以學(xué)科競(jìng)賽推動(dòng)應(yīng)用型機(jī)械工程人才的培養(yǎng)

彭曉君,阮銘業(yè),鄧洪超,董克權(quán)

（肇慶學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東 肇慶 526061）

作為地方高等院校，應(yīng)緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，以培養(yǎng)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的人才作為教學(xué)改革的方向和目標(biāo).近年來(lái)，通過(guò)對(duì)肇慶當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的走訪和調(diào)研得知，企業(yè)希望機(jī)械類專業(yè)的畢業(yè)生能具備更強(qiáng)的專業(yè)應(yīng)用能力及工程實(shí)踐能力.本文中，筆者討論了如何在機(jī)械類專業(yè)中開(kāi)展分階段的學(xué)科競(jìng)賽，以此推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革的進(jìn)行，為地方企業(yè)培養(yǎng)符合應(yīng)用型人才需求的畢業(yè)生.

1 地方院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變的背景

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)高校對(duì)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)定位于研究型人才的層次.隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)人才需求的層次發(fā)生了變化，特別是企業(yè)界，希望有更多具備科學(xué)理論水平同時(shí)又具備實(shí)踐應(yīng)用能力的人才，參與到社會(huì)的大生產(chǎn)中.

根據(jù)社會(huì)對(duì)人才需求的轉(zhuǎn)變，2015年10月21日，國(guó)家教育部、國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)及財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確了地方院校在應(yīng)用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變中的重要作用，給出了相應(yīng)的指導(dǎo)思想和基本思路，并具體地提出了轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要任務(wù).由此可見(jiàn)，地方院校人才培養(yǎng)向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，既是社會(huì)發(fā)展的要求，也是國(guó)家賦予的使命.

應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，不能只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行課程調(diào)整，而是應(yīng)該以社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為依托，尤其需要結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)，努力建立理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)一步融合的教學(xué)體系.《高等教育法》明確規(guī)定：“高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才”［1］.地方院校通常兼具為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)人才的職能任務(wù)，因此，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型過(guò)程中，應(yīng)該走在最前面.肇慶學(xué)院長(zhǎng)期以來(lái)為肇慶地區(qū)培養(yǎng)了大批各行各業(yè)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)人才，為了達(dá)到教育部所提出“全面提高學(xué)校服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的能力”之指導(dǎo)思想目標(biāo)[2]，肇慶學(xué)院以實(shí)踐教學(xué)改革為途徑，積極調(diào)整各專業(yè)的培養(yǎng)方案，力求將應(yīng)用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型體現(xiàn)在常規(guī)的教學(xué)任務(wù)中.

2 機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的特點(diǎn)

在機(jī)械類專業(yè)教學(xué)中，大多設(shè)置了豐富的實(shí)踐環(huán)節(jié)，除了專業(yè)課程會(huì)開(kāi)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課外，還開(kāi)設(shè)了測(cè)繪、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等一系列獨(dú)立實(shí)踐課程.然而，通過(guò)對(duì)學(xué)生專業(yè)技能的掌握情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)多數(shù)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的工程綜合能力比較薄弱，解決實(shí)際問(wèn)題的能力沒(méi)有得到真正提高.究其原因，主要是由于機(jī)械類專業(yè)的實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)體系非常細(xì)致，執(zhí)行過(guò)程按部就班，學(xué)生的主觀能動(dòng)性無(wú)法得到充分發(fā)揮.全國(guó)高校機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容幾乎一致，而且實(shí)踐任務(wù)、實(shí)踐手段都比較陳舊落后，與時(shí)代發(fā)展要求相脫節(jié).我們需要設(shè)計(jì)能符合工程發(fā)展需要的題目，減少各種約束，為學(xué)生提供更加開(kāi)放的實(shí)踐條件，鼓勵(lì)學(xué)生從事更接近生活、生產(chǎn)的實(shí)踐活動(dòng)，這是現(xiàn)階段機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革所能采取的主要手段.

實(shí)踐教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課、實(shí)習(xí)課有密切的聯(lián)系，但是不能認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課、實(shí)習(xí)課就是實(shí)踐教學(xué)的全部?jī)?nèi)容.通過(guò)對(duì)多年實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，筆者認(rèn)為機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革應(yīng)該具備連貫性、進(jìn)階性、時(shí)代性、社會(huì)性、開(kāi)放性等特點(diǎn)：

1）具有連貫性.貫穿整個(gè)專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程的實(shí)踐教學(xué)改革，可以在不同階段為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì).機(jī)械專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，更多地來(lái)自實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié).能夠?yàn)椴煌瑢W(xué)習(xí)階段的學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，可以幫助學(xué)生不斷自我檢驗(yàn)專業(yè)知識(shí)，從而使其保持濃厚的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣.

2）具有進(jìn)階性.機(jī)械專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)是一個(gè)由淺入深的過(guò)程，因此，實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容應(yīng)該能體現(xiàn)工程實(shí)踐不同階段的難度要求.學(xué)生的創(chuàng)造能力也能在這種進(jìn)階的實(shí)踐中得以體現(xiàn)并提高.

3）具有時(shí)代性.從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，機(jī)械行業(yè)的設(shè)計(jì)工具、制造設(shè)備得到了高速發(fā)展.迄今為止，參數(shù)化設(shè)計(jì)工具、數(shù)字化設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了機(jī)械行業(yè)，而且隨著工業(yè)4.0的提出，機(jī)械行業(yè)的發(fā)展將會(huì)進(jìn)入一個(gè)更快的發(fā)展階段.機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)改革，應(yīng)盡可能建立在上述先進(jìn)技術(shù)的實(shí)踐手段上，這樣學(xué)生所掌握的技能才會(huì)是先進(jìn)的.

4）具有社會(huì)性.實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，應(yīng)建立在社會(huì)生活和生產(chǎn)要求基礎(chǔ)上.脫離了社會(huì)需要，盲目從事過(guò)于超前的實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)是弊大于利的.

5）具有開(kāi)放性.實(shí)踐教學(xué)以學(xué)生實(shí)踐專業(yè)知識(shí)為目標(biāo)，但是不該約束學(xué)生使用的專業(yè)技術(shù)工具.我們要為學(xué)生營(yíng)造開(kāi)放實(shí)踐環(huán)境，允許學(xué)生自主選擇實(shí)踐方法，這樣可以有效提高學(xué)生的實(shí)踐興趣及主觀能動(dòng)性.

3 學(xué)科競(jìng)賽在機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的重要性

所謂學(xué)科競(jìng)賽，是建立在學(xué)科專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以提高實(shí)其踐能力為主要目的，創(chuàng)造性地完成任務(wù)的專業(yè)競(jìng)賽.我們可以通過(guò)短期的競(jìng)賽目標(biāo)刺激學(xué)生，讓學(xué)生在完成競(jìng)賽任務(wù)的過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并嘗試綜合利用專業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題，從而使其實(shí)踐能力得到鍛煉.

近年來(lái)，學(xué)科競(jìng)賽在機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，起到越來(lái)越重要的作用.2004年開(kāi)始，經(jīng)教育部高等教育司批準(zhǔn)，教育部高等學(xué)校機(jī)械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)每2年主辦一屆“全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”.大賽的目的在于提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力與協(xié)作精神；加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際需求進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、制作的實(shí)踐工作能力，吸引、鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件[3].作為機(jī)械類專業(yè)的全國(guó)性學(xué)科競(jìng)賽，這一賽事多年來(lái)吸引了各高校機(jī)械專業(yè)學(xué)生的積極參與，也吸引到了國(guó)內(nèi)外企業(yè)的關(guān)注.競(jìng)賽現(xiàn)已成為展現(xiàn)我國(guó)機(jī)械類學(xué)生綜合實(shí)踐能力的舞臺(tái).各省、各高校為了充分發(fā)揮大賽的作用，為學(xué)生提供連續(xù)性的實(shí)踐平臺(tái)，每年都會(huì)舉辦相應(yīng)的機(jī)械學(xué)科創(chuàng)新競(jìng)賽.從近年來(lái)的競(jìng)賽成果看，學(xué)生作品的水平不斷提高，結(jié)構(gòu)性、工藝性更為合理.此外，競(jìng)賽受到的社會(huì)關(guān)注度也不斷提升，不少技術(shù)成果在競(jìng)賽過(guò)程中就被企業(yè)相中并購(gòu)買[4].

4 建立多階段的學(xué)科競(jìng)賽體制

分階段的學(xué)科競(jìng)賽，可以為不同年級(jí)層次建立短期和長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)，對(duì)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)有良好的促進(jìn)作用.中、低年級(jí)的學(xué)生通過(guò)初級(jí)競(jìng)賽鞏固專業(yè)基礎(chǔ)，提高了專業(yè)技能，同時(shí)還會(huì)對(duì)高年級(jí)的題目進(jìn)行學(xué)習(xí)、理解，更加明確專業(yè)學(xué)習(xí)的方向及目標(biāo).高年級(jí)學(xué)生經(jīng)過(guò)中、低年級(jí)的基礎(chǔ)訓(xùn)練及實(shí)踐，專業(yè)實(shí)踐能力得到了系統(tǒng)提高.學(xué)生面對(duì)工程問(wèn)題時(shí)，會(huì)從專業(yè)的角度進(jìn)行考慮，優(yōu)化方案并通過(guò)實(shí)施檢驗(yàn)方案的科學(xué)性.

肇慶學(xué)院為了能更有效地推動(dòng)機(jī)械類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的進(jìn)行，每年分階段開(kāi)展機(jī)械學(xué)科競(jìng)賽，根據(jù)高、中、低年級(jí)學(xué)生的不同專業(yè)水平，設(shè)置不同的競(jìng)賽任務(wù)，力求做到最大范圍的激勵(lì).分階段機(jī)械學(xué)科競(jìng)賽的目的及具體內(nèi)容詳見(jiàn)表1.

表1 分階段機(jī)械學(xué)科競(jìng)賽的目的及具體內(nèi)容

4.1 專業(yè)基礎(chǔ)技能應(yīng)用競(jìng)賽

專業(yè)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練以基本的機(jī)械認(rèn)知為目的，旨在讓學(xué)生通過(guò)對(duì)新的機(jī)械設(shè)計(jì)手段的學(xué)習(xí)和實(shí)際操作，掌握先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法.

在課堂學(xué)習(xí)中，低年級(jí)學(xué)生除了工程制圖能力得到了系統(tǒng)訓(xùn)練外，其他的專業(yè)知識(shí)還較為薄弱，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)還停留在感性認(rèn)識(shí)階段.以機(jī)械產(chǎn)品的測(cè)繪作為競(jìng)賽內(nèi)容，可以為機(jī)械類低年級(jí)學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，既鍛煉了其工程制圖及零件測(cè)繪能力，還讓他們有機(jī)會(huì)接觸典型的機(jī)械零部件產(chǎn)品，對(duì)這些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、原理、功能等形成初步的認(rèn)識(shí).在競(jìng)賽項(xiàng)目設(shè)置上，分為工程制圖及三維制圖2方面.工程制圖要求學(xué)生嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)指定的機(jī)械零件、部件產(chǎn)品進(jìn)行精確測(cè)繪，目的是通過(guò)實(shí)踐提高學(xué)生的工程制圖能力以及對(duì)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的使用能力與零件的測(cè)繪能力.三維制圖則要求學(xué)生使用參數(shù)化工程軟件，完成更為復(fù)雜的部件或整機(jī)模型構(gòu)建，目的在于通過(guò)實(shí)踐提高學(xué)生的建模能力及對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析能力.學(xué)生在參加競(jìng)賽過(guò)程中，需要綜合應(yīng)用工程圖學(xué)、工程軟件應(yīng)用、逆向工程等課程的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，熟練掌握并應(yīng)用國(guó)家相關(guān)的制圖標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，這些可以為今后的機(jī)械課程學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的技能基礎(chǔ).

4.2 專業(yè)技能應(yīng)用競(jìng)賽

專業(yè)技能應(yīng)用訓(xùn)練是對(duì)前一階段基礎(chǔ)技能的提高，實(shí)踐內(nèi)容主要是典型的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生能初步掌握其分析設(shè)計(jì)方法.中年級(jí)學(xué)生已經(jīng)較為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了專業(yè)基礎(chǔ)課程，在工程力學(xué)、機(jī)械原理等主干課程的支撐下，已經(jīng)具備了分析及設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的能力.在競(jìng)賽項(xiàng)目設(shè)置上，根據(jù)工程實(shí)踐的具體案例，為中年級(jí)學(xué)生設(shè)置了原理性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù).對(duì)學(xué)生的要求是根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，并通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析與動(dòng)力分析，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).學(xué)生通過(guò)參加競(jìng)賽，掌握了典型的機(jī)械機(jī)構(gòu)原理，并學(xué)會(huì)了應(yīng)用其解決工程問(wèn)題；同時(shí)，還掌握了工程軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)技巧，能結(jié)合工程力學(xué)知識(shí)優(yōu)化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).

4.3 專業(yè)綜合技能提高應(yīng)用競(jìng)賽

提升專業(yè)綜合技能的訓(xùn)練，是在之前實(shí)踐能力基礎(chǔ)上的綜合應(yīng)用及提高.這個(gè)階段的任務(wù)，是讓學(xué)生綜合掌握具有時(shí)代特性的機(jī)械設(shè)計(jì)工具及制造裝備，培養(yǎng)其具備工程實(shí)踐要求的能力.

高年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備相當(dāng)?shù)膶I(yè)理論知識(shí)，并對(duì)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)有了一定程度的系統(tǒng)化認(rèn)知，具備了解決工程問(wèn)題的理論基礎(chǔ)，他們?nèi)狈Φ闹皇蔷唧w產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)踐.我們組織的競(jìng)賽參照國(guó)家及省級(jí)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽題目，結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品要求，設(shè)置出具有工程實(shí)踐價(jià)值的機(jī)械設(shè)計(jì)題目.由于題目已經(jīng)與工程實(shí)踐接軌，對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用及拓展要求較高，所以需要配備必要的指導(dǎo)老師.

在競(jìng)賽中，學(xué)生可根據(jù)題目的要求發(fā)揮主觀能動(dòng)性，根據(jù)自身的專業(yè)知識(shí)自主選擇設(shè)計(jì)方案.評(píng)委組先對(duì)初步設(shè)計(jì)方案的可行性與設(shè)計(jì)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，并提出修改建議；之后學(xué)生完成第2次設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析、優(yōu)化，再向評(píng)委組提交具體方案.這個(gè)階段的競(jìng)賽，以專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用及專業(yè)技能的綜合實(shí)踐鍛煉為目的，因此要求學(xué)生在作品的設(shè)計(jì)、制造等過(guò)程中，參照工程實(shí)踐的規(guī)范執(zhí)行.具體實(shí)施過(guò)程如圖1所示.

圖1 參照工程實(shí)踐規(guī)范的作品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程

5 分階段學(xué)科競(jìng)賽對(duì)培養(yǎng)方案的影響

為了將分階段的學(xué)科競(jìng)賽與教學(xué)體系有效結(jié)合起來(lái)，肇慶學(xué)院對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了調(diào)整，每學(xué)期增設(shè)了實(shí)踐課程，擴(kuò)充了實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容.實(shí)踐課程的設(shè)置，有效地融合了每個(gè)階段的專業(yè)課程，并為學(xué)科競(jìng)賽的開(kāi)展提供了平臺(tái).

表2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置

6 總結(jié)及展望

通過(guò)對(duì)機(jī)械類專業(yè)開(kāi)展分階段的學(xué)科競(jìng)賽，分階段地實(shí)踐專業(yè)理論知識(shí)，促使學(xué)生的工程實(shí)踐能力在不同學(xué)習(xí)階段都得到鍛煉，有效地推動(dòng)了實(shí)踐教學(xué)改革的進(jìn)行.通過(guò)對(duì)地方用人單位的走訪，了解到參加過(guò)學(xué)科競(jìng)賽實(shí)踐的學(xué)生，不但專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能領(lǐng)先于其他學(xué)生，而且具備更好的適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力及溝通能力，深受用人單位的歡迎.為了保證培養(yǎng)的機(jī)械工程應(yīng)用型人才能更好地符合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，需要對(duì)地方企業(yè)進(jìn)行更深入的調(diào)研，努力完善培養(yǎng)方案，進(jìn)一步調(diào)整課程配置，不斷優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié).