基于學(xué)科競賽和科技創(chuàng)新活動的實(shí)踐教學(xué)

隋學(xué)智 張建軍 唐菲蔓

摘要：社會生活水平的提高和祖國的發(fā)展需要人才來推動，高校作為培養(yǎng)高端人才的搖籃，需要順應(yīng)時代作出教育模式上的調(diào)整，將人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為教育重心，改革教學(xué)模式，重視實(shí)踐和理論的雙向教學(xué)。本文以機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)為例，主要從培養(yǎng)機(jī)械創(chuàng)新人才的角度，分析了依托學(xué)科競賽和科技創(chuàng)新活動展開實(shí)踐教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)及客觀支持條件，聯(lián)系專業(yè)實(shí)際提出了當(dāng)前進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的可行措施。本研究發(fā)現(xiàn)，基于學(xué)科競賽和科技創(chuàng)新活動的實(shí)踐教學(xué)，可切實(shí)提高高校培育人才的專業(yè)素養(yǎng)，使人才培養(yǎng)方案向著綜合、科學(xué)、高效的方向改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競賽；科技創(chuàng)新活動；實(shí)踐教學(xué)；機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1673-7164（2021）07-0129-02

機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)涉及的主干課程有機(jī)械制圖、機(jī)械制造、產(chǎn)品建模、數(shù)控加工與編程等，旨在培養(yǎng)掌握當(dāng)代機(jī)械制造與制圖基礎(chǔ)理論知識，具備數(shù)控編程、機(jī)械生產(chǎn)管理、產(chǎn)品測量等技能的現(xiàn)代化創(chuàng)新型技術(shù)人才。當(dāng)前，機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)形式主要有學(xué)科競賽及科技創(chuàng)新活動等，其核心都在于建立以創(chuàng)新能力為人才培養(yǎng)導(dǎo)向的多層次、全方位的專業(yè)競賽體系，以增長學(xué)生的基本專業(yè)技能、創(chuàng)新研究能力[1-2]。

一、機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的總出發(fā)點(diǎn)，一方面是為了增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作的意識，提高個體解決問題的能力，在協(xié)作中各取所長，相互包容[3]；另一方面是為了通過第二課堂加深學(xué)生對第一課堂中專業(yè)基礎(chǔ)知識的理解，促使其在思考和實(shí)踐中逐漸掌握專業(yè)技能，完成由機(jī)械專業(yè)新手向機(jī)械創(chuàng)新人才的飛躍。

（一）引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變觀念，提高創(chuàng)新意識

隨著社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變與升級，國家對高校人才的培養(yǎng)計劃做出了新的要求，如高校應(yīng)該重視學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)觀念的引導(dǎo)，培養(yǎng)的應(yīng)用型人才既要具備解決問題的技術(shù)，也要擁有團(tuán)隊合作的能力等[4]，具體體現(xiàn)在：一是引導(dǎo)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，加深對科學(xué)的思考，即思維訓(xùn)練的積累過程；形成批判性思維，客觀地看待自身與他人，加強(qiáng)協(xié)作；二是引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)踐教學(xué)活動，勇于展現(xiàn)自己；在其遇到挫折時予以耐心的指導(dǎo)，激發(fā)青年人的斗志，避免三分熱度，砥礪前行；三是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，可通過對傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的觀摩和分析等方式，客觀評價該樣本或技術(shù)存在的優(yōu)勢與不足，激發(fā)學(xué)生主動尋找優(yōu)化辦法的意識。

（二）通過實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生創(chuàng)新技能

參加學(xué)科競賽、科技創(chuàng)新活動等實(shí)踐教學(xué)，能加深學(xué)生對機(jī)械設(shè)計與制造技術(shù)的了解，一是科技創(chuàng)新等實(shí)踐教學(xué)活動，匯聚了不同創(chuàng)新觀點(diǎn)的作品，學(xué)生在參與的過程中，可以不斷吸收最前沿的創(chuàng)新思想，結(jié)合自己已經(jīng)內(nèi)化的專業(yè)體系，有助于開啟更多可能性；二是當(dāng)現(xiàn)階段技術(shù)與理論能夠幫助學(xué)生將創(chuàng)新思想“變現(xiàn)”時，會使行業(yè)的資源得到更為合理的配置，生產(chǎn)出更多符合當(dāng)代人需求的機(jī)械產(chǎn)品；三是當(dāng)現(xiàn)階段技術(shù)與理論無法將創(chuàng)新觀點(diǎn)變現(xiàn)時，就會激發(fā)學(xué)生鉆研技術(shù)的精神，推動技術(shù)進(jìn)步。

（三）深化理論知識提高學(xué)生綜合素養(yǎng)

學(xué)生通過機(jī)械原理、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)具備了初級階段的感性認(rèn)識，想要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到自己動手設(shè)計的高級理性認(rèn)識階段，最好的辦法就是依托實(shí)踐教學(xué)活動，鼓勵學(xué)生參與學(xué)科競賽或科技創(chuàng)新活動。以賽代練的優(yōu)勢在于：一是在設(shè)計和運(yùn)用中，深化學(xué)生對機(jī)械理論知識的理解，促進(jìn)理論知識的學(xué)習(xí)；二是由院系到省級再到國際，隨著參賽舞臺越來越大，接解到的前沿知識和優(yōu)秀行業(yè)精英越來越多，使參賽學(xué)生的眼界和心態(tài)發(fā)生變化，有利于激發(fā)學(xué)生對機(jī)械設(shè)計與制造的熱愛；三是參加實(shí)踐教學(xué)活動，學(xué)生需要自主地進(jìn)行時間規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、加工制作等多個環(huán)節(jié)，能夠促使學(xué)生意識到主動探求知識的重要性。

二、機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的客觀支持條件

（一）院校制度上的支持

機(jī)械與汽車工程學(xué)院予以實(shí)踐教學(xué)制度上的支持，具體體現(xiàn)在：一是建立了完善的指導(dǎo)制度，如導(dǎo)師信息庫、學(xué)生科技創(chuàng)新社團(tuán)等，形成大學(xué)生科技項(xiàng)目驅(qū)動、學(xué)科競賽檢驗(yàn)、師生廣泛參與的局面；二是學(xué)院積極拓寬大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)渠道，加強(qiáng)校企聯(lián)動，堅持走賽場市場一體化道路，為學(xué)生今后的就業(yè)做好鋪墊；三是安全保障，無論是機(jī)械作品的設(shè)計還是制作，學(xué)院都分配了專門的管理人員，嚴(yán)格遵循安全保障制度，提前做好檢查，最大限度地降低風(fēng)險。

（二）完備的實(shí)踐教學(xué)體系

機(jī)械與汽車工程學(xué)院鼓勵學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)活動，并在各類國家和省市創(chuàng)新競賽中取得了優(yōu)異成績，積攢了豐富的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)資源。目前學(xué)院已經(jīng)形成了“項(xiàng)目申報—院內(nèi)初審—立項(xiàng)答辯—中期檢查—終期評比”的比賽組織流程、搭建起了“一心兩端三級四階五步式大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系”和完備的“院賽—校賽—省賽—國賽”的競賽體系，實(shí)現(xiàn)了賽事動員—方案論證—中期答辯—參加賽事—經(jīng)驗(yàn)交流的五步比賽組織步驟。

（三）科學(xué)的機(jī)械人才培養(yǎng)模式

機(jī)械與汽車工程學(xué)院堅持以提高大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為中心，構(gòu)建起了大一創(chuàng)意、大二創(chuàng)新、大三實(shí)踐、大四創(chuàng)業(yè)的四階培養(yǎng)模式。為了更好地培養(yǎng)現(xiàn)代化機(jī)械人才，學(xué)院還緊緊圍繞“弘揚(yáng)科創(chuàng)精神、引導(dǎo)科技創(chuàng)新力量”主題，成立大學(xué)生方程式車隊、機(jī)械創(chuàng)新工作室、慧魚創(chuàng)新工作室、交通創(chuàng)新工作室等學(xué)生創(chuàng)新社團(tuán)，把社團(tuán)打造成為專項(xiàng)賽事的推動器，成為溝通協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室與參賽學(xué)生的橋梁。

三、機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的措施

（一）以人才培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)深化實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵

無論是學(xué)科競賽還是科技創(chuàng)新活動，都應(yīng)以機(jī)械設(shè)計及制造專業(yè)新時代的人才培養(yǎng)目標(biāo)為指導(dǎo)，深化實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵，培養(yǎng)更為現(xiàn)代化的機(jī)械制造人才。具體來說，一是可從院校歷屆相似活動中汲取經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)代學(xué)生的特點(diǎn)，使比賽的項(xiàng)目和規(guī)則更能夠激發(fā)學(xué)生參與的興趣；二是劃分比賽層次，合理規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)的資金、場地和人員安排，減少浪費(fèi)，提高實(shí)踐教學(xué)開展的效率；三是建立完備的實(shí)踐教學(xué)管理體系，可通過內(nèi)部舉薦或外聘優(yōu)秀教師充當(dāng)教學(xué)顧問或活動評判員的方式，確保學(xué)生能夠獲得專業(yè)和系統(tǒng)的指導(dǎo)。如，按照機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)立三大培訓(xùn)部門，第一類是依托CATIA、Protel、AutoCAD、Proteus、Solidworks等軟件設(shè)立的設(shè)計培訓(xùn)部門；第二類是應(yīng)用PLC和嵌入式等控制源的機(jī)械智能控制類培訓(xùn)部門；第三類是選取數(shù)控加工、3D打印、激光切割等加工類培訓(xùn)部門[5-6]。

（二）強(qiáng)化教師隊伍建設(shè)，提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量

實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量與教師能否充分發(fā)揮自身教學(xué)作用密切相關(guān)，除了上述提到的教學(xué)顧問和活動評判員外，學(xué)院還需建立高素質(zhì)的指導(dǎo)教師團(tuán)隊。指導(dǎo)教師既要具備扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計與制造素養(yǎng)，還要具備激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力的教育素養(yǎng)。一方面可在校內(nèi)部征集優(yōu)秀的指導(dǎo)教師，由教學(xué)管理部門將他們的信息整理成冊向全校師生開放，或利用現(xiàn)代信息技術(shù)建立優(yōu)秀指導(dǎo)教師信息庫，方便學(xué)生隨時查閱與聯(lián)系；另一方面需定期對在校年輕教師進(jìn)行培訓(xùn)，使其逐漸具備指導(dǎo)教師的資質(zhì)，使學(xué)生得到更高水平的幫助。

（三）院校加強(qiáng)對實(shí)踐教學(xué)活動的資源支持

無論是學(xué)科競賽還是科技創(chuàng)新活動，都需要依托一定數(shù)量的學(xué)生作品來展開，這就要求學(xué)校有足夠的資源作為保障，如參賽作品制造的場地、工具、資源等，因此院校需要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)實(shí)踐活動的資源支持。具體：一是對于方向明確、專業(yè)性較高的實(shí)踐教學(xué)活動，院校內(nèi)部的研究院所或?qū)I(yè)社團(tuán)可予以學(xué)生必要的幫助，如研究方案的制定、研究材料的選擇、方法論的指導(dǎo)等[7]；二是為了方便學(xué)生完成參賽的作品，學(xué)院需要分配定量的實(shí)驗(yàn)室和管理人員，提高效率；三是學(xué)校統(tǒng)一采購機(jī)械制造與設(shè)計的物資，建立完備的記錄與管理制度，節(jié)約學(xué)生選購的時間和花費(fèi)；四是做好安全管理，如排除機(jī)械制造場地、制作過程中的不安全因素，可通過聘請專業(yè)機(jī)械制造的技術(shù)工人實(shí)現(xiàn)。

四、結(jié)語

機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)與其他專業(yè)而言，更注重學(xué)生將理論機(jī)械原理轉(zhuǎn)化為實(shí)際從事機(jī)械制造與設(shè)計的技能。因此，在現(xiàn)代化機(jī)械人才培養(yǎng)的過程中，既要抓理論也要抓實(shí)踐，通過學(xué)科競賽及科技教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生在靈活利用機(jī)械理論指導(dǎo)機(jī)械制造與設(shè)計的基礎(chǔ)上，逐漸培養(yǎng)起創(chuàng)新意識，為祖國發(fā)展、科技進(jìn)步提供助力。

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（責(zé)任編輯：胡甜甜）