學(xué)科競(jìng)賽助力機(jī)械專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

李波 李朋飛

摘要：闡述了開(kāi)展學(xué)科競(jìng)賽對(duì)于機(jī)械專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)所起的各種積極作用。分析討論以學(xué)科競(jìng)賽為載體，將學(xué)科競(jìng)賽引入常規(guī)教學(xué)，促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合，推動(dòng)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)改革，促進(jìn)高校教學(xué)內(nèi)容的改革。以實(shí)踐經(jīng)歷與結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐理論知識(shí)、提高學(xué)習(xí)興趣和自主創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)構(gòu)建常規(guī)教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽相輔相成的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競(jìng)賽;創(chuàng)新;教學(xué)改革;人才培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094-（2020）02C/03C-0036-04

國(guó)務(wù)院《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略及國(guó)家“十三五”發(fā)展規(guī)劃對(duì)制造業(yè)及機(jī)械專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。為此，各高校針對(duì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面做出了一系列的改革，以此來(lái)提高人才培養(yǎng)的能力和水平，更好地滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)機(jī)械制造行業(yè)創(chuàng)新型人才的需求。其中，開(kāi)展學(xué)科競(jìng)賽是一項(xiàng)重要的措施。

由教育部門(mén)與地方高校聯(lián)合推出了一系列具有針對(duì)性的學(xué)科競(jìng)賽，如大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽，實(shí)踐證明，學(xué)科競(jìng)賽對(duì)于機(jī)械專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)及高校機(jī)械專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革具有重要意義。

一、學(xué)科競(jìng)賽在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用

學(xué)科競(jìng)賽是在常規(guī)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，以比賽的方式培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的各方面能力。學(xué)科競(jìng)賽在機(jī)械專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過(guò)程中增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力、鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐和動(dòng)手實(shí)踐能力等四個(gè)方面可以起到重要的作用。

（一）學(xué)科競(jìng)賽增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力主要包括創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能三個(gè)方面。其中，創(chuàng)新思維是核心，創(chuàng)新思維也是創(chuàng)新型人才的必要能力之一。[1]針對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，機(jī)械專(zhuān)業(yè)方面的學(xué)科競(jìng)賽的題目主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是以“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽為代表的自選題目，另一類(lèi)是以大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽為代表的給定主題范圍的題目。給定主題范圍的題目以解決社會(huì)生活中的實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，在規(guī)定的主題范圍內(nèi)充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般注重設(shè)計(jì)的概念性和實(shí)用價(jià)值性，即作品的原創(chuàng)性和潛在社會(huì)價(jià)值性。因此競(jìng)賽過(guò)程中，評(píng)委更多關(guān)注的是通過(guò)參賽作品所表現(xiàn)出來(lái)的學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新技能。在競(jìng)賽中，每個(gè)參與競(jìng)賽的團(tuán)隊(duì)都必須根據(jù)競(jìng)賽主題獨(dú)立完成機(jī)械三維模型的設(shè)計(jì)、零件圖紙的繪制、樣機(jī)模型的加工與調(diào)試、說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)等一系列體現(xiàn)創(chuàng)造性的工作。通過(guò)比賽提高自身的創(chuàng)新能力。

（二）鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力

團(tuán)隊(duì)的力量越來(lái)越受到社會(huì)和企業(yè)的重視，團(tuán)隊(duì)合作能力已成為創(chuàng)新型人才的必備能力之一。一個(gè)十分優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)，其團(tuán)隊(duì)成員一定具有很強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)合作能力，而且其團(tuán)隊(duì)智慧和力量必將超過(guò)個(gè)人力量和智慧的總和。[2]機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽的賽制大多以團(tuán)隊(duì)為單位參與比賽，團(tuán)隊(duì)合作能力在比賽過(guò)程中起著舉足輕重的作用。從根據(jù)比賽主題進(jìn)行社會(huì)調(diào)查確定題目到最終的實(shí)物展示和答辯，比賽過(guò)程中涉及以機(jī)械為主兼及電子、計(jì)算機(jī)、控制等多學(xué)科知識(shí)，還涉及文檔撰寫(xiě)和現(xiàn)場(chǎng)答辯等能力。因此，一個(gè)團(tuán)隊(duì)中的成員往往是任務(wù)分明的，每個(gè)成員會(huì)主要負(fù)責(zé)比賽的一部分內(nèi)容，同時(shí)輔助完成其他內(nèi)容，共同承擔(dān)整個(gè)比賽項(xiàng)目的所有內(nèi)容。在競(jìng)賽過(guò)程中，每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員用自己所掌握的知識(shí)和技能在整個(gè)團(tuán)隊(duì)中分擔(dān)一定的任務(wù)，不同知識(shí)和技能在團(tuán)隊(duì)中高度共享、相互配合，使團(tuán)隊(duì)力量超過(guò)個(gè)人力量的總和。

（三）提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力

學(xué)科競(jìng)賽是考察學(xué)生通過(guò)所學(xué)理論知識(shí)解決社會(huì)實(shí)際問(wèn)題能力的比賽，在比賽的過(guò)程中，可以很好地鍛煉并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。學(xué)習(xí)能力是指在已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法和技巧，其注重的是學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法和技巧，并非學(xué)習(xí)到知識(shí)。這也對(duì)應(yīng)了我國(guó)高校對(duì)于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。[3]

參賽學(xué)生剛開(kāi)始學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)方面的課程不久，知識(shí)體系不完整，要補(bǔ)充很多關(guān)于專(zhuān)業(yè)方面的知識(shí)。對(duì)于剛開(kāi)始接觸比賽的學(xué)生來(lái)說(shuō)還要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)、電子、控制、材料加工及成型等方面的知識(shí)。除此之外，要學(xué)習(xí)比賽所用到的各種軟件。有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)于這些知識(shí)和軟件技能的學(xué)習(xí)過(guò)程能夠提高參賽學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。參與過(guò)比賽的學(xué)生對(duì)于知識(shí)的獲取能力要強(qiáng)于沒(méi)有參加過(guò)比賽的學(xué)生。在比賽中從課堂上所學(xué)習(xí)到的知識(shí)是完全不夠用的，參賽學(xué)生還需要學(xué)會(huì)自主獲取新知識(shí)的能力。

（四）加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐和動(dòng)手實(shí)踐能力

工程實(shí)踐能力和動(dòng)手實(shí)踐能力是衡量工科高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。創(chuàng)新型人才的創(chuàng)新思維不可能憑空產(chǎn)生，而工程實(shí)踐和動(dòng)手實(shí)踐是創(chuàng)新型思維產(chǎn)生的重要途徑。因此，工科高等院校要將提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和動(dòng)手實(shí)踐能力作為學(xué)生教學(xué)與培養(yǎng)的重要內(nèi)容，如組織金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)課課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)課實(shí)驗(yàn)與學(xué)科競(jìng)賽等內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)等常規(guī)教學(xué)培養(yǎng)題目往往是提前設(shè)計(jì)好的，查找的途徑是現(xiàn)有的，學(xué)生所要做的是仔細(xì)查找、認(rèn)真計(jì)算、工整作圖、書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。金工實(shí)習(xí)的內(nèi)容基本上是固定的，學(xué)生只是跟著師傅進(jìn)行常規(guī)學(xué)習(xí)。這樣的常規(guī)教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐性不強(qiáng)，不能充分鍛煉學(xué)生，而學(xué)科競(jìng)賽對(duì)于學(xué)生工程實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)不同于常規(guī)教學(xué)，更具有挑戰(zhàn)性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性。以大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽為例，機(jī)械類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽大多要求參賽隊(duì)伍根據(jù)比賽主題進(jìn)行拓展，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生就得能夠親自進(jìn)行實(shí)物的設(shè)計(jì)、加工、裝配和調(diào)試，在這個(gè)過(guò)程中能提高學(xué)生的工程實(shí)踐和動(dòng)手能力。

二、學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)高等教育教學(xué)改革

針對(duì)目前高等教育院校存在的大學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力不足、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式無(wú)法滿(mǎn)足創(chuàng)新型社會(huì)的需求、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題，各高等院校采取了不同的教育教學(xué)改革措施，其中學(xué)科競(jìng)賽起到了積極的促進(jìn)作用。

以機(jī)械專(zhuān)業(yè)為例，機(jī)械基礎(chǔ)課程包含了“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”等多門(mén)課程。多年來(lái)這些課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)在內(nèi)容和形式上變化都很小，很多課程的內(nèi)容與當(dāng)今同領(lǐng)域的技術(shù)水平相比滯后很多年，缺乏創(chuàng)新性，使得學(xué)生創(chuàng)新思想僵化和學(xué)習(xí)熱情消減。[4]以學(xué)科競(jìng)賽為載體，將學(xué)科競(jìng)賽引入常規(guī)教學(xué)，有利于促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合、推動(dòng)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、促進(jìn)高校教學(xué)內(nèi)容的改革。

（一）學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的融合

目前，高等院校的教學(xué)方式還是以教師講授為主，而很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)都是在工程實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的，單純的講解很難讓學(xué)生理解透徹，不能從根本上掌握這些知識(shí)點(diǎn)。缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)很難讓學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)很好運(yùn)用出來(lái)，這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生不能符合社會(huì)的需求。

將學(xué)科競(jìng)賽引入教學(xué)改革，有利于培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)在實(shí)踐中應(yīng)用的能力。在理論教學(xué)的同時(shí)，老師可以將某一個(gè)與所教理論知識(shí)相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽的題目作為教學(xué)的一部分，讓同學(xué)們自由組隊(duì)，分工合作，在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上充分利用學(xué)生的課余時(shí)間共同完成學(xué)科競(jìng)賽全部?jī)?nèi)容，充分發(fā)揮學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，讓學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中加深對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)于理論知識(shí)的應(yīng)用能力。該教學(xué)方式將極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的興趣，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和工程應(yīng)用能力。

（二）學(xué)科競(jìng)賽推動(dòng)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》中指出：2017年取得重要進(jìn)展，形成科學(xué)先進(jìn)、廣泛認(rèn)同、具有中國(guó)特色的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，形成一批可復(fù)制可推廣的制度成果，普及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，實(shí)現(xiàn)新一輪大學(xué)生創(chuàng)業(yè)引領(lǐng)計(jì)劃預(yù)期目標(biāo)。[5]為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，各高等院校均采取了一系列的教育改革措施，如通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽鼓勵(lì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供資金保障和技術(shù)支持，加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地的建設(shè)等。其中，依托于學(xué)科競(jìng)賽的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練是高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的重要組成部分。

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的內(nèi)容包括學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識(shí)與技能等方面的培養(yǎng)。學(xué)生的創(chuàng)新能力來(lái)自于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的拓展，更來(lái)自于科學(xué)實(shí)踐。通過(guò)科學(xué)競(jìng)賽，能夠很好地將理論知識(shí)用于實(shí)踐，在實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)行探索，再進(jìn)行創(chuàng)新。依托于學(xué)科競(jìng)賽，在創(chuàng)新的基礎(chǔ)上能夠很好地利用創(chuàng)新成果進(jìn)行創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練。例如，大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽主題的來(lái)源是要解決生活中急需解決的問(wèn)題，而學(xué)生根據(jù)該主題進(jìn)行擴(kuò)展所得到的創(chuàng)新成果往往是社會(huì)需要的，具有很大的市場(chǎng)前景，諸如此類(lèi)基于學(xué)科競(jìng)賽的創(chuàng)新成果為創(chuàng)業(yè)提供了很好的契機(jī)。同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)教育的重視程度加大，學(xué)校紛紛建立大學(xué)生創(chuàng)業(yè)基地，并在資金與技術(shù)上提供了支持。學(xué)生也能夠積極地將學(xué)科競(jìng)賽的成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，而不必?fù)?dān)心創(chuàng)業(yè)前期資金與技術(shù)上的不足。因此，學(xué)科競(jìng)賽為學(xué)生創(chuàng)新能力的提升提供了廣闊的平臺(tái)，為學(xué)生的創(chuàng)業(yè)提供了良好的契機(jī)，為學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力。

（三）學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的改革

機(jī)械專(zhuān)業(yè)許多課程的教學(xué)內(nèi)容多年來(lái)變化并不大，每一版教材都會(huì)用好多年，使得教學(xué)內(nèi)容更新速度緩慢。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)深層次應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)涌現(xiàn)出了許多新的前沿理論知識(shí)和方法。機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)前沿理論知識(shí)與方法的學(xué)習(xí)。

學(xué)科競(jìng)賽是學(xué)生在基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新性競(jìng)賽活動(dòng)，在整個(gè)參賽過(guò)程中，所涉及的知識(shí)內(nèi)容除了基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)課的內(nèi)容除外，更多地運(yùn)用到了當(dāng)今比較前沿的機(jī)械設(shè)計(jì)方面的方法和機(jī)械加工方面的內(nèi)容。高等院校通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽在促進(jìn)教育改革過(guò)程中應(yīng)注重教學(xué)內(nèi)容方面的改革，加強(qiáng)新理念、新知識(shí)、新方法的教育，讓學(xué)生所獲取的知識(shí)與社會(huì)的高速發(fā)展相匹配。

三、實(shí)踐與收獲

武漢理工大學(xué)智能制造與控制研究所專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟第二課堂，利用研究所的師資與科研項(xiàng)目長(zhǎng)期培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，支持大學(xué)生科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)完成各類(lèi)競(jìng)賽項(xiàng)目或自主創(chuàng)新項(xiàng)目。

以第十三屆“挑戰(zhàn)杯”項(xiàng)目“非圓齒輪分割器系列設(shè)計(jì)與研究”為例。圖1、圖2是非圓齒輪分割器系列中的精密型外嚙合分割器和非圓齒輪回?cái)[式分割器的兩個(gè)產(chǎn)品。學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)針對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有凸輪分割器的不足，設(shè)計(jì)出具備諸多優(yōu)良力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能的非圓齒輪系列分割器，在作品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程中，指導(dǎo)老師在作品的大方向上給予指導(dǎo)，整體把握。各項(xiàng)具體知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)現(xiàn)，均由學(xué)生在老師的引導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)并完成。作品“非圓齒輪分割器系列設(shè)計(jì)與研究”先后獲2013年湖北省第九屆“挑戰(zhàn)杯·青春在沃”大學(xué)生科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)、第十三屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。

四、結(jié)論

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)不是簡(jiǎn)單開(kāi)設(shè)一門(mén)諸如“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”課程所能解決的，有效的解決手段之一是將學(xué)科競(jìng)賽引入大學(xué)生培養(yǎng)與教學(xué)，通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽，大學(xué)生知識(shí)、能力、品質(zhì)等素質(zhì)可以得到綜合的培養(yǎng)，促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的融合，推動(dòng)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，促進(jìn)高校教育內(nèi)容的改革。構(gòu)建學(xué)科競(jìng)賽與常規(guī)教學(xué)相輔相成的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，以適應(yīng)當(dāng)今科技、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展對(duì)創(chuàng)新型人才尤其是創(chuàng)新型科技人才的迫切需求。

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責(zé)任編輯：馮志軍

Abstract： This paper expounds the various positive effects of discipline competition on innovative talents of mechanical specialty. The analysis and discussion take the discipline competition as the carrier， and the introduction of the discipline competition into the conventional teaching will promote the integration of theoretical teaching and practical teaching， promote the innovation and entrepreneurship reform， and promote the reform of teaching content in colleges and universities. Based on the practical experience and results， it is further explained that the discipline competition will promote the students to practice theoretical knowledge， improve their learning interest and their independent innovation ability， and realize the construction of an innovative and complementary talent training mode of conventional teaching and discipline competition.

Key words： discipline competition; innovation; teaching reform; talent training