易荣喜，谢世坤，郑小秋，郭秀艳

（井冈山大学机电工程学院   江西吉安 343009）

*基金项目: 江西省高等学校教学改革研究省级立项课题 (JXJG-11-15-17).

摘要：学科竞赛是培养学生创新能力和实践能力的一个重要平台，其中“三维数字化”设计是学科竞赛中较常采用的方式之一， “三维数字化”设计大赛对创新能力的培养具有重要意义。本文基于以往的参赛经验，提出了学科竞赛中存在的问题，并针对此问题，在机械专业建立了相应的数字化创新能力培养体系，力求以赛促教，以赛促学的教学方针，培养新一代的“三维数字化”创新人才。

关键词：三维数字化设计；创新能力； 学科竞赛；机械类专业

创新是国家、企业生存和发展的重要支承条件，随着现代新技术的发展，原有的技术会制约着国家和企业的竞争力，提高竞争力唯一途径是创新[1]。为增强我国制造业的竞争力，对提高工科在校学生的实践创新能力国家非常重视，具有精湛的专业技术与过硬的创新实践能力也是工科专业学生走向社会，顺利就业的重要保证[2]。参加专业实践技能大赛是检验学校教学水平和学生综合素质最好的方式之一，为此，各类学科竞赛应运而生，而“三维数字化”设计大赛是学科竞赛中层次、规格较高的一类。全国“三维数字化创新设计”大赛(简称3D大赛)[3]及江西省每年一次的“三维数字化”创新设计和“模具设计与制作”大赛，为学生搭起了一个“三维数字化”创新设计活动的平台，有效地激发了学生的“三维数字化”实践创新设计能力的学习热情[4,5]。本文以机械专业“三维数字化”创新人才培养体系的构建，对三维数字化创新人才的培养具有重要意义。

一、参加“三维数字化”创新大赛的意义

三维数字化技术是推进工业化与信息化“两化”融合的源泉，是提升国家产业升级和自主创新的动力，它嵌入到了工业与文化创意产业的整个环节，是国家争夺的制高点。3D大赛从举办以来，每年一届，已成为全国规模、规格、水平、影响最广的综合型大赛。大赛以“三维数字化”与“创新设计”为主题，以创新、创意、创造为核心，突出三维数字化技术对创新实践能力的支持和推进。大赛主要围绕一个创意设计案例，应用三维数字化设计软件，体现现代三维数字化设计方法与流程，最终以三维数字化形式表现设计结果。通过大赛，可以提高学生的三维技术、创新意识和创新设计能力，让学生为解决设计实际问题而主动去学习知识，主动去索取知识，让学生用所学的理论知识来解决实际问题。

二、比赛的趋势及大赛中暴露出的主要问题

（一）三维数字化创新设计大赛的发展趋势

由于三数字化创新设计的重大意义，大赛在项目设置逐渐规范化，竞赛的公正性和可操作性也逐步得到认可。参赛选手水平越来越高，竞争愈加激烈，参赛作品综合化程度越来越高，但多数仍为机械方面的作品。为能顺利完成作品创意设计制造，要求学生具备机械设计、机械结构、控制、材料成型及加工等多方面的知识技能和经验。参赛作品要求有整套的零部件设计说明书，并用软件三维进行数字化设计，对作品运行过程进行动画模拟，对关键零件进行三维模拟仿真分析，选取重要零件进行模具设计制造。对作品创意理念、作品零部件结构设计和零件制造仿真动画制作成PPT进行现场限时答辩。竞赛能真实反映出参赛选手的理论水平、创新能力、数字化能力和表达沟通能力。同时大赛也要求有一个稳定专业的指导教师队伍，具有培养学生创新能力的课堂教学和实践教学条件。

（二）竞赛中存在的问题

1.目标宏大

大赛选拔阶段，学生参赛热情很高，对大赛的要求、任务和难度估计严重不足，提出了一个庞大的设计思路和方案，远超了自己专业知识和能力范围，是一个庞大的系统工程，经费也是大大超过了学校的支助预算，任务也是团队在几个月内无法完成的。

2.综合能力不足

由于传统教育理念、学校的选拔体制和专业培养课程体系等多方面的原因，大学生的动手实践和创新能力不重视。主要表现有创新意识淡薄，缺乏创新思维；习惯被动的接受、记忆知识并应付考试，不会主动去学习项目所涉及到的学科知识，并应用知识解决实际问题；知识面窄，仅限于有限的教授过的专业知识。专业软件应用不熟练，文字功底较差，科技论文书写基本没接触过；动手能力较弱，不能自主进行机械零件、整体结构和系统设计。随着项目的开展，问题的深入，困难重重，使学生容易出现畏难心理，缺乏创新所具备的技能要求。

3.缺少团队精神

一个创新项目需要一个稳定和具有创造力的团队，大赛选拔阶段项目成员随便拼凑组成，成员分工和任务不明确。团队负责人组织和领导能力不足，成员间缺乏应有的合作、奉献和团队精神，团队中途解散或再重组现象经常出现。项目最后所有任务由主要的2个成员来完成，甚至出现单打独干现象。

三、大学生数字化创新能力的培养

从参赛过程和企业需求反馈的信息，数字化创新能力的培养是当前机械专业教育的一个紧迫的任务。基于此，针对井冈山大学机械专业原有培养方案基础上，重新构建了数字化创新能力培养体系，具体如下：

（一）强化个性发展，培养创新理念

创新理念不仅针对学生，更是针对教师、学校和整个社会。创新观念就是从学习启蒙开始就要进行逐步培养。所以在大学几年的培养，不能向中小学那样让学生被动的去灌输知识，而是要把每一个学生都看成具有对某方面知识技能主动学习的主体，每个主体都具有创造能力。学校在培养学生时就要重视学生这方面的潜能，让这些潜能个性得到充分发展。为此，应该改革教育教学管理体制，鼓励在校学生进行自主创新和创业，并为他们提供相应的平台，鼓励组织学生参加各种学科创新竞赛，将创新理念深入到每个学生内心深处。

（二）开设创新设计课程

为提高学生创新意识和创新能力，学校要求所有理工科专业开设“创新创业能力训练”实践课程，机械专业在上述基础上增设了“机械创新设计”和“三维数字化设计”两门课，完善相应的教学大纲，压缩课内学时，增加课外学时，让学生有更多的时间和空间去独立思考，激活大学生的创新思维；创造能力根源于扎实的专业基础和良好的综合能力。所以要加强学生课外知识的拓展显得非常重要。实行跨学科、跨专业教育，使专业之间互相渗透，打破专业界限，设置一些跨学科、跨专业的课程，使学生知识结构更加合理。通过开设“创新创业能力训练”实践课程，从思维或实践及方法上多角度来探讨培养学生创造性。

(三)采用现代教学方法、改变培养模式

培养创新型人才，创新环境和理念具有非常重要的作用。一方面，学院积极引导学生自己组建各种创新协会，如机械创新协会、数学建模协会、大学生创新创业协会和三维数字化创新协会等；另一方面，要求学生要积极学习各种最新的专业应用软件，利用校内各种资源平台，如图书馆、实训操作车间、专业机房和专业实验室等；另外，学生还应该关注校外社会上出现各种创新产品和创新理念，参加各种调研，让创新理念深入到内心。第二课堂也是一个培养学生创新能力的平台，不定期举办校内外行业专家学者进行学术讲座和创新科技报告会，鼓励学生积极参加这些学术活动，对于不同领域不同学科的知识有一个思想碰撞，拓宽了如何创创新的思路，并强化创新意识；鼓励学生大胆创新，并以项目形式申报学校和校外的创新项目，获得一定额度的经费支持，为创新实践想法有可靠的经费保障。

(四)建立创新平台和创新团队

为营造创新必需的平台，为学生创新提供硬件支持，学校开放基础研究性实验室及各种功能的专业性实验室。让学生能够自己构思、设计，并加工制作成作品。国外大学的经验已经证明，要培养创新型人才，高素质的师资队伍也是决定一所大学核心竞争力的关键因素，为此学院组建了由博士、教授牵头的机械创新指导团队。

(五)建立创新保障激励制度

保障激励机制，是保障创新活动良好运行的政策保障，使更多的学生敢于创新、大胆创新，形成创新氛围，并保证稳定高水平的教师参与指导，使整个创新链条顺畅的运转。创新机制保障包括设立每年学校100项大学生创新项目的资助、设立创新实践学分、创新成果表彰。创新创业项目设立的目的就是对那些具有创新性、科学性、实用性、可行性的项目给予一定的资金保障，使学生不会因为资金问题而使创新项目难以实践。另外学校设立创新实践学分的目的就是要求所有学生必须参与创新实践活动，强化创新意识，鼓励学生课余时间进行创新，形成良好的校园氛围。通过创新提高学生的创新实践综合能力，学生把更多的课余时间花在创新项目实践上来。

四、结语

三维数字化创新设计是现代产品研制中不可或缺的手段，是推动中国制造的重大变革，三维数字化创新人才的培养是实现这一变革的支持。本文结合全国及省级三维数字化设计大赛平台，在创新教育和学科竞赛中学生创新能力的培养进行了积极的尝试，建立了适合本校发展的三维数字化创新人才培养体系。

参考文献：

[1]李晓.不断创新是企业发展的内动力——经营创新是企业的生命线[J]. 港口经济, 2010,7: 60-61.

[2]陈荣.工科专业学生实践技能的培训与考核[J]. 实验科学与技术, 2012, 10(3): 96-98.

[3]王东生,王泾文,钱宇强.基于学科竞赛的应用型本科高校大学生创新能力培养研究——以三维数字化创新设计大赛为例[J]. 铜陵学院学报, 2013, 6: 118-121.

[4]丁辉,潘操,徐守坤.基于多层次学科竞赛平台培养IT学生实践创新能力[J].电脑知识与技术, 2012, 8(16): 3890-3891.

[5]王树才,宗望远,丁幼春,等.大学生机械创新设计大赛与创新人才的培养[J]. 高等农业教育,2007, (10): 63-65.

第一作者:易荣喜(1976-), 男, 江西吉安人, 副教授, 主要从事材料成型及控制工程方面的教学与研究.

通讯作者: 郭秀艳(1980-)，女，吉林长春人，讲师，主要从事材料成型及控制工程的教学和科研工作.