尹存宏，張大斌，郭蕊

（貴州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025）

根據(jù)新工科、課程思政、“四新四化”及新時(shí)代機(jī)械工程教學(xué)體系和課程體系建設(shè)的要求[1-3]，結(jié)合新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械工程問(wèn)題的綜合性、復(fù)雜性越來(lái)越高，且機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)與實(shí)踐應(yīng)用高度關(guān)聯(lián)，機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)傳統(tǒng)理念亟須突破[4]。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽引領(lǐng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展是實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)機(jī)械工程高質(zhì)量人才的重要渠道[5]。

各高校針對(duì)學(xué)科競(jìng)賽在人才培養(yǎng)中的作用和機(jī)理、學(xué)科競(jìng)賽組織管理體系等展開(kāi)了研究[6-9]。近年來(lái)，各高校積極參與、組織承辦各類(lèi)大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽，秉承“以賽促學(xué)、以賽促研、以賽促教、以賽促建”的理念，形成長(zhǎng)效競(jìng)賽育人機(jī)制，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱情，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和科學(xué)家精神，有力推進(jìn)了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的高質(zhì)量發(fā)展[10-12]。學(xué)科競(jìng)賽導(dǎo)向下的教學(xué)已在諸如計(jì)算機(jī)、工程管理、農(nóng)業(yè)機(jī)械專(zhuān)業(yè)等的實(shí)踐中取得良好效果[13-16]。實(shí)踐證明：學(xué)科競(jìng)賽能夠提高學(xué)生的科研實(shí)踐能力，促進(jìn)教師在指導(dǎo)學(xué)生過(guò)程中不斷改進(jìn)教學(xué)方法[17-18]。但學(xué)科競(jìng)賽在機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題，本文針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行梳理分析，并探索解決路徑。

1 學(xué)科競(jìng)賽導(dǎo)向下機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)實(shí)施現(xiàn)狀

1.1 學(xué)科競(jìng)賽隊(duì)伍建設(shè)斷層

對(duì)于學(xué)科競(jìng)賽，大一、大二學(xué)生參與度不高，大三、大四才開(kāi)始打基礎(chǔ)，導(dǎo)致教學(xué)成效低、學(xué)生成就感不足；學(xué)生對(duì)競(jìng)賽知識(shí)體系掌握不全，一個(gè)班級(jí)只有少數(shù)拔尖人才參與競(jìng)賽；教師往往并不是競(jìng)賽指導(dǎo)教師，難以在課堂上激發(fā)學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽的興趣，使得學(xué)生對(duì)學(xué)科競(jìng)賽的參與度不高，隊(duì)伍容易出現(xiàn)斷層現(xiàn)象。此外，思政元素在學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)下的教學(xué)中融入不充分，尋找思政教育與學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的教學(xué)結(jié)合點(diǎn)迫在眉睫。

1.2 學(xué)科競(jìng)賽和實(shí)踐教學(xué)銜接度不高

學(xué)科競(jìng)賽的實(shí)踐指導(dǎo)和課堂的實(shí)踐教學(xué)是分離的，現(xiàn)有的諸如機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)知識(shí)體系未能緊隨學(xué)科發(fā)展前沿，滯后于形式多樣、新穎性和創(chuàng)造性強(qiáng)的各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽。學(xué)生難以將課堂所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到競(jìng)賽復(fù)雜問(wèn)題的解決中，學(xué)科競(jìng)賽和實(shí)踐教學(xué)的銜接度不高。

1.3 賽教融合性不足

賽教資源相融合、賽教過(guò)程相融合、賽教評(píng)價(jià)相融合、賽教能力相融合的“以賽促教、以賽促學(xué)、賽教融合”模式，在機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的運(yùn)用缺乏系統(tǒng)性，教師和學(xué)生的協(xié)同融合性不足。

2 以“德—知—賽”為導(dǎo)向改革機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)

2.1 以學(xué)生為中心的分層次、全覆蓋競(jìng)賽課堂建設(shè)

教師在教學(xué)過(guò)程中始終以學(xué)生需求、學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)生學(xué)習(xí)效果為中心，構(gòu)建以學(xué)生團(tuán)隊(duì)為中心、以課程為載體、以教師為引導(dǎo)的教學(xué)理念。為保障負(fù)責(zé)實(shí)踐理論教學(xué)和學(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)培訓(xùn)的為同一批教師，學(xué)校應(yīng)創(chuàng)建“雙師型”教師隊(duì)伍。通過(guò)小組賽、課堂賽、課外賽、校賽、省賽、國(guó)賽，教師將競(jìng)賽項(xiàng)目從簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到復(fù)雜功能實(shí)現(xiàn)，分層次分解任務(wù)后交由知識(shí)掌握程度不同的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)全員參與。

2.2 “德—知—賽”引領(lǐng)的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

一是“德”，教師堅(jiān)持德育為先、融入科技思政，倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和傳幫帶精神，在學(xué)科競(jìng)賽培育環(huán)節(jié)中加入思政元素，讓實(shí)踐教學(xué)具有德育功效；二是“知”，教師以知識(shí)傳授和“雙創(chuàng)”意識(shí)培養(yǎng)為牽引，以學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目和資源為驅(qū)動(dòng)，開(kāi)展“課堂+競(jìng)賽”的研究型教學(xué)模式，將學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目案例和作品分層次融入理論教學(xué)并建立知識(shí)案例庫(kù)，打造出學(xué)科競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的教學(xué)資源共享包；三是“賽”，教師構(gòu)建“以賽促學(xué)、以賽促研、以賽促教和以賽促建”的教學(xué)新模式。

2.3 實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系與賽教融合育人新模式探索

教師開(kāi)發(fā)能夠有效支撐學(xué)生參與競(jìng)賽項(xiàng)目的多元化評(píng)價(jià)體系，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中融入競(jìng)賽資源、過(guò)程和考核方式，形成全新的學(xué)習(xí)流程，支撐學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師強(qiáng)化“實(shí)踐育人”，依靠學(xué)科競(jìng)賽激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，從思想引領(lǐng)、動(dòng)力提升、課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和賽教融合等方面促進(jìn)學(xué)生全方位發(fā)展。

3 “德—知—賽”引領(lǐng)的機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)人才培養(yǎng)的應(yīng)用實(shí)踐

中國(guó)高校智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽是面向全國(guó)普通高校大學(xué)生開(kāi)展的重要科技活動(dòng)。教師以智能機(jī)器人大賽為引導(dǎo)，通過(guò)輪式自主格斗機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，推進(jìn)“德—知—賽”創(chuàng)新機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)人才培養(yǎng)的實(shí)施。

3.1 “兩隊(duì)一心”強(qiáng)課堂，科技思政促發(fā)展

“兩隊(duì)”是指教師團(tuán)隊(duì)和學(xué)生團(tuán)隊(duì)，“一心”是以學(xué)生為中心。學(xué)校應(yīng)組建一支具有多學(xué)科知識(shí)儲(chǔ)備和創(chuàng)新能力的“雙師型”教師隊(duì)伍，組建開(kāi)發(fā)輪式自主格斗機(jī)器人的學(xué)生研究團(tuán)隊(duì)。課堂上，教師將與輪式自主格斗機(jī)器人有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容從簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到復(fù)雜功能實(shí)現(xiàn)分層次分解任務(wù)后，交由知識(shí)掌握程度不同的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，充分發(fā)揮學(xué)生自主性，引導(dǎo)學(xué)生組建研究小組，讓個(gè)人、小組和班級(jí)之間形成競(jìng)賽氛圍，實(shí)現(xiàn)全員參與競(jìng)賽。課堂外，教師建設(shè)傳幫帶式學(xué)生競(jìng)賽隊(duì)伍，融入科技思政，讓學(xué)生在潛移默化中堅(jiān)定理想信念，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。依托馭想俱樂(lè)部和技術(shù)眾籌基地兩個(gè)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，逐步形成傳幫帶式學(xué)生梯隊(duì)。第一梯隊(duì)主要由有參賽經(jīng)驗(yàn)的大三、大四學(xué)生組成，第二梯隊(duì)從機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理和機(jī)械制圖專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)的大二學(xué)生中選拔，第三梯隊(duì)選擇自學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的大一學(xué)生。學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中倡導(dǎo)協(xié)作精神、工匠精神和傳幫帶的奉獻(xiàn)精神，發(fā)揮梯度組合優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)競(jìng)賽隊(duì)伍的可持續(xù)發(fā)展，如圖1 所示：

圖1 競(jìng)賽隊(duì)伍可持續(xù)發(fā)展模式

3.2 競(jìng)賽導(dǎo)向創(chuàng)特色，分層融合提質(zhì)量

開(kāi)展“課堂+競(jìng)賽”的研究型教學(xué)模式，教師在實(shí)踐環(huán)節(jié)授課，利用競(jìng)賽任務(wù)具有挑戰(zhàn)性和對(duì)抗性的特點(diǎn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將智能機(jī)器人競(jìng)賽從賽事時(shí)間節(jié)點(diǎn)、競(jìng)賽組織形式、競(jìng)賽內(nèi)容、競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)等方面進(jìn)行介紹，讓學(xué)生了解智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽，積極引導(dǎo)學(xué)生參加比賽。在理論教學(xué)課堂，教師融入輪式自主格斗機(jī)器人設(shè)計(jì)和制造過(guò)程，剖析作品，分層次構(gòu)建教學(xué)案例數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖2 所示。教師將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分融入機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，將傳動(dòng)和控制部分融入電工實(shí)習(xí)和液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)，將加工部分融入金工實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，以此為資源包進(jìn)行分層次、有針對(duì)性的案例化教學(xué)。通過(guò)“課堂+競(jìng)賽”的研究型教學(xué)模式，教師將競(jìng)賽分層次完成，使學(xué)生不僅掌握了每一門(mén)課程的知識(shí)，還能通過(guò)實(shí)踐提高應(yīng)用能力。

圖2 以輪式自主格斗機(jī)器人為例構(gòu)建教學(xué)案例數(shù)據(jù)庫(kù)

3.3 “三融多元”創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和評(píng)價(jià)體系

在培養(yǎng)方案中，設(shè)計(jì)一種學(xué)科競(jìng)賽全覆蓋的“1+1”模式，即指導(dǎo)教師根據(jù)競(jìng)賽內(nèi)容開(kāi)設(shè)1 學(xué)分針對(duì)性實(shí)踐課程，學(xué)生在校期間獲得校級(jí)以上競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)可獲得1 學(xué)分。在“1+1”學(xué)分導(dǎo)向的培養(yǎng)過(guò)程中，以教學(xué)內(nèi)容+競(jìng)賽內(nèi)容完成賽教融合，以學(xué)生創(chuàng)新能力+教師教學(xué)能力完成能力融合，以競(jìng)賽項(xiàng)目經(jīng)典優(yōu)秀作品+馭想俱樂(lè)部等創(chuàng)新實(shí)踐基地完成資源融合，即“三融合”培養(yǎng)模式，如圖3 所示：

圖3 “三融合”培養(yǎng)新模式

教師開(kāi)發(fā)能夠有效支撐學(xué)生參與競(jìng)賽項(xiàng)目的多元化評(píng)價(jià)體系，包括項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的考核、項(xiàng)目執(zhí)行以及報(bào)告撰寫(xiě)和答辯。針對(duì)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、參賽過(guò)程和結(jié)果，教師分別劃定考核標(biāo)準(zhǔn)：學(xué)科基礎(chǔ)題目占40%，學(xué)生設(shè)計(jì)作品占30%，學(xué)生報(bào)告答辯環(huán)節(jié)占20%，指導(dǎo)教師根據(jù)創(chuàng)新過(guò)程進(jìn)行評(píng)分，占10%。通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制圖、加工等基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，到完成復(fù)雜的參賽作品，教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、邏輯思考、解決問(wèn)題、歸納總結(jié)、語(yǔ)言表述以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力進(jìn)行綜合考核，全過(guò)程評(píng)價(jià)學(xué)生綜合能力。

4 結(jié)語(yǔ)

“德—知—賽”引領(lǐng)的機(jī)械工程學(xué)科“三融合”實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，先從課堂建設(shè)、團(tuán)隊(duì)組建、分層次競(jìng)賽著手，激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)生參與度、擴(kuò)大學(xué)生參與面；再以輪式自主格斗機(jī)器人設(shè)計(jì)制造過(guò)程為載體，優(yōu)化課程層次體系、改進(jìn)教學(xué)方法、建立科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)競(jìng)賽知識(shí)的分層融合，提供教學(xué)資源包；最后以競(jìng)賽過(guò)程和創(chuàng)新作品為依托，以“三融多元”為思路，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式和評(píng)價(jià)體系。在以“德”為本、“知”為源、“賽”為魂的機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)人才培養(yǎng)新模式引領(lǐng)下，貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院學(xué)生榮獲第五屆中國(guó)高校智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽全國(guó)二等獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生創(chuàng)造性能力、系統(tǒng)思維能力、協(xié)作能力等綜合能力的培養(yǎng)，達(dá)到機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的預(yù)期目標(biāo)。