基于機(jī)械創(chuàng)新大賽培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的研究

王小萍，李昭鴻，李 鵬，尹勇澤

（武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢430079）

0 前言

偉大教育家陶行知先生說：“時(shí)時(shí)是創(chuàng)造之時(shí)，處處是創(chuàng)造之地，人人是創(chuàng)造之人”。培養(yǎng)具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力與口頭表清晰達(dá)能力大學(xué)生是大學(xué)各專業(yè)的人才培養(yǎng)方案的宗旨。日新月異科技革命，加速產(chǎn)業(yè)改革并重組，怎樣讓大學(xué)生在大學(xué)里具有思想活躍、視野廣闊、學(xué)習(xí)精深、實(shí)踐能力強(qiáng)的高水平高質(zhì)量創(chuàng)新人才[1]，是各專業(yè)人才培養(yǎng)方案解決的首要課題。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已經(jīng)是我國(guó)高等教育作為人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)，目前我國(guó)大學(xué)生應(yīng)試能力強(qiáng)于動(dòng)手能力，但是缺乏豐富的想象力和創(chuàng)新能力，與發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)生相比，差距明顯。為此提升大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力是我國(guó)本專科院校人的重要教學(xué)內(nèi)容。大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的養(yǎng)成就是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。大學(xué)生唯用注重創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，才能為創(chuàng)新型人才的成長(zhǎng)打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也只有具備了創(chuàng)新意識(shí)，才能成為創(chuàng)新型人才。通過大賽育人、環(huán)境育人、課堂育人等模式，讓學(xué)生擁有積極創(chuàng)新意識(shí)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生主體性創(chuàng)新意識(shí)，從而為學(xué)生在創(chuàng)新思維、創(chuàng)新人格、創(chuàng)新能力方面奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

為此由教育部倡導(dǎo)并主辦的“全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”為機(jī)械類學(xué)生提供了平臺(tái)。

1 創(chuàng)新能力培養(yǎng)的意義

創(chuàng)新精神每個(gè)人都應(yīng)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(gè)思維、換個(gè)方法，會(huì)使問題變得更簡(jiǎn)單。培養(yǎng)創(chuàng)新能力，不要畏懼打破常規(guī)，要讓創(chuàng)新的思維得到發(fā)揮和創(chuàng)新過程更加充實(shí)。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽給學(xué)生一個(gè)展現(xiàn)自我的平臺(tái)，創(chuàng)新所散發(fā)出來的魅力，吸引著青年學(xué)子為之奮斗。學(xué)校以國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見（國(guó)發(fā)辦2015，36號(hào)）為指導(dǎo)方針，本著“以人為本、夠用為度”的原則，針對(duì)高職大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)進(jìn)行了理論研究與實(shí)踐改革，通過多種形式的技能比武（如素質(zhì)技能運(yùn)動(dòng)會(huì)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等系列活動(dòng)），引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新活動(dòng)，推動(dòng)了全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽在學(xué)院的普及，讓創(chuàng)新設(shè)計(jì)在學(xué)院蔚然成風(fēng)，最大限度地發(fā)掘出學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 在機(jī)械創(chuàng)新大賽中培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力

所謂機(jī)械創(chuàng)新，就是設(shè)計(jì)出具有一種新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或者是機(jī)械產(chǎn)品的一種活動(dòng)。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)又通常分為以下幾種類型：變型設(shè)計(jì)、開放性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)，現(xiàn)在的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)通常都是組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)，是在結(jié)構(gòu)又或是在機(jī)構(gòu)上的綜合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)1+1＞2的成效，機(jī)構(gòu)上可能是更簡(jiǎn)單的一種創(chuàng)新。因此創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是學(xué)校、家庭、社會(huì)、企業(yè)等環(huán)境育人的結(jié)果。唯有打造和諧的外部環(huán)境[1]，創(chuàng)造與時(shí)俱進(jìn)的內(nèi)在因素，才能培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和口頭清晰表達(dá)能力。

2.1 引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新，重視學(xué)生個(gè)性發(fā)展

教師不能把學(xué)生當(dāng)成灌輸知識(shí)的對(duì)象，要樹立正確的學(xué)生觀，正確看待學(xué)生的多彩個(gè)性，尊重每一個(gè)學(xué)生創(chuàng)造潛能[2]，讓學(xué)生們通過參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，使學(xué)生的個(gè)性得到充分的發(fā)展。

第一次參加機(jī)械創(chuàng)新大賽的學(xué)生，大賽讓他們既好奇又緊張，好奇的是懷著對(duì)創(chuàng)新主題與方向，緊張的是對(duì)如何創(chuàng)新缺乏一個(gè)系統(tǒng)了解，讓他們感覺創(chuàng)新起來有困難。為了解決學(xué)生的困惑，學(xué)院安排經(jīng)驗(yàn)豐富、學(xué)識(shí)淵博的教師與學(xué)生探討創(chuàng)造性思維，以講座形式介紹創(chuàng)新方法，圍繞大賽主題說明如何進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查、確定選題、搜集資料、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、完善方案、提煉創(chuàng)新點(diǎn)、撰寫參賽設(shè)計(jì)說明書和PPT匯報(bào)等，進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力、提升了綜合設(shè)計(jì)能力、增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。同時(shí)將專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能有機(jī)相結(jié)合，提升了學(xué)生針對(duì)現(xiàn)實(shí)問題，運(yùn)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)，進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品工藝制作的動(dòng)手能力[2]。充分發(fā)揮學(xué)生在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的主觀能動(dòng)性，不受已有知識(shí)體系的禁錮，發(fā)揮跳躍活潑的思維，獨(dú)立自主地完成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)的制造，讓學(xué)生主動(dòng)思考和專心制作，在大賽中取得優(yōu)秀成績(jī)的是必然結(jié)果。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法和手段

組建創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異，其創(chuàng)新能力強(qiáng)不一定強(qiáng)。怎樣讓這樣優(yōu)秀的學(xué)生快速進(jìn)入角色，擔(dān)當(dāng)起創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)賦予的責(zé)任、激發(fā)出創(chuàng)新設(shè)計(jì)熱情，需要學(xué)校、教師、學(xué)生共同努力。一是學(xué)院制定相關(guān)條例，鼓勵(lì)學(xué)生積極組建或參與各種創(chuàng)新團(tuán)體，如機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)、雙創(chuàng)團(tuán)隊(duì)、大學(xué)生科技協(xié)會(huì)、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)等。二是各系部開放實(shí)訓(xùn)室，并配備指導(dǎo)教師，為學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng)提供條件，通過這些場(chǎng)，讓學(xué)生的創(chuàng)新靈感的得以充分發(fā)揮。三是通過引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、任務(wù)引領(lǐng)式、問題探究式、實(shí)驗(yàn)法的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生思考問題，清晰解答問題，激活大學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2.3 配備創(chuàng)新軟硬件環(huán)境，建立鼓勵(lì)政策和機(jī)制

學(xué)校通過優(yōu)質(zhì)校建設(shè)平臺(tái)，投資大量資金改善了校園生態(tài)環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、住宿環(huán)境、餐飲環(huán)境等，同時(shí)從企業(yè)和社會(huì)、高校引進(jìn)人才，充實(shí)教師隊(duì)伍，使教師隊(duì)伍建設(shè)日趨完善，永遠(yuǎn)保持創(chuàng)新的活力。這樣就給大學(xué)生創(chuàng)新提供物質(zhì)與技術(shù)的支持與保障。如學(xué)校的湖北省級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練中心示范基地、湖北省優(yōu)秀數(shù)控加工中心、國(guó)網(wǎng)計(jì)算中心基地等，為學(xué)生能夠親自動(dòng)手實(shí)現(xiàn)制作，完善創(chuàng)新構(gòu)思提供了良好的硬件設(shè)施。高水平的創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，為大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)取得優(yōu)異成績(jī)奠定基礎(chǔ)。學(xué)校還建立競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，對(duì)在創(chuàng)新方面表現(xiàn)突出的學(xué)生進(jìn)行表彰和獎(jiǎng)勵(lì)（學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)等）。如設(shè)立創(chuàng)新實(shí)踐學(xué)分、創(chuàng)新成果表彰、創(chuàng)新成果展示、創(chuàng)新優(yōu)秀事跡宣傳報(bào)道等，激勵(lì)大學(xué)生積極參與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等各類比賽，形成良性循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)在良好的政策和激勵(lì)措施下，有更多的學(xué)生愿意創(chuàng)新、樂于創(chuàng)新，這樣更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽詳述

以我校參加的第八屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為例：大賽主題為“關(guān)注民生、美好家園”，內(nèi)容為1）解決城市小區(qū)中家庭用車停車難問題的小型停車機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)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(jī)械裝置或工具的設(shè)計(jì)與制作。圍繞主題，首先讓學(xué)生自由發(fā)揮，提出各種解決方案并開展前期調(diào)研。其次，將這些方案匯總進(jìn)行詳細(xì)論證，讓設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)新性，如創(chuàng)新小組提出設(shè)計(jì)一種解決舊小區(qū)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(dǎo)教師的幫助下將這些方案對(duì)比優(yōu)化，最終選擇了交叉式停放，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)有的同學(xué)提出利用曲柄搖桿、曲柄滑塊和移動(dòng)凸輪等機(jī)構(gòu)相結(jié)合的方案，在取得良好效果的同時(shí)節(jié)約了時(shí)間和成本。實(shí)物制作階段，我們也充分體會(huì)到創(chuàng)新的重要性。該成果獲得湖北賽區(qū)一等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

4 在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中取得的成效

教師根據(jù)人才培養(yǎng)方案，制定課程標(biāo)準(zhǔn)，以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)開展教學(xué)活動(dòng)[3]。緊跟學(xué)科發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容突出前沿性，教學(xué)方法具有新意[2]，讓課堂煥發(fā)生命活力，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和探索性。如《機(jī)械工程基礎(chǔ)》課程采取理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，添加了“機(jī)構(gòu)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)”平臺(tái)，通過平臺(tái)學(xué)生驗(yàn)證創(chuàng)新設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案的可行性；添加的“機(jī)械系統(tǒng)方案綜合實(shí)驗(yàn)”平臺(tái)能提高學(xué)生對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的總體認(rèn)識(shí)，突出綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練；《三維CAD》課程采取學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作形式，運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)三維軟件，進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析的仿真與方案比較，以及零部件的三維造型設(shè)計(jì)，直觀、形象、準(zhǔn)確，提高學(xué)生的空間想象力，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣。讓學(xué)生充分感受到創(chuàng)新的氛圍，同時(shí)學(xué)院機(jī)電工程系借助于學(xué)院技能素質(zhì)運(yùn)動(dòng)會(huì)平臺(tái)舉辦機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的講座、參觀機(jī)械創(chuàng)新成果展覽室，宣傳創(chuàng)新理念，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而為成功舉辦機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽奠定基礎(chǔ)。

從2006年開始參加大賽至今我們?nèi)〉昧耍菏〖?jí)賽區(qū)10個(gè)一等獎(jiǎng)、6個(gè)二等獎(jiǎng)、2個(gè)三等獎(jiǎng)并3次獲得教育廳頒發(fā)的優(yōu)秀組織獎(jiǎng)的豐碩成果，同時(shí)還獲得了國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)、新型實(shí)用專利10項(xiàng)。通過以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促練模式，使得創(chuàng)新與校園文化相融合，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的雙贏局面。

5 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽的宗旨在于完善學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的能力，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，同時(shí)營(yíng)造一個(gè)良好的創(chuàng)新氛圍。參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(xué)生增添了一筆色彩，還拓寬了學(xué)生的視野。在比賽里學(xué)生最大的收獲不是輸贏，也不是名次，是在大賽中間能夠?qū)W習(xí)到東西。在相互切磋比拼的過程中，學(xué)習(xí)到對(duì)手身上好的地方，并且從中獲得新的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)以后走出校園步入社會(huì)有很大幫助，參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽不僅僅是一場(chǎng)比賽，更是對(duì)本身創(chuàng)新能力的一次巨大提升。