基于學科競賽的大學生實踐創新能力提升的探究與實踐

王良 曾斌 車曉毅

[摘 要]針對應用型機械類專業人才培養突出應用實踐創新能力的培養要求，在人才培養過程中依托學科競賽，將第二課堂融入學生的實踐教學體系，以多學科開放性實驗室為支撐平臺，強化第二課堂對學生專業實踐創新能力的提升。從近年的教學實踐情況來看，效果良好。

[關鍵詞]應用型;學科競賽;開放性實驗室;實踐創新能力

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）10-0192-04

一、引言

近年來，大學生出現的結構性失業揭示了高校人才培養仍存在實踐能力不足、創新意識不夠、創新思維不強的深層次問題[1]。要提高人才培養質量，強化實踐創新能力的培養尤其重要。目前，新工科背景下的人才培養目標是培養具有創新性和實踐能力的高素質綜合型人才[2]。為了提高學生的綜合創新能力，不僅需要一線的教師積極探索傳統課堂的教育教學模式，提高教學效果，做好第一課堂的教學工作，而且還需要學校、學院等各方面大力組織和引導學生主動參加第二課堂活動，如參加學術活動以及學科競賽等[3]。各類科技競賽活動在大學生創新意識和創新能力培養方面扮演著非常重要的作用[4]。

針對湖南文理學院（以下簡稱“本?！保眯蜋C械類專業人才培養突出應用實踐創新能力的培養要求，我們在機械設計制造及其自動化專業人才培養過程中依托學科競賽，建立學科競賽指導機制，加強以學科競賽為主的第二課堂建設，強化第二課堂對學生實踐創新能力的培養，將第二課堂作為人才培養途徑之一融入學生的實踐創新能力培養體系，以提升學生的實踐創新能力。

二、學科競賽對實踐創新能力培養的積極作用

為了適應日益發展的工業化對人才的需求，很多工科院校都鼓勵、支持大學生參加學科活動，擴展專業視野，以達到培育創新型人才的目的。如文獻[5]以機器人比賽為載體培養學生的實踐能力;文獻[6]以數學建模競賽為載體培養應用型人才實踐創新能力;文獻[7]基于機械創新設計大賽探索了機械類創新人才培養模式;文獻[8]依托工程訓練綜合能力競賽培養大學生的綜合能力等。

學科競賽是在緊密結合課堂教學的基礎上，選定競賽題目及制定相關規則，在規定時間內以競賽的方式，單獨或以團隊協作來完成競賽要求任務的活動。學科競賽具有探索性、創造性和科學性，能夠激發大學生理論聯系實際和獨立工作的能力，能讓大學生在實踐中發現問題、分析問題和解決問題，對大學生的意志力、進取心、創新思維以及創新能力都有很大的幫助。經過競賽的鍛煉，學生的自學能力、對知識的認知能力、獨立思考以及解決問題的能力和實踐創新能力都得到很大的提高[9]。

在機械類專業性的學科競賽中，如機器人大賽、機械創新設計大賽和工程訓練綜合能力競賽，不僅考查學生的專業知識，同時也檢驗學生的實踐創新能力。學科競賽會對學生提出如下一些要求[10]。

1.應能掌握科學研究的方法，設計方案具有創新性，具備獨立完成一項科學（工程）研究工作的初步能力;2.運用所學的原理、定理、定義、法則等知識進行設計、計算和繪圖，必要的時候會使用工具軟件進行模擬仿真;3.了解所需器材的市場供應情況，應熟練使用傳統機械加工設備和現代數控加工設備;4.在作品制作過程中學習團隊協作的方法，體會團隊精神，形成善于與他人合作的行為方式;5.熟悉技術文檔的寫作規范，撰寫技術總結報告、設計計算說明書和加工工藝說明書等技術文檔，熟練使用工具軟件設計PPT、海報和視頻等。

從學科競賽的設置及競賽規則要求方面來看，將學科競賽融入應用型機械類專業人才的實踐教學體系中，對學生實踐創新能力的提升是十分有利且非常有必要的。

三、學科競賽融入實踐教學體系

（一）學科競賽引導、指導機制構建

通過第二課堂鼓勵和培養學生參加學科競賽活動，基于本科四年課程體系的承接關系，結合各類學科競賽要求的專業基礎素養和課程知識，我們構建了“分年級引導，各年級參與”和“雙向選擇，全程指導”的學科競賽引導指導機制，即針對各類學科競賽對專業知識的要求，分年級進行引導和鼓勵，由專任教師指導，一至四年級均對應相關的學科競賽，如表1所示。

（二）學科競賽融入實踐教學體系

為培養學生的實踐動手能力、專業能力和實踐創新能力，我們對機械設計制造及其自動化專業人才培養方案中的課程實驗和集中實踐環節進行了相應的教學內容改革，其中課程實驗以增加綜合性和創新性的實驗項目開設，減少驗證性實驗項目的開設;集中實踐環節加大實踐項目的綜合性，強化專業能力提升。即使這樣，課堂教學和集中實踐兩個平臺仍然不能強有力地支撐本專業學生的實踐創新能力的培養要求。

鑒于此，在課程實踐體系的優化建設中，以能力培養為核心，以行業企業人才需求為導向，大力推進第二課堂中的學科競賽活動的建設和開展，融合 “課堂教學、集中實踐環節、第二課堂”三個培養平臺為一體的應用型人才培養體系，從第二課堂強化學生的實踐創新能力提升，實踐教學體系結構的優化示意圖如圖1所示。

（三）多學科開放性實驗室共享平臺

開放性實驗室既適應現代企業對人才實踐能力和綜合素質的要求，學生畢業后能迅速適應工作，也為學生自主學習、學科競賽備賽和科研訓練提供了平臺[11]。但是，學科競賽的主題及要求是隨著經濟和社會需求發展而變化的，有的學科競賽涉及學科的交叉融合。

為更好地以開放性實驗室支撐學科競賽活動開展，促進學科競賽對實踐創新能力的培養，本學院與相關學院協同，建立多學科開放性實驗室共享平臺，開放性實驗室與其他交叉學科專業共享，以支撐實踐教學體系的建設。開放性實驗室共享平臺包括本學院建成的6個學生創新創業實驗室（工作室），電氣學院、計算機學院、土建學院的相關開放性實驗室和工程基礎訓練中心，多學科開放性實驗室共享平臺包含實驗室見表2。

四、成效

機械設計制造及其自動化專業學生主要參加的學科競賽如表1所示，學生可在不同年級階段選擇參加各學科競賽。為了便于統計分析，以本專業學生參加機械設計創新設計大賽情況及畢業設計質量情況來看培養效果。

通過對學生普及學科競賽內容及其對自身能力和素質提高的促進作用，開展新老生交流活動，讓學生了解到學科競賽對其自身實踐創新能力提升的重要性，結合學科競賽引導、指導機制的執行，統計近三屆機械創新設計大賽報名的情況如圖2所示。

從近三屆機械創新設計大賽報名的情況來看，機械設計制造及其自動化專業學生對機械創新設計大賽的參與度明顯提高，第九屆學生報名人數幾乎是第八屆學生報名人數的一倍。

另外通過分析報名學生所在的年級，其分布情況如圖3所示。

從圖3可以看出，第七屆、第八屆參加比賽的學生均分布在二、三、四年級，以二、三年級為主力;而第九屆參加比賽的學生分布在一、二、三年級，以一、二年級為主力。出現這一情況的原因在于第七、第八屆參賽報名是在比賽當年的前一年下半年組織宣傳和啟動選拔賽報名，此時新生已入學，只有少數大一學生參加。第九屆比賽在總結前面幾屆競賽的情況后，將組織宣傳和啟動選拔賽報名時間提前了將近半年，以增加學生的備賽時間，提高參賽作品的質量。此時新生還未入學，故出現大一學生較多且大四學生較少的情況。到實際的比賽時間，機械創新設計大賽的主力仍然是二、三年級，這說明前述學科競賽引導、指導機制的建立是合理的，能有效提高學生的積極性，只是由于增加備賽時間的關系，需要調整機械創新設計大賽的引導主要參與年級為一、二、三年級。

畢業設計是高校畢業生畢業前最重要的綜合性實踐環節，相對于課程設計其更能鍛煉和培養學生的實踐創新能力[12-13]。影響畢業設計質量的因素是多方面的，但是學生在進行畢業設計之前的實踐創新能力基礎是至關重要的。通過畢業設計質量來分析學科競賽對學生實踐創新能力的培養效果是合理的。本院2018年機械設計制造及其自動化專業優秀畢業設計統計情況如圖4所示。

圖4中，2018年機械設計制造及其自動化專業畢業設計獲得優秀的學生中，71.42%的學生曾參加過學科競賽并獲得良好的成績。從畢業設計環節的考核情況來看，參加學科競賽對學生的自主學習能力、實踐創新能力和綜合素質的提高具有良好的效果。

五、結語

在機械設計制造及其自動化專業人才培養過程中，依托學科競賽，建立學科競賽引導、指導機制，加強以學科競賽為主的第二課堂建設，強化第二課堂對學生實踐創新能力的提升，將第二課堂作為人才培養途徑之一融入學生的實踐創新能力培養體系中，經近年的教學實踐表明，這能有效提高學生的實踐創新能力。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：陳 明]