大学生实践创新能力的培养与研究

张红霞 陈晓航 姚层林

【摘要】论证了机械创新设计大赛对大学生实践创新能力培养的积极作用，并将任务驱动法应用在机械创新比赛过程中，保证比赛顺利有效进行。大学生的创新思维能力、实践动手能力、知识应用能力及自主学习、团队合作能力都在比赛中得到综合提升与加强。

【关键词】机械创新 任务驱动 创新能力

目前，我国高校在工科大学生培养过程中普遍存在着重理论，轻实践;重基础知识、基本技能的训练，轻创新思维能力的培养等现象。而被我们忽略轻视的能力素质培养是高校人才培养的一种缺陷，而学科竞赛是培养学生创新实践能力、增强解决实际问题能力、培养团队合作精神、拓展综合素质的有效平台，是实现人才培养目标，推动教学改革的重要平台。因此，抓好学科竞赛，可以有效弥补我国人才培养中的“缺陷”，研究应用技术型人才创新能力培养的方法、途径、模式等课题是智能制造时代社会对人才的迫切需求。

随着我国高等教育的发展以及高校毕业生就业形势的日益严峻，在用人单位越来越看重毕业生综合能力的情况下，对大学生创新能力的培养就显得越来越重要。由教育部负责组织的大学生机械创新设计大赛为工科大学生提供了一个很好的锻炼平台，使大学生综合素质得到了提升，社会竞争力增强，为就业和创业打下了良好基础。

一、机械创新设计大赛与大学生实践创新能力培养的关系

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，如在作品设计构思阶段，需要绘图把设计灵感形象的记录下来。在设计方案初步确定后，应用CAD软件建立模型，应用Solidworks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，避免在加工制造环节出现问题而返工。在方案设计过程中要考虑机械零件的材料、机床性能、生产工艺方法等，使设计出的产品经济实用，避免设计出来的图纸无法加工制造的问题。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、金属工艺学、机械原理、理论力学、单片机应用技术等多门专业技术知识，通过这种综合实际的锻炼，使学生综合运用专业知识的能力得到加强，弥补课堂教学的不足，把各个知识点串联起来，形成系统的思维模式，提高解决实际问题的能力。

1.大学生创新思维能力的培养

很多人对创新有一定的压力和恐惧心理，认为创新难度很大。学校应在新生入学专业教育和课程讲授中加强引导与指导，如参观学校机械创新设计大赛的优秀作品展，聆听参赛学生现场报告，等等，通过这些实实在在的作品展示使学生认识到人人都可以创新。我校积极鼓励学生申报创新项目，充分利用机械创新设计大赛这个平台，使那些敢于创新的学生脱颖而出。

2.大学生团队意识和责任意识的培养

机械创新设计大赛是一项团体比赛，大赛要求每个参赛队学生人数不得超过5人。从作品的设计到制作，每个阶段都需要各位参赛者的协同合作。从报名参加比赛到步入赛场，历时约半年，这段时间有效的培养了大学生的创新意识和团队协作精神。机械创新设计大赛每届都有一个鲜明的主题，学生围绕主题展开想象和设计，团队成员分工合作，克服挫折，各司其职，集思广益，这个过程需要很强的责任感和团队合作精神才能顺利进行。

3.大学生工程实践能力的培养

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、程序设计、机电联调都由学生完成，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，使学生所学的理论知识充分应用;通过制作过程还培养了学生的车间管理能力，尤其是成本意识。机械创新设计大赛对学生工程实践能力的培养要比预想的效果大得多，对大学生专业综合素养、专业技术应用能力及职业发展都有长期的正面影响。

二、任务驱动法在机械创新设计大赛中的应用

1.比赛选题

小组同学查阅文献、科技论文、科技报告等，学习现有的相关选题设计方案方法，分析比较不同方案的优点和缺点，结合实际生活案例进行重新构思和创新设计，由小组同学每个人想出一到两个设计方案，集中讨论方案可行性、创意程度、技术难点、项目成本等问题，反复讨论研究，最终确定比赛题目和方案。

2.任务的布置

任務的布置既要考虑学生现有的知识基础，又要总结出需要课外超前学习的知识和技能，以备比赛之用。为加深学生的对机械创新设计的认识，选择一个往届比赛作品作为典型案例演示其实施过程和成果。案例的引导使学生掌握了完成任务的思路，解决学生的畏难情绪，提高了知识的学习和应用能力，增强完成任务的信心。根据学生现有学习基础，布置学生要自学的学习任务以备比赛之需。团组成员合理分工，定期研讨。

3.任务的实施步骤

第一，学生要结合自己的兴趣和基础选择一个课题。针对所选课题，同学要认真准备素材，查阅相关文献，如有关专利技术、新产品介绍、科研成果和科技论文等。重点研究现有技术或产品存在的缺点和优点，通过分析查找问题，形成相关产品或技术的研究现状分析报告;第二，针对发现的问题，学生应用课堂学习的创新原理和创新技法，并借鉴现有创新案例，理论与实际相结合，提出完成任务可能的解决方案，通过对方案的技术性、经济性和社会性评价保留两个较好的方案;第三，教师按学生课题的类型和内容，分别组织学生介绍完成任务遇到的问题，并开展讨论和分析，给出课题的完善方案;第四，同组学生合作对设计方案进行运动和动力学分析、电路调试、参数优化和结构设计并形成技术文档、制作演讲 PPT和演示视频;第五，教师组织任务的汇报、讨论会，每组汇报完成的任务，教师综合分析后给出修改意见。

4.比赛收获

整个比赛持续周期较长，而且都是利用课余时间进行，对同学们是一个很大的挑战。有的时候也会有分歧和争议，有困难和挫折，有错误和返工情况，这就需要小组同学强大的心理素质和团队合作精神。在任务实施过程中，通过比赛的综合训练，学生掌握了机械创新的原理、技法，并能够应用这些原理和方法设计解决实际问题的机械。重要的是，学生的工程素质得到了提高，机械创新设计能力得到了加强。2016年湖北省机械创新设计大赛我校获得优秀组织奖，一等奖3项，二等奖3项和三等奖5项的成绩。

三、结语

大学生的创新能力培养途径还处于不断探索之中，机械创新设计大赛是学生创新能力培养的有效形式。大赛活动是一种创新活动，教书育人，管理育人，环境育人也是一种创新活动。只有把它们结合在一起，才能使学生综合运用所学知识，敢于实践，敢于思考，敢于解决创造的实际问题，才能真正提高学生的机械创新能力。

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本文系武汉市教育科学规划课题《应用技术型人才创新能力培养的实践与研究 —以机械创新设计大赛为平台》（课题编号：2016C276）的研究成果。