李波 李朋飛

摘要：闡述了開展學(xué)科競賽對于機(jī)械專業(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)科競賽為載體，將學(xué)科競賽引入常規(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)一步說明了學(xué)科競賽促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐理論知識、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)科競賽;創(chuàng)新;教學(xué)改革;人才培養(yǎng)

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

國務(wù)院《中國制造2025》戰(zhàn)略及國家“十三五”發(fā)展規(guī)劃對制造業(yè)及機(jī)械專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。為此，各高校針對機(jī)械專業(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，以此來提高人才培養(yǎng)的能力和水平，更好地滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、國家發(fā)展戰(zhàn)略對機(jī)械制造行業(yè)創(chuàng)新型人才的需求。其中，開展學(xué)科競賽是一項(xiàng)重要的措施。

由教育部門與地方高校聯(lián)合推出了一系列具有針對性的學(xué)科競賽，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)科技作品競賽、大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽，實(shí)踐證明，學(xué)科競賽對于機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)及高校機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革具有重要意義。

一、學(xué)科競賽在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用

學(xué)科競賽是在常規(guī)理論知識學(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)科競賽在機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過程中增強(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)踐和動手實(shí)踐能力等四個方面可以起到重要的作用。

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

創(chuàng)新能力主要包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能三個方面。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]針對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，機(jī)械專業(yè)方面的學(xué)科競賽的題目主要有兩大類，一類是以“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽為代表的自選題目，另一類是以大學(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生活中的實(shí)際問題為出發(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)用價值性，即作品的原創(chuàng)性和潛在社會價值性。因此競賽過程中，評委更多關(guān)注的是通過參賽作品所表現(xiàn)出來的學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新技能。在競賽中，每個參與競賽的團(tuán)隊(duì)都必須根據(jù)競賽主題獨(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、說明書的撰寫等一系列體現(xiàn)創(chuàng)造性的工作。通過比賽提高自身的創(chuàng)新能力。

（二）鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力

團(tuán)隊(duì)的力量越來越受到社會和企業(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個人力量和智慧的總和。[2]機(jī)械類專業(yè)的學(xué)科競賽的賽制大多以團(tuán)隊(duì)為單位參與比賽，團(tuán)隊(duì)合作能力在比賽過程中起著舉足輕重的作用。從根據(jù)比賽主題進(jìn)行社會調(diào)查確定題目到最終的實(shí)物展示和答辯，比賽過程中涉及以機(jī)械為主兼及電子、計(jì)算機(jī)、控制等多學(xué)科知識，還涉及文檔撰寫和現(xiàn)場答辯等能力。因此，一個團(tuán)隊(duì)中的成員往往是任務(wù)分明的，每個成員會主要負(fù)責(zé)比賽的一部分內(nèi)容，同時輔助完成其他內(nèi)容，共同承擔(dān)整個比賽項(xiàng)目的所有內(nèi)容。在競賽過程中，每個團(tuán)隊(duì)成員用自己所掌握的知識和技能在整個團(tuán)隊(duì)中分擔(dān)一定的任務(wù)，不同知識和技能在團(tuán)隊(duì)中高度共享、相互配合，使團(tuán)隊(duì)力量超過個人力量的總和。

（三）提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力

學(xué)科競賽是考察學(xué)生通過所學(xué)理論知識解決社會實(shí)際問題能力的比賽，在比賽的過程中，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和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知識的方法和技巧，其注重的是學(xué)習(xí)新知識的方法和技巧，并非學(xué)習(xí)到知識。這也對應(yīng)了我國高校對于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。[3]

參賽學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)專業(yè)方面的課程不久，知識體系不完整，要補(bǔ)充很多關(guān)于專業(yè)方面的知識。對于剛開始接觸比賽的學(xué)生來說還要學(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。除此之外，要學(xué)習(xí)比賽所用到的各種軟件。有限的時間內(nèi)對于這些知識和軟件技能的學(xué)習(xí)過程能夠提高參賽學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。參與過比賽的學(xué)生對于知識的獲取能力要強(qiáng)于沒有參加過比賽的學(xué)生。在比賽中從課堂上所學(xué)習(xí)到的知識是完全不夠用的，參賽學(xué)生還需要學(xué)會自主獲取新知識的能力。

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

工程實(shí)踐能力和動手實(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)、專業(yè)課課程設(shè)計(jì)、專業(yè)課實(shí)驗(yàn)與學(xué)科競賽等內(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、書寫設(shè)計(jì)說明書。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)科競賽對于學(xué)生工程實(shí)踐能力和動手能力的培養(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)械類學(xué)科競賽大多要求參賽隊(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，在這個過程中能提高學(xué)生的工程實(shí)踐和動手能力。

二、學(xué)科競賽促進(jìn)高等教育教學(xué)改革

針對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)方式無法滿足創(chuàng)新型社會的需求、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等問題，各高等院校采取了不同的教育教學(xué)改革措施，其中學(xué)科競賽起到了積極的促進(jìn)作用。

以機(jī)械專業(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)”等多門課程。多年來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)科競賽為載體，將學(xué)科競賽引入常規(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，而很多專業(yè)知識都是在工程實(shí)踐過程中總結(jié)出來的，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點(diǎn)。缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)的理論知識的學(xué)習(xí)很難讓學(xué)生所學(xué)到的知識很好運(yùn)用出來，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生不能符合社會的需求。

將學(xué)科競賽引入教學(xué)改革，有利于培養(yǎng)學(xué)生理論知識在實(shí)踐中應(yīng)用的能力。在理論教學(xué)的同時，老師可以將某一個與所教理論知識相關(guān)的學(xué)科競賽的題目作為教學(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)生的課余時間共同完成學(xué)科競賽全部內(nèi)容，充分發(fā)揮學(xué)生的動手實(shí)踐能力，讓學(xué)生在實(shí)踐過程中加深對理論知識的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生在實(shí)踐過程中對于理論知識的應(yīng)用能力。該教學(xué)方式將極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的興趣，加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和工程應(yīng)用能力。

（二）學(xué)科競賽推動高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

《國務(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》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，如通過學(xué)科競賽鼓勵創(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)對專業(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)知識與技能等方面的培養(yǎng)。學(xué)生的創(chuàng)新能力來自于對基礎(chǔ)知識的拓展，更來自于科學(xué)實(shí)踐。通過科學(xué)競賽，能夠很好地將理論知識用于實(shí)踐，在實(shí)踐過程中進(jìn)行探索，再進(jìn)行創(chuàng)新。依托于學(xué)科競賽，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)新大賽主題的來源是要解決生活中急需解決的問題，而學(xué)生根據(jù)該主題進(jìn)行擴(kuò)展所得到的創(chuàng)新成果往往是社會需要的，具有很大的市場前景，諸如此類基于學(xué)科競賽的創(chuàng)新成果為創(chuàng)業(yè)提供了很好的契機(jī)。同時，隨著國家對大學(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)科競賽為學(xué)生創(chuàng)新能力的提升提供了廣闊的平臺，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)大的推動力。

（三）學(xué)科競賽促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的改革

機(jī)械專業(yè)許多課程的教學(xué)內(nèi)容多年來變化并不大，每一版教材都會用好多年，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和方法。機(jī)械類專業(yè)的大學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識的同時，加強(qiáng)對前沿理論知識與方法的學(xué)習(xí)。

學(xué)科競賽是學(xué)生在基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新性競賽活動，在整個參賽過程中，所涉及的知識內(nèi)容除了基礎(chǔ)的專業(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。高等院校通過學(xué)科競賽在促進(jìn)教育改革過程中應(yīng)注重教學(xué)內(nèi)容方面的改革，加強(qiáng)新理念、新知識、新方法的教育，讓學(xué)生所獲取的知識與社會的高速發(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門開辟第二課堂，利用研究所的師資與科研項(xiàng)目長期培養(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)完成各類競賽項(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擺式分割器的兩個產(chǎn)品。學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)針對市場上現(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)動學(xué)和動力學(xué)性能的非圓齒輪系列分割器，在作品設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中，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)生科技作品競賽特等獎、第十三屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎。

四、結(jié)論

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)不是簡單開設(shè)一門諸如“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)科競賽引入大學(xué)生培養(yǎng)與教學(xué)，通過學(xué)科競賽，大學(xué)生知識、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)與社會發(fā)展對創(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