机械创新设计大赛指导方法研究

李彦彦 王明杰 闫羲昊 李安生

摘  要 阐述机械创新设计大赛与学生综合素质培养的关系，分析在组织机械创新设计大赛过程中常出现的问题，为确保机械创新设计大赛有好的成绩，搭建机械创新平台，提出一套能够付诸实践的对策。实践证明，这些对策对提高竞赛成绩是行之有效的，并且学生在创新能力、工程实践能力、团队合作能力等方面都有较大提高。

关键词 机械创新设计大赛;创新能力;创新平台;综合素质

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）20-0132-03

Research on Guiding Method of Mechanical Innovation Design Competition//LI Yanyan， WANG Mingjie， YAN Xihao， LI Ansheng

Abstract This paper expounds the relationship between the Mecha-nical Innovation Design Competition and the comprehensive quality training of students， and analyzes the common problems in the pro-cess of organizing the Mechanical Innovation Design Competition. To ensure that the Mechanical Innovation Design Competition has good results， the mechanical innovation platform is set up， and a set of countermeasures that can be put into practice are put forward. The practice has proved that these countermeasures are effective in im-proving the performance of the competition， and the students have improved their innovation ability， engineering practice ability， team-work ability and so on.

Key words mechanical innovation design competition; innovation ability; innovation platform; comprehensive quality

0  引言

《中国制造2025》提出，坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，坚持“市场主导、政府引导，立足当前、着眼长远，整体推进、重点突破，自主发展、开放合作”的基本原则，通过“三步走”实现制造强国的战略目标。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。这就对高校的人才培养提出更高的要求，特别是对大学生的创新实践能力提出更高的要求。

普通高校的本科生教育一般比较重视理论教学，很多实验也是辅助理论教学的验证性实验，学生的动手实践机会不多。由于本科生专业基础相对薄弱，并且学业任务较重，课余时间有限，很少有学生参与教师的科研项目，因此，学生的创新能力与工程实践能力有待提高。全国大学生机械创新设计大赛为学生创新能力的展示提供了很好的平台。

1  机械创新大赛与学生综合素质培养的关系

全国大学生机械创新设计大赛要求学生运用所学机械原理、机械设计等课程的原理与方法，从公布主题到参赛大概有一年的时间，学生有充足的时间可以自主学习与项目相关的理论知识、软件等，学生的自主学习能力、创新意识都能有很大提高。机械创新大赛是教育部负责组织的重大赛事之一，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意识、综合设计能力与团队协作精神[1];加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，针对实际需求，通过创新思维提高学生的机械设计和工艺制作等实践工作能力;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[2-3]。目前，该大赛在各高校得到普遍重视。通过参加这类竞赛，学生巩固了平时所学的专业知识，变被动接收知识为主动学习，同时提高了创新意识与创新能力，在整个过程中的相互协作也培养了团队合作精神，综合素质得到提高。

2  目前存在的问题

学生在大赛报名初期积极性很高，会有很多很好的想法。指导教师会给学生一些建议：在网上先检索跟大赛主题相关的项目，看看有哪些是别人已经做过了的，别人的创新点有哪些，自己的创新点有哪些，与别人的有什么不同。从最初想法到建立三维模型也是一个比较漫长的过程，学生需要根据所学专业知识把自己的想法变成实际的模型，还要对建模软件比较熟悉。建模完成之后，就需要选择合适的材料，利用机床加工零部件、组装零部件等，在实际制作模型的过程中也会遇到很多意想不到的问题。许多实际的问题，学生在学习过程中都没有遇到过，有时候需要花费较多的时间与精力。机械创新大赛从发布大赛主题到竞赛结束持续时间较长，对培养学生的综合素质、毅力、责任感、团队合作精神等都提供了良好的平台。

然而，在指导学生参加竞赛时，指导教师也发现了一些相关问题。由于目前宣传不到位，有些学生对该竞赛了解不多，只忙着学习理论知识，很多优秀的学生没有参与进来。有些小组刚开始的想法很好，实际操作起来难度却较大，遇到问题没有及时与指导教师沟通，建模时就出现问题，很多组员感觉自己做不出来，就直接放弃。有些小组刚开始热情都很高，想法也很好，实际做项目的时候却只有一两个人，其他人很少参与，只想坐享其成。由于越往后做，遇到的困难越多，把某些部分分配给其他组员做的话，他们不积极，组长也不能强制，导致本来想做好的那些学生最后也会感到力不从心，放弃竞赛[4]。有些小组组员自己不主动，都是在指导教师的督促下进行，进展较慢，在竞赛前匆匆忙忙完成制作，而作品因為没有经过相应的调试，到最后无法达到相应的性能指标，不得不放弃竞赛。

3  搭建机械创新平台

为提高学生的综合素质，培养学生的创新能力，郑州轻工业大学依托机械原理与机械零件实验室成立机械创新工作室。该工作室对学生开放，为创新活动提供了场所，为机械创新设计大赛提供了平台。每年秋季开学初招新，该工作室涵盖所有年级学生。大一的学生进入工作室后，先了解大二、大三的学生所做的项目，在指导教师和经验丰富的学生的指导下，学习相关专业知识和一些常用的软件[5]。

参与竞赛的学生主要由大二、大三的学生组成，他们对于机械原理、机械设计、机械制造技术、材料力学等课程基础知识掌握较好，对于CAD绘图、三维建模软件Solid-

Works、51单片机编程等软件基本上能够熟练掌握，对于材料加工、控制、电气等也有了解，因此对于知识的学习比较全面[6]。高年级的学生给低年级的学生讲解自己做项目过程中的一些心得，指导他们学习一些专业知识与技能，形成以老带新的管理模式。

4  指导机械创新大赛方法的探索

全国大学生机械创新设计大赛以解决实际问题为目标，对创新性要求较高，在实现相同功能的条件下，要求机构越简单越好。参与这些竞赛，要求学生有自己的创新点。为完成自己的作品，学生需要学习大量相关专业知识，提升自己的工程实践能力、动手能力等。为确保指导学生通过参加此类竞赛提升能力，获得好的成绩，需要从以下几个方面进行改革。

4.1  增加宣传渠道，扩大学生获知竞赛信息的范围，根据选题，合理组队

指导教师可以在机械创新理论与实践这类课程中向学生简单介绍有关竞赛的主题，机械创新工作室的学生也可以向自己所在班级的同学介绍这类竞赛，让更多的学生了解此类竞赛，鼓励他们参与进来[7]。在每年主题确定后，指导教师给学生适当解析一下主题，使学生真正明白自己能够做什么。学生可根据自己的兴趣爱好，发挥自己的主观能动性，选择适合自己的设计题目。学生可以自主组队或由指导教师根据学生情况合理安排，一般是3～5人一组，以大二和大三学生为主，尽可能选择踏实肯干且对机械创新有浓厚兴趣的学生，以确保作品能够顺利完成。学生合作完成作品，可以培养团队协作精神、艰苦奋斗精神和高度的责任感。

4.2  定期召开会议，对学生存在的问题及时给出合理的建议或改进的措施

保证每周召开一次会议，可以召集所有机械创新工作室的学生。每个团队可以找一两个学生讲过去一周内主要完成的工作以及目前存在的问题。指导教师根据他们过去一周所做的情况，针对不足指出具体改进的措施，就他们面临的问题提出一些合理的建议。这种方式可以使学生少走很多弯路，并且对学生也是一个督促，使进程往前赶。大一的学生通过参与这样的活动，能够学到很多专业知识;通过接触这些项目，清楚自己平时该学习哪些专业技能、如何培养创新思维，能够更早地加入项目中，成为大二、大三学生的帮手。通过这样的方式，学生对所学专业知识的综合运用能力、动手能力和语言表达能力等均可得到显著提高。教师通过辅导学生竞赛，能够了解学生的专业学习情况，对自己的教学也有较强的促进作用。

4.3  强化学生的创新意识，引导学生走向科研轨道

这类竞赛一般是要解决实际问题。在完成整个作品的过程中，学生可能会出现一些新的想法或思路，并且参与度越高，越容易有新的创意。通过参加此类竞赛，学生的创新意识能得到显著提高。学生在指导教师的引导下，能够学习科技论文或专利的写作方法，把有价值的作品申请专利，逐步走上科研的轨道。

4.4  指导教师做好学生的思想工作，培养学生坚强的毅力和团队合作精神

作品从最初的想法，到结构原理设计、三维建模、购买材料，到最终制作出作品，是一个漫长的过程。学生在整个过程中会遇到很多实际的困难，那些平时参与较少的学生或许会直接放弃，而团队中的主力可能也会有前功尽弃的感觉，但又不甘心，这就需要指导教师多与学生沟通，了解他们的情况，发现他们面临的问题，帮助他们减轻心理压力，鼓励他们勇于面对困难，引导他们分解问题，共同努力，找到解决问题的办法，增强信心，同时能增进师生之间的感情[8]。

5  结语

通过所有参赛学生和指导教师的共同努力，依靠学院和学校在竞赛方面给予的支持，有赖于指导教师在指导学生的过程中不断总结经验、改革管理与组织模式，郑州轻工业大学在过去几届全国机械创新大赛中都获得较好的成绩。学校在第六届、第七届全国大学生机械创新设计大赛中均有10支参赛队进入省赛，两届大赛都获得省级一等奖两项、二等奖五项、三等奖三项和国家级二等奖一项的优异成绩;在第八届全国大学生机械创新设计大赛中共有11支参赛队进入省赛，获得省级一等奖三项、二等奖五项、三等奖三项和国家级二等奖一项。通过参加此类竞赛，学生在创新能力、工程实践能力、团队合作意识等方面都有较大提高。■

参考文献

[1]田静云.论工科学生综合能力的培养：指导机械创新设计大赛的几点体会与思考[J].装备制造技术，2017（4）：178-181.

[2]齐剑平，王升怀.大学生机械创新设计大赛组织管理创新初探[J].现代制造技术与装备，2019（7）：211-212，214.

[3]杨叔子，彭文生，吴波，等.四论机械创新设计大赛很重要：纪念胡锦涛同志在清华大学建校一百周年庆祝大会上重要讲话一周年[J].高等工程教育研究，2013（1）：8-13，65.

[4]张彦民.机械创新设计大赛与大学生创新能力培养研究[J].吉林农业科技学院学报，2016（1）：112-114.

[5]李秀红，任家骏，李文辉.搞好机械创新设计大赛促进学生综合素质提高[J].大学教育，2016（1）：131-132.

[6]万宏强，千学明.大学生机械创新设计大赛指导方法的探索与实践[J].价值工程，2017（11）：189-190.

[7]齐剑平，王升怀.大学生机械创新设计大赛组织管理创新初探[J].现代制造技术与装备，2019（7）：211-212，214.

[8]肖晓萍，李自胜.基于机创大賽的参赛学生心理特征的研究[J].科技创新，2017（31）：1-3.