以学科竞赛带动应用型本科高校材料类专业实践能力提升的探讨与研究
程敏李雅茹杨业昕杨晓敏王志云

山西晋中理工学院，山西晋中 030600

摘要：地方性的应用型本科院校主要是为该区域提供应用型的专业人才，以促进地方经济发展和社会进步，因此对学生知识和能力要求强调明显的应用性和实践性。参加学科竞赛是培养“创新型、应用型”高素质人才非常重要的途径之一，它不仅能够将大学生的理论知识与实践操作紧密结合，更能提高了学生的动手能力、耐力和毅力，同时也培养了学生的创新精神和吃苦耐劳的品德，增强了学生的参赛能力和心理素质。

关键词：学科竞赛；能力培养；实践教学

中图分类号：G642

2007年1月，教育部以教高〔2007〕1号印发《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量和教学改革工程》，明确在实践教学和人才培养模式改革创新中加入了学科竞赛项目^[1]。全国范围内各高校对大学生参与学科竞赛活动的重视程度也日益渐增，评价该专业培养的学生实践能力强弱的一项重要指标就是学生参与学科竞赛的项目数量、人员数量及获奖数量。所以，如何将学科竞赛与实践教学相关联这一课题，是作为我国应用型高校教育教学改革过程中非常重要的一类研究方向，也可为我国应用型人才培养提供更加合理的方法。

1 问题分析

以服务地方区域（行业）经济社会发展为导向，围绕学院建成高水平应用型本科院校的目标，通过优化培养方案和课程体系、强化实验实践教学，在应用型人才培养方面目前已有成效，社会服务效果显著，但依然存在很多不足，尤其是材料类专业，是属于实践性较强的专业。该专业实验类的课程在教学改革中，最重要的就是要把实践教学扎根落实，得到实践教学的具体效果。目前材料类专业目前的实验仍旧偏重验证性实验，缺乏设计性、创新性，而且，教师教学方法和考核评价机制相对传统，对于提高学生的实践能力十分有限。具体不足表现在以下几个方面：

（1）学科竞赛与实验教学环节设计脱节

学校材料类专业学生参加全国大学生金相技能大赛、失效分析大赛等学科竞赛已有数年，参赛类别逐渐增多，规模也越来越大，在各项竞赛中学生也曾取得过较为优秀的成绩。但是，在备赛及参赛的过程中发现学生仍有基础性问题存在，如：学生对所学的知识理解深度不够，没有形成完整的知识体系，不能灵活的应用；设计方案略显格式化，不能把构思转化为实际方案；实践过程中设计思维不够开阔，实操能力和创新意识等都急需进一步加强。这些问题暴露出实践教学与学科竞赛之间依旧存在脱节现象，不少教师依旧将学科竞赛和实践教学分开进行，实验教学方式传统，上课完成基本教学任务即可，而在竞赛时又仓促进行组队和选题，导致竞赛的成绩不理想。

（2）实验教学内容缺乏先进性和创新性

在当前全面开展综合性、设计性和创新性实验项目的实践教学改革形势下，材料类专业实验内容创新性亟待提高，如：许多实验是在原来的基础上，深化了部分实验内容，导致实验创新性不足，而能够体现出与专业相关的应用性、设计性、创新性及先进性的实验项目较少。同时可供选择的专业实验课题较少，课题更新速度较慢，无法使学生的潜能得到最大限度地激发，学生创新能力提高有限^[1]。

（3）实验教学手段传统陈旧，实践效果不够理想

目前，实验教学通常还是教师作为主角进行讲解指导，授课过程依旧是以满堂灌、填鸭式为主，学生作为配角进行操作。虽然在整个过程中学生都有参与，但还是处于被动状态，学生动手操作实验的能力不够，对于一些重点的实验项目可能还停留在最基础的了解程度，未能真正的掌握实验的原理并做到灵活的应用，这些问题都限制着学生创新能力的提高，这对学生未来的就业不能起到帮助作用。

学科竞赛规模还需扩大

学科竞赛紧随专业发展趋势，但竞赛项目的类别及数量有限，学生参与的积极性并不高。如果将学科竞赛与专业实验融为一体，让更多的学生在实践课程中接受更专业、更实际的竞赛知识训练，不仅可以扩大参赛选拔的面，提升竞赛水平，而且也有利于提升学生整体动手能力，提高应用型人才培养的质量^[2]。

2 培养模式的变革

目前，面向材料类专业学生所开展的竞赛项目有“全国大学生金相技能大赛”、“全国高校大学生失效分析大赛”、“全国材料专业大学生研究能力挑战赛”等。以学科竞赛为载体，并将其与实践教学结合，促使学生把理论知识联系实操经验，激发学生的创新能力和竞争意识，提高学生对实践教学环节的重视程度；课题组以此为切入点，通过对学生在竞赛中存在的问题进行分析总结，并结合实验课程的特点，深挖竞赛项目与实验项目的关联性，在具体的教学环节中融入产出作品、探究结果、锻炼竞赛队伍的任务^[3]。

（1）学科竞赛带动专业实验教学内容调整与优化

将参赛项目整合成案例，融入到实验课的教学过程中，可以很大程度的充实课堂教学内容。比如：有的学生在参加金相大赛省赛及全国大学生金相大赛过程中，暴露出基本实验技能操作不规范的问题，所以我们在《材料显微分析技术实验》教学中将“全国金相大赛”等赛事中的题目作为案例，模拟比赛时候的场景，同时增加学生参加实验的频率，使其熟练掌握金相制样的过程、常用仪器的操作及药品的使用，强化了学生对基础实验技能的重视程度和训练强度，提升了操作技能，为创新能力的培养打下良好的基础。

在《零件失效分析》课程教学当中，结合全国大学生失效分析大奖赛的案例，充分提升学生的创新能力。教师会为学生提供一些零件失效的案例，从微观结构、断口形貌、金相组织、力学性能等方面让学生们分析零件失效的原因，探讨改进的方法，提出改革的措施，真真正正利用所学知识解决工程实际问题。不仅可以使学生的理论知识与实际案例关联，更是培养了学生处理生产中出现问题的能力，对于提升学生的“两性一度”起到了至关重要的作用。同时也让同学们提前了解了学科竞赛的相关情况，为参加学科竞赛做好了充分的准备。

材料表征作为材料科学研究中不可或缺的一部分，在各个不同的研究领域中发挥着极其重要的作用。在《现代材料检测技术》课程中就会讲授和演示多种多样的测试技术，如显微镜、电镜、探针等，但是因为课程本身内容较为枯燥，导致学生学习积极性不够。在授课过程中，教师引入了“微结构摄影大赛”的项目，把科学和艺术完美结合在一起，激发了广大理工科学生的学习兴趣，同时提高了学生的艺术审美能力和人文素养，充分展示了材料科学独特的瑰丽，更能体现材料相关学科学生全面的素质和风貌。该课程的转变，让一批又一批的材料学子在观察到材料的微观结构的同时，也能为未来的工作学习带来了思路、佐证甚至是创新。

在《工程经济与管理》的课堂教学当中，让同学们在工程项目中学习投资、成本、利率、资金等管理学的知识，将课程内容与“互联网+大学生创新创业项目”融合，让工科的同学们不再对于经济学望而止步，助力学生完成创新创业项目的经济核算，鼓励学生提出更加有创意的设想，并付诸行动，为大学生自主创业打下坚实的基础。

（2）与学科竞赛相融合，探索多元化的实验教学方法

将实验与竞赛结合进行多元化的教学，还能激发学生学习的主动性和积极性，稳步提高学生的综合能力。改革实验教学方式及方法，一方面是在实验教学过程中采用项目（学科竞赛等孵化出实验项目）教学法，以工作任务和工作过程为主线，将学生分为若干个小组，每个小组分配到一个任务后进行交流讨论。学生作为主角独立思考并设计实验环节，教师作为配角辅助学生自主完成方案分析、设计和实施。这样不但能实现理论与实践的结合，提高学生动手操作技能和协作精神。

另一方面融通线下与线上两个空间，建设以学生为主体的教学系统^[4]。采用雨课堂、学习通等平台、爱课程资源，按照掌握基本操作→全面培养能力→激发创新意识的理念完成教学过程。在上课之前设置预习环节，授课教师先在平台课程中上传操作视频并设置问题来引导学生思考，学生自主选择在线学习的时间和地点，充分掌握学习的主动权。之后，教师布置上课任务，要求学生自主设计实验内容和方案，由被动接受变为自主思考，建立探究式学习的模式。同时，在线上平台开辟专栏，不仅可以展示每届比赛中学生的优秀作品，同时分享获奖学生的心得与经验，为同学们答疑解惑。在掌握基础实验能力的同时，让同学们具备参加学科竞赛的能力，让竞赛不再遥不可及。不但为每一位同学普及了竞赛的基本要求，更加练就了学生的参赛实力，将课程与竞赛紧密相联^[3]。

（3）以学科竞赛为依托，对实验教学的考核评价机制进行完善

根据实验课程和实验项目特点，设置更加全面完善的考评机制。如金相试样制备及金相显微镜的观察实验，在成绩评定时可以借鉴比赛时的评分项目和规则，将学生实验操作过程、试样的镜下质量、工作台的整理等纳入实验考评中，更加科学有效的评价学生实践能力。同时授课教师团队要经常进行研究讨论，邀请竞赛评委和同类院校教师对课程实施过程全方位进行评估和指正，课后采用问卷形式收集学生对实验教学的满意度和意见，教师和学生共同参与到课程的建设当中。

（4）建设了一批全能型师资队伍

构建融实践教学、学科竞赛、实习指导为一体的指导教师团队，推动学生的自主创新，开阔学生眼界和视野，促进教学相长。吸引优秀教师参与到实践指导教师行列中，组建一支教学经验丰富、责任心强、有一定科研成果的教师为主体的指导教师团队^[5]。

实践教学一方面可以考察参赛学生的知识水平与实践创新能力，另一方面也能检验指导教师的专业素养以及教学水平。根据创新实践教学体系特点与要求组团队，实行动态管理，激励指导教师积极参加培训，提高实战技能。青年教师积极投身实践教学的全部过程，能够加深其对课程目标的理解，促进其对承担的课程进行教学改革、教材建设等的研究，从而制订出更为科学化、规范化的专业人才培养方案，对青年教师的快速成长有极大的促进作用。

此外，还可以让所有教师参与到学科竞赛项目的比赛中，教师作为“选手”，教学指导委员会专家作为“评委”，对每位老师的比赛项目进行评分。在备赛过程当中，所有老师积极探索相关领域的竞赛项目、筹备竞赛内容、寻找案例分析、组织调查问卷、撰写竞赛项目书、练习比赛项目等等，提高了自身的竞赛能力，能够为学生竞赛提供更加有力的帮助和实质性的指导。

（5）将实习基地的建设与实践教学相联系，推动校企合作

面对大学生创新能力与实践水平不足的问题，团队成员在深入研究当代大学生特点及创新创业教育要求基础上，重构了突显两性一度的培养目标、实施了分段式的培养模式，构建了赛教深度融合、校企深度融合的一体化实践教学体系。学生校内开展课程实验、校外进行毕业实习，将在学校学到的理论知识、实践掌握的操作能力与工程实际紧密结合，在实习中发现新问题、积累实践经验，增强学生分析解决材料类复杂工程问题的能力。

目前我校材料类专业已经在上海、江苏、湖北等地建设了十余个优质校外实习基地，学校与企业开展多形式多方位的合作。在第五六学期的专业课学科过程中，设置了与企业的共建课程，企业工程师与专业教师共同授课，将课本中的理论知识与企业生产的实际技术相结合，帮助学生更好的掌握专业知识。此外，还安排学生在第七学期进行实习，学生在实习过程中可是通过实操来加深对专业的认识，实现学校与社会的良好过渡。近两年，学校和企业联合培养了一批既有专业素养，同时具备创新意识与创业精神的符合型人才，不仅提高了学生的就业率及就业质量，而且为企业的人才战略提供了心得思路，实现企业、学生和学校三方共赢。

3 总结

学科竞赛可以促进学生积极投身到专业实验的学习和操作过程中，参与比赛的过程中学生在实操能力、创新意识、综合分析、逻辑思维等方面都能有所提高，为学生参与实习和毕业后的工作打下了坚实的基础。我院学生在国家级一级竞赛中已获得一等奖三项，二、三等奖多项的好成绩，而且每年参与比赛项目的数量和质量都在不断攀升。此外，师生共同参与实验教学和学科竞赛还有助于教师能力水平的快速提升，努力做到“以赛促教，以赛促改，以赛促学”。以学科竞赛来驱动专业实践能力提高，对提高独立学院高素质材料类专业人才培养质量具有重要的实践意义。

参考文献

[1]李明秋.以学科竞赛促进实践教学改革[J].科技资讯,2018,16(16):141-142.

[2]杨晓妹,王有兴.新经管背景下学科竞赛与专业实训“阶梯式”融合模式研究[J].景德镇学院学报,2019,34(05):106-110.

[3]张进,李松霞,张春梅等.以学科竞赛为引导的材料专业实验教学模式的探索与实践[J].科教导刊(中旬刊),2019,383(23):69-70.

[4]丁宇奇,马云阔,蒋鹏.新工科教育背景下虚实结合压力容器安全检测系列实验课程建设与探讨——以东北石油大学为例[J].科教文汇(上旬刊),2021,547(31):109-111.

[5]张育广.工科大学学科竞赛的形态､特点及其发展路径[J].东莞理工学院学报,2012,19(05):114-117.

作者简介：程敏（1992—），女，汉族，山西忻州人，硕士研究生，讲山西晋中理工学院师，研究方向为材料成型及控制工程方向。

以学科竞赛带动应用型本科高校材料类专业实践能力提升的探讨与研究

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