重点培养，因材施教。在学生中，展开“创新设计”大赛、“挑战杯”之类的课外科技活动，鼓励学生参加教师的教改课题，拓展创新实践途径，增强学生的团队协作意识，培养了学生丰富的个性和全面的能力，为机械设计课程提供好的选题和实践项目奠定基础。
2改革教学手段，探索教学方法
机械设计实践教学相对其他课程枯燥乏味，图形复杂、结构抽象。教学手段和方法是影响学生的学习主动性、兴趣和教学效果的关键。多媒体技术、网络技术、虚拟仿真等现代信息技术可为提高教学质量提供了重要技术支持和依托。
2.1 引入多媒体，丰富教学手段应用多媒体教学，改变了传统的“教师口述+板书”的教学授课方式，扩充了课堂信息量，突破了实验设备的局限，扩大了现代实践教育的规模，提高了教学质量。如齿轮范成模拟实验和机构运动简图的绘制实验。通过多媒体给学生播放一些机构运用的录像，齿轮啮合和轴系运动的影片，将难以讲授和理解的内容表达的直观易懂，生动形象，加深学生对所学知识的直观认识和理解。
2.2 利用froe等软件，扩充实验内容实验设备匮乏是目前高校普遍面临的问题。引入计算机虚拟、仿真实验技术，可有效地弥补实践教学资源的不足，节约学生的实验时间，提高实践效果。利用计算机辅助软件，将机械零部件、机构三维化，并进行各种装配、拆卸、组合实验，可达到一些在实验设备上难以完成或无法完成的实验项目。在减速器装拆课程设计在中，学生不受所给设备和条件的限制，运用所学理论知识，利用计算机软件设计减速器，模拟机构的运动和装配，检验机构的运动状况和故障等，可充分调动学生的积极性，拓宽学生的设计思路，为毕业设计等工作提供参考。
2.3 以互联网为载体，实现资源共享利用互联网络技术，将实践大纲、指导书、课程资源库等资料上传共享。学生通过网络可以预习实验、预定实验，提交作业，甚至与老师互动交流。“以趣引思，以疑引思，以用引思”，最大限度地调动学生的求知欲和钻研精神。同时，网络教学信息量大，信息传递便捷、交互性强，不受时空限制，有利于培养学生提出问题、解决问题的能力和创造能力。
3加强教学管理，完善考核制度
实践教学是一个教学相长的互动过程。严格的管理和完善的制度是设备顺利运转，教师辛勤工作，发挥专长，学生不懈努力，健康成长的保障。
3.1 根据内容特点，改革考核方式在实践教学的考核过程中，变一次性考核为过程考核，激发学生的自主性。在实验中，随时对学生实验课程的预习情况、原理认知、注意事项、操作态度、实验进行状况等情况进行考核。在评价手段上，尽可能的采用课堂提问、书面作业、专题报告、技能测试等多种评价方式。在学习成绩评定中，加大实验操作、平日表现等方面的成绩比重，实行实验成绩的“一票”否决，加强对学生学习过程和应用能力的综合检查与评定。鼓励学生进行“产学研”合作，积极引入企业评价考核机制，及早与企业接轨。在培养方案允许的情况下，实行实践单独设课，保障学时数，提高实践教学的针对性，便于科学管理和评价。
3.2 规范管理体系，提高教学质量教学管理是实践教学环节的另一重要部分，是保证实践教学顺利进行的重要保障。加强教师和教学质量的考评，是提高教学质量的根本。学院根据学科特点，规范教学档案，实现授课经验的制度化，鼓励优秀老师的“传、帮、带”。同时，组织教师互相学习，结成梯队，参加各项学术活动。制定规范的实验课程表和计划，将实践环节与理论课程同等对待。要求对开课老师进行严格的“试讲”和“试做”考核，并定期组织听课和经验交流，保证了实践环节的教学质量。对考核不合格的老师将进行培训或停课的处理。除此之外，学院实验设备专人管理，定期检修，保证设备的使用率。对利用率低的设备，鼓励老师积极展开实验教研项目的研究，拓展实验，改进实验设备，杜绝设备的闲置。
4结语
实践教学是学生从理论知识走向社会实践的桥梁和过度，是关系高校教学质量的关键，对推动教学改革，培养学生理论联系实际的能力具有重要的意义。经过实践和思考，机械设计实践教学环节的改革，在挖掘学生的潜力、培养学生的动手能力和创新能力等方面取得了一定的成绩。通过实践教学环节的学习与锻炼，学生参与实践环节的主动性和积极性大大提高，参加各类大赛的热情高涨，取得的成果明显增多。但是，实践教学是一个系统工程，还必须在各个环节上综合运用，才能取得良好的改革效果。为此，为了进一步提高学生的综合能力，今后对机械设计实践教学模式的探索还有待于进一步完善。
参考文献
[1]沈萌红，周震宇.现代实验教学模式和“机械设计教学实验室”的现代化建设[J].实验技术与管理，2003，20（20）:13-15.
关键词：课程体系；教学内容；课程建设；应用能力
作者简介：王新荣（1965-），女，黑龙江佳木斯人，佳木斯大学机械工程学院，教授；王俊发（1958-），男，黑龙江佳木斯人，佳木斯大学机械工程学院，教授。（黑龙江?佳木斯?154007）
基金项目：本文系黑龙江省高等教育科学研究“十二五”重点规划课题“机械专业课程体系与教学内容改革研究”（课题编号：HGJXHB1110102）、佳木斯大学教学研究重点项目“高等理工科课程教学整体改革研究与实践”（项目编号：JYA2011-068）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0062-02
课程教学是实现人才培养目标的重要途径，是直接影响人才培养质量的关键要素。精品课程建设是教育部“高等学校教学质量与教学改革工程”中的一项重要内容，是在根本上提高教学质量进而提高人才培养质量的奠基性工作，[1]课程体系改革和教学内容更新是精品课建设的核心。在科学技术日新月异的今天，在精简学时的同时，必须对课程体系、教学内容等进行改革与创新。[2]突破传统课程体系内容框架，构建适应社会发展需要的课程体系。正确处理课程内容经典与现代的关系，增添与现代科技发展相适应的新知识；注意学科交叉，及时把学科最新发展成果及信息引入教学中。在教学内容上，做到理论联系实际，融知识传授、能力培养、素质教育于一体。我们在教学实践中积极思考，勇于探索，使教学质量得到了明显提高。
本文结合佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业的“机械制造工艺与夹具设计”省级精品课建设，对课程体系及教学内容进行了探索性的改革与研究。
一、明确课程定位，更新教学观念
“机械制造工艺与夹具设计”是高校机械类专业开设的一门主要专业课程，其教学目标是使学生系统地掌握机器产品加工、装配的基本理论知识，培养学生工艺设计、夹具设计、装配技术等方面的专业技能，了解机械制造中的新工艺、新技术及发展动向等。通过本课程学习，学生获得机械工程师的基本训练，为培养高素质工程技术人才奠定基础。此课程的实践性和综合性很强，知识面广，基础要求高，内容更新快，致使教与学的难度不断加大，原有的课程体系、教学内容、教学方式等已经不能满足教学和科技发展的需要，因此，必须对这门课程进行与时俱进的改革与创新。
课程定位要与本校的人才培养目标相一致。佳木斯大学是地方院校，以培养高素质应用型人才为主要目标。在课程教学中，树立先进教学理念，以学生为主体，以培养能力为主线，以工程为背景，以问题为纽带，以综合为导向，注重理论联系实际，培养学生的工程实践能力。
二、调整课程体系，促进学生知识、能力和素质全面发展
合理的课程体系设置是保证培养目标的重要手段。“机械制造工艺与夹具设计”课程体系由过去的以知识为中心，转向注重学生知识、能力和素质协调发展。在课程体系设置上，以“拓宽基础、强调应用、培养能力、突出创新”为指导思想，注重课程基本理论和基本技能训练的同时，加强学生工程实践能力和创新能力的培养。
1.以培养学生专业理论和应用能力为目标，构建课程理论教学体系
以我国机械制造业的现状和未来发展趋势为背景，以机械系列课程基本分工为前提，以学科为依托，以培养学生专业理论和创新实践能力为目标，构建“少而精、新而实、博而通”的课程教学体系。在课程体系上，正确处理好经典与现代的关系，减少重复的课程内容，加强课程内容整合，按照机器产品的制造过程，将原《机械制造工艺学》及《机床夹具设计》两本教材的内容有机地结合在一起，由浅入深地安排机器产品加工、装配及夹具设计的基本内容。同时增加了独立成章的反映本学科发展方向的“机械加工新技术”等内容。
2.以培养学生专业操作能力为目标，设计实践教学体系
在注重理论教学同时，适当加大实践环节的比重，合理调配理论与实践学时比例，建立理论与实践课的合理结构。使课程理论教学与实验、实习、工程训练等有机结合，相互融合、相互渗透、相互衔接。在实验课中，除了安排验证性的基础训练外，增设了综合性、设计性、创新性等实验类别，实验内容向工程延伸，实验方法向多元化发展。重视训练学生对专业技能的融会贯通和实际应用能力，构建了由机械制造技术基础技能、专业技能和行业综合技术三个层次构成的开放式实践教学体系。这种多层次的实践教学体系，有助于学生理解和巩固所学的专业理论知识；有利于培养学生的动手能力、实践能力和创新能力；有利于激发学生学习的积极性，培养他们的探索精神。
3.积极开展大学生的科研实训活动，注重调整学生的知识结构
北华大学机械工程学院成立于2000年，是培养机械类高级工程技术人才的工科学院。有机械工程一级学科硕士学位授权点，有机械类国家级特色专业、工业设计专业以及机械设计制造及其自动化中外合作办学项目，有全日制在校生1570人，专任教师53人。
学院本着“厚学科专业基础、重实践能力、个性化培养”的理念，以大学生创新实践能力培养为重点，全方位开展了教学改革工作。2006年机电集成技术大学生科技创新实践基地被遴选为省级示范基地，2008年机械类专业被批准为国家级特色专业，2010年创新基地教学团队被评为省级优秀教学团队，《创建省级大学生科技创新示范基地的研究与实践》获得第六届国家教学成果二等奖，2012年成为省级人才培养模式创新实验区，2013年成功申报机械设计制造及其自动化中英合作办学项目。2015年，机械工程实践中心成为国家级实验教学示范中心。
该学院现机械工程国家级实践教学示范中心、机电集成技术省级大学生科技创新实践基地、训练中心等校内实训基地，有35家校外实习合作基地，有1个技术开发研究所，为学生开展实验实习、科技创新、工程训练、创业实践等活动提供了良好条件。 机械工程学院位于北华大学北校区，现有1个国家级特色本科专业，1个机械工程一级学科硕士点。有机电集成技术省级大学生科技创新实践基地、机械工程省级实验教学中心、省级工程训练中心、机电集成技术（特种机器人）研究所，实训基地总面积11000余平方米，设备总值3700余万元。
该学院现有全日制在校生1449人，专任教师67人，其中教授10人、副教授26人，具有博士学位人员16人、硕士学位人员34人。博士生导师1人，硕士生导师10人。在读博士16人，在读博士后2人。博士生导师1人，硕士生导师12人。拥有全国优秀教师、教育部新世纪优秀人才支持计划入选学者、吉林省拔尖创新人才等一批专家型学者。
机械工程一级学科是校级重点建设学科，设有机械制造及自动化、机械电子工程、机械设计及理论及车辆工程四个二级学科，有着较为稳定的研究方向：即特种机器人技术研究与应用、机电系统集成及自动化、数控机床与高速加工技术、工程车辆液力传动技术研究与应用。其种机器人技术研究与应用方向在吉林省有着较为突出的优势与特色。近五年，团队成员共发表学术论文313篇，其中EI检索105篇；承担省部级以上科研项目30项，其中国家863项目2项、教育部新世纪优秀人才项目1项，完成横向课题72项；获国家专利22项，其中发明专利6项；获国家级教学成果二等奖1项、省级成果奖4项。学院与韩国岭南大学、英国提塞得大学、清华大学、哈尔滨工业大学等10余所国内外高校建立了人才联合培养机制，与一汽集团、吉林江北机械制造有限公司等35家企业建立了密切的校企战略联盟合作关系。
该学院将理论教学、实践教学、创新教育与科学研究融为一体，搭建了“一师多职”的特色团队，形成了教师、学生融为一体、教学相长的师资队伍成长模式。有教授5人、副教授20人，具有博士学位人员10人、硕士学位人员32人，硕士生导师6人。有吉林省长白山技能名师1人，吉林省教育系统优秀教育工作者1人。多名教师有日本、韩国、英国进修和交流经历。
该学院研究氛围浓厚，在科研促进教学、教学反哺科研方面取得了丰硕的成果。建设省精品课2门，省优秀课3门，校优秀课13门。近三年，共承担教研项目60余项，其中省级8项；发表教研论文38篇；获教学成果奖11项，其中国家级1项，省级5项。共承担科研项目40余项，科研经费合计490万元；获吉林省科技进步二等奖1项、吉林市科技进步一等奖2项；获国家专利27项。与哈尔滨工业大学、吉林大学、青岛科技大学等高校建立了研究生联合培养关系。
本着“时间上留有余地，空间上有足够场所，机制上有充分自由度，管理上以学生为主体”的原则，学院创建了机电集成技术大学生科技创新基地。基地现有18个研究室，200余个工作位置。由综合办公室、研究室、研发基地和工程依托基地组成。基地功能丰富：大学生科技创新实践平台、大学生创业实践平台、青年教师业务素质培养平台、科研项目执行及成果孵化平台、行业企业的依托研发基地等。广泛实施大学生“科研助理”、“实验助理”、“教学助理”等模式，对学生实践能力、创新能力、综合素质培养起到了极大的促进作用，形成了以大学生创新能力培养为目标，以兴趣驱动为手段，以项目攻关为纽带，“教师与学生融为一体、不同年级、不同专业学生融为一体”的特色人才培养模式。
2003年以来，学生累计获得各类奖项900余项，其中国际级10项、国家级37项、省部级247项。曾连续获得第八、第九、第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖、第二、第四届全国大学生机械创新设计大赛一等奖、第三届全国青少年科技创新奖、第五、第八届“挑战杯”全国大学生创业计划大赛银奖、数学建模国际大赛二等奖等标志性成果，学科竞赛成绩处于吉林省领先水平。承担国家级大学生创新创业训练计划项目57项，连续六次代表北华大学参加全国大学生创新创业论坛。机械类专业学生“能吃苦、上手快、业务精、后劲足”的优秀品质深受用人单位好评。
多年来，吉林省内外约有70多所高校，2000人参观了创新基地和学院。《光明日报》、《中国教育报》、《文汇报》、《吉林日报》等主流媒体从不同角度和不同层面对我院教学改革的成果进行了专题报道。
