机械创新设计大赛与大学生创新能力培养研究

张彦民

（吉林农业科技学院机械工程学院，吉林132101）



机械创新设计大赛与大学生创新能力培养研究

张彦民

（吉林农业科技学院机械工程学院，吉林132101）

摘要：分析机械创新设计大赛在大学生创新能力培养中的意义，以及大赛中普遍存在的问题。根据我校参赛经验，从制度建设、激励措施、平台建设、指导教师队伍等方面提出改革措施，以推动机械创新设计大赛良性发展与大学生创新能力的培养。

关键词：大学生；机械创新设计大赛；创新能力；人才培养

2014年6月9日习近平总书记在两院院士大会上发表重要讲话，系统阐述我国创新驱动发展战略，指出我国科技发展的方向就是创新、创新、再创新，强调人是科技创新最关键的因素，要把人才资源开发放在科技创新最优先的位置。

国家教育部对提高工科类大学生的机械创新能力非常重视，从2003年起，教育部要求各省教育厅负责组织开展大学生机械创新设计大赛活动。目的在于引导高等学校在教学中注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与协作精神，加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践工作能力，吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。目前机械创新设计大赛已经在我国举行了6届，每届参赛师生及作品规模都在不断扩大，引起各地高校的重视。全国大学生机械创新设计大赛对于高校素质教育的实施，大学生实践能力、创新能力的培养与提高产生了巨大的推动作用。

1　机械创新设计大赛培养大学生创新能力的意义

1.1拓展大学生创造性思维

每届机械创新设计大赛都会设置一个主题，如第五届大赛的主题为“幸福生活——今天和明天”，内容为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计和制作”，要求所有参赛作品必须与本届大赛的主题和内容相符。为了能够参赛并取得好成绩，学生必须认真观察与思考，从身边的日常生活中寻找突破口，既要新颖独特还要兼顾设计的可行性。在此过程中需要不断论证、修改、逐渐确定最终方案。因此，可以很好地拓展学生的创造性思维，提高学生的创新能力。

1.2提高大学生信息检索能力

想要做出一个优秀的作品，闭门造车是做不好的，需要有大量的信息基础才会少走弯路、事半功倍。各高校都有网上信息资源查询通道，但许多大学生对其利用并不充分。通过参加大赛对积累资料的需求，可以锻炼学生信息检索能力，从而能够熟练地上网查阅文献，快速而准确地获得所需信息［1］。

1.3提高大学生专业知识运用能力

机械创新设计大赛作品从设计到制造完成需要用到许多专业知识，比如在作品构思阶段，需要徒手绘图把突然闪现的想法记录下来。在设计方案初步确定后，使用CAD软件建立模型，对机构进行受力分析、零件装配、模拟运动等，及时发现不足，优化设计结构，避免在制造阶段出现问题而被动修改。在方案设计过程中要考虑零件材料、机床性能、工艺方法等，使设计出的产品经济实用。从方案设计到作品的加工制作完成，需要用到机械制图、计算机辅助设计与制造、机械原理、理论力学、金属工艺学等多门专业知识，通过这种真刀真枪的实际锻炼，使学生综合运用专业知识的能力得到加强。

1.4提高大学生的表达能力

按照大赛规定，作品完成后要书写规范的设计说明书，录制视频，制做PPT并进行现场答辩，这就要求学生具有一定的文字能力和口头表达能力。说明书符合写作要求，既能清晰地说明设计意图、机构的工作原理，又要言简意赅。在答辩时学生应能够准确地回答出评委老师提出的各种问题，这样才能在激烈的比赛中占具一定的优势，为取得好成绩打下基础。所以，学生在比赛之前必须理清自己的设计思路，组织好语言，还要有针对性地对可能提出的问题作必要的准备，这个过程可以锻炼大学生的写作和语言表达能力

1.5锻炼大学生的实际动手能力

整个参赛过程以学生为主，教师指导为辅，参赛作品基本是由学生自己动手制作完成的。以我校获得吉林省第五届机械创新设计大赛一等奖作品“多功能自发电式健身车”为例，车架是学生用钢管加热后施压成形的，传动轴是用普通车床加工的，支架以钳工方式加工并通过手工电弧焊焊接的，车架上的各种安装孔也是学生利用钻床加工的[2]。焊接的车架稳定性、安装的轴承同轴度、钻孔位置准确性，都会影响到整个作品的装配与性能。所以，在这个过程中不仅锻炼了学生的实际动手能力，也提高了学生的实践技能。

1.6磨炼大学生的意志

参赛学生都有学习任务，只能利用业余时间去进行方案论证和作品的加工制作。以我校学生参赛经历来看，由于设计阶段考虑不全面或忽视了零件加工难度，在作品的加工制作阶段耗时较多，有时还会出现意想不到的困难，作品达不到设计初衷，需要不断改进，甚至推倒重来。此时需要坚定信心、知难而进、埋头苦干，要有艰苦创业的精神和顽强进取的意志品质，只有坚持不懈的努力才能取得成功。面对辛辛苦苦完成的作品，学生会产生巨大的成就感，而这种坚持不懈、锐意进取的精神无疑是大学生取得事业成功的宝贵财富。

2　机械创新设计大赛中易出现的问题

2.1参赛积极性不高

由于大四的学生处于考研、实习、就业阶段，参赛的学生基本上以大三的学生为主，而这个阶段的学生刚开始接触专业课，专业知识薄弱，缺少机械设计与制造经验，不能将书本上的理论知识运用到解决实际问题中去。因此，面对大赛题目显得能力不够，信心不足，不敢尝试，导致大赛成为少数优秀学生展示与锻炼的舞台，不能形成共同参与的氛围。

2.2选题不够科学合理

在大赛的初期阶段，报名参赛的学生思维较活跃，但在选择参赛题目时，感性意识较强，缺乏调查分析。没有经过深思熟虑就提出了许多创新设计方案，有的技术含量过高，超出学生的能力范畴；有的不符合实际，难以加工制造；有的照搬照抄，没有创新点；还有的超出经费预算。

2.3缺少锲而不舍的精神

大赛作品的创新设计与制造过程通常不是一帆风顺的，经常会出现各种各样难以预料的问题，甚至会出现瓶颈难以进行下去。许多学生的积极性受到打击，出现畏难情绪，不能冷静分析故障原因，以至于产生应付或放弃的想法[3]。这种情况反映出参赛学生对科学研究的严谨性、艰巨性认识不足，缺乏坚强的毅力和高度的责任感，同时也反映出教学中缺乏类似的锻炼机会。

2.4缺乏团队精神

由于参赛学生专业知识薄弱，缺少机械设计与加工经验，所以团队合作显得尤为重要。利用集体的力量分析与解决问题，可以取得一加一大于二的效果。如果团队组建之初就缺少严格的纪律和明确的分工，一旦遇到困难就会出现分歧，此时团队负责人如果不能及时化解分歧与矛盾，团队就会四分五裂，名存实亡，最后主要工作都是由一两个人完成，其他队员坐享其成[4]。

2.5指导教师热情不高

指导教师在机械创新设计大赛中起着至关重要的作用，不仅要具备丰富的专业知识与实践经验，更需要有较强的责任心和创新思维。大部分具有高级职称的教师，忙于科研课题和教学任务，对于指导学生参赛不予重视。而年轻教师动手能力和实践经验都有较大欠缺，不具备指导能力。接受指导学生任务的一些教师，也只是偶尔指导一下，缺乏主动性与全程跟踪指导，并没有真正参与到学生的创新设计中去。

3　做好机械创新设计大赛培养大学生创新能力的有效措施

3.1建立健全大赛制度与激励措施

建立健全大赛规章制度，内容包括项目审查制度、比赛实施细则、参赛选手选拔、指导教师职责、经费使用办法、成果管理与奖励等，使该项赛事公平公正，科学合理，健康良性发展。采取激励措施，营造机械创新设计的良好氛围，吸引更多的大学生积极参加到该项赛事中来。如及时对参与创新活动的学生给予一定的表彰和奖励，对获得国家级或省部级奖励的学生，可申请免修与之相关的课程学分、课程设计或者毕业设计论文等。对指导学生在机械创新设计大赛中获奖的教师应给予一定的奖励，可以酌情减免其一定的工作量，并在职称评定时列为条件类项目等。

3.2建设大学生创新设计实验室

为大学生机械创新设计提供场地与设备保障，学校可以依托工程训练中心，建立一间大学生创新实验室，投入资金购买一些常规工具、标准件及小型设备等，以满足创新活动的需要。并将创新实验室的职能、设备、使用办法等发布到网上，让学生了解其申请渠道与使用方法。必要时晚上开放，方便学生充分利用课余时间有计划地进行创新活动。

3.3建立创新指导教师团队

指导教师在激发学生创新思维、选择参赛方案、项目加工制作、参展与答辩等环节起着重要的作用，因此，要建立稳定、高素质的指导教师队伍，为机械创新设计大赛提供师资保障。首先，指导教师要有扎实的理论基础知识和丰富的实践经验，具有较强的创新意识。其次，指导教师的专业背景应该涵盖创新项目所涉及的技术领域，才能为学生创新活动提供全面的技术支持。最后，指导教师要有高度的责任感和奉献精神，不计较个人得失，将指导工作贯穿于学生创新活动的始终。

3.4以竞赛为平台促进教学改革

机械创新设计大赛既是对大学生创新能力的锻炼，也是一次检验，如果学生没有良好的综合素质，是不可能做出一件优秀作品的。因此，人才培养方案制定应向有利于培养学生创新能力和实践能力的方向发展，增加创新性实验内容和实验课程。教师在教学中要善于探索教学方法，充分运用启发式、引导式的教学方法，注重培养学生的创新意识。如在金工实习中，当学生具备了一定的操作技能之后，由教师提出方向性、框架式的要求，让学生自行设计制作符合要求的作品。使学生在整个实习过程中都觉得有新鲜感，富有挑战性和刺激性，不仅调动了学生的学习积极性，更培养了学生的实践能力和创新能力[5]。

4　结语

如何提高大学生的创新能力已经成为高等教育面临的重要课题，这是一项复杂而长期的系统工程，涉及到多方面的主客观因素。机械创新设计大赛对大学生知识综合运用能力、分析解决问题能力、团队合作能力等都具有积极的意义，是培养大学生创新精神和创新能力的有效形式。

参考文献:

[1]王树才，宗望远，丁幼春，等.大学生机械创新设计大赛与创新人才的培养[J].高等农业教育，2007(10):63-65.

[2]任毅梅.论大学生创造性思维与创新能力的培养[J].教育与职业，2006(24):143-144.

[3]索双富，季林红，王兴信，等.机械创新设计大赛的实施与体会[J].实验技术与管理，2005(10):127-131.

[4]谭焱良，肖肖.大学生合作素质培养存在的问题及对策[J].高等农业教育，2008(3):85-87.

[5]费玉莲，姜波.提高工科学生科研创新能力的几点思考[J].浙江工商大学学报，2006(3):84-87.

责任编辑：吴艳玲

Research on the Innovation Ability Training of Mechanical Innovation Design Competition and College Students

ZHANG Yanmin
(Jilin Agricultural Science and Technology University School of Mechanical Engineering,Jilin 132101)

Abstract：This paper analyzes the significance and function of the mechanical innovation design competition in the cultivation of college students innovation ability，and the problems in the competition.According to the experience of our school，propose some reform measures from the aspects of system construction，incentive measures，platform construction，and guide teachers to promote the development of mechanical innovation design competition and the cultivation of innovative ability of college students.

Key words：college students; mechanical innovation design competition; innovation ability; talent training

作者简介：张彦民（1976-），男，吉林省吉林市人，实验师，从事机械制造与培训工作。

基金项目：2014年吉林省教育厅高等教育教学研究课题

收稿日期：2015-08-26

中图分类号：TH122-4

文献标识码：A