机械创新设计大赛与设计教学研究

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[摘要]针对目前机械创新设计课程教学中所出现的种种问题，为了突破传统教学模式，提高学生的学习积极性和投入程度，尝试将机械创新大赛的竞赛模式引入到日常教学中。实践证明，学生的创新能力和意识都得到了极大的锻炼和提升。

[关键词]学科竞赛；机械创新设计；创新能力；创新思维

1引言

“机械创新设计”是一门以培养学生创新意识、启发创新思维、注重工程能力培养、提高学生的综合素质、介绍机械创新设计方法与机电产品制作实践的课程。在教学过程中，综合运用和总结归纳先修课程的有关知识，结合新技术运用和新产品开发启发学生的思维，为学生从事工程技术工作打下基础。课程以“创新之根在于实践和边界再设计”的思想为主线，建立大工程的观念，培养具有主动实践、工艺实践及创新能力的高素质综合人才。“机械创新设计”是以“机械原理”“机械设计”等基础课为先修课程，不仅对学生的基础能力有较高要求，而且还需要学生具备创新意识和一定的工程设计经验，在这种情况下，很多学生对本课程的学习产生了畏难情绪，学习积极性受到了一定程度的打击。

2传统的机械创新设计课程教学模式出现的问题及分析

在传统教学模式下，机械创新设计课程中存在着教学方法、内容不能完全适应创新素质教育的要求，导致了教学课程很难发挥其应该具有的作用，对学生创新意识和创新能力的培养打了不小折扣，大部分学生的创新实践能力并未得到有效的锻炼，教学效果难以达到教学大纲的要求。究其原因如下：2.1理论教学与教学实践脱节严重。在日常教学过程中，教师主要是以目前的指定教材展开教学的，而学生也只能从教学内容中学习相关知识。受教材的限制和影响，教师难以将目前主流技术的应用情况、最新的行业动态和发展趋势进行讲授。所以导致了学生往往对经典理论知识掌握得不错，但一遇到实际工程问题却不知道从哪里分析、解决问题，这也导致了学生的创新素质不高，创新能力不强。2.2设计题目陈旧、设计模式单一。教师对设计题目的旋转，往往受限于教材，只能沿袭陈旧模式，选择书本上那些沿用了多年的设计题目，遵循原有设计套路，而学生也只能按部就班的从公式计算、查表选择参数等步骤做起，极大的限制了学生的创新能力的发挥2.3学生学习热情不足，不够主动积极。因为题目陈旧，与学生的日常生活相去甚远，学生只能按照教师提供的计算公式，按约定俗成的计算步骤来完成作业，没有足够的热情和动力进行问题的思考和分析，实质上在这种培养模式下，几乎谈不到创新能力的培养。

3与机械创新设计大赛互相融合的实施方式探索

全国大学生机械创新大赛是经教育部高教司批准，由教育部高等学校机械学科教学指导委员会主办，面向广大在校大学生开展的群众性科技活动。从2004年成功举办第一届大赛开始，每隔2年举办一届，到2018年已经举办了8届。从参与的学校和学生人数上看，每年呈现了相当程度的递增趋势，目前已得到越来越多的高校重视从而成为常态化比赛。杨叔子院士曾多次强调这项比赛的重要性，和对培养大学生创新能力的重要意义，鼓励更多的大学生参加此项比赛，会极大的促进大学生自主创新设计的能力、团队协作的能力、动手实际的工程应用能力、为培养更多优秀的工程人才创造了良好的条件。同时，参加比赛的学生，能够进一步深化机械工程的基础知识，为将来就业、创业夯实更为扎实的基础，意义积极而深远。我校对机械创新设计大赛非常重视，多次集中有经验的教师，发动学生积极参加，笔者有幸参与了其中2次参赛准备工作，积累了一些经验和个人心得，为促进创新教育发展，在此结合机械创新设计课程的具体问题，进行了一些积极探讨，列举如下：3.1对大赛的主题进行深度解析和讨论，教学与竞赛紧密融合。按照每年举办大赛的惯例，主办方会召开专门的讨论会，提前对参赛主题进行解析，避免参赛作品出现跑题现象。学校会选派有经验的教师参会，深入领会大会精神，并做好详实的记录。会后，参会老师会召集指导老师和学生，在学部内部专门召开动员大会，深入讲解参赛主题，尽量让参赛师生做到心里有数，有的放矢。而在日常教学中，则可以将往届参赛主题作为课程作业来布置，并按照真实竞赛的目标和要求来操作。每届比赛的主题会指定一个方向，在此方向上自由选择具体参赛题目，自主拟定设计方案。这些主题往往与学生日常生活和学习联系紧密，题材也是非常新颖，能极大激发学生的创造热情，让教学模式从“让我做”变为“我要做”。另外，竞赛主题属于开发式命题，这大大拓展了设计题目的范围，丰富了教学内容。3.2按照学生自身情况，进行分组参赛或分组教学。机械创新大赛要求参赛学生加工出实物，并在比赛现场进行功能演示。这就直接决定了比赛准备过程是非常艰辛的，工作量相当巨大，并不是一个人能够独立完成的，必须依靠团队的力量。在这种情况下，不管是参赛学生，还是修课学生，都进行统一要求，以能充分发挥各自特长为原则，号召学生自行组队，寻找能力能互补的组员，多人合作完成参赛题目。指导老师仅仅需要总体把握方向，并对学生各自的分工和任务量进行管理即可。在这种模式下，学生的积极性再一次得到激发，尤其是对学生组长的组织管理能力提出了很高要求，每个组员的个体优势得以充分体现，大家各司其职，取长补短，互相合作，合理分工，在教师的统一指导下，才能设计出优秀的参赛作品。3.3搭建全方位的创新平台，提供充足的条件保障。为保证各参赛小组顺利完成比赛作品，不仅需要指定有经验的教师承担指导任务，还需要满足工具、原材料、加工设备及场地配套的要求。学校向参赛学生提供开发性实验室和工作室，并协调学部实训中心提供便利的加工条件，一旦学生完成了图纸设计，第一时间进行相应，在指定时间内完成零件的加工，从加工和制造方面充分保证了产品的实现。而且在加工过程中，要求学生参与，在实训中心老师的指导下，自己动手完成基本零部件的加工，让学生不仅熟练掌握产的加工制作流程，也为将来的学习夯实了良好的基础，学生的实践能力得到进一步锻炼和提高。

4结语

机械创新设计课程是机械专业一门非常重要的实践课程，为了突破传统教学模式，提高学生的积极性和投入程度，笔者尝试将机械创新大赛的竞赛模式，引入到日常教学模式中。通过一段时间的实践，显著提升了学生的机械创新设计能力，为后续的教学改革进一步拓宽了思路。

【参考文献】

[1]于保华，徐泽源，姚培锋，等.基于学科竞赛的机械工程实践教学改革与研究[J].教育教学论坛，2011(20)：158-159.

[2]李梓，王健，张丹，等.学科竞赛与毕业设计融合的实践教学模式探讨[J].大庆师范学院学报，2016，36(4)：147-149.

[3]赵明岩，檀中强，徐向纮.高校机械竞赛与课程设计相融合的实践[J].高教论坛，2009(5)：84-87.

作者:连迅 单位:文华学院机械与电气工程学部