基于學科競賽和科技創新活動的實踐教學

隋學智 張建軍 唐菲蔓

摘要：社會生活水平的提高和祖國的發展需要人才來推動，高校作為培養高端人才的搖籃，需要順應時代作出教育模式上的調整，將人才創新能力的培養作為教育重心，改革教學模式，重視實踐和理論的雙向教學。本文以機械設計及制造專業為例，主要從培養機械創新人才的角度，分析了依托學科競賽和科技創新活動展開實踐教學的出發點及客觀支持條件，聯系專業實際提出了當前進行實踐教學的可行措施。本研究發現，基于學科競賽和科技創新活動的實踐教學，可切實提高高校培育人才的專業素養，使人才培養方案向著綜合、科學、高效的方向改進。

關鍵詞：學科競賽；科技創新活動；實踐教學；機械設計及制造專業

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

機械設計及制造專業涉及的主干課程有機械制圖、機械制造、產品建模、數控加工與編程等，旨在培養掌握當代機械制造與制圖基礎理論知識，具備數控編程、機械生產管理、產品測量等技能的現代化創新型技術人才。當前，機械設計及制造專業的實踐教學形式主要有學科競賽及科技創新活動等，其核心都在于建立以創新能力為人才培養導向的多層次、全方位的專業競賽體系，以增長學生的基本專業技能、創新研究能力[1-2]。

一、機械設計及制造專業進行實踐教學的出發點

機械設計及制造專業進行實踐教學的總出發點，一方面是為了增強學生團隊協作的意識，提高個體解決問題的能力，在協作中各取所長，相互包容[3]；另一方面是為了通過第二課堂加深學生對第一課堂中專業基礎知識的理解，促使其在思考和實踐中逐漸掌握專業技能，完成由機械專業新手向機械創新人才的飛躍。

（一）引導學生轉變觀念，提高創新意識

隨著社會經濟結構的轉變與升級，國家對高校人才的培養計劃做出了新的要求，如高校應該重視學生創新創業觀念的引導，培養的應用型人才既要具備解決問題的技術，也要擁有團隊合作的能力等[4]，具體體現在：一是引導學生端正學習態度，加深對科學的思考，即思維訓練的積累過程；形成批判性思維，客觀地看待自身與他人，加強協作；二是引導學生積極參與實踐教學活動，勇于展現自己；在其遇到挫折時予以耐心的指導，激發青年人的斗志，避免三分熱度，砥礪前行；三是培養學生創新意識，可通過對傳統機械產品的觀摩和分析等方式，客觀評價該樣本或技術存在的優勢與不足，激發學生主動尋找優化辦法的意識。

（二）通過實踐教學提高學生創新技能

參加學科競賽、科技創新活動等實踐教學，能加深學生對機械設計與制造技術的了解，一是科技創新等實踐教學活動，匯聚了不同創新觀點的作品，學生在參與的過程中，可以不斷吸收最前沿的創新思想，結合自己已經內化的專業體系，有助于開啟更多可能性；二是當現階段技術與理論能夠幫助學生將創新思想“變現”時，會使行業的資源得到更為合理的配置，生產出更多符合當代人需求的機械產品；三是當現階段技術與理論無法將創新觀點變現時，就會激發學生鉆研技術的精神，推動技術進步。

（三）深化理論知識提高學生綜合素養

學生通過機械原理、機械創新設計等專業課程的學習，已經對機械設計與制造專業具備了初級階段的感性認識，想要引導學生進入到自己動手設計的高級理性認識階段，最好的辦法就是依托實踐教學活動，鼓勵學生參與學科競賽或科技創新活動。以賽代練的優勢在于：一是在設計和運用中，深化學生對機械理論知識的理解，促進理論知識的學習；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秀行業精英越來越多，使參賽學生的眼界和心態發生變化，有利于激發學生對機械設計與制造的熱愛；三是參加實踐教學活動，學生需要自主地進行時間規劃、產品設計、加工制作等多個環節，能夠促使學生意識到主動探求知識的重要性。

二、機械設計及制造專業進行實踐教學的客觀支持條件

（一）院校制度上的支持

機械與汽車工程學院予以實踐教學制度上的支持，具體體現在：一是建立了完善的指導制度，如導師信息庫、學生科技創新社團等，形成大學生科技項目驅動、學科競賽檢驗、師生廣泛參與的局面；二是學院積極拓寬大學生創新創業渠道，加強校企聯動，堅持走賽場市場一體化道路，為學生今后的就業做好鋪墊；三是安全保障，無論是機械作品的設計還是制作，學院都分配了專門的管理人員，嚴格遵循安全保障制度，提前做好檢查，最大限度地降低風險。

（二）完備的實踐教學體系

機械與汽車工程學院鼓勵學生參與實踐教學活動，并在各類國家和省市創新競賽中取得了優異成績，積攢了豐富的指導經驗和教學資源。目前學院已經形成了“項目申報—院內初審—立項答辯—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生創新創業體系”和完備的“院賽—校賽—省賽—國賽”的競賽體系，實現了賽事動員—方案論證—中期答辯—參加賽事—經驗交流的五步比賽組織步驟。

（三）科學的機械人才培養模式

機械與汽車工程學院堅持以提高大學生創新實踐能力為中心，構建起了大一創意、大二創新、大三實踐、大四創業的四階培養模式。為了更好地培養現代化機械人才，學院還緊緊圍繞“弘揚科創精神、引導科技創新力量”主題，成立大學生方程式車隊、機械創新工作室、慧魚創新工作室、交通創新工作室等學生創新社團，把社團打造成為專項賽事的推動器，成為溝通協調實驗室與參賽學生的橋梁。

三、機械設計及制造專業進行實踐教學的措施

（一）以人才培養目標為指導深化實踐教學的內涵

無論是學科競賽還是科技創新活動，都應以機械設計及制造專業新時代的人才培養目標為指導，深化實踐教學的內涵，培養更為現代化的機械制造人才。具體來說，一是可從院校歷屆相似活動中汲取經驗，結合當代學生的特點，使比賽的項目和規則更能夠激發學生參與的興趣；二是劃分比賽層次，合理規劃實踐教學的資金、場地和人員安排，減少浪費，提高實踐教學開展的效率；三是建立完備的實踐教學管理體系，可通過內部舉薦或外聘優秀教師充當教學顧問或活動評判員的方式，確保學生能夠獲得專業和系統的指導。如，按照機械專業人才培養目標設立三大培訓部門，第一類是依托CATIA、Protel、AutoCAD、Proteus、Solidworks等軟件設立的設計培訓部門；第二類是應用PLC和嵌入式等控制源的機械智能控制類培訓部門；第三類是選取數控加工、3D打印、激光切割等加工類培訓部門[5-6]。

（二）強化教師隊伍建設，提高實踐教學的質量

實踐教學的質量與教師能否充分發揮自身教學作用密切相關，除了上述提到的教學顧問和活動評判員外，學院還需建立高素質的指導教師團隊。指導教師既要具備扎實的機械設計與制造素養，還要具備激發學生創新能力的教育素養。一方面可在校內部征集優秀的指導教師，由教學管理部門將他們的信息整理成冊向全校師生開放，或利用現代信息技術建立優秀指導教師信息庫，方便學生隨時查閱與聯系；另一方面需定期對在校年輕教師進行培訓，使其逐漸具備指導教師的資質，使學生得到更高水平的幫助。

（三）院校加強對實踐教學活動的資源支持

無論是學科競賽還是科技創新活動，都需要依托一定數量的學生作品來展開，這就要求學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，因此院校需要加強對機械設計與制造專業實踐活動的資源支持。具體：一是對于方向明確、專業性較高的實踐教學活動，院校內部的研究院所或專業社團可予以學生必要的幫助，如研究方案的制定、研究材料的選擇、方法論的指導等[7]；二是為了方便學生完成參賽的作品，學院需要分配定量的實驗室和管理人員，提高效率；三是學校統一采購機械制造與設計的物資，建立完備的記錄與管理制度，節約學生選購的時間和花費；四是做好安全管理，如排除機械制造場地、制作過程中的不安全因素，可通過聘請專業機械制造的技術工人實現。

四、結語

機械設計與制造專業與其他專業而言，更注重學生將理論機械原理轉化為實際從事機械制造與設計的技能。因此，在現代化機械人才培養的過程中，既要抓理論也要抓實踐，通過學科競賽及科技教學活動，引導學生在靈活利用機械理論指導機械制造與設計的基礎上，逐漸培養起創新意識，為祖國發展、科技進步提供助力。

參考文獻：

[1]王承林，王曉旭，劉清華，等.科技競賽踐行創新教育的探究[J].邢臺學院學報，2019（03）：190-192.

[2]張楠.創新實踐教學體系提升機電專業大學生創新能力[J].教育現代化，2019（38）：16-17.

[3]施瀅，李盛輝，孟迎軍.融合科技競賽與創新訓練的獨立學院應用型工科實踐教學方式改革探索[J].當代教育實踐與教學研究，2018（09）：222+224.

[4]史麗晨，耿素花，閆浩，沈虹.科技創新活動“四結合”與大學生創新能力培養模式探索[J].創新創業理論研究與實踐，2018（08）：7-9+16.

[5]沈振輝，劉雪峰，賈磊，楊拴強.基于學科競賽和科技創新活動的工業工程專業實踐教學改革探索[J].西部素質教育，2018（02）：158-159+161.

[6]劉星萍，肖中俊.大學生科技競賽在創新應用型人才培養模式上的啟示[J].高教學刊，2016（14）：200-201.

[7]朱立紅，張良.科技創新競賽與機械專業設計類實踐教學的融合方法研究[J].教育現代化，2017（45）：226-228.

（責任編輯：胡甜甜）