大学生实践创新能力提升探究与实践
学科竞赛；
开放性实验室；
实践创新能力
近年来，大学生出现的结构性失业揭示了高校人才培养仍存在实践能力不足、创新意识不够、创新思维不强的深层次问题[1]。要提高人才培养质量，强化实践创新能力的培养尤其重要。目前，新工科背景下的人才培养目标是培养具有创新性和实践能力的高素质综合型人才[2]。为了提高学生的综合创新能力，不仅需要一线的教师积极探索传统课堂的教育教学模式，提高教学效果，做好第一课堂的教学工作，而且还需要学校、学院等各方面大力组织和引导学生主动参加第二课堂活动，如参加学术活动以及学科竞赛等[3]。各类科技竞赛活动在大学生创新意识和创新能力培养方面扮演着非常重要的作用[4]。针对湖南文理学院（以下简称“本校”）应用型机械类专业人才培养突出应用实践创新能力的培养要求，我们在机械设计制造及其自动化专业人才培养过程中依托学科竞赛，建立学科竞赛指导机制，加强以学科竞赛为主的第二课堂建设，强化第二课堂对学生实践创新能力的培养，将第二课堂作为人才培养途径之一融入学生的实践创新能力培养体系，以提升学生的实践创新能力。
为了适应日益发展的工业化对人才的需求，很多工科院校都鼓励、支持大学生参加学科活动，扩展专业视野，以达到培育创新型人才的目的。如文献[5]以机器人比赛为载体培养学生的实践能力；
文献[6]以数学建模竞赛为载体培养应用型人才实践创新能力；
文献[7]基于机械创新设计大赛探索了机械类创新人才培养模式；
文献[8]依托工程训练综合能力竞赛培养大学生的综合能力等。学科竞赛是在紧密结合课堂教学的基础上，选定竞赛题目及制定相关规则，在规定时间内以竞赛的方式，单独或以团队协作来完成竞赛要求任务的活动。学科竞赛具有探索性、创造性和科学性，能够激发大学生理论联系实际和独立工作的能力，能让大学生在实践中发现问题、分析问题和解决问题，对大学生的意志力、进取心、创新思维以及创新能力都有很大的帮助。经过竞赛的锻炼，学生的自学能力、对知识的认知能力、独立思考以及解决问题的能力和实践创新能力都得到很大的提高[9]。在机械类专业性的学科竞赛中，如机器人大赛、机械创新设计大赛和工程训练综合能力竞赛，不仅考查学生的专业知识，同时也检验学生的实践创新能力。学科竞赛会对学生提出如下一些要求[10]。1.应能掌握科学研究的方法，设计方案具有创新性，具备独立完成一项科学（工程）研究工作的初步能力;2.运用所学的原理、定理、定义、法则等知识进行设计、计算和绘图，必要的时候会使用工具软件进行模拟仿真;3.了解所需器材的市场供应情况，应熟练使用传统机械加工设备和现代数控加工设备；
4.在作品制作过程中学习团队协作的方法，体会团队精神，形成善于与他人合作的行为方式;5.熟悉技术文档的写作规范，撰写技术总结报告、设计计算说明书和加工工艺说明书等技术文档，熟练使用工具软件设计ppt、海报和视频等。从学科竞赛的设置及竞赛规则要求方面来看，将学科竞赛融入应用型机械类专业人才的实践教学体系中，对学生实践创新能力的提升是十分有利且非常有必要的。
（一）学科竞赛引导学科竞赛引导、指导机制构建。通过第二课堂鼓励和培养学生参加学科竞赛活动，基于本科四年课程体系的承接关系，结合各类学科竞赛要求的专业基础素养和课程知识，我们构建了“分年级引导，各年级参与”和“双向选择，全程指导”的学科竞赛引导指导机制，即针对各类学科竞赛对专业知识的要求，分年级进行引导和鼓励，由专任教师指导，一至四年级均对应相关的学科竞赛，如表1所示。（二）学科竞赛融入实践教学体系。为培养学生的实践动手能力、专业能力和实践创新能力，我们对机械设计制造及其自动化专业人才培养方案中的课程实验和集中实践环节进行了相应的教学内容改革，其中课程实验以增加综合性和创新性的实验项目开设，减少验证性实验项目的开设；
集中实践环节加大实践项目的综合性，强化专业能力提升。即使这样，课堂教学和集中实践两个平台仍然不能强有力地支撑本专业学生的实践创新能力的培养要求。鉴于此，在课程实践体系的优化建设中，以能力培养为核心，以行业企业人才需求为导向，大力推进第二课堂中的学科竞赛活动的建设和开展，融合“课堂教学、集中实践环节、第二课堂”三个培养平台为一体的应用型人才培养体系，从第二课堂强化学生的实践创新能力提升，实践教学体系结构的优化示意图如图1所示。（三）多学多学科开放性实验室共享平台。开放性实验室既适应现代企业对人才实践能力和综合素质的要求，学生毕业后能迅速适应工作，也为学生自主学习、学科竞赛备赛和科研训练提供了平台[11]。但是，学科竞赛的主题及要求是随着经济和社会需求发展而变化的，有的学科竞赛涉及学科的交叉融合。为更好地以开放性实验室支撑学科竞赛活动开展，促进学科竞赛对实践创新能力的培养，本学院与相关学院协同，建立多学科开放性实验室共享平台，开放性实验室与其他交叉学科专业共享，以支撑实践教学体系的建设。开放性实验室共享平台包括本学院建成的6个学生创新创业实验室（工作室），电气学院、计算机学院、土建学院的相关开放性实验室和工程基础训练中心，多学科开放性实验室共享平台包含实验室见表2。
如表1所示，学生可在不同年级阶段选择参加各学科竞赛。为了便于统计分析，以本专业学生参加机械设计创新设计大赛情况及毕业设计质量情况来看培养效果。通过对学生普及学科竞赛内容及其对自身能力和素质提高的促进作用，开展新老生交流活动，让学生了解到学科竞赛对其自身实践创新能力提升的重要性，结合学科竞赛引导、指导机制的执行，统计近三届机械创新设计大赛报名的情况如图2所示。从近三届机械创新设计大赛报名的情况来看，机械设计制造及其自动化专业学生对机械创新设计大赛的参与度明显提高，第九届学生报名人数几乎是第八届学生报名人数的一倍。另外通过分析报名学生所在的年级，其分布情况如图3所示。况的原因在于第七、第八届参赛报名是在比赛当年的前一年下半年组织宣传和启动选拔赛报名，此时新生已入学，只有少数大一学生参加。第九届比赛在总结前面几届竞赛的情况后，将组织宣传和启动选拔赛报名时间提前了将近半年，以增加学生的备赛时间，提高参赛作品的质量。此时新生还未入学，故出现大一学生较多且大四学生较少的情况。到实际的比赛时间，机械创新设计大赛的主力仍然是二、三年级，这说明前述学科竞赛引导、指导机制的建立是合理的，能有效提高学生的积极性，只是由于增加备赛时间的关系，需要调整机械创新设计大赛的引导主要参与年级为一、二、三年级。毕业设计是高校毕业生毕业前最重要的综合性实践环节，相对于课程设计其更能锻炼和培养学生的实践创新能力[12-13]。影响毕业设计质量的因素是多方面的，但是学生在进行毕业设计之前的实践创新能力基础是至关重要的。通过毕业设计质量来分析学科竞赛对学生实践创新能力的培养效果是合理的。本院2018年机械设计制造及其自动化专业优秀毕业设计统计情况如图4所示。2018年机械设计制造及其自动化专业毕业设计获得优秀的学生中，71.42%的学生曾参加过学科竞赛并获得良好的成绩。从毕业设计环节的考核情况来看，参加学科竞赛对学生的自主学习能力、实践创新能力和综合素质的提高具有良好的效果。
在机械设计制造及其自动化专业人才培养过程中，依托学科竞赛，建立学科竞赛引导、指导机制，加强以学科竞赛为主的第二课堂建设，强化第二课堂对学生实践创新能力的提升，将第二课堂作为人才培养途径之一融入学生的实践创新能力培养体系中，经近年的教学实践表明，这能有效提高学生的实践创新能力。
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