基于工程训练能力竞赛提升学生科技创新能力的研究

王湘江　杨毅

摘 要 大学生工程训练综合能力竞赛为培养工科大学生工程实践能力、动手能力、创新意识和团队合作精神提供了一个良好的平台。结合前三届竞赛，阐述树立正确的人才培养质量关、加强实训基地建设、改革训练内容和手段对提升学生科技创新能力的重要作用。

关键词 工程训练能力竞赛；创新能力；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标识码：A

文章编号：1671-489X（2014）04-0064-02

高等工程教育中，实践教学是培养学生科技创新精神的有效途径。工程训练的教学目标是“学习工艺知识，增强工程实践能力，提高综合素质，培养创新精神和创新能力”，对于培养学生工程实践能力与创新精神具有其他课程无法替代的重要作用。近年来，各工科高校都相当重视工程训练中心的建设，加大了对基地的资金投入，建设成效明显。为了营造鼓励创新、积极实践的学习氛围，搭建自主学习、自由探索的实践平台，南华大学工程训练中心2012年获批“湖南省机电类大学生创新训练中心”。中心以此为契机，基于工程训练综合能力竞赛平台，积极探索机制体制，提供适宜场所和环境，加强创新实践指导，开展创新型实践教学体系改革。目前，中心成为学校培养基础宽、能力强、素质高的创造型复合人才的重要教学实践基地。

1 全国工程训练综合能力竞赛的启示

全国大学生工程训练综合能力竞赛是由教育部、财政部在“高等学校本科教学质量与教学改革工程”中资助的大学生科技创新竞赛活动，目的是深化实验教学改革，提升大学生工程实践能力、动手能力、创新意识和团队合作能力，提高高等教育质量。竞赛的指导思想是“重在实践，鼓励创新，突出综合，强调能力”。该赛事已成功举办三届，由于其综合性强，比赛规则严格，过程严谨，评比公平公正透明，广受社会各界好评。就大学生参与的广度和深度而言，这已经是国内最大规模的大学生科技创新竞赛活动之一。

竞赛命题深入浅出 第一届大赛的主题是“节能增效”，针对“完成一套带底阀的圆筒型容器的设计、加工、检测、机器人组装及方案分析”这一命题，按照“阀体和阀芯开启灵活、泄漏少”的要求，完成尺寸检测、车床加工、铣削加工、钳工加工、组装、质量检测等环节的角逐。第二、三届主题是“无碳小车越障赛”，要求小车以重力势能驱动，并且具有自动方向控制功能，按“S”和“8”字轨迹绕障碍运行且障碍间距可调，内容包含了“设计能力、工艺能力、管理能力和动手能力”四个方面。命题入门容易，能够很好地激发学生的兴趣与参与热情；同时难度又很高，需要学生在设计精巧、结构创新方面动脑筋，既启发学生的创新思维，又培养他们的动手能力，很好地体现了思维的巧妙性和系统性。命题不仅强调了技术因素，而且强调了一些非技术因素，能从市场、信息、质量、工艺、成本、效益、安全、环保等多方面对学生进行教育和培养，使其树立完整的工程意识。正如清华大学傅水根教授所言：“入门不难，做好不易，有设计，有动手，综合度很高，极具挑战性，这样好的题目可以做几届，年年比赛，年年出新，年年有突破。”

竞赛强调知识综合运用程度 大学生工程训练综合能力竞赛是一项以提高大学生综合素质、激发学生创新思维为目的的赛事，它为大学生提高创新实践能力搭建了平台。该赛事的一大特色是“小制作，大思维”， 让学生了解材料、市场、制作过程、装配、调试等综合知识。各个学校制作的小车原理大同小异，但结构、设计完全不同，表面看似相同的小车行走效果完全不一样。比赛中要求小车既能跑得远，还必须精确绕桩，启动、转弯、速度控制难度相当大。如何让小车在有限的能量范围内跑得最远，绕过的障碍最多还涉及最优化的问题。另外，比赛要求精度概念很强，无论是齿轮、铰链，还是杆长，达不到一定的精度，就会出现“失之毫厘，差以千里”。还有设计时正弦曲线幅度的确定，调试时初始位置的选择，以及赛道上参数的改变等，都是需要考虑的问题。这就要求学生能够更加全面地思考，综合分析做出最优化的选择，大大拓展学生的创新思维空间。

竞赛培养了学生的团队合作精神 团队合作指的是一群有信念、有能力的人在特定的团队中，为了一个共同的目标互相支持、合作奋斗的过程。工程训练能力竞赛由于其综合性，不只要求某一方面的能力，而是重视综合能力的训练，包括原理方案、结构设计、平衡稳定性计算、三维绘图、仿真模拟、先进制造、外观造型等，这就对团队合作提出了很高的要求。另外，师生关系是教与学中的最基本关系，平等的师生关系可以让学生感受到人格的尊严和神圣.在参赛过程中，教师和学生要打成一片，营造互相帮助、团结协作的氛围。对学生而言，教师的一句赞赏可以激励学生坚持下来并加倍努力。为了既定的目标，只有调动团队成员的所有资源和才智，明确分工，协同合作，自动地驱除所有不和谐和不公平，才能高质量地完成作品制作和比赛。在这个过程中，团队成员也给彼此提供一个学习交流的平台，经过长时间的合作，成员会发现自身的优点和不足，从而更主动地学习。

2 创新型人才培养的重要途径

加强实训基地建设，拓展工程训练功能 法国诺贝尔奖获得者贝尔纳说：“创造力是没法教的，必须在实践中让学生动手，有机会把自己的创新思想付诸实施。”所以，实践教学是培养创新人才的有效途径，而建设好工程训练中心起着决定性的作用。在真实的工程环境中，进行工程实践训练，能有效地培养学生严谨的工作作风，拓宽知识视野，掌握新工艺、新技术；能促使学生个性发展，使学生的责任、安全、质量、经济、竞争、市场、环保、管理、法律、创新等大工程意识得到锻炼，培养他们吃苦耐劳的精神、团队协作精神，弥补社会实践不足的劣势，加快跟上社会发展的步伐，对扩大就业率、提高自身价值具有很大的作用。

根据学校各专业的不同需求和科技发展态势，需从两个方面来拓展工程训练的功能：一是通过提供各种实训设备和相关资料，让学生充分了解生产设备、工艺方法和生产效率、质量管理等概念及其相互间的关系，从而实现教学功能；二是在学生获得基本训练的基础上，让学生以团队合作的形式来完成各种项目，项目来源可以是企业、科研任务或创新竞赛，以培养学生解决实际问题的创造性能力，积累经验，培养其合作精神、表达能力。

树立培养创新型人才的质量观 传统的人才观以学生掌握知识的多少和掌握的准确程度为标准，主张培养“通晓一切”的全能型人才。通过工程训练综合能力竞赛来看，学生仅有知识是不够的，还要有良好的素质，特别是创新素质。工程训练教学应坚持实践教学与理论教学并重，课程实验与教学实训有机结合，能力培养与素质提高并行，以营造大工程背景为指导，以提高学生工程实践能力和综合工程素质为主线，按照“模块化、分阶段、开放型”的思路，进一步完善工程训练课程体系，逐步培养学生的实践动手能力、创新意识和创新能力。

创新，既代表一种实际的本事和能力，也反映一种精神和思想状态。一个人置身于该群体，耳濡目染，日久天长，就会熏陶而形成共同的气质。因此，实施创新教育，要营造一种高品位的创新环境氛围，使大学生所处的学习、生活环境成为他们创新活动的场所，使他们“天天乃创新之时，处处是创新之地”。

改革训练内容和手段，变“被动学习”为“主动学习” 为培养学生科技创新能力，最重要的是把教学与研究紧密结合，让学生早期参与科学研究活动。在工程训练教学中，训练内容应由传统的金工实习和电工电子实习向现代工程实践教学方向转化；由单机单技能培训向局域网络条件下技术集成的培训方向转化；由操作技能培训向技能与综合实践、创新实践相结合方向转化。

“学会学习”是知识经济时代创新人才的重要能力。在教学手段上，教师要加强指导作用，建立以学生自主活动为基础的教学方式，激发学生学习的兴趣和愿望。教师不仅教学生“学会”，还要让学生懂得学习的方法，会思考。创新过程是一项极其复杂的综合学习过程，应使学生学会获取自己所需的知识和信息，学会查找工具书，学会做实验，培养学生较强的自学能力。

3 结束语

工程训练能力竞赛培养和锻炼了大学生的综合能力，为参赛队伍提供了很好的学习交流平台，对大学生工程素质和创新能力培养起到巨大的推动作用。工程训练中心应采取一系列的政策措施，进一步发挥开展工程设计、工程制造、工程管理和创新实践等方面教学的职能，真正成为未来工程师能力集中培养的大平台。

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