創(chuàng)新競(jìng)賽與高職學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思考——機(jī)械創(chuàng)新競(jìng)賽案例分析＊

李 英

（武漢交通職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430065）

隨著高等職業(yè)教育的發(fā)展及教育體制改革的逐步深入，創(chuàng)新能力培養(yǎng)越來(lái)越受到高等教育的重視，《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(jí)專門人才”［1］。高等職業(yè)教育是高等教育的重要組成部分，其目標(biāo)是培養(yǎng)掌握必要的技術(shù)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和熟練的操作技能，具有初步的科技開(kāi)發(fā)及組織管理能力、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，能適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)的一線高技能人才。因此，高等職業(yè)教育加強(qiáng)學(xué)生操作技能培養(yǎng)的同時(shí)應(yīng)注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

筆者和同事們?cè)鴰ьI(lǐng)和指導(dǎo)學(xué)生參與過(guò)多項(xiàng)全國(guó)、全省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，取得過(guò)一些成績(jī)，也發(fā)現(xiàn)了一些人才培養(yǎng)方面的問(wèn)題，本文主要針對(duì)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中學(xué)生暴露出的問(wèn)題，探索高職機(jī)械專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑。

一、競(jìng)賽中學(xué)生暴露出的主要問(wèn)題

其一，選題不準(zhǔn)。在選題階段，學(xué)生思維活躍，卻往往忽視了自己的知識(shí)和能力不足，提出了很多不切實(shí)際的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，且超出了學(xué)校允許的資助資金范圍，更是不可能在如此短的幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)由幾個(gè)人動(dòng)手設(shè)計(jì)制造完成的。

其二，知識(shí)面窄。缺乏自主學(xué)習(xí)能力，不能熟練運(yùn)用現(xiàn)代輔助設(shè)計(jì)軟件；產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書寫作水平欠缺；大賽所要求的用來(lái)展現(xiàn)作品功能特點(diǎn)視頻制作水平有待進(jìn)一步提高。

其三，能力不足。學(xué)生普遍不具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往不知從何處著手來(lái)構(gòu)思機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，進(jìn)而去實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。主要表現(xiàn)在有靈感，有創(chuàng)新潛能，但缺乏舉一反三的能力，不能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題；動(dòng)手能力較差，不能自主進(jìn)行機(jī)械加工。

其四，團(tuán)隊(duì)意識(shí)薄弱。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)始熱情很高，但隨著問(wèn)題的深入，容易出現(xiàn)畏難情緒，缺乏堅(jiān)強(qiáng)的毅力和高度的責(zé)任感，最后設(shè)計(jì)任務(wù)完全落在組長(zhǎng)或負(fù)責(zé)人身上。

二、機(jī)械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)途徑

如何培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新潛能，提高創(chuàng)新能力，是目前我國(guó)高職人才培養(yǎng)的重要任務(wù)。

（一）提高創(chuàng)新理念

一提到創(chuàng)新，不少學(xué)生都會(huì)覺(jué)得很難，認(rèn)為自己不具備這方面的能力。學(xué)校應(yīng)在新生入學(xué)教育和課程講授中加強(qiáng)引導(dǎo)與指導(dǎo)，例如，參觀學(xué)校機(jī)械創(chuàng)新大賽的優(yōu)秀作品展，聆聽(tīng)參賽學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告等等，通過(guò)這些實(shí)實(shí)在在的作品和人物使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：人人是創(chuàng)新之人。學(xué)校教育應(yīng)重視學(xué)生能力培養(yǎng)，提高學(xué)生創(chuàng)新理念。

不僅僅學(xué)生需要?jiǎng)?chuàng)新理念的培養(yǎng)，學(xué)校管理干部、教職員工都要有創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)校要重視學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，改革傳統(tǒng)的教育教學(xué)管理體制，例如，學(xué)校組織管理干部、教師、學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)創(chuàng)新項(xiàng)目管理文件，在深入學(xué)習(xí)、宣傳和動(dòng)員的基礎(chǔ)上，著手指導(dǎo)學(xué)生申報(bào)項(xiàng)目；鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的興趣跨專業(yè)申報(bào)創(chuàng)新項(xiàng)目，充分利用科技創(chuàng)新活動(dòng)這個(gè)平臺(tái)，不拘一格培養(yǎng)高職創(chuàng)新人才；積極開(kāi)展各級(jí)各類大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目申報(bào)、優(yōu)秀科研成果申報(bào)工作，激勵(lì)那些敢于創(chuàng)新的學(xué)生脫穎而出等。

（二）教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的創(chuàng)新

改革教學(xué)內(nèi)容，使其面向?qū)嵺`，向有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新素質(zhì)的方向發(fā)展。機(jī)械類專業(yè)可通過(guò)增設(shè)機(jī)床拆裝與測(cè)繪實(shí)訓(xùn)、機(jī)械零部件拆裝與測(cè)繪實(shí)訓(xùn)等實(shí)訓(xùn)課程，補(bǔ)充并強(qiáng)化與工程應(yīng)用聯(lián)系較緊密的知識(shí)；對(duì)原有課程體系進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu)，要求每一門課程都要對(duì)應(yīng)相應(yīng)的職業(yè)能力項(xiàng)目，對(duì)課程門數(shù)做減法，廢除不針對(duì)職業(yè)能力要求設(shè)置的課程，整合精簡(jiǎn)對(duì)應(yīng)同一項(xiàng)職業(yè)能力的多門課程，如將機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)等課程重構(gòu)，便于進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)，注重加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)。在教學(xué)中引入機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目，創(chuàng)造一種開(kāi)拓創(chuàng)新、積極求索的創(chuàng)新環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教書管理育人和創(chuàng)新活動(dòng)育人的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合能力；并給學(xué)生介紹一些基本的創(chuàng)新方法，諸如如何選題，如何進(jìn)行方案比較，如何搜集整理資料，如何撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書等等。在教學(xué)方法和手段上，變傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)為現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)、角色扮演、模擬和游戲、練習(xí)教學(xué)，創(chuàng)造條件，讓學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程［2］。

（三）積極開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)

創(chuàng)新活動(dòng)有兩項(xiàng)基礎(chǔ)工作應(yīng)予關(guān)注，一是營(yíng)建大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)體，如大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)等；二是鼓勵(lì)學(xué)生善于利用大學(xué)里的圖書館、實(shí)驗(yàn)室等資源，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新靈感。

大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目由學(xué)生自擬題目，選派教師指導(dǎo)，帶學(xué)生去廢舊材料市場(chǎng)，選購(gòu)各種原材料，為各組學(xué)生確定設(shè)計(jì)方向，并對(duì)學(xué)生的科技創(chuàng)新課題進(jìn)行定期檢查，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)意識(shí)、溝通能力，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能，使學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，有效發(fā)揮他們的創(chuàng)造才能。

技能節(jié)是創(chuàng)新活動(dòng)的載體，學(xué)院應(yīng)制定相應(yīng)政策鼓勵(lì)學(xué)生積極參加技能節(jié)的競(jìng)賽活動(dòng)。這樣的競(jìng)賽可使學(xué)生處處留意觀察機(jī)械產(chǎn)品，去思考改進(jìn)產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生向未知領(lǐng)域探索的欲望，有利于大大提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

院系領(lǐng)導(dǎo)及教師們還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極參加各級(jí)各類大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，從選題、方案的選擇比較、圖紙的繪制、原材料的采購(gòu)、產(chǎn)品的加工調(diào)試都由學(xué)生完成，教師參與指導(dǎo)，并對(duì)學(xué)生加工的產(chǎn)品和表現(xiàn)應(yīng)給予評(píng)析，及時(shí)給出指導(dǎo)意見(jiàn)。

（四）組建創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)

配備高水平的、相對(duì)穩(wěn)定的創(chuàng)新指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)。教師的專業(yè)技術(shù)水平、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度直接影響學(xué)生的創(chuàng)新活動(dòng)。指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)可聘請(qǐng)行業(yè)專家參與和幫助技術(shù)指導(dǎo)。行業(yè)專家能將行業(yè)中應(yīng)用的新信息、新技術(shù)、新工藝融入創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，能為學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)提供全面的技術(shù)支持。

（五）強(qiáng)化激勵(lì)措施

為了使更多的學(xué)生主動(dòng)積極參與創(chuàng)新，學(xué)校應(yīng)提供一個(gè)良好的政策環(huán)境。對(duì)大學(xué)生研究項(xiàng)目進(jìn)行篩選，選出具有可行性、創(chuàng)新性、實(shí)用性的項(xiàng)目給予資金保障；對(duì)參與創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生予以一定的學(xué)分認(rèn)可；對(duì)在創(chuàng)新方面成績(jī)突出的學(xué)生進(jìn)行表彰和獎(jiǎng)勵(lì)；對(duì)在省級(jí)或國(guó)家級(jí)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中獲得二等獎(jiǎng)以上的學(xué)生，可免試推薦專升本等。

三、具體案例分析——多功能擔(dān)架的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造

下面以多功能擔(dān)架設(shè)計(jì)為例，說(shuō)明參加機(jī)械創(chuàng)新大賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用。

第四屆全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新大賽主題為“珍愛(ài)生命，奉獻(xiàn)社會(huì)”，內(nèi)容是“在突發(fā)災(zāi)難中，用于救援、破障、逃生、避難的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作”。接到參賽邀請(qǐng)后，筆者所在學(xué)校成立了專門的參賽項(xiàng)目組，項(xiàng)目組由教授、專業(yè)教師、實(shí)驗(yàn)老師、優(yōu)秀學(xué)生組成，教師負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，目的在于加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，使該項(xiàng)目產(chǎn)生示范效應(yīng)。

首先面對(duì)的問(wèn)題是選題，好的選題等于成功了一半，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的選題加工工作量不宜太大，實(shí)用性不能太差，應(yīng)善于觀察、突破定勢(shì)，從自己現(xiàn)有的知識(shí)水平、興趣愛(ài)好、自身積累的經(jīng)驗(yàn)、時(shí)間和精力等實(shí)際情況出發(fā)，選擇自己通過(guò)努力可以獲得成功的選題。根據(jù)對(duì)日常生活所觀察到的，或根據(jù)對(duì)若干年以后人們的生活環(huán)境的設(shè)想，設(shè)計(jì)并制作出能夠使人們的生活更加豐富、便利的機(jī)械裝置。選題前首先進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，確定研究方向，包含對(duì)已有產(chǎn)品的除舊布新，突破原型的創(chuàng)造，或已有方法的補(bǔ)充、完善、擴(kuò)展，或已有方法在新領(lǐng)域的嘗試與應(yīng)用，從而創(chuàng)新設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，最終，項(xiàng)目組成員確立了對(duì)現(xiàn)有擔(dān)架進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

在方案的比較和選擇方面，每一個(gè)具體的創(chuàng)新對(duì)象，都有不同于其他任何對(duì)象的特點(diǎn)，如何做到巧構(gòu)思、巧設(shè)計(jì)、巧工藝，要結(jié)合產(chǎn)品加工制造的可行性、成本高低、難易程度、是否便于操作等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)比較，選擇較好的整體設(shè)計(jì)與制作方案。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)不可以忽略每一個(gè)小小的改進(jìn)，列舉已有產(chǎn)品的缺點(diǎn)，提出期望值，確定創(chuàng)新點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以是對(duì)產(chǎn)品功能的補(bǔ)充完善，也可以在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝改進(jìn)。項(xiàng)目組成員通過(guò)對(duì)比分析野外擔(dān)架和醫(yī)用救援用的擔(dān)架車，野外擔(dān)架大多是可以折疊的簡(jiǎn)易擔(dān)架，無(wú)推車功能不能省力，沒(méi)有輸氧和輸液裝置，缺乏水上救援裝置；醫(yī)用救援大多是擔(dān)架車，可輸液但不能折疊，上下樓不方便。綜合上述兩者，我們?nèi)￠L(zhǎng)補(bǔ)短并加入自己的創(chuàng)新，設(shè)計(jì)了多功能擔(dān)架，其創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在以下四方面：擔(dān)架折疊體積小，攜帶靈活方便；能提供緊急輸氧裝置和輸液支桿；擔(dān)架與推車組合為一體，可推可抬，使用便捷；能水上漂浮，滿足水上救援且氣囊裝置使病人躺臥舒適。

設(shè)計(jì)說(shuō)明書的寫作應(yīng)利用在學(xué)校所學(xué)知識(shí)，如機(jī)械工程基礎(chǔ)中，工程力學(xué)部分關(guān)于物體系的受力分析、強(qiáng)度剛度計(jì)算等分析受力情況，機(jī)械原理部分齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等研究結(jié)構(gòu)原理，再結(jié)合其他相關(guān)內(nèi)容，對(duì)方案進(jìn)行具體分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各零部件的尺寸大小及主要技術(shù)參數(shù)。

在動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)鏈中，充分應(yīng)用機(jī)械原理幾種常見(jiàn)機(jī)構(gòu)，如光滑鉸鏈約束，采用圓柱形銷釘將兩個(gè)鉆有圓孔的構(gòu)件連接形成中間鉸鏈約束，特點(diǎn)是限制兩構(gòu)件的相對(duì)移動(dòng)，而只允許相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；運(yùn)用三角形的穩(wěn)定性，固定腳輪支架和輸液桿。

最后利用現(xiàn)代輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行零件圖、裝配圖和三維圖的繪制，采用MPG／RMVB格式拍攝視頻，用來(lái)展現(xiàn)作品功能特點(diǎn)。多功能擔(dān)架三維圖如圖1，最終產(chǎn)品造型如圖2。

圖1 多功能擔(dān)架三維圖

圖2 最終產(chǎn)品造型

該作品的創(chuàng)新制作，基本包含了機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械材料與力學(xué)、機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具等教學(xué)的大部分知識(shí)?？梢哉f(shuō)，一個(gè)好的機(jī)械創(chuàng)新作品從選題、設(shè)計(jì)、制作、改進(jìn)到完成，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的基于工作過(guò)程的工學(xué)結(jié)合、教學(xué)做一體。通過(guò)將大部分知識(shí)串接到一個(gè)產(chǎn)品中進(jìn)行實(shí)踐制作，對(duì)學(xué)生而言，參與了機(jī)械創(chuàng)新的全過(guò)程，不僅僅學(xué)會(huì)運(yùn)用所涉及知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，真實(shí)再現(xiàn)企業(yè)是如何把原材料加工成產(chǎn)品，且其他機(jī)械專業(yè)知識(shí)也得到鞏固提高，各項(xiàng)綜合能力如實(shí)踐動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通協(xié)調(diào)能力、論文寫作能力等都得到了極大的鍛煉和提高。

四、結(jié)束語(yǔ)

高職學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑還處于不斷探索之中，創(chuàng)新競(jìng)賽是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效形式，大賽活動(dòng)是一種創(chuàng)新活動(dòng)，教書育人、管理育人、環(huán)境育人也是一種創(chuàng)新活動(dòng)，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(shí)，敢于實(shí)踐、敢于思考、敢于解決創(chuàng)造的實(shí)際問(wèn)題，才能真正提高學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新能力。

［1］王賽玉．高校創(chuàng)新教育的探索與實(shí)踐［J］．湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2005，（4）：38－39．

［2］李元松，等．關(guān)于大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點(diǎn)思考［J］．化工高等教育，2007，（4）：10－13．