泉大機械創新設計課開拓學生思維與眼界、一起制作新奇的事物、體驗創新創造科學夢……
這門課授課老師蔡海毅副教授，是智能制造學院書記兼副院長。課堂上，師生討論創新概念，學習最火的ChatGPT等前沿科技。實踐中，師生提出新理念，創造新機器，去解決各種現實難題。
去年，由蔡海毅老師指導，吳坤潤等5位同學參與設計的“豐茂立植”——沙漠一體化自動植樹機，在第十五屆福建省大學生機械創新設計大賽中獲一等獎，并在第十屆全國大學生機械創新設計大賽中獲二等獎。這臺機械能在沙漠中自動植樹，師生盼望它能減緩沙漠化進程，甚至未來它還能征服沙漠。
5月19日，在我校2023年職業教育活動月學生優秀作品展中，“豐茂立植”——沙漠一體化自動植樹機在智能制造學院展區中尤為醒目，吸引來許多師生的觀賞，收獲頻頻點贊。（點擊觀展）
蔡海毅老師介紹“豐茂立植”——沙漠一體化自動植樹機
與ChatGPT人機互動
培養學生好奇心與發現的眼睛
畢業于福州大學機械系的蔡海毅，長期關注智能制造、信息技術等領域發展。他對各種新興技術，有強烈好奇心和探索欲。因此，課堂上，他總能帶給同學“驚喜”。
今年最火熱的ChatGPT-4震驚了各行各業。2月份，蔡老師在課堂上，嘗試向ChatGPT提問，讓它來解釋“何為創新？”“創新和創造有何不同？”，還用以分析“如何培養創新意識？”……一連串人機互動，蔡老師與ChatGPT一問一答，展現聊天機器人的神奇，讓同學們看得興致勃勃。
“給同學們看ChatGPT互動過程，是想要大家多關注各領域知識，才能在做創新設計時，有源源不斷的靈感！”蔡老師提醒同學們，創新意識的樹立，離不開一顆好奇心和一雙善于發現的眼睛。“大家要在日常觀察中發現問題，結合各種前沿科技去思考解決問題的創新之道。”
由淺入深的創新課
循循善導激發學生思考
“就像‘萬有引力’的發現、自行車的發明、發動機的創造，都源自日常的觀察和思考。”蔡老師以自行車的發展為例，技術上，從鏈傳動、帶傳動發展到如今的錐齒輪傳動、軸傳動自行車；功能上，從普通自行車發展出購物單車、全塑料自行車、躺式三輪車。他應用PPT圖文并茂作分析，“這些技術原理并不難，但要有對日常的觀察和思考，才能應用到實際生產中。”
蔡老師現場給同學們出題，“給大家提個問題，馬鈴薯薯片的種類有哪兩種，我們要生產薯片，需要用到哪些設備呢？”師生們討論馬鈴薯薯片加工所需功能，分別要清洗、削皮、切片等工序。
“清洗這道工序可用洗衣機來實現。”馬上有同學說。
“沒錯，這個答案很好。”聽到這一答案，蔡老師很驚喜。
“然后，削皮要怎么實現？”他繼續引導。
“削皮可以應用水果削皮刀。”又有同學答道。
“對了，答案越來越接近了。”他鼓勵道。
……
老師一步步地引導，同學思路漸漸清晰。在問答之間，同學們理清馬鈴薯薯片削皮機的創新設計方式、方法，更對創新設計原理豁然開朗。
師生盼緩解土地荒漠化
設計沙漠自動植樹機
課堂之外，蔡海毅常帶著學生動手制作各種創新機械，師生在實踐中探索各種能應用到實際生活的機械創新設計。
2022年，第十屆全國大學生機械創新設計大賽福建省賽區預賽暨第十五屆福建省大學生機械創新設計大賽主題是“自然·和諧”，分別有“仿生機械”和“生態修復機械”兩個設計方向。
收到比賽通知時，2019級機械設計制造及其自動化專業的吳坤潤、廖才清、李嘉楠、鄒浩、俞雯婕5位同學主動報名參賽。他們喜歡挑戰、創新，對機械創新設計充滿熱情。在老師蔡海毅指導下，同學們積極行動起來。
“近年來，沙漠化越來越嚴重，給社會經濟發展造成很大危害。”我國北方地區土地荒漠化現象日益嚴重，受到師生們的高度關注。他們了解到，目前國內植樹造林主要還是靠人力，既費時又費力。于是，大家盼望能設計出一款沙漠自動植樹機。
吳坤潤想著，要設計一款有很多功能的植樹機，能自動行駛、挖坑、植樹、填土等，實現在沙漠中自動植樹。
實踐中嘗試各種可能
一舉奪得省賽國賽嘉獎
“創新機械的設計說得容易，但做起來卻很難。”吳坤潤在心里樹立目標，堅持實現沙漠自動植樹機的設計。過程中，蔡老師不斷啟發同學們，他們開始建立三維模型、繪制CAD圖紙、制作模型或實物……每一步都是對他們挑戰。
在沙漠中行進，最擔心普通機器的車輪會陷如沙中，師生們采用坦克龍骨鏈、履帶板構造原理，讓機器能在沙漠中自如行駛；樹坑挖掘則采用噴頭+電鉆機，使沙孔潮濕，防止沙孔塌陷；而樹苗運送、傳輸的構件，則采用子彈鏈輸送方式……
過程中，同學們遭遇實物裝配困難，發現機器各零部件之間容易松動，使結構不緊湊，導致機器運動時容易發生卡頓。吳坤潤說，當初，大家苦思冥想找不出解決辦法，最后，在蔡老師指導下，重新更改圖紙尺寸間的公差，才解決這一難題。
學生正在制作沙漠自動植樹機的模型
沙漠自動植樹機工作演示
經6個月辛苦準備，這臺沙漠自動植樹機的模型終于完成。師生們帶著這臺機械模型參賽，一舉在第十五屆福建省大學生機械創新設計大賽中獲一等獎，并在第十屆全國大學生機械創新設計大賽中獲二等獎。
蔡老師介紹，參加省賽和國賽也是機械創新課程的教學環節，在比賽中能夠提高學生專業知識和技能、提升團隊協作能力、增強問題解決能力，還能增加實際項目經驗，對學生的成長有很大幫助。
