結合學科競賽的智能建造專業(yè)實驗教學模式實踐

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）19-0103-04

Abstract：Asaneffectiveapproachtoehancingstudents'innovativeabilityteamcolaboration，andpracticalskils，ubject competionsaregraduallbecomingacrucialpartoftalentcultivationinuniversities.High-qualitysubjectcompetitionsfor collgestudentsplayasignificantguidingroleincultivatingmodemhigh-qualityappliedtalents.Withthedevelopmentof the constructionindustryuniverstieshaveestablishednewmajorsininteligentconstruction，whicharecharacteredbyultidisciplinarycrosoverandintegrationStudentsarerequiredtopoessabroadknowledgesystemaswellasprofoundproesional knowledgeandengineeringpracticalabilities.Thispapersummarizesthepositiveroleofsubjectcompetitionsintheexperiental teachingofinteligentconstructionmajors，constructsacomprehensivepracticaltrainingplatform，organicallyintegratessubject competitions into the process of experimental teaching，and improves the quality of talent cultivation.

Keywords：subjectcompetitions；intelligent construction；talent cultivation;practical teaching；teachingreform

隨著行業(yè)的發(fā)展和需求，國內各大高校紛紛設立了智能建造新專業(yè)。智能建造作為新興專業(yè)，其人才培養(yǎng)體系面臨著諸多挑戰(zhàn)。智能建造一個顯著的特征就是多學科交叉融合，同時要求能夠解決具體工程問題。這要求高校在專業(yè)人才培養(yǎng)的教學體系中，要有足夠寬廣的知識教育體系，也要有足夠深入的專業(yè)知識，還要有足夠強的工程實踐能力。以上的要求對傳統(tǒng)專業(yè)的育人體系提出了巨大挑戰(zhàn)，涉及教學的培養(yǎng)方案、教學大綱、教學資源、師資和教學條件的方方面面。

大學生專業(yè)競賽可提升大學生創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作和實踐能力，可作為高校提高人才培養(yǎng)質量的一環(huán)，對培養(yǎng)現(xiàn)代高素質應用人才具有重要指導意義。當前很多學科競賽會以學生為中心，給予了學生充分的選擇空間和準備時間，增強了學生主觀參與的積極性，在競賽準備中提升了學生的學習能力和應對問題的處理能力，并鍛煉了學生的綜合能力。因此很多高校也越來越注重專業(yè)競賽并制定了相關鼓勵政策，激勵教師和學生參與其中，甚至作為檢驗高校教學成果和推進大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的一項重要手段。

但是近幾年來國內外大學生各類競賽活動日益繁榮，種類繁多，目的不一，層次不一，它們既在為激發(fā)學生潛能、提升院校教學質量提供巨大機遇，又暗藏著分散學生精力、擾亂教學節(jié)奏的潛在風險，成為當今教育教學工作的一把雙刃劍，如何利用好這把利劍來趨利避害，成為當前高校教育工作者的一個課題5-。本文基于深圳大學土木與交通工程學院教學實驗中心多年來所開展實踐深耕，依托持續(xù)五年（2019—2024年）的實踐跟蹤，探討相關的經(jīng)驗，從實訓平臺整合、專業(yè)實驗與交叉學科結合、教學資源建設和制度建設等多個維度進行了創(chuàng)新改革實踐，構建一套較為有效的學科競賽與智能建造專業(yè)融合實踐教學體系。

一 學科競賽在智能建造專業(yè)實驗教學中的積極作用

（一） 調動學生專業(yè)學習的主動性

學科競賽以學生個人或團隊為主體，參與的學生對專業(yè)競賽都表現(xiàn)出極高的興趣和積極性。在參與競賽的全過程，無論是在理論基礎學習環(huán)節(jié)，還是在動手實踐環(huán)節(jié)，抑或是在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的過程中對知識的運用，學生們都展現(xiàn)出了高度的主動性。

（二）提高學生專業(yè)學習專注度和廣度

土木工程專業(yè)的基礎理論和專業(yè)課程相對枯燥乏味，傳統(tǒng)的灌輸式教學模式很難引起學生主動學習的熱情，學生往往陷入被動學習困境。與之類似，智能建造專業(yè)的課程體系具有顯著的多學科交叉特性，常常廣泛涉及多個不同的學科領域，知識跨度極大。而學科競賽通常要求綜合運用所學知識解決實際問題。鑒于此，當前教學改革的關鍵著力點之一，就是提高實踐環(huán)節(jié)在整個教學體系中的比重。如能緊密結合工程實訓，更能顯著提高學生的實踐能力。專業(yè)競賽就能提供一個很好的情景化實訓平臺，一般的競賽涉及學科知識面較為廣泛，同時考驗學生對交叉課程和交叉學科領域知識的綜合運用。因此，參與競賽的學生需要在短時間內掌握多學科領域大量知識，提高了學習的專注度和廣度。

（三）提高綜合素質能力

專業(yè)競賽既為學生提供了一個全方位的展示能力的機會，同時也全面錘煉著學生的各項技能。學生經(jīng)過高水平的專業(yè)競賽鍛煉后，加深了對專業(yè)知識的認識，提高了團隊協(xié)作能力、信息檢索能力、文字表達能力、時間管理能力、思維能力、抗壓能力和管理能力等，因此參加競賽的過程中可以培養(yǎng)學生工程隨機應變能力和動手實踐能力，對綜合素養(yǎng)的培訓有較大的促進作用。

（四） 促進教學改革

傳統(tǒng)教學往往只完成了一門課或一章節(jié)的知識點教學任務，同時缺乏激勵學習的手段和綜合能力的培養(yǎng)，忽視了對學生綜合能力的培養(yǎng)。學科專業(yè)競賽考驗的是學生理論與實踐的綜合素質，學生要完成的是一項相對綜合性的任務，需要開展一系列的分步任務活動，這給傳統(tǒng)的分散式知識點教學提供了有益的借鑒，

通過學科專業(yè)競賽，拓寬了教師視野，同時也增加了與其他高等院校相互交流切磋的機會，有助于教師了解教學水平和差距，開展教學反思，促進教師建立和完善理論與實踐結合教學模式，進而推動院校課程體系和教學體系的系統(tǒng)化建設。

學科競賽為教師提供了了解學生學習需求和教學效果的契機，有助于教師反思教學方法和教學內容，推動教學改革。同時，競賽也促進了高校與其他高校之間的交流與合作，有助于提升整體教學水平。鑒于此，在后續(xù)的教學活動規(guī)劃中，院校理應審時度勢，科學且綜合地考量適度增加實踐環(huán)節(jié)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等教學內容的比重，以更好地順應教育發(fā)展大勢，培育出更多適應時代需求的高素質人才。

二 結合學科競賽的智能建造專業(yè)實驗教學模式構建

土木與交通工程學院（簡稱“我院\"）十分重視學生的科學競賽與人才培養(yǎng)的融合，在實踐過程中參考了項自式競賽模式開展育人方式，搭建了綜合性實訓平臺。依托平臺一方面支撐了競賽活動的開展，另一方面促進了實踐教學的環(huán)境建設，而且這兩方面在有機的結合中產生了相互融合促進的良性循環(huán)，進一步提升了整體的育人環(huán)境。下面以國際大學生混凝土龍舟邀請賽為例，介紹我們的探索經(jīng)驗

國際大學生混凝土龍舟邀請賽是一項集專業(yè)性、運動性、娛樂性于一身的大學生多學科交叉競賽項目，由浙江大學于2019年發(fā)起。賽事在中國高等教育學會工程教育專業(yè)委員會、高等學校土建學科教學指導委員會指導下，由國際混凝土龍舟技術委員會組織，并獲得了美國混凝土協(xié)會（ACI）等相關著名專業(yè)組織的授權協(xié)辦。參賽主題每年有不同側重，主要的核心內容為：參賽團隊通過完成材料設計、美學與文化設計、結構設計、動力與控制系統(tǒng)設計以及模型制作等工作，制作一艘可操控的混凝土龍舟，并采用多種方式展示作品。根據(jù)比賽內容可見其對參賽學生的專業(yè)理論基礎、交叉學科知識和動手實踐能力都提出了很高的要求。

我院從2020年以來一直參與該賽事，每年都獲得較好成績，經(jīng)過多年的積累，建設了較為完善的實驗室環(huán)境條件。依托賽事和智能建造新專業(yè)育人需求，我們從專業(yè)技術應用體系和硬件平臺兩大關鍵維度扎實開展建設實施。

（一）專業(yè)實訓教學體系

1人才培養(yǎng)目標

以土木工程為基礎，以信息技術為紐帶，以機械工程和控制工程等技術為工具，融合建筑學、材料工程、工程管理等學科知識，培養(yǎng)適應未來科技進步，能力涵蓋智能規(guī)劃與設計、智能裝備與施工、智能設施與防災、智能運維與管理的復合人才。

2專業(yè)實訓教學體系

較于傳統(tǒng)土木工程專業(yè)，在原來教學環(huán)節(jié)上，強化機電和計算機技術與軟件工程相關專業(yè)關鍵專業(yè)課程知識；專業(yè)知識的融合更需要強化學生的動手實踐和創(chuàng)新能力，實驗實踐教學學分占總學分比例接近 27% 。在實驗內容設計上，側重于學生對現(xiàn)代信息技術的掌握和綜合運用，要求學生學會采用科學方法對復雜工程問題進行研究、分析與解釋，并掌握通過信息綜合分析應用得到合理有效的結論。

（二） 實驗實訓平臺建設

根據(jù)新時代專業(yè)實訓教學體系改革的推進，實驗實訓平臺面臨教學內容單一、教學時間受限、教學方法落后等問題[12-1。因此，建設也應積極開展相應配套提升，擴充交叉學科領域和先進技術設備應用內容。我們對平臺做了頂層規(guī)劃，設計思路是打造一個整合材料實驗、力學、機電控制、信號處理和大算力的多學科交叉的綜合資源開放共享基地。綜合實訓平臺，為學科競賽提供有力支撐。平臺集實踐教學、科研創(chuàng)新、競賽培訓等功能于一體，為學生提供良好的學習和實踐環(huán)境。

實訓平臺既覆蓋了土木工程專業(yè)理論知識，又包含多個交叉學科和多個任務要求，經(jīng)過對任務分解和梳理，采用模塊化設計思路，在已有實驗室基礎上拓展了機械加工模塊、物聯(lián)網(wǎng)設計模塊、程序設計模塊等功能區(qū)域。競賽的實訓工作室和新建智能建造專業(yè)存在專業(yè)相關的基礎，因此，競賽用的實訓室各功能模塊都適用于專業(yè)教學（圖1）。專業(yè)競賽更像一個完整的項目在實施，實驗室在項目開展的整個過程會響應和解決各種各樣的問題，這樣，學科賽事在實驗室的建設中起到了良好的助推作用。

三 以賽促教的改革

根據(jù)《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》以及“工程教育專業(yè)認證成果導向（OBE）基本理念\"要求，結合專業(yè)競賽驅動要素，鼓勵課程融人項自式教學方法，充實專業(yè)課程教學內容。在實際操作中，通過學科競賽、實踐教學與教學改革三要素有機融合（圖2），構建以賽促教的教改模式，進一步優(yōu)化教育管理制度、教學機制、實踐內容和教學方法，達到激勵學生自主學習和強化工程實踐與創(chuàng)新能力。

（一）建立健全鼓勵專業(yè)競賽制度

為培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新精神和實踐能力，充分調動廣大師生參加各類學科競賽的積極性、主動性和創(chuàng)造性，規(guī)范競賽管理，發(fā)揮學科競賽在學校人才培養(yǎng)中的作用，結合學院的實際，逐步健全制度機制。如我院根據(jù)競賽歷史、舉辦規(guī)模、影響力等因素建立了優(yōu)秀競賽項目分級清單，并納入學生評獎、研究生推免和教師績效評定等量化考慮指標，鼓勵和肯定師生參與高質量競賽。

（二）建立\"以賽促學、以賽固學\"的教學實踐機制

鼓勵和組織學生參加各等級的專業(yè)技能競賽，提高學生的實戰(zhàn)操作和綜合運用能力。學生參與各等級專業(yè)學科競賽，取得了優(yōu)良的教學效果。此外，我院十分重視競賽環(huán)境的營造，通過給予鼓勵政策和充足的資源支持，推動各教研組在校內策劃組織各類技能及創(chuàng)新競賽，這些競賽活動緊密圍繞專業(yè)教學大綱，重視和拓展知識要點，為學生提供一個自我提升平臺，促進學生知識點學習與應用能力協(xié)調發(fā)展。

（三）與時俱進促課程內容更新

專業(yè)競賽能較好地銜接好經(jīng)典理論知識和行業(yè)前沿技術的應用，通過競賽的帶動，需要用到新設備、新技術和新實驗方法，打破了傳統(tǒng)以驗證性為主的實驗教學環(huán)節(jié)的框架。豐富了實踐環(huán)節(jié)的內容，同時為建設教學內容提供了很好的借鑒，促使課程內容的與時俱進。鼓勵科研教學團隊依托前沿科研成果指導競賽，轉化為教學資源，將科研、競賽思維方法融入課堂講授內容，提升教學資源質量。

（四） 提高交叉學科知識點的融合

學科競賽往往要求多樣性的知識積累，要求教師加強對交叉學科知識融合教學的研究，對教學體系優(yōu)化探討。鑒于此，在實踐教學環(huán)節(jié)引入項目案例驅動的實踐教學法，并增加項目式考核內容，以主修課程為依托構建綜合性項目任務，促進學生學以致用，提升學習效果。此外，采用多樣化課堂教學模式，將項目式教學貫穿整個課程，學生需分組完成特定項目任務，中間穿插關鍵節(jié)點進度匯報，課程收尾階段開展答辯匯報。如此，既能激發(fā)學生的主觀能動性，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，又能全方位檢驗學生對知識的掌握與運用水平，有效提升教學質量。

（五）提升基礎教學條件與創(chuàng)新教學模式的融合度

依托教學實驗中心，學院建設了全天候開放的學生創(chuàng)新工作室，不僅保留了競賽時的實驗場所和設備，還持續(xù)投人資源進行優(yōu)化升級，并統(tǒng)籌協(xié)調中心下轄各專業(yè)實驗室，為其提供全方位的服務保障。因此，專業(yè)學科競賽有了固定穩(wěn)定場所。此外，通過聚徒教學、經(jīng)驗傳承、競賽文化營造和規(guī)范的管理制度構建，并給予工作室更多靈活操作空間，在滿足教學大綱要求下，豐富實踐教學內容，該工作室逐步成為促進應用型人才培養(yǎng)的重要陣地。

充分發(fā)揮校友企業(yè)、實習基地、校外導師的作用，在“產學賽”一體化上深度融合，讓企業(yè)更深入?yún)⑴c教學改革，通過組織開展前沿技術宣貫、項目指導等活動，讓學生對實際工程有了具象化認識，了解到行業(yè)的技術痛點問題。結合賽題任務，組織師生開展多維度、多方向的交流討論、思想碰撞，達到學生創(chuàng)造性思維的激發(fā)和運用。

四 結束語

經(jīng)過長期實踐與沉淀，我院將學科競賽深人融人教學體系中，初步形成了一套行之有效、獨具特色的人才培養(yǎng)教學模式。近年來，我院學生頻繁亮相于各類高級別的專業(yè)學科競賽，學子們憑借扎實的專業(yè)功底和出色的創(chuàng)新能力，屢獲佳績。近年來，獲得了數(shù)十項高水平的專業(yè)學科競賽獎項，包括在極具影響力的中國國際“互聯(lián)網(wǎng) + ”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽榮獲金獎，在全國大學生結構設計競賽奪得一等獎，以及在國際大學生混凝土龍舟邀請賽摘得特等獎等等，都展現(xiàn)出了這一教學實踐機制所帶來的優(yōu)良教學成效。在此過程中，實驗教學和學科競賽的良性循環(huán)得到進一步鞏固，二者相輔相成，協(xié)同發(fā)展，教學團隊也先后獲得校級和省級教學成果獎，在對學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上形成了自身的特色。

運用好學科競賽可以很好促進學生綜合素養(yǎng)和專業(yè)教學建設，一方面，在實踐教學環(huán)節(jié)中實現(xiàn)了多元要素融合，極大地拓寬了實踐教學環(huán)節(jié)的廣度與深度；另一方面，推動高校傳統(tǒng)專業(yè)突破瓶頸與前沿技術接軌，培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高質量人才。

參考文獻：

[1]丁烈云.智能建造創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)的思考[J].高等工程教育研究，2019（5）：1-4，29.

[2]吳巖.新工科：高等工程教育的未來——對高等教育未來的戰(zhàn)略思考[J].高等工程教育研究，2018，66（6）：1-3.

[3]湯佳樂，程放，黃春輝，等.素質教育模式下大學生實踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]實驗室研究與探索，2013，32（1）：88-89，135.

[4]韓偉，段海峰，江麗珍，等.新工科背景下高校工程訓練中心的建設與管理[J]實驗技術與管理，2020，37（7）：238-242.

[5]周猛飛，蔡亦軍，劉華彥，等.基于競賽驅動的項目式教學模式探索與實踐[J].控制工程，2020，27（4）：620-623.

[6]程濤.結構模型競賽與土木工程應用型人才的培養(yǎng)[J實驗技術與管理，2010，27（5）：133-136，139.

[7]苑苗苗，魏德敏，葉作楷.依托結構模型設計競賽談土木工程專業(yè)應用型人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].高教學刊，2016（5）：11-13.

[8]姚圣卓，王傳濤，金濤濤.新工科人才培養(yǎng)視域下高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐平臺建設研究[J].教育與職業(yè)，2022（10）：70-75.

[9]王宇靜，曹海敏.新形勢下學科競賽驅動的高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式——以工程管理專業(yè)為例[J].教育理論與實踐，2021，41（18）：13-15.

[10]王威，張世星，張輝，等.學科競賽引領下網(wǎng)絡安全與執(zhí)法專業(yè)教學改革與實踐[J]教育理論與實踐，2022，42（12）：54-56.

[11]王進，趙春魚，朱琦，等.高校機器人競賽指數(shù)設計、建模與分析[J].高等工程教育研究，2022（5）：157-163.

[12]李滋陽，石宏偉，羅建強.大學生智能制造競賽育人績效影響因素分析——10項競賽的多案例研究[J高校教育管理，2021，15（6）：67-78.

[13]杜平，湯彬，張秀海，等.3D打印綜合實踐教學平臺建設[J]實驗科學與技術，2023，21（6）：146-151.

[14]李雙壽，張曉暉，胡慶夕，等.面向新工科的工程實踐與創(chuàng)新能力競賽平臺構建[J].實驗技術與管理，2023，40（1）：185-190，202.

[15]占玉林，許江輝，何畏，等.智能建造虛擬仿真實驗教學平臺建設與探索[J].實驗技術與管理，2022，39（6）：227-232

[16]胡蔓，曹利華，劉健，等.新工科背景下高校工程訓練中心建設探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2021，40（5）：154-157，196.