基于学科竞赛的机械专业本科人才培养模式的优化
时间：2021-03-07 07:58:32 来源：达达文档网 本文已影响 人 
打开文本图片集
摘要：分析现有本科人才培养模式下，高等院校参加机械类学科竞赛存在的共性问题。结合学科竞赛平台与本科生素质教育理念，讨论基于学科竞赛的机械专业本科生教育培养模式优化措施，提高机械类本科生的工程实践能力和综合创新能力。
关键词：学科竞赛;培养模式;教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）38-0050-03
国务院2015年印发《中国制造2025》，提出了实现制造强国的战略目标，对传统工科专业，特别是机械专业的人才培养提出了更高的要求。在2018年教育部颁布的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》中，明确了“创造性设计能力”和“工程实践能力”的两大培养要求[1]。因此，改革机械专业的传统教学模式，着重培养和提高机械专业本科人才的创新能力和工程实践能力尤为迫切。
一、机械专业两大重要的学科竞赛
目前，全国大学生机械创新设计大赛（简称机械创新大赛）和全国大学生工程训练综合能力竞赛（简称工程训练大赛），是机械工程及自动化专业两个重要的学科竞赛，每隔两年举办一次。
机械创新大赛经教育部高等教育司批准，由教育部机械学科教学指导委员会主办，由机械基础课程教学指导分委员会、国家机械原理教学研究会、国家机械设计教学研究会以及知名大学共同承办，面向全体大学生。其目的是培养学生的综合设计能力和协作精神;强化学生动手能力与工程实践能力的培养和提升，增强本科生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践能力，吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。
工程训练大赛是由教育部高等教育部组织的全国性大学生科技创新实践比赛，是为深化实验教学改革，提升大学生的工程创新意识、实践能力和团队协作精神，促进创新型人才培养，开展的公益性科技创新实践活动。
机械创新大赛已成功举办八届，成为教育部四大竞赛之一。每一届的设计命题都关注日常生活出现或面临的问题，紧扣社会需求，富有社会责任感，其中的优秀作品有的申请了发明专利，有的甚至推向市场，提升了国民生活便利，促进了国民经济发展[2-3]。工程训练大赛首次举办于2009年，至今已成功举办五届，其命题主要围绕无碳小车的S形赛道和8字形赛道竞赛展开，逐届略有变化，命题相对集中。这两项大赛已经逐步成为高等院校培养机械专业学生创新能力与工程实践能力的重要平台。因此，加强机械专业的学科竞赛与日常教学的衔接，依托竞赛进行教学改革，优化传统培养模式，是培养学生创新能力、提高人才培养质量的重要方法。
二、存在的问题
目前各大高等院校对上述机械专业的两类竞赛尤其重视。有的院校由教务处处长甚至副校长负责牵头组织与实施，并取得了丰硕的成果，在一定程度上对学生专业素养的培养以及创新实践能力的提升起到了促进作用。但是就全国而言，在整个竞赛的准备过程中，仍存在以下不容忽视的问题。
1.学生对竞赛的参与度欠缺。部分学校学生参赛的积极性不够，报名队伍不多。以笔者所在工作单位为例，机械专业本科生一个年级一共5个教学自然班，约150人。但是实际报名的学生不到三分之一。最后坚持做下来完成比赛的队伍仅有几组。经过调查，大部分专业同学并没有实际参与到竞赛中来，有的同学甚至连比赛题目都不了解。而且较多报名参赛的同学在后续的设计及制作过程中遇到困难就各自退缩，从而自我放弃了比赛。
2.参赛队伍组建与职能管理欠缺。参赛队伍存在分工不明确、工作分配不合理等现象。由于上述两类大赛均为两年一届，因此参赛的同学以大二和大三年级为主。在组队过程中，通常学生的素质不等，有的小组基本只有组长等一到两位同学从头到尾参与了方案提出、分析、讨论、修改、确定以及零件的设计、加工和成品的装配、调试等一系列完整流程，真正参与到整个过程;小组其他同学仅仅完成诸如文档整理、3D效果渲染、展板制作等部分简单的辅助工作。如此一来，只有小组核心同学在竞赛过程中得到各项能力的锻炼与提升，其他同学的能力成长极其有限。
3.参赛队伍的作品质量欠缺。部分参赛作品突击制作，质量不高。参赛队伍的具体工作进程安排比较混乱，没有一个明确的分工合作与流程管理。很多小组通常在临近比赛的几天前才完成实物制作，没有对作品进行充分的安装和调试。同时，作品设计比较简陋，制作粗糙，装配工艺简陋。而且，由于比赛时间的仓促和学生设计水平的局限性，学生倾向于在网上模仿甚至抄袭已有商品的现象，或是仅仅在现有基础上进行简单的改进，而不是整体结构或者设计思路的创新，在功能上也远远达不到现有应用的同类产品的技术水平。
4.竞赛指导教师欠缺。部分院校存在指导教师人数偏少、参与程度不够的问题。这些院校在竞赛准备过程中，仅有部分教师参与指导历次竞赛，而且存在一名教师同时指导几个小组的现象。而有的老师从未指导过一次竞赛。如此一来，由于教师的时间与精力有限，必然影響参赛队伍的过程控制和质量管理。
三、机械专业本科生培养模式优化的几点建议
针对上述问题，为了更好地培养本科生的创新精神和综合能力，提出机械专业教育教学改革与本科生培养模式优化的几点建议，其示意图如图1所示。
1.优化专业课程群。机械专业培养计划的课程门类众多，且包含大量的实践教学环节。可通过整合教学资源与教学环节，把竞赛同现有各类实践环节、毕业设计相结合，“以赛促教，以赛促学”。建议把竞赛纳入教学计划和教学大纲，加强对学生的创新教育和实践能力培养。例如可以让学生的毕业设计从竞赛中选题，在完成竞赛作品的同时，完成部分毕业设计工作。另外，学生在围绕竞赛的一些实物制作环节应该可以抵扣部分培养方案中实践课程的学分，避免了学生过重的学业负担。
调整课程次序，构建课程体系，理清先修后修课程次序，制订适应拓展型人才理论学习与实践训练的机械工程人才培养、工程实践能力与设计创新能力培养的课程体系，更多地给予学生从事实践、选择教学资源的机会。
制訂机械工程创新实践能力培养目标和教改实施方案，强调综合性、设计性、研究性“三性”实验的建立，加强理论课程与实践的结合。同时，强调综合实践和课程设计的实践和创新，摈弃一成不变的课程设计选题，鼓励学生从社会生活实践中发现问题作为选题。这将为竞赛的顺利开展和学生必备的知识和技能的学习提供保障。针对性地增加面向各类竞赛的目标课程如《机械创新设计》等，弥补学生在创新设计理论知识上的不足。
2.建设创新团队与创新基地。一方面，应当重视教学改革，加强青年教师创新团队建设。高水平教师队伍的建设，尤其是青年教师队伍的建设，是教学改革成功与否的关键。为了确保教学改革能够取得良好的效果，建议学院抽调工作责任心强和业务素质能力高的中青年教师组成教学改革团队，并安排工程实践经验多的中老年教师担任青年教师导师，指导青年教师更好、更快地成长。此外，针对教师工程实践能力薄弱的问题，学院可以定期邀请行业相关企业进校对教师进行业务培训，并组织教师赴企业开展专业实践活动，提升与强化教师实践环节辅导能力。
另一方面，结合竞赛特点成立创新团队，分配指导教师作为竞赛导师，建设创新工作组。团队成员以老带新，培养团结协作、共同创造的良好习惯。强化团队建设，在每一个团队中，以老队员为核心，不断补充发展新人，以老带新，传授相关知识与技能，形成若干支有战斗力和凝聚力的竞赛、创新队伍梯队。创新团队的学生一方面可以利用业余时间发展自己的潜力，并进行一些创新的设计和制作，以提高他们学习该学科知识的兴趣;另一方面，可以适当参与指导教师的研究课题，开阔视野，积累未来的经验。
此外，搭建创新平台，完善创新实验室与工作间等硬件条件，为上述创新团队的正常工作提供物质保障与技术支持，包括各种基础研究实验室、专业实验室的开放和整合。每个实验室的实验内容和功能公布在互联网上，让学生掌握它们的使用流程和操作规范。学生可以配备必要的技能培训中心和加工中心，在老师的指导下学习机械专业的基本工作技能，为竞赛作品制作储备必要的技术基础。可设置专项创新资金，为创新团队的研究提供资金支持等。
3.重建考核评价体系。考核评价体系要随着教学改革的深入而做出相应调整，不能采用简单粗暴的单一模式。考核评价体系要考虑两方面，一方面是针对学生的考核评价，另一方面是针对指导教师的考核评价。
首先，学生的成绩考核评价方式要适应教学改革的变化，考核评价应引导学生发展全面的素质能力、创新精神，成绩评定对学生起激励引导作用。针对学生参与竞赛积极性不高、参与程度不够的现象，可以采取以下方法优化本科生培养模式，提高学生的积极性。如可以修订成绩评定标准，在保证总学分不变的前提下，减少课堂理论教学环节，增加竞赛类实践环节学分占比;增加激励措施，针对性地提高竞赛获奖同学的奖学金和保研资格的评比比例，或者减免学费等。调研得知华中某理工院校实施的政策是获得机械创新设计大赛国赛二等奖及以上的同学将直接获得保研资格，不仅极大地调动了学生参与竞赛的积极性和主动性，还提高了参赛作品的质量，达成教学效果良性循环。
其次，对于竞赛指导教师而言，学校在聘期考核评价时应充分肯定竞赛指导教师的幕后工作，不能一味强调科研产出与课堂授课学时及工作量。并且在岗位评聘时应该制定合适的政策向获得竞赛奖励的指导教师倾斜，充分调动教师参与竞赛热爱竞赛的积极性，促成教学相长的良好局面。
四、结束语
总之，依托机械专业的各类学科竞赛，结合高校创新教育，采取基于学科竞赛的本科生教育培养模式优化措施，进行本科生教育的培养模式改革，切实提高培养本科生的创新设计能力和综合实践能力，既符合教育部提出的《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》的培养要求，也是实现《中国制造2025》强国战略的重要保障。
参考文献：
[1]教育部高等学校教学指导委员会.普通高等学校本科专业类教学质量国家标准（上、下册）[M].北京：高等教育出版社，2018.
[2]张龙，王世伟，苗磊，等.基于机械创新设计竞赛的机械专业教学改革探索与实践[J].产业与科技论坛，2018，17（17）：209-210.
[3]杨叔子，彭文生，吴昌林，等.三论机械创新设计大赛很重要[M].高等工程教育研究，2011，（3）：4-8.
Optimization of Undergraduate Talents Training Model of Mechanical Specialty Based on Subject Competition
CHEN Zhen，ZHANG Meng，LEI Bo
（School of Mechanical Engineering and Electronic Information，China University of Geosciences （Wuhan），Wuhan，Hubei 430074，China）
Abstract：This paper analyzes the common problems of participating in the competition of mechanical subject in colleges and universities under the current training mode of undergraduate talents.Based on the platform of subject competition and the concept of quality education for undergraduates，this paper discusses the optimization measures of undergraduate education mode of mechanical specialty based on subject competition，so as to improve the engineering practice ability and comprehensive innovation ability of mechanical undergraduates.
Key words：subject competition;training model;teaching reform
