“互联网+”背景下大学生科技竞赛培养策略探析

2018-06-11刘战合田秋丽王晓璐

长沙航空职业技术学院学报 2018年2期

刘战合，田秋丽，王菁，王晓璐，赵辉

（1. 郑州航空工业管理学院航空工程学院，河南郑州 450046；2. 郑州航空工业管理学院经贸学院，河南郑州 450046）

截至目前，大学生竞赛样目繁多，层次不同，几乎形成了不同行业、不同学科、不同方向均存在竞赛的情况[1,2]。在当前“互联网+”背景形势下，新思想、新概念层出不穷，尤其对现代大学，以面向科技、管理、人文、竞技等方向的大学生竞赛均得到快速普及与提升[3,4]。

大学科技竞赛对学生科学思想的建立、培养、锻炼以及完善有重要影响意义。以培养学生自我学习、自我实践、自我管理为目标，从而使学生在过程中学习，学习中实践，实践中管理[5,6]。为提高大学生科技竞赛的影响和贯彻，郑州航空工业管理学院已将中国“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛[2]、全国大学生数学建模竞赛、全国大学生电子设计竞赛和全国大学生机械创新设计大赛等赛事列为“五大”赛事，在本校学生学习和评奖上适当倾斜，以鼓励学生积极参与以上竞赛或其他相关竞赛，改善和培养学生的科研兴趣，营造科研学习氛围。

以大学生科技竞赛为依托，重在讨论“互联网+”背景下大学生科技竞赛的过程中关键问题的处理。大学生科技竞赛一些是团队参与，一些是个人参与，从“五大”赛事情况来看，大多是团队竞赛，本文将主要讨论面向科技竞赛的团队情况，研究竞赛培养过程中的关键策略。

一、科技竞赛团队组建和目标确立

（一）团队组建

对如郑州航空工业管理学院研究生体系尚不完善的本科类院校，以本科生为主体组建科技团队，存在周期短、研究时间少、人员薄弱、学生了解不深入等问题。一般的，组建以本科生为主题的科技团队，首先需要从长远角度出发，在大一新生里择优选择，以兴趣培养为前提，最好兼顾相关科技研究的动手经验；其次是必须要有团队合作精神，服从科研工作安排，并具有勤奋努力的潜质；其三，大学阶段是再学习的过程，课程学习是核心任务，因此，需要客观考虑学生的综合学习能力，不可出现因为科技竞赛耽误正常学习的可能。团队人员的发现可通过专业导论、认识实践、平常竞赛表现中进行初选，综合考虑个人能力和表现组建团队。

团队组建是一个漫长的磨合过程，需要组员之间相互配合、相互从事科研项目之后，才能不断提升科技团队凝聚力、科技创新能力。一般可在团队创建初期，以较小的研究议题、科技问题事先进行团队锻炼，尽早发现团队内部存在的问题，找到科技团队中潜在具有组织领导素养的学生，形成较为优化的团队结构。

当然，一个团队稳固固然好，总会存在团队合作过程中核心人员的变动现象，可能是兴趣上、性格上、科研能力上、专业学习影响上，此时，可根据实际情况，适当进行多团队之间的协调和变动，如确实是专业课程学习的影响，对该成员多沟通，以不影响其专业课程学习为目的。

一个富有竞争力的团队，一个富有科研意识的团队，一个富有凝聚力的团队才是科技团队立足之本，才是科技竞赛过程的强有力团队。

（二）团队目标

一个以竞赛和学习为目的科技团队，必然有清晰的奋斗目标，目标的确立也是团队为之奋斗的动力。目标必须结合团队实际，适当考虑团队成员实际情况，如科研基础、技术能力、动手经验、创新意识，甚至是创业意识及能力。

明确清晰的目标包含两方面内容，一是有延续性的竞赛安排，二是有延续性的科研内容。有延续性的科技竞赛安排是指，根据团队实际基础情况，从学生科技团队组建开始，在从事科技过程中，依次安排参与小范围的科技竞赛、较为专业的科技竞赛、面向全国甚至是国际的较大影响力的科技竞赛。

以小范围科技竞赛为基础，初步锻炼团队竞赛合作意识，及对科研内容的总结能力和科研思路的提炼能力，同时以小范围专业科技竞赛为基准，对科技竞赛团队进行沉淀和部分队员的淘汰，成为一个上进的团队。

小范围专业科技竞赛可以是以学校为组织单位或本学科影响力不高的竞赛，经过该类比赛的凝练后，可以形成一个有核心团队成员、核心科研目标的科技竞赛团队。同时，在比赛的同时，不断丰富科研目标，明确科研任务，细化科技指标，使每个团队成员都有阶段性和最终技术目标，阶段性任务完成后，可适时关注省部级或国家级有较大影响的专业竞赛或综合竞赛，如力学竞赛、中航工业杯、中国国际航空航天锦标赛（CADC）等，选择优秀项目参与。

最后，以“五项”大赛为目标，实际上，“五项”大赛本质上对于特定理工科来讲，能深度参与的一般就两项，即中国“互联网+”大学生创新创业大赛和其它一项科技类的国家级赛事，如“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛，这两类赛事，一般要求较高，准备时间长，尤其是科技类作品竞赛，选题难度较高不仅需要有科技延续性，也需要长达一年甚至两年的准备周期，这对本科学生来讲，是意志力的锻炼和选题方向精准性的提升。

（三）团队组建实例

由指导老师或团队核心人员（一般为团队负责人）确定研究议题或研究方向，进行前期调研、应用分析、可行性分析；依据学生情况，组建相应科技竞赛团队，通过定期讨论，把握科技进度，时刻关注团队合作意识和积极性。

以飞行器设计方向为例，团队起始阶段组建成功后，形成三支科技竞赛团队，也确定了明确的研究方向。

方向一，鉴于近年来洪灾情况的大规模发生，经过详细调研和论证，于2016年5月初步定位水上无人机方向，以航空工程学院大二本科生为主体，组建核心团队成员：任浩然、郭乐、石金祥，三人均具有较为丰富的航模设计和制作经验，成员关系稳定，团队合作意识浓厚。

方向二，区别于传统多旋翼和直升机工作原理，借鉴固定翼推力原理，拟设计一种螺旋桨直驱型单旋翼无人飞行器。以飞行器设计专业大二学生吴登宇、游泽宇、冯超超、张沛然等四名本科学生为主体，团队负责人吴登宇具有优秀的航模飞行经验和设计制作水平，成员具有长期合作潜质。

方向三，当前以多无人机集群形式出现的蜂群作战方式愈显重要，区别于传统蜂群无人机形式单一，以异类无人机为研究对象，重在实现其分布式协同控制系统。团队依托游泽宇、冯超超、李俊林、王基纯等大一、大二本科生，组建核心队伍，分工明确，其中负责人游泽宇在控制技术设计和调试方面表现优越。

二、科技竞赛团队实验室依托

大学生科技竞赛离不开依托实体，尤其是无人飞行器设计和制作方面，郑州航空工业管理学院航空工程学院已经建立了较为完善的飞行器创新实验室，并在CADC和中航工业杯比赛中屡创记录，为学校竞赛建设做出了较大贡献。

飞行器创新实验是面向全校本科生设立的开放性创新实验室，航模制作设备齐全，结合《航模制作与实践》课程的建设，目的在于提升学生的操作能力和创新能力，将课堂专业知识内容与实际工程设计制作相结合，进一步提高学生对课堂知识的理解，为学生搭建一个实现理想、提高创新意识的科技平台，是科技竞赛团队的主要制作场所。

实验室将所有参与的本科学生科学的划分为飞行器设计、飞行器控制、飞行器制作工艺等三个部门，但不全限于以上三部门，科研方向以科技团队研究内容为主，各团队间形成有效合作体系，以飞行器创新实验室为同一团队，形成高效管理方式。

三、科技竞赛团队项目融合发展

（一）水上无人机科技竞赛团队

水上无人机科技团队的发展和竞赛过程可以分为三个阶段：首先，模型初步建立和试飞，参加CADC比赛；然后，完善水上无人机，细化实际应用方向，参加“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛；最后，聚焦实际应用，提升创新创业能力，参加中国“互联网+”大学生创新创业大赛。

明确团队研究目标后，经过多次技术沟通，确定飞行器布局采用连翼式布局结合为核心、以常规式布局为补充的研究思路，经过模型验证、模型制作、陆基试飞、水上试飞等过程，创新性攻克了水上无人机的起降、设计、制作等技术难点。图1为水上无人机项目基本情况。

图1 水上无人机静态模型和水陆起降状态

陆上水上试飞成功后，该项目参加了2016年CADC飞行器挑战赛科研类比赛，获得该项赛事全国一等奖，取得了该项赛事学校最好成绩，锻炼了学生科技竞赛的参与和表达能力，科研协作和报告能力。

在CADC的基础上，经过平台应用的深入研究和发展，设计和发展其应用技术，面向污染水源水质的快速检测技术，图2为该飞行器平台拟设计和装备的水质监测系统实物图。

图2 水质采样系统

至此，该项目完成了飞行平台建设、应用平台建设等基本功能，为提升科研技术水平，同时对飞行器进行空气动力学数值模拟，同时数值模拟了升力系数、阻力系数、力矩系数等关键参数曲线，也对升阻比特性进行分析，使该项目更加趋向完善。其表面压力云图如图3所示。

图3 飞行器压力云图

项目在科研内容和应用方向定位完整后，开始参加2017年度“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛，经过精心准备与提炼，陆续获得本届学校“挑战杯”特等奖、河南省“挑战杯”特等奖，并推荐进入“挑战杯”国赛名单。

同时，河南省“挑战杯”赛事结束后，正值第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛，在学校主办方的帮助下，适应创新创业大赛流程和内容，优化团队结构，引入在比赛中有丰富路演经验的工商管理学院的王晓玉同学，项目不仅体现科技内容，同时，更注重提炼创业相关知识，如公司组建、股份划分、融资计划、发展规划等实际创业内容，使学生拓展了创新创业知识，不仅局限于科研内容体现。在团队合作努力下，一举取得河南省“一等奖”、国赛“铜奖”奖项，取得郑州航空工业管理学院零突破。同时，“互联网+”大学生创新创业大赛国赛“铜奖”成绩公布后，该项目也进入“挑战杯”国赛决赛现场，获得2017年度“挑战杯”国赛“三等奖”。

（二）螺旋桨直驱单旋翼无人机科技竞赛团队

与水上无人机团队组建逻辑基本一致，该科研技术团队，以单旋翼为核心，先后实现并攻克了单旋翼升力产生技术、单旋翼控制技术、单旋翼稳定性拟制技术等关键问题，并发展出多个不同结构的飞行模型。与传统依靠多旋翼或直升机类型不同的是，该设计方案以螺旋桨为动力，安装于主旋翼前缘或后缘，或以螺旋桨直接驱动旋翼旋转，形成旋转动力，驱动旋翼产生升力。图4为单旋翼无人机的各阶段航模制作图。