基于学科竞赛的实践教学模式研究与实践

李春阳，郑 艺，付 铁，王本鹏，庞 璐

基于学科竞赛的实践教学模式研究与实践

李春阳，郑 艺，付 铁，王本鹏，庞 璐

（北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081）

该文提出了基于学科竞赛的工程训练五位一体精准教学模式，阐述了该模式的构建内涵及组织和实施方法。运用该模式指导学科竞赛取得了显著成效，对于在新形势下工程教育改革具有一定的借鉴作用。

学科竞赛；实践教学；教学模式

目前，我国正在实施“创新驱动发展”“中国制造2025”“互联网+”“网络强国”“一带一路”等一系列重大战略，这些战略的成功实施有赖于符合国家建设需要的人才。我国高校着眼于国家重大发展战略，以培养具有世界眼光、创新精神和实践能力的多学科交叉型与复合型人才为己任[1-5]。

高校工程训练中心是培养大学生综合实践创新能力的重要平台，如何优化人才培养过程、提高工程教育教学质量、进一步提高大学生综合创新能力，是高校工程训练中心不断探索研究的课题。鉴于学科竞赛有着常规教学不可及的特殊教育功能，及其与大学生综合创新能力培养的紧密相关性[6-12]，本文提出基于学科竞赛的工程训练五位一体精准教学模式，并以全国大学生工程能力竞赛命题“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”为例，对该教学模式进行了具体阐述。

1 五位一体精准教学模式构建研究

1.1 五位一体精准教学内涵

基于大学生现代工程实践创新能力培养目标，以及工程训练中心教学团队多年工程实践教学与学科竞赛指导经验，提出五位一体精准教学培养模式。即：以“注重实践、鼓励创新”为原则，以学生参赛为中心，以学科竞赛为导向，以理论课程教学为基础，以制造技术训练为手段，是为“五位”；以提高大学生的综合创新能力为核心目标，是为“一体”；针对竞赛项目安排教学内容、明确培养方案，以达到预期目标，是为“精准教学”（见图1）。

1.2 以“注重实践，激励创新”为原则

以“注重实践，激励创新”为原则，即要根据国务院提出的“大众创新，万众创业”及工程训练课程培养目标，强调“基于学科竞赛”，从学生的学习兴趣和竞赛要求为出发点，刺激学生的好奇心、好胜心和好学心[4]，使学生在强化工程实践能力、创新能力和合作精神的同时，进一步提高科学研究兴趣与探究能力。

1.3 以学生参赛为中心

使学生成为课堂的主人，让学生掌有充分的学习研究自主权。以学生为主体，让学生通过主动思考和研究，在教师辅导下解决参赛中的实际工程问题。为学生创造灵活、自由、主动学习的环境，充分调动学生参加工程实践、进行主动学习的积极性。

图1 五位一体精准教学模式

1.4 以学科竞赛为导向

学科竞赛往往要求学生独立完成图样设计、样品制作和报告撰写等一系列具有实践性和创新性的任务，最终呈现出参赛作品。以比赛要求为教学线索，形成一套连续而严密的创新能力训练方案。学科竞赛项目是学生产生问题的源头，是学生求知欲、创作欲和创新兴趣的导火索，学生为了达到竞赛要求需进行精心的思考、设计、创作，并反复不断地进行尝试和改进，使所学专业知识得到整合和融会贯通。

1.5 以理论课程教学为基础

学科竞赛往往是综合性命题，涉及不同的专业知识，乃至于交叉学科知识。学生为了完成竞赛任务，需要掌握不同领域的知识和能力，大大提高了学生的主动学习意识和积极性。以全国大学生工程能力竞赛命题“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”（以下简称无碳小车）为例，该竞赛项目涉及多种专业知识，包括机械原理、机械设计、机械制造等相关机械专业知识，以及理论力学、材料力学、金属学、单片机、控制原理等涉及力学、机电、材料、自动化等领域的专业知识。因此，要求参加学科竞赛的学生要以相关理论课程教学为基础，只有这样才能够根据竞赛命题要求，对所学知识进行深化重组，针对学科竞赛题目进行综合设计，并最终加工制造出竞赛作品。

1.6 以制造技术训练为手段

具备良好的知识储备才能设计出精良的结构，而深思熟虑的设计结构图需要通过科学精准的加工方法制成实物作品。在无碳小车比赛中，小车制作涉及轴类零件、支架类零件、齿轮类零件等多种类型零件的加工，因此要通过制造技术实训教学，使学生掌握相关加工方法。工程训练中心结合各项竞赛实际需要，有针对性地开设了相关的课程，解决参赛学生制作加工参赛作品的切实需求，使学生学之即用，做到精准教学，取得了显著的效果。

1.7 以提高学生综合实践创新能力为核心目标

以“注重实践、鼓励创新”为原则，以参赛学生为中心，以学科竞赛为导向，以理论课程教学为基础，以制造技术训练为手段，此“五位”精准教学为一体的目的，就是要千方百计提高大学生的综合实践创新能力。整个过程的各个环节都以培养学生综合创新能力为目标，致力于在每个细节上激发学生的创新意识、创新思维。例如在制造技术训练中轴类零件的工艺路线选择上，要让学生知道每一个零件的工艺路线都不是唯一的，应结合现有加工条件，制定出最优化的工艺路线，工艺路线没有最好只有更好。

2 五位一体精准教学培养体系的组织与实施

2.1 培养体系的实施过程设计

培养体系的实施过程如图2所示。

图2 培养体系实施过程

2.2 培养体系实施的保障措施

2.2.1 丰富实践教学内容

培养体系以丰富的实践教学内容为支撑。目前，制造基础训练教学内容包括若干模块，并划分为“制造技术基础训练I”“制造技术基础训练II”“制造技术基础训练III”和“制造技术基础训练IV”4个层次，各层次课程涵盖的模块内容及课时数不尽相同。在现有制造基础训练课程基础上，开设了“数控车削编程与创新制作”“数控铣削编程与创新制作”“数控线切割加工技术训练与创新制作”“3D打印与艺术设计制作”“激光加工与艺术设计制作”“铸造技术综合与创新制作”“焊接技术综合与创新制作”7门校内公选课。此外，将各种非课堂教学活动，如校园科技社团、学术论坛、参观交流等进行整合，将其融入到课程计划之内。

2.2.2 建立健全保障机制

新教学模式的实施需要完善的保障措施与机制，要制定科学健全的管理规章制度，并做到政策落地、严格执行[6]；要建设一支具有相应理论知识、技术水平、工程经验的教师指导团队[7]；要以完善、开放、有序、安全的软硬件平台为教学支撑[1-5]；要提供良好的工程文化环境氛围和相应资金保障。

2.2.3 完善奖励措施

以学科竞赛为导向的教学改革，需要教师与学生付出大量时间和精力，但其结果又具有不确定性。这就需要建立相应的奖励措施，只有这样才能使广大师生积极投入其中。对教师而言，除了相应的物质奖励外，还应在年底考评、职称评定、评优评先等方面予以加分。但并不以指导竞赛的成绩优劣论成败，而是注重考查教师在整个教学指导过程中的学术水平、道德水平、教学态度和能力。对学生而言，学生的参赛情况对奖学金评选、课程成绩、保研就业等均为加分项[6-12]。

3 结语

以“注重实践、鼓励创新”为原则，以参赛学生为中心，以学科竞赛为导向，以理论课程教学为基础，以制造技术训练为手段，是为“五位”；以提高大学生的综合创新能力为核心目标，是为“一体”；针对竞赛项目安排教学内容、明确培养方案，以达到预期目标，是为“精准教学”。以该模式为指导开设的实践课程教学取得了显著成效，获得校级教学成果奖二等奖1项、教改项目支持4项，所指导的学科竞赛获国家级竞赛奖励6项、获北京市级奖励11项。

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Research and practice of practical teaching model based on discipline competition

LI Chunyang, ZHENG Yi, FU Tie, WANG Benpeng, PANG Lu

(School of Mechanical and Vehicular Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)

This paper puts forward a five-in-one precise teaching model of engineering training based on discipline competition and expounds upon the connotation of the construction, organization and implementation of the model. The application of this model in guiding discipline competition has achieved remarkable results, which can be used as a reference for engineering education reform under the new situation.

discipline competition; practical teaching; teaching model

G642.0

B

1002-4956(2019)10-0208-03

10.16791/j.cnki.sjg.2019.10.050

2019-01-24

李春阳（1988—），男，内蒙古赤峰，本科，初级实验师，主要从事机械制造工艺教学工作。E-mail: 15822593368@163.com