创新竞赛与高职学生创新能力培养的思考——机械创新竞赛案例分析＊<br/>

创新竞赛与高职学生创新能力培养的思考——机械创新竞赛案例分析＊

2012-07-10李英

武汉交通职业学院学报 2012年1期

李英

（武汉交通职业学院，湖北武汉 430065）

随着高等职业教育的发展及教育体制改革的逐步深入，创新能力培养越来越受到高等教育的重视，《高等教育法》明确规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”［1］。高等职业教育是高等教育的重要组成部分，其目标是培养掌握必要的技术基础理论、专业知识和熟练的操作技能，具有初步的科技开发及组织管理能力、自学能力和创新能力，能适应生产、建设、管理和服务的一线高技能人才。因此，高等职业教育加强学生操作技能培养的同时应注重学生创新意识和创新能力的培养。

笔者和同事们曾带领和指导学生参与过多项全国、全省机械创新设计大赛，取得过一些成绩，也发现了一些人才培养方面的问题，本文主要针对机械创新设计大赛中学生暴露出的问题，探索高职机械专业大学生创新能力培养的途径。

一、竞赛中学生暴露出的主要问题

其一，选题不准。在选题阶段，学生思维活跃，却往往忽视了自己的知识和能力不足，提出了很多不切实际的机械创新设计方案，且超出了学校允许的资助资金范围，更是不可能在如此短的几个月时间内由几个人动手设计制造完成的。

其二，知识面窄。缺乏自主学习能力，不能熟练运用现代辅助设计软件；产品设计说明书写作水平欠缺；大赛所要求的用来展现作品功能特点视频制作水平有待进一步提高。

其三，能力不足。学生普遍不具有丰富的设计经验，在机械结构设计时往往不知从何处着手来构思机械运动方案，进而去实现预期功能。主要表现在有灵感，有创新潜能，但缺乏举一反三的能力，不能运用所学知识去解决实际问题；动手能力较差，不能自主进行机械加工。

其四，团队意识薄弱。创新团队开始热情很高，但随着问题的深入，容易出现畏难情绪，缺乏坚强的毅力和高度的责任感，最后设计任务完全落在组长或负责人身上。

二、机械创新能力的培养途径

如何培养大学生的创新意识、发挥学生创新潜能，提高创新能力，是目前我国高职人才培养的重要任务。

（一）提高创新理念

一提到创新，不少学生都会觉得很难，认为自己不具备这方面的能力。学校应在新生入学教育和课程讲授中加强引导与指导，例如，参观学校机械创新大赛的优秀作品展，聆听参赛学生现场报告等等，通过这些实实在在的作品和人物使学生认识到：人人是创新之人。学校教育应重视学生能力培养，提高学生创新理念。

不仅仅学生需要创新理念的培养，学校管理干部、教职员工都要有创新意识。学校要重视学生的个性发展，改革传统的教育教学管理体制，例如，学校组织管理干部、教师、学生认真学习相关创新项目管理文件，在深入学习、宣传和动员的基础上，着手指导学生申报项目；鼓励学生根据自己的兴趣跨专业申报创新项目，充分利用科技创新活动这个平台，不拘一格培养高职创新人才；积极开展各级各类大学生创新项目申报、优秀科研成果申报工作，激励那些敢于创新的学生脱颖而出等。

（二）教学内容、教学方法和教学手段的创新

改革教学内容，使其面向实践，向有利于培养学生的创新精神和创新素质的方向发展。机械类专业可通过增设机床拆装与测绘实训、机械零部件拆装与测绘实训等实训课程，补充并强化与工程应用联系较紧密的知识；对原有课程体系进行解构与重构，要求每一门课程都要对应相应的职业能力项目，对课程门数做减法，废除不针对职业能力要求设置的课程，整合精简对应同一项职业能力的多门课程，如将机械原理与机械设计等课程重构，便于进行综合性设计，注重加强实际应用能力培养。在教学中引入机械创新设计项目，创造一种开拓创新、积极求索的创新环境，实现教书管理育人和创新活动育人的有机结合，进一步提高学生的综合能力；并给学生介绍一些基本的创新方法，诸如如何选题，如何进行方案比较，如何搜集整理资料，如何撰写设计说明书等等。在教学方法和手段上，变传统的填鸭式教学为现场教学、实验室学习、角色扮演、模拟和游戏、练习教学，创造条件，让学生积极参与教学过程［2］。

（三）积极开展创新活动

创新活动有两项基础工作应予关注，一是营建大学生创新团体，如大学生科技创新项目团队等；二是鼓励学生善于利用大学里的图书馆、实验室等资源，激发学生创新灵感。

大学生科技创新项目由学生自拟题目，选派教师指导，带学生去废旧材料市场，选购各种原材料，为各组学生确定设计方向，并对学生的科技创新课题进行定期检查，培养学生团队意识、沟通能力，激发学生创新潜能，使学生在实践中发现问题、思考问题、解决问题，有效发挥他们的创造才能。

技能节是创新活动的载体，学院应制定相应政策鼓励学生积极参加技能节的竞赛活动。这样的竞赛可使学生处处留意观察机械产品，去思考改进产品，激发学生向未知领域探索的欲望，有利于大大提高学生的创新能力。

院系领导及教师们还应引导学生积极参加各级各类大学生机械创新设计大赛，从选题、方案的选择比较、图纸的绘制、原材料的采购、产品的加工调试都由学生完成，教师参与指导，并对学生加工的产品和表现应给予评析，及时给出指导意见。

（四）组建创新指导教师团队

配备高水平的、相对稳定的创新指导教师团队。教师的专业技术水平、治学严谨态度直接影响学生的创新活动。指导教师团队可聘请行业专家参与和帮助技术指导。行业专家能将行业中应用的新信息、新技术、新工艺融入创新团队，能为学生创新活动提供全面的技术支持。

（五）强化激励措施

为了使更多的学生主动积极参与创新，学校应提供一个良好的政策环境。对大学生研究项目进行筛选，选出具有可行性、创新性、实用性的项目给予资金保障；对参与创新活动的学生予以一定的学分认可；对在创新方面成绩突出的学生进行表彰和奖励；对在省级或国家级创新实践活动中获得二等奖以上的学生，可免试推荐专升本等。

三、具体案例分析——多功能担架的创新设计与制造

下面以多功能担架设计为例，说明参加机械创新大赛对学生创新能力培养的促进作用。

第四届全国机械创新大赛主题为“珍爱生命，奉献社会”，内容是“在突发灾难中，用于救援、破障、逃生、避难的机械产品的设计与制作”。接到参赛邀请后，笔者所在学校成立了专门的参赛项目组，项目组由教授、专业教师、实验老师、优秀学生组成，教师负责对学生创新活动进行技术指导，目的在于加强学生创新能力的培养，使该项目产生示范效应。

首先面对的问题是选题，好的选题等于成功了一半，机械创新设计的选题加工工作量不宜太大，实用性不能太差，应善于观察、突破定势，从自己现有的知识水平、兴趣爱好、自身积累的经验、时间和精力等实际情况出发，选择自己通过努力可以获得成功的选题。根据对日常生活所观察到的，或根据对若干年以后人们的生活环境的设想，设计并制作出能够使人们的生活更加丰富、便利的机械装置。选题前首先进行市场调研，确定研究方向，包含对已有产品的除旧布新，突破原型的创造，或已有方法的补充、完善、扩展，或已有方法在新领域的尝试与应用，从而创新设计新产品，最终，项目组成员确立了对现有担架进行改进设计的目标。

在方案的比较和选择方面，每一个具体的创新对象，都有不同于其他任何对象的特点，如何做到巧构思、巧设计、巧工艺，要结合产品加工制造的可行性、成本高低、难易程度、是否便于操作等因素进行综合评价比较，选择较好的整体设计与制作方案。

主要创新点不可以忽略每一个小小的改进，列举已有产品的缺点，提出期望值，确定创新点，进而进行结构优化，可以是对产品功能的补充完善，也可以在已有产品的基础上，对已有产品进行结构工艺改进。项目组成员通过对比分析野外担架和医用救援用的担架车，野外担架大多是可以折叠的简易担架，无推车功能不能省力，没有输氧和输液装置，缺乏水上救援装置；医用救援大多是担架车，可输液但不能折叠，上下楼不方便。综合上述两者，我们取长补短并加入自己的创新，设计了多功能担架，其创新点体现在以下四方面：担架折叠体积小，携带灵活方便；能提供紧急输氧装置和输液支杆；担架与推车组合为一体，可推可抬，使用便捷；能水上漂浮，满足水上救援且气囊装置使病人躺卧舒适。

设计说明书的写作应利用在学校所学知识，如机械工程基础中，工程力学部分关于物体系的受力分析、强度刚度计算等分析受力情况，机械原理部分齿轮机构、连杆机构等研究结构原理，再结合其他相关内容，对方案进行具体分析和设计计算，确定各零部件的尺寸大小及主要技术参数。

在动力传递机构链中，充分应用机械原理几种常见机构，如光滑铰链约束，采用圆柱形销钉将两个钻有圆孔的构件连接形成中间铰链约束，特点是限制两构件的相对移动，而只允许相对转动；运用三角形的稳定性，固定脚轮支架和输液杆。

最后利用现代辅助设计软件对所设计的机构进行零件图、装配图和三维图的绘制，采用MPG／RMVB格式拍摄视频，用来展现作品功能特点。多功能担架三维图如图1，最终产品造型如图2。

图1 多功能担架三维图

图2 最终产品造型

该作品的创新制作，基本包含了机械原理与机械设计、机械材料与力学、机械制造工艺与机床夹具等教学的大部分知识。可以说，一个好的机械创新作品从选题、设计、制作、改进到完成，实现了真正意义上的基于工作过程的工学结合、教学做一体。通过将大部分知识串接到一个产品中进行实践制作，对学生而言，参与了机械创新的全过程，不仅仅学会运用所涉及知识去解决实际问题，真实再现企业是如何把原材料加工成产品，且其他机械专业知识也得到巩固提高，各项综合能力如实践动手能力、团队协作能力、沟通协调能力、论文写作能力等都得到了极大的锻炼和提高。