融合科技競賽的農(nóng)林院校工科專業(yè) 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)探索與研究

王少坤 陳帝伊 李宗平

摘 要：在“大眾創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)業(yè)”和新工科建設(shè)背景下，對如何加強(qiáng)農(nóng)林院校工科專業(yè)大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)提出了新的挑戰(zhàn)，也提供了新的機(jī)遇。大學(xué)生科技競賽是培養(yǎng)大學(xué)生自主創(chuàng)新意識、鍛煉實(shí)踐動手能力和提升綜合素質(zhì)的有效手段和重要途徑。通過總結(jié)近年來科技競賽和實(shí)踐教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)體會，探討了科技競賽和農(nóng)林院校工科專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)之間的關(guān)系，對如何將實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和科技競賽相結(jié)合進(jìn)行了探索和研究。

關(guān)鍵詞：科技競賽；創(chuàng)新實(shí)踐能力；農(nóng)林院校；工科

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）09-0021-02

農(nóng)林院校中的工科專業(yè)近年來發(fā)展十分迅猛，已經(jīng)成為農(nóng)林院校發(fā)展中新的增長點(diǎn)[1]。但相比學(xué)科優(yōu)勢突出的農(nóng)林專業(yè)，農(nóng)林院校工科專業(yè)的辦學(xué)時間相對較晚，學(xué)科優(yōu)勢和社會影響力并不突出[2-3]，與同層次的工科院校相比，在學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)等方面存在一定差距。當(dāng)前“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”和“新工科”建設(shè)的背景下，如何“揚(yáng)長補(bǔ)短”，以創(chuàng)新思維和創(chuàng)新模式迎頭趕上，加強(qiáng)農(nóng)林院校工科專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，提高人才質(zhì)量，是一個急需探索的重要課題[4-6]。

大學(xué)生科技競賽作為科技創(chuàng)新的重要載體和抓手，對于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合的知識升華，以及在營造校園創(chuàng)新氛圍和良好學(xué)風(fēng)方面，都有著積極和重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、農(nóng)林院校工科專業(yè)本科生實(shí)踐教學(xué)存在的問題

實(shí)踐教學(xué)是本科教學(xué)，特別是工科專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑[7]。目前本科實(shí)踐教學(xué)主要包括以下幾個方面，第一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，包括理論課程的實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立開設(shè)的實(shí)驗(yàn)等；第二是實(shí)習(xí)教學(xué)，包括認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等；第三是畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）環(huán)節(jié)；另外還有學(xué)生的課外科技活動、科技競賽等[8]。隨著社會的不斷發(fā)展和對人才創(chuàng)新實(shí)踐能力要求的不斷提高，農(nóng)林院校工科專業(yè)傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)存在的問題日益凸現(xiàn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）缺乏系統(tǒng)性的工科專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)體系

近年來，各個高校已經(jīng)意識到創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要性，也采取了一些改革措施。比如，加強(qiáng)創(chuàng)新和開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)等高科技教學(xué)手段等[9-10]。但是對于農(nóng)林院校如何發(fā)揮自身特色和優(yōu)勢，加強(qiáng)工科專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)，仍需要系統(tǒng)性的研究和探索。

（二）對實(shí)踐教學(xué)的重視程度不夠

實(shí)踐環(huán)節(jié)課時偏少或安排不合理，一定程度上存在“重理論輕實(shí)踐”的思想。受傳統(tǒng)教學(xué)思想的影響，實(shí)踐教學(xué)被看作理論教學(xué)的依附和補(bǔ)充，實(shí)踐教學(xué)課時首先被壓縮。從教師到學(xué)生普遍存在不重視實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響實(shí)踐教學(xué)水平的提高。

（三）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更新緩慢

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新較慢，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排不合理，設(shè)計(jì)型、綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，與學(xué)科發(fā)展前沿和生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系不緊密等問題。包括科技競賽在內(nèi)的大學(xué)生的課外科技活動，沒有納入本科生的培養(yǎng)大綱中或者并沒有作為實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，沒有形成規(guī)范的管理、支持和評價體系。

二、探索融合科技競賽的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式

近年來大學(xué)生科技競賽活動發(fā)展迅猛，“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外科技作品競賽、“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽”、“中國機(jī)器人大賽”等不同類型的國家級科技競賽吸引各個學(xué)校積極參與，這些科技競賽以工科專業(yè)為主，是對工科專業(yè)學(xué)生包括創(chuàng)新實(shí)踐能力在內(nèi)的綜合素質(zhì)和能力的鍛煉和檢驗(yàn)[11-12]。通過參加科技競賽對提高農(nóng)林院校工科專業(yè)知名度、改變?nèi)藗儗鹘y(tǒng)認(rèn)知也起到了積極作用。

（一）科技競賽提升了學(xué)生綜合素質(zhì)

學(xué)科競賽要求學(xué)生具有多方面的綜合素質(zhì)和能力。學(xué)科競賽的問題一般具有系統(tǒng)性、綜合性及靈活性的特點(diǎn)，不但考查學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識、動手能力，還需要堅(jiān)強(qiáng)的意志，敢于直面困難的勇氣和信心等非智力因素。

科技競賽往往是團(tuán)隊(duì)競賽，既鍛煉了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、分工協(xié)作等工程能力，同時也培養(yǎng)了學(xué)生勇于競爭、不懼失敗的精神。

（二）科技競賽激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力

學(xué)科競賽與本科生的課程學(xué)習(xí)在內(nèi)容和深度有很大不同，競賽題目體現(xiàn)參賽學(xué)生基礎(chǔ)知識和能力的同時，更多的是對學(xué)生創(chuàng)新能力的要求[13]。如“中國機(jī)器人大賽”的競賽項(xiàng)目，注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行新知識學(xué)習(xí)和新應(yīng)用方面的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生從理論知識學(xué)習(xí)走上科技創(chuàng)新之路，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

（三）科技競賽開辟了學(xué)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)新途徑

目前，許多科技競賽與產(chǎn)業(yè)發(fā)展密切聯(lián)系，比賽項(xiàng)目與學(xué)科發(fā)展前沿緊密結(jié)合，通過參加科技競賽，許多學(xué)生找到了自己未來的發(fā)展方向，還有的學(xué)生以競賽為起點(diǎn)走上創(chuàng)業(yè)之路。在以學(xué)科競賽為平臺的創(chuàng)新人才培養(yǎng)中，學(xué)生的創(chuàng)業(yè)素質(zhì)得到相應(yīng)的提高，為今后學(xué)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)，也成為高校創(chuàng)業(yè)教育的重要載體。

（四）科技競賽促進(jìn)了學(xué)生多學(xué)科交叉創(chuàng)新實(shí)踐能力

學(xué)科的交叉和結(jié)合是科技創(chuàng)新的重要突破點(diǎn)，通過科技競賽加強(qiáng)農(nóng)林學(xué)科優(yōu)勢專業(yè)與工科專業(yè)協(xié)同發(fā)展，充分發(fā)揮工科專業(yè)優(yōu)勢，用工科的方案解決農(nóng)林學(xué)科中的問題，取得了良好的效果。近年來學(xué)校參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽獲獎項(xiàng)目均采取這種模式，參賽隊(duì)員和指導(dǎo)教師也來自各個學(xué)科，通過科技競賽這樣一個平臺，達(dá)到各個學(xué)科相互融合、共同發(fā)展的效果。

三、構(gòu)建融合科技競賽的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系

科技競賽對農(nóng)林院校工科專業(yè)實(shí)踐課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革有巨大的推動作用[14-15]。將科技競賽與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和課程緊密結(jié)合，是推進(jìn)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)改革的重要方向。在實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)科技競賽的要求和特點(diǎn)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和考核辦法，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)置一些競賽水平的專題實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新欲望，提高了學(xué)生自主分析和解決實(shí)際問題的能力，在實(shí)踐教學(xué)中發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)科技競賽人才。

（一）探索融合科技競賽的實(shí)踐課程設(shè)置

科技競賽都有各自的學(xué)科背景，并在一定程度上體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的方向，因此可以考慮圍繞科技競賽探索相關(guān)學(xué)科新的實(shí)踐教學(xué)體系。比如在電類專業(yè)中，從低年級的電路理論、電子技術(shù)基礎(chǔ)，到高年級的自動控制、單片機(jī)技術(shù)、電機(jī)與控制、傳感器技術(shù)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)將相關(guān)的科技競賽的內(nèi)容和實(shí)例充分融入，進(jìn)行重點(diǎn)的分析和講解，使更多的學(xué)生參與到競賽中，既有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為科技競賽培養(yǎng)和選拔人才打下良好基礎(chǔ)，從而達(dá)到實(shí)踐教學(xué)與競賽相互促進(jìn)相互提高的效果。

（二）引入科技競賽的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

科技競賽都是有相關(guān)學(xué)科背景的，其需要的知識和能力與相關(guān)學(xué)科課程要求是一致的。因此在相關(guān)的實(shí)踐課程中可以設(shè)置或者加強(qiáng)與競賽相關(guān)的內(nèi)容，將競賽中的一些項(xiàng)目引入實(shí)踐課程，比如電子設(shè)計(jì)大賽中的控制類題目，可以與自動控制原理課程實(shí)驗(yàn)、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)和單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，也可以將競賽試題作為相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)題目，達(dá)到在實(shí)踐教學(xué)中提高學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的目的。

（三）采取競賽式實(shí)踐教學(xué)方式

將競賽的思維和方式引入到實(shí)踐教學(xué)中，加大綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目比例，采取競賽式、課題式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，培養(yǎng)動手技能。使學(xué)生學(xué)會正確和善于分析、處理問題的思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代思維方式。

（四）參照競賽的評價機(jī)制改革實(shí)踐考核方式

采用實(shí)驗(yàn)報告和答辯相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)考核方式，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，按分組撰寫實(shí)驗(yàn)報告并進(jìn)行答辯。考查學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識、實(shí)驗(yàn)技能的綜合運(yùn)用，以及總結(jié)表達(dá)等方面的能力，并發(fā)掘?qū)W生在方案選題、實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)等方面的閃光點(diǎn)。最后參照競賽的評價機(jī)制，對學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評分。

西北農(nóng)林科技大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心通過科技競賽與實(shí)踐教學(xué)改革的具體實(shí)踐，已經(jīng)取得初步成效。中心通過這樣的模式選拔并培養(yǎng)和指導(dǎo)相關(guān)專業(yè)學(xué)生取得國家級科技競賽獎項(xiàng)10余項(xiàng)，形成了穩(wěn)定的科技競賽和科技創(chuàng)新梯隊(duì)，中心也因此獲批陜西省省級實(shí)驗(yàn)示范教學(xué)中心。初步形成了工科與農(nóng)林學(xué)科協(xié)同發(fā)展、科技競賽與實(shí)踐教學(xué)相長的農(nóng)林院校工科創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)新模式，探索了一條“新工科”背景下農(nóng)林院校工科大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的新途徑。

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