競賽驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

康翌婷 馬飛 趙鑫鑫 楊玨

摘 要：培養(yǎng)具有多學(xué)科交叉背景、創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型人才是我國高等教育的任務(wù)。傳統(tǒng)的大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)中存在缺乏綜合性、連貫性以及較難激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性和協(xié)作性等問題?？萍几傎愂情_闊學(xué)生視野、實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉、培養(yǎng)工程技能和創(chuàng)新能力的有效途徑。以北京科技大學(xué)智能車隊(duì)為例，探索與實(shí)踐了競賽驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，并總結(jié)了該模式下取得的育人成效。

關(guān)鍵詞：科技競賽;多學(xué)科交叉;創(chuàng)新實(shí)踐;復(fù)合型人才

近年來，國家明確新工科建設(shè)目標(biāo)為：“培養(yǎng)造就一批具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力、高素質(zhì)的各類交叉復(fù)合型卓越工程科技人才”。北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院（以下簡稱學(xué)院）為適應(yīng)國家和社會(huì)發(fā)展需求，把多學(xué)科交叉創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)放在突出位置。針對新時(shí)代對高等教育發(fā)展的新要求，學(xué)院以科技競賽為驅(qū)動(dòng)，探索實(shí)踐與之相適應(yīng)的多學(xué)科交叉創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式。

科技競賽是面向全國大學(xué)生的一種具有探索性的工程實(shí)踐活動(dòng)，可以有效地提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作意識。由學(xué)院指導(dǎo)的學(xué)校智能車隊(duì)自2006年組建以來，在全國大學(xué)生智能車競賽中屢創(chuàng)佳績。學(xué)院積極探索大學(xué)生科技競賽的教學(xué)規(guī)律特點(diǎn)，在創(chuàng)新實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力培養(yǎng)方面取得了具有特色的成果。

通過深入分析傳統(tǒng)教學(xué)中創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的局限，明確新工科建設(shè)背景下復(fù)合型卓越工程科技人才培養(yǎng)的需求，總結(jié)實(shí)施過程中存在的問題，針對性地建立了以科技競賽驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科交叉創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式，并開展了探索與實(shí)踐。

大學(xué)生多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的問題

傳統(tǒng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)主要依賴于專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系，內(nèi)容包括基礎(chǔ)實(shí)習(xí)、課程實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)習(xí)。工科專業(yè)的實(shí)踐性教學(xué)幫助學(xué)生將理論與實(shí)踐結(jié)合。然而，面向新工科建設(shè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，僅依賴實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的能力培養(yǎng)存在一定局限。

1.傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)較難實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)的綜合性和連貫性

課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)對課程的知識針對性強(qiáng)，但分散的實(shí)踐教學(xué)讓學(xué)生的動(dòng)手環(huán)節(jié)淺嘗輒止，過程中缺乏綜合性、連貫性，較難打通多個(gè)學(xué)科模塊，難以實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉能力的培養(yǎng)。

2.傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)較難激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和協(xié)作性

傳統(tǒng)的實(shí)踐課程缺乏趣味性和挑戰(zhàn)性，存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃、主動(dòng)性不強(qiáng)等問題，對于協(xié)作和溝通能力的培養(yǎng)不足。亟須增設(shè)有利于大學(xué)生綜合運(yùn)用知識創(chuàng)新實(shí)踐的環(huán)節(jié)，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作意識。

科技競賽對多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)的助益

科技競賽是開闊專業(yè)視野、實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉、培養(yǎng)工程技能和創(chuàng)新能力的重要途徑和手段。以全國大學(xué)生“恩智浦杯”智能汽車競賽為例，該競賽是以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技活動(dòng)，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競賽之一。其設(shè)計(jì)內(nèi)容涵蓋了機(jī)械、控制、電子、電氣、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科的知識，對學(xué)生的知識融合、多學(xué)科交叉能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，具有良好的推動(dòng)作用。競賽持續(xù)時(shí)間長，項(xiàng)目主題突出，涉及學(xué)科知識廣泛，對理論和實(shí)踐的綜合應(yīng)用要求高，與傳統(tǒng)實(shí)踐課程相比，可以實(shí)現(xiàn)能力培養(yǎng)的綜合性和連貫性。競賽的競技性和挑戰(zhàn)性可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新熱情，競賽的組隊(duì)合作機(jī)制保障了學(xué)生的協(xié)同合作能力培養(yǎng)。

科技競賽可以有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系中的不足，與實(shí)踐類課程形成互補(bǔ)。學(xué)院依托科技競賽優(yōu)勢，積極探索大學(xué)生科技競賽的教學(xué)規(guī)律特點(diǎn)，構(gòu)建包括價(jià)值引領(lǐng)、創(chuàng)新平臺(tái)、組織規(guī)范、激勵(lì)機(jī)制、指導(dǎo)隊(duì)伍的競賽驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，營造良好的氛圍，不斷強(qiáng)化科技競賽在人才培養(yǎng)中的促進(jìn)作用。

競賽驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的實(shí)踐

學(xué)院通過總結(jié)科技競賽中學(xué)生創(chuàng)新和協(xié)作能力培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)，形成了競賽驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，并充分運(yùn)用在學(xué)院復(fù)合型人才培養(yǎng)的過程中。

1.以立德樹人為根本，不斷傳承團(tuán)隊(duì)精神

競賽隊(duì)伍是學(xué)生在班級以外的第二凝聚地。借助競賽形成的團(tuán)隊(duì)作用，學(xué)院將思想教育放在科技競賽組織管理的第一位。為了發(fā)揮智能車隊(duì)中黨員在思想、學(xué)習(xí)、競賽中的引領(lǐng)作用，學(xué)院成立了智能車隊(duì)黨支部，增強(qiáng)車隊(duì)的凝聚力、影響力和號召力。黨支部依托競賽優(yōu)勢，開展了科技助力秦安鄉(xiāng)村振興建設(shè)等豐富的支部活動(dòng)，依托競賽優(yōu)勢服務(wù)社會(huì)。

在指導(dǎo)科技競賽過程中，通過逐步凝結(jié)團(tuán)隊(duì)精神、打造團(tuán)隊(duì)品牌，將精神傳承作為指導(dǎo)競賽中價(jià)值引領(lǐng)的核心。學(xué)校智能車隊(duì)成立至今已經(jīng)十六載，每一屆隊(duì)員均在實(shí)踐中傳承“不怕吃苦、追求卓越”的精神。學(xué)生在參與競賽的過程中，領(lǐng)會(huì)并踐行團(tuán)隊(duì)精神，實(shí)現(xiàn)了科技創(chuàng)新過程中的價(jià)值引領(lǐng)。

2.以鼓勵(lì)交叉為導(dǎo)向，不斷強(qiáng)化平臺(tái)建設(shè)

科技競賽是一種多學(xué)科交叉、多專業(yè)融合的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，以項(xiàng)目的形式組建團(tuán)隊(duì)，以競賽的形式實(shí)現(xiàn)評價(jià)。學(xué)院形成了通過舉辦智能車校內(nèi)賽在全校層面遴選隊(duì)員的機(jī)制。智能車校內(nèi)賽迄今已舉辦十五屆，每一屆校內(nèi)賽賽題和培訓(xùn)內(nèi)容都是根據(jù)當(dāng)年的國賽賽題設(shè)計(jì)。校內(nèi)賽鼓勵(lì)不同學(xué)科背景、不同專業(yè)的學(xué)生自組建隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)全校層面的資源共享，打破專業(yè)壁壘，保障了競賽中多學(xué)科交叉能力的培養(yǎng)。

實(shí)踐場地、硬件條件等競賽的平臺(tái)建設(shè)保證了學(xué)生最大程度地發(fā)揮創(chuàng)新熱情和施展實(shí)踐才能。學(xué)院建立了開放型本科實(shí)踐教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的汽車創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，打造了智能車競賽基地，為學(xué)生的協(xié)同創(chuàng)新提供有力的條件保障。

3.以協(xié)同學(xué)習(xí)為核心，不斷樹牢規(guī)范意識

科技競賽中的學(xué)習(xí)模式與傳統(tǒng)教學(xué)不同，競賽是以項(xiàng)目制的方式構(gòu)建隊(duì)伍，在組織管理規(guī)范的框架內(nèi)，隊(duì)員以協(xié)同學(xué)習(xí)的方式達(dá)到多個(gè)階段性的目標(biāo)。通過建立合理的組織管理規(guī)范，盡可能地發(fā)揮協(xié)同學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，促進(jìn)學(xué)生在長期的項(xiàng)目中得到多方面的能力鍛煉。協(xié)同學(xué)習(xí)的特點(diǎn)是在知識、信息、行動(dòng)，甚至是情感和價(jià)值之間建立協(xié)同發(fā)展的聯(lián)系。以智能車競賽為例，多個(gè)組別的隊(duì)伍從校內(nèi)賽到地區(qū)賽和全國賽，隊(duì)員之間以共同目標(biāo)為導(dǎo)向，又各司其職，通過充分的深度交流，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的推進(jìn)。作為組織者，搭建起隊(duì)伍管理規(guī)范框架，制定隊(duì)伍中的分歧處理方式，協(xié)助制定團(tuán)隊(duì)階段性目標(biāo)，重視化解隊(duì)員心理和情感矛盾，為各個(gè)團(tuán)隊(duì)的自組織管理和協(xié)同學(xué)習(xí)提供保障。

4.以過程評價(jià)為尺度，不斷做好鞭策激勵(lì)

競賽中的對抗性和趣味性有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新熱情，然而競賽中的隨機(jī)性和不確定性也對學(xué)生的抗挫折能力提出了很高的要求。教師作為組織管理者，應(yīng)將學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)放在第一位，而不是過度地強(qiáng)調(diào)比賽成功的獎(jiǎng)勵(lì)。以智能車隊(duì)的管理為例，校內(nèi)賽的選拔重視過程考核，以多次分賽的成績綜合確定最終的晉級隊(duì)伍。在地區(qū)賽和全國賽中，對隊(duì)員在賽事中的貢獻(xiàn)程度與協(xié)作能力給與肯定，不過度關(guān)注比賽的成績，這對于保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新熱情和提升參與度至關(guān)重要。

合理的激勵(lì)措施既是科技競賽管理框架中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐主動(dòng)性的動(dòng)力保障。激勵(lì)措施包括物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)、學(xué)業(yè)獎(jiǎng)勵(lì)、就業(yè)優(yōu)勢、集體榮譽(yù)感、自我價(jià)值認(rèn)可等。其中，集體榮譽(yù)感和自我價(jià)值認(rèn)可應(yīng)放在首位，這是推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、有效協(xié)作、不斷創(chuàng)新的動(dòng)力之源。適度的學(xué)業(yè)獎(jiǎng)勵(lì)也有助于學(xué)生自主性的提升，如設(shè)置相關(guān)的保研加分項(xiàng)、在科技保研中重視競賽成果等。但是過度強(qiáng)調(diào)學(xué)業(yè)獎(jiǎng)勵(lì)將導(dǎo)致隊(duì)員參賽目的的功利化，過于關(guān)注個(gè)人得失，在團(tuán)隊(duì)內(nèi)形成不良競爭，增加內(nèi)部矛盾。所以，以適度的學(xué)業(yè)獎(jiǎng)勵(lì)、積淀的集體榮譽(yù)感和自我價(jià)值認(rèn)可共同形成組織管理框架中的激勵(lì)環(huán)節(jié)，有助于競賽的良性競爭和隊(duì)員組織管理。

5.以隊(duì)伍建設(shè)為抓手，不斷提升教師能力

在建立了競賽管理規(guī)范后，隊(duì)伍的自組織管理是競賽組織的核心，但指導(dǎo)教師在競賽過程中的管理、監(jiān)督、評價(jià)和反饋?zhàn)饔靡膊豢苫蛉?。尤其?dāng)學(xué)生自組織管理出現(xiàn)分歧時(shí)，需要指導(dǎo)教師以公平公正的態(tài)度疏解矛盾。選拔指導(dǎo)教師的過程中，重點(diǎn)考慮教師的學(xué)科交叉和科技競賽背景，考察教師的組織管理和協(xié)調(diào)資源的能力。指導(dǎo)教師隊(duì)伍中既包括經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師，也定期吸納有競賽基礎(chǔ)和管理才能的青年教師，以傳幫帶的方式打造競賽的指導(dǎo)教師隊(duì)伍。教師將競賽指導(dǎo)中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)和模式融入教學(xué)環(huán)節(jié)，也將更有助于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

競賽驅(qū)動(dòng)的多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式育人成效

自2006年組建智能車隊(duì)以來，年均500余名學(xué)生在智能車校內(nèi)賽等科技競賽中受益，涵蓋多個(gè)學(xué)院專業(yè)的本科生。

1.形成特色的創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)平臺(tái)，打造“北科智能車”團(tuán)隊(duì)品牌

在過去的十六屆全國大學(xué)生智能車競賽中，學(xué)校智能車隊(duì)已奪得18個(gè)全國總冠軍、4個(gè)國際邀請賽的冠軍、14個(gè)全國特等獎(jiǎng)和15個(gè)全國一等獎(jiǎng)，并于2018年獲評大學(xué)生“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”榮譽(yù)稱號。

學(xué)校智能車隊(duì)承擔(dān)著智能車校內(nèi)賽的承辦工作，每年有500多名學(xué)生、100多支隊(duì)伍參加比賽，形成了多個(gè)學(xué)科和專業(yè)的資源整合利用，借助校內(nèi)多學(xué)科優(yōu)勢，建立了特色的創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)平臺(tái)。除了遴選地區(qū)和全國賽正式隊(duì)員外，校內(nèi)賽還為全校學(xué)生提供了修習(xí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分的機(jī)會(huì)。同時(shí)，車隊(duì)還積極與其他高校交流，每年校內(nèi)賽期間都會(huì)吸引多支京內(nèi)和京外高校智能車代表隊(duì)前來觀摩學(xué)習(xí)。

2.完善交叉創(chuàng)新育人機(jī)制，學(xué)生綜合素質(zhì)明顯提升

智能車隊(duì)發(fā)展至今已有300余名隊(duì)員，其中有90%的隊(duì)員畢業(yè)后繼續(xù)深造，優(yōu)秀學(xué)子保研至本校、清華大學(xué)、北京大學(xué)等，其中兩名隊(duì)員獲評學(xué)校學(xué)生最高榮譽(yù)—“校長獎(jiǎng)?wù)隆薄?/p>

競賽鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，學(xué)校智能車隊(duì)涌現(xiàn)了一批成功的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。隊(duì)員創(chuàng)業(yè)成立了北京極智嘉科技有限公司、賽曙科技有限公司、北京儒伯樂科技有限公司、深圳精誠信息科技有限公司、智動(dòng)天地（北京）科技有限公司等。其中，北京極智嘉科技有限公司于2017年入選財(cái)富中國創(chuàng)新大賽15強(qiáng)，2019年排名中國人工智能企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)競爭力百強(qiáng)榜第36位;賽曙科技有限公司于2018年獲批國家高新技術(shù)企業(yè)，2020年獲批中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)。競賽平臺(tái)為學(xué)生開闊了視野，提升了跨界整合和創(chuàng)新實(shí)踐能力，學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)成績斐然。

結(jié)語

面向國家對多學(xué)科交叉復(fù)合創(chuàng)新型人才的迫切需求，北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院依托科技競賽優(yōu)勢，開展多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐。通過分析傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系中存在的問題和科技競賽對多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用，構(gòu)建了包括價(jià)值引領(lǐng)、平臺(tái)建設(shè)、管理規(guī)范、激勵(lì)機(jī)制和指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)的競賽組織管理框架，在該模式的探索與實(shí)踐中取得了較好的育人成果。未來學(xué)院將更好地發(fā)揮競賽優(yōu)勢，全面提升學(xué)生的多學(xué)科交叉創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

（作者單位：北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院）

[責(zé)任編輯：翟 迪]