競賽驅(qū)動下創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐

石樹正，王振興，任志國，付曉娟

(1.河北建筑工程學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，河北 張家口 075000；2.河北建筑工程學(xué)院 教務(wù)處，河北 張家口 075000；3.河北建筑工程學(xué)院 紀(jì)檢監(jiān)察室，河北 張家口 075000)

創(chuàng)新能力是促進(jìn)科技發(fā)展的重要因素，大學(xué)生是未來科技發(fā)展的儲備軍，對大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)勢在必行[1]。但很多高校培養(yǎng)出的大學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐能力不足、科技創(chuàng)新能力差且創(chuàng)新理念滯后，無法滿足新時代背景下社會對創(chuàng)新人才的需求[2]。因此，高校應(yīng)當(dāng)合理利用學(xué)校資源，探索提升學(xué)生創(chuàng)新能力的方法，并引導(dǎo)學(xué)生積極創(chuàng)新和主動創(chuàng)新[3]。

一、創(chuàng)新性教學(xué)改革現(xiàn)狀

近年來，高校積極開展教學(xué)創(chuàng)新改革，改進(jìn)了當(dāng)前教學(xué)方式中存在的不足，并提出了較新的教學(xué)與評價方式[4]，結(jié)合課程特點(diǎn)開展的教學(xué)創(chuàng)新取得了豐碩成果。積極開展具有專業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)改革工作對改善教學(xué)效果、提升教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)學(xué)生知識融合具有重要意義。

學(xué)科競賽是工科大學(xué)生專業(yè)知識的重要實(shí)踐平臺，也是提升學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段。目前，由大學(xué)生學(xué)科競賽驅(qū)動的創(chuàng)新實(shí)踐活動已成為高校教學(xué)研究的熱點(diǎn)。國內(nèi)高校越來越注重提升學(xué)生思維能力、強(qiáng)化學(xué)生動手能力和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，并取得了一定成效。為了開展基于學(xué)科競賽的創(chuàng)新能力教育，地方高校逐步引入“復(fù)旦共識”和“北京指南”等創(chuàng)新理論體系。此外，石家莊鐵道大學(xué)基于專業(yè)特點(diǎn)建立了“基于多學(xué)科的工訓(xùn)創(chuàng)新平臺”，大連理工大學(xué)建立了“引導(dǎo)式教學(xué)”與“實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)”融合的聯(lián)合培養(yǎng)基地等[5]。

研究結(jié)果表明，高校開展創(chuàng)新教育改革主要有如下作用：首先，創(chuàng)新教學(xué)改革能夠提升學(xué)生的專業(yè)知識水平和動手操作能力，鞏固日常教學(xué)效果。其次，建立基于學(xué)校特點(diǎn)的教學(xué)創(chuàng)新體系能夠充分發(fā)揮學(xué)校專業(yè)優(yōu)勢，提升學(xué)生的專業(yè)綜合創(chuàng)新能力。最后，創(chuàng)新性教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，提升了學(xué)生利用理論知識解決專業(yè)問題的水平，對培養(yǎng)技能型和應(yīng)用型人才具有積極效果。但相關(guān)的理論和實(shí)踐研究并不成熟[6]。開展高校創(chuàng)新性教學(xué)改革不僅要緊扣當(dāng)前先進(jìn)的教學(xué)理念，還需要建立基于本校特色的創(chuàng)新性教學(xué)平臺?；诮陙矸e累的學(xué)科競賽和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，開展學(xué)科競賽驅(qū)動下學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)研究對提升學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要意義。

二、競賽驅(qū)動下創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

對競賽驅(qū)動下創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式進(jìn)行分析，提出學(xué)科競賽與創(chuàng)新人才融合培養(yǎng)模式、學(xué)科競賽與“三位一體”融合培養(yǎng)模式、學(xué)科競賽與競賽平臺融合培養(yǎng)模式、學(xué)科競賽與課程教學(xué)融合培養(yǎng)模式以及學(xué)科競賽與人才精準(zhǔn)化融合培養(yǎng)模式等5種模式。

(一)學(xué)科競賽與創(chuàng)新人才融合培養(yǎng)模式

在對創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索過程中，高校必須重視培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。學(xué)生能夠做到的創(chuàng)新往往是在原有知識基礎(chǔ)上的再創(chuàng)新。因此，在參與學(xué)科競賽之前，學(xué)生如果能擁有更好的知識基礎(chǔ)，其資源整合能力和創(chuàng)新意識就會更強(qiáng)。創(chuàng)新意識不是一蹴而就的，需要學(xué)生積累相對豐富的知識，并得到經(jīng)驗(yàn)豐富的教師的引導(dǎo)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，需要學(xué)生通過動手操作或者實(shí)踐活動將其創(chuàng)新性思維付諸實(shí)踐。各專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的開展培養(yǎng)了學(xué)生的動手實(shí)踐能力，工程訓(xùn)練中心的實(shí)踐活動給學(xué)生提供了大量的創(chuàng)新思維實(shí)踐機(jī)會。

(二)學(xué)科競賽與“三位一體”融合培養(yǎng)模式

“三位一體”培養(yǎng)模式即以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的，以參與學(xué)科競賽為載體和以建設(shè)競賽團(tuán)隊(duì)為引領(lǐng)的“三合一，其并進(jìn)”的教學(xué)培養(yǎng)模式。新時代大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要持續(xù)投入時間和精力。高校為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)室平臺，能夠使學(xué)生創(chuàng)新能力得到長期有效的鍛煉。有條件的高校可以搭建不同學(xué)科交叉且綜合性強(qiáng)的學(xué)科賽事平臺，長期利用這些平臺舉辦不同類型的學(xué)科競賽。以競賽團(tuán)隊(duì)建設(shè)為引領(lǐng)，在校內(nèi)學(xué)科競賽的基礎(chǔ)上選拔創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生組成競賽團(tuán)隊(duì)，參加高水平學(xué)科競賽。例如，近年的“機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽”“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”和“中華老字號”等比賽，均是高校內(nèi)部舉辦的權(quán)威且高水平的賽事。這些競賽不僅要求學(xué)生具備較高的綜合素質(zhì)，還考察了學(xué)生團(tuán)隊(duì)解決問題的能力，同時也是對指導(dǎo)教師能力的考核與提升。積極組建競賽團(tuán)隊(duì)，參與相關(guān)比賽，有利于構(gòu)建“教育教學(xué)-學(xué)科競賽-競賽團(tuán)隊(duì)”為一體的創(chuàng)新能力提升教學(xué)模式。在“三位一體”的培養(yǎng)模式下，學(xué)生能夠通過學(xué)科競賽有效鍛煉自己的創(chuàng)新能力。

(三)學(xué)科競賽與競賽平臺融合培養(yǎng)模式

當(dāng)前，各類學(xué)科競賽均是對學(xué)生的問題分析能力、問題解決能力以及動手操作能力的綜合性考驗(yàn)?？紤]到學(xué)生參與競賽面臨的一些共性問題，有必要搭建學(xué)科競賽平臺，讓學(xué)生能夠交流比賽經(jīng)驗(yàn)，增進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作意識，在平臺上共同進(jìn)步。工程訓(xùn)練創(chuàng)新平臺是眾多工科類院校均已搭建的高度集成化創(chuàng)新實(shí)踐平臺。但由于一些高校工程訓(xùn)練創(chuàng)新平臺運(yùn)營人員較少且資源有限，因此未能開設(shè)大規(guī)模的培養(yǎng)創(chuàng)新課程。但隨著一批批青年教師到工程訓(xùn)練中心進(jìn)行實(shí)踐鍛煉，工程訓(xùn)練中心的影響力會進(jìn)一步擴(kuò)大。工程訓(xùn)練中心作為一個全校學(xué)生集體實(shí)踐學(xué)習(xí)的創(chuàng)新平臺，會在未來擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重任。結(jié)合學(xué)校特色搭建多元化學(xué)科競賽平臺，為學(xué)生提供實(shí)踐創(chuàng)新契機(jī)，是提升學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。

(四)學(xué)科競賽與課程教學(xué)融合培養(yǎng)模式

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新時代大學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)基本遵循從理論需求到實(shí)踐應(yīng)用再到理論驗(yàn)證的規(guī)律。讓大學(xué)生較早地參與到學(xué)科競賽中，有助于提升其專業(yè)知識學(xué)習(xí)效果。同時，組建多專業(yè)融合的學(xué)生參賽團(tuán)隊(duì)可以發(fā)揮各專業(yè)優(yōu)勢，這有利于解決賽事中遇到的問題。

借助一些教學(xué)平臺可以彌補(bǔ)課程教學(xué)模式的不足。如線上教學(xué)對培養(yǎng)賽事創(chuàng)新能力具有很好的效果，可以借助線上課程開展學(xué)科競賽練習(xí)。首先，在線上按照各類競賽現(xiàn)場的標(biāo)準(zhǔn)和要求打造專業(yè)競賽虛擬實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供良好的練習(xí)環(huán)境。其次，在線上共享各類競賽資料與經(jīng)驗(yàn)資源，如利用慕課和學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺共享競賽資料與資源，為有意向參與競賽的學(xué)生提供幫助。最后，形成基于學(xué)科競賽的課堂教學(xué)模式，制作知識講解與競賽分享相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)課堂和慕課課程。將學(xué)科競賽與課程教學(xué)相結(jié)合，可有效提升學(xué)生參與學(xué)科競賽的積極性和學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣。

(五)學(xué)科競賽與人才精準(zhǔn)化融合培養(yǎng)模式

學(xué)科競賽基礎(chǔ)上的人才培養(yǎng)主要包括對學(xué)生隊(duì)伍和對教師隊(duì)伍的培養(yǎng)。對學(xué)生而言，首先，將競賽中的優(yōu)秀作品轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；其次，學(xué)生培養(yǎng)應(yīng)對標(biāo)企業(yè)需求，通過賽事選拔出的創(chuàng)新人才可以滿足部分企業(yè)的人才需求。對教師而言，學(xué)科競賽的指導(dǎo)教師起到承接和指導(dǎo)等多方面作用。組建一支高質(zhì)量且具有創(chuàng)新思維的賽事指導(dǎo)教師隊(duì)伍是確保賽事質(zhì)量和有效培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段。這需要院校之間的相互交流配合及獎勵制度的支持。此外，對教師進(jìn)行培訓(xùn)、提升相關(guān)教師薪資、鼓勵教師進(jìn)修以及予以政策傾向支持等措施都能夠激發(fā)學(xué)科競賽指導(dǎo)教師的活力。

三、競賽驅(qū)動下創(chuàng)新能力培養(yǎng)成果

當(dāng)前，基于學(xué)科競賽基礎(chǔ)上的創(chuàng)新能力培養(yǎng)已經(jīng)取得了一系列教學(xué)成果和參賽成果。

(一)教學(xué)成果

首先，把學(xué)科競賽融入了人才培養(yǎng)模式，形成了基于學(xué)科競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，并建立了良好的競賽激勵機(jī)制；其次，形成了基于學(xué)科競賽的教學(xué)模式，制作了知識教授與競賽案例教學(xué)相結(jié)合的微課；最后，建設(shè)了學(xué)科競賽第二課堂，設(shè)計制作了一系列具有代表性的學(xué)科競賽綜合知識講解視頻，為學(xué)生搭建了長期有效的學(xué)習(xí)平臺。同時，融入的學(xué)科競賽知識講解內(nèi)容極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及課堂參與度。

(二)參賽成果

通過開展基于競賽驅(qū)動下大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探索，帶動了一批學(xué)生積極參與學(xué)科競賽活動，并取得了優(yōu)異成績?！癐RFC”智能機(jī)器人格斗大賽于2017年開始舉辦，每年一屆，是國內(nèi)外參賽隊(duì)伍最多且技術(shù)水平最高的智能機(jī)器人格斗大賽。教學(xué)團(tuán)隊(duì)緊緊圍繞“創(chuàng)新、實(shí)踐、合作、分享”的參賽精神，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計了一款集機(jī)械電子和機(jī)器視覺等多學(xué)科技術(shù)融合的參賽作品，鍛煉了學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和程序調(diào)試等方面的能力。RoboMaster機(jī)甲師大賽由大疆創(chuàng)新發(fā)起，是一個全球機(jī)器人愛好者的競技和學(xué)術(shù)交流平臺。2020年，教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合賽事要求，積極組織學(xué)生參加競賽，取得了優(yōu)異成績，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

總之，開展競賽驅(qū)動創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究對提升學(xué)生創(chuàng)新能力以及培養(yǎng)學(xué)生參賽能力具有積極意義。在競賽驅(qū)動下，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R與實(shí)踐相結(jié)合，創(chuàng)新能力得到有效提升。