陳 霞，冷護基，劉慶運，邱震明

(安徽工業(yè)大學(xué) 創(chuàng)新教育學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002)

在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的背景下，國家加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，迫切需要深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。孫志鳳對北京、上海、江蘇和廣東四地10個城市26家不同類型的企業(yè)進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，用人單位對學(xué)生的自學(xué)和領(lǐng)悟能力及解決問題的能力非常不滿意[1]。所謂的領(lǐng)悟力在一定程度上是指學(xué)習(xí)重組知識的創(chuàng)新能力。學(xué)科競賽是指學(xué)生利用所學(xué)科學(xué)文化知識，針對所提出的學(xué)術(shù)問題，在一定時間和空間內(nèi)，通過一定方法(或模式)進行分析、構(gòu)思、嘗試，爭取優(yōu)勝的活動。它是啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)動手能力、提高學(xué)生提出問題和解決問題能力以及培養(yǎng)團隊協(xié)作能力的大舞臺。全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽是全國機械類專業(yè)重要的綜合類專業(yè)賽事活動之一。大賽自2003年開始每兩年舉辦一次，至今已成功舉辦了八屆。大賽主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的機械設(shè)計能力、加工制作能力與團隊合作能力。

安徽工業(yè)大學(xué)每屆比賽均組隊參加，學(xué)校的重視度、學(xué)院的組織規(guī)模、學(xué)生的參與度逐屆遞增。

一、機械創(chuàng)新設(shè)計大賽在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用

(一)鞏固學(xué)生的專業(yè)知識

通過機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的訓(xùn)練，學(xué)生將所學(xué)的機械專業(yè)知識如理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械設(shè)計、機械原理、機械加工工藝、金屬及非金屬材料、電工電子技術(shù)、單片機技術(shù)、公差與配合、機械制圖等與大賽主題所需要的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計結(jié)合起來，從系統(tǒng)的角度促進各門課程之間知識的融合。通過參加比賽，學(xué)生經(jīng)過反復(fù)的討論和計算，鞏固了對所學(xué)知識的理解與記憶。在作品的加工制作過程中，還要了解如車床、鉆床、銑床等各種機床的性能、特點，各種材料的成本、加工性能等。參賽選手必須盡快掌握上課時沒有弄清楚的各種繪圖知識和繪圖技巧，著手繪制零件圖和裝配圖，并要自學(xué)機械制圖以及三維建模軟件方面的知識。通過這種真刀真槍的實際鍛煉, 使學(xué)生能夠熟練地應(yīng)用機電方面的專業(yè)基礎(chǔ)知識。

大賽要求書寫作品的說明書，說明書要求符合論文的寫作規(guī)范, 清楚、簡潔地說明作品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度校核計算等。在答辯時要求學(xué)生簡潔明了地回答出評委老師提出的問題。通過寫作和答辯加強了學(xué)生的記憶，拓展了知識面。

(二)強化學(xué)生的創(chuàng)造性思維訓(xùn)練和創(chuàng)新方法運用

創(chuàng)造性思維就是能產(chǎn)生新穎性思維結(jié)果的思維[2]。邏輯思維、形象思維是創(chuàng)造性思維的基本形式。發(fā)散思維和集中思維相結(jié)合、求同思維和求異思維相結(jié)合、正向思維和逆向思維相結(jié)合是創(chuàng)造性思維的有效途徑[4]。錢學(xué)森指出，“每一個思維活動過程都不會是單純一種思維在起作用，往往是兩種甚至是三種先后交錯在起作用。比如人的創(chuàng)造思維過程就決不是單純的抽象(邏輯)思維，總要有點形象(直感思維)，甚至要有靈感(頓悟)思維”。所以，在教學(xué)過程中教師要有意識地結(jié)合教學(xué)內(nèi)容加強大學(xué)生創(chuàng)新思維訓(xùn)練。

為了能夠更好地解決競賽中的研究性和創(chuàng)新性問題，在總結(jié)多年創(chuàng)造學(xué)教育的基礎(chǔ)上，將創(chuàng)造學(xué)與創(chuàng)新能力開發(fā)課程教學(xué)與學(xué)科競賽結(jié)合，讓學(xué)生運用頭腦風(fēng)暴法、列舉法、聯(lián)想法和萃智(TRIZ)等創(chuàng)新方法進行方案設(shè)計，從而達到訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)造性思維和運用創(chuàng)新方法的目的。教師鼓勵學(xué)生查閱大量的背景材料，仔細研讀，用心體會，樂于在團隊中分享。組織學(xué)生從大賽發(fā)布的設(shè)計主題入手,從零件的加工工藝和成本考慮設(shè)計思路。在制作的過程中，發(fā)現(xiàn)不合理的地方，團隊成員通過討論，提出修改意見,經(jīng)加工調(diào)試實驗后確定設(shè)計方案。在方案實施過程中還會遇到事先想不到的問題，在這個反復(fù)的過程中，認識到了創(chuàng)造性思維的發(fā)散-集中-再發(fā)散是解決問題的有效途徑,同時也使學(xué)生深刻地體會到創(chuàng)新是一個迭代過程的內(nèi)涵。

(三)鍛煉學(xué)生的工程實踐能力

教育部《中國工程教育質(zhì)量報告》對260多家用人單位進行了調(diào)查,數(shù)據(jù)顯示，由于工程教育人才培養(yǎng)仍然側(cè)重知識的傳授，對學(xué)生能力特別是工程核心能力的培養(yǎng)重視不夠，導(dǎo)致畢業(yè)生在工程科技前沿現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的了解水平、工程設(shè)計的綜合意識和能力、社會責(zé)任感等方面需要加強[3]。工程實踐能力是指將所學(xué)的知識運用到設(shè)計生產(chǎn)、管理營銷等工程應(yīng)用環(huán)節(jié)，并綜合考慮環(huán)境、經(jīng)濟、法律、文化等諸多因素，為社會提供產(chǎn)品的能力。機械類大學(xué)生的工程實踐能力，就是具備將機械設(shè)計原理轉(zhuǎn)化成可以直接運用于實踐的技術(shù)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計的零件圖紙、制造工藝等形式并將其變成物質(zhì)形態(tài)，并對負責(zé)生產(chǎn)第一線的操作技能人員具有技術(shù)指導(dǎo)的能力。

機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的作品設(shè)計與制作活動都是以學(xué)生為主。參賽作品基本是由學(xué)生自己編制工藝卡，然后動手制作完成，復(fù)雜的零件通過外協(xié)加工或者請工程實踐與創(chuàng)新教育中心的技師完成。通過操作車、鉆、銑床等加工設(shè)備鍛煉了學(xué)生的實際動手能力, 也提高了學(xué)生的專業(yè)技能。

(四)培育學(xué)生的創(chuàng)造性人格

為了更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，要在實踐過程中有意識地培養(yǎng)個人與創(chuàng)造相關(guān)的創(chuàng)造性人格。創(chuàng)造性人格是創(chuàng)造者的內(nèi)在動力。機械創(chuàng)新設(shè)計大賽一般為5人左右一組, 在規(guī)定的時間內(nèi)根據(jù)大賽的主題初步進行方案的設(shè)計，然后再去查閱相關(guān)的專業(yè)知識，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，還要在制作中不斷完善。要運用頭腦風(fēng)暴法討論，相互啟發(fā)，甚至辯論,所以在這個過程中，不是一個人能完成的工作, 而是團隊合作的力量。有時候由于學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，比賽時間緊，學(xué)生能夠自覺地加班加點，知難而進，這樣培養(yǎng)了他們頑強進取的意志和戰(zhàn)之必勝的信念。指導(dǎo)教師和參賽學(xué)生始終在一起，遇到難題共同研討，不厭其煩地指導(dǎo)學(xué)生，教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和敬業(yè)精神也會潛移默化地影響著學(xué)生。

二、基于學(xué)科競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的保障機制建設(shè)

(一)師資力量保障

為機械創(chuàng)新設(shè)計大賽組建一支老中青三結(jié)合、跨學(xué)院的穩(wěn)定的競賽指導(dǎo)教師組，指導(dǎo)教師組由機械類專業(yè)、電氣類專業(yè)課程教師和工程實踐與創(chuàng)新教育中心實訓(xùn)課技師組成。指導(dǎo)教師組中有的教師具備專業(yè)理論知識，有的教師具備加工操作能力，能為學(xué)生的創(chuàng)新活動提供理論指導(dǎo)、機床操作輔導(dǎo)等技術(shù)支持。教師本身不僅有創(chuàng)新意識以及實踐能力，而且有高度的責(zé)任感和奉獻精神,將指導(dǎo)工作貫穿于學(xué)生創(chuàng)新活動的始終。

通過加強對教師的激勵來不斷提升競賽指導(dǎo)教師積極性，對教師的激勵遵循物質(zhì)獎勵與精神獎勵并重的原則。學(xué)校通過制定《安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)科競賽管理暫行辦法》以及一系列政策，極大地提高了獎勵幅度，從制度層面保證機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎勵落實到位。學(xué)校每年評選學(xué)科競賽先進集體、學(xué)科競賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師等，并且學(xué)科競賽獲獎成績作為指導(dǎo)教師評獎評優(yōu)、職稱晉升的參考條件，極大地調(diào)動了指導(dǎo)教師的積極性。

(二)組織機構(gòu)與實踐平臺

學(xué)校組建工程實踐與創(chuàng)新教育中心(創(chuàng)新教育學(xué)院)，中心現(xiàn)有各類實習(xí)實驗場所建筑面積約12 000平方米、各類工程實踐和創(chuàng)新實踐教學(xué)實驗設(shè)備800余臺(套)，總價值2 000余萬元。中心是實施各級各類大學(xué)生學(xué)科競賽活動的組織與管理的職能部門，負責(zé)組織學(xué)生參與學(xué)科競賽工作的協(xié)調(diào)管理。

學(xué)校成立“校創(chuàng)新教育與實踐活動領(lǐng)導(dǎo)小組”和“校學(xué)科競賽指導(dǎo)委員會”。各學(xué)院成立“創(chuàng)新教育活動指導(dǎo)小組”，負責(zé)本院學(xué)生創(chuàng)新教育活動的日常組織管理工作，與校創(chuàng)新學(xué)院共同組織院級、校級、省級、國家級和國際級學(xué)科競賽活動。

基于工程實踐與創(chuàng)新教育中心和院級創(chuàng)新實踐平臺，實現(xiàn)了學(xué)科競賽多層次多類別、創(chuàng)新實踐基地的開放化、教師指導(dǎo)的全程化、管理的精細化、考核的規(guī)范化以及效果的可視化，構(gòu)建了學(xué)科競賽的有效運行模式。

(三)政策保障

學(xué)校制定《關(guān)于成立安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)科競賽指導(dǎo)委員會的通知》、《安徽工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新教育活動管理辦法》、《安徽工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新教育專項經(jīng)費管理辦法》、《安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)科競賽管理辦法》、《安徽工業(yè)大學(xué)“創(chuàng)新能力試點班”實施方案》、《安徽工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)成果(項目)獎勵辦法(修訂)》的通知》、《安徽工業(yè)大學(xué)績效工資實施辦法(修訂)》、《安徽工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力學(xué)分轉(zhuǎn)換課程學(xué)分管理辦法(試行)》、《安徽工業(yè)大學(xué)“第二課堂成績單”制度工作實施辦法(試行)》、《安徽工業(yè)大學(xué)推薦優(yōu)秀應(yīng)屆本科畢業(yè)生免試攻讀碩士學(xué)位研究生遴選工作試行辦法》等文件，建立一套包括參賽組織、培訓(xùn)輔導(dǎo)、工作量的計算、評獎及獎勵、學(xué)分認定等各個環(huán)節(jié)的管理制度。學(xué)校設(shè)立專項資金，并制定相應(yīng)的管理辦法，將每年學(xué)科競賽參賽經(jīng)費列入年度預(yù)算，保證學(xué)科競賽加工制作、比賽差旅等費用的資金支持。

三、實踐與成效

學(xué)生參與競賽人次逐年增加。校院兩級組織積極鼓勵學(xué)生參加機械創(chuàng)新設(shè)計大賽，鼓舞了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進了學(xué)風(fēng)、教風(fēng)的優(yōu)化，學(xué)生普遍受益。2018年共有300多名學(xué)生參加了競賽，獲得了全國一等獎1項，二等獎3項，學(xué)校獲得全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽優(yōu)秀組織獎。還鼓勵學(xué)生參加其他機械類創(chuàng)新大賽，如全國大學(xué)生工程綜合訓(xùn)練能力競賽、全國大學(xué)生周培源杯力學(xué)競賽、全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、中國機器人大賽、全國“TRIZ”杯大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽、iCAN國際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、 “浩辰杯”華東區(qū)大學(xué)生CAD技能大賽(機械類)、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，學(xué)生參加各級各類學(xué)科競賽的參與率達78%。

獲獎數(shù)量逐年增多。機械類學(xué)生創(chuàng)造性思維、工程實踐能力及創(chuàng)造性人格明顯增強。近三年來，機械類學(xué)生結(jié)合學(xué)科競賽產(chǎn)生的創(chuàng)意和設(shè)想2萬余條，學(xué)生申請專利達60項，授權(quán)專利35項。機械類學(xué)生在各項賽事中，無論是獲獎的等級、獲獎學(xué)生人數(shù)、獲獎項目覆蓋面均有良好的發(fā)展勢頭。2018年，獲得國際遺傳工程機器設(shè)計大賽(iGEM)銀獎1項，國家級三等獎以上82項，省(區(qū))級三等獎以上135項。

畢業(yè)生在崗位上顯示出強烈的創(chuàng)新意識與創(chuàng)造能力，受到用人單位的高度評價與歡迎。近3年的畢業(yè)生跟蹤調(diào)查顯示：在學(xué)校參加過學(xué)科競賽或申請過專利的畢業(yè)生，有90%的到企業(yè)工作后能夠盡快地融入到企業(yè)技術(shù)工作中去，而且擁有專利。90%以上的用人單位認為我校機械類畢業(yè)生不僅具有團結(jié)精神、動手能力和吃苦精神，還有創(chuàng)新精神。實踐結(jié)果表明，以訓(xùn)練創(chuàng)造性思維、培養(yǎng)創(chuàng)造性人格、掌握創(chuàng)新方法為著力點，以機械創(chuàng)新設(shè)計大賽為抓手，拓展到其它類相關(guān)賽事，以創(chuàng)造性實踐為路徑，對可持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要意義。