新工科背景下以學(xué)科競賽為平臺的學(xué)生能力及工匠精神培養(yǎng)

趙潔婷

摘要：在世界工程教育的大背景下，我國的新工科建設(shè)不斷深化。為使學(xué)生能夠滿足未來多元化發(fā)展的需求，對其工程素養(yǎng)和工程能力的培養(yǎng)十分重要。學(xué)科競賽作為實踐教學(xué)改革的重要環(huán)節(jié)，能夠促進(jìn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。文章以新工科建設(shè)為背景，以學(xué)科競賽為切入點，探索學(xué)生工程意識和工匠精神的培養(yǎng)過程。

關(guān)鍵詞：新工科;學(xué)科競賽;能力培養(yǎng)

0? 引言

2017年以來，我國積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，自此我國高等工程教育改革發(fā)展站在了新的歷史起點[1]。新工科一指對應(yīng)新興的產(chǎn)業(yè)，如人工智能、智能制造、云計算等，也指傳統(tǒng)工科專業(yè)在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)科交叉，注重實用性和綜合性，進(jìn)行轉(zhuǎn)型改造和升級。無論是理論教學(xué)還是實踐教學(xué)中，新工科建設(shè)對新工科人才都提出了新的需求，即要具備較強(qiáng)的工程實踐能力、創(chuàng)新能力，還應(yīng)具備相應(yīng)的工程素養(yǎng)[2]。尤其在實踐教學(xué)改革的過程中，學(xué)科競賽對這些能力的培養(yǎng)發(fā)揮了積極的作用，與此同時，學(xué)科競賽還能折射出傳統(tǒng)實踐教學(xué)所缺失的一些問題。

以長春師范大學(xué)工程學(xué)院為例，該學(xué)院包括車輛工程、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、智能制造、冶金工程及交通工程五個工科專業(yè)，是吉林省地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展試點單位。以長春師范大學(xué)工程學(xué)院的學(xué)科競賽為例，以學(xué)生工程能力培養(yǎng)為切入點，探索培養(yǎng)工程能力和工匠精神的途徑，為培養(yǎng)新工科人才提供有力的實踐教學(xué)支持。

1? 新工科課程建設(shè)的內(nèi)涵及目前存在的問題

1.1 新工科課程建設(shè)的內(nèi)涵

鐘登華院士曾指出：“新工科的主旨是以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對為變化、塑造未來為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才?！盵3]新工科的研究內(nèi)容主要包括：工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系等幾個方面。

因此，新工科課程建設(shè)應(yīng)致力于培養(yǎng)具備較強(qiáng)工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力、兼具強(qiáng)烈家國情懷和職業(yè)素養(yǎng)的應(yīng)用型人才。這一主要內(nèi)涵應(yīng)包括以下幾方面含義：

首先，課程建設(shè)中的基本能力培養(yǎng)應(yīng)關(guān)注學(xué)生的人際交往能力、溝通和表達(dá)能力、解決問題的能力、應(yīng)變和創(chuàng)新能力、職業(yè)認(rèn)識能力、團(tuán)隊工作能力、與專業(yè)技能相關(guān)的一般能力、自我管理能力、領(lǐng)導(dǎo)力等。其中最重要的能力為解決問題的能力、應(yīng)變和創(chuàng)新能力、職業(yè)認(rèn)識能力，這些能力直指新工科內(nèi)涵下的工程能力培養(yǎng)與塑造。

其次，在課程建設(shè)中體現(xiàn)出工科職業(yè)素養(yǎng)，這一方面需要結(jié)合實踐教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、工科競賽等具體活動，讓學(xué)生理論結(jié)合實踐，逐步提升工程意識和創(chuàng)新精神。其中，工程意識作為工程師的基本素質(zhì)，是指從系統(tǒng)的、整體的全局觀出發(fā)，分析工程的效用和利弊，以及由此引申而來的科學(xué)技術(shù)問題、功能審美問題、生態(tài)環(huán)境問題、資源安全問題、倫理道德問題等，將工程技術(shù)、科學(xué)理論、藝術(shù)手法、管理手段、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境倫理、文化價值進(jìn)行綜合，樹立科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展觀。作為新工科人才，這是必須具備的職業(yè)意識。

除此之外，課程建設(shè)中對于“工匠精神”的培養(yǎng)同樣重要?！肮そ尘瘛笔且环N職業(yè)精神，它是職業(yè)道德、職業(yè)能力、職業(yè)品質(zhì)的體現(xiàn)，是從業(yè)者的一種職業(yè)價值取向和行為表現(xiàn)?！肮そ尘瘛钡幕緝?nèi)涵包括敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新等方面的內(nèi)容。

1.2 新工科課程建設(shè)中存在的問題

目前，高等院校新工科課程建設(shè)中仍存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，在培養(yǎng)實踐能力和職業(yè)精神方面略顯不足，無論在理論課教學(xué)環(huán)節(jié)中，還是實踐教學(xué)內(nèi)容上，都注重對學(xué)生理論知識的強(qiáng)化，忽略了學(xué)生實踐能力的養(yǎng)成，亦沒有在授課過程中加入工程職業(yè)精神的塑造。其次，各類教學(xué)實施方法相對陳舊。目前使用的教學(xué)方法仍過度依賴課堂講授，理論與實踐不能相結(jié)合，學(xué)生被動汲取知識。尤其在實踐教學(xué)環(huán)境中，沒有貼合學(xué)科競賽、職業(yè)規(guī)劃等內(nèi)容，以講授理論知識的方式講授實踐內(nèi)容。再次，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)知識結(jié)構(gòu)單一，學(xué)科融合教學(xué)、課程融合競賽都略顯不足，束縛了學(xué)生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造性。除此之外，在實踐教學(xué)過程中，往往缺乏具有工程背景的師資力量，具有參加或指導(dǎo)各類工科競賽經(jīng)驗的教師隊伍也略有單薄。大部分青年教師缺乏實踐經(jīng)驗，進(jìn)入教學(xué)崗位后又出現(xiàn)重課堂教學(xué)、重個人科研等等問題，無暇顧及學(xué)科競賽內(nèi)容。

2? 以學(xué)科競賽為平臺工程能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)路徑

如何在新工科背景下，建立可持續(xù)發(fā)展的特色化實踐教學(xué)體系，以促進(jìn)大學(xué)生提升工程能力和職業(yè)素養(yǎng)，這對培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的高等院校提出了挑戰(zhàn)。當(dāng)前，部分高校本科實踐平臺僅按照實踐教學(xué)計劃來組織教學(xué)工作，根據(jù)教師對知識的陳述和重難點布置來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實踐操作。這種被動接受的教育模式雖然能在一定程度上解決學(xué)生理論聯(lián)系實際的動手能力，但限制了學(xué)生主動探索的熱情和積極創(chuàng)新的思維，同時也制約了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力[4]。

以學(xué)科競賽為平臺的工程素養(yǎng)和能力培養(yǎng)模式，可以很好的解決上述問題，使工科的學(xué)生綜合素質(zhì)得以提高。圖1顯示了學(xué)科競賽對學(xué)生能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。學(xué)院切實鼓勵學(xué)生參加各種級別的多項競賽，國家級比賽包括全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學(xué)生金相技能大賽、中國汽車工程學(xué)會巴哈大賽、全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、中國大學(xué)生起重機(jī)創(chuàng)意大賽等，省級比賽包括吉林省高等學(xué)校機(jī)器人大賽、“挑戰(zhàn)杯”吉林省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)學(xué)科作品競賽等。學(xué)科競賽具有全方面、綜合性的特點，這使得理論體系和競賽相互促進(jìn)、相輔相成。

例如全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽要求學(xué)生掌握二維CAD、三維CAD、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、材料成型技術(shù)基礎(chǔ)、工程材料等理論知識;全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽需要掌握工程制圖、二維CAD、三維CAD、機(jī)械工程導(dǎo)論、單片機(jī)原理及應(yīng)用等理論知識;通過競賽促進(jìn)傳統(tǒng)理論教學(xué)模式的改革，逐步實現(xiàn)理實一體化教學(xué)模式;通過競賽來強(qiáng)化實踐教學(xué)過程，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步整合知識體系，利用交叉學(xué)科促進(jìn)不同專業(yè)學(xué)生組合配置，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作精神，切實提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和工匠精神[5-7]。下面通過兩個例子來說明競賽對學(xué)生工程實踐能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)過程。

以全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽為例：學(xué)生通過個人知識掌握情況及學(xué)習(xí)興趣參與到競賽中來，先在專業(yè)中建立團(tuán)隊，給團(tuán)隊設(shè)立共同的競賽目標(biāo)，學(xué)生團(tuán)隊與指導(dǎo)教師良性溝通。比賽過程涉及知識面廣，學(xué)科融合性高，團(tuán)隊成員分工協(xié)作，不斷增強(qiáng)團(tuán)隊核心競爭力，團(tuán)隊協(xié)作能力得到良好體現(xiàn)。這些團(tuán)隊協(xié)作能力集中體現(xiàn)在兩個階段，一是備賽階段，學(xué)生不斷的自主思考和摸索，主動分析和解決遇到的問題，有效提升了問題解決能力和創(chuàng)新能力，同時，指導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生將工程意識融入創(chuàng)新設(shè)計中，提高了學(xué)生的綜合設(shè)計能力。二是比賽成果轉(zhuǎn)化階段，學(xué)生可以將參賽作品或參賽過程衍生為專利和論文進(jìn)行發(fā)表，在這一過程中，學(xué)生的歸納總結(jié)能力及寫作能力都得以提高。

以全國大學(xué)生金相技能大賽為例：學(xué)生首先要參加學(xué)校組織的初賽，獲得初賽獲勝資格后才能繼續(xù)參加復(fù)賽，這樣激發(fā)了學(xué)生參賽的主動性和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生追求卓越的競爭意識。大學(xué)生金相技能大賽的比賽特點是現(xiàn)場進(jìn)行的技術(shù)比拼，學(xué)生需要在有限的比賽時間內(nèi)，完成對金相試樣的預(yù)磨、拋光、浸蝕和顯微觀察。這不僅要求學(xué)生有過硬的專業(yè)基本功，還要具備較好的心理素質(zhì)。這些都離不開備賽期間的團(tuán)隊協(xié)作和個人自主實踐學(xué)習(xí)。這些基本功的訓(xùn)練過程盡管相對枯燥，但是學(xué)生能夠不斷精益求精，執(zhí)著專一，磨好每一塊試樣，這也充分體現(xiàn)了“工匠精神”的培育。

3? 結(jié)束語

不斷培養(yǎng)具備工程實踐能力和高素質(zhì)的創(chuàng)新型新工科人才是各類工科院校的重要使命。在課程建設(shè)和實踐教學(xué)中，采用賽教結(jié)合，以學(xué)科競賽為平臺，在實踐教學(xué)中促進(jìn)學(xué)科融合，加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)比重，充分體現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合，不斷培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和工匠精神才是創(chuàng)新實踐教學(xué)改革的重中之重。

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