張紅霞 陳曉航 姚層林

【摘要】論證了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽對大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的積極作用，并將任務(wù)驅(qū)動法應(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、實踐動手能力、知識應(yīng)用能力及自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊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?創(chuàng)新能力

目前，我國高校在工科大學(xué)生培養(yǎng)過程中普遍存在著重理論，輕實踐;重基礎(chǔ)知識、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)科競賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力、增強(qiáng)解決實際問題能力、培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神、拓展綜合素質(zhì)的有效平臺，是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，推動教學(xué)改革的重要平臺。因此，抓好學(xué)科競賽，可以有效彌補(bǔ)我國人才培養(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代社會對人才的迫切需求。

隨著我國高等教育的發(fā)展以及高校畢業(yè)生就業(yè)形勢的日益嚴(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)計大賽為工科大學(xué)生提供了一個很好的鍛煉平臺，使大學(xué)生綜合素質(zhì)得到了提升，社會競爭力增強(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)計大賽與大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)系

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽作品從設(shè)計到制造完成需要用到許多專業(yè)知識，如在作品設(shè)計構(gòu)思階段，需要繪圖把設(shè)計靈感形象的記錄下來。在設(shè)計方案初步確定后，應(yīng)用CAD軟件建立模型，應(yīng)用Solidworks對機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析、零件裝配、模擬運(yùn)動等，及時發(fā)現(xiàn)不足，優(yōu)化設(shè)計結(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)計出的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)實用，避免設(shè)計出來的圖紙無法加工制造的問題。從方案設(shè)計到作品的加工制作完成，需要用到機(jī)械制圖、計算機(jī)輔助設(shè)計與制造、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，通過這種綜合實際的鍛煉，使學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識的能力得到加強(qiáng)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，把各個知識點(diǎn)串聯(lián)起來，形成系統(tǒng)的思維模式，提高解決實際問題的能力。

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)計大賽的優(yōu)秀作品展，聆聽參賽學(xué)生現(xiàn)場報告，等等，通過這些實實在在的作品展示使學(xué)生認(rèn)識到人人都可以創(chuàng)新。我校積極鼓勵學(xué)生申報創(chuàng)新項目，充分利用機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽這個平臺，使那些敢于創(chuàng)新的學(xué)生脫穎而出。

2.大學(xué)生團(tuán)隊意識和責(zé)任意識的培養(yǎng)

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

3.大學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)

從選題方案的選擇比較、圖紙的繪制、原材料的采購、產(chǎn)品的加工調(diào)試、程序設(shè)計、機(jī)電聯(lián)調(diào)都由學(xué)生完成，教師參與指導(dǎo)，并對學(xué)生加工的產(chǎn)品和表現(xiàn)應(yīng)給予評析，及時給出指導(dǎo)意見，使學(xué)生所學(xué)的理論知識充分應(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。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽對學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)要比預(yù)想的效果大得多，對大學(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)展都有長期的正面影響。

二、任務(wù)驅(qū)動法在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽中的應(yīng)用

1.比賽選題

小組同學(xué)查閱文獻(xiàn)、科技論文、科技報告等，學(xué)習(xí)現(xiàn)有的相關(guān)選題設(shè)計方案方法，分析比較不同方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，結(jié)合實際生活案例進(jìn)行重新構(gòu)思和創(chuàng)新設(shè)計，由小組同學(xué)每個人想出一到兩個設(shè)計方案，集中討論方案可行性、創(chuàng)意程度、技術(shù)難點(diǎn)、項目成本等問題，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)有的知識基礎(chǔ)，又要總結(jié)出需要課外超前學(xué)習(xí)的知識和技能，以備比賽之用。為加深學(xué)生的對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的認(rèn)識，選擇一個往屆比賽作品作為典型案例演示其實施過程和成果。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)選擇一個課題。針對所選課題，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)狀分析報告;第二，針對發(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，理論與實際相結(jié)合，提出完成任務(wù)可能的解決方案，通過對方案的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和社會性評價保留兩個較好的方案;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)生合作對設(shè)計方案進(jìn)行運(yùn)動和動力學(xué)分析、電路調(diào)試、參數(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計并形成技術(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、討論會，每組匯報完成的任務(wù)，教師綜合分析后給出修改意見。

4.比賽收獲

整個比賽持續(xù)周期較長，而且都是利用課余時間進(jìn)行，對同學(xué)們是一個很大的挑戰(zhàn)。有的時候也會有分歧和爭議，有困難和挫折，有錯誤和返工情況，這就需要小組同學(xué)強(qiáng)大的心理素質(zhì)和團(tuán)隊合作精神。在任務(wù)實施過程中，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)計解決實際問題的機(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)計能力得到了加強(qiáng)。2016年湖北省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽我校獲得優(yōu)秀組織獎，一等獎3項，二等獎3項和三等獎5項的成績。

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)計大賽是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效形式。大賽活動是一種創(chuàng)新活動，教書育人，管理育人，環(huán)境育人也是一種創(chuàng)新活動。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，敢于實踐，敢于思考，敢于解決創(chuàng)造的實際問題，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)的實踐與研究 —以機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽為平臺》（課題編號：2016C276）的研究成果。