辅导机械设计大赛看高职学生能力培养

摘 要：机械创新设计大赛对创新型人才培养有重大意义,大赛对于高校素质教育的实施,大学生创新能力、实践能力的培养与提高产生了巨大的推动作用.本文通过对机械创新大赛的参赛过程和大赛中高职学生暴露出的若干问题的分析,提出针对提高高职学生创新能力培养的几点建议.

关 键 词：全国大学生机械创新设计大赛高职学生培养创新能力

一、机械创新设计大赛的参赛过程

全国大学生机械创新设计大赛是全国高校范围内的四大竞赛之一,旨在提高大学生创新设计能力、实践操作能力和工程实践能力.第五届全国大学生机械创新设计大赛（2012年）的主题为“幸福生活——今天和明天”,内容为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计和制作”.大赛的目的在于引导各高校注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练,提高学生针对实际需求进行创新思维、机械设计和工艺制作等实际工作能力；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.

我们依据大赛主题设计制作了参赛作品——休闲娱乐机械“快乐不倒翁”.快乐不倒翁由不倒翁形的外壳、带有安全带的座椅及支架、四根带有滑轮的支撑、弹簧组成,利用连杆滑块原理实现让小朋友坐在快乐不倒翁中进行任意方向的摇晃而不会倒下,使小朋友在玩乐的同时得到平衡能力和感官的锻炼.连杆滑块的作用、弹簧伸长量的限制、安全带的使用使得玩乐过程更加安全.

1.参赛作品的设计制作全过程.

（1）机械的功能构思（以一定的知识为基础,以创新思维为导向的功能原理设计）；

（2）机械系统设计（整体方案设计）；

（3）机构的几何参数综合设计（自由度、受力、运动与动力分析）；

（4）机械零件设计（支撑杆、滑轮、弹簧、底座等）；

（5）零件制造装配调试（零件到成品完成）.

2.参赛作品的创新点.

（1）认知创新：作品实现了不倒翁的载人.

（2）结构创新：连杆滑块机构的应用,由安全带和弹簧的拉伸限位保证安全.

（3）动力创新：作品由坐在里面的儿童发力带动玩具及其自身的摇动,节能环保.

二、机械创新设计大赛中的若干问题

看着快乐不倒翁从零件到整个作品的完成,让我们有种成就感,但在准备比赛作品过程中也暴露出高职教育的若干问题.

1.高职学生的综合能力有待提高.

机械创新设计大赛对于高校素质教育的实施、大学生实践能力、创新能力的培养与提高产生了巨大的推动作用,已成为检验高职工科类大学生实践能力和创新能力的标尺.大赛要求高职学生知识面广,具备机械、电子、材料、加工等多方面较高的综合知识与技能.对作品的表现形式要求较复杂,要求有完整的设计说明书,要使用计算机辅助设计,要有三维模型和动画,要进行三维仿真,要有视频录像,要有作品实物.

在准备比赛作品过程中,学生的创意和思路很不错,可是实现过程中遇到问题不知如何解决,拿不出一套完整的、合理的方案来实现自己的设计,反映出日常教学中理论知识不扎实、不能理论联系实际、缺少有效的实践机会.

高职学生缺乏系统观念,需要综合考虑作品的功能、结构、可操控性等各种因素时,只注重预先设定的功能实现,对其他因素考虑较少.主要原因是高职高专缺乏诸如《机电一体化系统设计》等相关的专业课.

高职学生的实际工程设计能力不足,往往将设计重点放在了作品功能设计及实现上,而对结构强度、材料性能等方面的考虑不足.造成这一现象的原因是缺乏实际工程设计经验.

高职学生的基础理论知识不够扎实,对一些常见机构、零件的结构、功用、特性不了解或认识不深,比如机械结构方面对构件材料、形状、尺寸、加工方法、装配方法等考虑不周.原因是相关专业基础课的课时量不够.

2.高职学生的合作意识、团队精神有待强化.

机械创新设计大赛以团队为单位竞赛,团队对于训练高职学生为集体完成一项任务而进行协作与分工、组织和管理非常有利,可有效缩短学生参加工作后人际关系的磨合期.在团队组建初就应该有严格的纪律和明确的分工,避免出现创新团队组织涣散、分工不明确、队员间相互依赖缺乏奉献精神的现象.

3.高职学生的创新意识缺乏不足.

《高等教育法》明确规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才.”说明创新能力培养是高职教育的一项重要任务.在准备比赛作品过程中,高职学生的创新意识明显不足,过多依赖指导老师.主要表现：具有创新意识,但不善于利用和创造条件；思维相当敏捷,但缺乏创新性思维的方式；有创新的灵感,但缺少必备的创新技能；有创新的兴趣与热情,但缺乏毅力.主要原因是高职院校缺乏培养学生创新意识的有效机制.培养学生的创新意识是一个系统工程,必须更新教育思想、转变观念,构建创新教育体系,不断增强学生的创新意识：善于观察、突破定势、巧妙构思、方案新颖、实用简单、功能适当、便于制作.

三、培养高职学生创新能力培养的几点建议

1.改革和完善实践教学体系和内容,提高高职学生的实际动手能力.

实践环节是理论结合实际的桥梁,是培养高职学生由知识型向能力型转变的重要途径,在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用.拓宽学生的知识面这就要求高职院校丰富实践教学环节的教学内容,改革实践教学模式.实践实训条件应包括机械创新实训室（机械原理、机械设计、机械创新设计）、机械工程软件实训室（autocad、pro-e、ug、cimetron等）、虚拟仿真实训室等.实践教学内容应减少验证性的,多采用项目驱动方式.借助这些实训条件帮助学生积累实际经验,培养他们的动手能力、分析问题与解决问题的能力和协作能力.

2.加强引导创新实践过程,增强高职学生的人文底蕴.

帮助高职学生明确设计目标,学习必要的设计知识,避免创新设计中的盲目性,同时还要增强人文底蕴,通过多种途径让学生开阔视野,鼓励他们多涉猎一些色彩、造型、工业设计史等方面的知识,这些知识不仅可以帮助学生设计出较好的作品,而且它向学生传达的理念中很多是可以直接套用到创新设计中的.

3.健全机制,构建高职院校创新平台.

建立学生创新实践基地平台,组织比赛.以创新社团为载体,塑造学生的创新人格；以创新比赛为平台,激发创新；以制度为保障,保持创新积极性；以学习能力培养为落脚点,培养高职学生的创新能力.