新工科背景下基于學科競賽的材料成型及控制工程學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索

胡 勵 ，周 濤 ，李明驁 ，時來鑫

（1.重慶理工大學材料科學與工程學院，重慶 400054；2.重慶理工大學重慶市模具技術(shù)重點實驗室，重慶 400054）

針對我國制造業(yè)創(chuàng)新能力、整體素質(zhì)和競爭力與歐美發(fā)達國家仍存在明顯差距的現(xiàn)狀，國務院于2015年5月正式發(fā)布了《中國制造2025》（國家行動綱領），對我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和跨越發(fā)展作了整體部署，提出了我國制造業(yè)由大變強的“三步走”戰(zhàn)略。為實現(xiàn)上述目標，從2017年2月開始，教育部緊鑼密鼓地推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》和《關(guān)于推進新工科研究與實踐項目的通知》等一系列文件[1]，大力支持國內(nèi)各類高校積極開展新工科建設，培養(yǎng)面向未來產(chǎn)業(yè)需求的多元化、復合型和創(chuàng)新型卓越工程人才。

本質(zhì)上講，“創(chuàng)新能力”是優(yōu)秀復合型工程人才的核心屬性。因此，高校工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的試金石就在于其培養(yǎng)的學生是否具備良好的創(chuàng)新能力。研究表明，學科競賽可有效促進課堂理論教學知識的實踐化，實現(xiàn)多學科知識體系的交叉融合，是助力創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑[2]。本文以重慶理工大學材料成型及控制工程專業(yè)為例，分析學科競賽在教學實踐中面臨的問題，總結(jié)在推進學科競賽進融入教學實踐過程中的有益探索，旨在為高素質(zhì)材料成型及控制工程人才培養(yǎng)提供有價值借鑒。

1 材料成型及控制工程專業(yè)特點與現(xiàn)狀

材料成型及控制工程專業(yè)是典型的多交叉學科專業(yè)，其與機械、計算機、力學等學科存在廣泛交叉，相關(guān)知識體系涵蓋鑄造、沖壓、鍛造、焊接等眾多技術(shù)領域[3]。重慶理工大學材料成型及控制工程專業(yè)創(chuàng)辦于1990年，依托重慶汽車產(chǎn)業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、高端裝備制造產(chǎn)業(yè)和兵器裝備產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)業(yè)強大背景，經(jīng)過30多年的快速發(fā)展，目前已發(fā)展成為國家級“特色專業(yè)”、國家級“一流本科專業(yè)”、重慶市首批“特色專業(yè)”、重慶市首批“三特行動計劃專業(yè)”、重慶市首批高等學?！耙涣鲗I(yè)”、重慶理工大學首批“本科品牌專業(yè)”；擁有從“材料制備—成形加工—組織分析—性能檢測”在內(nèi)的全鏈條完備實驗條件，已成為重慶乃至其他地區(qū)材料成形及控制工程專業(yè)重要的人才培養(yǎng)基地和科學研究基地。

2 材料成型及控制工程專業(yè)學生學科競賽現(xiàn)狀

（1）學生對學科競賽的關(guān)注度不夠，參與積極性有待提高。在新工科建設的大背景下，雖然學院和專業(yè)系構(gòu)建了兩級聯(lián)動的學科競賽組織體系，出臺了相關(guān)后勤保障與競賽激勵文件，并公示于學院主頁。但通過對各年級學生的實際調(diào)研表明，對學科競賽有所了解的大一學生不足20%；大二學生雖然對學科競賽的了解及關(guān)注顯著增強（70%），但普遍認為參與學科競賽的門檻較高，因而參與的積極性不夠；大三和大四學生由于課程設計、畢業(yè)設計（論文）、準備考研和找工作等因素，其更缺乏參與學科競賽的積極性。

（2）學科競賽知識體系與實際教學實踐不匹配問題突出。當前我校開設的材料成型及控制工程專業(yè)課程大多難以擺脫傳統(tǒng)學科觀念的束縛，課程分類雜亂，未能形成相關(guān)課程群，且在授課環(huán)節(jié)未能突出學生的學習主體地位，側(cè)重學生對理論知識的掌握與應用，對學科交叉理論知識及相關(guān)前沿熱點關(guān)注不足。上述問題導致學生在參與學科競賽過程中創(chuàng)新視野受限，不能針對行業(yè)痛點或熱點問題提出創(chuàng)新性的專業(yè)解決思路或方案，或者即使有了較好的解決方案，亦不能綜合運用所學專業(yè)理論知識來有效闡述，相關(guān)競賽作品的完成進度與質(zhì)量不理想。

（3）學科競賽受眾面窄。學科競賽由于其內(nèi)稟的“競爭”屬性，一般對高校參與隊伍的數(shù)量及每支隊伍人數(shù)有嚴格限制。為此，一般采用“院級”—“校級”逐層選拔模式來最終挑選參賽隊伍，進而導致僅有少量的學生能最終參賽，受眾面窄。因此，難以通過學科競賽這種方式，提高學生的整體創(chuàng)新能力和培養(yǎng)水平[4]。

3 以學科競賽為載體的材料成型及控制工程專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)舉措

（1）針對學生對學科競賽的關(guān)注度與參與積極性不高的問題，本專業(yè)積極利用多種渠道加強對學科競賽的宣傳。在大一的專業(yè)宣講課程上，即從“為什么參加學科競賽—如何參加學科競賽”不同維度對學生說明并強調(diào)參與學科競賽重要性，尤其是學科競賽對未來就業(yè)及深造的正面效應；從大一到大四期間，充分利用班會、科研講座、網(wǎng)絡平臺、校園廣播和校園海報等不同媒介在全校范圍內(nèi)對學科競賽進行全面宣傳，以營造濃厚的學科競賽氛圍，提高學生對學科競賽的認知與熱情[5]。同時，有意識地讓低年級學生加入高年級學生的學科競賽項目中，通過這種“以老帶新”的模式，打破學生參與學科競賽的畏難情緒，讓參與學科競賽在學生中成為一種“潮流”，促使學生積極參與到其中。

（2）針對學科競賽知識體系與實際教學實踐不匹配的問題，本專業(yè)一方面積極開展專業(yè)課程教學改革，在吃透學科競賽對學生專業(yè)知識要求的前提下，結(jié)合材料成型及控制工程專業(yè)多學科交叉特性，將學科前沿技術(shù)與研究方向引入課程教學；同時，開展研討式教學，結(jié)合企業(yè)實際作業(yè)場景或利用往屆學科競賽賽題來設置啟發(fā)性強的學科問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力[6]。另一方面，開設“材料成形創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程”，引導學生進行創(chuàng)新思考與創(chuàng)新實踐，實現(xiàn)專業(yè)理論知識的實踐化，促進多學科知識體系的交叉融合，提前開展學科競賽項目資料撰寫培訓，為各類型學科競賽賽事做好準備，使得競賽的組織更加有序。

（3）針對學科競賽受眾面窄的問題，本專業(yè)精心挑選出了適合材料成型及控制工程專業(yè)學生參加的相關(guān)學科競賽：中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生系列科技學術(shù)競賽、全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽、全國大學生智能汽車競賽、全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、中國大學生工程實踐與創(chuàng)新能力大賽、全國大學生機器人大賽（RoboMaster和RoboCon）、“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽、全國大學生金相技能大賽、中國大學生機械工程創(chuàng)新創(chuàng)意大賽（過程裝備實踐與創(chuàng)新賽、鑄造工藝設計賽、材料熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)賽、起重機創(chuàng)意賽和智能制造大賽）等。采用“興趣分組、自由組隊、問題導向、導師指導、團隊合作”的模式組隊參賽，以不同級別學科競賽為引導，形成漸進式創(chuàng)新能力培養(yǎng)機制，實現(xiàn)學科競賽在本科教學階段的全覆蓋。

4 結(jié)語

當前，以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式為特征的新經(jīng)濟迫切需通過高校新工科建設，盡快培養(yǎng)出大量具備創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維的高素質(zhì)復合型工程人才。學科競賽作為提升學生創(chuàng)新能力的重要渠道，受到了日益廣泛的關(guān)注。本文以重慶理工大學材料成型及控制工程專業(yè)為例，在綜合考慮專業(yè)實際和學科競賽現(xiàn)狀的基礎上，探索學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法和路徑；通過將學科競賽融入課堂教育和打造“學科競賽常規(guī)化和全員化”的環(huán)境，逐步提高學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，最終培養(yǎng)出符合時代發(fā)展要求的工科人才。