來永斌　陳秀　周毅鈞

摘 要：本文通過對安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院近年來組織學(xué)生參加全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽成果的總結(jié)，闡述了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽對于教學(xué)改革、大學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的積極作用。表明以全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競賽活動(dòng)為平臺(tái)，將創(chuàng)新教育理念融入日常教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的有效形式。

關(guān)鍵詞：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽 實(shí)踐 創(chuàng)新 能力

一、前言

《高等教育法》明確規(guī)定：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級專門人才”。高校作為人才培養(yǎng)的搖籃，如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才？如何才能提高大學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要？全國高校都在進(jìn)行探索。要提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，高校就必須以提高大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，構(gòu)建符合實(shí)際的實(shí)踐教學(xué)體系，并提出適合自身發(fā)展實(shí)際的行之有效的措施。要激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最為快捷而有效的途徑便是積極參加各類學(xué)科競賽。正如國科學(xué)院院士、著名機(jī)械工程專家、教育家楊叔子所指出的，機(jī)械很重要，沒有機(jī)械就無所謂工業(yè)；創(chuàng)新很重要，沒有創(chuàng)新就沒有發(fā)展；設(shè)計(jì)很重要，設(shè)計(jì)決定著產(chǎn)品的成本、功能和使用壽命，所以，機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新大賽很重要。

全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，至今已成功舉辦了七屆，大賽的選題不僅緊扣社會(huì)發(fā)展中的現(xiàn)實(shí)問題，而且更能體現(xiàn)大學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐等綜合能力，為培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力提供了良好的實(shí)施平臺(tái)。因而每屆比賽不僅得到了高校教師和大學(xué)生的積極響應(yīng)，更得到了各高校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，以至于參與全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的高校數(shù)量越來越多，參賽的學(xué)生人數(shù)越來越多，影響力也越來越大。基于此，安徽理工大學(xué)一直非常重視此項(xiàng)比賽，從第二屆開始就鼓勵(lì)學(xué)生和教師積極參與，至今我校已經(jīng)連續(xù)5屆進(jìn)入全國決賽階段比賽，2014年在第六屆賽事中實(shí)現(xiàn)安徽省高?！耙坏泉?jiǎng)”零的突破，2016年再創(chuàng)新的輝煌，獲得一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，獲獎(jiǎng)等級和數(shù)量位列全省高校首位。在學(xué)校、學(xué)院支持和關(guān)心下，經(jīng)過師生的共同努力實(shí)踐，我們?nèi)〉昧酥T多的成果，并在教學(xué)實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用和推廣，促進(jìn)了我校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，使得學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力得到極大提升。

二、建立健全學(xué)科競賽制度與激勵(lì)機(jī)制，使學(xué)科競賽規(guī)范化和常態(tài)化

培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力不是參加一兩次學(xué)科競賽就可以完成的，而是高校的一項(xiàng)長期而重要的工作。因此，高校應(yīng)逐步完善培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的長效機(jī)制，從資金保證、組織形式、培養(yǎng)途徑、獎(jiǎng)勵(lì)制度等方面得以規(guī)范化、常態(tài)化。

（一）政策保障

近年來，機(jī)械工程學(xué)院為培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，提高廣大教師和學(xué)生參賽的積極性，采取了一系列的措施，制定了相關(guān)的管理文件，內(nèi)容包括了項(xiàng)目審查制度、比賽實(shí)施細(xì)則、參賽選手選拔、指導(dǎo)教師職責(zé)、經(jīng)費(fèi)使用辦法、成果管理與獎(jiǎng)勵(lì)等，使全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽公平公正，科學(xué)合理，健康良性發(fā)展。相關(guān)文件的出臺(tái)進(jìn)一步規(guī)范和完善了大學(xué)生課外實(shí)踐與科技創(chuàng)新平臺(tái)，為學(xué)科競賽的有序開展提供了較好的操作辦法，將質(zhì)量工程和指導(dǎo)學(xué)科競賽納入教學(xué)質(zhì)量范圍，促進(jìn)了青年教師指導(dǎo)學(xué)科競賽的積極性，強(qiáng)化了對實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)科競賽的監(jiān)管，促進(jìn)了學(xué)科競賽的規(guī)范化，為學(xué)科競賽的考核和提高學(xué)科競賽作品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

（二）創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)

大學(xué)生課外科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)平臺(tái)是實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的延伸，為學(xué)生參加全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等而構(gòu)建的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，主要包括科技創(chuàng)新基地和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)。學(xué)院依托國家級校外實(shí)踐教育中心和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，為創(chuàng)新基地提供了一定的場所，購置了一定的設(shè)備或器材，在加大實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)施投入的同時(shí)長期對學(xué)生開放學(xué)校各種實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供足夠的訓(xùn)練空間。使大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)既不受限于學(xué)科競賽，又可為學(xué)科競賽作準(zhǔn)備。

學(xué)院為全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽構(gòu)建不同的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，按照“創(chuàng)新學(xué)院——機(jī)械工程學(xué)院——指導(dǎo)教師——團(tuán)隊(duì)組長——團(tuán)隊(duì)成員”組織管理體制。創(chuàng)新學(xué)院負(fù)責(zé)考核年度成果完成情況，所在學(xué)院負(fù)責(zé)準(zhǔn)入和淘汰機(jī)制，指導(dǎo)教師對團(tuán)隊(duì)進(jìn)行指導(dǎo)，團(tuán)隊(duì)組長負(fù)責(zé)團(tuán)隊(duì)成員的日常管理；在日常管理中采用直線制強(qiáng)化責(zé)任，在項(xiàng)目實(shí)施中根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)采用交錯(cuò)式組織結(jié)構(gòu)，打造更加靈活的組織內(nèi)部環(huán)境和溝通機(jī)制。在日?；顒?dòng)中，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)參與各類實(shí)踐、承擔(dān)各種項(xiàng)目，并以項(xiàng)目為載體，重視過程管理，以項(xiàng)目為目標(biāo)，以計(jì)劃為起點(diǎn)，以考核為節(jié)點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行反饋、修正和激勵(lì)。

三、以學(xué)科競賽為平臺(tái)促進(jìn)教學(xué)改革

將全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和其他各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽作為檢驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)的一個(gè)平臺(tái)，體現(xiàn)了“以賽促改，以賽促教”，對教育教學(xué)改革中加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)知識和實(shí)踐能力、提高學(xué)生人文社會(huì)等綜合素質(zhì)起到了很大的推動(dòng)作用，推動(dòng)高校教育改革向更符合社會(huì)發(fā)展實(shí)際需求邁進(jìn)。

（一）培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱的合理修訂

修改人才培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱，增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)課程，使課程的設(shè)置更趨合理，更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。如過控專業(yè)的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)有重復(fù)，就對其進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)整機(jī)設(shè)計(jì)的一體化整體設(shè)計(jì)訓(xùn)練，以加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)；在過程裝備CAD/CAM的教學(xué)大綱中，增加上機(jī)學(xué)時(shí)，注重加強(qiáng)三維設(shè)計(jì)軟件的訓(xùn)練；購置新的實(shí)驗(yàn)儀器和裝置，增加過程流體機(jī)械、過程控制工程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，并將相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合；開設(shè)學(xué)科前沿講座課程。

（二）探索適合課程的教學(xué)方法

充分運(yùn)用啟發(fā)式、引導(dǎo)式的教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。如在工程制圖的教學(xué)中，著重培養(yǎng)學(xué)生的空間思維和空間想象能力。如機(jī)械設(shè)計(jì)課程是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在教學(xué)中如果一味地進(jìn)行純理論的講解，將是空洞而枯燥的，學(xué)生也很難理解，而依托學(xué)科競賽，涉及到相關(guān)的傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，就將理論知識的學(xué)習(xí)融入到解決實(shí)際問題中來，對理論教學(xué)而言，采用案例教學(xué)法，把一些單純從理論上講解非常困難的機(jī)構(gòu)問題與實(shí)際競賽相結(jié)合來進(jìn)行演示和解釋，要容易理解得多。

（三）教師教學(xué)水平的提高

通過組織學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，教師在授課的過程中既要教知識，還要教能力，既要教理論，還要聯(lián)系實(shí)際，并注重加強(qiáng)相關(guān)課程知識點(diǎn)的銜接和專業(yè)知識的緊密結(jié)合，加深了學(xué)生對所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)相關(guān)知識的了解和掌握，使教師和學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)教與學(xué)過程中存在的問題，了解學(xué)生接受知識的程度，因材施教。教師在指導(dǎo)競賽過程中，不斷查閱資料化為己有，再傳授給學(xué)生，既提高了自己的教學(xué)水平，又積累了競賽的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，并應(yīng)用于平時(shí)的教學(xué)過程中，提高了教師的教學(xué)水平。

四、以賽促學(xué)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級專門人才

學(xué)科競賽對大學(xué)生知識綜合運(yùn)用能力、分析解決實(shí)際問題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力等都具有積極的意義，“以賽促學(xué)”是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的有效形式。

（一）學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

實(shí)踐能力是一種綜合能力，是人在實(shí)踐活動(dòng)中培養(yǎng)和發(fā)展起來的分析、解決實(shí)際問題的能力，其構(gòu)成要素包括觀察能力、學(xué)習(xí)思考能力、獲取知識和綜合運(yùn)用知識的能力、動(dòng)手操作能力、人際交往能力和語言表達(dá)能力等。

要完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的參賽作品，參賽學(xué)生不僅要有好的創(chuàng)意，更需要有好的設(shè)計(jì)與制作，并對作品進(jìn)行調(diào)試。參賽作品的制作并非一人所為，而是由3—5位同學(xué)組成的團(tuán)隊(duì)相互配合、共同制作完成的。這就要求團(tuán)隊(duì)必須根據(jù)每位成員的特長進(jìn)行分工負(fù)責(zé)，相互協(xié)作，共同努力。因此，參賽學(xué)生在作品的整個(gè)制作過程中，從查閱資料到創(chuàng)意提出、從作品設(shè)計(jì)到撰寫說明書、從作品加工制作調(diào)試到競賽答辯，經(jīng)歷了競賽的各個(gè)不同環(huán)節(jié)，使自己的實(shí)踐能力得到了全方位的訓(xùn)練和提高，這是大學(xué)生們在課堂教學(xué)中無法獲得的。

現(xiàn)在，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽參賽作品綜合化程度要求越來越高，很多都是以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、電路制造、系統(tǒng)搭建或物理樣機(jī)制作的形式展示成果，這就需要學(xué)生必須親自動(dòng)手設(shè)計(jì)，參與實(shí)驗(yàn)，試制樣機(jī)，有時(shí)候?yàn)榱斯?jié)約實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，降低成本，提高成功率，還必須綜合運(yùn)用虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)仿真等多種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和手段進(jìn)行綜合研究，甚至很多零部件或電路都是自己在實(shí)驗(yàn)室加工制作完成，對于一些加工難度大的零部件也需要學(xué)生提供圖紙和工藝配合企業(yè)的工程師一起研究實(shí)施，切實(shí)地提高了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。

（二）學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

創(chuàng)新意識是人們改變客觀現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)造性思維活動(dòng)，是人類意識活動(dòng)中的一種積極的、富有成果性的表現(xiàn)形式。它是創(chuàng)新能力的核心因素。只有在向?qū)W生灌輸豐富理論知識的同時(shí)，不斷激發(fā)大學(xué)生潛在的創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造熱情，才能使其逐步形成創(chuàng)造性思維，也才能更好地培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽要求在符合主題和內(nèi)容的前提下，自行選擇設(shè)計(jì)題目，這就要求學(xué)生要善于觀察，勤于思考，要查閱大量的資料和文獻(xiàn)構(gòu)思自己的設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容，這一環(huán)節(jié)極大地培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識和探索精神。例如今年的國賽一等獎(jiǎng)作品“硬幣分離整理計(jì)數(shù)一體機(jī)”，對于分離后錢幣的包裝裝置，指導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生對目前現(xiàn)有的裝置進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的裝置都要么是機(jī)構(gòu)復(fù)雜容易出錯(cuò)，要么是人工輔助費(fèi)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化。于是開導(dǎo)學(xué)生從食品包裝行業(yè)進(jìn)行調(diào)研，借鑒合理的方法和機(jī)構(gòu)，經(jīng)過反復(fù)論證，討論研究，確定了一種簡便的包裝裝置。但是對于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同學(xué)們還是遇到了很大的麻煩，但是經(jīng)過團(tuán)隊(duì)成員的通力協(xié)作，多次設(shè)計(jì)，反復(fù)調(diào)試，最后終于成功。在國賽的匯報(bào)環(huán)節(jié)，評審專家對于這部分的設(shè)計(jì)給予了高度的評價(jià)。

（三）團(tuán)隊(duì)協(xié)作和責(zé)任意識的培養(yǎng)

團(tuán)隊(duì)精神和責(zé)任心是工程設(shè)計(jì)人員一種很重要的素質(zhì)。在現(xiàn)實(shí)教育中，作為專業(yè)課教師往往注重對學(xué)科知識的教育和設(shè)計(jì)理論的傳遞，而在一定程度上忽視了對學(xué)生在團(tuán)隊(duì)觀念、社會(huì)責(zé)任和人生態(tài)度等層面的教育。學(xué)科競賽則提供了一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神與責(zé)任心的整體氛圍。成員們圍繞大賽主題進(jìn)行作品創(chuàng)作，通過參賽作品的調(diào)研、立題、圖紙繪制、加工制作、撰寫說明書、準(zhǔn)備答辯等全過程，根據(jù)各自的能力，分工協(xié)作，增進(jìn)友誼，互相理解，加強(qiáng)溝通，通力合作，相互鼓勵(lì)，體現(xiàn)責(zé)任，增強(qiáng)完成設(shè)計(jì)的自信心。經(jīng)過參賽，同學(xué)們明白了，一個(gè)真正的團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該有一個(gè)共同的目標(biāo)，其成員的行為之間要相互依存、相互影響，相互合作，以達(dá)到團(tuán)隊(duì)集體的成功。這些深刻的感悟是學(xué)生在課堂上得不到的，是他們參加設(shè)計(jì)競賽獲得的一筆無形財(cái)富。

以全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競賽活動(dòng)為平臺(tái)，將創(chuàng)新教育理念融入日常教學(xué)，對大學(xué)生知識綜合運(yùn)用能力、分析解決實(shí)際問題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力等都具有積極的意義，是培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的有效形式。開拓了機(jī)械類課程教學(xué)內(nèi)容改革的新途徑，在實(shí)踐中發(fā)展形成了“基礎(chǔ)”與“提高”兩個(gè)層面，既保證了人才培養(yǎng)的基本素質(zhì)和規(guī)模，又提升了培養(yǎng)的層次，成功探索出一條大學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐相結(jié)合的創(chuàng)新培養(yǎng)模式和思路。但是，高等教育培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是一項(xiàng)艱巨而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，許多問題需要在今后的實(shí)踐中開展進(jìn)一步的研究和探索。

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