工程訓練綜合能力競賽中創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制探討

田 杰, 鮑 宏, 周小帥

(合肥工業(yè)大學 工業(yè)培訓中心, 安徽合肥 230601)

工程訓練綜合能力競賽中創(chuàng)新人才培養(yǎng)機制探討

田 杰, 鮑 宏, 周小帥

(合肥工業(yè)大學 工業(yè)培訓中心, 安徽合肥 230601)

結合工程訓練綜合能力競賽開展和探索,從能力結構、知識素質、創(chuàng)新思維、工程意識和工程競賽等方面探討了工程訓練綜合能力競賽對工科人才培養(yǎng)的作用,并通過工程訓練綜合能力競賽的命題與規(guī)則設計、將競賽訓練模式引入工程訓練教學、建立工程文化素質培養(yǎng)機制、構建綜合能力競賽的協作模式與人才激勵制度等方面的措施,探索工程訓練綜合能力競賽中工科人才培養(yǎng)機制。

工程訓練; 人才培養(yǎng); 實踐教學; 培養(yǎng)機制

1 工程訓練綜合能力競賽簡介及第四屆大賽分析

全國大學生工程訓練綜合能力競賽是教育部高等教育司發(fā)文舉辦的全國性大學生科技創(chuàng)新實踐競賽活動,是基于國內高校綜合性工程訓練教學平臺,為深化實驗教學改革,提升大學生工程創(chuàng)新意識、實踐能力和團隊合作精神,促進創(chuàng)新人才培養(yǎng)而開展的一項公益性科技創(chuàng)新實踐活動。自2009年起,已連續(xù)4屆舉辦“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”,是教育部、財政部開展的“本科教學質量與教學改革工程”資助賽事之一。競賽活動面向全國各類本科院校,實行校、省、全國三級競賽制[1]。

合肥工業(yè)大學工業(yè)培訓中心承擔了全國第四屆大學生工程訓練綜合能力競賽的組織工作。經過精心準備,完成了競賽組委會及專家委員會、競賽規(guī)則、評審機構及現場裁判細則等文件的起草工作。并按照全國競賽命題要求,鋪設了長度為20 m的無碳小車“S”組賽道和無碳小車“8”字組賽道,新增了挑戰(zhàn)賽,大大提高了比賽的觀賞性和趣味性。此次競賽要求各學校參賽隊經過一定的前期準備后,在比賽現場完成3D打印無碳小車吊鉤,并裝在小車上參與小車的常規(guī)賽和挑戰(zhàn)賽,賽后在現場進行競爭性答辯；每個參賽作品需提交相關的設計、工藝、成本分析和工程管理4項成績考核作業(yè)。最后由專家委員會按最終成績評定各參賽隊伍的大賽排名及獲獎名單，并報組委會

第四屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽,全國25個省份的109所高校參加比賽,有151支參賽隊,其中評出一等獎46名、二等獎46名、三等獎59名、挑戰(zhàn)賽成功獎10名、最佳創(chuàng)意獎1名、優(yōu)秀組織獎2名。第四屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽中,按照區(qū)域進行獲獎情況分析,結果如表1和表2所示。

表1 S項目獲獎區(qū)域分布情況

表2 8項目獲獎區(qū)域分布情況

通過對第四屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽數據分析,本次比賽分“S”組和“8”字比賽獲獎區(qū)域,華東區(qū)的大學不論在“S”組、“8”字組以及挑戰(zhàn)賽中獲獎中均名列第一,可以看出華東區(qū)高校平時對學生工程意識培養(yǎng)以及對全國性工程能力競賽參與的重視。此外,還可以看出在相對發(fā)達的華東區(qū),由于工業(yè)發(fā)達,企業(yè)對學生的工程意識和動手能力要求較高,促使了華東高校對工程訓練方面的投入較大,學生對在這方面的訓練較多,這是華東區(qū)高校能夠在全國性的比賽中取得優(yōu)秀的成績的原因之一。

總結一下,在全國大學生工程訓練綜合能力競賽中要嶄露頭角,需要具備以下要素:

(1) 學校對工程訓練比較重視和投入力度較大。

(2) 外部的環(huán)境對工程人才有需求。

(3) 學生對工程訓練有一定興趣。

2 歷屆大賽舉辦情況分析以及命題變化

第一屆在大連理工大學舉辦,競賽主題是“節(jié)能增效”,完成一套帶底閥的圓筒型容器的設計、加工、檢測、機器人組裝及方案分析,全國共有58所高校的58支隊伍參加,評出一等獎10名、二等獎20名、三等獎28名、優(yōu)秀組織獎4名。

第二屆在大連理工大學舉辦,競賽主題是“無碳小車”參賽者進行了方案論證、結構設計、現場加工、組裝調試、質量檢驗、成本分析、公開答辯等7個環(huán)節(jié)的角逐。共有全國25個省份的79所高校的79支隊伍參加,評出一等獎20名、二等獎30名、三等獎29名。

第三屆在大連理工大學舉辦,競賽主題是“無碳小車越障競賽” ,按照“設計能力、工藝能力、管理能力和動手能力”的要求,分為 “S”型賽道項目、 “8”字型賽臺2個項目。共有全國25個省份的77所高校的101支隊伍參加,評出一等獎30名、二等獎45名、三等獎26、優(yōu)秀組織獎1名。

第四屆在合肥工業(yè)大學舉辦,競賽圍繞“無碳小車”這一主題, 開展“以重力勢能驅動的具有方向控制功能的自行小車”角逐。比賽按照 “S”型賽道、“8”字型賽臺2個項目,分為常規(guī)賽和挑戰(zhàn)賽進行。全國有25個省份的109所高校的151支隊伍參加,評出一等獎46名、二等獎46名、三等獎59名、挑戰(zhàn)賽成功獎10名、最佳創(chuàng)意獎1名、優(yōu)秀組織獎2名。

以上4屆賽事數據,顯示參加學校、隊伍、人數在不斷地增加,命題的廣度和深度發(fā)生變化。

參加學校、隊伍的增加,顯示了這個比賽影響力度的增加,各高校對比賽的重視度提高,另外,也反映出這類比賽對高校工程類人才培養(yǎng)的促進作用,讓學生能夠動手動腦、全面發(fā)展,培養(yǎng)大工程的意識。對歷屆命題的變化研究,競賽主題主要圍繞“無碳小車”展開,歷屆都有一些變化,比賽方式也發(fā)生著顯著變化,增加了制造方法和3D打印的內容,促進學生對新的制造方法的了解和掌握。通過對學生進行設計分析、結構論證、工藝規(guī)劃的內容的關注,打通了從機構設計、運動分析、工藝制定、制圖加工、裝配調試的全過程,讓學生對工業(yè)生產全流程有一個清晰的認知和親身實踐過程,為學生以后從事相關工作打下了堅實的基礎。第四屆比賽命題增加了挑戰(zhàn)賽,更加強調學生創(chuàng)新設計能力、現場的加工能力、現場的心理調試能力,適應國家對創(chuàng)新型人才的要求。

3 新形勢下競賽的發(fā)展趨勢探討

隨著國家戰(zhàn)略的調整,在國家大力提倡創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的新形勢下,大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成了高等教育的研究重點和熱點新課題[2]。高校開展創(chuàng)新教育，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力，為社會輸送更多、更好的創(chuàng)新型人才是光榮的任務[3]。李克強總理參觀深圳柴火創(chuàng)客空間,提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的口號。在此背景下,作為人才培養(yǎng)主要力量的高等院校,工程能力競賽如何適應新的趨勢、如何結合競賽活動開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，對于工程訓練有哪些需要改進的地方，需要加強研究。

2007 年,教育部啟動了“高等學校本科教學質量與教學改革工程”,要求高校切實加強學生實踐能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),對實踐教學與人才培養(yǎng)模式進行改革創(chuàng)新。近年來,許多學校在學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[4-6]、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學模式[7 - 9]等方面做了一些研究和探索，取得了許多成果。

在新形勢下,人才培養(yǎng)的重要性提升到了一個新的高度,而作為工程人才培養(yǎng)的工程訓練,必須起支柱的作用。全國性工程能力競賽的發(fā)展,需要注入新思路,需要加大對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),加大學校與企業(yè)的合作對接。以企業(yè)面臨的問題來作為競賽的主題不失為一個新的命題方向,可以讓學生對工程領域的工作性質和面臨的問題有一個親身的認知,解決了學校教育與企業(yè)的要求脫離的問題。

同時積極和社會的創(chuàng)客空間、眾創(chuàng)空間進行合作。社會性創(chuàng)客組織比較欠缺一些大型的設備,加工制造能力有限,更加關注產品的后端。對于高校工程訓練,應該關注產品的前端,也就是設計和制造產品原型階段,以比賽來提高學生對于產品前端原型設計和制造能力,可以作為工程訓練綜合能力競賽考查的一個方面。在新形勢下,工程訓練綜合能力競賽要重視以下新要求:

(1) 提高大學生工程創(chuàng)新能力。

(2) 加強學生對產品原型加工的能力。

(3) 適應企業(yè)對人才的新要求。

(4) 增加多個學科知識在競賽中的應用。

面對以上新的要求,競賽的發(fā)展就需要向以下方面發(fā)展:

(1) 增加競賽當中新型制造技術的應用。

(2) 對學生加工要求提高。

(3) 采用靈活的命題方式以及更加面向企業(yè)實際的問題進行題目設計。

(4) 采用機電相結合的命題方式,更加適應新形勢要求。

4 競賽對人才培養(yǎng)的促進作用

4.1 對工科人才的培養(yǎng)的促進

國家級競賽對工科人才培養(yǎng)的作用主要體現:

(1) 能力結構層的培養(yǎng)。開發(fā)并激活了大學生學習和研究的潛能,培養(yǎng)其工程實踐能力、管理能力和創(chuàng)新能力,實現工科人才能力結構層的培養(yǎng)[10]。

(2) 知識素養(yǎng)與能力結構的融合。將能力競賽理念與要求滲透到工程人才培養(yǎng)課程體系方案中,實現理論知識與實踐能力之間的有機結合,實現工科人才理論與實踐、知識素養(yǎng)與能力結構的融合培養(yǎng)。

(3) 創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。阻礙大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的2個障礙，是思維標準化和知識無活力[11]。通過參賽作品的設計與研制過程中,可讓學生有意識地拋開頭腦中思考類似問題所形成的思維程序和模式習慣,警惕和排除它對尋求新的設想所可能產生的束縛作用,敢于開發(fā)新思路,從而培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的意識。本著應用效果是第一位、帶著問題主動實踐的宗旨,把復雜問題轉化為簡單問題,把自己生疏的問題轉換成熟悉的問題,把不能辦到的事情轉化為可以辦到的事情,激發(fā)學生的求職欲望,提高學生獨立工作和解決實際問題的能力[12]。

工程意識和工程精神的培養(yǎng)形成學生大工程的整體概念。以工程文化素質培養(yǎng)促進競賽能力的提高,促進學生基礎文化知識與工程文化素質的培養(yǎng),幫助學生認識工程,提高專業(yè)興趣。營造崇尚工程、追求創(chuàng)新、弘揚工程精神的良好校園文化氛圍,培養(yǎng)大學生的團隊協作精神與競爭意識,養(yǎng)成良好的學風。

4.2 對工程訓練培養(yǎng)機制的促進作用

誠信意識、創(chuàng)新精神、實踐能力是我國工科人才培養(yǎng)過程中普遍最為薄弱的3個方面。工程訓練教學及能力競賽是工科人才培養(yǎng)的基礎和重要一環(huán)。在全國大學生工程訓練綜合能力競賽辦賽的基礎上,總結大賽的經驗與案例,保證工程訓練綜合能力競賽在人才培養(yǎng)中的作用和地位,建立人才培養(yǎng)機制,顯得十分迫切和重要。

通過對全國高校中工程訓練綜合能力競賽中的人才培養(yǎng)機制的現狀進行調研,了解各類高校中工程訓練綜合能力競賽中的人才培養(yǎng)機制是如何建立和保障的。通過工程訓練綜合能力競賽的命題與規(guī)則設計、將競賽訓練模式引入工程訓練教學、建立工程文化素質培養(yǎng)機制、構建綜合能力競賽的協作模式與人才激勵制度等方面的措施,建立工程訓練綜合能力競賽的人才培養(yǎng)機制,探索工程訓練綜合能力競賽在工科人才培養(yǎng)中的作用與地位。工程訓練綜合能力競賽中工科人才培養(yǎng)機制探討如下:

(1) 加強綜合能力競賽命題的研究與探索,提高學生設計水平、展示設計成果,激發(fā)參賽學生的創(chuàng)新思維在參賽作品中的運用,并在設計實踐中發(fā)揮學生的聰明才智,覆蓋學生的創(chuàng)新設計能力、制造工藝能力、實際操作能力、競爭意識、團隊意識與協助能力及工程管理能力等各方面的培養(yǎng),實現對參賽學生的理論素養(yǎng)和實踐動手能力的全面檢驗和促進,理論與實踐的有機結合,使學生成為綜合素質高的創(chuàng)新型人才。

(2) 將競賽訓練模式引入到工程訓練教學中,充分利用工程訓練中心的教學資源,與競賽訓練相結合?；诟傎愑柧毜膬热菖c要求,導入針對學生的信息能力、質疑能力、思維能力、實踐能力等方面培養(yǎng)的具體工程訓練教學內容,完善工程創(chuàng)新實踐相關課程,建立與學科相銜接的理論實踐課程體系,研究機械類相關課程的特征,突破已有的細微定勢,在教學體系與教學內容中加強學科的融合,并與工程訓練綜合競賽參賽作品設計研制結合起來,加強課程間的銜接與融合,介紹與應用新的設計方法和理論,建立創(chuàng)新能力在機械類課程教學中的工程應用體系,最大限度地培養(yǎng)學生的綜合能力。

(3) 強化工程文化素質培養(yǎng)知識體系的建立,對工程認知教學模式計劃采取集中教學和穿插教學2種方式。集中教學模塊約為一周時間,并在后續(xù)實習過程(金工實習、課程實習、畢業(yè)實習)中選擇性地進行穿插教學。教學方式擬采取現場講授與自主學習,現場講授包括固定內容的講解(如各工業(yè)系統(tǒng)的概況介紹)及現場參觀；自主學習則分為網絡資料共享、認知展覽館開放等。建設與完善工程認知博物館,對工程認知博物館的各教學模塊進行系統(tǒng)化梳理與串聯,建立與完善一條專業(yè)關聯性、開放性、綜合性的工業(yè)生產鏈認知教學平臺,從而形成大工程的整體概念。以工程文化素質培養(yǎng)促進競賽能力的提高,促進學生基礎文化知識與工程文化素質的培養(yǎng)。

(4) 在工程訓練綜合能力競賽準備與參賽中,培養(yǎng)大學生的團隊協作精神與競爭意識,養(yǎng)成良好的學風。通過加強學生對競賽內容的理解、現有成熟產品的改進，向任課教師探尋思路,從機械類課程模型的改進以及結合本校特點與優(yōu)勢入手,構建面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的工程訓練綜合能力競賽的教師指導與學生互動模式。

(5) 通過總結歷屆比賽的經驗、研究人才培養(yǎng)的成功案例,形成人才培養(yǎng)案例,對典型案例進行系統(tǒng)深入分析,找到工程訓練綜合能力競賽人才培養(yǎng)的規(guī)律和有效途徑,從而從競賽中找到提升培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維、工程視野及工程素質的途徑。

4.3 對通識類課程體系建立的促進作用

通過工程類競賽,鍛煉了學生的同時也培養(yǎng)了一批高質量的工程類實訓教師,為建立通識類課程教育體系提供了師資力量。通識類課程作為學校教育的補充,提高了學生對動手制作的興趣。課堂上70%的時間給學生進行動手實踐,30%理論講解,讓學生在做中學,是一種很有效的學習方式,培養(yǎng)學生遇到問題解決問題的能力,克服了理論講解的片面性。

4.4 對創(chuàng)客教育的促進作用

通過工程類競賽提高學生的制作熱情,由精英創(chuàng)新、封閉創(chuàng)新向用戶創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、開放創(chuàng)新的轉變,以用戶為中心、以社會實踐為舞臺、以共同創(chuàng)新開放創(chuàng)新為特點的用戶參與式創(chuàng)新成為新的模式。個人制作工具的普及讓普通人也能進行發(fā)明制作,出于興趣與愛好,努力把各種創(chuàng)意轉變?yōu)楝F實的創(chuàng)客應運而生。創(chuàng)客教育以興趣、創(chuàng)意、實現三位一體為核心,探索人才培養(yǎng)的新模式。學生是最具有創(chuàng)新意識的一群人,學校對創(chuàng)客空間的建設，給予了學生一個自由發(fā)揮自己創(chuàng)意的空間和讓創(chuàng)意實現的場所。

5 結語

全國大學生工程訓練綜合能力競賽對工科人才的培養(yǎng)有積極的促進作用。學生經過比賽的歷練,對工業(yè)制造全流程有一個清晰認知和真實體驗, 同時競賽型工程訓練項目加深了學生與學生之間的交流、學生與指導教師之間的互動,促使教師與學生進一步提升自身能力和專業(yè)水平,不斷更新拓展專業(yè)知識和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學生采用創(chuàng)新思維方式解決工程技術問題的能力。

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Discussion on innovative talents’ cultivation mechanism in engineering training of comprehensive ability contest

Tian Jie, Bao Hong, Zhou Xiaoshuai

(Engineering Training Center, Hefei University of Technology, Hefei 230601, China)

In combination with development and exploration of comprehensive ability competition of engineering training ,the affect to mechanical personnel training was discussed from the aspects of ability structure, knowledge quality, innovative thinking,engineering consciousness and engineering competitions. By proposition and rule design of comprehensive ability competition of engineering training, this paper introduces competition and training mode into engineering training teaching, establishes engineering cultural training mechanism and constructs the collaborative mode of the comprehensive ability competition and talent incentive system and some measures which will be used in order to explore engineering talent training mechanism in the engineering training comprehensive ability competition.

engineering training; talents’ cultivation; practical teaching; cultivation mechanism

10.16791/j.cnki.sjg.2016.12.005

2016-06-14

教育部金工與工程訓練教指委教研項目(JJ-GX-jy201423)

田杰(1968—)，男，安徽合肥，博士，教授，主要研究方向為工程訓練、機械設計.

E-mail：13033056265@163.com

G642.0

: A

: 1002-4956(2016)12-0017-04