基于學(xué)科競賽的機(jī)械專業(yè)本科人才培養(yǎng)模式的優(yōu)化

陳禎 張萌 雷波

摘要：分析現(xiàn)有本科人才培養(yǎng)模式下，高等院校參加機(jī)械類學(xué)科競賽存在的共性問題。結(jié)合學(xué)科競賽平臺(tái)與本科生素質(zhì)教育理念，討論基于學(xué)科競賽的機(jī)械專業(yè)本科生教育培養(yǎng)模式優(yōu)化措施，提高機(jī)械類本科生的工程實(shí)踐能力和綜合創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競賽;培養(yǎng)模式;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）38-0050-03

國務(wù)院2015年印發(fā)《中國制造2025》，提出了實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)，對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)，特別是機(jī)械專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。在2018年教育部頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》中，明確了“創(chuàng)造性設(shè)計(jì)能力”和“工程實(shí)踐能力”的兩大培養(yǎng)要求[1]。因此，改革機(jī)械專業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，著重培養(yǎng)和提高機(jī)械專業(yè)本科人才的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力尤為迫切。

一、機(jī)械專業(yè)兩大重要的學(xué)科競賽

目前，全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽（簡稱機(jī)械創(chuàng)新大賽）和全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽（簡稱工程訓(xùn)練大賽），是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)兩個(gè)重要的學(xué)科競賽，每隔兩年舉辦一次。

機(jī)械創(chuàng)新大賽經(jīng)教育部高等教育司批準(zhǔn)，由教育部機(jī)械學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主辦，由機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)、國家機(jī)械原理教學(xué)研究會(huì)、國家機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)研究會(huì)以及知名大學(xué)共同承辦，面向全體大學(xué)生。其目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和協(xié)作精神;強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力與工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提升，增強(qiáng)本科生針對(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。

工程訓(xùn)練大賽是由教育部高等教育部組織的全國性大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐比賽，是為深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提升大學(xué)生的工程創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，開展的公益性科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。

機(jī)械創(chuàng)新大賽已成功舉辦八屆，成為教育部四大競賽之一。每一屆的設(shè)計(jì)命題都關(guān)注日常生活出現(xiàn)或面臨的問題，緊扣社會(huì)需求，富有社會(huì)責(zé)任感，其中的優(yōu)秀作品有的申請(qǐng)了發(fā)明專利，有的甚至推向市場，提升了國民生活便利，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展[2-3]。工程訓(xùn)練大賽首次舉辦于2009年，至今已成功舉辦五屆，其命題主要圍繞無碳小車的S形賽道和8字形賽道競賽展開，逐屆略有變化，命題相對(duì)集中。這兩項(xiàng)大賽已經(jīng)逐步成為高等院校培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力與工程實(shí)踐能力的重要平臺(tái)。因此，加強(qiáng)機(jī)械專業(yè)的學(xué)科競賽與日常教學(xué)的銜接，依托競賽進(jìn)行教學(xué)改革，優(yōu)化傳統(tǒng)培養(yǎng)模式，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要方法。

二、存在的問題

目前各大高等院校對(duì)上述機(jī)械專業(yè)的兩類競賽尤其重視。有的院校由教務(wù)處處長甚至副校長負(fù)責(zé)牽頭組織與實(shí)施，并取得了豐碩的成果，在一定程度上對(duì)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)以及創(chuàng)新實(shí)踐能力的提升起到了促進(jìn)作用。但是就全國而言，在整個(gè)競賽的準(zhǔn)備過程中，仍存在以下不容忽視的問題。

1.學(xué)生對(duì)競賽的參與度欠缺。部分學(xué)校學(xué)生參賽的積極性不夠，報(bào)名隊(duì)伍不多。以筆者所在工作單位為例，機(jī)械專業(yè)本科生一個(gè)年級(jí)一共5個(gè)教學(xué)自然班，約150人。但是實(shí)際報(bào)名的學(xué)生不到三分之一。最后堅(jiān)持做下來完成比賽的隊(duì)伍僅有幾組。經(jīng)過調(diào)查，大部分專業(yè)同學(xué)并沒有實(shí)際參與到競賽中來，有的同學(xué)甚至連比賽題目都不了解。而且較多報(bào)名參賽的同學(xué)在后續(xù)的設(shè)計(jì)及制作過程中遇到困難就各自退縮，從而自我放棄了比賽。

2.參賽隊(duì)伍組建與職能管理欠缺。參賽隊(duì)伍存在分工不明確、工作分配不合理等現(xiàn)象。由于上述兩類大賽均為兩年一屆，因此參賽的同學(xué)以大二和大三年級(jí)為主。在組隊(duì)過程中，通常學(xué)生的素質(zhì)不等，有的小組基本只有組長等一到兩位同學(xué)從頭到尾參與了方案提出、分析、討論、修改、確定以及零件的設(shè)計(jì)、加工和成品的裝配、調(diào)試等一系列完整流程，真正參與到整個(gè)過程;小組其他同學(xué)僅僅完成諸如文檔整理、3D效果渲染、展板制作等部分簡單的輔助工作。如此一來，只有小組核心同學(xué)在競賽過程中得到各項(xiàng)能力的鍛煉與提升，其他同學(xué)的能力成長極其有限。

3.參賽隊(duì)伍的作品質(zhì)量欠缺。部分參賽作品突擊制作，質(zhì)量不高。參賽隊(duì)伍的具體工作進(jìn)程安排比較混亂，沒有一個(gè)明確的分工合作與流程管理。很多小組通常在臨近比賽的幾天前才完成實(shí)物制作，沒有對(duì)作品進(jìn)行充分的安裝和調(diào)試。同時(shí)，作品設(shè)計(jì)比較簡陋，制作粗糙，裝配工藝簡陋。而且，由于比賽時(shí)間的倉促和學(xué)生設(shè)計(jì)水平的局限性，學(xué)生傾向于在網(wǎng)上模仿甚至抄襲已有商品的現(xiàn)象，或是僅僅在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單的改進(jìn)，而不是整體結(jié)構(gòu)或者設(shè)計(jì)思路的創(chuàng)新，在功能上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)有應(yīng)用的同類產(chǎn)品的技術(shù)水平。

4.競賽指導(dǎo)教師欠缺。部分院校存在指導(dǎo)教師人數(shù)偏少、參與程度不夠的問題。這些院校在競賽準(zhǔn)備過程中，僅有部分教師參與指導(dǎo)歷次競賽，而且存在一名教師同時(shí)指導(dǎo)幾個(gè)小組的現(xiàn)象。而有的老師從未指導(dǎo)過一次競賽。如此一來，由于教師的時(shí)間與精力有限，必然影響參賽隊(duì)伍的過程控制和質(zhì)量管理。

三、機(jī)械專業(yè)本科生培養(yǎng)模式優(yōu)化的幾點(diǎn)建議

針對(duì)上述問題，為了更好地培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新精神和綜合能力，提出機(jī)械專業(yè)教育教學(xué)改革與本科生培養(yǎng)模式優(yōu)化的幾點(diǎn)建議，其示意圖如圖1所示。

1.優(yōu)化專業(yè)課程群。機(jī)械專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的課程門類眾多，且包含大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。可通過整合教學(xué)資源與教學(xué)環(huán)節(jié)，把競賽同現(xiàn)有各類實(shí)踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，“以賽促教，以賽促學(xué)”。建議把競賽納入教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新教育和實(shí)踐能力培養(yǎng)。例如可以讓學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)從競賽中選題，在完成競賽作品的同時(shí)，完成部分畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。另外，學(xué)生在圍繞競賽的一些實(shí)物制作環(huán)節(jié)應(yīng)該可以抵扣部分培養(yǎng)方案中實(shí)踐課程的學(xué)分，避免了學(xué)生過重的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。

調(diào)整課程次序，構(gòu)建課程體系，理清先修后修課程次序，制訂適應(yīng)拓展型人才理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐訓(xùn)練的機(jī)械工程人才培養(yǎng)、工程實(shí)踐能力與設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程體系，更多地給予學(xué)生從事實(shí)踐、選擇教學(xué)資源的機(jī)會(huì)。

制訂機(jī)械工程創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo)和教改實(shí)施方案，強(qiáng)調(diào)綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性“三性”實(shí)驗(yàn)的建立，加強(qiáng)理論課程與實(shí)踐的結(jié)合。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)綜合實(shí)踐和課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐和創(chuàng)新，擯棄一成不變的課程設(shè)計(jì)選題，鼓勵(lì)學(xué)生從社會(huì)生活實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題作為選題。這將為競賽的順利開展和學(xué)生必備的知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)提供保障。針對(duì)性地增加面向各類競賽的目標(biāo)課程如《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》等，彌補(bǔ)學(xué)生在創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論知識(shí)上的不足。

2.建設(shè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與創(chuàng)新基地。一方面，應(yīng)當(dāng)重視教學(xué)改革，加強(qiáng)青年教師創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)。高水平教師隊(duì)伍的建設(shè)，尤其是青年教師隊(duì)伍的建設(shè)，是教學(xué)改革成功與否的關(guān)鍵。為了確保教學(xué)改革能夠取得良好的效果，建議學(xué)院抽調(diào)工作責(zé)任心強(qiáng)和業(yè)務(wù)素質(zhì)能力高的中青年教師組成教學(xué)改革團(tuán)隊(duì)，并安排工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)多的中老年教師擔(dān)任青年教師導(dǎo)師，指導(dǎo)青年教師更好、更快地成長。此外，針對(duì)教師工程實(shí)踐能力薄弱的問題，學(xué)院可以定期邀請(qǐng)行業(yè)相關(guān)企業(yè)進(jìn)校對(duì)教師進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，并組織教師赴企業(yè)開展專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，提升與強(qiáng)化教師實(shí)踐環(huán)節(jié)輔導(dǎo)能力。

另一方面，結(jié)合競賽特點(diǎn)成立創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，分配指導(dǎo)教師作為競賽導(dǎo)師，建設(shè)創(chuàng)新工作組。團(tuán)隊(duì)成員以老帶新，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作、共同創(chuàng)造的良好習(xí)慣。強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)建設(shè)，在每一個(gè)團(tuán)隊(duì)中，以老隊(duì)員為核心，不斷補(bǔ)充發(fā)展新人，以老帶新，傳授相關(guān)知識(shí)與技能，形成若干支有戰(zhàn)斗力和凝聚力的競賽、創(chuàng)新隊(duì)伍梯隊(duì)。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的學(xué)生一方面可以利用業(yè)余時(shí)間發(fā)展自己的潛力，并進(jìn)行一些創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和制作，以提高他們學(xué)習(xí)該學(xué)科知識(shí)的興趣;另一方面，可以適當(dāng)參與指導(dǎo)教師的研究課題，開闊視野，積累未來的經(jīng)驗(yàn)。

此外，搭建創(chuàng)新平臺(tái)，完善創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室與工作間等硬件條件，為上述創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的正常工作提供物質(zhì)保障與技術(shù)支持，包括各種基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的開放和整合。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和功能公布在互聯(lián)網(wǎng)上，讓學(xué)生掌握它們的使用流程和操作規(guī)范。學(xué)生可以配備必要的技能培訓(xùn)中心和加工中心，在老師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)的基本工作技能，為競賽作品制作儲(chǔ)備必要的技術(shù)基礎(chǔ)?？稍O(shè)置專項(xiàng)創(chuàng)新資金，為創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究提供資金支持等。

3.重建考核評(píng)價(jià)體系?？己嗽u(píng)價(jià)體系要隨著教學(xué)改革的深入而做出相應(yīng)調(diào)整，不能采用簡單粗暴的單一模式?？己嗽u(píng)價(jià)體系要考慮兩方面，一方面是針對(duì)學(xué)生的考核評(píng)價(jià)，另一方面是針對(duì)指導(dǎo)教師的考核評(píng)價(jià)。

首先，學(xué)生的成績考核評(píng)價(jià)方式要適應(yīng)教學(xué)改革的變化，考核評(píng)價(jià)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)展全面的素質(zhì)能力、創(chuàng)新精神，成績?cè)u(píng)定對(duì)學(xué)生起激勵(lì)引導(dǎo)作用。針對(duì)學(xué)生參與競賽積極性不高、參與程度不夠的現(xiàn)象，可以采取以下方法優(yōu)化本科生培養(yǎng)模式，提高學(xué)生的積極性。如可以修訂成績?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，在保證總學(xué)分不變的前提下，減少課堂理論教學(xué)環(huán)節(jié)，增加競賽類實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)分占比;增加激勵(lì)措施，針對(duì)性地提高競賽獲獎(jiǎng)同學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金和保研資格的評(píng)比比例，或者減免學(xué)費(fèi)等。調(diào)研得知華中某理工院校實(shí)施的政策是獲得機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國賽二等獎(jiǎng)及以上的同學(xué)將直接獲得保研資格，不僅極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與競賽的積極性和主動(dòng)性，還提高了參賽作品的質(zhì)量，達(dá)成教學(xué)效果良性循環(huán)。

其次，對(duì)于競賽指導(dǎo)教師而言，學(xué)校在聘期考核評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)充分肯定競賽指導(dǎo)教師的幕后工作，不能一味強(qiáng)調(diào)科研產(chǎn)出與課堂授課學(xué)時(shí)及工作量。并且在崗位評(píng)聘時(shí)應(yīng)該制定合適的政策向獲得競賽獎(jiǎng)勵(lì)的指導(dǎo)教師傾斜，充分調(diào)動(dòng)教師參與競賽熱愛競賽的積極性，促成教學(xué)相長的良好局面。

四、結(jié)束語

總之，依托機(jī)械專業(yè)的各類學(xué)科競賽，結(jié)合高校創(chuàng)新教育，采取基于學(xué)科競賽的本科生教育培養(yǎng)模式優(yōu)化措施，進(jìn)行本科生教育的培養(yǎng)模式改革，切實(shí)提高培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和綜合實(shí)踐能力，既符合教育部提出的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》的培養(yǎng)要求，也是實(shí)現(xiàn)《中國制造2025》強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要保障。

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Optimization of Undergraduate Talents Training Model of Mechanical Specialty Based on Subject Competition

CHEN Zhen，ZHANG Meng，LEI Bo

（School of Mechanical Engineering and Electronic Information，China University of Geosciences （Wuhan），Wuhan，Hubei 430074，China）

Abstract：This paper analyzes the common problems of participating in the competition of mechanical subject in colleges and universities under the current training mode of undergraduate talents.Based on the platform of subject competition and the concept of quality education for undergraduates，this paper discusses the optimization measures of undergraduate education mode of mechanical specialty based on subject competition，so as to improve the engineering practice ability and comprehensive innovation ability of mechanical undergraduates.

Key words：subject competition;training model;teaching reform