新工科農(nóng)機專業(yè)導(dǎo)師制對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索

0 引言

2017年2 月，基于工程教育改革的理念下，教育部在復(fù)旦大學(xué)和天津大學(xué)分別召開了新工科研討會，此舉是為應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革所面臨的新機遇，新挑戰(zhàn)而提出“新工科理念”

。農(nóng)機作為新世紀(jì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要生產(chǎn)力，農(nóng)機的智能化、信息化越來越普及。對新時代的農(nóng)機人才要求也越來越高

。

社會在不斷的發(fā)展進步，書籍作為人們進步的階梯，其價格也隨著攀升，醫(yī)院有限的資金投入肯定無法滿足所有的醫(yī)務(wù)人員的書籍購買要求，因此就需要對服務(wù)方式進行轉(zhuǎn)變。在收集了醫(yī)院醫(yī)務(wù)人員的書籍請求后，對書籍請求進行適當(dāng)?shù)暮Y選，對于可讀性強、實用性廣的書籍請求，采取書籍購買，這樣可以有效的緩解資金不足的緊張局面。然后剩余的書籍雖不能購買紙質(zhì)書籍，但是可以借助發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來實現(xiàn)閱讀。

針對“新工科”人才的培養(yǎng)，已經(jīng)有很多的教學(xué)改革和推廣案例。張開飛等

提出在本科教學(xué)推廣翻轉(zhuǎn)課堂，提高教學(xué)活動質(zhì)量。屈哲等

提出基于科研實驗室的教學(xué)活動，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。何勛等

針對農(nóng)機專業(yè)在課程教學(xué)中運用虛擬仿真技術(shù)，解決了實踐教學(xué)大投入的問題。南京理工大學(xué)王海俠等

在進行了本科生導(dǎo)師制的教學(xué)改革研究。吳江賢等

在高職教育中應(yīng)用導(dǎo)師制培養(yǎng)方法，實踐證明導(dǎo)師制明顯提高學(xué)生整體素質(zhì)。

導(dǎo)師負(fù)責(zé)制在研究生教育中一直是教學(xué)質(zhì)量的保證，通過導(dǎo)師一對一的指導(dǎo)和科研任務(wù)的鍛煉，提高了個人能力，為畢業(yè)后工作打下堅實的基礎(chǔ)。如何在本科培養(yǎng)中應(yīng)用導(dǎo)師負(fù)責(zé)制提高創(chuàng)新能力成為研究熱點。

1 工科實驗班導(dǎo)師制的探索與實踐

為了培養(yǎng)“新工科”要求下的新型農(nóng)機人才，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)從2019年開始落實選拔綜合能力較優(yōu)的30名左右學(xué)生，組建成新工科實驗班，目的在于培養(yǎng)一批相應(yīng)專業(yè)的德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的高質(zhì)量高素質(zhì)精英人才。實驗班的成員均是高考成績和大一成績優(yōu)秀者，大部分希望進行本碩連讀。同時工科班的培養(yǎng)采用導(dǎo)師制和實驗班教學(xué)結(jié)合的全新教育方式。導(dǎo)師制的實施發(fā)揮了教師在人才培養(yǎng)中的重要作用，使教育教學(xué)更有溫度，思想引領(lǐng)更有力度，立德樹人更有效度。

1.1 構(gòu)建“多面型”導(dǎo)師制

導(dǎo)師制的優(yōu)勢就是可以提高學(xué)生的主觀能動性，從讓學(xué)生動手做到學(xué)生自己動手做。農(nóng)機專業(yè)以往的教學(xué)內(nèi)容主要是基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)，實踐學(xué)習(xí)內(nèi)容比較老舊。有些校內(nèi)實踐教學(xué)用的農(nóng)機具都是十幾年前的老舊機型，但是現(xiàn)代的智慧農(nóng)機靠的更多的是信息化、自動化。導(dǎo)師的項目基本都是迎合實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的困難而產(chǎn)生的，本科生跟隨導(dǎo)師研究項目不僅可以了解農(nóng)機具的前端知識，開闊眼界，也可以在導(dǎo)師領(lǐng)導(dǎo)的團隊里參與樣機的制作，驗證自己理論學(xué)習(xí)的知識。

1.2 建立“三位一體”工作機制

學(xué)院成立導(dǎo)師制工作領(lǐng)導(dǎo)小組聯(lián)系本科生和導(dǎo)師，本科生根據(jù)個人興趣和個人技能優(yōu)勢選擇不同導(dǎo)師，導(dǎo)師指導(dǎo)本科生參與科研項目，精準(zhǔn)施教，學(xué)習(xí)課堂以外的知識。通過學(xué)院的規(guī)劃指揮，學(xué)生的積極參與，導(dǎo)師的引導(dǎo)，“三位一體”的使導(dǎo)師制在本科教育中推廣開來，使本科生學(xué)到真本領(lǐng)。

1.3 創(chuàng)新考核方法

將導(dǎo)師的課題項目引入課堂，并制定相應(yīng)的學(xué)分及考核辦法。例如，在課程設(shè)置上適當(dāng)加大創(chuàng)新課程的學(xué)分及考核辦法，并適當(dāng)調(diào)整其教學(xué)方式。同時，在課堂教育內(nèi)容上，可選擇性地從學(xué)生專業(yè)的知識背景及生活情境著手，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維及意識。課程作業(yè)可以為探討型，即制定課題方向，由每位同學(xué)查閱資料，獲取前沿知識，加深對本領(lǐng)域理解；然后由每位同學(xué)上臺講解所學(xué)或查閱資料，鍛煉學(xué)生語言表達和自我展示能力。

1.4 重視實踐性教學(xué)

通過自己操縱，自己編程，自我思考，讓刀具按照既定軌跡運動，從而提升學(xué)生的操作能力和思考能力。

1.5 構(gòu)建校內(nèi)外雙導(dǎo)師制

校企聯(lián)合培養(yǎng)指導(dǎo)，在校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師的雙重指導(dǎo)下，通過讓學(xué)生直接參與企業(yè)實際工程問題的研究，或者參與校內(nèi)導(dǎo)師承擔(dān)的實際工程科研項目，為學(xué)生提供創(chuàng)新空間。學(xué)生通過項目牽引，可真刀實槍地快速融合所學(xué)知識，并將其轉(zhuǎn)化，進一步提升了實踐能力、溝通交流能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

2 工科實驗班導(dǎo)師制優(yōu)勢

2.1 提高教學(xué)質(zhì)量

“我的電影中各種對立的電影詞匯、橋段、元素和經(jīng)驗都會相互碰撞，2D和3D只是其中的一種。”畢贛說，《路邊野餐》是一部關(guān)于時間的電影，很多人誤以為里面的那個長鏡頭是一個夢，這是一個超現(xiàn)實段落，但它肯定不是夢，又有夢的特征和質(zhì)感。在他看來，《地球最后的夜晚》到了后半段，是一部關(guān)于夢和記憶的電影，記憶的質(zhì)地、夢的質(zhì)感，跟3D的立體感非常像。

截止到2020年底，機電學(xué)院農(nóng)機導(dǎo)師共指導(dǎo)本科生近200人，他們均參與導(dǎo)師科研項目，協(xié)助導(dǎo)師完成三維設(shè)計，仿真，試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等工作，近一半學(xué)生參加過“挑戰(zhàn)杯”，“3D大賽”等國家級、省級大賽并取得一定名次。

2.2 強化基礎(chǔ)性技能掌握

自2005年10月深化改革，工商銀行完成股改正式上市以來，工行在經(jīng)營發(fā)展、客戶服務(wù)和企業(yè)文化建設(shè)等方面都邁上了一個新的臺階。迪慶工行通過增資擴股、清收不良貸款、完善法人治理、強化內(nèi)控管理、利用央行票據(jù)置換不良資產(chǎn)、消化歷史包袱等一系列措施,不斷增強金融實力和服務(wù)能力,經(jīng)營發(fā)展步伐明顯加快。

2.3 提高實踐性創(chuàng)新能力

采用的導(dǎo)師制并不僅僅是導(dǎo)師一個人“單兵作戰(zhàn)”，而是以導(dǎo)師為授課老師為基礎(chǔ)，再增加導(dǎo)師一對一指導(dǎo)、導(dǎo)師所指導(dǎo)的研究生協(xié)助和輔導(dǎo)員的監(jiān)督。本科生對老師除了在課堂上有互動，在課外基本沒有交流，導(dǎo)致教育資源浪費。導(dǎo)師制可以將老師與學(xué)生的聯(lián)系更加緊密，拉近距離。老師可以將在項目中的內(nèi)容分享給學(xué)生，而不僅僅是書本中的內(nèi)容。通過學(xué)校組織優(yōu)秀博士生、研究生講壇分享研究心得，前沿知識，也可以了解不同老師的研究課題。

為了適應(yīng)河南省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需要，農(nóng)業(yè)機械化理論教學(xué)應(yīng)做到教學(xué)計劃要反應(yīng)農(nóng)機與農(nóng)藝、技術(shù)與管理、機與電的相互結(jié)合。而專業(yè)導(dǎo)師制可以做到多導(dǎo)師對多學(xué)生，一個班級的學(xué)生每個人的導(dǎo)師的擅長領(lǐng)域不同，班級同學(xué)在學(xué)習(xí)中也可以互相交流，從而了解到多學(xué)科、多領(lǐng)域的內(nèi)容，正符合“新工科”要求的多學(xué)科人才培養(yǎng)的要求。

2.4 實訓(xùn)鍛煉實操能力

新工科實驗班去軒明參加實訓(xùn)，參觀工業(yè)機器人運轉(zhuǎn)平臺。實訓(xùn)內(nèi)容為提高零件的加工精度。需解決刀具和工件的對定問題，即確定零件的工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系的偏置關(guān)系。針對機械專業(yè)的學(xué)生，實訓(xùn)內(nèi)容需要加工該齒輪的鍵槽，如圖1（a）所示，其編程原點和工件原點必須重合，即WCS與MCS必須同心。由于激光是一束光，不能直接確保光斑的中心點和工件的圓心點完全重合。因此，需要試切找正法，編制試切程序，設(shè)置編程坐標(biāo)原點WCS1，重復(fù)試切找正法步驟，完成后激光的光斑中心準(zhǔn)確的停止在設(shè)定的編程坐標(biāo)原點WCS1上。此時，齒輪的直徑D是已知的，僅需移動激光頭，X、Y軸的移動距離為D/2，即是WCS2，從而獲得加工零件的編程原點。但是由于激光機床上，用來XYZ軸移動的按鈕沒有步進方式，也沒有手持脈沖發(fā)生器，很難將XYZ軸移動到一個準(zhǔn)確的位置。因此在激光加工配置的軟件的調(diào)試菜單里面進行精確的偏移，如圖1（b）所示，從而完成了工具和刀具的對定，即對刀的過程。

實踐性教學(xué)是農(nóng)業(yè)機械化教學(xué)中的根本性任務(wù)。目前國外例如美國、德國、英國等，在本科階段實踐教學(xué)是很重要的部分。學(xué)生在大學(xué)校園內(nèi)不僅完成理論知識學(xué)習(xí)，還要完成實踐內(nèi)容的考試才能順利畢業(yè)。農(nóng)機專業(yè)最基礎(chǔ)的發(fā)動機拆裝實踐，不同播種器結(jié)的結(jié)構(gòu)實踐等已經(jīng)很難滿足“新工科”的要求，現(xiàn)在熱門的植保無人機拆裝實踐、植保作業(yè)模擬實踐、拖拉機自動導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)實踐、高速氣吸式播種機等實踐內(nèi)容才是當(dāng)下所需。讓他們看到并認(rèn)識到農(nóng)機專業(yè)的迫切需求，讓學(xué)生們意識到本專業(yè)的前沿，本專業(yè)的地位，都應(yīng)熱愛這個行業(yè)。提高每一位同學(xué)的熱情，能夠好的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

2.5 豐富科研競賽內(nèi)容

本科生參加科研競賽可以提高創(chuàng)新能力，增長見識和人際交往能力。一個人參加競賽是一個很大的挑戰(zhàn)，所以組建一個團隊是至關(guān)重要的。在校內(nèi)，省內(nèi)甚至全國范圍內(nèi)每年都有各種類型的比賽，最基本的計算機繪圖技能大賽到“東方紅”杯農(nóng)機大賽、全國機器人大賽等。導(dǎo)師制給了本科生一個很好的參賽平臺，老師可以指導(dǎo)，學(xué)長可以帶領(lǐng)學(xué)習(xí)。近些年參與競賽及受眾學(xué)生群體逐年擴大，如圖2所示。

陸靜山將鄉(xiāng)村兒童圖書館的特點總結(jié)為實用性和工具性，并在圖書館建設(shè)中秉持實用主義的辦館理念。鄉(xiāng)村兒童作為鄉(xiāng)村建設(shè)的主要后備力量，需要掌握更多解決鄉(xiāng)村實際問題的實用工具，陸靜山認(rèn)為應(yīng)該“把圖書當(dāng)作一種工具來看待，是一種生活工具，一種‘做’的工具”［7］（5），這與陶行知的“工具主義圖書論”相契合。根據(jù)其觀點，設(shè)立鄉(xiāng)村兒童圖書館的目的，是為了提供一個引導(dǎo)兒童利用工具的場所和兒童日常生活參考的重要基地，以期解決兒童生活中的部分問題，凸顯了鄉(xiāng)村兒童圖書館的工具性、實用性特征。

基礎(chǔ)技能決定了學(xué)生未來的學(xué)習(xí)潛力，而且通過學(xué)習(xí)還可以增強對農(nóng)業(yè)機械化知識的了解。其一，強化對基礎(chǔ)知識的感悟，深刻理解所有的概念、公式、定理、計算法則等，并讓學(xué)生掌握各知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，理清知識結(jié)構(gòu)，形成整體的認(rèn)識，并能綜合運用。譬如：組合圖之間的關(guān)系，學(xué)生應(yīng)從整體上理解這部分內(nèi)容，從結(jié)構(gòu)上把握教材，達到熟練地將這兩部分知識相互轉(zhuǎn)化。其二，熟練掌握基本方法，諸如電路和制圖的解法，尤其是機械原理和機械設(shè)計基礎(chǔ)，好多概念包括機構(gòu)如何去求解，要對每一種方法的內(nèi)涵和解題步驟熟練掌握。其三，提高基本技能，工科最基礎(chǔ)的電腦制圖、三維制圖軟件如AUTOCAD、辦公軟件如Office等的熟練使用。此外就是對科研實驗的各個環(huán)節(jié)的熟悉，了解創(chuàng)新設(shè)計，樣機制作，田間試驗，大田實驗這一整套研究過程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科研精神。

3 新工科導(dǎo)師制對學(xué)生能力的提高

3.1 創(chuàng)新畢業(yè)設(shè)計模式

校企聯(lián)合培養(yǎng)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計。利用校內(nèi)和校外企業(yè)資源，融合理論與實踐開發(fā)能力，在雙重導(dǎo)師指導(dǎo)下，完成從畢業(yè)選題，查閱資料、分析設(shè)計、實施開發(fā)等畢業(yè)設(shè)計全過程。選題內(nèi)容可以是工程實際問題，有助于讓學(xué)生快速融入企業(yè)生產(chǎn)實際，在項目進行中學(xué)生可以邊做邊思考，發(fā)現(xiàn)實際問題，企業(yè)可為學(xué)生提供創(chuàng)新設(shè)計空間。在完成畢業(yè)設(shè)計的過程中，學(xué)生進一步提升了實踐能力、溝通交流能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

不過，2016年的時候，出于某些原因，斯沃琪集團品牌也曾全部缺席當(dāng)年GPHG日內(nèi)瓦鐘表大賞；2017年，只有浪琴一只“大眼”計時碼表參加最佳復(fù)刻表的評比，并最終獲得該獎項；2018年，已經(jīng)有多只浪琴、美度和漢米爾頓腕表出現(xiàn)在最新一年的GPHG報名名單里。

3.2 構(gòu)建多元化創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺，支持學(xué)生的創(chuàng)新活動

創(chuàng)新實踐教學(xué)平臺是實踐教學(xué)體系的重要組成部分和保障。新工科人才是對應(yīng)于新產(chǎn)業(yè)的高技術(shù)人才，需要建立與新工科專業(yè)實踐教學(xué)相適應(yīng)的教學(xué)實踐基地。首先是基礎(chǔ)實踐平臺的建設(shè)。加強新工科專業(yè)實驗室的建設(shè)，充分發(fā)揮實驗室在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的作用。加強實驗室的管理和開放力度。開展各類創(chuàng)新性實驗項目，鼓勵學(xué)生到實驗室中進行項目研究，與此同時，高年級同學(xué)可以帶領(lǐng)低年級同學(xué)提前進入科研，低年級同學(xué)可以較快適應(yīng)新環(huán)境，這樣高低年級互補中，學(xué)生的團隊意識，互幫互助能力得到鍛煉，也激發(fā)了他們對未知問題的探索精神，使學(xué)生通過項目研究加深對理論知識的理解和掌握。

廣西與越南陸海相通，居于中國—東盟的地理中心，在我國面向東盟的經(jīng)貿(mào)合作格局中享有極為明顯的區(qū)位優(yōu)勢與非常重要的戰(zhàn)略意義。與廣西一河之隔的越南則是東盟經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿薮蟮闹匾蓡T國，極有可能成為21世紀(jì)全球新的制造中心。根據(jù)商務(wù)部的相關(guān)統(tǒng)計，廣西檢驗檢疫局簽發(fā)往越南的中國—東盟自貿(mào)區(qū)優(yōu)惠原產(chǎn)地證書在全國檢驗檢疫系統(tǒng)中居首位。

3.3 創(chuàng)新人才培養(yǎng)新機制。

市場主導(dǎo)，緊密銜接。高校要緊密結(jié)合市場需求，根據(jù)企業(yè)對人才需求的反饋，切實提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，有針對性地培養(yǎng)企業(yè)所需人才。企業(yè)則應(yīng)該積極接收學(xué)生進行畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計，利用企業(yè)先進的資源，對學(xué)生進行實際指導(dǎo)，在真實環(huán)境中鍛煉學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。企業(yè)可以出臺一些數(shù)據(jù)供高校學(xué)生指引，這些數(shù)據(jù)分析了當(dāng)下市場對于人才的需求，出具一些量化性指標(biāo)，學(xué)生可根據(jù)指標(biāo)有針對性地學(xué)習(xí)，如此，學(xué)生的就業(yè)就可得到切實有效保障。

4 總結(jié)

本科生全程導(dǎo)師制實施可促進教師投入本科教學(xué)的積極性不斷增強，不僅給本科生與導(dǎo)師搭建一個良好的交流學(xué)習(xí)橋梁，人才培養(yǎng)質(zhì)量也得到進一步提升。農(nóng)機專業(yè)導(dǎo)師制能充分激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新與自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生的綜合能力得到鍛煉，學(xué)生參加教師的科研課題研究，學(xué)生不僅可以接觸前沿知識，了解學(xué)科發(fā)展動態(tài)，還能有效的提高科研意識和實踐能力。因此導(dǎo)師制對學(xué)生創(chuàng)新能力有極大的推進作用，值得繼續(xù)推廣。

[1]趙慧玲，孟憲穎，毛應(yīng)爽.“新工科”背景下計算機專業(yè)教學(xué)改革與實踐研究[J].黑龍江教育（理論與實踐），2021（9）：72-73.

[2]王得偉，周嶺，李平，張鳳奎.高校工科類專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂的探索與實踐研究——以新疆塔里木大學(xué)農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)管理學(xué)課程為例[J].高教學(xué)刊，2021，7（22）：109-114.

[3]張開飛.反轉(zhuǎn)課堂在本科教學(xué)中的重要性[J].才智，2019（35）：216-217.

[4]屈哲.基于科研實驗室的本科生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)探討——以農(nóng)機專業(yè)為[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020（09）：63-64.

[5]何勛.農(nóng)業(yè)機械學(xué)虛擬仿真實驗教學(xué)設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2019（12）：81-82.

[6]王海俠.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)視域下的本科生導(dǎo)師制研究[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021（09）：12-14.

[7]吳江賢.導(dǎo)師制背景下創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)研究[J].南方農(nóng)機，2021，52（16）：113-115.