基于学科竞赛的应用型高校大学生机械创新设计与工程实践能力培养

贾广攀，傅水根，石南辉，黎 泉，张科研，蒋庆华

（钦州学院工程训练中心，广西 钦州 535011）

0 引言

应用型本科高校是高等教育从精英教育转向大众教育的背景下产生的，其构成主体为新升本科院校，现在已经成为我国本科教育的重要组成部分［1］。钦州学院作为国家“十三五”规划建设的“应用型本科高校”项目单位，非常重视学生应用能力的培养。而钦州学院工程训练中心致力于打造培养学生工程实践能力和举办各类赛事的平台。钦州学院工程训练中心自2013年成立以来，在工程训练方面培养了上万名的大学生，使学生在实践能力和综合素质方面有了较大的提升。中心在组织学科竞赛方面硕果累累，取得了丰富的经验和很不错的成绩。

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。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。工程训练采取项目式教学，其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。工程训练中心的建设就是要搭建这样一个提升学生工程实践能力和工程素养的平台，在项目引领的创新实践中拓展学生知识视野和思维空间［2］。

1 建设开放式学科竞赛实验室及协会

竞赛实验室是培养学生动手能力、创新能力、工程实践能力的主要场所，学科竞赛协会是有计划、有目的选拔参赛学生的合法组织。通过学科竞赛协会组织选拔的学生才有机会进入参赛集训队进行强化培训。在竞赛实验室既可以按自己的创意进行设计制作，也可以相互交流或指导老师指导等形式进行设计制作，通过制作作品来培养学生的创新设计能力和工程实践能力。

1.1 开放式学科竞赛实验室的建设

根据竞赛教学理念和培养目标，建立开放式学科竞赛实验室，形成一套开放式学科竞赛实验室的管理运行体系［3］。学科竞赛实验室是学生学习和讨论的地方，也是学生自己动手、制作作品的地方。所以学科竞赛实验室可以添加一些微型车床、微型铣床、台钻、钳工台等，用于加工制作的小型设备，便于学生加工制作。学生在复杂的工程环境下制作，就涉及到人身安全与设备安全问题。因此，必须制定有效的规章制度和设备的安全操作规程，以及制定开放实验室值班手册，制定责任人制度并落实到人。这样，学生就可以利用课余时间制作作品，在保证安全的情况下，有效充分的利用学科竞赛实验室。

1.2 学科竞赛协会的建立

为更好服务于学生，我校工程训练中心成立了学科竞赛协会，这样就可以有效组织学生参加各类学科竞赛。指导老师可以在学科竞赛协会中培养和选拔优秀的尖子生。尖子生可以协助指导老师推荐更多的学生参加学科竞赛，以点带面让更多优秀的学生参与到学科竞赛中来。学科竞赛协会要充分利用好学科竞赛实验室，学生的大部分课余时间应该在学科竞赛实验室中度过。为调动协会学生的积极性，在指导老师的指导下，协会干部着手制定完整的管理规章制度。学科竞赛协会要发挥学生的特长和智慧，调动学生的主观能动性。学科竞赛协会在比赛之前要积极培训和选拔学生，赛后组织学生写参赛感想，总结相关的学科竞赛经验与教训，以便更好地参加后续的学科竞赛。为了保护学生的智力劳动，保护有创意参赛作品的知识产权，在老师的指导下尽快申请国家专利。

2 构建完善的学科竞赛体系

学科竞赛是在课堂教学的基础上，通过竞赛的形式，注重考察学生实际分析问题、解决问题的能力，强调培养学生创新意识和科学思维，注重对学生科学精神、协作意识、团队精神、组织能力和竞争实力等综合素质的培养，是培养高素质人才的重要途径之一。学科竞赛有利于锻炼学生的实践能力、培养学生的科研能力、培养学生的创新意识、提高学生的心理素质、培养学生的协作意识、课程体系和教学内容的改革以及优良学风的形成。构建学科竞赛体系可以很好地规范学科竞赛管理的各个环节，促使学科竞赛的良性运行与健康发展，为参赛学生和指导老师提供一个良好的保障和支持平台［4］。

学科竞赛是有效提高大学生创新设计与工程实践能力的有效平台，对大学生创新思维、创新能力的培养具有重要的意义［5］。机械学院的学生可以参加各种各样的学科竞赛，如全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛，机器人大赛等。这些学科竞赛给应用型高校大学生提供了一个良好的创新实践平台。为充分利用学科竞赛提高大学生的创新实践能力，学校要构建完善的学科竞赛体系。

为鼓励教师和学生参加各类学科竞赛，我校教务处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。我校工程训练中心在学校制定的学科竞赛管理办法的基础上，制定了更加详细的学科竞赛规章制度。工程训练中心实行学科竞赛负责人制，每项学科竞赛都有专门的教师负责。为提高学生的实践能力，工程训练中心规定要充分利用中心的实验室设备资源，参赛作品要在指导老师的指导下，尽可能由学生自行加工。工程训练中心学科竞赛实行严格的逐级管理和审批制度，确保学生在整个学科竞赛中的安全。为进一步发挥教师在学生培养中的主导作用和学生的主体作用，学校正在逐步建立健全本科生导师制度［5］，倡导教师更多的参与本科生指导工作，从而建立新型师生关系，以促进应用型创新人才培养。我校工程训练中心也正在探索本科生导师制度，由教师指导几个学生参加学科竞赛。没有学科竞赛的时候，指导学生学习数控加工、线切割加工等，提高学生动手实践能力。

3 工程训练中心参赛的实际效果

我校工程训练中心近一年参与的学科竞赛，不仅使学生增强了工程实践能力，提高了工程素质，拓宽了知识视野，培养了创新思维、创新能力和工程实践能力，而且获得了多项奖励，具体参与的竞赛及获奖情况见表1-4所示。“中国工程机器人大赛暨国际公开赛”作为一个公益性、非营利赛事，目前由教育部高等学校创新方法教学指导委员会、国际工程机器人联盟等机构共同主办，从2011年发起设立，经过几年的发展，已经形成搬运工程、竞技工程、竞速工程、生物医学工程等面向工程应用、突出创新实践、在国内有一定影响力的机器人科技竞赛活动。全国三维数字化创新设计大赛（简称“全国 3D大赛”或 3DDS），是在国家大力推进创新驱动、实现从“制造大国”到“创造大国”转变的新的时代背景下开展的一项大型公益赛事，体现了科技进步和产业升级的要求，是大众创新、万众创业的具体实践。广西高校大学生创新设计与制作大赛是由广西自治区教育厅主办，区内几十所高校参与的影响力较大的赛事。

表1 第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛获奖情况

表2 2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛获奖情况

表3 2017全国三维数字化创新设计大赛获奖情况

表4 第五届广西高校大学生创新设计与制作大赛获奖情况

4 结束语

学科竞赛是提高学生创新设计和工程实践能力的有效平台。应用型高校的大学生要充分利用好这一平台。学校和教师要尽最大的努力使学生学好理论知识，增强实践能力。理论和实践是分不开的，学科竞赛也是检验学生理论与实践结合的有效途径之一。基于学科竞赛的培养模式，我校工程训练中心进行了积极的尝试，并取得了较好的成绩。为了取得更好的成绩，还需要学校在政策和资金方面给与更多的支持，让更多的学生参与进来，也需要指导老师的不懈努力。