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摘要：在国家实施创新驱动发展战略下及创新创业型人才大量需求的社会背景下，高校实施的创新创业教育已然成为经济社会发展的新引擎，机械创新设计大赛在学生创新能力培养中具有重要意义，以课程为途径，以创新为目标，以竞赛为驱动，构建机械创新大赛与课程实践创新模式，将理论学习与实践结合起来，巩固专业知识，激发创造性思维，提升创新技能，培养高水平创新型人才，并取得显著成效。

关键词：机械创新设计大赛；课程；实践；创新创业

“新工科”建设对于推动创新驱动发展、提升国家硬实力具有重大意义。在当今全球科技和产业处于深刻变革的环境中，如何以新的教育形式培养出当今及未来社会和经济所需的高素质复合型应用型人才是高校工科类专业亟待解决的重要问题。面对新工科对创新创造的要求，提高创新实践能力是满足要求的途径之一。习近平总书记指出“国家创新的事业呼唤创新的人才”，这就客观上要求高校将专业教育与创新实践相融合，来培养专业知识扎实、具有创新能力的复合型人才。学科竞赛更加侧重学生综合能力的培养与运用，要求学生将多学科知识体系进行融会贯通以完成相应的竞赛任务[1]。在这个训练过程中，学生创新意识受到启发，提出问题和解决问题的能力得到培养，动手能力得到锻炼。将学科竞赛与课程结合起来是培养高水平创新型人才的重要途径，全国大学生机械创新设计大赛对机械类及近机类专业的学生来说即是综合能力展现的重要平台之一。

一、机械创新设计大赛是培养学生创新能力的重要途径

（一）巩固专业知识、拓展课外知识

在赛前参赛作品制作中，学生不仅要将所学的机械专业基础课程如机械制图、机械设计、理论力学、机械加工工艺、电工电子技术、公差与配合[2]等等知识进行巩固训练融会贯通，同时针对项目要求将计算机编程、机器人运动控制算法开发等方面拓展内容与大赛主题结合起来综合运用，从系统的角度促进各门课程之间的融合。在这个过程中，学生不仅巩固课内所学知识，还需自学相关拓展课程，掌握的知识由基础到高阶，由简单到复杂，由集中到发散，从而提高综合运用课内外专业技术知识解决问题的能力。

（二）激发学生创造性思维

创造性思维就是能产生新颖性思维结果的思维[3]。创造性思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果[4]。根据学科竞赛命题综合性和创新性的特点，从文献查阅到参赛方案确定，以及方案设计过程中已掌握知识的复盘、新知识的获取以及新旧知识的再综合运用，都由学生独立自主成，相比较课堂上教师引导而言，更能激发学生创造性思维。

（三）提升学生创新技能

大学生具有无限的创新潜力，学生竞赛为学生创造性思维和创新潜力的发挥提供了巨大的平台，学生对学科竞赛的向往成为直接推动学生学习的巨大动力，更能激发学生的求知欲。在比赛的准备过程中，来自不同专业和年级的学生激烈讨论、积极思考，取长补短，充分配合，最大限度地发挥集体的力量和智慧，形成活跃的学习氛围。在参赛作品的制作过程中，知识涉及统计调研、机械、电子、材料、计算机等多方面内容，与所学专业课程联系紧密，是学生实现对学科知识综合运用的有效途径，同时团队化的合作促使学生之间创新思维的碰撞，提升了团队凝聚力和综合素养[5]。以学科竞赛为载体，可以充分挖掘学生创新潜力，提升创新技能。

二、机械创新设计大赛与课程创新实践模式的构建

笔者团队参加的机械创新设计大赛的主题为“自然·和谐”，内容为设计与制作仿生机械和生态修复机械.分析大赛与课程创新实践的联系，基于课程性质和内容，通过以课程为基础，以创新为目标，以竞赛为途径，构建机械创新大赛与课程创新实践模式，实施路径如图1所示。

团队参赛作品为仿生象鼻机械臂，基于象鼻生物学构造，设计出由多个连续仿生机械关节组成的柔性机械臂，其空间运动具有高自由度、高空间利用率的特点。关节与关节之间采用由连杆组成的双菱形互补结构，使关节与关节之间协同运动，为其赋予了刚性机械臂不具备的优点。采用拉线驱动方式控制其运动，具有良好的柔顺性、机动性、自适应性等特点。在作品本体结构设计中，不仅涉及机械原理、机械设计、机械制图、材料力学等专业基础课，还要自学零件增材制造、3D打印、拓扑优化等拓展课程，既巩固了专业知识的学习，又有助于启发创新性思维。在仿生象鼻运动学分析与建模、拉线驱动控制电机选择及控制算法研究、机械臂控制系统开发过程中需要运用机器人运动及动力学分析、计算机编程、机器人运动控制算法开发、PCB设计、电控元器件选型等课程，极大地锻炼学生综合运用能力和解决专业问题的能力。

三、成效

通过学科竞赛与课程实践模式的锻炼，学生不仅培养创新思维、还提高了创新实践技能、提升工程素质、拓宽了视野，以大学生机械创新设计大赛为核心辐射其他学科竞赛，学生团队取得了一系列成果，如表1、表2所示。团队获得2022年大学生创新创业训练计划国家级立项一项，团队项目“仿生带鱼机器人设计与制作”、“基于FDM技术的3D打印机设计与制作”分别获得2022年、2023年校实验室开放项目，一名学生毕业设计获得省优秀毕业论文。团队获得成果充分体现了在学科竞赛与课程实践创新模式的指导下，充分发挥了教师在学生培养中的主导作用，充分体现了学生的主体作用，促进创新应用型人才培养。

四、结语

实践是检验理论学习成果的有效途径，学科竞赛是提高学生创新设计和工程实践能力的有效平台，将理论学习与学科竞赛结合有助于学生发挥创新潜力，提升创新技能。本团队通过构建机械创新设计大赛与课程创新实践模式，进行了积极的尝试，并取得了较好的成绩。此模式是对学生创新思维、创造能力和综合素养进行培养的有效途径，是将创新创业教育融入人才培养全过程的有效方式，也是推动高校健全创新创业教育教学体系和实践平台、抓课程质量的有效实践。

参考文献

[1]郑向华等．新建应用型本科创新人才培养策略与实践—以学科竞赛为载体［J］． 西南交通大学学报（社会科学版），2023，24 （ s1） ：35-39.

[2]陈霞等.基于机械创新设计大赛的大学生创新能力培养研究与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2019，36（4）：58.

[3］庄寿强．普通行为创造学［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２０１３：５６.

[4］李嘉曾．创造学与创造力开发训练［Ｍ］．南京：江苏人民出版社，２００１．

[5］郑向华，罗金武，李刚俊.以“互联网+”竞赛为主导的创新创业人才培养策略与实践——以机械类专业为例[J].《创新创业理论研究与实践》，2021，3（5）：188-190.