本書共計四篇，分別為謀劃篇、戰(zhàn)略篇、戰(zhàn)術篇、實戰(zhàn)篇。開篇論述了大學生為什么參加科技競賽、參加科技競賽能收獲什么以及如何參加科技競賽；以此為基礎，從知己知彼、勝券在握角度出發(fā)，第二篇介紹了一些主要學科競賽的基本信息；為打贏此戰(zhàn)役，第三篇以各個突破、步步為贏為理念，從創(chuàng)意產(chǎn)生方法到機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計基礎，再到機械產(chǎn)品建模與仿真等技術，以生動翔實、具體深刻的實例，全面論述了參加學科競賽過程中經(jīng)常用到的系列戰(zhàn)術；最后，以案例演練、能力提升為目的，第四篇以典型競賽的全國一等獎作品為例，以饗讀者。
本書自成系統(tǒng)、逐篇遞進、深入淺出，適用于所有學科專業(yè)參加科技競賽的大學生，可作為普通本科院校、高職高專院校“機械工程學科競賽”課程的參考用書，也可作為科技競賽的指導用書。
《機械工程專業(yè)大學生學科競賽基礎與實踐》的書稿放在我的面前，包括運籌帷幄、決勝千里（謀劃篇），知己知彼、勝券在握（戰(zhàn)略篇），各個突破、步步為贏（戰(zhàn)術篇），以及案例演練、能力提升（實戰(zhàn)篇），逐篇遞進，深入淺出，助力大學生打好科技競賽的攻堅戰(zhàn)。仔細品讀，可以體味到作者經(jīng)過長時間縝密細微的思考，對全書內(nèi)容進行了用心甄別、篩選和重組，濃縮了作者十多年來參加及指導大學生科技競賽的經(jīng)驗，十分親切。
古希臘學者普羅塔戈（Plutarch）曾言：“學生的頭腦不是用來填充知識的容器，而是一支需要被點燃的火把”。本書所介紹的學科競賽正是點燃火把的“火種”之一，是激發(fā)學生學習熱情和提升學習質(zhì)量的有效手段。
近年，美國工程教育界提出“大工程觀”和工程教育要“回歸工程”的教育理念，國際工程教育（華盛頓協(xié)議）提出“以學生為中心、以成果為導向”的教育理念；中國高等教育已經(jīng)邁開“掀起質(zhì)量革命，建設質(zhì)量中國”的步伐，這些均充分體現(xiàn)了工程與實踐在學生培養(yǎng)中的重要性。工程與實踐是專業(yè)教育的根本，是高等工科院校培養(yǎng)機械類工程技術人才的重要手段。學科競賽融創(chuàng)新能力與工程系統(tǒng)實踐能力培養(yǎng)為一體，為高等院校人才培養(yǎng)提供了踐行“工程與實踐”的大平臺。
少年強、青年強，則中國強。作為新時代的大學生，要勇于做新時代的追夢人，敢于仰望星空、腳踏實地、苦干實干，珍惜韶華、不負青春，充分利用好大學校園“第二課堂”及其囊括的科技競賽練就過硬本領。大學生科技競賽為同學們提供了練就一流能力和技能的大舞臺，供你們馳騁與翱翔。雖然前進的道路上充滿荊棘和坎坷，但更多的是充滿魔幻、想象力和收獲各種成功的驚喜。
經(jīng)常會有低年級的本科生問我諸如“什么是學科競賽？”“參加學科競賽有什么用？”“如何參加學科競賽？”“如何才能獲得好的名次？”等問題；高年級的學生雖然理解了學科競賽的內(nèi)容和意義，但很難獲得有創(chuàng)意的想法，不少團隊往往止步于校賽。本書完美回應了上述的疑問或難題。
凡事預則立，不預則廢。今天學科競賽不但是高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要手段，而且已經(jīng)成為用人單位選拔人才的重要依據(jù)。相信《機械工程專業(yè)大學生學科競賽基礎與實踐》一書將成為指導我國大學生開展創(chuàng)新活動，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的百花園中一朵綻放的報春梅花。
于武漢理工大學百花園當前，我國高等教育已經(jīng)邁開“掀起質(zhì)量革命，建設質(zhì)量中國”的步伐，從規(guī)模擴張走向內(nèi)涵式發(fā)展，著力建設一流本科教育。
一流的本科教育要求學生具備一流的能力：優(yōu)秀的分析能力、實踐能力、創(chuàng)造力、溝通能力、商業(yè)和管理知識、領導力、道德水準、專業(yè)素養(yǎng)、終身學習；一流的本科教育要求學生掌握一流的技能：社會技能、系統(tǒng)技能、解決復雜問題的技能、資源管理技能、技術技能等復合交叉技能。
大學生科技競賽為學生提供上述能力和技能培養(yǎng)的一個大舞臺，前進的道路上充滿荊棘、充滿坎坷，但更多的是充滿魔幻、充滿想象力、充滿各種驚喜和成功�？萍几傎愖髌钒▌�(chuàng)意提出、科技作品制作、答辯等環(huán)節(jié)，都是由本科生自己親自完成，在整個過程中，個人的綜合能力和綜合技能將得到極大的鍛煉和提高，有利于人才“藝術品”的打磨。真正地參與學科競賽勢必會助力于“人人都是藝術品”的宣言。對大學生而言，科技競賽總有“雪中送炭”的精神，有足夠的能力助你“更上一層樓”，讓你“百尺竿頭更進一步”。
編者從2009年開始在武漢理工大學指導大學生參加各類科技競賽，并著手籌建武漢理工大學第二課堂實驗室，很快步入正軌，此階段取得國家一等獎兩項，省部級特等和一等獎多項；2014年進入河北工業(yè)大學工作，繼續(xù)指導大學生參加各類科技競賽，于2016年斬獲學校認可的A類大賽（全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽）全國一等獎（河北省唯一），刷新學校記錄，再接再厲，于2018年斬獲該賽事全國一等獎1項（學校唯一）、二等獎1項（學校唯一），于2020年再次斬獲該賽事全國一等獎1項、二等獎1項；近5年來，累計獲得國家一等獎3項，國家二等獎4項，省部級特等獎等獎勵50余項，直接受益大學生200余人，他們之中大部分保送國內(nèi)名校研究生。
在指導大學生科技競賽的過程中，深深感受到大一、大二學生對科技競賽的迷茫和知之甚少，大三、大四學生對科技競賽的理解淺顯、難提創(chuàng)意方案，這些真切感受促使我一直想整理自己的思考，以期擴大受益面，為參加科技競賽的大學生奉獻恰到好處的指導，但礙于各種理由遲遲難以落筆。2018年始，河北工業(yè)大學機械設計制造及其自動化系增設了“學科競賽”這門課程，借此機會，撰寫本書以便更多大學生參考的愿望更加強烈。本著“既然做了，就要做好”的理念，就其格局與布局進行了長時間、縝密細微的思考，對其內(nèi)容進行了用心甄別、篩選和重組，最后決定以四篇構建本書體系：運籌帷幄、決勝千里（謀劃篇），知己知彼、勝券在握（戰(zhàn)略篇），各個突破、步步為贏（戰(zhàn)術篇），案例演練、能力提升（實戰(zhàn)篇），逐篇遞進，深入淺出，打好科技競賽攻堅戰(zhàn)。限于篇幅，實戰(zhàn)篇部分，本書給出了兩個經(jīng)典的一等獎獲獎申報書，更多的案例請于作者聯(lián)系索取。
本書參考了國內(nèi)多位學者的論文或著作、
河北工業(yè)大學機械工程學院序
前言
第一篇運籌帷幄、決勝千里（謀劃篇）
第1章我為什么要參加學科競賽2
11新時代新要求2
12大學你“佩奇”了嗎2
13時間都去哪了3
14更上一層樓4
第2章學科競賽能給你什么6
21酸甜苦辣的味道6
22輝煌的榮譽結(jié)碩果7
23人人都是藝術品7
24我有一雙靈巧手7
25奔跑吧8
第3章如何參加學科競賽9
31特別關注9
32沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權10
33不打無準備之仗11
34巧婦難為無米之炊11
35站在巨人肩上12
36態(tài)度決定一切12
37待之如“初戀”13
第4章課程的組織和實施14
41課程基本情況14
42組織和實施模式15
43復雜工程問題與教學環(huán)節(jié)對應關系16
44考核評價方法及要求16第二篇知己知彼、勝券在握（戰(zhàn)略篇）
第5章“挑戰(zhàn)杯”全國大學生系列
科技學術競賽18
51“挑戰(zhàn)杯”系列介紹18
52組織單位和時間19
53“大挑”相關信息19
54“小挑”相關信息20
第6章全國大學生機械創(chuàng)新設計
大賽22
61大賽簡介22
62組織單位22
63舉辦時間22
64獎勵與等級22
65評審原則23
66歷屆主題23
67參賽資格與作品申報24
68時間安排24
69慧魚創(chuàng)新（創(chuàng)意）設計專項競賽24
第7章“創(chuàng)青春”全國大學生創(chuàng)業(yè)
大賽26
71大賽簡介26
72組織單位26
73舉辦周期26
74競賽基本方式26
75獎勵與等級27
76參賽資格與作品申報27
77重要時間節(jié)點27
第8章中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新
創(chuàng)業(yè)大賽29
81大賽介紹29
82組織單位29
83舉辦周期29
84比賽賽制29
85總體安排30
86參賽項目類型30
87獎勵與等級32
88參賽資格與作品申報33
89歷屆主題34
810時間安排34
第9章全國大學生節(jié)能減排社會
實踐與科技競賽36
91大賽介紹36
92組織單位36
93舉辦周期36
94獎勵與等級36
95參賽資格與作品申報36
96作品評審37
97重要時間節(jié)點37
第10章iCAN大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽38
101大賽介紹38
102組織單位38
103舉辦周期38
104獎勵與等級38
105參賽資格與作品申報38
106評審要求39
107評審規(guī)則39
108重要時間節(jié)點39
109參賽項目分類40
第11章其他主要相關學科競賽41
111全國大學生電子商務“創(chuàng)新、
創(chuàng)意及創(chuàng)業(yè)”挑戰(zhàn)賽41
112全國大學生數(shù)學建模競賽41
113全國大學生工程實踐與創(chuàng)新能力
大賽42
114全國大學生電子設計競賽42
115全國大學生智能汽車競賽42
116全國大學生交通運輸科技大賽43第三篇各個突破、步步為贏（戰(zhàn)術篇）
第12章創(chuàng)意產(chǎn)生方法與過程45
121發(fā)現(xiàn)與發(fā)明45
122創(chuàng)意、創(chuàng)造與創(chuàng)新45
123創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力46
124典型創(chuàng)新思維46
125影響創(chuàng)意產(chǎn)生的心理問題47
126創(chuàng)意產(chǎn)生的一般過程49
127問題及其解決方法50
128常用問題發(fā)現(xiàn)方法51
129常用創(chuàng)意產(chǎn)生方法54
第13章機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計過程66
131傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計流程66
132機械產(chǎn)品計算機輔助設計流程66
133機械產(chǎn)品集成開發(fā)流程67
134產(chǎn)品設計過程模型68
135著名的設計理論71
第14章機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計基礎74
141基本機構74
142組合機構79
143機構演化、變異84
第15章機械產(chǎn)品建模與仿真92
151計算機建�；A92
152機械產(chǎn)品建模方法99
153機械產(chǎn)品虛擬裝配103
154實體建模常用命令解析106
155常用三維建模與仿真軟件107
第16章有限元分析理論及實例111
161有限元法基本思想111
162有限元法分析的基本步驟111
163靜力學分析113
164模態(tài)分析理論基礎113
165諧響應分析114
166瞬態(tài)動力學分析115
167有限元分析軟件115
168有限元分析實例119
第17章機械產(chǎn)品動力學分析與
仿真132
171多體系統(tǒng)動力學模型的求解過程132
172多剛體系統(tǒng)動力學分析計算理論133
173多柔體系統(tǒng)動力學分析計算理論135
174ADAMS機械系統(tǒng)動力學分析軟件137
175機械產(chǎn)品動力學模型實現(xiàn)方法139
176基于ADAMS的增速器仿真與分析
實例142
第18章機械產(chǎn)品優(yōu)化設計154
181最優(yōu)化問題數(shù)學模型154
182多目標優(yōu)化方法156
183優(yōu)化設計軟件159
184優(yōu)化設計實例159第四篇案例演練、能力提升（實戰(zhàn)篇）
第19章“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學
術科技作品競賽全國一等獎
案例：面向自升式海洋鉆井
平臺的行星傳動齒輪齒條
爬升與鎖緊系統(tǒng)175
191設計目的175
192設計思路175
193技術關鍵190
194作品創(chuàng)新點190
195作品先進性191
第20章全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽
全國一等獎案例：一種適用于
多種類多規(guī)格食品的瓦楞
紙箱包裝機192
201引言192
202國內(nèi)外研究概況193
203設計目標與詳細設計194
204創(chuàng)新特色201
205已獲成果201
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