基于学科竞赛的机械工程实践教学改革与研究

　摘要：针对机械类学科竞赛实践教学环节中存在的问题，在“CDIO”教学理念的指导下，结合学校实际校情特点，提出了学科竞赛指导教学改革与研究方法体系并在课程实验教学中进行实施。通过构建科学缜密的竞赛指导方法与管理体系、建论文联盟设开放式学科竞赛实验室、研究竞赛的组织模式等多种途径，提高大学生的专业素质、培养大学生的开拓创新意识。最后的效果证明了本教学改革和研究的有效性。
　　关键词：工程实践 学科竞赛 实验教学 教学改革
　　机械设计制造及其自动化专业是一门应用性强、需求量大的专业，在国民经济建设各条战线上都起着重要的作用，对提升我国机械行业设计制造水平具有重要意义。但是在目前的高等教育中，对大学生创新精神和创新能力的培养还没有得到足够重视；教学内容、教学方法和教学手段还不能适应创新教育的开展；适宜创新教育的环境和氛围还未形成，实践性教学环节从重视程度到实施方都还有待加强。而开展各类学科竞赛，可以极大地促进对机械类大学生创新能力的培养。大学生机械创新设计竞赛是教育部、国家教委组织发起的我国高校四大常规竞赛之一，该竞赛对我国大学教育改革产生了良好的影响，已成为教育发展和改革的一种辅助和促进手段。对机械类专业的教育来说，组织大学生参与课外机械制作的多种活动，特别是参与全国性的“机械创新设计大赛”，是一种非常好的培养方式。不仅可以激励大学生的创新精神、合作精神和培养其创新能力，而且还可以发现许多具有培养前途的拔尖创新人才，激励其脱颖而出。因此，加强机械类本科生创新设计竞赛指导与管理方法研究，对于深化教育改革、推进素质教育、全面提高教学质量以适应21世纪对高素质人才培养的需求是非常有意义的。最后的实例表明该方法的可行性和有效性。
　　一、实践教学过程中遇到的问题
　　目前各工科类高校均开展了各类基于竞赛的实践活动，但在实践过程中遇到了一系列的问题。主要分为两大类：一是学生主体性不足。学生主体性不足，形成了一种相对较被动的参与状态，很难切实有效地全面培养学生创新设计和工程实践能力。二是参加学生人数受限。单纯地为了竞赛而组织的实践活动，由于受时间和名额等因素的限制，难以在学生中广泛地组织开展，从而使通过学科竞赛得到培养受益的学生的数量受到了限制。因此，如何建立一个相对完整具有先进性的学科竞赛教学培养体系，构建学院、学校级的学科竞赛教学平台，较好地解决学生主体性不足和参加学生人数受限的两大问题，进一步提高学科竞赛的实践教学在全面培养学生创新设计能力、工程实践能力和沟通交际能力等方面的作用，是时代赋予教师的使命，也是教师义不容辞的责任。
　　二、基于竞赛的实践教学改革的途径
　　机械类学科竞赛主要包括国家大学生机械设计大赛、国家大学生挑战杯、国家大学生工程训练竞赛和新苗计划等赛事，这一系列竞赛是机械类本科生工程创新教育体系中的一个重要实践教学环节。在基于学科竞赛实践的教学中，遵循“CDIO”的思想理念，让学生在竞赛过程在市场应用需求、选题、功能设计、性能指标分解等调研论证；设计方案拟定与工程图设计的创新设计；材料与配件采购、零部件加工、装配与调试等实物样机制作的动手实践；现场竞赛与表述的成果展示等各个环节中，充分发挥学生的主体性，全面培养学生创新设计能力、工程实践能力和沟通交际能力。
　　1.竞赛指导方法与管理体系的构建。在广泛调研分析国内外高校机械类大学生创新设计竞赛的情况下，以工程实践能力和创新能力的培养为核心，提出针对机械类本科生及大专科生的工程创新设计竞赛指导与管理体系的框架。
　　以竞赛前培养、竞赛中培养、竞赛后提升三个实践教学环节为主线，以提升学校机械类大学生招生和就业为主要目标，通过建立健全学科竞赛思想与质量管理体系来完善竞赛教学的水平和质量。这个竞赛指导与管理体系主要目标为：①、以竞赛为纽带，将理论知识和动手实践能力统一起来；②、通过竞赛前的“趣味”学科竞赛的培养，调动培养大学生们的专业兴趣，为后续专业学习奠定基础；③通过国家级以及省级竞赛的锻炼，培养一批学科尖子生，形成模范效应；④、以学科尖子生为核心建立学科竞赛协会，网站源码下载，带动更多的学生加入到工程实践能力培养的体系中来，达到以点带线、以线带面的效果，从而带动学校整体教学质量的提高；⑤、建立竞赛平台和内容模块构架，满足不同年级不同水平的同学的需求；⑥、逐步培养学生主动学习能力。
　　2.开放式学科竞赛实验室的建设。依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。根据机械类学科竞赛特点与需求，逐步添加适合学生竞赛用途的微型加工机床设备，包括微型车床、微型钻铣床、台钻、砂轮机、台虎钳等用于加工制造的小型机床。建立实验室安全管理条例、实验室设备安全操作规程、开放式实验室值班手册等管理文件。竞赛期间开放式实验室主要承担参赛队伍的竞赛作品的加工制作、安装调试工作；其余时间可承担学院其他“趣味”学科竞赛作品的加工制作，为开放式实验和创新能力的培养提供保障。
　　3.学生自主学习培养方法的研究。自主学习是要每一个学生成为学习的主体，养成良好地主动学习的习惯，使学生不仅在课内学得主动，而且在离开教师、离开教材、离开课堂的情况下，也能主动学习和探究。自主学习能力则是指学生在学习活动中表现出来的一种综合能力。具备这种能力的人具有强烈的求知欲，能够合理地安排自己的学习活动，具有刻苦钻研精神，并且能够对自己的学习效果进行科学的评价。引导学生通过竞赛的了解、预习、试做、交流、评价这几个环节培养学生自主学习的能力和主动学习的精神。从思想观念上真正把学生当作学习的主人，激励每位参赛同学奋发向上。
　　4.竞赛的自我组织模式的研究。除了专业技术能力培养外，对学生自我组织协调管理能力的培养也是本教

本文编号：1144