以學科競賽為抓手，促進自動化專業創新人才培養
——以淮南師范學院為例

聶文艷，封居強，王仲根，王智

（1.淮南師范學院 機械與電氣工程學院，安徽 淮南；2.安徽理工大學 電氣與信息工程學院，安徽 淮南）

一 引言

按照教育部“六卓越一拔尖”計劃2.0 要求，高校要注重學科交叉、科教融合，注重與行業企業合作，注重學生思想政治教育和創新能力、創業意識和實踐能力的培養[1]。學科競賽不僅要求參賽的學生具有扎實的專業基礎知識，而且要求學生具有良好的創新能力、解決復雜工程問題的能力以及團隊合作能力，因此學科競賽在培養學生科技創新能力、工程實踐能力、團隊合作能力等方面起著極其重要的作用，同時也為培養創新性人才提供了一種新的途徑[2-3]。淮南師范學院自動化專業2006 年開始招生，經過15 年的發展，已成為“省級特色專業”和省級實施“卓越工程師教育培養計劃專業”，累計為國家培養1000 多名畢業生。近幾年來，學院一直與企業保持溝通與交流，但從企業現場反饋得到學生的知識面、工程實踐能力、創新能力不全面的現狀[4-5]。針對這種現狀，我院以學科競賽為平臺，以培養學生創新能力、提高實踐能力為中心，從競賽管理制度、教師團隊建設、教學改革等方面出發探索實踐“以學科競賽為抓手，促進自動化專業創新人才培養”模式，充分發掘實驗室資源，通過創建競賽創新班等形式提高學生參與面，改革創新學科競賽管理體制和運行機制，調動老師和學生參與競賽積極性和主動性，并結合學科競賽特點進行相關課程教學改革，促進自動化專業創新人才的教育和培養[6-7]。

二 以學生為中心，擴大學生參與面，反哺專業教學

自動化專業在學院統一領導下，克服以往學科競賽只針對少部分優秀學生參加的局限性，從學生報名、專業培訓、選手選拔、賽前集訓等環節改革管理體制。根據學科競賽的分類成立對應的競賽創新班，學生可根據自己的專業興趣和能力特長任意選擇班級并參加培訓。各學科競賽創新班根據競賽項目特點，讓學生通過一個個小項目制作鞏固專業知識，提高學生專業實踐操作能力和學習興趣，增強學生專業學習的自信心、科學嚴謹的態度以及協作互助的精神。通過學院宣傳以及老帶新的方法，本專業學生踴躍報名，自動化專業學生參與學科競賽創新班比例約87%，學生參與學科競賽的受益面增大。

學院制定嚴格的競賽管理和運行體制，每項競賽都會在校賽的基礎上，選拔優秀選手參加省賽和國賽。沒有被選拔上的學生通過培訓，個人的分析能力和動手能力也得到明顯提高。與此同時，指導教師將學科競賽的課題根據難易程度作為專業課程的教學案例、課程設計、實驗實訓、畢業設計課題達到反哺教學的目的，學生通過實物制作，進一步加深對專業知識的理解和專業能力的掌握。在課堂教學過程中，老師克服“滿堂灌”的教學形式，以工程項目案例的方式組織內容，特別是結合學科競賽的經典案例和實施方法，通過專題研討、學生成果展示演講、課后實物制作等方式，不斷提高專業教學中教師的主導作用和學生的主體作用，激發學生主動思考、主動學習的熱情，教師設計的工程項目案例如圖1 所示(以直流電機控制系統、帆板控制系統、溫度監控系統為例)。

圖1 授課教師開發的單片機項目案例

尤其在新冠肺炎疫情仍然嚴峻的情況下，在教育部“停課不停教、停課不停學”的號召下，為實現線上備賽目標、效果、質量的最優化，負責“西門子杯”中國智能制造挑戰賽的指導老師們克服各種困難通過釘釘直播課堂、QQ 遠程輔導和答疑等手段對學生開展培訓，并成功舉辦校內選拔賽，有效地促進了學科競賽與人才培養的有機融合。

三 激發教師和學生積極性，提高學生工程實踐能力和創新設計能力

如何在現有條件的基礎上，激發教師指導學科競賽的積極性，提高學生參加學科競賽投入的熱情，是擺在我們面前的嚴峻考驗。自動化專業在學院的統一領導下，一方面向學校積極爭取教師指導競賽的獎勵政策、競賽經費支持，在學生的創新學分、評優評先、考研推免等方面給予政策上傾斜；另一方面改革學科競賽管理體制，制定了學科競賽負責人管理制度、實驗室開放管理制度、競賽創新班教學計劃審批制度、參賽選手選拔管理制度、指導教師績效考核獎勵制度等，通過規范管理制度，保障從學生報名到最終參賽全過程的科學管理和高效運行，圖2 為實驗室管理制度下學生自學登記表及子項目考核表。

圖2 實驗室管理制度下學生自學登記表及子項目考核表

在完善的學科競賽管理體制下，近三年來，本專業學生在 “西門子杯”中國智能挑戰賽、“恩智浦”杯智能汽車競賽、全國計算機仿真大獎賽、國際水中機器人大賽、“互聯網+”等比賽中獲得國家、省級等獎項累計100 項，其中較為突出的賽事獲獎情況如表1 所示。

表1 主要獲獎情況一覽表（近三年）

通過學科競賽的實踐鍛煉，自動化專業學生的工程實踐能力和創新設計能力都得到顯著提高，增強了就業競爭力。2021 年自動化專業學生實際簽約率為98.5%，名列學校前茅。據不完全統計，近三年凡是參加過學科競賽的同學，有近百人就業于江浙滬和省會合肥等地方的大型企業，2021 的就業區域流向如圖3 所示；有近40%的學生在大四上學期就被企事業單位錄用，從事自動化產品類的設計、研發等工作；有近28%的學生能夠順利通過研究生復試環節，得到相應學校研究生導師的認可，進入985、211 高水平大學繼續深造，究其原因就是具有較高的解決工程復雜問題能力，實踐動手能力強。

圖3 2021 屆自動化專業畢業生就業區域流向分布

四 促進學科競賽群建設，推進專業教學改革

隨著自動化技術應用領域的不斷擴展和學生個性化學習需求的不斷提升，自動化專業在學院的統一領導下，充分發揮專業教師的專業特長和能力優勢，充分調動專業教師指導學科競賽的積極性，逐步擴展學科競賽的賽項。近三年來，自動化學生參加的學科競賽除了全國大學生智能汽車競賽、“西門子杯”中國智能制造挑戰賽[8]、全國大學生電子設計競賽等賽事外，增加了全國計算機仿真大獎賽、全國大學生數學建模競賽、安徽省機器人大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽（其中的智能物流機器人賽項），逐步形成了支撐自動化專業從基礎到專業的學科競賽群。

自動化專業在學院學科競賽群發展規劃指導下，規范并優選了學科競賽，建立了創新團隊機制和負責人機制，制定了學科競賽培訓計劃和激勵保障措施，實現了從單個學科競賽向學科競賽群的跨越。同時學科競賽推動了自動化專業教學改革，近三年，多人參與申報并獲批省級和校級教學成果獎11 項，其中省級教學成果獎8 項；成功申報教育部協同育人項目4 項，省級重大教學研究項目2 項，省級重點和一般教研項目多項，獲批一個校級自動化專業教學團隊，新增2 門省級MOOC 課程。其中實施兩學年的理實一體化的《單片機技術及應用》課程教學改革[9]，如圖4 所示，就是以學科競賽中的案例為基礎，汲取“MOOC”“翻轉課堂”和“項目案例教學”的精髓，謀劃探索了“MOOC+翻轉課堂+項目案例開發”的混合式教學模式，建立了師生互動教學相長、學習過程有效管理和學習效果評價體系，探索出一條培養自動化專業創新人才、提高專業課程教學質量的新途徑。

圖4 《單片機技術及應用》混合式教學改革

五 結語

淮南師范學院科競賽為依托，以創新能力培養為核心，以應用型人才培養為目標，將學科競賽與教學內容改革、創新人才培養有機結合，除了將競賽內容轉化為教學案例外，還將學科競賽課題轉化為學生的課程設計、實驗實訓、畢業設計等課題，增加了學生的學習興趣，促進專業創新人才培養。通過幾年的實踐探索，效果顯著，已形成鮮明專業特色。