基于学科竞赛的工程实践能力培养教学改革实践

贾广攀，韦相贵，吴泽鸿，黎 泉，石南辉，蒋庆华，张科研

（钦州学院，广西 钦州 535011）

0 引言

当前本科生存在的普遍问题是理论知识水平高，而动手实践能力差，毕业生很难达到企业的要求。这一问题，也引起了国家的高度重视。国家出台了相关政策要求高校要重视学生实践能力的培养。教育部发展规划司2013年《关于完善本科学校设置工作的指导性意见》提出：骨干专业或专业群要建立工程（技术）实践中心或实训中心。在这一历史背景下，学院工程训练中心于2013年8月应运而生，通过实训中心来提高学生的动手实践能力。为了提高学生创新和工程实践能力的培养，我校工程训练中心以学科竞赛为契机，构建了完善的创新意识和创新思维培养体系。

1 以项目驱动的机械创新与工程实践能力培养

在当前快速发展和激烈竞争的经济环境下，创新是企业发展的根本，而大学毕业生是企业的新生力量，企业对学生的工程实践能力和团队合作精神的要求也越来越高，因此如何培养具备较强的工程实践技能和良好的团队合作精神的学生受到各工科院校的重视［1］。全国大学生工程训练综合能力竞赛（如无碳小车比赛）可以提升学生的机械创新和工程实践能力。

1.1 知识准备

无碳小车比赛用到高等数学、材料力学、机械原理、机械设计、公差配合与测量技术、数控编程与操作、机械制图、大学物理等课程，涉及的软件有三维绘图软件、二维绘图软件、matlab、几何画板等软件。

1.2 项目设计与调试

无碳小车看似简单，实为非常精密的机械运动。小车实现重复稳定的运行轨迹，要通过加工、装配和调节等环节来保证。而精度的概念正是学生的短板，需要老师的指导和帮助。设计时总有想不到和遗漏的地方，调试的过程是一个弥补设计缺陷和错误的过程。修改设计是不可缺少的环节。任何一个不违背基本规律的创意都应该被慎重对待。很多看似离奇的想法，到最后都有可能成为胜者，只要学生愿意坚持，老师就应该支持。无碳小车的设计与制作，无论是对老师还是对学生都是一个具有挑战性的项目，但正是这种具有高难度的设计、制造、装配与调试过程，无论是同学还是老师都会从中获取经验和教训，在知识、素质和能力等方面得到全面成长。

1.3 综合素质训练

无碳小车是难度系数比较高，全面考察学生的综合素质的一个比赛。无碳小车比赛不仅考察检验学生的理论知识还考察学生的动手实践能力，对学生各方面的能力都要求很高。通过项目驱动教学学习无碳小车从最初的设计到最终的调试整个过程，来提高学生机械创新和工程实践能力。但是值得注意的是即使小车在本校的赛道已经调整好，由于比赛现场的赛道条件不可能与本校的赛道条件完全一样，且多条赛道之间，也会有微小的变化，如赛道发车的起始位置不够平整、有坡度，赛道表面有微小缺陷等。这就要求学生的心理状态稳定，现场的应变能力强。以有限的时间，快速调整好自己的小车，只有这样才能取得比赛的好成绩。对于学生的心理素质和团队协作精神要求比较高。

2 构建完善的学科竞赛体系

2.1 聘请知名专家指导

我校特聘清华大学傅水根和裴文中两位教授对无碳小车的设计和制作进行指导，使我们在学科竞赛方面少走了不少弯路，快速提高了自己。工程训练贯穿始终的项目式教学的认知过程是：在实践中观察，在观察中思考，在思考中领悟，在领悟中成长。

2.2 实践教学平台搭建

应用型高校的大学生要充分利用好工程训练中心的设备资源。工程训练中心拥有丰富和优质的实践教学资源，学生在工程实践的教学过程中，通过一系列的实践教学安排，除了学习各种工艺知识，掌握各种工艺方法外，还可以培养严谨的科学作风、增强综合素质和培养创新意识［2］。工程训练中心的建设就是要搭建一个可以提升学生创新和工程实践能力的平台，可以拓展学生知识视野的平台［3］。

2.3 师资队伍建设

当前我国高等院普遍存在的问题是教师的理论水平较高，实践动手能力较差。而学科竞赛不仅要求教师的理论水平还要求教师有较高的实践动手能力。根据以往经验理论水平高，实践能力差的老师指导的学生学科竞赛往往欠缺火候，一般很难取得较好的成绩。而动手能力强的人理论水平往往又不是很高。针对出现的这一问题，我校打破用人机制，引进了一批“本科+技师”，既有一定理论知识又有一定实践能力的工匠之师。现在我校工程训练中心组建了一支由教授、副教授、高级工程师为核心，以技师、高级技师为主体的合理的教师队伍。师资队伍建设问题是构建学科竞赛体系中的根本问题，工程训练中心致力于建立一支以博士、硕士、学士为核心，以教师、工程师、实验师、技师为骨干，学历、学位、职称、年龄结构比较合理的高素质师资队伍［4］。始终坚持以学生为主体，教师为主导，实验技术人员和实习指导人员为主力，理工和人文社会学科相贯通，知识、素质、能力协调发展，着重培养学生的工程实践能力、综合素质和创新精神的工程实践教学理念。合理的教师队伍是我校学科竞赛取得不错成绩的关键。

2.4 多方位支撑

为了鼓励教师和学生参加各类学科竞赛，学校制定了学生参加学科竞赛管理办法，对获奖的学生和指导老师进行适当的奖励，调动了学生和老师参加学科竞赛的积极性。同时为了促进学科竞赛又快又好发展，工程训练中心专门成立了学科竞赛实验室、学科竞赛协会，给学生提供良好的硬件支持。这些举措，极大地支持学科竞赛向又好又快的方向发展。无碳小车的制作不仅用到传统的加工制造而且还用到数控加工、激光加工、线切割等先进制造。所以为了充分利用中心的设备资源，中心规定学科竞赛所有的作品制作必须由学生在老师的指导下利用中心设备独立制作完成。除非中心设备满足不了加工，才会采用外协加工。这样做的目的就是提高学生的动手实践能力。学生通过亲自加工制作助推学生设计能力的提升。

3 取得的成效

全国大学生工程训练综合能力竞赛是教育部高等教育司发文举办的全国性大学生科技创新实践竞赛活动，是基于国内各高校综合性工程训练教学平台，为深化实验教学改革，提升大学生工程创新意识、实践能力和团队合作精神，促进创新人才培养而开展的一项公益性科技创新实践活动。我校在2016年广西壮族自治区第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛上，中心组织9支参赛队代表我校参赛，获得了8项一等奖和1项二等奖的好成绩。一等奖的获奖数排名广西第一。学科竞赛取得的各项不错的成绩，得益于中心领导对学生第二课堂的高度重视，得益于我校清华大学特聘教授傅水根提倡的项目式教学。通过这次的比赛增强了学生的创新和团队协作意识，提高了学生的工程实践能力。

为了更好的保护学生的知识产权，学生通过参加学科竞赛制作的有创意的作品，要尽快的申请国家专利。学生在老师的指导下申请了无碳小车国家专利［5-6］，同时还可以撰写相关的学术论文，让更多的学生从中受益。学生还要尽可能的参与到教师的研究课题中来，通过辅助教师的研究课题，提升学生的科学素养，使学生的能力得到全面的提升。

4 结束语

学科竞赛有利于培养学生的实践能力、表达能力、创新能力等，所以构建完善的学科竞赛体系促进学科竞赛规范化、常态化，使学科竞赛向着又快又好的方向发展。另一方面要提高学生对学科竞赛的认识，参与学科竞赛的目的不是纯粹为了比赛，更重要的目的是提升自己的创新能力、工程实践能力和团队协作能力。学校应该在经费上给与最大程度的支持，鼓励更多的学生参与到学科竞赛中来，使更多的学生综合能力得到更好的提升。