新工科農機專業導師制對學生創新能力培養探索

0 引言

2017年2 月，基于工程教育改革的理念下，教育部在復旦大學和天津大學分別召開了新工科研討會，此舉是為應對新一輪科技革命和產業變革所面臨的新機遇，新挑戰而提出“新工科理念”

。農機作為新世紀農業生產的主要生產力，農機的智能化、信息化越來越普及。對新時代的農機人才要求也越來越高

。

社會在不斷的發展進步，書籍作為人們進步的階梯，其價格也隨著攀升，醫院有限的資金投入肯定無法滿足所有的醫務人員的書籍購買要求，因此就需要對服務方式進行轉變。在收集了醫院醫務人員的書籍請求后，對書籍請求進行適當的篩選，對于可讀性強、實用性廣的書籍請求，采取書籍購買，這樣可以有效的緩解資金不足的緊張局面。然后剩余的書籍雖不能購買紙質書籍，但是可以借助發達的網絡信息技術來實現閱讀。

針對“新工科”人才的培養，已經有很多的教學改革和推廣案例。張開飛等

提出在本科教學推廣翻轉課堂，提高教學活動質量。屈哲等

提出基于科研實驗室的教學活動，提高了學生的創新能力。何勛等

針對農機專業在課程教學中運用虛擬仿真技術，解決了實踐教學大投入的問題。南京理工大學王海俠等

在進行了本科生導師制的教學改革研究。吳江賢等

在高職教育中應用導師制培養方法，實踐證明導師制明顯提高學生整體素質。

導師負責制在研究生教育中一直是教學質量的保證，通過導師一對一的指導和科研任務的鍛煉，提高了個人能力，為畢業后工作打下堅實的基礎。如何在本科培養中應用導師負責制提高創新能力成為研究熱點。

1 工科實驗班導師制的探索與實踐

為了培養“新工科”要求下的新型農機人才，河南農業大學從2019年開始落實選拔綜合能力較優的30名左右學生，組建成新工科實驗班，目的在于培養一批相應專業的德才兼備、全面發展的高質量高素質精英人才。實驗班的成員均是高考成績和大一成績優秀者，大部分希望進行本碩連讀。同時工科班的培養采用導師制和實驗班教學結合的全新教育方式。導師制的實施發揮了教師在人才培養中的重要作用，使教育教學更有溫度，思想引領更有力度，立德樹人更有效度。

1.1 構建“多面型”導師制

導師制的優勢就是可以提高學生的主觀能動性，從讓學生動手做到學生自己動手做。農機專業以往的教學內容主要是基礎理論知識學習，實踐學習內容比較老舊。有些校內實踐教學用的農機具都是十幾年前的老舊機型，但是現代的智慧農機靠的更多的是信息化、自動化。導師的項目基本都是迎合實際農業生產中的困難而產生的，本科生跟隨導師研究項目不僅可以了解農機具的前端知識，開闊眼界，也可以在導師領導的團隊里參與樣機的制作，驗證自己理論學習的知識。

1.2 建立“三位一體”工作機制

學院成立導師制工作領導小組聯系本科生和導師，本科生根據個人興趣和個人技能優勢選擇不同導師，導師指導本科生參與科研項目，精準施教，學習課堂以外的知識。通過學院的規劃指揮，學生的積極參與，導師的引導，“三位一體”的使導師制在本科教育中推廣開來，使本科生學到真本領。

1.3 創新考核方法

將導師的課題項目引入課堂，并制定相應的學分及考核辦法。例如，在課程設置上適當加大創新課程的學分及考核辦法，并適當調整其教學方式。同時，在課堂教育內容上，可選擇性地從學生專業的知識背景及生活情境著手，引導學生的創新思維及意識。課程作業可以為探討型，即制定課題方向，由每位同學查閱資料，獲取前沿知識，加深對本領域理解；然后由每位同學上臺講解所學或查閱資料，鍛煉學生語言表達和自我展示能力。

1.4 重視實踐性教學

通過自己操縱，自己編程，自我思考，讓刀具按照既定軌跡運動，從而提升學生的操作能力和思考能力。

1.5 構建校內外雙導師制

校企聯合培養指導，在校內導師和企業導師的雙重指導下，通過讓學生直接參與企業實際工程問題的研究，或者參與校內導師承擔的實際工程科研項目，為學生提供創新空間。學生通過項目牽引，可真刀實槍地快速融合所學知識，并將其轉化，進一步提升了實踐能力、溝通交流能力、團隊協作能力和創新能力。

2 工科實驗班導師制優勢

2.1 提高教學質量

“我的電影中各種對立的電影詞匯、橋段、元素和經驗都會相互碰撞，2D和3D只是其中的一種。”畢贛說，《路邊野餐》是一部關于時間的電影，很多人誤以為里面的那個長鏡頭是一個夢，這是一個超現實段落，但它肯定不是夢，又有夢的特征和質感。在他看來，《地球最后的夜晚》到了后半段，是一部關于夢和記憶的電影，記憶的質地、夢的質感，跟3D的立體感非常像。

截止到2020年底，機電學院農機導師共指導本科生近200人，他們均參與導師科研項目，協助導師完成三維設計，仿真，試驗數據統計分析等工作，近一半學生參加過“挑戰杯”，“3D大賽”等國家級、省級大賽并取得一定名次。

2.2 強化基礎性技能掌握

自2005年10月深化改革，工商銀行完成股改正式上市以來，工行在經營發展、客戶服務和企業文化建設等方面都邁上了一個新的臺階。迪慶工行通過增資擴股、清收不良貸款、完善法人治理、強化內控管理、利用央行票據置換不良資產、消化歷史包袱等一系列措施,不斷增強金融實力和服務能力,經營發展步伐明顯加快。

2.3 提高實踐性創新能力

采用的導師制并不僅僅是導師一個人“單兵作戰”，而是以導師為授課老師為基礎，再增加導師一對一指導、導師所指導的研究生協助和輔導員的監督。本科生對老師除了在課堂上有互動，在課外基本沒有交流，導致教育資源浪費。導師制可以將老師與學生的聯系更加緊密，拉近距離。老師可以將在項目中的內容分享給學生，而不僅僅是書本中的內容。通過學校組織優秀博士生、研究生講壇分享研究心得，前沿知識，也可以了解不同老師的研究課題。

為了適應河南省農業現代化的需要，農業機械化理論教學應做到教學計劃要反應農機與農藝、技術與管理、機與電的相互結合。而專業導師制可以做到多導師對多學生，一個班級的學生每個人的導師的擅長領域不同，班級同學在學習中也可以互相交流，從而了解到多學科、多領域的內容，正符合“新工科”要求的多學科人才培養的要求。

2.4 實訓鍛煉實操能力

新工科實驗班去軒明參加實訓，參觀工業機器人運轉平臺。實訓內容為提高零件的加工精度。需解決刀具和工件的對定問題，即確定零件的工件坐標系與機床坐標系的偏置關系。針對機械專業的學生，實訓內容需要加工該齒輪的鍵槽，如圖1（a）所示，其編程原點和工件原點必須重合，即WCS與MCS必須同心。由于激光是一束光，不能直接確保光斑的中心點和工件的圓心點完全重合。因此，需要試切找正法，編制試切程序，設置編程坐標原點WCS1，重復試切找正法步驟，完成后激光的光斑中心準確的停止在設定的編程坐標原點WCS1上。此時，齒輪的直徑D是已知的，僅需移動激光頭，X、Y軸的移動距離為D/2，即是WCS2，從而獲得加工零件的編程原點。但是由于激光機床上，用來XYZ軸移動的按鈕沒有步進方式，也沒有手持脈沖發生器，很難將XYZ軸移動到一個準確的位置。因此在激光加工配置的軟件的調試菜單里面進行精確的偏移，如圖1（b）所示，從而完成了工具和刀具的對定，即對刀的過程。

實踐性教學是農業機械化教學中的根本性任務。目前國外例如美國、德國、英國等，在本科階段實踐教學是很重要的部分。學生在大學校園內不僅完成理論知識學習，還要完成實踐內容的考試才能順利畢業。農機專業最基礎的發動機拆裝實踐，不同播種器結的結構實踐等已經很難滿足“新工科”的要求，現在熱門的植保無人機拆裝實踐、植保作業模擬實踐、拖拉機自動導航駕駛系統實踐、高速氣吸式播種機等實踐內容才是當下所需。讓他們看到并認識到農機專業的迫切需求，讓學生們意識到本專業的前沿，本專業的地位，都應熱愛這個行業。提高每一位同學的熱情，能夠好的激發學生的創造力。

2.5 豐富科研競賽內容

本科生參加科研競賽可以提高創新能力，增長見識和人際交往能力。一個人參加競賽是一個很大的挑戰，所以組建一個團隊是至關重要的。在校內，省內甚至全國范圍內每年都有各種類型的比賽，最基本的計算機繪圖技能大賽到“東方紅”杯農機大賽、全國機器人大賽等。導師制給了本科生一個很好的參賽平臺，老師可以指導，學長可以帶領學習。近些年參與競賽及受眾學生群體逐年擴大，如圖2所示。

陸靜山將鄉村兒童圖書館的特點總結為實用性和工具性，并在圖書館建設中秉持實用主義的辦館理念。鄉村兒童作為鄉村建設的主要后備力量，需要掌握更多解決鄉村實際問題的實用工具，陸靜山認為應該“把圖書當作一種工具來看待，是一種生活工具，一種‘做’的工具”［7］（5），這與陶行知的“工具主義圖書論”相契合。根據其觀點，設立鄉村兒童圖書館的目的，是為了提供一個引導兒童利用工具的場所和兒童日常生活參考的重要基地，以期解決兒童生活中的部分問題，凸顯了鄉村兒童圖書館的工具性、實用性特征。

基礎技能決定了學生未來的學習潛力，而且通過學習還可以增強對農業機械化知識的了解。其一，強化對基礎知識的感悟，深刻理解所有的概念、公式、定理、計算法則等，并讓學生掌握各知識點之間的內在聯系，理清知識結構，形成整體的認識，并能綜合運用。譬如：組合圖之間的關系，學生應從整體上理解這部分內容，從結構上把握教材，達到熟練地將這兩部分知識相互轉化。其二，熟練掌握基本方法，諸如電路和制圖的解法，尤其是機械原理和機械設計基礎，好多概念包括機構如何去求解，要對每一種方法的內涵和解題步驟熟練掌握。其三，提高基本技能，工科最基礎的電腦制圖、三維制圖軟件如AUTOCAD、辦公軟件如Office等的熟練使用。此外就是對科研實驗的各個環節的熟悉，了解創新設計，樣機制作，田間試驗，大田實驗這一整套研究過程，培養嚴謹細致的科研精神。

3 新工科導師制對學生能力的提高

3.1 創新畢業設計模式

校企聯合培養指導畢業設計。利用校內和校外企業資源，融合理論與實踐開發能力，在雙重導師指導下，完成從畢業選題，查閱資料、分析設計、實施開發等畢業設計全過程。選題內容可以是工程實際問題，有助于讓學生快速融入企業生產實際，在項目進行中學生可以邊做邊思考，發現實際問題，企業可為學生提供創新設計空間。在完成畢業設計的過程中，學生進一步提升了實踐能力、溝通交流能力、團隊協作能力和創新能力。

不過，2016年的時候，出于某些原因，斯沃琪集團品牌也曾全部缺席當年GPHG日內瓦鐘表大賞；2017年，只有浪琴一只“大眼”計時碼表參加最佳復刻表的評比，并最終獲得該獎項；2018年，已經有多只浪琴、美度和漢米爾頓腕表出現在最新一年的GPHG報名名單里。

3.2 構建多元化創新實踐教學平臺，支持學生的創新活動

創新實踐教學平臺是實踐教學體系的重要組成部分和保障。新工科人才是對應于新產業的高技術人才，需要建立與新工科專業實踐教學相適應的教學實踐基地。首先是基礎實踐平臺的建設。加強新工科專業實驗室的建設，充分發揮實驗室在培養學生創新能力方面的作用。加強實驗室的管理和開放力度。開展各類創新性實驗項目，鼓勵學生到實驗室中進行項目研究，與此同時，高年級同學可以帶領低年級同學提前進入科研，低年級同學可以較快適應新環境，這樣高低年級互補中，學生的團隊意識，互幫互助能力得到鍛煉，也激發了他們對未知問題的探索精神，使學生通過項目研究加深對理論知識的理解和掌握。

廣西與越南陸海相通，居于中國—東盟的地理中心，在我國面向東盟的經貿合作格局中享有極為明顯的區位優勢與非常重要的戰略意義。與廣西一河之隔的越南則是東盟經濟發展潛力巨大的重要成員國，極有可能成為21世紀全球新的制造中心。根據商務部的相關統計，廣西檢驗檢疫局簽發往越南的中國—東盟自貿區優惠原產地證書在全國檢驗檢疫系統中居首位。

3.3 創新人才培養新機制。

市場主導，緊密銜接。高校要緊密結合市場需求，根據企業對人才需求的反饋，切實提高學生的實踐能力和創新能力，有針對性地培養企業所需人才。企業則應該積極接收學生進行畢業實習和畢業設計，利用企業先進的資源，對學生進行實際指導，在真實環境中鍛煉學生的綜合能力和創新能力。企業可以出臺一些數據供高校學生指引，這些數據分析了當下市場對于人才的需求，出具一些量化性指標，學生可根據指標有針對性地學習，如此，學生的就業就可得到切實有效保障。

4 總結

本科生全程導師制實施可促進教師投入本科教學的積極性不斷增強，不僅給本科生與導師搭建一個良好的交流學習橋梁，人才培養質量也得到進一步提升。農機專業導師制能充分激發學生創新與自主學習能力，學生的綜合能力得到鍛煉，學生參加教師的科研課題研究，學生不僅可以接觸前沿知識，了解學科發展動態，還能有效的提高科研意識和實踐能力。因此導師制對學生創新能力有極大的推進作用，值得繼續推廣。

[1]趙慧玲，孟憲穎，毛應爽.“新工科”背景下計算機專業教學改革與實踐研究[J].黑龍江教育（理論與實踐），2021（9）：72-73.

[2]王得偉，周嶺，李平，張鳳奎.高校工科類專業翻轉課堂的探索與實踐研究——以新疆塔里木大學農業機械化生產管理學課程為例[J].高教學刊，2021，7（22）：109-114.

[3]張開飛.反轉課堂在本科教學中的重要性[J].才智，2019（35）：216-217.

[4]屈哲.基于科研實驗室的本科生創新實踐能力培養探討——以農機專業為[J].農業開發與裝備，2020（09）：63-64.

[5]何勛.農業機械學虛擬仿真實驗教學設計[J].農業開發與裝備，2019（12）：81-82.

[6]王海俠.創新型人才培養視域下的本科生導師制研究[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021（09）：12-14.

[7]吳江賢.導師制背景下創新實踐能力培養研究[J].南方農機，2021，52（16）：113-115.