機械創新設計大賽指導方法研究

李彥彥 王明杰 閆羲昊 李安生

摘? 要 闡述機械創新設計大賽與學生綜合素質培養的關系，分析在組織機械創新設計大賽過程中常出現的問題，為確保機械創新設計大賽有好的成績，搭建機械創新平臺，提出一套能夠付諸實踐的對策。實踐證明，這些對策對提高競賽成績是行之有效的，并且學生在創新能力、工程實踐能力、團隊合作能力等方面都有較大提高。

關鍵詞 機械創新設計大賽;創新能力;創新平臺;綜合素質

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）20-0132-03

Research on Guiding Method of Mechanical Innovation Design Competition//LI Yanyan， WANG Mingjie， YAN Xihao， LI Ansheng

Abstract This paper expounds the relationship between the Mecha-nical Innovation Design Competition and the comprehensive quality?training of students， and analyzes the common problems in the pro-cess of organizing the Mechanical Innovation Design Competition. To ensure that the Mechanical Innovation Design Competition has good results， the mechanical innovation platform is set up， and a set of countermeasures that can be put into practice are put forward. The?practice has proved that these countermeasures are effective in im-proving the performance of the competition， and the students have improved their innovation ability， engineering practice ability， team-work ability and so on.

Key words mechanical innovation design competition; innovation ability; innovation platform; comprehensive quality

0? 引言

《中國制造2025》提出，堅持“創新驅動、質量為先、綠色發展、結構優化、人才為本”的基本方針，堅持“市場主導、政府引導，立足當前、著眼長遠，整體推進、重點突破，自主發展、開放合作”的基本原則，通過“三步走”實現制造強國的戰略目標。打造具有國際競爭力的制造業，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。這就對高校的人才培養提出更高的要求，特別是對大學生的創新實踐能力提出更高的要求。

普通高校的本科生教育一般比較重視理論教學，很多實驗也是輔助理論教學的驗證性實驗，學生的動手實踐機會不多。由于本科生專業基礎相對薄弱，并且學業任務較重，課余時間有限，很少有學生參與教師的科研項目，因此，學生的創新能力與工程實踐能力有待提高。全國大學生機械創新設計大賽為學生創新能力的展示提供了很好的平臺。

1? 機械創新大賽與學生綜合素質培養的關系

全國大學生機械創新設計大賽要求學生運用所學機械原理、機械設計等課程的原理與方法，從公布主題到參賽大概有一年的時間，學生有充足的時間可以自主學習與項目相關的理論知識、軟件等，學生的自主學習能力、創新意識都能有很大提高。機械創新大賽是教育部負責組織的重大賽事之一，目的在于引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新設計意識、綜合設計能力與團隊協作精神[1];加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，針對實際需求，通過創新思維提高學生的機械設計和工藝制作等實踐工作能力;吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才脫穎而出創造條件[2-3]。目前，該大賽在各高校得到普遍重視。通過參加這類競賽，學生鞏固了平時所學的專業知識，變被動接收知識為主動學習，同時提高了創新意識與創新能力，在整個過程中的相互協作也培養了團隊合作精神，綜合素質得到提高。

2? 目前存在的問題

學生在大賽報名初期積極性很高，會有很多很好的想法。指導教師會給學生一些建議：在網上先檢索跟大賽主題相關的項目，看看有哪些是別人已經做過了的，別人的創新點有哪些，自己的創新點有哪些，與別人的有什么不同。從最初想法到建立三維模型也是一個比較漫長的過程，學生需要根據所學專業知識把自己的想法變成實際的模型，還要對建模軟件比較熟悉。建模完成之后，就需要選擇合適的材料，利用機床加工零部件、組裝零部件等，在實際制作模型的過程中也會遇到很多意想不到的問題。許多實際的問題，學生在學習過程中都沒有遇到過，有時候需要花費較多的時間與精力。機械創新大賽從發布大賽主題到競賽結束持續時間較長，對培養學生的綜合素質、毅力、責任感、團隊合作精神等都提供了良好的平臺。

然而，在指導學生參加競賽時，指導教師也發現了一些相關問題。由于目前宣傳不到位，有些學生對該競賽了解不多，只忙著學習理論知識，很多優秀的學生沒有參與進來。有些小組剛開始的想法很好，實際操作起來難度卻較大，遇到問題沒有及時與指導教師溝通，建模時就出現問題，很多組員感覺自己做不出來，就直接放棄。有些小組剛開始熱情都很高，想法也很好，實際做項目的時候卻只有一兩個人，其他人很少參與，只想坐享其成。由于越往后做，遇到的困難越多，把某些部分分配給其他組員做的話，他們不積極，組長也不能強制，導致本來想做好的那些學生最后也會感到力不從心，放棄競賽[4]。有些小組組員自己不主動，都是在指導教師的督促下進行，進展較慢，在競賽前匆匆忙忙完成制作，而作品因為沒有經過相應的調試，到最后無法達到相應的性能指標，不得不放棄競賽。

3? 搭建機械創新平臺

為提高學生的綜合素質，培養學生的創新能力，鄭州輕工業大學依托機械原理與機械零件實驗室成立機械創新工作室。該工作室對學生開放，為創新活動提供了場所，為機械創新設計大賽提供了平臺。每年秋季開學初招新，該工作室涵蓋所有年級學生。大一的學生進入工作室后，先了解大二、大三的學生所做的項目，在指導教師和經驗豐富的學生的指導下，學習相關專業知識和一些常用的軟件[5]。

參與競賽的學生主要由大二、大三的學生組成，他們對于機械原理、機械設計、機械制造技術、材料力學等課程基礎知識掌握較好，對于CAD繪圖、三維建模軟件Solid-

Works、51單片機編程等軟件基本上能夠熟練掌握，對于材料加工、控制、電氣等也有了解，因此對于知識的學習比較全面[6]。高年級的學生給低年級的學生講解自己做項目過程中的一些心得，指導他們學習一些專業知識與技能，形成以老帶新的管理模式。

4? 指導機械創新大賽方法的探索

全國大學生機械創新設計大賽以解決實際問題為目標，對創新性要求較高，在實現相同功能的條件下，要求機構越簡單越好。參與這些競賽，要求學生有自己的創新點。為完成自己的作品，學生需要學習大量相關專業知識，提升自己的工程實踐能力、動手能力等。為確保指導學生通過參加此類競賽提升能力，獲得好的成績，需要從以下幾個方面進行改革。

4.1? 增加宣傳渠道，擴大學生獲知競賽信息的范圍，根據選題，合理組隊

指導教師可以在機械創新理論與實踐這類課程中向學生簡單介紹有關競賽的主題，機械創新工作室的學生也可以向自己所在班級的同學介紹這類競賽，讓更多的學生了解此類競賽，鼓勵他們參與進來[7]。在每年主題確定后，指導教師給學生適當解析一下主題，使學生真正明白自己能夠做什么。學生可根據自己的興趣愛好，發揮自己的主觀能動性，選擇適合自己的設計題目。學生可以自主組隊或由指導教師根據學生情況合理安排，一般是3～5人一組，以大二和大三學生為主，盡可能選擇踏實肯干且對機械創新有濃厚興趣的學生，以確保作品能夠順利完成。學生合作完成作品，可以培養團隊協作精神、艱苦奮斗精神和高度的責任感。

4.2? 定期召開會議，對學生存在的問題及時給出合理的建議或改進的措施

保證每周召開一次會議，可以召集所有機械創新工作室的學生。每個團隊可以找一兩個學生講過去一周內主要完成的工作以及目前存在的問題。指導教師根據他們過去一周所做的情況，針對不足指出具體改進的措施，就他們面臨的問題提出一些合理的建議。這種方式可以使學生少走很多彎路，并且對學生也是一個督促，使進程往前趕。大一的學生通過參與這樣的活動，能夠學到很多專業知識;通過接觸這些項目，清楚自己平時該學習哪些專業技能、如何培養創新思維，能夠更早地加入項目中，成為大二、大三學生的幫手。通過這樣的方式，學生對所學專業知識的綜合運用能力、動手能力和語言表達能力等均可得到顯著提高。教師通過輔導學生競賽，能夠了解學生的專業學習情況，對自己的教學也有較強的促進作用。

4.3? 強化學生的創新意識，引導學生走向科研軌道

這類競賽一般是要解決實際問題。在完成整個作品的過程中，學生可能會出現一些新的想法或思路，并且參與度越高，越容易有新的創意。通過參加此類競賽，學生的創新意識能得到顯著提高。學生在指導教師的引導下，能夠學習科技論文或專利的寫作方法，把有價值的作品申請專利，逐步走上科研的軌道。

4.4? 指導教師做好學生的思想工作，培養學生堅強的毅力和團隊合作精神

作品從最初的想法，到結構原理設計、三維建模、購買材料，到最終制作出作品，是一個漫長的過程。學生在整個過程中會遇到很多實際的困難，那些平時參與較少的學生或許會直接放棄，而團隊中的主力可能也會有前功盡棄的感覺，但又不甘心，這就需要指導教師多與學生溝通，了解他們的情況，發現他們面臨的問題，幫助他們減輕心理壓力，鼓勵他們勇于面對困難，引導他們分解問題，共同努力，找到解決問題的辦法，增強信心，同時能增進師生之間的感情[8]。

5? 結語

通過所有參賽學生和指導教師的共同努力，依靠學院和學校在競賽方面給予的支持，有賴于指導教師在指導學生的過程中不斷總結經驗、改革管理與組織模式，鄭州輕工業大學在過去幾屆全國機械創新大賽中都獲得較好的成績。學校在第六屆、第七屆全國大學生機械創新設計大賽中均有10支參賽隊進入省賽，兩屆大賽都獲得省級一等獎兩項、二等獎五項、三等獎三項和國家級二等獎一項的優異成績;在第八屆全國大學生機械創新設計大賽中共有11支參賽隊進入省賽，獲得省級一等獎三項、二等獎五項、三等獎三項和國家級二等獎一項。通過參加此類競賽，學生在創新能力、工程實踐能力、團隊合作意識等方面都有較大提高。■

參考文獻

[1]田靜云.論工科學生綜合能力的培養：指導機械創新設計大賽的幾點體會與思考[J].裝備制造技術，2017（4）：178-181.

[2]齊劍平，王升懷.大學生機械創新設計大賽組織管理創新初探[J].現代制造技術與裝備，2019（7）：211-212，214.

[3]楊叔子，彭文生，吳波，等.四論機械創新設計大賽很重要：紀念胡錦濤同志在清華大學建校一百周年慶祝大會上重要講話一周年[J].高等工程教育研究，2013（1）：8-13，65.

[4]張彥民.機械創新設計大賽與大學生創新能力培養研究[J].吉林農業科技學院學報，2016（1）：112-114.

[5]李秀紅，任家駿，李文輝.搞好機械創新設計大賽促進學生綜合素質提高[J].大學教育，2016（1）：131-132.

[6]萬宏強，千學明.大學生機械創新設計大賽指導方法的探索與實踐[J].價值工程，2017（11）：189-190.

[7]齊劍平，王升懷.大學生機械創新設計大賽組織管理創新初探[J].現代制造技術與裝備，2019（7）：211-212，214.

[8]肖曉萍，李自勝.基于機創大賽的參賽學生心理特征的研究[J].科技創新，2017（31）：1-3.