機械卓越工程師教育培養計劃學科競賽和科研活動體系建設研究

張萌+李波+劉強+康紅梅

摘要：機械卓越工程師教育培養計劃旨在培養造就創新能力強、適應社會經濟發展需要的高質量機械工程技術人才，學科競賽和科技創新活動作為實踐教學的重要環節，是培養學生動手能力、創新能力與工程能力的有效途徑，本文就如何在機械卓越工程師教育培養計劃中構建合理的學科競賽和科技創新活動體系，提出了一些構想和建議，對已進行的一些探索性的實踐工作進行了總結。

關鍵詞：卓越工程師計劃；學科競賽；科研活動；體系建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）11-0121-04

一、引言

教育部“卓越工程師教育培養計劃”，旨在培養造就一大批創新能力強、適應社會經濟發展需要的高質量各類型工程技術人才。“卓越計劃”對高等教育面向社會需求培養人才、調整人才培養結構、推動教育教學改革、提高人才培養質量、增強畢業生創業就業能力具有重要的示范作用，該計劃特別注重對學生工程能力和創新能力的培養[1，2]。

“卓越工程師教育培養計劃”是一個創新工程，也是一個復雜的系統工程。按照“卓越工程師教育培養計劃”通用標準，對卓越計劃人才的能力要求是比較全面的，主要包括了學習能力和分析解決問題能力、工程創新能力和開發設計能力以及管理與溝通合作能力等[3]。學科競賽和科技創新活動作為課外學習的重要環節，是培養學生動手能力、創新能力與工程能力的有效途徑，是“卓越工程師教育培養計劃”體系的潤滑劑和加速劑，在機械卓越工程師教育培養計劃中如何構建科學合理的學科競賽和科技創新活動體系，是當前急需解決的研究課題。

二、學科競賽與科技活動在卓越機械工程師教育培養中的一些問題

目前針對大學本科生的各類學科（技能）競賽和科技創新活動既有國家級也有省級、校級乃至院級等各個層次的項目和活動。以我校為例，目前機械工程卓越計劃班學生參與度較高的主要學科競賽和科技創新活動如表1所示。從表1可以看出，機械工程卓越計劃班學生參與的各類學科競賽和科研立項活動的種類和數量還是比較多的，并且呈現逐漸增加的趨勢，特別是學科競賽的種類增加的比較明顯。近兩年還新增了一些新的競賽項目（未列入表1），如省級的物理實驗創新設計大賽和工業設計大賽等項目也吸引了部分機械工程卓越計劃班學生的參加。

從近年的教學實踐來看，機械工程卓越計劃班學生能夠參與的各類學科競賽和科研活動越來越多，涉及的專業面和知識面也越來越廣，對學生創新思維能力的培養和綜合素質的提升的確起到了較好的促進作用，但有些問題和不足也逐漸暴露出來。

1.隨著教育主管部門、各類教育協會以及學校各教學單位對學生第二課堂和科技創新活動越來越重視，學科競賽和科研活動的種類和數量呈不斷上升趨勢，給學生提供了更多參與的機會。然而學生還有相當的課堂學習和實踐學習任務，尤其是卓越計劃班的學生有比較高的企業實踐要求，在校外企業實習的時間較長，沒有時間和精力參加所有的項目和活動。不少學生面對種類繁多的各類競賽項目和科技活動，在項目選擇上存在一定程度的盲目性和焦慮感，不知自己選擇哪些項目和活動為宜，很多學生缺乏長遠的規劃，也不容易形成可持續成長的學生科研團隊。

2.目前開展的各類活動中，競賽型活動偏多，而研究型活動偏少。競賽型活動往往過分看重競賽成績和最終結果，而忽視活動過程中對學生的技能與知識的培養。由于競賽型活動大多采用淘汰制，真正能進入到實質性比賽和實物制作階段的學生數量不多，很多在前期被淘汰的學生失去了繼續鍛煉的機會。也使得大量的資源向少數具備競爭優勢的同學傾斜。

3.在科技競賽和科技活動中功利性思想有上升的勢頭。一方面，由于受學校獎勵政策的影響，無論是指導老師還是學生都比較重視成果彰顯度高的競賽項目，如“挑戰杯”比賽等。其次是對保研推優有獎勵加分的項目，學生參加的積極性也高于其他項目。對于一些基礎性和普及性的活動則師生均不夠重視，參加的人員數量沒有增長甚至呈下降趨勢。

三、適應于機械工程卓越培養計劃的學科競賽和科研活動體系建設的思考

學科競賽和科技活動在整個卓越教育培養環節中占有重要的地位，對卓越人才工程能力和創新能力的培養起到了十分關鍵的作用，它與課堂教學活動以及工程實踐活動之間不是孤立的板塊，而是有機的整體。應將其視為在整個卓越教育培養過程中促進工程實踐和課堂教學培養功能的重要平臺或載體。如圖1所示，學科競賽和科研活動平臺由硬件平臺和軟件平臺構成，該平臺的軟、硬件建設、學生參與平臺的“引入”機制、平臺的“產出”效果評價模式構成了卓越人才培養中學科競賽與科研活動體系建設的核心要素。

1.學科競賽與科研活動平臺的建設。學科競賽與科研活動平臺的硬件建設主要是依靠場地、設備和資金等的投入，這些資源的缺乏曾一度是制約平臺建設的一個瓶頸問題。隨著國家對高等教育的不斷投入和學校自身的持續發展，平臺的硬件建設相比過去已經有了很大的改善。以我校為例，目前校級的機械教學實驗中心，信息技術教學實驗中心以及院級的卓越工程師計劃創新實驗室等為卓越計劃人才開展學科競賽和科研活動提供了較好的校內實踐和實驗場地及設備。由于這些中心或實驗室分別隸屬于不同的管理單位，因此也存在資源優化配置和資源有效利用方面的問題。與硬件平臺建設相比，軟件平臺建設存在的問題更多一些。本科層次卓越人才工程能力和創新能力的培養應遵循認知、實踐，發展和創新四個階段或層次[4]。應對現有的各類學科競賽和科研活動進行梳理、完善和補充，讓不同階段的學生從事與其學業成長階段相適應的競賽和活動。同時要適當減少或淡化以排名獲獎為核心目的的競爭性項目，而增加以培養學生適應其職業生涯工程技能訓練為主的科研實踐或技能實訓活動。

另外，學科競賽和科研活動平臺建設不是孤立進行的，要將卓越計劃學生的工程實踐活動和課堂教學活動有機地結合起來。例如可以在機械設計、機械原理等專業課或專業基礎課上采用案例教學法，將機械設計創新大賽上優秀的學生作品案例引入到教學過程中。在學生到企業實習時，結合企業的生產實踐條件，開展以提高學生繪圖識圖能力、工藝設計能力以及數控加工編程能力等專項技能為主的勞動技能競賽活動。

2.平臺的“引入”機制建設。學生是教學活動的主體，一切教學活動的成功與否都離不開學生的積極參與。只有學生積極而廣泛的參與學科競賽與科研活動，這一平臺建設的價值才能得以體現。要解決學生參與學科競賽與科研活動中出現的缺乏普及性、持久性以及趨于功利性的問題，單靠簡單的教學計劃和行政命令手段是難以取得理想效果的。要實現“要我參與”到“我要參與”的轉變，關鍵是要實現學生的“興趣引入”和“自我管理”。興趣是最好的老師，從卓越計劃班學生入學開始，就要通過主題報告，實踐認知參觀，專題講座和社團活動等各類形式的活動向學生宣傳科研創新的理念，介紹學科競賽與科研活動的基礎知識。在教學上也可以借鑒采用鏈條式實踐類特色系列課程的教學方法[5]，通過將機械，電子、計算機技術以及金工實踐課程等知識有機地結合起來，解決學生生產和生活中可以遇見的綜合性問題，培養學生的興趣點和成就感，著力培養學生的創新精神和實際操作能力。

在學科競賽與科研活動中要讓學生能夠實現自我管理，體現高年級學生對低年級學生的傳幫帶作用，促進學生學科競賽和科研活動團隊的建立、建設和發展，形成一種良好的創新氛圍和傳統，使得新生能不斷受到潛移默化的作用。這樣才能將絕大多數卓越計劃學生源源不斷，持之以恒地吸引到平臺中來。

充分利用QQ，微博和微信等學生樂于使用和接受的社交工具與平臺，建立有關的學科競賽和科研活動討論組，專業群，發布引導性的話題，以開放和包容的態度吸引學生參與相關主題的討論和辯論，也是吸引和引導學生進入“平臺”的有效途徑。其次可以將參與學科競賽和科研活動納入到卓越計劃的班級建設和寢室文化建設中，形成絕大多數同學敢于參與并樂于參與學科競賽和科研活動的良好班風和學風。

3.平臺的“產出”效果評價模式構建。在卓越工程師培養過程中，學生獲得優秀的工程能力和創新能力無疑是卓越能力的重要體現。此外學生在人文情懷、綜合科學素養、多學科視野、跨文化溝通交流能力及團隊協作能力方面的表現也是其卓越能力中重要的組成部分[6]。因此對學科競賽或科研活動平臺“產出”效果評價應該是能夠全面衡量學生卓越能力的綜合性體系。在學科競賽或科研活動平臺的建設中，在現有的一些學科競賽或科研活動類型外，還應設置一些培養學生人文素質、國際化交流能力的競賽或科研活動，例如可以引導卓越計劃學生參加辯論比賽，英語演講比賽，組織學生選修國外大學的優秀慕課課程，選派有條件的學生參加跨國訪學或交換生計劃等。此外在學生參加各類學科競賽或科研活動時，要將學生跨學科組團和團隊建設長效機制納入到教師指導和項目考核的重點內容，以培養學生的團隊協作能力，拓展其多學科素養。

應摒棄那種只注重學生競賽排名或獲獎的單一的“產出”效果評價標準。可以將學生是否獲得行業技能認證，是否受到實習企業的好評以及畢業生能最終受到用人單位的青睞等均作為“產出”效果的評價模式。這種綜合性的評價模式才能比較全面地體現學生的卓越能力，綜合反映教育培養效果，也才能為學科競賽或科研活動平臺體系的建設和完善提供有效的反饋通道。

四、采取的措施和成效

針對目前學科競賽與科技活動在卓越機械工程師教育培養中的一些問題，我們開展了一些探索性的工作，取得了一定成效。

1.學科競賽與科研活動的常態化和普及化。我們嘗試以班級為單位，結合學生在各階段的學習內容，設立了一些與教育內容密切相關，全員參與的小型化的競賽活動。例如，當卓越計劃班的學生學習了機械制圖這門課程后，我們就組織試點班的學生學習AutoCAD及CAXA軟件，當學生們掌握了繪圖軟件的使用方法和技能后，進行班級內部的計算機繪圖比賽。當學生到企業進行生產實習時，結合學生分配的不同崗位，開展相應的工具操作技能競賽或者設計方案優選競賽活動。這種類型的比賽或競賽活動，準備和啟動過程相對簡單，同時覆蓋面寬，能夠讓學生全員參與，與學生當前的學習任務密切結合，每個學生均能在活動中有所收獲。

2.以賽促建，加強班風與學風建設。作為成長中的青年學子，大學生的成長與其周邊的環境密不可分，良好的班風學風以及積極向上的寢室氛圍對學生的學習和成才的影響是很大的。我們在卓越計劃班的班級建設中，班主任以及學務指導老師積極鼓勵學生組建學科競賽和科研活動小組，并參與到具體的指導環節。任課老師也利用各種場合動員學生投入到學科競賽和科研活動中，在卓越計劃班形成了良好的科研及創新氛圍，學生對學科競賽和科研活動的參與度極高。以一個30人的卓越計劃班為例，在2014年的湖北省大學生機械設計大賽中，由17名學生組成了多個小組參賽，其中四個項目共計12人獲得省級一等獎，另有2個項目共計5人獲得了省級二等獎。通過吸引學生參加機械設計大賽，在班級形成了良好的創新氛圍和集體凝聚力，對學生完成其他教學活動起到了很好的輔助作用。

3.打破專業壁壘和障礙，組建學生主導型科研與競賽社團和協會。在卓越計劃學生的培養中，可以借鑒應用導向教學法[7]。強調以學生為中心、以實踐為中心、以培養能力為中心，教師則起到引導和協調作用。要把學生的課余時間和興趣引導到學科競賽和科研活動中，關鍵是要發揮學生社團和協會的作用，將大多數學生吸納到有關科研與競賽活動的社團和協會中，讓學生在各類活動中，在與不同專業的同學交流協作中自主管理，自主交流和自主成長。利用參加機械設計創新大賽的契機，我們引導學生設立了機械創新比賽群，將指導老師和參賽學生都納入到群中，同時特別鼓勵卓越計劃班學生參加該群。通過該群，學生與學生之間，學生與老師之間架起了一個良好的溝通交流平臺。此外注重發揮學院專業覆蓋面寬，學科交叉性強的特點，指導學生設立了地大機器人創客協會，將學院里機械工程、電信工程、通信工程以及工業設計等不同專業的同學吸納到該協會，以學生們感興趣的機器人設計與制作為載體，開展了形式多樣的技術培訓和競賽活動，學生們在彼此的協作和競爭中開闊了視野，學習了跨專業的知識，拓展了機械、電子與模型制作方面的實用技能，綜合素質得到了全面提升。

五、結束語

卓越工程師教育培養計劃作為一種新型的大學人才培養模式，實施的時間還不長，還有很多探索性的工作要做。我們認為搞好學科競賽和科研活動體系建設，是機械類卓越工程師培養中非常重要的一個環節，是促進卓越工程師計劃班學生成長和成才的一個有效性的保障，其成效將會在今后的教學工作中漸次顯現。

參考文獻：

[1]馮艷，李玉龍.教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃”[J].中國大學教育，2010，（7）：4-5.

[2]侯永峰，武美萍等.深入實施卓越工程師教育培養計劃，創新工程人才培養機制[J].高等工程教育，2014，（3）：1-6.

[3]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準研制[J].高等工程教育研究，2010，（4）：21-29.

[4]魏軍英，王靜，王吉岱.工科大學生科技創新實踐能力培養體系的建設研究[J].中國電力教學，2014，（3）：14-15.

[5]孫巖，刁鳴，江凌.研究型大學的學生科技創新實踐平臺建設[J].實驗室研究與探索，2010，（11）：116-118.

[6]李培根.工程師教育培養該何以卓越[J].中國高等教育，2011，（6）：13-14.

[7]余國江，姜海，徐湘.卓越工程師培養的德國經驗借鑒研究[J].高教探索，2015，（2）：66-69.

The Research of System Construction about Subjects Competitions and Scientific Researches in the Education and Training Program of Excellent Mechanical Engineers

ZHANG Meng，LI Bo，LIU Qiang，KANG Hong-mei

（College of Mechanical & Electronic Engineering，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China）

Abstract：The education and Training Program of Excellent Mechanical Engineers aims to bring up High-quality mechanical engineering and technical personnel，they have strong Innovation ability and adapt to economic and social development. As an important part of practice teaching，discipline competition and technological innovation activities are the effective way to develop students practical ability，innovation and engineering capabilities. This article on how to construct rational discipline competition and technological innovation system in the education and Training Program of Excellent Mechanical Engineers，put forward some ideas and recommendations for some exploratory practice work has been summarized.

Key words：Excellence Engineers Plan；subject competition；scientific research activities；system construction