依托學科競賽培養(yǎng)新工科應(yīng)用型人才的思考與實踐

涂 建，詹習生，黃貞輝，楊青勝

(湖北師范大學 機電與控制工程學院 ，湖北 黃石 435002)

0 前言

國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見(國辦發(fā)〔2015〕36號)中指出：深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、促進經(jīng)濟提質(zhì)增效升級的迫切需要，是推進高等教育綜合改革、促進高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措[1]。湖北師范大學作為我省首批全面轉(zhuǎn)型的11所本科高校之一，如何做好實踐教學，探討創(chuàng)新性的實踐教學模式，培養(yǎng)新工科應(yīng)用型人才已是迫不及待。 目前國內(nèi)外教學研究學者從學科競賽等方面對新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進行了研究，近年來取得了較大的研究成果。蔣傳健等人提出了以學生為主體、教師為主導、企業(yè)參與指導的三維一體的學科競賽指導模式，為培養(yǎng)實踐創(chuàng)新性人才奠定基礎(chǔ)[2]；李德瑩等人認為以學科競賽為依托，搭建平臺，完善培養(yǎng)方案，加強實踐教學，是創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的有效途徑[3]；欒光宇等人從電氣專業(yè)人才常規(guī)培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、學科交叉融合、校企協(xié)同等不同角度對人才培養(yǎng)模式進行闡述，提出了對新工科背景下地方院校電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)的思考，以期加快創(chuàng)新性人才培養(yǎng)在高校教育改革中的轉(zhuǎn)變[4]；皖西學院通過專業(yè)調(diào)整，學科專業(yè)交叉、資源融合、校企合作等方式，以學科競賽為抓手，以賽促學、以賽促建、以賽促改，探索了新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的有效途徑[5～6]；程望斌等人以應(yīng)用型和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)為主線，以學科競賽為長效激勵機制，探討了電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)模式和學科競賽人才培養(yǎng)長效機制，提出了基于學科競賽的應(yīng)用型和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)實施方案[7]；武漢大學的楊志東等人以電子類學科競賽為例，對學科競賽和創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式進行了探索與研究，同時也指出了學科競賽存在的問題與不足[8]。這些對新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的思考均是以各自學校、各自專業(yè)實際情況出發(fā)，探索了學科競賽在人才培養(yǎng)方案中的作用。因此，研究適合自己學院專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案具有重要意義。

1 依托學科競賽培養(yǎng)新工科應(yīng)用型人才的思考

新工科背景下， 如何構(gòu)建一個有效的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式已成為高校教學研究的一個重點和熱點問題。構(gòu)建學科競賽平臺，開展大學生科技創(chuàng)新活動是引導和激勵大學生鍛煉提升學習能力、實踐創(chuàng)新能力，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)良好氛圍的重要手段之一，已成為大部分高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的有效手段和機制。

1.1 研究對象

以湖北師范大學機電與控制工程學院的應(yīng)用型人才培養(yǎng)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，依托學科競賽，將我院工科專業(yè)應(yīng)用型人才模式作為研究對象。

湖北師范大學機電與控制工程學院是湖北師范大學唯一一所全工科直屬學院。擁有電氣工程及其自動化、自動化、軌道交通信號與控制3個本科專業(yè)。學院在“以生為本”的工作理念指導下，鼓勵學生積極參加社會實踐和各類競賽活動，如全國大學生挑戰(zhàn)杯、全國大學生電子競賽、全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽、“西門子杯”中國智能挑戰(zhàn)賽、“AB杯”全國大學生自動化系統(tǒng)應(yīng)用大賽等，并屢次奪得大獎。

1.2 新工科應(yīng)用型人才的思考

1)根據(jù)不同層次學生的教學需要，依托學科競賽，制定出科學的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，不斷改進和優(yōu)化充實現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式；

2)依托學科競賽，以各種橫向課題為牽引，結(jié)合電氣工程師培養(yǎng)的實踐教學特點和學生實踐能力訓練的需要，按照基本技能訓練、設(shè)計和綜合技能、工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)以及工程應(yīng)用能力培養(yǎng)四大模塊(四個層次)進行資源整合，優(yōu)化資源配置，重組實踐教學內(nèi)容，形成適應(yīng)新工科的應(yīng)用型實踐教學體系[9]；

3)建設(shè)開放、靈活的學科競賽平臺，為新工科類應(yīng)用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型、工科類專業(yè)的實踐教學改革提供思路和范例。

2 依托學科競賽培養(yǎng)新工科應(yīng)用型人才的實踐

2.1 根據(jù)學科競賽和新工科要求，對應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案進行修訂

根據(jù)湖北師范大學辦學特色、辦學理念和人才培養(yǎng)定位，結(jié)合工程教育專業(yè)認證和近年來學科競賽的要求，優(yōu)化各專業(yè)的人才培養(yǎng)標準，以滿足行業(yè)人才需求與學生長遠發(fā)展的目標，培養(yǎng)具有專業(yè)知識綜合運用能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力的人才。分別修訂了本科專業(yè)的培養(yǎng)方案，體現(xiàn)了持續(xù)改進的要求。

與2012版培養(yǎng)方案相比，2017版培養(yǎng)方案主要在以下幾個方面進行了調(diào)整：

1) 優(yōu)化了課程知識體系結(jié)構(gòu)。壓縮了不同課程重復性內(nèi)容和陳舊知識，在壓縮學時的同時強化了課程自身基礎(chǔ)知識和特色，并為新增課程創(chuàng)造了條件。

以“西門子杯”中國智能挑戰(zhàn)賽賽項為例，有智能制造創(chuàng)新研發(fā)類(自由探索方向、企業(yè)命題方向、產(chǎn)品全生命周期管理方向和協(xié)作機器人方向)和智能制造工程設(shè)計與應(yīng)用類(流程行業(yè)自動化方向、信息化網(wǎng)絡(luò)化方向、離散行業(yè)自動化方向和離散行業(yè)運動控制方向)兩大類。新版人才培養(yǎng)方案的綜合實踐課程群中增加了綜合課程設(shè)計的課程，如《供配電綜合課程設(shè)計》、《電力系統(tǒng)綜合課程設(shè)計》和《電力電子技術(shù)課程設(shè)計》等，以適應(yīng)學科競賽對綜合設(shè)計能力的要求。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程群中增加了《專業(yè)創(chuàng)新與科研實踐》和《專業(yè)綜合能力訓練》兩門選修課，參加全國大學生挑戰(zhàn)杯、全國大學生電子競賽、全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽、“西門子杯”中國智能挑戰(zhàn)賽、“AB杯”全國大學生自動化系統(tǒng)的學生可以免修這兩門課程，并且所有學生應(yīng)在兩門選修課中選一門，對學生的實踐創(chuàng)新能力提出了更高的要求。

為了讓大二學生能提前適應(yīng)全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽要求，《單片機原理與應(yīng)用》課程提前至了第四學期，《單片機原理與應(yīng)用課程設(shè)計》提前至第五學期。

2) 突出專業(yè)特色。如電氣工程及其自動化專業(yè)為了形成專業(yè)特色和優(yōu)勢方向，根據(jù)不同層次，有不同就業(yè)要求的學生設(shè)置了電氣技術(shù)和電力系統(tǒng)及自動化兩個專業(yè)方向。自動化專業(yè)則設(shè)置了過程控制和嵌入式兩個方向。

2.2 依托學科競賽，構(gòu)建新工科的應(yīng)用型實踐教學體系

按照基本技能訓練、設(shè)計和綜合技能、工程實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)以及工程應(yīng)用能力培養(yǎng)四大模塊(四個層次)進行資源整合，優(yōu)化資源配置，重組實踐教學內(nèi)容，形成金工、電工電子實訓—基礎(chǔ)實驗訓練—課程設(shè)計—綜合系統(tǒng)性設(shè)計—以工程為背景的科研項目訓練—創(chuàng)新科技競賽訓練—企業(yè)實習等組成的一個實踐訓練環(huán)節(jié)鏈(七個類別)，構(gòu)建“四個層次、七個類別”的新工科應(yīng)用型實踐教學體系，如圖1所示。

圖1 “四個層次、七個類別” 新工科應(yīng)用型實踐教學體系

3 依托學科競賽的新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)成效

3.1 促進了學院工科專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展

依托學科競賽修訂的新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)實施后，學院專業(yè)學科建設(shè)得到了快速的發(fā)展。2017年，電氣工程及其自動化專業(yè)被評為湖北省普通本科高校與高職院校聯(lián)合培養(yǎng)技術(shù)技能型人才試點項目；2019年，該專業(yè)被評為湖北省一流本科專業(yè)。

3.2 人才培養(yǎng)質(zhì)量穩(wěn)步上升

1)2018屆畢業(yè)論文優(yōu)秀者約占5%，良好成績占比22%，中等成績占比42%，及格成績占比31%.中等成績以上者占到總論文數(shù)的69%以上，及格及以上所占的比例為100%，與2017屆相比有較大進步。說明學生整體的綜合設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力得到了一定程度的提升。

2)通過我院學科競賽機制的日益完善，有越來越多的學生能參與其中，學生對學科發(fā)展的方向、視野、學習興趣、認知水平，自主學習的能力和習慣都有所改善。通過相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我院承擔學科競賽的湖北師范大學羅克韋爾自動化實驗室和創(chuàng)新能力訓練室等實驗室場所利用率顯著提高。

3)大學生實踐創(chuàng)新成果創(chuàng)新高

學院在“以生為本”的工作理念指導下，成立大學生科研團隊，引導學生進行科學研究，團隊成員已發(fā)表多篇學術(shù)論文并獲湖北省大學生優(yōu)秀科研成果獎。 通過本科生科研立項促進學生的科技發(fā)明并獲國家專利。

學院全體2018級同學共30支項目團隊及其他年級7支項目團隊參加第五屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，有1支項目團隊獲得校級特等二等獎，2支隊伍獲得校級三等獎的好成績；學院完成2020屆畢業(yè)生“SYB”創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)培訓，學生結(jié)業(yè)率達98.95%；順利完成2017年大創(chuàng)項目結(jié)題及2018年大創(chuàng)中期檢查工作，以及2019年大創(chuàng)項目申報立項工作，2019年學院有6個大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目立項，其中國家級項目4項、省級項目2項。

近兩年來，依托湖北師范大學羅克韋爾自動化實驗室的個性化創(chuàng)新性實踐在各類專業(yè)性科技競賽中更是取得了不俗的成績。參加的全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽、“西門子杯”中國智能挑戰(zhàn)賽、“AB杯”全國大學生自動化系統(tǒng)獲得國家級和省級項目60余項。

4 結(jié)語

以學科競賽為依托，針對新工科人才培養(yǎng)的關(guān)鍵因素，分析了學科競賽在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中的重要作用，依托學科競賽，探討了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的有效途徑和措施。依托學科競賽，以新工科為背景，提出了創(chuàng)新性的應(yīng)用型人才模式，可以為有效地提高學生創(chuàng)造精神、實踐能力和應(yīng)用型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型提供思路和范例，為培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才提供新思路，對深化工科類專業(yè)的實踐教學改革起到良好的示范作用和指導意義。實踐創(chuàng)新成效證明了該應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的可行性與實用性。