范 暉，王善奎，范希營，劉鳳國

(江蘇師范大學(xué) 機電工程學(xué)院， 江蘇 徐州 221116)

0 引 言

21世紀(jì)以來我國制造業(yè)高速發(fā)展，“中國智造”“中國創(chuàng)造”迫切需要培養(yǎng)大批高層次制造業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。2017年教育部、人社部、工信部聯(lián)合印發(fā)《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》指出：當(dāng)前制造業(yè)人才培養(yǎng)與企業(yè)實際需求脫節(jié)，產(chǎn)教融合不深、工程教育實踐環(huán)節(jié)薄弱是突出問題。如何通過各種途徑強化學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，是新時期高等工程教育改革的重要內(nèi)容之一。

由于本科生較少參與社會實踐，要培養(yǎng)和強化其實踐和創(chuàng)新能力，最快捷、有效的途徑便是積極參加各類學(xué)科競賽。大學(xué)生學(xué)科競賽已成為深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的重要載體及推動產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的關(guān)鍵紐帶[1-7]。目前機械類專業(yè)學(xué)科競賽中，由教育部機械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會和全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽組委會舉辦的全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽最具影響力。大賽選題著眼于社會發(fā)展民生，為展現(xiàn)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力提供了廣闊的舞臺。

我校機電工程學(xué)院積極組織學(xué)生參加機械相關(guān)學(xué)科競賽，特別是全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽，成績斐然，展現(xiàn)了應(yīng)用型創(chuàng)新人才良好的培養(yǎng)機制。為此根據(jù)近3年來指導(dǎo)機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的實踐，探索產(chǎn)教融合背景下競賽指導(dǎo)的創(chuàng)新、改進模式，從教師和學(xué)校兩個層面對如何通過競賽模式，過程性塑造培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和保障、激勵機制。

1 參賽生創(chuàng)新、實踐能力為主體的綜合素質(zhì)培養(yǎng)模式研究

1.1 創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)環(huán)節(jié)

創(chuàng)新是人類自身的本質(zhì)屬性，是人類與自然交互影響中形成的一種自然稟賦[1]。但完善和自覺的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力并非天生而成，需要在一定條件下經(jīng)過訓(xùn)練、培養(yǎng)逐步產(chǎn)生。相對研究生而言，本科生在創(chuàng)新培養(yǎng)方面存在其特殊性，理論基礎(chǔ)較為薄弱，創(chuàng)新積累較少，但思維活躍，束縛較小，容易突破固有的思維定勢。因此，只有在向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論的同時，不斷激發(fā)其潛在的創(chuàng)造欲望和創(chuàng)造熱情，才能使其逐步形成創(chuàng)造思維，最終孕育創(chuàng)新能力。

本科生在參加學(xué)科競賽時，為設(shè)計出好的作品、解決具體問題常面臨壓力和困境，往往會迸發(fā)出創(chuàng)造性的思維火花。此時，作為指導(dǎo)教師，就應(yīng)因勢利導(dǎo)，有意識地引導(dǎo)學(xué)生破除思維定勢，開展創(chuàng)新思維訓(xùn)練，有針對性地傳授創(chuàng)新能力的方法、技巧，如組合創(chuàng)新、類比創(chuàng)新、逆反創(chuàng)新等思維方式[1-2]。指導(dǎo)老師無需全程參與學(xué)生的創(chuàng)作過程，而應(yīng)注意關(guān)鍵節(jié)點的啟發(fā)、點評，通過引導(dǎo)學(xué)生對資料的收集研究及分析討論，從而逐步激發(fā)學(xué)生進一步研究問題的興趣和創(chuàng)新欲望，進而有效提高觀察能力和創(chuàng)新能力，達到事半功倍的效果。

如曾獲得2018年江蘇省競賽一等獎的“一種手持草莓采摘裝置”項目。確定參賽主題后，首先帶領(lǐng)隊員總結(jié)和歸納草莓的采摘特點和相關(guān)采摘工具的現(xiàn)狀。草莓采摘的精細(xì)化固有特點決定了采摘過程一般是需要切斷根莖然后夾持，這是采摘的基本原則，而目前市場上的工具多采用剪刀式手動剪切工具。進一步帶領(lǐng)學(xué)生分析發(fā)現(xiàn)，如果設(shè)計作品僅僅是復(fù)制、沿用手動剪切式的采摘方式，雖然簡單易行，但無疑在設(shè)計水平上只是數(shù)量級別的低水平重復(fù)，而無質(zhì)的提高，不可能有較高評價。通過給予學(xué)生適度壓力，并指導(dǎo)學(xué)生進行小組討論，基于采摘原則反復(fù)思考，采用類比思維，從觀察皮帶輸送機這一普通機械傳動裝置入手，獲取靈感，提出了雙履帶+刀片機械結(jié)構(gòu)，巧妙地嫁接運用到采摘的過程之中，創(chuàng)新了采摘方式；又如，傳統(tǒng)采摘工具基本以采為主，未考慮果實的收集和包裝。通過引導(dǎo)學(xué)生破除思維定勢，以組合創(chuàng)新法在采集器上加裝收集包裝容器，由此將傳統(tǒng)、單一的采摘工具改進為集采摘、輸送、包裝一體化的手持設(shè)備。這些多點開花、系統(tǒng)性創(chuàng)新有效地提升了作品的自身價值和設(shè)計水平，從而在優(yōu)中選優(yōu)的眾多參賽作品中脫穎而出，取得較好成績。

1.2 綜合實踐能力的培養(yǎng)環(huán)節(jié)

作為參賽作品，如果僅有新穎的創(chuàng)新方案和設(shè)計，而沒有通過有力的實踐過程去實現(xiàn)功能、去展示效果、去接受評委的考驗，還無法獲得廣泛的認(rèn)可。實踐是一種在行動中分析、解決實際問題的能力，具有實際性和綜合性，它包括觀察、思考、獲取和綜合運用知識、動手操作、人際交往和語言表達等諸多方面[8-11]。對參賽者而言，不僅要有創(chuàng)意、設(shè)計、制作，還要對作品進行調(diào)試，最后接受評委的考查。這種系統(tǒng)工程帶來的一系列環(huán)節(jié)、任務(wù)對學(xué)生的實踐能力都是較大的考驗。

在指導(dǎo)的2018年全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽中，參賽作品由5位同學(xué)組成的團隊相互配合而成。對每位成員的特長進行任務(wù)分解、分工負(fù)責(zé)，并根據(jù)個人特點針對性輔導(dǎo)，其中兩位同學(xué)起到了核心和關(guān)鍵作用。他們突出體現(xiàn)在較為扎實的動手制作能力，在作品的非標(biāo)件自制中尤為突出。如切割草莓根莖用的高硬度異形刀片需自行加工，經(jīng)啟發(fā)指導(dǎo)，兩位同學(xué)采用特種加工方法[12-14]，在硬質(zhì)刀片表面以電火花穿孔方式加工安裝孔，并組合使用磨削加工和擴孔加工達到了零件的特定外形，實現(xiàn)了加工目的。這是實踐過程中動手能力的典型展示；又如產(chǎn)品的測試階段，針對草莓采摘的地域性、時效性等不利因素，指導(dǎo)學(xué)生克服困難，及時聯(lián)系草莓種植單位進行實地測試，取得測試數(shù)據(jù)和操作視頻，并根據(jù)反饋進行改進，獲得了較為滿意的效果。與之相比，很多參賽作品雖然擁有精良的設(shè)計效果，但缺乏必要的驗證性測試報告、視頻，因此遭到評委質(zhì)疑，沒有取得理想成績。這不能不說在實踐能力、意識方面存在較大欠缺，也是實踐能力重要性的又一典型體現(xiàn)；在最后的參賽環(huán)節(jié)中，針對學(xué)生松懈心理反復(fù)強調(diào)表述的重要：設(shè)計新穎、制作精良的作品固然是評委考慮的重要因素，但良好的表達、高度準(zhǔn)確和精煉的描述則可提升評委的評價。因此，無論是在作品說明書的撰寫、視頻的制作以及現(xiàn)場答辯材料的準(zhǔn)備都進行了嚴(yán)格要求，細(xì)節(jié)上精益求精。與此相比，某參賽隊的作品構(gòu)思巧妙、制作精良而獲得評委的高度評價，但在表述中表現(xiàn)欠佳只獲得了省賽一等獎，沒能晉級全國決賽。

由此可見，參賽學(xué)生在作品的整個制作過程中經(jīng)歷了創(chuàng)意提出、設(shè)計加工、說明書撰寫、競賽答辯不同環(huán)節(jié)，使自己的實踐能力得到了全方位的訓(xùn)練和提高。在此過程中，指導(dǎo)教師無需全程參與，但不代表放任自流，在關(guān)鍵節(jié)點處的精心指導(dǎo)、嚴(yán)格要求、嚴(yán)格把關(guān)可使學(xué)生實踐能力得到充分和長足的進步，學(xué)習(xí)和工作作風(fēng)甚至煥然一新。

1.3 心理素質(zhì)的培養(yǎng)環(huán)節(jié)

機械創(chuàng)新設(shè)計大賽通常要經(jīng)歷半年到1年的準(zhǔn)備時間。在準(zhǔn)備期和賽期內(nèi)，參賽學(xué)生在保證正常的課程學(xué)習(xí)之外，還要進行較為枯燥、繁瑣的設(shè)計工作，心理負(fù)擔(dān)較大，心理容易發(fā)生波動，出現(xiàn)不良心理表現(xiàn)。通常表現(xiàn)在以下方面：① 參賽意志薄弱，目的性不強。設(shè)計過程不可能一帆風(fēng)順，方案極有可能失敗，技術(shù)路線行不通，學(xué)生心理出現(xiàn)疲憊、懈怠。同時客觀環(huán)境包括學(xué)習(xí)、考研、生活因素等造成心理負(fù)擔(dān)較重，致使消極應(yīng)對，并對其他參賽同學(xué)造成負(fù)面影響；② 緊張的情緒反應(yīng)和缺乏自信。一般表現(xiàn)為在外界壓力下，如專家的審視下進行展示、答辯，與名牌高校同場比賽產(chǎn)生怯場、焦慮、緊張、自卑心理等。過度看重比賽結(jié)果，過分關(guān)注對手的表現(xiàn)和他人對自己的看法。

根據(jù)歷年參賽輔導(dǎo)經(jīng)驗，提出以下對策和心理輔導(dǎo)：① 調(diào)整選手的參賽認(rèn)知，明確參賽目的。在組建競賽團隊之初，指導(dǎo)教師就要進行賽前動員，明確參賽需要本著自覺自愿的原則，幫助參賽選手樹立目標(biāo)，保持正確的參賽動機。項目進行過程中，對于中途放棄或持消極態(tài)度的同學(xué)需要及時談心、談話，樹立正確的參賽態(tài)度。對于方案失敗導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)挫折心理，要及時幫助學(xué)生卸掉思想包袱，分析問題原因，解決后顧之憂，助其重新樹立信心。本科生閱歷少，遇到困難容易出現(xiàn)畏難情緒，指導(dǎo)教師需要適時培養(yǎng)學(xué)生堅韌頑強的意志和敢于直面困難的勇氣；② 有意識地加強心理素質(zhì)訓(xùn)練，消除緊張情緒。選手緊張的心理多源于缺少比賽經(jīng)驗。在備賽期間，指導(dǎo)教師可安排選手和其他學(xué)校進行切磋交流，或組織預(yù)答辯，讓選手提前感受賽前的緊張氛圍。同時幫助選手分析競賽對手的比賽情況，給予良性的心理暗示，讓選手在備賽過程中，培養(yǎng)客觀分析的心態(tài)，消除慌亂情緒；③認(rèn)真做好準(zhǔn)備工作，克服參賽恐懼。充分的自信來源于腳踏實地的準(zhǔn)備和訓(xùn)練。要充分認(rèn)識自身的優(yōu)勢和不足，對作品的設(shè)計思路、原理和細(xì)節(jié)要了如指掌，對于評委可能出現(xiàn)的質(zhì)詢，要充分預(yù)估考慮好應(yīng)對策略，心中有數(shù)。如果對參賽過程做到胸有成竹，自然就會提高參賽欲望、增強比賽自信，展現(xiàn)良好的表現(xiàn)。

指導(dǎo)教師除了培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能之外，更要注重學(xué)生心理素質(zhì)的提升。針對性地心理訓(xùn)練和輔導(dǎo)，有利于參賽生積極努力地完成設(shè)計過程，以良好的面貌進入比賽狀態(tài)，取得理想的競賽成績。同時，參賽生的心理素質(zhì)和意志品質(zhì)也會得到相應(yīng)的鍛煉和提高。

1.4 團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)環(huán)節(jié)

團隊協(xié)作能力，是指建立在團隊的基礎(chǔ)之上，發(fā)揮團隊精神、互補互助以達到團隊最大工作效率的能力[12-14]。參賽隊員在面對一個整體任務(wù)時，必須配合默契，充分發(fā)揮集體的力量，方能在激烈的競爭中取得佳績。指導(dǎo)教師要選擇有擔(dān)當(dāng)、有能力、肯付出的學(xué)生作為團隊領(lǐng)導(dǎo)者，并有責(zé)任塑造以協(xié)作和奉獻為核心的團隊協(xié)作精神。要建立獎懲機制，協(xié)調(diào)選手關(guān)系，打造默契團隊，通過營造良好的工作氣氛幫助每一位隊員樹立集體榮譽感和個人責(zé)任感，保持良好的與人合作的精神狀態(tài)和能力。

備賽過程中，隊員之間有時會出現(xiàn)摩擦和矛盾，多由隊員對比賽的精力投入不同，個性差異引起。指導(dǎo)教師要及時洞察學(xué)生的不良情緒，找到原因進行矛盾化解和思想工作。對于正確主張要給與充分支持，積極塑造團結(jié)、溝通、寬容、欣賞的團隊風(fēng)氣。

2 學(xué)科競賽保障、激勵機制的模式對策

除教師指導(dǎo)方面，學(xué)校應(yīng)在平臺和創(chuàng)新實踐基地建設(shè)、資金和政策保障、教學(xué)改革等方面建立長效機制，保證學(xué)科競賽規(guī)范化、常態(tài)化，創(chuàng)造有利于優(yōu)質(zhì)競賽項目成長的土壤和生態(tài)環(huán)境。

2.1 加強實踐基地平臺建設(shè)，孵化優(yōu)質(zhì)參賽項目

學(xué)校出臺了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園管理暫行辦法，并每年都開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，為提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)提供了平臺。機電工程學(xué)院在科協(xié)組織下，投入專門場地成立“創(chuàng)新實驗中心”或“創(chuàng)新開放實驗室”，設(shè)置常用儀器長期對學(xué)生開放，并配置專門教師進行輔導(dǎo)，為學(xué)生提供足夠的訓(xùn)練空間，同時配套了招新制度，管理制度等。這些創(chuàng)新訓(xùn)練的平臺與學(xué)科競賽有效對接，資源共享，成為先進、優(yōu)質(zhì)比賽項目的孵化器，并提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)和制度保障，促進良性發(fā)展。

2.2 完善激勵和保障政策，激發(fā)參賽熱情

學(xué)校出臺并不斷完善相關(guān)政策，設(shè)立了大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目、江蘇師范大學(xué)科研獎勵辦法(蘇師大科〔2014〕1號)、學(xué)生獎助學(xué)金評定辦法、學(xué)生競賽管理辦法等一系列相關(guān)文件，從制度上鼓勵師生積極投身創(chuàng)新實踐活動。學(xué)校在優(yōu)選的基礎(chǔ)上，對于具有可行性、創(chuàng)新性、實用性的項目給予資金保障；從榮譽稱號、宣傳導(dǎo)向、獎學(xué)金評定、創(chuàng)新學(xué)分、研究生保送等制定了一系列有關(guān)師、生切身利益的相關(guān)條款。對于獲獎指導(dǎo)教師在職稱評定、工作量評定方面也給與充分肯定；學(xué)校還建立多個校外產(chǎn)學(xué)研實踐教學(xué)基地，增加學(xué)生參與社會實踐、解決具體技術(shù)問題的機會。

2.3 促進教學(xué)特別是實踐教學(xué)改革，強化參賽能力

為了促進學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，提高參賽水平，在教學(xué)改革，人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置要增加創(chuàng)新性實驗內(nèi)容和實驗課程，使課程的設(shè)置更趨合理。應(yīng)加強實踐教學(xué)特別是實驗教學(xué)，突破原有學(xué)科與課程界限，實驗類型應(yīng)由“單一型”向“綜合型”；由“驗證型”向“探索型”轉(zhuǎn)變[15-16]。探索性實驗一般由學(xué)生自主命題設(shè)計，與驗證性實驗相比，認(rèn)知水平更高，理論與實踐、教學(xué)與實用的結(jié)合度更高。這些方式轉(zhuǎn)變豐富了學(xué)生分析能力和實驗動手能力，強化了其自主性和主動性，訓(xùn)練了其科研思維，進而提升了學(xué)生的參賽能力。

3 創(chuàng)新實踐成效

近3年來，機電工程學(xué)院機械類本科生在工業(yè)設(shè)計大賽、全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、大學(xué)生機器人大賽、“挑戰(zhàn)杯”等科技競賽活動中不斷獲得佳績，獲 “挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎、“創(chuàng)青春”全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽金獎、全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽二等獎等優(yōu)異成績。這些成果的獲得充分表明，學(xué)科競賽的開展為高素質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)實現(xiàn)了有效、良性發(fā)展，是培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的有效形式。

4 結(jié) 語

如何提高、強化本科生的創(chuàng)新能力和實踐能力已成為高等工程教育面臨的突出問題。實踐證明，通過開展學(xué)科競賽，著眼于創(chuàng)新、實踐、心理素質(zhì)、團隊協(xié)作等綜合能力的培養(yǎng)，可有助于實現(xiàn)從單純的傳授、繼承知識為主的傳統(tǒng)培養(yǎng)模式向強化綜合素質(zhì)教育，著力培養(yǎng)學(xué)生獲取和應(yīng)用知識能力的新型人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，并在轉(zhuǎn)變中，進一步塑造學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高其創(chuàng)造力。同時，以學(xué)科競賽為導(dǎo)向、示范，深化創(chuàng)新實踐平臺的孵化作用，加強激勵和保障機制建設(shè)，推進課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，最終形成一條改進、完善高等工程教育的有效途徑，為國家的發(fā)展，為“中國智造”“中國創(chuàng)造”培養(yǎng)合格的高層次創(chuàng)新人才。