学科竞赛对汽车专业学生创新能力的影响研究

　学科竞赛是高校除常规教学外综合性教学培养学生创新创业能力的第二课堂，我国政府高度重视复合型创新人才的培养。教育部、财政部联合下发了《关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》(以下简称《意见》)，就“高等学校创新能力提升计划”(简称“2011计划”)的实施提出了六大方面意见，即实施意义、指导思想、基本原则、总体目标、重点任务、管理实施。意见中指出要“继续开展大学生竞赛活动，重点资助在全国具有较大影响力和广泛参与面的大学生竞赛活动，激发大学生的兴趣和潜能，培养大学生的团队协作意识和创新精神”。各大高校按照教育部的相关指示竞相开展学科竞赛活动及创办学科竞赛开放性教室，为广大高校学生提供了大量的教育资源和实践经验。
一、学科竞赛的发展基础及未来期望
(一)学科竞赛的发展实施
学科竞赛在国家教育部大力支持下，已经在各大高校广泛开展。本文以武汉商学院机电工程与汽车服务学院(下文简称机电学院)为载体，对应用型本科汽车专业学生的创新能力、工程实践能力以及创新人才培养计划的实施效果进行了探讨。武汉商学院机电学院为了提高学生的积极性、增强参赛者的参赛基础，在校内成立了机械创新社团吸收具有创新意识和实践能力的人才，除此之外，在机械创新社团的基础上开创了机电学院大学生创新创业孵化基地及机械创新实验室。
(二)学科竞赛的未来期望
有效的管理方法和管理组织能积极完善学科技能竞赛教学模式的开展，开创教研结合、分类分层的未来高校教育方式。大学生作为高等教育的接收者，他们的知识、经验已有一定程度的积累，逻辑思维能力有一定程度的发展。现代大学生受传统观念束缚较少、思维灵活、联想丰富，不愿接受现成的结论，喜欢探索，思维具有较强烈的独立性、批判性和创造性，这些都是影响他们进行创造性活动的有益因素。现武汉商学院机电学院已参加的工科竞赛类有:先进成图大赛、工程训练大赛、机械创新大赛、智能车大赛等。学科竞赛的高速发展成为了素质教育科学发展的基石，成为了高校人才培养的重要指导方针。
二、学科竞赛对应用型本科汽车专业学生工程实践能力的影响
本文以武汉商学院2016年湖北省机械创新大赛的获奖作品之一的包装盒成型机为例，调查并对比常规课堂教学所取得的成果，对应用型本科学生综合实践创新能力所产生的作用及影响进行探讨。
(一)对应用型本科学生创新能力提升的激励作用
机械创新设计大赛参赛作品的设计制作过程不仅仅是一件产品的设计制造过程，也是一项系统化的锤炼意志、锻炼品质的过程，更是大脑潜在创造能力开发的过程。参赛选手需要结合实际并在现有作品的基础上创新突破，在此次机械创新大赛上该参赛作品包装盒成型机的创新点在于:(1)包装盒长度可调整:可达到不同尺寸物品的包装盒自动成型的效果，设计方便实用。(2)整体结构简洁:使用者可对纸盒成型的过程一目了然，可以让参赛者系统性地认识不同机构间的运动传递过程，有助于参赛者对不同的机构原理进行区别与掌握。在参赛过程中，参赛者参与了产品理论设计、实物制作、材料撰写等的全部过程，将每个环节中产生的实际问题与理论知识相结合，既巩固了基础理论知识又锻炼了创新意识。参赛团队构思并实践出一系列的创新设计方案，使参赛者的创新能力得到显著提升。
(二)对应用型本科学生软件运用能力提升的强化作用
机械创新大赛要求参赛者设计出切实有效的参赛作品，因此往往在作品设计之初，都需要对产品各结构进行严密的数据分析及仿真模拟，这些功能的实现必然会涉及到对常用的机械设计类及模拟分析类软件地运用，如AutoCAD、soildworks、Adams、ANSYS等。熟练应用这些软件，可以让参赛组员在作品设计之初对部件的受力情况、材料的选择、材料表面光滑度等方面进行分析，有效避免了因为修正设计问题造成的时间上和财力上浪费。因此，在作品成型的过程中，参赛者能够逐渐熟练掌握各类实用软件，从而达到大赛对于参赛者的要求，同时，软件运用能力对应用型本科大学生能力的提升有着很大帮助。
(三)对应用型本科学生程序控制应用能力提升的扩充作用
除了精密的机械齿轮传动齿轮结构，包装成型机还需要电气控制部分来控制步进电机的驱动。电气控制部分的组件主要有PLC控制器、步进电机、接触器、激光测距传感器、短路保护器、开关等。为使电气控制部分达到产品的要求级别，该作品选择采用PLC编程控制，步进电机驱动运行。图中为包装盒成型机PLC控制流程图。电气设备的使用，保证了包装盒成型机PLC控制程序运行。这些程序控制的实现，离不开参赛者对程序控制方法的反复调试与实践总结。在传统的课程设置模式下，师生往往更注重理论知识的学习和掌握，但通过对参赛作品的调试和试验，充分体现出学科竞赛对应用型本科学生程序控制应用能力的提升。

包装盒成型机PLC控制流程图
三、学科竞赛对应用型本科汽车专业学生综合素养能力的影响
(一)培养应用型本科学生的问题处理能力
教育部通过各大高校平台举办各项学科竞赛，由此带动各大高校教育体制的改革，实现应用型本科学生学做结合，通过各种竞赛的命题，有效的调动学生的积极性，使其能够运用自身已掌握的知识去发现分析并解决生活中出现的问题，进而培养出具有克服困难，处理实际问题等品质的大学生，让他们在实践过程中掌握创新技能，为其未来的发展提供技术的保障。
因此学科竞赛是提升应用型本科学生问题处理能力的有效途径。在学科竞赛中参赛者由自身兴趣驱使，根据参赛要求自主解决比赛过程中遇到的难题，通过专业理论知识与创新实践的结合，在巩固理论知识的同时，锻炼了解决问题的创新思维。
(二)提高应用型本科学生的动手实践能力
学科竞赛促使参赛者通过实践动手来解决作品在实际生产过程中运行困难等问题。以机械创新大赛为例，通过竞赛，参赛者能够在方案设计、结构分析、材料选取、产品模拟和实物制作的系列过程中提高自身的创新能力和各项实践运用能力。
在比赛过程中，产品设计包括产品原理的设定、结构框架的搭建、3D模型的运行模拟和力学模拟等流程，以此保障产品的实物正常运行;产品制作过程中包括材料的处理、零部件的安装、电路的搭建及调试等流程，因此需要参赛者在熟练掌握学科理论知识的前提下，综合运用机械、电子和相关软件的知识，亲自动手完成参赛作品的设计和制作，进而提升了其综合运用能力，而应用型本科大学生实践能力的提高不仅是其全面发展的重要组成部分，还是其创造力提升的重要平台，对其就业与择业有着重要意义。
(三)增加应用型本科学生的就业创业机遇
科学解决就业是教育及就业领域的热门话题，加强大学生在校创新创业能力的培养可以大幅度缓解就业压力，提高就业几率。学科竞赛试题是经过大量业内专家学者的研究而得出，是符合社会发展规律贴近现实生活而提出的应用型试题，要在理论基础上处理这些现实问题则需要参赛者具有一定的就业创业能力。而就业创业能力的提高需要参赛者在学科竞赛的参与过程中全面展现自身素养，并借此转变就业观念、发现新的创业机遇，为其职业生涯规划提前做好相应的规划。与此同时，参赛者能在比赛过程中锻炼其交流能力及团队协作能力，为将来就业创业打下坚实基础。以2016年机械创新大赛一等奖参赛作品“螺旋式硬币清分机”为例，该参赛团队通过创立智能家具公司，将作品加以改进，推出商业化产品。此举不仅实现了团队创业，还为其他学生提供了相应的就业岗位。
近年来，国家大力支持大学生自主创业，武汉商学院机电学院部分参赛团队趁此机遇，创立了高新技术企业，其中很大部分得益于各类学科竞赛给其带来的启发。
四、结语
本文以2016年湖北省机械创新大赛为例，结合武汉商学院对各类学科竞赛的实践与管理，对比常规课堂教学所取得的成果，发现学科竞赛能使应用型本科工科学生实际事例分析、处理完善问题的能力得到提高;软件应用能力得以提升;思维创新能力得到发展;程序应用能力得到提升。同时，对应用型本科工科学生实践创新能力所产生的作用进行了阐述，并探讨了学科竞赛对其综合能力的影响。高等院校在进行实验教学、科学研究、生产试验、技术开发的过程中，学科竞赛为其提供了坚实的基础和广阔的未来期望。作为创新人才主要来源的应用型本科院校，可以通过学科竞赛来培养学生的实践创新能力，培养创新人才、促进高校教学改革。