以學(xué)科競(jìng)賽為抓手，促進(jìn)自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)
——以淮南師范學(xué)院為例

聶文艷，封居強(qiáng)，王仲根，王智

（1.淮南師范學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院，安徽 淮南；2.安徽理工大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，安徽 淮南）

一 引言

按照教育部“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0 要求，高校要注重學(xué)科交叉、科教融合，注重與行業(yè)企業(yè)合作，注重學(xué)生思想政治教育和創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[1]。學(xué)科競(jìng)賽不僅要求參賽的學(xué)生具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，而且要求學(xué)生具有良好的創(chuàng)新能力、解決復(fù)雜工程問題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，因此學(xué)科競(jìng)賽在培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等方面起著極其重要的作用，同時(shí)也為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才提供了一種新的途徑[2-3]?；茨蠋煼秾W(xué)院自動(dòng)化專業(yè)2006 年開始招生，經(jīng)過15 年的發(fā)展，已成為“省級(jí)特色專業(yè)”和省級(jí)實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃專業(yè)”，累計(jì)為國(guó)家培養(yǎng)1000 多名畢業(yè)生。近幾年來(lái)，學(xué)院一直與企業(yè)保持溝通與交流，但從企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)反饋得到學(xué)生的知識(shí)面、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力不全面的現(xiàn)狀[4-5]。針對(duì)這種現(xiàn)狀，我院以學(xué)科競(jìng)賽為平臺(tái)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、提高實(shí)踐能力為中心，從競(jìng)賽管理制度、教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)改革等方面出發(fā)探索實(shí)踐“以學(xué)科競(jìng)賽為抓手，促進(jìn)自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)”模式，充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)室資源，通過創(chuàng)建競(jìng)賽創(chuàng)新班等形式提高學(xué)生參與面，改革創(chuàng)新學(xué)科競(jìng)賽管理體制和運(yùn)行機(jī)制，調(diào)動(dòng)老師和學(xué)生參與競(jìng)賽積極性和主動(dòng)性，并結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)課程教學(xué)改革，促進(jìn)自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新人才的教育和培養(yǎng)[6-7]。

二 以學(xué)生為中心，擴(kuò)大學(xué)生參與面，反哺專業(yè)教學(xué)

自動(dòng)化專業(yè)在學(xué)院統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，克服以往學(xué)科競(jìng)賽只針對(duì)少部分優(yōu)秀學(xué)生參加的局限性，從學(xué)生報(bào)名、專業(yè)培訓(xùn)、選手選拔、賽前集訓(xùn)等環(huán)節(jié)改革管理體制。根據(jù)學(xué)科競(jìng)賽的分類成立對(duì)應(yīng)的競(jìng)賽創(chuàng)新班，學(xué)生可根據(jù)自己的專業(yè)興趣和能力特長(zhǎng)任意選擇班級(jí)并參加培訓(xùn)。各學(xué)科競(jìng)賽創(chuàng)新班根據(jù)競(jìng)賽項(xiàng)目特點(diǎn)，讓學(xué)生通過一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目制作鞏固專業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生專業(yè)實(shí)踐操作能力和學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的自信心、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度以及協(xié)作互助的精神。通過學(xué)院宣傳以及老帶新的方法，本專業(yè)學(xué)生踴躍報(bào)名，自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽創(chuàng)新班比例約87%，學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽的受益面增大。

學(xué)院制定嚴(yán)格的競(jìng)賽管理和運(yùn)行體制，每項(xiàng)競(jìng)賽都會(huì)在校賽的基礎(chǔ)上，選拔優(yōu)秀選手參加省賽和國(guó)賽。沒有被選拔上的學(xué)生通過培訓(xùn)，個(gè)人的分析能力和動(dòng)手能力也得到明顯提高。與此同時(shí)，指導(dǎo)教師將學(xué)科競(jìng)賽的課題根據(jù)難易程度作為專業(yè)課程的教學(xué)案例、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題達(dá)到反哺教學(xué)的目的，學(xué)生通過實(shí)物制作，進(jìn)一步加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和專業(yè)能力的掌握。在課堂教學(xué)過程中，老師克服“滿堂灌”的教學(xué)形式，以工程項(xiàng)目案例的方式組織內(nèi)容，特別是結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽的經(jīng)典案例和實(shí)施方法，通過專題研討、學(xué)生成果展示演講、課后實(shí)物制作等方式，不斷提高專業(yè)教學(xué)中教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，教師設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目案例如圖1 所示(以直流電機(jī)控制系統(tǒng)、帆板控制系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)為例)。

圖1 授課教師開發(fā)的單片機(jī)項(xiàng)目案例

尤其在新冠肺炎疫情仍然嚴(yán)峻的情況下，在教育部“停課不停教、停課不停學(xué)”的號(hào)召下，為實(shí)現(xiàn)線上備賽目標(biāo)、效果、質(zhì)量的最優(yōu)化，負(fù)責(zé)“西門子杯”中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽的指導(dǎo)老師們克服各種困難通過釘釘直播課堂、QQ 遠(yuǎn)程輔導(dǎo)和答疑等手段對(duì)學(xué)生開展培訓(xùn)，并成功舉辦校內(nèi)選拔賽，有效地促進(jìn)了學(xué)科競(jìng)賽與人才培養(yǎng)的有機(jī)融合。

三 激發(fā)教師和學(xué)生積極性，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力

如何在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，激發(fā)教師指導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽的積極性，提高學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽投入的熱情，是擺在我們面前的嚴(yán)峻考驗(yàn)。自動(dòng)化專業(yè)在學(xué)院的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，一方面向?qū)W校積極爭(zhēng)取教師指導(dǎo)競(jìng)賽的獎(jiǎng)勵(lì)政策、競(jìng)賽經(jīng)費(fèi)支持，在學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)分、評(píng)優(yōu)評(píng)先、考研推免等方面給予政策上傾斜；另一方面改革學(xué)科競(jìng)賽管理體制，制定了學(xué)科競(jìng)賽負(fù)責(zé)人管理制度、實(shí)驗(yàn)室開放管理制度、競(jìng)賽創(chuàng)新班教學(xué)計(jì)劃審批制度、參賽選手選拔管理制度、指導(dǎo)教師績(jī)效考核獎(jiǎng)勵(lì)制度等，通過規(guī)范管理制度，保障從學(xué)生報(bào)名到最終參賽全過程的科學(xué)管理和高效運(yùn)行，圖2 為實(shí)驗(yàn)室管理制度下學(xué)生自學(xué)登記表及子項(xiàng)目考核表。

圖2 實(shí)驗(yàn)室管理制度下學(xué)生自學(xué)登記表及子項(xiàng)目考核表

在完善的學(xué)科競(jìng)賽管理體制下，近三年來(lái)，本專業(yè)學(xué)生在 “西門子杯”中國(guó)智能挑戰(zhàn)賽、“恩智浦”杯智能汽車競(jìng)賽、全國(guó)計(jì)算機(jī)仿真大獎(jiǎng)賽、國(guó)際水中機(jī)器人大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”等比賽中獲得國(guó)家、省級(jí)等獎(jiǎng)項(xiàng)累計(jì)100 項(xiàng)，其中較為突出的賽事獲獎(jiǎng)情況如表1 所示。

表1 主要獲獎(jiǎng)情況一覽表（近三年）

通過學(xué)科競(jìng)賽的實(shí)踐鍛煉，自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力都得到顯著提高，增強(qiáng)了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2021 年自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生實(shí)際簽約率為98.5%，名列學(xué)校前茅。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近三年凡是參加過學(xué)科競(jìng)賽的同學(xué)，有近百人就業(yè)于江浙滬和省會(huì)合肥等地方的大型企業(yè)，2021 的就業(yè)區(qū)域流向如圖3 所示；有近40%的學(xué)生在大四上學(xué)期就被企事業(yè)單位錄用，從事自動(dòng)化產(chǎn)品類的設(shè)計(jì)、研發(fā)等工作；有近28%的學(xué)生能夠順利通過研究生復(fù)試環(huán)節(jié)，得到相應(yīng)學(xué)校研究生導(dǎo)師的認(rèn)可，進(jìn)入985、211 高水平大學(xué)繼續(xù)深造，究其原因就是具有較高的解決工程復(fù)雜問題能力，實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)。

圖3 2021 屆自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)區(qū)域流向分布

四 促進(jìn)學(xué)科競(jìng)賽群建設(shè)，推進(jìn)專業(yè)教學(xué)改革

隨著自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的不斷提升，自動(dòng)化專業(yè)在學(xué)院的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，充分發(fā)揮專業(yè)教師的專業(yè)特長(zhǎng)和能力優(yōu)勢(shì)，充分調(diào)動(dòng)專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽的積極性，逐步擴(kuò)展學(xué)科競(jìng)賽的賽項(xiàng)。近三年來(lái)，自動(dòng)化學(xué)生參加的學(xué)科競(jìng)賽除了全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽、“西門子杯”中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽[8]、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等賽事外，增加了全國(guó)計(jì)算機(jī)仿真大獎(jiǎng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、安徽省機(jī)器人大賽、全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽（其中的智能物流機(jī)器人賽項(xiàng)），逐步形成了支撐自動(dòng)化專業(yè)從基礎(chǔ)到專業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽群。

自動(dòng)化專業(yè)在學(xué)院學(xué)科競(jìng)賽群發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)下，規(guī)范并優(yōu)選了學(xué)科競(jìng)賽，建立了創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)機(jī)制和負(fù)責(zé)人機(jī)制，制定了學(xué)科競(jìng)賽培訓(xùn)計(jì)劃和激勵(lì)保障措施，實(shí)現(xiàn)了從單個(gè)學(xué)科競(jìng)賽向?qū)W科競(jìng)賽群的跨越。同時(shí)學(xué)科競(jìng)賽推動(dòng)了自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革，近三年，多人參與申報(bào)并獲批省級(jí)和校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)11 項(xiàng)，其中省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)8 項(xiàng)；成功申報(bào)教育部協(xié)同育人項(xiàng)目4 項(xiàng)，省級(jí)重大教學(xué)研究項(xiàng)目2 項(xiàng)，省級(jí)重點(diǎn)和一般教研項(xiàng)目多項(xiàng)，獲批一個(gè)校級(jí)自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，新增2 門省級(jí)MOOC 課程。其中實(shí)施兩學(xué)年的理實(shí)一體化的《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)改革[9]，如圖4 所示，就是以學(xué)科競(jìng)賽中的案例為基礎(chǔ)，汲取“MOOC”“翻轉(zhuǎn)課堂”和“項(xiàng)目案例教學(xué)”的精髓，謀劃探索了“MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂+項(xiàng)目案例開發(fā)”的混合式教學(xué)模式，建立了師生互動(dòng)教學(xué)相長(zhǎng)、學(xué)習(xí)過程有效管理和學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)體系，探索出一條培養(yǎng)自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新人才、提高專業(yè)課程教學(xué)質(zhì)量的新途徑。

圖4 《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》混合式教學(xué)改革

五 結(jié)語(yǔ)

淮南師范學(xué)院科競(jìng)賽為依托，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，將學(xué)科競(jìng)賽與教學(xué)內(nèi)容改革、創(chuàng)新人才培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，除了將競(jìng)賽內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例外，還將學(xué)科競(jìng)賽課題轉(zhuǎn)化為學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等課題，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。通過幾年的實(shí)踐探索，效果顯著，已形成鮮明專業(yè)特色。