二本學(xué)生參與機(jī)械類課程科研轉(zhuǎn)化的研究

王英利，王鳳仙，劉春磊

(呼倫貝爾學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008)

一、引言

二本普通高校是我國(guó)大學(xué)生群體的主流，未來(lái)他們將進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行基礎(chǔ)性工作，亦是社會(huì)的基石。而機(jī)械關(guān)系著生活的方方面面，尤其智能化、機(jī)械化、無(wú)人化的浪潮席卷了全世界，對(duì)大量合格的機(jī)械類創(chuàng)新人才的需求是我們必須重視和解決的問(wèn)題。機(jī)械制圖、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、公差、AutoCAD、工程材料、電工電子、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程都是機(jī)械類的傳統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)課，大綱、教材、講法都比較成熟，很多課程多年如一日卻很少有改進(jìn)。由于高校特有的考核機(jī)制，教師的科研和授課任務(wù)較多，而教師本身精力有限，導(dǎo)致科研成果應(yīng)用到教學(xué)中的比例較低。隨著教學(xué)改革的深入，各高校在條件允許的情況下，都鼓勵(lì)學(xué)生積極參與科研活動(dòng)[1]。但現(xiàn)狀是二本院校本科生基礎(chǔ)一般，且自控和探索能力不足，參與科研周期長(zhǎng)、耗費(fèi)精力多、收獲不直觀，學(xué)生不愿浪費(fèi)時(shí)間參加。這些問(wèn)題導(dǎo)致教師指導(dǎo)學(xué)生參與科研的成本較高，沒(méi)有精力也不愿勞心勞力進(jìn)行指導(dǎo)。

二、觀念轉(zhuǎn)變

科研是一個(gè)主觀能動(dòng)性的行為，需要團(tuán)隊(duì)配合及各種資源有效運(yùn)用才會(huì)產(chǎn)生正的驅(qū)動(dòng)力。二本院校師生對(duì)科研普遍有誤解，而要想破冰邁出第一步，就需要轉(zhuǎn)變學(xué)校和師生的觀念。

1.學(xué)生觀念

通過(guò)對(duì)2018級(jí)機(jī)械工程專業(yè)90位同學(xué)的問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)80%以上同學(xué)有意愿參與科研創(chuàng)新活動(dòng)，但是不知從何入手。79%的同學(xué)認(rèn)為指導(dǎo)教師的能力和引領(lǐng)作用是完成項(xiàng)目的關(guān)鍵，30%—50%的同學(xué)已經(jīng)具備完成科研項(xiàng)目所需的基本計(jì)算機(jī)應(yīng)用和專業(yè)技能，79%的同學(xué)能夠認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)的重要性且能團(tuán)隊(duì)協(xié)作。目前“95后”的大學(xué)生思維活躍，信息渠道暢通，對(duì)科技有著很高的熱情。但存在的問(wèn)題是耐力不足，找不到或不知道怎樣選擇合適的指導(dǎo)教師，沒(méi)有有效的溝通渠道，導(dǎo)致好多優(yōu)秀創(chuàng)意和項(xiàng)目流于形式，沒(méi)有得到挖掘和提升。大學(xué)生正處于創(chuàng)新的黃金年齡，頭腦還沒(méi)有固化且時(shí)間精力充足，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)完全有能力和老師一起完成各種項(xiàng)目。學(xué)生需要轉(zhuǎn)變思想，認(rèn)識(shí)到參與科研需要先苦后甜，過(guò)程和結(jié)果一樣重要。老師只是你的引路人和啟迪者，可以平等交流與合作，要做到循序漸進(jìn)、不急于求成，不懼怕挫折，積累下來(lái)的東西對(duì)專業(yè)知識(shí)的融匯貫通和未來(lái)的發(fā)展都有助益。

2.教師觀念

對(duì)于機(jī)械這個(gè)和工匠精神聯(lián)系密切的行業(yè)，很多人還停留在舊時(shí)代對(duì)“師傅”的定位上，尤其在指導(dǎo)學(xué)生做項(xiàng)目上，教師常常居高臨下，不能聽(tīng)取學(xué)生的心聲，不能根據(jù)學(xué)生的水平進(jìn)行引導(dǎo)。高校教師有項(xiàng)目、有經(jīng)驗(yàn)、有資源，但是思維受限且時(shí)間精力有限。很多好的項(xiàng)目都需要團(tuán)隊(duì)，二本學(xué)校教學(xué)任務(wù)較重，教師沒(méi)有給力的團(tuán)隊(duì)，也不能很好地完成研究項(xiàng)目。這就需要教師有“先種樹(shù)后乘涼”的精神，耐心從基礎(chǔ)培養(yǎng)，建立具有“傳幫帶”精神的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，精耕細(xì)作地培養(yǎng)尖子生，各方面資源都用在刀刃上。培養(yǎng)基礎(chǔ)技能的周期在1—2年以上，形成良性循環(huán)和傳承需要四年以上。教師要正確看待學(xué)生的各種問(wèn)題和理念，以引導(dǎo)為主，切忌一味打擊，即使是天馬行空的創(chuàng)意也應(yīng)幫助其完成，而不是進(jìn)行可行性分析?？蒲械谋举|(zhì)是探索，不應(yīng)因我們的境界而隨意關(guān)閉任何一扇門(mén)，未來(lái)學(xué)生才能有更大的突破創(chuàng)新，而不是一味跟隨模仿別人。

3.學(xué)校和社會(huì)

學(xué)校要轉(zhuǎn)變觀念建立相應(yīng)的體制，對(duì)于沒(méi)有研究生招生計(jì)劃的二本院校，鼓勵(lì)師生共同科研應(yīng)該有法可依，保護(hù)大家的積極性，不能只空喊口號(hào)，要有獎(jiǎng)懲措施。讓師生都自愿做科研，提供需要的資源和場(chǎng)所，對(duì)于指導(dǎo)教師的工作量有相應(yīng)的計(jì)算方法，否則教師沒(méi)有積極性。社會(huì)和地方企業(yè)也要摘下有色眼鏡，改變對(duì)現(xiàn)有二本高校師生的看法，多溝通多了解，理性看待高校師生的科研能力和未來(lái)的潛力，把二本高?？闯墒且粋€(gè)礦。學(xué)校和師生也應(yīng)放低姿態(tài)多與企業(yè)合作，互相學(xué)習(xí)、揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮師生的優(yōu)勢(shì)，利用優(yōu)質(zhì)資源共同努力創(chuàng)建課程、教研、科研、企業(yè)等多元一體的循環(huán)機(jī)制。在師生共建的團(tuán)體里可借鑒企業(yè)人、力、物資源的運(yùn)營(yíng)方式進(jìn)行管理，有助于科研成果的轉(zhuǎn)化和保護(hù)師生的利益。

三、具體措施

1.學(xué)生多角度切入科研

(1)對(duì)一、二年級(jí)學(xué)生應(yīng)進(jìn)行科研奠基和引導(dǎo)。采取項(xiàng)目化組隊(duì)進(jìn)行，邊學(xué)邊做[2]，通過(guò)以老帶新、以賽代練的模式。快速掌握科研工作需要的資料收集和整理提升工作，熟悉計(jì)算機(jī)軟件的使用，掌握基本機(jī)械加工工具的使用；更好地融匯貫通各種編程語(yǔ)言，養(yǎng)成編程思維；培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作意識(shí)和能力以及堅(jiān)韌不拔的精神與良好的抗壓能力；充分利用學(xué)生的課余時(shí)間安排訓(xùn)練，適當(dāng)加壓。采取科學(xué)嚴(yán)格有效的管理模式，建立任務(wù)下發(fā)、實(shí)施、考核制度，實(shí)施周進(jìn)度表，減少學(xué)生因茫然和等待浪費(fèi)的時(shí)間。

(2)對(duì)三、四年級(jí)課程和畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行科研引導(dǎo)。已經(jīng)有了足夠的機(jī)、電、液、自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)的積累，就有能力結(jié)合地方農(nóng)牧業(yè)發(fā)展進(jìn)行智慧農(nóng)、牧業(yè)方面的研究，也可以稍稍擴(kuò)展現(xiàn)有知識(shí)和技能，嘗試一些機(jī)器人和人工智能項(xiàng)目。基于雙選的原則，利用課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生完成教師科研項(xiàng)目中的子項(xiàng)目也是完全可行的，且經(jīng)過(guò)實(shí)踐后效果很好，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量大幅提升，對(duì)大學(xué)生就業(yè)轉(zhuǎn)型和考研有極大的幫助。值得注意的是，選題時(shí)需要調(diào)研和研討，避免題目太難太偏而使學(xué)生沒(méi)有能力完成[3]。

(3)以各類學(xué)科競(jìng)賽融入科研。以賽促研、促教、促學(xué)效果顯著，學(xué)以致用，團(tuán)隊(duì)曾參加2018、2019兩年的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)器人、挑戰(zhàn)杯等大學(xué)生競(jìng)賽并取得了豐碩成果。根據(jù)競(jìng)賽需求對(duì)學(xué)生進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練，很好地訓(xùn)練了團(tuán)隊(duì)協(xié)作、查找資料、使用工具、項(xiàng)目路演等能力。學(xué)生收益最多的方面體現(xiàn)在：在機(jī)械原理結(jié)構(gòu)的靈活運(yùn)用、仿真建模及3D打印技術(shù)的理論到實(shí)操、各種機(jī)械加工的應(yīng)用、材料的選擇上、合理的時(shí)間分配及危機(jī)處理上。整個(gè)專業(yè)實(shí)現(xiàn)了學(xué)生機(jī)電液一體化自主項(xiàng)目的突破和物電、計(jì)算機(jī)專業(yè)聯(lián)合組隊(duì)，彌補(bǔ)了學(xué)生電控方面的不足，也開(kāi)啟了人工智能之旅。

(4)校內(nèi)舉辦力學(xué)模型大賽兩次，增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力與專業(yè)技能，提升了基礎(chǔ)知識(shí)的實(shí)踐轉(zhuǎn)化效果，提高了相關(guān)專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，更好地實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。“力學(xué)模型制作”鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新想象能力和實(shí)際操作能力；“新媒體模型”鍛煉學(xué)生運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)等新手段、新方法，展示傳統(tǒng)力學(xué)精髓的能力；比賽后的圖紙和微視頻上傳到線上，模型放到展覽室展覽。這些都成為《材料力學(xué)》校級(jí)、自治區(qū)級(jí)混合課程項(xiàng)目和“十三五教育規(guī)劃”項(xiàng)目的重要研究?jī)?nèi)容和亮點(diǎn)，達(dá)到了以賽反哺教研和科研，教學(xué)、科研、比賽互融互助的模式。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐對(duì)力學(xué)知識(shí)、原理的理解和認(rèn)識(shí)，達(dá)到了一個(gè)新的層次。

2.基礎(chǔ)課程教學(xué)科研的相互轉(zhuǎn)化

改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)方案的課程結(jié)構(gòu)體系，增加一些進(jìn)行科研活動(dòng)所需的選修課和相應(yīng)的實(shí)踐類選修課，為有科研需求的師生提供課程支撐。在課程教學(xué)大綱中加入部分學(xué)科前沿、研究實(shí)驗(yàn)理論及方法方面的內(nèi)容介紹。任課教師結(jié)合科研動(dòng)態(tài)對(duì)課程內(nèi)容和授課方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，引入新的教學(xué)方法和教學(xué)理念，直接跟工作現(xiàn)場(chǎng)和科研項(xiàng)目對(duì)接，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力。具體實(shí)施時(shí)注意適度、適量，主要采取小故事、案例、新聞等方式進(jìn)行引導(dǎo)和課下展示。

機(jī)械類基礎(chǔ)課程與科研、教研項(xiàng)目相結(jié)合的點(diǎn)比較多，每學(xué)期課程團(tuán)隊(duì)都進(jìn)行2—3次深入挖掘，主要采取教研室定期召開(kāi)會(huì)議，討論、收集教師科研項(xiàng)目向課程轉(zhuǎn)化的成功案例，并建立素材庫(kù)。不同學(xué)科方向和專業(yè)的教師建立交叉團(tuán)隊(duì)，根據(jù)學(xué)校情況先后和計(jì)算機(jī)、物電、農(nóng)學(xué)、教育專業(yè)建立團(tuán)隊(duì)進(jìn)行聯(lián)合科研，且發(fā)掘了很多新的案例。

3.典型科研轉(zhuǎn)化課程

本課題開(kāi)展過(guò)程中，挖掘整理出很多機(jī)械類基礎(chǔ)課程的科研轉(zhuǎn)化成果，主要介紹以下三門(mén)比較完善和成功的課程。

(1)力學(xué)類相關(guān)課程。力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)2015年開(kāi)始嘗試在材料力學(xué)中結(jié)合科研案例，到2018年材料力學(xué)校級(jí)、2019自治區(qū)級(jí)混合項(xiàng)目、教育部產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目都有學(xué)生的參與完成，虛擬和實(shí)物模型庫(kù)的建立、線上資源的維護(hù)、力學(xué)競(jìng)賽組織都由骨干學(xué)生負(fù)責(zé)且完成較好。學(xué)生還參與完成了三個(gè)力學(xué)相關(guān)的科研項(xiàng)目，開(kāi)啟了力學(xué)課程和科研互動(dòng)的開(kāi)端。

(2)機(jī)械制圖和CAD類課程。制圖教學(xué)團(tuán)隊(duì)高年級(jí)同學(xué)繪制三維模型供一年級(jí)制圖教學(xué)，結(jié)合3D打印技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革和科研，學(xué)生參與了模型的制作和教具的開(kāi)發(fā)，打印了部分減速器模型，2019年完成了虛擬裝配的簡(jiǎn)單應(yīng)用。學(xué)生使用建模仿真和運(yùn)動(dòng)分析參與四個(gè)校級(jí)以上科研項(xiàng)目和多個(gè)大賽項(xiàng)目，并且為就業(yè)和考研提供了助力。

(3)機(jī)械原理設(shè)計(jì)類課程。機(jī)械設(shè)計(jì)課程團(tuán)隊(duì)結(jié)合2019年校級(jí)金課、2018年混合課程進(jìn)行，團(tuán)隊(duì)教師指導(dǎo)學(xué)生參加三屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽的實(shí)踐活動(dòng)，已發(fā)表相關(guān)論文2篇，專利2個(gè)，學(xué)生還參與了2個(gè)相關(guān)科研項(xiàng)目的工作并取得階段性成果。

四、結(jié)論

學(xué)生的積極參與、大學(xué)生競(jìng)賽的加入、科研和教研的融入都給二本院校機(jī)械類基礎(chǔ)課程注入了新的活力。時(shí)代在變遷，新的機(jī)械人要立于不敗之地，探索和鉆研精神不可丟，科研的注入會(huì)讓機(jī)械教育更富有魅力。學(xué)生的加入為科研帶來(lái)了新鮮血液，為取得更好的科研成果創(chuàng)造了可能，教師在教授學(xué)生的同時(shí)也擴(kuò)展了自身的思路，節(jié)約了部分時(shí)間和精力，從而把更多的精力放在教學(xué)上。通過(guò)參與科研，學(xué)生受益匪淺，即使身處少數(shù)民族邊遠(yuǎn)地區(qū)，也在技術(shù)和心理上得到了淬煉，開(kāi)闊了眼界，治愈了茫然，為他們的暢想提供了土壤和生長(zhǎng)條件，為他們的工作和生活帶來(lái)了新的選擇，使未來(lái)有了更廣闊的天地，后浪也必將踏浪前行。