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“幻·夢課堂”的創(chuàng)新與堅守





  2014年5月,我校機電學(xué)院10名學(xué)生,歷時兩個月,在老師的指導(dǎo)下,創(chuàng)作了“組合式桌椅”“應(yīng)變測量儀”“多功能畫架”三件作品,在第六屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽江西賽區(qū)比賽中,分別榮獲二等獎、三等獎和優(yōu)秀獎。
  組合型桌椅:
  讓“討論與協(xié)作”變得容易本屆比賽以“幻·夢課堂”為主題,選手可根據(jù)日常課堂教學(xué)情況,和未來課堂教學(xué)環(huán)境的設(shè)想進行設(shè)計,設(shè)計應(yīng)注重作品功能、原理、結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新性。
  2011級材料成型專業(yè)的張?zhí)熹h是“組合式桌椅”的負責人之一,大家都親切地稱呼他為鋒哥。接到通知后,張?zhí)旆寰鸵恢痹谧聊ピO(shè)計方案。有一次,課堂上,他看到老師想把黑板微微向上移動,卻有點吃力。下課后,張?zhí)熹h走到黑板跟前,仔細觀察,他發(fā)現(xiàn)黑板左右移動靠滾動,上下移動靠拉(推)動,是一個二力平衡裝置,時間久了,里面生銹了,故老師操作起來不方便。他又想到了“浮雕機”機械結(jié)構(gòu),于是設(shè)計出了第一套方案———它通過 PLC控制,實現(xiàn)黑板上下、左右的移動。這一設(shè)計可使老師不用彎腰書寫,同時它還具有自動除塵的作用。后來,張?zhí)熹h把自己的設(shè)計方案拿給機電學(xué)院韓文老師看,韓老師告訴他,“設(shè)計理念和意圖需要進一步改進?!苯又终业叫炖蠋?,徐老師說:“圖畫的不錯,可凡是產(chǎn)品都要考慮經(jīng)濟因素,或者可以設(shè)計的再簡單些”。轉(zhuǎn)眼已過了一個月,張?zhí)旆搴退膱F隊仍然沒有突破性進展,這時韓文老師找到他們討論另一個作品,“畫架的方案”,討論過程中,韓文老師無意間提到了教室中桌子的擺放問題,這引起了張?zhí)旆宓淖⒁?,于是在他就開始想怎么設(shè)計出一套“自由”拼接的桌子,靈感也在張?zhí)旆宓哪X海里開始萌芽。
  “組合式桌椅”由三塊木板拼接而成,臨邊的兩塊可折疊,這樣便可形成兩人、四人、六人的討論模式。兩個椅子可360°旋轉(zhuǎn),也可根據(jù)自身身高調(diào)節(jié)座椅高度。桌面中心有個約 5厘米深的長方形凹槽,其間由瓷珠拼成網(wǎng)格狀,張?zhí)旆逭f,這個不只是為了美觀,它可以放置暫時不用的學(xué)習(xí)用具,防滑才是它的妙處所在。這么短的時間里,他們幾乎全手工完成了這個作品,每一塊木板,每一個螺絲,都由他們親手挑選、安裝完成。
  制作過程并非一帆風順。在對“組合型桌椅”的實驗中,由于設(shè)計失誤,導(dǎo)致桌椅的抽板放不進去。這讓張?zhí)旆搴退膱F隊很是頭疼,一個桌斗要400元,如果重新做,一是時間來不及,二是沒有足夠的資金。當天下午,張?zhí)旆搴蛨F隊在一起花了整整3個小時尋找問題的所在,在“組合型桌椅”的原基礎(chǔ)上,從做了圖紙經(jīng)行反復(fù)的模擬實驗,最終找到了癥結(jié)所在,決定再把導(dǎo)軌的長度加長6厘米。在設(shè)計方案改進之后,張?zhí)旆辶⒖倘ナ袇^(qū)找木工師傅做所需的構(gòu)件。由于比賽時間臨近,張?zhí)旆搴退膱F隊頂著迷蒙的睡眼,日夜加趕,最終在比賽的前一周完成了 “組合型座椅”,不僅做的更加精密,而且在外觀上也有了很大的改進。
  “紅軍不怕遠征難,萬水千山只等閑。更喜岷山千里雪,三軍過后盡開顏。”張?zhí)旆逭f,用這首詩來表達他們的心情再貼切不過,團隊的默契合作是我們成功的源泉。
  應(yīng)變測量儀:
  把抽象的概念具體化“這個應(yīng)該安在這里,這樣它才可以測量準確?!薄安皇牵@里應(yīng)該再短一點!”這是是我校機電學(xué)院2012級材料成型專業(yè)的黃嘉平、李德、彭林生、鞏帥奇。被他們捧在手里的裝置就是他們精心制作的參賽作品:應(yīng)變測量儀。
  黃嘉平在上《材料力學(xué)》這門課時,覺得 “應(yīng)變”這個概念過于抽象不容易理解,而且市場上的應(yīng)變測量儀多半是利用電阻元件制成,操作不方便,不便于學(xué)生理解,價格還高。為了方便老師教學(xué),同學(xué)理解,他開動腦筋,根據(jù)“變化的長度/原長=應(yīng)變”這個公式自己制作 3D圖,初步形成了一個把抽象的理論用簡單的機械結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來的應(yīng)變測量儀的3D模型。
  黃嘉平介紹到,這個應(yīng)變測量儀由量角器、定力臂、動力臂和一個底座構(gòu)成,其中的量角器用于測量材料變化前后的角度,定力臂上固定一個鋼尺用于測量長度,而動力臂上則要固定一個底座槽,這樣可以更好的用來放重物來使材料彎曲。黃嘉平想要把它做成實物。當他提出這個想法,立刻獲得班級幾個同學(xué)的支持,于是他和李德、彭林生、鞏帥奇組成一個小組,投入到應(yīng)變測量儀的制作過程中。
  在制作過程中,他們本著節(jié)儉的原則,去市區(qū)的五金店,鋼鐵廠甚至回收站搜集材料,在一堆鐵架子里挑挑揀揀,找到覺得合適的材料就像撿到了寶一樣開心。收集材料其實并不是一件簡單的事情,即使是一顆小小的螺絲釘都讓人無從下手。材料不足的時候,他們便拿身邊的東西下手。拆廢舊的桌椅,把椅子的支架拆下來當應(yīng)變測量儀的底座,桌子腿當支架,用廢棄器材上擰下來的螺絲帽,拼湊出了應(yīng)變測量儀的大概形狀。模型有了大致的形狀后,幾個同學(xué)就在學(xué)校的鉗工間內(nèi),在工匠師傅和專業(yè)老師的指導(dǎo)下自己打孔,電焊,經(jīng)過將近一個月的努力,應(yīng)變測量儀的模型才初步形成。
  調(diào)試工作更是困難重重。不斷去嘗試,不斷有新的想法涌現(xiàn),方案一直不能確定,幾個人的思維都非?;钴S,想到新點子就去嘗試,時間和費用也慢慢隨之增加。幾個人經(jīng)常在實驗室里爭得面紅耳赤。不過他們每個人都懂得團隊力量的重要性,爭吵過后會靜下來去溝通去調(diào)節(jié),也因為這些爭執(zhí),才可以不斷去改進完善自己的作品,讓它變得更完美。
  在大賽臨近之際,團隊里的同學(xué)每天從早上7點到晚上10點一直待在工程訓(xùn)練中心,不斷的去改進、完善應(yīng)變測量儀。他們說,如果比賽成功,把抽象的教學(xué)變的具體化,他們就去申請專利,那是他們大學(xué)里做的最有意義的事兒了。
  多功能畫架:
  把課堂帶到大自然“我們研究制作這款多功能畫架的主要目的,并非是為了參加什么比賽獲得怎么樣的獎勵,而是想真真切切的為廣大藝術(shù)生帶來便利,真正的實現(xiàn)把課堂帶到大自然中去。”當我們問及2011級材料成型專業(yè)賈德陽關(guān)于多功能畫架的設(shè)計初衷時,他這樣告訴我們。
  賈德陽在登山游玩時曾多次遇見過前來上寫生課的藝術(shù)生們,看著他們背著畫板,手上提著畫架,拎著小椅子和繪畫工具,還要登上山頂,很是辛苦。賈德陽就突發(fā)奇想,我們學(xué)校的藝術(shù)生這么多,為什么不設(shè)計一款簡單便攜的多功能畫架?恰逢這次全省機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題為“幻·夢課堂”,賈德陽就借此機會與同學(xué)們共同設(shè)計了這款多功能畫架。
  經(jīng)賈德陽介紹,多功能畫架的基本構(gòu)造是將畫架本身與小椅子經(jīng)行連接,并且可以折疊在一起這樣一來很方便攜帶;畫架的本身構(gòu)建是一個三角形,這樣穩(wěn)定性較好,后面的那根支力桿可以拆下來當作登山杖使用;畫架的寬度可適合四開、二開和全開的畫板,在高度上面也使用了定位點的方法,可上下伸縮,便于學(xué)生可坐、站兩種姿勢經(jīng)行作畫;在畫架的下部有個便于懸掛水桶的鉤子,這樣方便作畫者不用來回起下身涮筆。
  從三月份起,賈德陽就開始與同學(xué)們一起設(shè)計在款畫架,在設(shè)計過程中,他們在結(jié)構(gòu)上討論了多次,反復(fù)嘗試在定位點上調(diào)節(jié)角度,多次與藝術(shù)生們進行交流。由于周邊環(huán)境條件的不足,很多做工師傅達不到他們要求,他們就來來回回找了十幾家,終于完成了初品??墒窃趯嶒灥倪^程中,由于在材料和構(gòu)架上的考慮不足,導(dǎo)致畫架過重而且不結(jié)實,小椅子也撐不起人的重量,畫架的穩(wěn)定度也不夠,總是搖搖晃晃。第一次的實驗最終以失敗告終,但賈德陽和同學(xué)們并沒有放棄,在發(fā)現(xiàn)問題之后,馬上進行討論和研究,開始了第二次的制作。在這次制作中他們在材料上考慮了多種材料,把最開始的不銹鋼材質(zhì)換成了鐵,又經(jīng)過嘗試和實驗最終選用為更加結(jié)識和輕便的鋁合金材料,把原本0.02毫米的厚度上調(diào)到2個毫米。在穩(wěn)定性與通用性上,把原來結(jié)構(gòu)中的圓管變成了方管,又重新調(diào)整了定位點的位置,他們還采用了人體工程學(xué),使畫架變得更加人性化。他們分秒必爭,從重新規(guī)劃設(shè)計到最終的成品定型,只用了短短不到一個月的時間,而且使多功能畫架在穩(wěn)定度、輕便性、人性化等方面都有了較大改進。
  賈德亮說:我們希望我們的創(chuàng)新設(shè)計可以為藝術(shù)生們帶來便利,方便他們實現(xiàn)把課堂帶到大自然當中。”