林 錚，林 權(quán)，劉其南

（武夷學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300）

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中往往重理論輕實踐，難以有效地培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力與創(chuàng)新精神[1]。作為大學(xué)的第二課堂，學(xué)科競賽重點鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析并解決生活與工程中存在問題的能力[2-3]，對培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識具有重要作用，是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的重要途徑之一[4-5]。各高校都極其重視學(xué)科競賽對學(xué)生實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但目前學(xué)科競賽在師資力量、設(shè)備使用、保障機(jī)制、管理體系等方面尚存在著較多的問題[6-8]，無法充分發(fā)揮學(xué)科競賽在“以賽促學(xué)、以賽促創(chuàng)、以賽促研”等方面的作用[9]。

隨著共享單車、共享經(jīng)濟(jì)的興起，共享的理念已被大部分人熟知與接受。共享模式的核心思想是各種資源、信息、知識在其所需要的不同人群、環(huán)境內(nèi)的共同分享，達(dá)到高效、合理利用的目的[10]。將共享模式應(yīng)用于機(jī)械類學(xué)科競賽指導(dǎo)過程中，可有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識與實踐經(jīng)驗的效率，增大實驗設(shè)備的使用率，增強(qiáng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力與創(chuàng)新精神。

1 機(jī)械類學(xué)科競賽指導(dǎo)現(xiàn)狀分析

機(jī)械類專業(yè)學(xué)科競賽的傳統(tǒng)指導(dǎo)模式為：在某項學(xué)科競賽的主題與內(nèi)容發(fā)布后，由學(xué)校相關(guān)專業(yè)所在院系的負(fù)責(zé)老師組織教師、學(xué)生進(jìn)行校內(nèi)預(yù)報名，學(xué)生組隊之后由學(xué)校統(tǒng)一安排或?qū)W生自行聯(lián)系的1～2位教師進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生需要在教師的指導(dǎo)下完成：賽題解析、創(chuàng)意構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計、圖紙繪制、實物加工制造、設(shè)計文檔編寫以及現(xiàn)場競賽等環(huán)節(jié)。目前，在大多數(shù)高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)科競賽指導(dǎo)中主要有四個問題。

1.1 教師指導(dǎo)能力不足

近年來機(jī)械類學(xué)科競賽的題目難度不斷加大，競賽所考察的知識也越來越系統(tǒng)化，對創(chuàng)新性、應(yīng)用性的要求也越來越高。在傳統(tǒng)指導(dǎo)模式下每個參賽隊伍只由1～2位老師指導(dǎo)，而每個老師因“術(shù)業(yè)有專攻”，受其自身專業(yè)知識、實踐經(jīng)驗、創(chuàng)新能力的限制，在面對各種類型的競賽題目、設(shè)計要求、加工要求時，往往存在無法對學(xué)生進(jìn)行充分地、有效地指導(dǎo)的情況。尤其是在需要“機(jī)”與“電”相結(jié)合完成機(jī)電一體化的作品時，單個老師的指導(dǎo)能力將嚴(yán)重不足。

1.2 學(xué)生創(chuàng)新、實踐能力提升慢

學(xué)科競賽主要目的在于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計意識、綜合設(shè)計能力與團(tuán)隊協(xié)作精神以及工程實踐的能力，參賽過程中以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體。學(xué)生的創(chuàng)新、應(yīng)用能力的獲得與提高，一方面需要教師的引導(dǎo)，另一方面需要學(xué)生自己不斷學(xué)習(xí)與鍛煉。在實際競賽指導(dǎo)過程中，因教師的時間、精力有限或指導(dǎo)能力不足，學(xué)生需要通過學(xué)校所開設(shè)課程的學(xué)習(xí)以及課外自學(xué)的方式來獲取相關(guān)的知識，所需時間較長、能力提升速度較慢。在學(xué)生組隊時往往以同專業(yè)、同年級的同學(xué)為主，專業(yè)背景相同，組員相互間較難取長補(bǔ)短。同時，機(jī)械類學(xué)科競賽不但注重作品的創(chuàng)新設(shè)計，而且往往需要完成各零部件的加工與裝配，學(xué)生無法通過自學(xué)來掌握各種機(jī)床、加工設(shè)備的實際操作技能。

1.3 實驗設(shè)備條件不足

因擔(dān)心學(xué)生對機(jī)床設(shè)備操作不熟練，可能導(dǎo)致機(jī)床加工精度下降甚至損壞，存在人身傷害的安全隱患，實驗師資力量薄弱等原因，機(jī)械專業(yè)實驗室中的各類機(jī)床對學(xué)生的開放力度較小。競賽作品中各種零件的制作多采用3D打印或者直接外購的方式，學(xué)生的工藝設(shè)計、加工技能、實踐操作能力無法得到有效的鍛煉。

1.4 作品可行性不強(qiáng)

目前大部分教師都是研究生畢業(yè)后直接入職高校，往往存在懂理論、重科研、輕實踐的現(xiàn)象。教師的實踐經(jīng)驗少，所指導(dǎo)的作品就可能存在著結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、材料選擇不恰當(dāng)、制造工藝不規(guī)范、加工精度低、制造成本高、實用性不強(qiáng)等問題，將直接導(dǎo)致競賽成績不佳、競賽層次低，從而進(jìn)一步使學(xué)生的參賽積極性降低，難以培養(yǎng)出創(chuàng)新性、應(yīng)用型人才。

2 共享模式分析與實踐

針對以上傳統(tǒng)指導(dǎo)模式存在的問題，近三年來武夷學(xué)院機(jī)械類專業(yè)在學(xué)科競賽指導(dǎo)過程中引入共享的理念，分別在以下四個方面采用共享模式。

2.1 教師共享——隱形知識共享

每個教師都有各自不同的專業(yè)特長，通過組建一支專長互補(bǔ)、理論知識與實踐經(jīng)驗互助、“機(jī)”與“電”相結(jié)合的指導(dǎo)教師團(tuán)隊，可以解決單個教師指導(dǎo)能力不足的問題。在每次指導(dǎo)過程中采取教師共享的模式，即每個參賽隊伍都由指導(dǎo)教師團(tuán)隊共同指導(dǎo)。每位指導(dǎo)教師都可根據(jù)自己的專業(yè)特長、實踐經(jīng)驗對每個競賽作品的各個設(shè)計、制造環(huán)節(jié)從不同角度提出相應(yīng)的指導(dǎo)意見。

教師共享不僅僅是一種多位教師共同指導(dǎo)的形式，更重要的是一種隱形知識共享模式。隱性知識與可從書本、課件等資料中直接獲取的顯性知識不同，它是個人將顯性知識經(jīng)過長期積累、吸收消化、實踐驗證后得到的更高層次的知識與經(jīng)驗。在設(shè)計過程中，一個作品的創(chuàng)意與結(jié)構(gòu)設(shè)計往往沒有最優(yōu)解，此時不同老師之間不同的想法、創(chuàng)意與構(gòu)思在交流過程中將啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，通過隱形知識的共享培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

2.2 學(xué)長共享——顯性知識共享

為了解決學(xué)生創(chuàng)新、實踐能力提升慢的問題，我校成立了由學(xué)生自主管理、教師協(xié)助指導(dǎo)的機(jī)電科技創(chuàng)新協(xié)會，并依托該協(xié)會開展機(jī)械類學(xué)科競賽活動。該校級協(xié)會以高年級學(xué)生為骨干，每年都面向全校新生吸納對機(jī)電科技創(chuàng)新有興趣的新成員，協(xié)會成員不僅僅有機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生，還有電子類、計算機(jī)類等不同專業(yè)的學(xué)生。在大學(xué)一年級時，協(xié)會骨干會對新成員在基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)、繪圖軟件的操作、小型機(jī)械加工設(shè)備的使用等方面進(jìn)行有針對性的培訓(xùn)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)與競賽打下基礎(chǔ)。在競賽組隊時，低年級學(xué)生若有較好的創(chuàng)意可自行組隊，也可以加入到高年級的隊伍中。作為協(xié)會成員不管是哪種組隊方式，在作品的設(shè)計制造過程中，高年級學(xué)長都能對低年級學(xué)生進(jìn)行一定的指導(dǎo)。

與教師指導(dǎo)時隱形知識共享不同，學(xué)長共享主要是顯性知識共享。在競賽前期的培訓(xùn)中，通過學(xué)長對低年級學(xué)生尚未學(xué)到的相關(guān)課程、教材、軟件、加工設(shè)備的介紹、指導(dǎo)與演示，使低年級學(xué)生能很快的掌握設(shè)計、制造的基礎(chǔ)技能并提升實踐能力。同時，在競賽作品制作過程中，協(xié)會中各組參賽隊不同創(chuàng)意、不同類型的作品聚集在一起相互比較，學(xué)生的創(chuàng)新意識將得到激發(fā)。

2.3 實驗設(shè)備共享——資源共享

實驗設(shè)備共享主要通過兩個途徑來解決加工設(shè)備條件不足的問題。第一，針對一些常用、安全性高、操作簡單的小型加工設(shè)備，如：3D打印機(jī)、小型折彎機(jī)、臺式鉆床、雕刻機(jī)等，購置后由機(jī)電科技創(chuàng)新協(xié)會統(tǒng)一管理并專門用于學(xué)生的學(xué)科競賽和科技創(chuàng)新活動，參賽學(xué)生在經(jīng)過培訓(xùn)合格之后可以共同使用這些設(shè)備。第二，通過開放專業(yè)實驗室與金工實訓(xùn)中心（尤其是機(jī)床類設(shè)備）的方式，將實驗實訓(xùn)設(shè)備共享以解決學(xué)生加工傳動類零件的難題。學(xué)生科技作品中容易加工的零部件占比較大，可由學(xué)生通過途徑一自行加工；而小部分工藝復(fù)雜、需使用機(jī)床加工的零件，可在教師的指導(dǎo)下利用開放實驗室的設(shè)備完成加工。

在鼓勵大學(xué)生積極參加科技活動的背景下，近年來學(xué)科競賽作品數(shù)量增多導(dǎo)致實驗耗材消耗量較大。我校通過設(shè)置學(xué)生科技經(jīng)費(fèi)、活動經(jīng)費(fèi)等專項經(jīng)費(fèi)與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目建設(shè)經(jīng)費(fèi)相結(jié)合的方式，所有參加學(xué)科競賽的隊伍都可以使用專項經(jīng)費(fèi)，從而實現(xiàn)各參賽隊間資源共享。

2.4 企業(yè)技術(shù)共享——實踐經(jīng)驗共享

為克服競賽作品可行性低、教師實踐經(jīng)驗少的問題，我校機(jī)械類專業(yè)與福建建陽龍翔科技開發(fā)有限公司、華閩南配集團(tuán)股份有限公司等企業(yè)合作構(gòu)建大學(xué)生學(xué)科競賽和科技創(chuàng)新平臺，實現(xiàn)企業(yè)技術(shù)共享。通過邀請企業(yè)技術(shù)骨干人員加入指導(dǎo)師資隊伍，將學(xué)科競賽題目“真題”化，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識，提高學(xué)生分析并解決實際問題的能力。同時，對于競賽作品中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大的零件可利用企業(yè)的先進(jìn)設(shè)備（如：五軸加工中心），由企業(yè)導(dǎo)師現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行加工，提高學(xué)生的加工水平與實踐能力。

3 共享模式應(yīng)用效果

3.1 學(xué)科競賽成績進(jìn)步明顯

“大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽”與“大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽”作為傳統(tǒng)的、影響力最大的機(jī)械類專業(yè)學(xué)科競賽，均為教育部資助項目，并且都被中國高等教育學(xué)會《高校競賽評估與管理體系研究》專家工作組列入高校競賽排行榜的競賽項目中。2016年開始在學(xué)科競賽指導(dǎo)過程中采用共享模式后，武夷學(xué)院學(xué)生在這兩項競賽中的成績逐年提高、進(jìn)步明顯，近年來在兩項學(xué)科競賽中的獲獎情況如表1所示。由表1可知，未采用共享模式前（2015年）學(xué)生獲省級一等獎數(shù)量很少，而采用共享模式指導(dǎo)后獲省級一等獎的數(shù)量與比例均顯著增加，且優(yōu)異的成績能連續(xù)三年（2016—2018年）穩(wěn)定保持。

3.2 以賽促學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才

近年來隨著競賽成績的提高，學(xué)科競賽在學(xué)生中的影響也越來越廣泛，我校機(jī)械專業(yè)學(xué)生的學(xué)科競賽參與率也逐步提高。參賽過程中對設(shè)計、制造等方面知識的需求與應(yīng)用，直接促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的積極性。同時，共享模式中的學(xué)長共享與實驗設(shè)備共享，能夠提高學(xué)生自學(xué)未知理論知識、實踐技能的主動性，如：參加競賽的學(xué)生在大學(xué)一、二年級時就已自學(xué)并掌握三維建模、運(yùn)動仿真、有限元分析等軟件的使用，能夠操作3D打印機(jī)、激光切割機(jī)等設(shè)備。而在教師隱形知識共享與企業(yè)實踐經(jīng)驗共享的過程中，可以逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神。

表1 兩項學(xué)科競賽中的獲獎情況Tab.1 The award-winning situation of students in two discipline competitions

4 結(jié)論

針對機(jī)械類專業(yè)學(xué)科競賽傳統(tǒng)指導(dǎo)模式所存在的問題，將共享模式引入到學(xué)科競賽指導(dǎo)過程中。以武夷學(xué)院機(jī)械類專業(yè)的學(xué)科競賽作為實踐對象，分別從教師共享、學(xué)長共享、實驗設(shè)備共享、企業(yè)技術(shù)共享等四個方面對該指導(dǎo)模式進(jìn)行了分析。采取共享的指導(dǎo)模式后，學(xué)科競賽成績進(jìn)步明顯，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，學(xué)生的實踐應(yīng)用能力、創(chuàng)新精神得到增強(qiáng)。