机械卓越工程师教育培养计划学科竞赛和科研活动体系建设研究

张萌+李波+刘强+康红梅

摘要：机械卓越工程师教育培养计划旨在培养造就创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量机械工程技术人才，学科竞赛和科技创新活动作为实践教学的重要环节，是培养学生动手能力、创新能力与工程能力的有效途径，本文就如何在机械卓越工程师教育培养计划中构建合理的学科竞赛和科技创新活动体系，提出了一些构想和建议，对已进行的一些探索性的实践工作进行了总结。

关键词：卓越工程师计划；学科竞赛；科研活动；体系建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0121-04

一、引言

教育部“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养造就一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量各类型工程技术人才。“卓越计划”对高等教育面向社会需求培养人才、調整人才培养结构、推动教育教学改革、提高人才培养质量、增强毕业生创业就业能力具有重要的示范作用，该计划特别注重对学生工程能力和创新能力的培养[1，2]。

“卓越工程师教育培养计划”是一个创新工程，也是一个复杂的系统工程。按照“卓越工程师教育培养计划”通用标准，对卓越计划人才的能力要求是比较全面的，主要包括了学习能力和分析解决问题能力、工程创新能力和开发设计能力以及管理与沟通合作能力等[3]。学科竞赛和科技创新活动作为课外学习的重要环节，是培养学生动手能力、创新能力与工程能力的有效途径，是“卓越工程师教育培养计划”体系的润滑剂和加速剂，在机械卓越工程师教育培养计划中如何构建科学合理的学科竞赛和科技创新活动体系，是当前急需解决的研究课题。

二、学科竞赛与科技活动在卓越机械工程师教育培养中的一些问题

目前针对大学本科生的各类学科（技能）竞赛和科技创新活动既有国家级也有省级、校级乃至院级等各个层次的项目和活动。以我校为例，目前机械工程卓越计划班学生参与度较高的主要学科竞赛和科技创新活动如表1所示。从表1可以看出，机械工程卓越计划班学生参与的各类学科竞赛和科研立项活动的种类和数量还是比较多的，并且呈现逐渐增加的趋势，特别是学科竞赛的种类增加的比较明显。近两年还新增了一些新的竞赛项目（未列入表1），如省级的物理实验创新设计大赛和工业设计大赛等项目也吸引了部分机械工程卓越计划班学生的参加。

从近年的教学实践来看，机械工程卓越计划班学生能够参与的各类学科竞赛和科研活动越来越多，涉及的专业面和知识面也越来越广，对学生创新思维能力的培养和综合素质的提升的确起到了较好的促进作用，但有些问题和不足也逐渐暴露出来。

1.随着教育主管部门、各类教育协会以及学校各教学单位对学生第二课堂和科技创新活动越来越重视，学科竞赛和科研活动的种类和数量呈不断上升趋势，给学生提供了更多参与的机会。然而学生还有相当的课堂学习和实践学习任务，尤其是卓越计划班的学生有比较高的企业实践要求，在校外企业实习的时间较长，没有时间和精力参加所有的项目和活动。不少学生面对种类繁多的各类竞赛项目和科技活动，在项目选择上存在一定程度的盲目性和焦虑感，不知自己选择哪些项目和活动为宜，很多学生缺乏长远的规划，也不容易形成可持续成长的学生科研团队。

2.目前开展的各类活动中，竞赛型活动偏多，而研究型活动偏少。竞赛型活动往往过分看重竞赛成绩和最终结果，而忽视活动过程中对学生的技能与知识的培养。由于竞赛型活动大多采用淘汰制，真正能进入到实质性比赛和实物制作阶段的学生数量不多，很多在前期被淘汰的学生失去了继续锻炼的机会。也使得大量的资源向少数具备竞争优势的同学倾斜。

3.在科技竞赛和科技活动中功利性思想有上升的势头。一方面，由于受学校奖励政策的影响，无论是指导老师还是学生都比较重视成果彰显度高的竞赛项目，如“挑战杯”比赛等。其次是对保研推优有奖励加分的项目，学生参加的积极性也高于其他项目。对于一些基础性和普及性的活动则师生均不够重视，参加的人员数量没有增长甚至呈下降趋势。

三、适应于机械工程卓越培养计划的学科竞赛和科研活动体系建设的思考

学科竞赛和科技活动在整个卓越教育培养环节中占有重要的地位，对卓越人才工程能力和创新能力的培养起到了十分关键的作用，它与课堂教学活动以及工程实践活动之间不是孤立的板块，而是有机的整体。应将其视为在整个卓越教育培养过程中促进工程实践和课堂教学培养功能的重要平台或载体。如图1所示，学科竞赛和科研活动平台由硬件平台和软件平台构成，该平台的软、硬件建设、学生参与平台的“引入”机制、平台的“产出”效果评价模式构成了卓越人才培养中学科竞赛与科研活动体系建设的核心要素。

1.学科竞赛与科研活动平台的建设。学科竞赛与科研活动平台的硬件建设主要是依靠场地、设备和资金等的投入，这些资源的缺乏曾一度是制约平台建设的一个瓶颈问题。随着国家对高等教育的不断投入和学校自身的持续发展，平台的硬件建设相比过去已经有了很大的改善。以我校为例，目前校级的机械教学实验中心，信息技术教学实验中心以及院级的卓越工程师计划创新实验室等为卓越计划人才开展学科竞赛和科研活动提供了较好的校内实践和实验场地及设备。由于这些中心或实验室分别隶属于不同的管理单位，因此也存在资源优化配置和资源有效利用方面的问题。与硬件平台建设相比，软件平台建设存在的问题更多一些。本科层次卓越人才工程能力和创新能力的培养应遵循认知、实践，发展和创新四个阶段或层次[4]。应对现有的各类学科竞赛和科研活动进行梳理、完善和补充，让不同阶段的学生从事与其学业成长阶段相适应的竞赛和活动。同时要适当减少或淡化以排名获奖为核心目的的竞争性项目，而增加以培养学生适应其职业生涯工程技能训练为主的科研实践或技能实训活动。

另外，学科竞赛和科研活动平台建设不是孤立进行的，要将卓越计划学生的工程实践活动和课堂教学活动有机地结合起来。例如可以在机械设计、机械原理等专业课或专业基础课上采用案例教学法，将机械设计创新大赛上优秀的学生作品案例引入到教学过程中。在学生到企业实习时，结合企业的生产实践条件，开展以提高学生绘图识图能力、工艺设计能力以及数控加工编程能力等专项技能为主的劳动技能竞赛活动。

2.平台的“引入”机制建设。学生是教学活动的主体，一切教学活动的成功与否都离不开学生的积极参与。只有学生积极而广泛的参与学科竞赛与科研活动，这一平台建设的价值才能得以体现。要解决学生参与学科竞赛与科研活动中出现的缺乏普及性、持久性以及趋于功利性的问题，单靠简单的教学计划和行政命令手段是难以取得理想效果的。要实现“要我参与”到“我要参与”的转变，关键是要实现学生的“兴趣引入”和“自我管理”。兴趣是最好的老师，从卓越计划班学生入学开始，就要通过主题报告，实践认知参观，专题讲座和社团活动等各类形式的活动向学生宣传科研创新的理念，介绍学科竞赛与科研活动的基础知识。在教学上也可以借鉴采用链条式实践类特色系列课程的教学方法[5]，通过将机械，电子、计算机技术以及金工实践课程等知识有机地结合起来，解决学生生产和生活中可以遇见的综合性问题，培养学生的兴趣点和成就感，着力培养学生的创新精神和实际操作能力。

在学科竞赛与科研活动中要让学生能够实现自我管理，体现高年级学生对低年级学生的传帮带作用，促进学生学科竞赛和科研活动团队的建立、建设和发展，形成一种良好的创新氛围和传统，使得新生能不断受到潜移默化的作用。这样才能将绝大多数卓越计划学生源源不断，持之以恒地吸引到平台中来。

充分利用QQ，微博和微信等学生乐于使用和接受的社交工具与平台，建立有关的学科竞赛和科研活动讨论组，专业群，发布引导性的话题，以开放和包容的态度吸引学生参与相关主题的讨论和辩论，也是吸引和引导学生进入“平台”的有效途径。其次可以将参与学科竞赛和科研活动纳入到卓越计划的班级建设和寝室文化建设中，形成绝大多数同学敢于参与并乐于参与学科竞赛和科研活动的良好班风和学风。

3.平台的“产出”效果评价模式构建。在卓越工程师培养过程中，学生获得优秀的工程能力和创新能力无疑是卓越能力的重要体现。此外学生在人文情怀、综合科学素养、多学科视野、跨文化沟通交流能力及团队协作能力方面的表现也是其卓越能力中重要的组成部分[6]。因此对学科竞赛或科研活动平台“产出”效果评价应该是能够全面衡量学生卓越能力的综合性体系。在学科竞赛或科研活动平台的建设中，在现有的一些学科竞赛或科研活动类型外，还应设置一些培养学生人文素质、国际化交流能力的竞赛或科研活动，例如可以引导卓越计划学生参加辩论比赛，英语演讲比赛，组织学生选修国外大学的优秀慕课课程，选派有条件的学生参加跨国访学或交换生计划等。此外在学生参加各类学科竞赛或科研活动时，要将学生跨学科组团和团队建设长效机制纳入到教师指导和项目考核的重点内容，以培养学生的团队协作能力，拓展其多学科素养。

应摒弃那种只注重学生竞赛排名或获奖的单一的“产出”效果评价标准。可以将学生是否获得行业技能认证，是否受到实习企业的好评以及毕业生能最终受到用人单位的青睐等均作为“产出”效果的评价模式。这种综合性的评价模式才能比较全面地体现学生的卓越能力，综合反映教育培养效果，也才能为学科竞赛或科研活动平台体系的建设和完善提供有效的反馈通道。

四、采取的措施和成效

针对目前学科竞赛与科技活动在卓越机械工程师教育培养中的一些问题，我们开展了一些探索性的工作，取得了一定成效。

1.学科竞赛与科研活动的常态化和普及化。我们尝试以班级为单位，结合学生在各阶段的学习内容，设立了一些与教育内容密切相关，全员参与的小型化的竞赛活动。例如，当卓越计划班的学生学习了机械制图这门课程后，我们就组织试点班的学生学习AutoCAD及CAXA软件，当学生们掌握了绘图软件的使用方法和技能后，进行班级内部的计算机绘图比赛。当学生到企业进行生产实习时，结合学生分配的不同岗位，开展相应的工具操作技能竞赛或者设计方案优选竞赛活动。这种类型的比赛或竞赛活动，准备和启动过程相对简单，同时覆盖面宽，能够让学生全员参与，与学生当前的学习任务密切结合，每个学生均能在活动中有所收获。

2.以赛促建，加强班风与学风建设。作为成长中的青年学子，大学生的成长与其周边的环境密不可分，良好的班风学风以及积极向上的寝室氛围对学生的学习和成才的影响是很大的。我们在卓越计划班的班级建设中，班主任以及学务指导老师积极鼓励学生组建学科竞赛和科研活动小组，并参与到具体的指导环节。任课老师也利用各种场合动员学生投入到学科竞赛和科研活动中，在卓越计划班形成了良好的科研及创新氛围，学生对学科竞赛和科研活动的参与度极高。以一个30人的卓越计划班为例，在2014年的湖北省大学生机械设计大赛中，由17名学生组成了多个小组参赛，其中四个项目共计12人获得省级一等奖，另有2个项目共计5人获得了省级二等奖。通过吸引学生参加机械设计大赛，在班级形成了良好的创新氛围和集体凝聚力，对学生完成其他教学活动起到了很好的辅助作用。

3.打破专业壁垒和障碍，组建学生主导型科研与竞赛社团和协会。在卓越计划学生的培养中，可以借鉴应用导向教学法[7]。强调以学生为中心、以实践为中心、以培养能力为中心，教师则起到引导和协调作用。要把学生的课余时间和兴趣引导到学科竞赛和科研活动中，关键是要发挥学生社团和协会的作用，将大多数学生吸纳到有关科研与竞赛活动的社团和协会中，让学生在各类活动中，在与不同专业的同学交流协作中自主管理，自主交流和自主成长。利用参加机械设计创新大赛的契机，我们引导学生设立了机械创新比赛群，将指导老师和参赛学生都纳入到群中，同时特别鼓励卓越计划班学生参加该群。通过该群，学生与学生之间，学生与老师之间架起了一个良好的溝通交流平台。此外注重发挥学院专业覆盖面宽，学科交叉性强的特点，指导学生设立了地大机器人创客协会，将学院里机械工程、电信工程、通信工程以及工业设计等不同专业的同学吸纳到该协会，以学生们感兴趣的机器人设计与制作为载体，开展了形式多样的技术培训和竞赛活动，学生们在彼此的协作和竞争中开阔了视野，学习了跨专业的知识，拓展了机械、电子与模型制作方面的实用技能，综合素质得到了全面提升。

五、結束语

卓越工程师教育培养计划作为一种新型的大学人才培养模式，实施的时间还不长，还有很多探索性的工作要做。我们认为搞好学科竞赛和科研活动体系建设，是机械类卓越工程师培养中非常重要的一个环节，是促进卓越工程师计划班学生成长和成才的一个有效性的保障，其成效将会在今后的教学工作中渐次显现。

参考文献：

[1]冯艳，李玉龙.教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”[J].中国大学教育，2010，（7）：4-5.

[2]侯永峰，武美萍等.深入实施卓越工程师教育培养计划，创新工程人才培养机制[J].高等工程教育，2014，（3）：1-6.

[3]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究，2010，（4）：21-29.

[4]魏军英，王静，王吉岱.工科大学生科技创新实践能力培养体系的建设研究[J].中国电力教学，2014，（3）：14-15.

[5]孙岩，刁鸣，江凌.研究型大学的学生科技创新实践平台建设[J].实验室研究与探索，2010，（11）：116-118.

[6]李培根.工程师教育培养该何以卓越[J].中国高等教育，2011，（6）：13-14.

[7]余国江，姜海，徐湘.卓越工程师培养的德国经验借鉴研究[J].高教探索，2015，（2）：66-69.

The Research of System Construction about Subjects Competitions and Scientific Researches in the Education and Training Program of Excellent Mechanical Engineers

ZHANG Meng，LI Bo，LIU Qiang，KANG Hong-mei

（College of Mechanical & Electronic Engineering，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China）

Abstract：The education and Training Program of Excellent Mechanical Engineers aims to bring up High-quality mechanical engineering and technical personnel，they have strong Innovation ability and adapt to economic and social development. As an important part of practice teaching，discipline competition and technological innovation activities are the effective way to develop students practical ability，innovation and engineering capabilities. This article on how to construct rational discipline competition and technological innovation system in the education and Training Program of Excellent Mechanical Engineers，put forward some ideas and recommendations for some exploratory practice work has been summarized.

Key words：Excellence Engineers Plan；subject competition；scientific research activities；system construction