以學科競賽為抓手，促進自動化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)
——以淮南師范學院為例

聶文艷，封居強，王仲根，王智

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

一 引言

按照教育部“六卓越一拔尖”計劃2.0 要求，高校要注重學科交叉、科教融合，注重與行業(yè)企業(yè)合作，注重學生思想政治教育和創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)意識和實踐能力的培養(yǎng)[1]。學科競賽不僅要求參賽的學生具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且要求學生具有良好的創(chuàng)新能力、解決復雜工程問題的能力以及團隊合作能力，因此學科競賽在培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新能力、工程實踐能力、團隊合作能力等方面起著極其重要的作用，同時也為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才提供了一種新的途徑[2-3]。淮南師范學院自動化專業(yè)2006 年開始招生，經(jīng)過15 年的發(fā)展，已成為“省級特色專業(yè)”和省級實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃專業(yè)”，累計為國家培養(yǎng)1000 多名畢業(yè)生。近幾年來，學院一直與企業(yè)保持溝通與交流，但從企業(yè)現(xiàn)場反饋得到學生的知識面、工程實踐能力、創(chuàng)新能力不全面的現(xiàn)狀[4-5]。針對這種現(xiàn)狀，我院以學科競賽為平臺，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、提高實踐能力為中心，從競賽管理制度、教師團隊建設(shè)、教學改革等方面出發(fā)探索實踐“以學科競賽為抓手，促進自動化專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)”模式，充分發(fā)掘?qū)嶒炇屹Y源，通過創(chuàng)建競賽創(chuàng)新班等形式提高學生參與面，改革創(chuàng)新學科競賽管理體制和運行機制，調(diào)動老師和學生參與競賽積極性和主動性，并結(jié)合學科競賽特點進行相關(guān)課程教學改革，促進自動化專業(yè)創(chuàng)新人才的教育和培養(yǎng)[6-7]。

二 以學生為中心，擴大學生參與面，反哺專業(yè)教學

自動化專業(yè)在學院統(tǒng)一領(lǐng)導下，克服以往學科競賽只針對少部分優(yōu)秀學生參加的局限性，從學生報名、專業(yè)培訓、選手選拔、賽前集訓等環(huán)節(jié)改革管理體制。根據(jù)學科競賽的分類成立對應(yīng)的競賽創(chuàng)新班，學生可根據(jù)自己的專業(yè)興趣和能力特長任意選擇班級并參加培訓。各學科競賽創(chuàng)新班根據(jù)競賽項目特點，讓學生通過一個個小項目制作鞏固專業(yè)知識，提高學生專業(yè)實踐操作能力和學習興趣，增強學生專業(yè)學習的自信心、科學嚴謹?shù)膽B(tài)度以及協(xié)作互助的精神。通過學院宣傳以及老帶新的方法，本專業(yè)學生踴躍報名，自動化專業(yè)學生參與學科競賽創(chuàng)新班比例約87%，學生參與學科競賽的受益面增大。

學院制定嚴格的競賽管理和運行體制，每項競賽都會在校賽的基礎(chǔ)上，選拔優(yōu)秀選手參加省賽和國賽。沒有被選拔上的學生通過培訓，個人的分析能力和動手能力也得到明顯提高。與此同時，指導教師將學科競賽的課題根據(jù)難易程度作為專業(yè)課程的教學案例、課程設(shè)計、實驗實訓、畢業(yè)設(shè)計課題達到反哺教學的目的，學生通過實物制作，進一步加深對專業(yè)知識的理解和專業(yè)能力的掌握。在課堂教學過程中，老師克服“滿堂灌”的教學形式，以工程項目案例的方式組織內(nèi)容，特別是結(jié)合學科競賽的經(jīng)典案例和實施方法，通過專題研討、學生成果展示演講、課后實物制作等方式，不斷提高專業(yè)教學中教師的主導作用和學生的主體作用，激發(fā)學生主動思考、主動學習的熱情，教師設(shè)計的工程項目案例如圖1 所示(以直流電機控制系統(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)的單片機項目案例

尤其在新冠肺炎疫情仍然嚴峻的情況下，在教育部“停課不停教、停課不停學”的號召下，為實現(xiàn)線上備賽目標、效果、質(zhì)量的最優(yōu)化，負責“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽的指導老師們克服各種困難通過釘釘直播課堂、QQ 遠程輔導和答疑等手段對學生開展培訓，并成功舉辦校內(nèi)選拔賽，有效地促進了學科競賽與人才培養(yǎng)的有機融合。

三 激發(fā)教師和學生積極性，提高學生工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力

如何在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，激發(fā)教師指導學科競賽的積極性，提高學生參加學科競賽投入的熱情，是擺在我們面前的嚴峻考驗。自動化專業(yè)在學院的統(tǒng)一領(lǐng)導下，一方面向?qū)W校積極爭取教師指導競賽的獎勵政策、競賽經(jīng)費支持，在學生的創(chuàng)新學分、評優(yōu)評先、考研推免等方面給予政策上傾斜；另一方面改革學科競賽管理體制，制定了學科競賽負責人管理制度、實驗室開放管理制度、競賽創(chuàng)新班教學計劃審批制度、參賽選手選拔管理制度、指導教師績效考核獎勵制度等，通過規(guī)范管理制度，保障從學生報名到最終參賽全過程的科學管理和高效運行，圖2 為實驗室管理制度下學生自學登記表及子項目考核表。

圖2 實驗室管理制度下學生自學登記表及子項目考核表

在完善的學科競賽管理體制下，近三年來，本專業(yè)學生在 “西門子杯”中國智能挑戰(zhàn)賽、“恩智浦”杯智能汽車競賽、全國計算機仿真大獎賽、國際水中機器人大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”等比賽中獲得國家、省級等獎項累計100 項，其中較為突出的賽事獲獎情況如表1 所示。

表1 主要獲獎情況一覽表（近三年）

通過學科競賽的實踐鍛煉，自動化專業(yè)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力都得到顯著提高，增強了就業(yè)競爭力。2021 年自動化專業(yè)學生實際簽約率為98.5%，名列學校前茅。據(jù)不完全統(tǒng)計，近三年凡是參加過學科競賽的同學，有近百人就業(yè)于江浙滬和省會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%的學生在大四上學期就被企事業(yè)單位錄用，從事自動化產(chǎn)品類的設(shè)計、研發(fā)等工作；有近28%的學生能夠順利通過研究生復試環(huán)節(jié)，得到相應(yīng)學校研究生導師的認可，進入985、211 高水平大學繼續(xù)深造，究其原因就是具有較高的解決工程復雜問題能力，實踐動手能力強。

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

四 促進學科競賽群建設(shè)，推進專業(yè)教學改革

隨著自動化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展和學生個性化學習需求的不斷提升，自動化專業(yè)在學院的統(tǒng)一領(lǐng)導下，充分發(fā)揮專業(yè)教師的專業(yè)特長和能力優(yōu)勢，充分調(diào)動專業(yè)教師指導學科競賽的積極性，逐步擴展學科競賽的賽項。近三年來，自動化學生參加的學科競賽除了全國大學生智能汽車競賽、“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽[8]、全國大學生電子設(shè)計競賽等賽事外，增加了全國計算機仿真大獎賽、全國大學生數(shù)學建模競賽、安徽省機器人大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽（其中的智能物流機器人賽項），逐步形成了支撐自動化專業(yè)從基礎(chǔ)到專業(yè)的學科競賽群。

自動化專業(yè)在學院學科競賽群發(fā)展規(guī)劃指導下，規(guī)范并優(yōu)選了學科競賽，建立了創(chuàng)新團隊機制和負責人機制，制定了學科競賽培訓計劃和激勵保障措施，實現(xiàn)了從單個學科競賽向?qū)W科競賽群的跨越。同時學科競賽推動了自動化專業(yè)教學改革，近三年，多人參與申報并獲批省級和校級教學成果獎11 項，其中省級教學成果獎8 項；成功申報教育部協(xié)同育人項目4 項，省級重大教學研究項目2 項，省級重點和一般教研項目多項，獲批一個校級自動化專業(yè)教學團隊，新增2 門省級MOOC 課程。其中實施兩學年的理實一體化的《單片機技術(shù)及應(yīng)用》課程教學改革[9]，如圖4 所示，就是以學科競賽中的案例為基礎(chǔ)，汲取“MOOC”“翻轉(zhuǎn)課堂”和“項目案例教學”的精髓，謀劃探索了“MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂+項目案例開發(fā)”的混合式教學模式，建立了師生互動教學相長、學習過程有效管理和學習效果評價體系，探索出一條培養(yǎng)自動化專業(yè)創(chuàng)新人才、提高專業(yè)課程教學質(zhì)量的新途徑。

圖4 《單片機技術(shù)及應(yīng)用》混合式教學改革

五 結(jié)語

淮南師范學院科競賽為依托，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，將學科競賽與教學內(nèi)容改革、創(chuàng)新人才培養(yǎng)有機結(jié)合，除了將競賽內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學案例外，還將學科競賽課題轉(zhuǎn)化為學生的課程設(shè)計、實驗實訓、畢業(yè)設(shè)計等課題，增加了學生的學習興趣，促進專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。通過幾年的實踐探索，效果顯著，已形成鮮明專業(yè)特色。