機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)方法研究

李彥彥 王明杰 閆羲昊 李安生

摘? 要 闡述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽與學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)系，分析在組織機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽過(guò)程中常出現(xiàn)的問(wèn)題，為確保機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽有好的成績(jī)，搭建機(jī)械創(chuàng)新平臺(tái)，提出一套能夠付諸實(shí)踐的對(duì)策。實(shí)踐證明，這些對(duì)策對(duì)提高競(jìng)賽成績(jī)是行之有效的，并且學(xué)生在創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等方面都有較大提高。

關(guān)鍵詞 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽;創(chuàng)新能力;創(chuàng)新平臺(tái);綜合素質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：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(guó)制造2025》提出，堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針，堅(jiān)持“市場(chǎng)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)，立足當(dāng)前、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，整體推進(jìn)、重點(diǎn)突破，自主發(fā)展、開(kāi)放合作”的基本原則，通過(guò)“三步走”實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)。打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)，是我國(guó)提升綜合國(guó)力、保障國(guó)家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國(guó)的必由之路。這就對(duì)高校的人才培養(yǎng)提出更高的要求，特別是對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)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(xué)，很多實(shí)驗(yàn)也是輔助理論教學(xué)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)不多。由于本科生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，并且學(xué)業(yè)任務(wù)較重，課余時(shí)間有限，很少有學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，因此，學(xué)生的創(chuàng)新能力與工程實(shí)踐能力有待提高。全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為學(xué)生創(chuàng)新能力的展示提供了很好的平臺(tái)。

1? 機(jī)械創(chuàng)新大賽與學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)系

全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程的原理與方法，從公布主題到參賽大概有一年的時(shí)間，學(xué)生有充足的時(shí)間可以自主學(xué)習(xí)與項(xiàng)目相關(guān)的理論知識(shí)、軟件等，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)都能有很大提高。機(jī)械創(chuàng)新大賽是教育部負(fù)責(zé)組織的重大賽事之一，目的在于引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)、綜合設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[1];加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，針對(duì)實(shí)際需求，通過(guò)創(chuàng)新思維提高學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝制作等實(shí)踐工作能力;吸引、鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件[2-3]。目前，該大賽在各高校得到普遍重視。通過(guò)參加這類(lèi)競(jìng)賽，學(xué)生鞏固了平時(shí)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，變被動(dòng)接收知識(shí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)提高了創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，在整個(gè)過(guò)程中的相互協(xié)作也培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神，綜合素質(zhì)得到提高。

2? 目前存在的問(wèn)題

學(xué)生在大賽報(bào)名初期積極性很高，會(huì)有很多很好的想法。指導(dǎo)教師會(huì)給學(xué)生一些建議：在網(wǎng)上先檢索跟大賽主題相關(guān)的項(xiàng)目，看看有哪些是別人已經(jīng)做過(guò)了的，別人的創(chuàng)新點(diǎn)有哪些，自己的創(chuàng)新點(diǎn)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(gè)比較漫長(zhǎng)的過(guò)程，學(xué)生需要根據(jù)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)把自己的想法變成實(shí)際的模型，還要對(duì)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(jī)床加工零部件、組裝零部件等，在實(shí)際制作模型的過(guò)程中也會(huì)遇到很多意想不到的問(wèn)題。許多實(shí)際的問(wèn)題，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中都沒(méi)有遇到過(guò)，有時(shí)候需要花費(fèi)較多的時(shí)間與精力。機(jī)械創(chuàng)新大賽從發(fā)布大賽主題到競(jìng)賽結(jié)束持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、毅力、責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)合作精神等都提供了良好的平臺(tái)。

然而，在指導(dǎo)學(xué)生參加競(jìng)賽時(shí)，指導(dǎo)教師也發(fā)現(xiàn)了一些相關(guān)問(wèn)題。由于目前宣傳不到位，有些學(xué)生對(duì)該競(jìng)賽了解不多，只忙著學(xué)習(xí)理論知識(shí)，很多優(yōu)秀的學(xué)生沒(méi)有參與進(jìn)來(lái)。有些小組剛開(kāi)始的想法很好，實(shí)際操作起來(lái)難度卻較大，遇到問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)與指導(dǎo)教師溝通，建模時(shí)就出現(xiàn)問(wèn)題，很多組員感覺(jué)自己做不出來(lái)，就直接放棄。有些小組剛開(kāi)始熱情都很高，想法也很好，實(shí)際做項(xiàng)目的時(shí)候卻只有一兩個(gè)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(zhǎng)也不能強(qiáng)制，導(dǎo)致本來(lái)想做好的那些學(xué)生最后也會(huì)感到力不從心，放棄競(jìng)賽[4]。有些小組組員自己不主動(dòng)，都是在指導(dǎo)教師的督促下進(jìn)行，進(jìn)展較慢，在競(jìng)賽前匆匆忙忙完成制作，而作品因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)相應(yīng)的調(diào)試，到最后無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的性能指標(biāo)，不得不放棄競(jìng)賽。

3? 搭建機(jī)械創(chuàng)新平臺(tái)

為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，鄭州輕工業(yè)大學(xué)依托機(jī)械原理與機(jī)械零件實(shí)驗(yàn)室成立機(jī)械創(chuàng)新工作室。該工作室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，為創(chuàng)新活動(dòng)提供了場(chǎng)所，為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽提供了平臺(tái)。每年秋季開(kāi)學(xué)初招新，該工作室涵蓋所有年級(jí)學(xué)生。大一的學(xué)生進(jìn)入工作室后，先了解大二、大三的學(xué)生所做的項(xiàng)目，在指導(dǎo)教師和經(jīng)驗(yàn)豐富的學(xué)生的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和一些常用的軟件[5]。

參與競(jìng)賽的學(xué)生主要由大二、大三的學(xué)生組成，他們對(duì)于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)、材料力學(xué)等課程基礎(chǔ)知識(shí)掌握較好，對(duì)于CAD繪圖、三維建模軟件Solid-

Works、51單片機(jī)編程等軟件基本上能夠熟練掌握，對(duì)于材料加工、控制、電氣等也有了解，因此對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)比較全面[6]。高年級(jí)的學(xué)生給低年級(jí)的學(xué)生講解自己做項(xiàng)目過(guò)程中的一些心得，指導(dǎo)他們學(xué)習(xí)一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能，形成以老帶新的管理模式。

4? 指導(dǎo)機(jī)械創(chuàng)新大賽方法的探索

全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)，對(duì)創(chuàng)新性要求較高，在實(shí)現(xiàn)相同功能的條件下，要求機(jī)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好。參與這些競(jìng)賽，要求學(xué)生有自己的創(chuàng)新點(diǎn)。為完成自己的作品，學(xué)生需要學(xué)習(xí)大量相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提升自己的工程實(shí)踐能力、動(dòng)手能力等。為確保指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)參加此類(lèi)競(jìng)賽提升能力，獲得好的成績(jī)，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。

4.1? 增加宣傳渠道，擴(kuò)大學(xué)生獲知競(jìng)賽信息的范圍，根據(jù)選題，合理組隊(duì)

指導(dǎo)教師可以在機(jī)械創(chuàng)新理論與實(shí)踐這類(lèi)課程中向?qū)W生簡(jiǎn)單介紹有關(guān)競(jìng)賽的主題，機(jī)械創(chuàng)新工作室的學(xué)生也可以向自己所在班級(jí)的同學(xué)介紹這類(lèi)競(jìng)賽，讓更多的學(xué)生了解此類(lèi)競(jìng)賽，鼓勵(lì)他們參與進(jìn)來(lái)[7]。在每年主題確定后，指導(dǎo)教師給學(xué)生適當(dāng)解析一下主題，使學(xué)生真正明白自己能夠做什么。學(xué)生可根據(jù)自己的興趣愛(ài)好，發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，選擇適合自己的設(shè)計(jì)題目。學(xué)生可以自主組隊(duì)或由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生情況合理安排，一般是3～5人一組，以大二和大三學(xué)生為主，盡可能選擇踏實(shí)肯干且對(duì)機(jī)械創(chuàng)新有濃厚興趣的學(xué)生，以確保作品能夠順利完成。學(xué)生合作完成作品，可以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、艱苦奮斗精神和高度的責(zé)任感。

4.2? 定期召開(kāi)會(huì)議，對(duì)學(xué)生存在的問(wèn)題及時(shí)給出合理的建議或改進(jìn)的措施

保證每周召開(kāi)一次會(huì)議，可以召集所有機(jī)械創(chuàng)新工作室的學(xué)生。每個(gè)團(tuán)隊(duì)可以找一兩個(gè)學(xué)生講過(guò)去一周內(nèi)主要完成的工作以及目前存在的問(wèn)題。指導(dǎo)教師根據(jù)他們過(guò)去一周所做的情況，針對(duì)不足指出具體改進(jìn)的措施，就他們面臨的問(wèn)題提出一些合理的建議。這種方式可以使學(xué)生少走很多彎路，并且對(duì)學(xué)生也是一個(gè)督促，使進(jìn)程往前趕。大一的學(xué)生通過(guò)參與這樣的活動(dòng)，能夠?qū)W到很多專(zhuān)業(yè)知識(shí);通過(guò)接觸這些項(xiàng)目，清楚自己平時(shí)該學(xué)習(xí)哪些專(zhuān)業(yè)技能、如何培養(yǎng)創(chuàng)新思維，能夠更早地加入項(xiàng)目中，成為大二、大三學(xué)生的幫手。通過(guò)這樣的方式，學(xué)生對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、動(dòng)手能力和語(yǔ)言表達(dá)能力等均可得到顯著提高。教師通過(guò)輔導(dǎo)學(xué)生競(jìng)賽，能夠了解學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)情況，對(duì)自己的教學(xué)也有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。

4.3? 強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生走向科研軌道

這類(lèi)競(jìng)賽一般是要解決實(shí)際問(wèn)題。在完成整個(gè)作品的過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)一些新的想法或思路，并且參與度越高，越容易有新的創(chuàng)意。通過(guò)參加此類(lèi)競(jìng)賽，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)能得到顯著提高。學(xué)生在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，能夠?qū)W習(xí)科技論文或?qū)＠膶?xiě)作方法，把有價(jià)值的作品申請(qǐng)專(zhuān)利，逐步走上科研的軌道。

4.4? 指導(dǎo)教師做好學(xué)生的思想工作，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)強(qiáng)的毅力和團(tuán)隊(duì)合作精神

作品從最初的想法，到結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)、三維建模、購(gòu)買(mǎi)材料，到最終制作出作品，是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。學(xué)生在整個(gè)過(guò)程中會(huì)遇到很多實(shí)際的困難，那些平時(shí)參與較少的學(xué)生或許會(huì)直接放棄，而團(tuán)隊(duì)中的主力可能也會(huì)有前功盡棄的感覺(jué)，但又不甘心，這就需要指導(dǎo)教師多與學(xué)生溝通，了解他們的情況，發(fā)現(xiàn)他們面臨的問(wèn)題，幫助他們減輕心理壓力，鼓勵(lì)他們勇于面對(duì)困難，引導(dǎo)他們分解問(wèn)題，共同努力，找到解決問(wèn)題的辦法，增強(qiáng)信心，同時(shí)能增進(jìn)師生之間的感情[8]。

5? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)所有參賽學(xué)生和指導(dǎo)教師的共同努力，依靠學(xué)院和學(xué)校在競(jìng)賽方面給予的支持，有賴于指導(dǎo)教師在指導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、改革管理與組織模式，鄭州輕工業(yè)大學(xué)在過(guò)去幾屆全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新大賽中都獲得較好的成績(jī)。學(xué)校在第六屆、第七屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中均有10支參賽隊(duì)進(jìn)入省賽，兩屆大賽都獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)、二等獎(jiǎng)五項(xiàng)、三等獎(jiǎng)三項(xiàng)和國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)的優(yōu)異成績(jī);在第八屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中共有11支參賽隊(duì)進(jìn)入省賽，獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)三項(xiàng)、二等獎(jiǎng)五項(xiàng)、三等獎(jiǎng)三項(xiàng)和國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。通過(guò)參加此類(lèi)競(jìng)賽，學(xué)生在創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)等方面都有較大提高?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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