二本學生參與機械類課程科研轉化的研究

王英利，王鳳仙，劉春磊

(呼倫貝爾學院 機電工程學院，內蒙古 呼倫貝爾 021008)

一、引言

二本普通高校是我國大學生群體的主流，未來他們將進入各個領域進行基礎性工作，亦是社會的基石。而機械關系著生活的方方面面，尤其智能化、機械化、無人化的浪潮席卷了全世界，對大量合格的機械類創新人才的需求是我們必須重視和解決的問題。機械制圖、大學物理、理論力學、材料力學、公差、AutoCAD、工程材料、電工電子、機械原理、機械設計等課程都是機械類的傳統專業基礎課，大綱、教材、講法都比較成熟，很多課程多年如一日卻很少有改進。由于高校特有的考核機制，教師的科研和授課任務較多，而教師本身精力有限，導致科研成果應用到教學中的比例較低。隨著教學改革的深入，各高校在條件允許的情況下，都鼓勵學生積極參與科研活動[1]。但現狀是二本院校本科生基礎一般，且自控和探索能力不足，參與科研周期長、耗費精力多、收獲不直觀，學生不愿浪費時間參加。這些問題導致教師指導學生參與科研的成本較高，沒有精力也不愿勞心勞力進行指導。

二、觀念轉變

科研是一個主觀能動性的行為，需要團隊配合及各種資源有效運用才會產生正的驅動力。二本院校師生對科研普遍有誤解，而要想破冰邁出第一步，就需要轉變學校和師生的觀念。

1.學生觀念

通過對2018級機械工程專業90位同學的問卷調查，結果發現80%以上同學有意愿參與科研創新活動，但是不知從何入手。79%的同學認為指導教師的能力和引領作用是完成項目的關鍵，30%—50%的同學已經具備完成科研項目所需的基本計算機應用和專業技能，79%的同學能夠認識到團隊的重要性且能團隊協作。目前“95后”的大學生思維活躍，信息渠道暢通，對科技有著很高的熱情。但存在的問題是耐力不足，找不到或不知道怎樣選擇合適的指導教師，沒有有效的溝通渠道，導致好多優秀創意和項目流于形式，沒有得到挖掘和提升。大學生正處于創新的黃金年齡，頭腦還沒有固化且時間精力充足，經過培養完全有能力和老師一起完成各種項目。學生需要轉變思想，認識到參與科研需要先苦后甜，過程和結果一樣重要。老師只是你的引路人和啟迪者，可以平等交流與合作，要做到循序漸進、不急于求成，不懼怕挫折，積累下來的東西對專業知識的融匯貫通和未來的發展都有助益。

2.教師觀念

對于機械這個和工匠精神聯系密切的行業，很多人還停留在舊時代對“師傅”的定位上，尤其在指導學生做項目上，教師常常居高臨下，不能聽取學生的心聲，不能根據學生的水平進行引導。高校教師有項目、有經驗、有資源，但是思維受限且時間精力有限。很多好的項目都需要團隊，二本學校教學任務較重，教師沒有給力的團隊，也不能很好地完成研究項目。這就需要教師有“先種樹后乘涼”的精神，耐心從基礎培養，建立具有“傳幫帶”精神的學生團隊，精耕細作地培養尖子生，各方面資源都用在刀刃上。培養基礎技能的周期在1—2年以上，形成良性循環和傳承需要四年以上。教師要正確看待學生的各種問題和理念，以引導為主，切忌一味打擊，即使是天馬行空的創意也應幫助其完成，而不是進行可行性分析。科研的本質是探索，不應因我們的境界而隨意關閉任何一扇門，未來學生才能有更大的突破創新，而不是一味跟隨模仿別人。

3.學校和社會

學校要轉變觀念建立相應的體制，對于沒有研究生招生計劃的二本院校，鼓勵師生共同科研應該有法可依，保護大家的積極性，不能只空喊口號，要有獎懲措施。讓師生都自愿做科研，提供需要的資源和場所，對于指導教師的工作量有相應的計算方法，否則教師沒有積極性。社會和地方企業也要摘下有色眼鏡，改變對現有二本高校師生的看法，多溝通多了解，理性看待高校師生的科研能力和未來的潛力，把二本高校看成是一個礦。學校和師生也應放低姿態多與企業合作，互相學習、揚長避短，發揮師生的優勢，利用優質資源共同努力創建課程、教研、科研、企業等多元一體的循環機制。在師生共建的團體里可借鑒企業人、力、物資源的運營方式進行管理，有助于科研成果的轉化和保護師生的利益。

三、具體措施

1.學生多角度切入科研

(1)對一、二年級學生應進行科研奠基和引導。采取項目化組隊進行，邊學邊做[2]，通過以老帶新、以賽代練的模式。快速掌握科研工作需要的資料收集和整理提升工作，熟悉計算機軟件的使用，掌握基本機械加工工具的使用；更好地融匯貫通各種編程語言，養成編程思維；培養團隊分工協作意識和能力以及堅韌不拔的精神與良好的抗壓能力；充分利用學生的課余時間安排訓練，適當加壓。采取科學嚴格有效的管理模式，建立任務下發、實施、考核制度，實施周進度表，減少學生因茫然和等待浪費的時間。

(2)對三、四年級課程和畢業設計進行科研引導。已經有了足夠的機、電、液、自動化基礎知識的積累，就有能力結合地方農牧業發展進行智慧農、牧業方面的研究，也可以稍稍擴展現有知識和技能，嘗試一些機器人和人工智能項目。基于雙選的原則，利用課程設計、畢業設計引導學生完成教師科研項目中的子項目也是完全可行的，且經過實踐后效果很好，畢業設計質量大幅提升，對大學生就業轉型和考研有極大的幫助。值得注意的是，選題時需要調研和研討，避免題目太難太偏而使學生沒有能力完成[3]。

(3)以各類學科競賽融入科研。以賽促研、促教、促學效果顯著，學以致用，團隊曾參加2018、2019兩年的機械創新設計、機器人、挑戰杯等大學生競賽并取得了豐碩成果。根據競賽需求對學生進行專項訓練，很好地訓練了團隊協作、查找資料、使用工具、項目路演等能力。學生收益最多的方面體現在：在機械原理結構的靈活運用、仿真建模及3D打印技術的理論到實操、各種機械加工的應用、材料的選擇上、合理的時間分配及危機處理上。整個專業實現了學生機電液一體化自主項目的突破和物電、計算機專業聯合組隊，彌補了學生電控方面的不足，也開啟了人工智能之旅。

(4)校內舉辦力學模型大賽兩次，增強了學生的工程實踐能力與專業技能，提升了基礎知識的實踐轉化效果，提高了相關專業的創新創業能力，更好地實現了應用型人才培養目標。“力學模型制作”鍛煉學生的創新想象能力和實際操作能力；“新媒體模型”鍛煉學生運用互聯網等新手段、新方法，展示傳統力學精髓的能力；比賽后的圖紙和微視頻上傳到線上，模型放到展覽室展覽。這些都成為《材料力學》校級、自治區級混合課程項目和“十三五教育規劃”項目的重要研究內容和亮點，達到了以賽反哺教研和科研，教學、科研、比賽互融互助的模式。學生通過實踐對力學知識、原理的理解和認識，達到了一個新的層次。

2.基礎課程教學科研的相互轉化

改變人才培養方案的課程結構體系，增加一些進行科研活動所需的選修課和相應的實踐類選修課，為有科研需求的師生提供課程支撐。在課程教學大綱中加入部分學科前沿、研究實驗理論及方法方面的內容介紹。任課教師結合科研動態對課程內容和授課方法進行動態調整，引入新的教學方法和教學理念，直接跟工作現場和科研項目對接，培養學生的科研能力。具體實施時注意適度、適量，主要采取小故事、案例、新聞等方式進行引導和課下展示。

機械類基礎課程與科研、教研項目相結合的點比較多，每學期課程團隊都進行2—3次深入挖掘，主要采取教研室定期召開會議，討論、收集教師科研項目向課程轉化的成功案例，并建立素材庫。不同學科方向和專業的教師建立交叉團隊，根據學校情況先后和計算機、物電、農學、教育專業建立團隊進行聯合科研，且發掘了很多新的案例。

3.典型科研轉化課程

本課題開展過程中，挖掘整理出很多機械類基礎課程的科研轉化成果，主要介紹以下三門比較完善和成功的課程。

(1)力學類相關課程。力學教學團隊2015年開始嘗試在材料力學中結合科研案例，到2018年材料力學校級、2019自治區級混合項目、教育部產學研項目都有學生的參與完成，虛擬和實物模型庫的建立、線上資源的維護、力學競賽組織都由骨干學生負責且完成較好。學生還參與完成了三個力學相關的科研項目，開啟了力學課程和科研互動的開端。

(2)機械制圖和CAD類課程。制圖教學團隊高年級同學繪制三維模型供一年級制圖教學，結合3D打印技術進行教學改革和科研，學生參與了模型的制作和教具的開發，打印了部分減速器模型，2019年完成了虛擬裝配的簡單應用。學生使用建模仿真和運動分析參與四個校級以上科研項目和多個大賽項目，并且為就業和考研提供了助力。

(3)機械原理設計類課程。機械設計課程團隊結合2019年校級金課、2018年混合課程進行，團隊教師指導學生參加三屆機械創新設計大賽的實踐活動，已發表相關論文2篇，專利2個，學生還參與了2個相關科研項目的工作并取得階段性成果。

四、結論

學生的積極參與、大學生競賽的加入、科研和教研的融入都給二本院校機械類基礎課程注入了新的活力。時代在變遷，新的機械人要立于不敗之地，探索和鉆研精神不可丟，科研的注入會讓機械教育更富有魅力。學生的加入為科研帶來了新鮮血液，為取得更好的科研成果創造了可能，教師在教授學生的同時也擴展了自身的思路，節約了部分時間和精力，從而把更多的精力放在教學上。通過參與科研，學生受益匪淺，即使身處少數民族邊遠地區，也在技術和心理上得到了淬煉，開闊了眼界，治愈了茫然，為他們的暢想提供了土壤和生長條件，為他們的工作和生活帶來了新的選擇，使未來有了更廣闊的天地，后浪也必將踏浪前行。