依托課外科技活動(dòng)提升大學(xué)生工程素質(zhì)

摘 要 為實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，改善工科畢業(yè)生工程素質(zhì)現(xiàn)狀，本文探索依托大學(xué)生課外科技活動(dòng)，更加全面地培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)的途徑。通過(guò)將大學(xué)生課外科技活動(dòng)與基礎(chǔ)課教學(xué)、工程實(shí)踐、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、創(chuàng)新教育、科學(xué)態(tài)度和人文素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，使學(xué)生鞏固了知識(shí)、鍛煉了能力、提高了綜合素質(zhì)，為創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)進(jìn)行了有益的探索和嘗試。

關(guān)鍵詞 課外科技活動(dòng) 工程素質(zhì) 創(chuàng)新 機(jī)械工程

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.05.015

Abstract To realize the goal of training major in mechanical engineering， engineering graduates to improve engineering quality status， this paper explore the extracurricular activities of science and technology in a more comprehensive way based on the students， to cultivate students' engineering quality. The extracurricular activities of science and technology and basic course teaching， engineering practice， combination of production， learning and research， innovation education， scientific attitude and humane quality training combined， to enable students to consolidate the knowledge， exercise ability， improve the overall quality， innovative engineering talents training to carry out the beneficial exploration and try.

Key words extracurricular science and technology activities； engineering quality； innovation； mechanical engineering

0 引言

培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)機(jī)械工程技術(shù)人才，是新世紀(jì)機(jī)械工程高等教育的主要教學(xué)目標(biāo)。①根據(jù)這一目標(biāo)，我們不斷推進(jìn)機(jī)械基礎(chǔ)類課程教學(xué)改革，②在原有理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，拓展大學(xué)生課外科技活動(dòng)平臺(tái)，探索更加全面的培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)的途徑。

1 工程素質(zhì)現(xiàn)狀與培養(yǎng)目標(biāo)

目前工科畢業(yè)生存在的普遍問(wèn)題主要有：應(yīng)用課程所學(xué)基本原理，分析較復(fù)雜工程問(wèn)題的能力較弱；根據(jù)工程實(shí)際問(wèn)題，提出滿足要求的設(shè)計(jì)方案的能力較弱；在設(shè)計(jì)方案中缺乏工程創(chuàng)新意識(shí)；在實(shí)踐中缺乏動(dòng)手能力等。③我校機(jī)電工程學(xué)院作為教學(xué)研究型學(xué)院，機(jī)械工程作為工科專業(yè)，以重點(diǎn)培養(yǎng)從事工程技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的設(shè)計(jì)工程師和生產(chǎn)工程師為主要目標(biāo)。其本科畢業(yè)生除少部分進(jìn)入更高層次的教育，大多數(shù)將主要到大中型企業(yè)或工程設(shè)計(jì)院從事大中型工程項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、施工等方面的工作，其中一些人還將工作在生產(chǎn)第一線。針對(duì)學(xué)生中存在的主要問(wèn)題，依據(jù)我院學(xué)生培養(yǎng)定位，提出依托大學(xué)生課外科技活動(dòng)，推進(jìn)工程人才培養(yǎng)模式改革，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)需要的工程人才。我院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)如下：培養(yǎng)具備扎實(shí)的機(jī)械工程理論基礎(chǔ)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法、先進(jìn)制造技術(shù)、CAD/CAM/CAE等方面的知識(shí)與能力，能從事機(jī)械領(lǐng)域的產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)及制造、技術(shù)應(yīng)用研究、生產(chǎn)運(yùn)行管理和市場(chǎng)營(yíng)銷等方面工作的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)復(fù)合型工程技術(shù)人才。為實(shí)現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)，在長(zhǎng)期的探索實(shí)踐中，我們依托“大學(xué)生課外科技活動(dòng)”，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論功底；應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)、分析和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力；培養(yǎng)工程人才嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和不可或缺的人文精神。

2 結(jié)合課外科技活動(dòng)的工程素質(zhì)培養(yǎng)改革措施

我院學(xué)生參加的“大學(xué)生課外科技活動(dòng)”主要包括：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、挑戰(zhàn)杯等。自2004年起，我院組織并指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽；2011年起，組織并指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生工程綜合能力訓(xùn)練競(jìng)賽；2012年起，連續(xù)四年指導(dǎo)國(guó)家級(jí)、省級(jí)、校級(jí)創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。這些項(xiàng)目的實(shí)施，為課題的探索提供了研究基礎(chǔ)和實(shí)踐條件。為實(shí)現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)，從大學(xué)生課外科技活動(dòng)與基礎(chǔ)課教學(xué)、工程實(shí)踐、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、創(chuàng)新教育及綜合素質(zhì)培養(yǎng)幾個(gè)方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐：

（1）以大學(xué)生課外科技活動(dòng)為動(dòng)力，夯實(shí)專業(yè)理論基礎(chǔ)。創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)，離不開(kāi)專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)。數(shù)學(xué)、制圖、力學(xué)及機(jī)械學(xué)等，這些看似枯燥的基礎(chǔ)課往往很難提起學(xué)生的興趣，即便是專業(yè)課，由于缺乏相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，很多問(wèn)題也很難理解。我們將學(xué)生作品帶進(jìn)機(jī)械基礎(chǔ)系列課程的課堂，學(xué)習(xí)作品中所應(yīng)用的基礎(chǔ)理論與知識(shí)，極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生們學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論課程的興趣。興趣是最好的老師。二年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)了機(jī)械相關(guān)基礎(chǔ)課程后，就可以參加大學(xué)生工程綜合能力訓(xùn)練競(jìng)賽的設(shè)計(jì)和制作，讓書本中的機(jī)構(gòu)動(dòng)起來(lái)，學(xué)以致用。另外大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃選題由學(xué)生自主申報(bào)，經(jīng)過(guò)前期調(diào)研論證、資料查閱，學(xué)生對(duì)將要完成的課題既熟悉又有興趣；同時(shí)項(xiàng)目組跨年級(jí)、跨專業(yè)組合，使低年級(jí)學(xué)生較早接觸課外創(chuàng)新活動(dòng)，也增加了對(duì)理論課程的興趣。這些課外科技活動(dòng)，使學(xué)生們認(rèn)識(shí)了材料、理解了公差、學(xué)會(huì)了制圖、設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)，這些收獲，無(wú)一不有助于基礎(chǔ)理論課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

（2）以大學(xué)生課外科技活動(dòng)為平臺(tái)，豐富實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力。對(duì)于機(jī)械類學(xué)生，工程實(shí)踐環(huán)節(jié)尤為重要。現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要有：實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)。實(shí)驗(yàn)指各門課程課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和少量綜合實(shí)驗(yàn)課；設(shè)計(jì)包括課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)；實(shí)習(xí)包括：認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)。這已經(jīng)較為完整的實(shí)踐教學(xué)體系為什么還會(huì)出現(xiàn)不少畢業(yè)生缺乏動(dòng)手操作的實(shí)踐能力，缺乏專業(yè)方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，缺乏對(duì)自己缺乏實(shí)踐能力與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)與危機(jī)感？課內(nèi)安排的實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)有限，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)甚少，各門課程的實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)相對(duì)分散；設(shè)計(jì)中涉及到的部分工程環(huán)境學(xué)生較為陌生，對(duì)設(shè)計(jì)題目缺乏興趣和著手點(diǎn)；生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等在外實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)多以拓寬學(xué)生的生產(chǎn)環(huán)節(jié)見(jiàn)識(shí)為主，直到畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生很少有機(jī)會(huì)參與完成產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程；另外，整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)個(gè)性化較少，每個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐周期較短，學(xué)生很難得到系統(tǒng)完整的訓(xùn)練。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等課外學(xué)生科技競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等活動(dòng)為課內(nèi)教學(xué)提供有益的補(bǔ)充，豐富了實(shí)踐教學(xué)體系，搭建了一個(gè)更加寬容、更加個(gè)性化的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。借助這個(gè)平臺(tái)，學(xué)生們利用課余時(shí)間，觀察生活、走出校園、結(jié)合實(shí)際提出設(shè)計(jì)思想，走進(jìn)市場(chǎng)、購(gòu)買材料、伸出雙手、動(dòng)手制作，將他們的想法變成模型、做成實(shí)物，而不再僅僅是看似美觀的圖紙。比如學(xué)生最初繪制的零件圖，往往只注意了基本尺寸的標(biāo)注，對(duì)公差、基準(zhǔn)、粗糙度等方面不夠重視，到了加工制作的環(huán)節(jié)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)不足，經(jīng)過(guò)3～5次反復(fù)修改，最終繪制出可用于加工的零件圖和裝配圖。

（3）以大學(xué)生課外科技競(jìng)賽項(xiàng)目為切入點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入教師科研課題。本科生參與科研項(xiàng)目的機(jī)會(huì)不多，課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)與工程實(shí)際有一定差距，校外實(shí)習(xí)時(shí)間又很有限。通過(guò)大學(xué)生課外科技競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，提高各類設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)真題真做的比例，鼓勵(lì)學(xué)生更早進(jìn)入教師的科研課題。比如，在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合當(dāng)年的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽題目，由學(xué)生自主選擇，做方案設(shè)計(jì)。目前，機(jī)械專業(yè)約有三分之一左右的學(xué)生選擇以各類課外項(xiàng)目作為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目。創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的題目，也可以選擇作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。參加過(guò)大賽或項(xiàng)目的學(xué)生，往往具有更好的動(dòng)手能力，自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力，教師也更希望吸納其進(jìn)入科研課題。

（4）以大學(xué)生課外科技活動(dòng)為依托，開(kāi)展創(chuàng)新教育。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力是工程人才不可或缺的內(nèi)容，在原有教學(xué)的基礎(chǔ)上，在一年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知實(shí)習(xí)中，增加參觀大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地，使學(xué)生明白創(chuàng)新不是空中樓閣；二年級(jí)增開(kāi)選修課程“工程設(shè)計(jì)”，同時(shí)鼓勵(lì)二年級(jí)學(xué)生加入到高年級(jí)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)當(dāng)中，將創(chuàng)新教育不僅帶入課堂，更是讓它走出課堂，通過(guò)學(xué)生課外科技活動(dòng)平臺(tái)，借助我院的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新基地，結(jié)合大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等學(xué)生競(jìng)賽，實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新教育，在做中學(xué)，在學(xué)中進(jìn)，在進(jìn)中練，使課外實(shí)踐滲入課堂、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、認(rèn)知實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)，課外創(chuàng)新訓(xùn)練日?；?，工程實(shí)踐更全面，課外創(chuàng)新與課內(nèi)教學(xué)結(jié)合更緊密，逐步培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

（5）以大學(xué)生課外科技活動(dòng)為契機(jī)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和人文精神。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽每一屆主題的設(shè)置都蘊(yùn)含著強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感。各類學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目從申請(qǐng)、實(shí)施到結(jié)題，全部以學(xué)生為主體，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為學(xué)生，極大地激發(fā)了學(xué)生的責(zé)任感和主動(dòng)性。通過(guò)競(jìng)賽和計(jì)劃項(xiàng)目的實(shí)施，可培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力、不斷自學(xué)、解決問(wèn)題的能力，查閱文獻(xiàn)的能力，將想法付諸實(shí)踐的能力，表達(dá)、溝通、交流的能力，以及堅(jiān)持的精神和平和的心態(tài)。作品的完成，更是提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心和專業(yè)自豪感。

（6）以大學(xué)生課外科技活動(dòng)為橋梁，以老帶新，傳遞正能量。團(tuán)隊(duì)中不同學(xué)科的交叉拓寬了學(xué)生的設(shè)計(jì)思路，豐富了學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)；不同成員的特長(zhǎng)加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)間的團(tuán)結(jié)協(xié)作、溝通交流；不同年級(jí)的梯隊(duì)不僅是知識(shí)的傳承，更是工程人員科學(xué)態(tài)度的沿襲。

3 實(shí)踐效果和結(jié)論

經(jīng)過(guò)十幾年的探索與實(shí)踐，我院獲得省級(jí)以上大學(xué)生各類課外科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)及創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目共百余項(xiàng)，參與學(xué)生人數(shù)逐年增加，以2015年為例，有半數(shù)以上的學(xué)生參加了各類競(jìng)賽及項(xiàng)目的校內(nèi)選拔。參與學(xué)生的理論課學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)完成效果具有明顯改善；畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量有所提升；主動(dòng)參與教師科研項(xiàng)目的本科生逐年增加；申請(qǐng)專利和發(fā)表論文的數(shù)量也明顯增加。學(xué)生在賽后總結(jié)中這樣寫道：“整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程經(jīng)歷了多次改進(jìn)，我們有過(guò)爭(zhēng)論到面紅耳赤，也有過(guò)改進(jìn)完善后的欣喜，經(jīng)歷了這些，我們學(xué)會(huì)了冷靜、坦然地面對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題?！薄拔覀?cè)鵀榱恕罱K，這些努力還是有很多徒勞了，可我們?cè)谛量嘀械玫搅藢氋F的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)是書本上學(xué)不到，也是我們參加比賽最獨(dú)特的收獲?！蓖ㄟ^(guò)大學(xué)生課外科技活動(dòng)這個(gè)平臺(tái)，使學(xué)生們的基礎(chǔ)知識(shí)得到很好的鞏固，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力得到了提升，所采取的解決方案更加真實(shí)可行，切實(shí)用所學(xué)到的知識(shí)解決了工程實(shí)際中遇到的問(wèn)題，在解決問(wèn)題的同時(shí)學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)理解并承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任，學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)間的溝通和合作，發(fā)現(xiàn)自己的不足，確定終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。下一步，將加強(qiáng)完善制度建設(shè)，動(dòng)員更多的學(xué)生參與到活動(dòng)中來(lái)，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，使創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)持續(xù)改進(jìn)。

注釋

① 趙曉聞，林健.工程人才培養(yǎng)模式的國(guó)際比較研究[J].高等工程教育研究，2011（2）：33-41.

② 閆茹，鄭甲紅，王寧俠.機(jī)械基礎(chǔ)課程改革與創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)[J].中國(guó)電力教育，2014（8）：132-133.

③ 喻俊馨.關(guān)于工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的幾點(diǎn)思考[J].高等教育研究，2014.31（2）：63-65.