基于機械創新大賽培養學生創新能力的研究

王小萍，李昭鴻，李 鵬，尹勇澤

（武漢電力職業技術學院，湖北 武漢430079）

0 前言

偉大教育家陶行知先生說：“時時是創造之時，處處是創造之地，人人是創造之人”。培養具有創新設計能力、動手實踐能力與口頭表清晰達能力大學生是大學各專業的人才培養方案的宗旨。日新月異科技革命，加速產業改革并重組，怎樣讓大學生在大學里具有思想活躍、視野廣闊、學習精深、實踐能力強的高水平高質量創新人才[1]，是各專業人才培養方案解決的首要課題。創新能力的培養已經是我國高等教育作為人才培養的核心目標，目前我國大學生應試能力強于動手能力，但是缺乏豐富的想象力和創新能力，與發達國家學生相比，差距明顯。為此提升大學生創新意識，培養大學生創新設計能力是我國本專科院校人的重要教學內容。大學生創新素質的養成就是培養學生的創新意識。大學生唯用注重創新意識的培養，才能為創新型人才的成長打下良好的基礎，同時也只有具備了創新意識，才能成為創新型人才。通過大賽育人、環境育人、課堂育人等模式，讓學生擁有積極創新意識，發揮學生的主觀能動性，激發學生主體性創新意識，從而為學生在創新思維、創新人格、創新能力方面奠定堅實基礎。

為此由教育部倡導并主辦的“全國大學生機械創新設計大賽”為機械類學生提供了平臺。

1 創新能力培養的意義

創新精神每個人都應該具備，就像一道題可以有很多解法，不要總是以一種思維去解，換個思維、換個方法，會使問題變得更簡單。培養創新能力，不要畏懼打破常規，要讓創新的思維得到發揮和創新過程更加充實。機械創新設計大賽給學生一個展現自我的平臺，創新所散發出來的魅力，吸引著青年學子為之奮斗。學校以國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見（國發辦2015，36號）為指導方針，本著“以人為本、夠用為度”的原則，針對高職大學生創新能力培養的教學進行了理論研究與實踐改革，通過多種形式的技能比武（如素質技能運動會、機械創新設計大賽、創新創業大賽等系列活動），引導學生開展創新活動，推動了全國大學生機械創新設計大賽和全國大學生創新創業大賽在學院的普及，讓創新設計在學院蔚然成風，最大限度地發掘出學生的創新意識，促進了學生創新能力的培養。

2 在機械創新大賽中培養大學生創新能力

所謂機械創新，就是設計出具有一種新穎性、創造性及實用性的機構或者是機械產品的一種活動。機械創新設計又通常分為以下幾種類型：變型設計、開放性設計、適應性設計、組合創新設計，現在的機械創新設計通常都是組合創新設計，是在結構又或是在機構上的綜合創新，實現1+1＞2的成效，機構上可能是更簡單的一種創新。因此創新能力的培養是學校、家庭、社會、企業等環境育人的結果。唯有打造和諧的外部環境[1]，創造與時俱進的內在因素，才能培養大學生的創新設計能力、動手實踐能力和口頭清晰表達能力。

2.1 引導學生創新，重視學生個性發展

教師不能把學生當成灌輸知識的對象，要樹立正確的學生觀，正確看待學生的多彩個性，尊重每一個學生創造潛能[2]，讓學生們通過參加機械創新設計大賽，使學生的個性得到充分的發展。

第一次參加機械創新大賽的學生，大賽讓他們既好奇又緊張，好奇的是懷著對創新主題與方向，緊張的是對如何創新缺乏一個系統了解，讓他們感覺創新起來有困難。為了解決學生的困惑，學院安排經驗豐富、學識淵博的教師與學生探討創造性思維，以講座形式介紹創新方法，圍繞大賽主題說明如何進行市場調查、確定選題、搜集資料、創新設計、完善方案、提煉創新點、撰寫參賽設計說明書和PPT匯報等，進而培養了學生的創新設計理念、鍛煉了學生的動手能力、提升了綜合設計能力、增強了團隊協作意識。同時將專業知識和實踐技能有機相結合，提升了學生針對現實問題，運用創新設計，進行機械產品工藝制作的動手能力[2]。充分發揮學生在機械創新設計大賽的主觀能動性，不受已有知識體系的禁錮，發揮跳躍活潑的思維，獨立自主地完成機構的設計與結構的制造，讓學生主動思考和專心制作，在大賽中取得優秀成績的是必然結果。

2.2 改進教學方法和手段

組建創新團隊時發現，學生學習成績優異，其創新能力強不一定強。怎樣讓這樣優秀的學生快速進入角色，擔當起創新團隊賦予的責任、激發出創新設計熱情，需要學校、教師、學生共同努力。一是學院制定相關條例，鼓勵學生積極組建或參與各種創新團體，如機械創新設計競賽團隊、雙創團隊、大學生科技協會、大學生創業團隊等。二是各系部開放實訓室，并配備指導教師，為學生的創新活動提供條件，通過這些場，讓學生的創新靈感的得以充分發揮。三是通過引入項目驅動式、任務引領式、問題探究式、實驗法的教學方法，引導學生思考問題，清晰解答問題，激活大學生的創新思維。

2.3 配備創新軟硬件環境，建立鼓勵政策和機制

學校通過優質校建設平臺，投資大量資金改善了校園生態環境、學習環境、實驗環境、住宿環境、餐飲環境等，同時從企業和社會、高校引進人才，充實教師隊伍，使教師隊伍建設日趨完善，永遠保持創新的活力。這樣就給大學生創新提供物質與技術的支持與保障。如學校的湖北省級創新創業訓練中心示范基地、湖北省優秀數控加工中心、國網計算中心基地等，為學生能夠親自動手實現制作，完善創新構思提供了良好的硬件設施。高水平的創新指導教師團隊，為大學生創新活動取得優異成績奠定基礎。學校還建立競賽獎勵機制，對在創新方面表現突出的學生進行表彰和獎勵（學分獎勵等）。如設立創新實踐學分、創新成果表彰、創新成果展示、創新優秀事跡宣傳報道等，激勵大學生積極參與機械創新設計大賽等各類比賽，形成良性循環，從而實現在良好的政策和激勵措施下，有更多的學生愿意創新、樂于創新，這樣更有利于學生創新能力的培養。

3 機械創新設計大賽詳述

以我校參加的第八屆全國大學生機械創新設計大賽為例：大賽主題為“關注民生、美好家園”，內容為1）解決城市小區中家庭用車停車難問題的小型停車機械裝置的設計與制作；2）輔助人工采摘包括蘋果、柑桔、草莓等10種水果的小型機械裝置或工具的設計與制作。圍繞主題，首先讓學生自由發揮，提出各種解決方案并開展前期調研。其次，將這些方案匯總進行詳細論證，讓設計充分體現了學生的創新性，如創新小組提出設計一種解決舊小區自行車停車難的裝置，自行車如何停放有多種解決方案：豎著停放、一字停放、雙層停放、摩天輪式停放、交叉式停放等，在指導教師的幫助下將這些方案對比優化，最終選擇了交叉式停放，在機構設計時有的同學提出利用曲柄搖桿、曲柄滑塊和移動凸輪等機構相結合的方案，在取得良好效果的同時節約了時間和成本。實物制作階段，我們也充分體會到創新的重要性。該成果獲得湖北賽區一等獎的好成績。

4 在機械創新設計大賽中取得的成效

教師根據人才培養方案，制定課程標準，以學生為主體、教師為主導開展教學活動[3]。緊跟學科發展，教學內容突出前沿性，教學方法具有新意[2]，讓課堂煥發生命活力，開發學生的創造性和探索性。如《機械工程基礎》課程采取理論與實踐相結合的方式，添加了“機構系統綜合實驗”平臺，通過平臺學生驗證創新設計的執行機構系統方案的可行性；添加的“機械系統方案綜合實驗”平臺能提高學生對機械系統的總體認識，突出綜合應用能力訓練；《三維CAD》課程采取學生的團隊合作形式，運用先進的計算機輔助設計三維軟件，進行執行機構和傳動機構的運動分析、動力分析的仿真與方案比較，以及零部件的三維造型設計，直觀、形象、準確，提高學生的空間想象力，激發了學生創新設計的興趣。讓學生充分感受到創新的氛圍，同時學院機電工程系借助于學院技能素質運動會平臺舉辦機械創新設計的講座、參觀機械創新成果展覽室，宣傳創新理念，強化創新意識，進而為成功舉辦機械創新設計大賽奠定基礎。

從2006年開始參加大賽至今我們取得了：省級賽區10個一等獎、6個二等獎、2個三等獎并3次獲得教育廳頒發的優秀組織獎的豐碩成果，同時還獲得了國家發明專利2項、新型實用專利10項。通過以賽促學、以賽促教、以賽促練模式，使得創新與校園文化相融合，實現了學校對大學生的創新能力培養的雙贏局面。

5 結束語

機械創新設計創新大賽的宗旨在于完善學生的創新意識、培養學生創新的能力，鼓勵學生創新創業，同時營造一個良好的創新氛圍。參加機械創新設計大賽，賽的不僅僅是技能，更是一次各方面能力的提升。從閱歷上來說，不僅給學生增添了一筆色彩，還拓寬了學生的視野。在比賽里學生最大的收獲不是輸贏，也不是名次，是在大賽中間能夠學習到東西。在相互切磋比拼的過程中，學習到對手身上好的地方，并且從中獲得新的知識和經驗，這對以后走出校園步入社會有很大幫助，參加機械創新設計大賽不僅僅是一場比賽，更是對本身創新能力的一次巨大提升。