大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與研究

張紅霞 陳曉航 姚層林

【摘要】論證了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽對(duì)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的積極作用，并將任務(wù)驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用在機(jī)械創(chuàng)新比賽過程中，保證比賽順利有效進(jìn)行。大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、知識(shí)應(yīng)用能力及自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作能力都在比賽中得到綜合提升與加強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械創(chuàng)新?任務(wù)驅(qū)動(dòng)?創(chuàng)新能力

目前，我國(guó)高校在工科大學(xué)生培養(yǎng)過程中普遍存在著重理論，輕實(shí)踐;重基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的訓(xùn)練，輕創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)等現(xiàn)象。而被我們忽略輕視的能力素質(zhì)培養(yǎng)是高校人才培養(yǎng)的一種缺陷，而學(xué)科競(jìng)賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力、增強(qiáng)解決實(shí)際問題能力、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神、拓展綜合素質(zhì)的有效平臺(tái)，是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，推動(dòng)教學(xué)改革的重要平臺(tái)。因此，抓好學(xué)科競(jìng)賽，可以有效彌補(bǔ)我國(guó)人才培養(yǎng)中的“缺陷”，研究應(yīng)用技術(shù)型人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法、途徑、模式等課題是智能制造時(shí)代社會(huì)對(duì)人才的迫切需求。

隨著我國(guó)高等教育的發(fā)展以及高校畢業(yè)生就業(yè)形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，在用人單位越來越看重畢業(yè)生綜合能力的情況下，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就顯得越來越重要。由教育部負(fù)責(zé)組織的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為工科大學(xué)生提供了一個(gè)很好的鍛煉平臺(tái)，使大學(xué)生綜合素質(zhì)得到了提升，社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)，為就業(yè)和創(chuàng)業(yè)打下了良好基礎(chǔ)。

一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽與大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)系

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽作品從設(shè)計(jì)到制造完成需要用到許多專業(yè)知識(shí)，如在作品設(shè)計(jì)構(gòu)思階段，需要繪圖把設(shè)計(jì)靈感形象的記錄下來。在設(shè)計(jì)方案初步確定后，應(yīng)用CAD軟件建立模型，應(yīng)用Solidworks對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析、零件裝配、模擬運(yùn)動(dòng)等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足，優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，避免在加工制造環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而返工。在方案設(shè)計(jì)過程中要考慮機(jī)械零件的材料、機(jī)床性能、生產(chǎn)工藝方法等，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)實(shí)用，避免設(shè)計(jì)出來的圖紙無法加工制造的問題。從方案設(shè)計(jì)到作品的加工制作完成，需要用到機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、金屬工藝學(xué)、機(jī)械原理、理論力學(xué)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)等多門專業(yè)技術(shù)知識(shí)，通過這種綜合實(shí)際的鍛煉，使學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力得到加強(qiáng)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，把各個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，形成系統(tǒng)的思維模式，提高解決實(shí)際問題的能力。

1.大學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

很多人對(duì)創(chuàng)新有一定的壓力和恐懼心理，認(rèn)為創(chuàng)新難度很大。學(xué)校應(yīng)在新生入學(xué)專業(yè)教育和課程講授中加強(qiáng)引導(dǎo)與指導(dǎo)，如參觀學(xué)校機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的優(yōu)秀作品展，聆聽參賽學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告，等等，通過這些實(shí)實(shí)在在的作品展示使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人人都可以創(chuàng)新。我校積極鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新項(xiàng)目，充分利用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽這個(gè)平臺(tái)，使那些敢于創(chuàng)新的學(xué)生脫穎而出。

2.大學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)的培養(yǎng)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是一項(xiàng)團(tuán)體比賽，大賽要求每個(gè)參賽隊(duì)學(xué)生人數(shù)不得超過5人。從作品的設(shè)計(jì)到制作，每個(gè)階段都需要各位參賽者的協(xié)同合作。從報(bào)名參加比賽到步入賽場(chǎng)，歷時(shí)約半年，這段時(shí)間有效的培養(yǎng)了大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽每屆都有一個(gè)鮮明的主題，學(xué)生圍繞主題展開想象和設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)成員分工合作，克服挫折，各司其職，集思廣益，這個(gè)過程需要很強(qiáng)的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作精神才能順利進(jìn)行。

3.大學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)

從選題方案的選擇比較、圖紙的繪制、原材料的采購(gòu)、產(chǎn)品的加工調(diào)試、程序設(shè)計(jì)、機(jī)電聯(lián)調(diào)都由學(xué)生完成，教師參與指導(dǎo)，并對(duì)學(xué)生加工的產(chǎn)品和表現(xiàn)應(yīng)給予評(píng)析，及時(shí)給出指導(dǎo)意見，使學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)充分應(yīng)用;通過制作過程還培養(yǎng)了學(xué)生的車間管理能力，尤其是成本意識(shí)。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)要比預(yù)想的效果大得多，對(duì)大學(xué)生專業(yè)綜合素養(yǎng)、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力及職業(yè)發(fā)展都有長(zhǎng)期的正面影響。

二、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中的應(yīng)用

1.比賽選題

小組同學(xué)查閱文獻(xiàn)、科技論文、科技報(bào)告等，學(xué)習(xí)現(xiàn)有的相關(guān)選題設(shè)計(jì)方案方法，分析比較不同方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際生活案例進(jìn)行重新構(gòu)思和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，由小組同學(xué)每個(gè)人想出一到兩個(gè)設(shè)計(jì)方案，集中討論方案可行性、創(chuàng)意程度、技術(shù)難點(diǎn)、項(xiàng)目成本等問題，反復(fù)討論研究，最終確定比賽題目和方案。

2.任務(wù)的布置

任務(wù)的布置既要考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)，又要總結(jié)出需要課外超前學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能，以備比賽之用。為加深學(xué)生的對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，選擇一個(gè)往屆比賽作品作為典型案例演示其實(shí)施過程和成果。案例的引導(dǎo)使學(xué)生掌握了完成任務(wù)的思路，解決學(xué)生的畏難情緒，提高了知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力，增強(qiáng)完成任務(wù)的信心。根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，布置學(xué)生要自學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)以備比賽之需。團(tuán)組成員合理分工，定期研討。

3.任務(wù)的實(shí)施步驟

第一，學(xué)生要結(jié)合自己的興趣和基礎(chǔ)選擇一個(gè)課題。針對(duì)所選課題，同學(xué)要認(rèn)真準(zhǔn)備素材，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，如有關(guān)專利技術(shù)、新產(chǎn)品介紹、科研成果和科技論文等。重點(diǎn)研究現(xiàn)有技術(shù)或產(chǎn)品存在的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，通過分析查找問題，形成相關(guān)產(chǎn)品或技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析報(bào)告;第二，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題，學(xué)生應(yīng)用課堂學(xué)習(xí)的創(chuàng)新原理和創(chuàng)新技法，并借鑒現(xiàn)有創(chuàng)新案例，理論與實(shí)際相結(jié)合，提出完成任務(wù)可能的解決方案，通過對(duì)方案的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性評(píng)價(jià)保留兩個(gè)較好的方案;第三，教師按學(xué)生課題的類型和內(nèi)容，分別組織學(xué)生介紹完成任務(wù)遇到的問題，并開展討論和分析，給出課題的完善方案;第四，同組學(xué)生合作對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析、電路調(diào)試、參數(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并形成技術(shù)文檔、制作演講 PPT和演示視頻;第五，教師組織任務(wù)的匯報(bào)、討論會(huì)，每組匯報(bào)完成的任務(wù)，教師綜合分析后給出修改意見。

4.比賽收獲

整個(gè)比賽持續(xù)周期較長(zhǎng)，而且都是利用課余時(shí)間進(jìn)行，對(duì)同學(xué)們是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。有的時(shí)候也會(huì)有分歧和爭(zhēng)議，有困難和挫折，有錯(cuò)誤和返工情況，這就需要小組同學(xué)強(qiáng)大的心理素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)合作精神。在任務(wù)實(shí)施過程中，通過比賽的綜合訓(xùn)練，學(xué)生掌握了機(jī)械創(chuàng)新的原理、技法，并能夠應(yīng)用這些原理和方法設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題的機(jī)械。重要的是，學(xué)生的工程素質(zhì)得到了提高，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力得到了加強(qiáng)。2016年湖北省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽我校獲得優(yōu)秀組織獎(jiǎng)，一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)和三等獎(jiǎng)5項(xiàng)的成績(jī)。

三、結(jié)語

大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑還處于不斷探索之中，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效形式。大賽活動(dòng)是一種創(chuàng)新活動(dòng)，教書育人，管理育人，環(huán)境育人也是一種創(chuàng)新活動(dòng)。只有把它們結(jié)合在一起，才能使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，敢于實(shí)踐，敢于思考，敢于解決創(chuàng)造的實(shí)際問題，才能真正提高學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力。

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本文系武漢市教育科學(xué)規(guī)劃課題《應(yīng)用技術(shù)型人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐與研究 —以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為平臺(tái)》（課題編號(hào)：2016C276）的研究成果。