基于工程訓練能力競賽提升學生科技創新能力的研究

王湘江　楊毅

摘 要 大學生工程訓練綜合能力競賽為培養工科大學生工程實踐能力、動手能力、創新意識和團隊合作精神提供了一個良好的平臺。結合前三屆競賽，闡述樹立正確的人才培養質量關、加強實訓基地建設、改革訓練內容和手段對提升學生科技創新能力的重要作用。

關鍵詞 工程訓練能力競賽；創新能力；人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

文章編號：1671-489X（2014）04-0064-02

高等工程教育中，實踐教學是培養學生科技創新精神的有效途徑。工程訓練的教學目標是“學習工藝知識，增強工程實踐能力，提高綜合素質，培養創新精神和創新能力”，對于培養學生工程實踐能力與創新精神具有其他課程無法替代的重要作用。近年來，各工科高校都相當重視工程訓練中心的建設，加大了對基地的資金投入，建設成效明顯。為了營造鼓勵創新、積極實踐的學習氛圍，搭建自主學習、自由探索的實踐平臺，南華大學工程訓練中心2012年獲批“湖南省機電類大學生創新訓練中心”。中心以此為契機，基于工程訓練綜合能力競賽平臺，積極探索機制體制，提供適宜場所和環境，加強創新實踐指導，開展創新型實踐教學體系改革。目前，中心成為學校培養基礎寬、能力強、素質高的創造型復合人才的重要教學實踐基地。

1 全國工程訓練綜合能力競賽的啟示

全國大學生工程訓練綜合能力競賽是由教育部、財政部在“高等學校本科教學質量與教學改革工程”中資助的大學生科技創新競賽活動，目的是深化實驗教學改革，提升大學生工程實踐能力、動手能力、創新意識和團隊合作能力，提高高等教育質量。競賽的指導思想是“重在實踐，鼓勵創新，突出綜合，強調能力”。該賽事已成功舉辦三屆，由于其綜合性強，比賽規則嚴格，過程嚴謹，評比公平公正透明，廣受社會各界好評。就大學生參與的廣度和深度而言，這已經是國內最大規模的大學生科技創新競賽活動之一。

競賽命題深入淺出 第一屆大賽的主題是“節能增效”，針對“完成一套帶底閥的圓筒型容器的設計、加工、檢測、機器人組裝及方案分析”這一命題，按照“閥體和閥芯開啟靈活、泄漏少”的要求，完成尺寸檢測、車床加工、銑削加工、鉗工加工、組裝、質量檢測等環節的角逐。第二、三屆主題是“無碳小車越障賽”，要求小車以重力勢能驅動，并且具有自動方向控制功能，按“S”和“8”字軌跡繞障礙運行且障礙間距可調，內容包含了“設計能力、工藝能力、管理能力和動手能力”四個方面。命題入門容易，能夠很好地激發學生的興趣與參與熱情；同時難度又很高，需要學生在設計精巧、結構創新方面動腦筋，既啟發學生的創新思維，又培養他們的動手能力，很好地體現了思維的巧妙性和系統性。命題不僅強調了技術因素，而且強調了一些非技術因素，能從市場、信息、質量、工藝、成本、效益、安全、環保等多方面對學生進行教育和培養，使其樹立完整的工程意識。正如清華大學傅水根教授所言：“入門不難，做好不易，有設計，有動手，綜合度很高，極具挑戰性，這樣好的題目可以做幾屆，年年比賽，年年出新，年年有突破。”

競賽強調知識綜合運用程度 大學生工程訓練綜合能力競賽是一項以提高大學生綜合素質、激發學生創新思維為目的的賽事，它為大學生提高創新實踐能力搭建了平臺。該賽事的一大特色是“小制作，大思維”， 讓學生了解材料、市場、制作過程、裝配、調試等綜合知識。各個學校制作的小車原理大同小異，但結構、設計完全不同，表面看似相同的小車行走效果完全不一樣。比賽中要求小車既能跑得遠，還必須精確繞樁，啟動、轉彎、速度控制難度相當大。如何讓小車在有限的能量范圍內跑得最遠，繞過的障礙最多還涉及最優化的問題。另外，比賽要求精度概念很強，無論是齒輪、鉸鏈，還是桿長，達不到一定的精度，就會出現“失之毫厘，差以千里”。還有設計時正弦曲線幅度的確定，調試時初始位置的選擇，以及賽道上參數的改變等，都是需要考慮的問題。這就要求學生能夠更加全面地思考，綜合分析做出最優化的選擇，大大拓展學生的創新思維空間。

競賽培養了學生的團隊合作精神 團隊合作指的是一群有信念、有能力的人在特定的團隊中，為了一個共同的目標互相支持、合作奮斗的過程。工程訓練能力競賽由于其綜合性，不只要求某一方面的能力，而是重視綜合能力的訓練，包括原理方案、結構設計、平衡穩定性計算、三維繪圖、仿真模擬、先進制造、外觀造型等，這就對團隊合作提出了很高的要求。另外，師生關系是教與學中的最基本關系，平等的師生關系可以讓學生感受到人格的尊嚴和神圣.在參賽過程中，教師和學生要打成一片，營造互相幫助、團結協作的氛圍。對學生而言，教師的一句贊賞可以激勵學生堅持下來并加倍努力。為了既定的目標，只有調動團隊成員的所有資源和才智，明確分工，協同合作，自動地驅除所有不和諧和不公平，才能高質量地完成作品制作和比賽。在這個過程中，團隊成員也給彼此提供一個學習交流的平臺，經過長時間的合作，成員會發現自身的優點和不足，從而更主動地學習。

2 創新型人才培養的重要途徑

加強實訓基地建設，拓展工程訓練功能 法國諾貝爾獎獲得者貝爾納說：“創造力是沒法教的，必須在實踐中讓學生動手，有機會把自己的創新思想付諸實施?！彼?，實踐教學是培養創新人才的有效途徑，而建設好工程訓練中心起著決定性的作用。在真實的工程環境中，進行工程實踐訓練，能有效地培養學生嚴謹的工作作風，拓寬知識視野，掌握新工藝、新技術；能促使學生個性發展，使學生的責任、安全、質量、經濟、競爭、市場、環保、管理、法律、創新等大工程意識得到鍛煉，培養他們吃苦耐勞的精神、團隊協作精神，彌補社會實踐不足的劣勢，加快跟上社會發展的步伐，對擴大就業率、提高自身價值具有很大的作用。

根據學校各專業的不同需求和科技發展態勢，需從兩個方面來拓展工程訓練的功能：一是通過提供各種實訓設備和相關資料，讓學生充分了解生產設備、工藝方法和生產效率、質量管理等概念及其相互間的關系，從而實現教學功能；二是在學生獲得基本訓練的基礎上，讓學生以團隊合作的形式來完成各種項目，項目來源可以是企業、科研任務或創新競賽，以培養學生解決實際問題的創造性能力，積累經驗，培養其合作精神、表達能力。

樹立培養創新型人才的質量觀 傳統的人才觀以學生掌握知識的多少和掌握的準確程度為標準，主張培養“通曉一切”的全能型人才。通過工程訓練綜合能力競賽來看，學生僅有知識是不夠的，還要有良好的素質，特別是創新素質。工程訓練教學應堅持實踐教學與理論教學并重，課程實驗與教學實訓有機結合，能力培養與素質提高并行，以營造大工程背景為指導，以提高學生工程實踐能力和綜合工程素質為主線，按照“模塊化、分階段、開放型”的思路，進一步完善工程訓練課程體系，逐步培養學生的實踐動手能力、創新意識和創新能力。

創新，既代表一種實際的本事和能力，也反映一種精神和思想狀態。一個人置身于該群體，耳濡目染，日久天長，就會熏陶而形成共同的氣質。因此，實施創新教育，要營造一種高品位的創新環境氛圍，使大學生所處的學習、生活環境成為他們創新活動的場所，使他們“天天乃創新之時，處處是創新之地”。

改革訓練內容和手段，變“被動學習”為“主動學習” 為培養學生科技創新能力，最重要的是把教學與研究緊密結合，讓學生早期參與科學研究活動。在工程訓練教學中，訓練內容應由傳統的金工實習和電工電子實習向現代工程實踐教學方向轉化；由單機單技能培訓向局域網絡條件下技術集成的培訓方向轉化；由操作技能培訓向技能與綜合實踐、創新實踐相結合方向轉化。

“學會學習”是知識經濟時代創新人才的重要能力。在教學手段上，教師要加強指導作用，建立以學生自主活動為基礎的教學方式，激發學生學習的興趣和愿望。教師不僅教學生“學會”，還要讓學生懂得學習的方法，會思考。創新過程是一項極其復雜的綜合學習過程，應使學生學會獲取自己所需的知識和信息，學會查找工具書，學會做實驗，培養學生較強的自學能力。

3 結束語

工程訓練能力競賽培養和鍛煉了大學生的綜合能力，為參賽隊伍提供了很好的學習交流平臺，對大學生工程素質和創新能力培養起到巨大的推動作用。工程訓練中心應采取一系列的政策措施，進一步發揮開展工程設計、工程制造、工程管理和創新實踐等方面教學的職能，真正成為未來工程師能力集中培養的大平臺。

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