泉大机械创新设计课开拓学生思维与眼界、一起制作新奇的事物、体验创新创造科学梦……
这门课授课老师蔡海毅副教授，是智能制造学院书记兼副院长。课堂上，师生讨论创新概念，学习最火的ChatGPT等前沿科技。实践中，师生提出新理念，创造新机器，去解决各种现实难题。
去年，由蔡海毅老师指导，吴坤润等5位同学参与设计的“丰茂立植”——沙漠一体化自动植树机，在第十五届福建省大学生机械创新设计大赛中获一等奖，并在第十届全国大学生机械创新设计大赛中获二等奖。这台机械能在沙漠中自动植树，师生盼望它能减缓沙漠化进程，甚至未来它还能征服沙漠。
5月19日，在我校2023年职业教育活动月学生优秀作品展中，“丰茂立植”——沙漠一体化自动植树机在智能制造学院展区中尤为醒目，吸引来许多师生的观赏，收获频频点赞。（点击观展）
蔡海毅老师介绍“丰茂立植”——沙漠一体化自动植树机
与ChatGPT人机互动
培养学生好奇心与发现的眼睛
毕业于福州大学机械系的蔡海毅，长期关注智能制造、信息技术等领域发展。他对各种新兴技术，有强烈好奇心和探索欲。因此，课堂上，他总能带给同学“惊喜”。
今年最火热的ChatGPT-4震惊了各行各业。2月份，蔡老师在课堂上，尝试向ChatGPT提问，让它来解释“何为创新？”“创新和创造有何不同？”，还用以分析“如何培养创新意识？”……一连串人机互动，蔡老师与ChatGPT一问一答，展现聊天机器人的神奇，让同学们看得兴致勃勃。
“给同学们看ChatGPT互动过程，是想要大家多关注各领域知识，才能在做创新设计时，有源源不断的灵感！”蔡老师提醒同学们，创新意识的树立，离不开一颗好奇心和一双善于发现的眼睛。“大家要在日常观察中发现问题，结合各种前沿科技去思考解决问题的创新之道。”
由浅入深的创新课
循循善导激发学生思考
“就像‘万有引力’的发现、自行车的发明、发动机的创造，都源自日常的观察和思考。”蔡老师以自行车的发展为例，技术上，从链传动、带传动发展到如今的锥齿轮传动、轴传动自行车；功能上，从普通自行车发展出购物单车、全塑料自行车、躺式三轮车。他应用PPT图文并茂作分析，“这些技术原理并不难，但要有对日常的观察和思考，才能应用到实际生产中。”
蔡老师现场给同学们出题，“给大家提个问题，马铃薯薯片的种类有哪两种，我们要生产薯片，需要用到哪些设备呢？”师生们讨论马铃薯薯片加工所需功能，分别要清洗、削皮、切片等工序。
“清洗这道工序可用洗衣机来实现。”马上有同学说。
“没错，这个答案很好。”听到这一答案，蔡老师很惊喜。
“然后，削皮要怎么实现？”他继续引导。
“削皮可以应用水果削皮刀。”又有同学答道。
“对了，答案越来越接近了。”他鼓励道。
……
老师一步步地引导，同学思路渐渐清晰。在问答之间，同学们理清马铃薯薯片削皮机的创新设计方式、方法，更对创新设计原理豁然开朗。
师生盼缓解土地荒漠化
设计沙漠自动植树机
课堂之外，蔡海毅常带着学生动手制作各种创新机械，师生在实践中探索各种能应用到实际生活的机械创新设计。
2022年，第十届全国大学生机械创新设计大赛福建省赛区预赛暨第十五届福建省大学生机械创新设计大赛主题是“自然·和谐”，分别有“仿生机械”和“生态修复机械”两个设计方向。
收到比赛通知时，2019级机械设计制造及其自动化专业的吴坤润、廖才清、李嘉楠、邹浩、俞雯婕5位同学主动报名参赛。他们喜欢挑战、创新，对机械创新设计充满热情。在老师蔡海毅指导下，同学们积极行动起来。
“近年来，沙漠化越来越严重，给社会经济发展造成很大危害。”我国北方地区土地荒漠化现象日益严重，受到师生们的高度关注。他们了解到，目前国内植树造林主要还是靠人力，既费时又费力。于是，大家盼望能设计出一款沙漠自动植树机。
吴坤润想着，要设计一款有很多功能的植树机，能自动行驶、挖坑、植树、填土等，实现在沙漠中自动植树。
实践中尝试各种可能
一举夺得省赛国赛嘉奖
“创新机械的设计说得容易，但做起来却很难。”吴坤润在心里树立目标，坚持实现沙漠自动植树机的设计。过程中，蔡老师不断启发同学们，他们开始建立三维模型、绘制CAD图纸、制作模型或实物……每一步都是对他们挑战。
在沙漠中行进，最担心普通机器的车轮会陷如沙中，师生们采用坦克龙骨链、履带板构造原理，让机器能在沙漠中自如行驶；树坑挖掘则采用喷头+电钻机，使沙孔潮湿，防止沙孔塌陷；而树苗运送、传输的构件，则采用子弹链输送方式……
过程中，同学们遭遇实物装配困难，发现机器各零部件之间容易松动，使结构不紧凑，导致机器运动时容易发生卡顿。吴坤润说，当初，大家苦思冥想找不出解决办法，最后，在蔡老师指导下，重新更改图纸尺寸间的公差，才解决这一难题。
学生正在制作沙漠自动植树机的模型
沙漠自动植树机工作演示
经6个月辛苦准备，这台沙漠自动植树机的模型终于完成。师生们带着这台机械模型参赛，一举在第十五届福建省大学生机械创新设计大赛中获一等奖，并在第十届全国大学生机械创新设计大赛中获二等奖。
蔡老师介绍，参加省赛和国赛也是机械创新课程的教学环节，在比赛中能够提高学生专业知识和技能、提升团队协作能力、增强问题解决能力，还能增加实际项目经验，对学生的成长有很大帮助。
