学科竞赛在大学生科技创新培养中的应用初探<br/>——以全国大学生智能汽车竞赛为例

学科竞赛在大学生科技创新培养中的应用初探
——以全国大学生智能汽车竞赛为例

2020-07-12于春蕾包赢超

科技视界 2020年20期

殷帅于春蕾田婷包赢超

0 前言

综观当今世界，经济、社会发展离不开人才资源，人才资源一直被认为是最宝贵、最重要的战略资源，是决定一个国家和民族兴衰的关键[1]。学者叶忠海[2]曾指出：“人才是那些在各种社会实践活动中，具有一定专门知识、较高的技术和能力，能够以自己的创造性劳动，对认识、改造自然和社会，对人类进步做出了某种较大贡献的人”。新世纪，人们对人才的认识大致渐趋一致，认为人才是具有一定专业知识或专门技能并以其创造性劳动为社会发展与人类进步作出贡献的人。

高等学校是科技创新人才的培养基地。高校在开展创新教育时[3-4]，应注重渠道、方法的多样性，大学生科技竞赛作为锻炼大学生创新能力、实践能力的一个重要方法，成为创新教育不可或缺的环节。2008年，在教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中，全国大学生智能汽车竞赛被列入其中。

1 学科竞赛的主要功能与作用

学科竞赛主要以学生所在学科为背景，针对当前热点研究问题，开展一系列源于专业，又高于专业的竞技类科技活动。

1.1 促进学生专业知识应用，强调动手能力

学科竞赛不同于传统的课堂教学，它是以培养学生的自主知识学习能力，强调学生的个性化培养，实现学生独立思维能力的启发为目标。学科竞赛要求学生能够综合运用所学知识，解决设计中遇到的各类专业知识、工程以及动手实践等问题，并在决问题的过程中掌握知识。同时，通过学科竞赛活动，学生可以开阔专业视野，提升专业知识，并且在比赛的过程中锤炼学生坚毅的品格和过硬的心理素质。目前，枣庄学院机电工程学院每年参加的各类竞赛有：全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生电子设计竞赛、全国大学生智能汽车竞赛等。

1.2 学科竞赛是对专业知识的升华

学科竞赛选题大都以专业知识为背景，如智能汽车竞赛，该竞赛涵盖了从控制科学到机械科学各类知识，参赛是对所学知识的一次全面梳理再掌握的过程，是知识的再升华过程。

学科竞赛作为大学创新创业平台必修科目融合了课内、课外、教学实践等必要环节，通过学生自主设计、完成参赛作品，可以有效锻炼并培养学生的创新精神、实践能力、团队协作能力、应急问题解决能力，完成理论知识与实践应用的结合。大学生通过参加各类竞赛，可有效地将所学知识运用到要解决的实际问题中，通过分析设计需求，提出自身新颖独特的设计思路来合理地解决问题。

2 全国大学生智能汽车竞赛

全国大学生智能汽车竞赛是一个集科技性、创意性、趣味性于一体的探索性工程实践活动。该竞赛涉及学科广，涵盖了传感技术、模式识别、信号处理、自动控制、车辆工程、电气、电子技术等多学科的创意性竞赛，内容包括理论设计与分析、整车性能调试、现场参赛环节。通过学生的自主设计调试，可以激发大学生科学研究与探索的潜能，提高基本工程开发能力，培养大学生的创新能力以及科学研究能力[5]。

参赛过程中，参赛同学在智能车设计、制作、调试、完赛的过程不断发现新问题，尝试各种专业知识解决问题，从而锻炼了学生的动手能力和解决问题能力，提高了学生的创新能力。因此，该类高水平学科竞赛对培养“具有创新能力的新时代大学生”具有重要现实价值。我校从2006年正式参加全国大学生智能汽车竞赛，获得全国二等奖两项，省一等、二等奖数项，培养了一批具备基本工程素养、具有一定创新能力参赛队员。作为指导教师，在比赛准备和参赛的过程中能深切体会到该项竞赛对学生的创新能力、实践能力、工程素养的培育价值。

3 智能车大赛促进大学生创新能力培养

入职以来，笔者一直从事全国大学生智能汽车竞赛指导教师，作为一个以培养创新性具有实践能力人才的大赛，在指导的过程中，结合参加竞赛选手竞赛过程遇到的问题，该竞赛对大学生创新能力的培养有以下感悟。

（1）全国大学生智能汽车大赛是综合多个学科、多门知识的一个竞赛，对大学生知识的综合掌握的考验。

虽然全国大学生智能汽车竞赛常规组每年车模硬件基本一样，但各个队伍之间成绩相差较大，决定每一队伍成绩优劣的不仅仅是程序调试水平，还与路径识别算法优劣、特征元素处理算法、整车调教等有很大关系。因此，需要大学生综合运用多门知识，如在摄像头、内倾角调教、左右轮电机差速调教等，要结合汽车理论相关知识进行组装调试。在软件上，现有车模采用的单片机并不是针对数字图像处理开发，因此需要在提高响应速度的基础上更好的优化识别赛道路径，保证整套系统的可靠性。

（2）全国大学生智能汽车竞赛是一全方位知识能力与应用能力的锻炼。

全国大学生智能汽车竞赛是科技创意性制作类竞赛，是一种具有很强探索性的工程实践类竞赛，涉及的专业知识广，融合了多个学科，体现了综合设计能力。对于机电学院的学生，我校参赛队员在传感技术、模式识别技术等方面稍有欠缺，是一个探索学习的过程。在模型车设计方面，赛车装配过程中需要综合考虑车身部件的装配布局和重心偏移问题；针对电动机驱动的问题，如何为例获得更加理想的驱动效果，合理的选择场效应管或驱动芯片来减少热量，也是参赛队员必须要解决的问题。为了完成比赛，学生需要面对各种困难，敢于挑战困难，自学相关学科知识，不断调整和优化整车性能参数，最终完成这场复杂、全方位的竞赛。在参加、制造、调试、竞赛的过程中，真正锻炼了学生的综合设计能力、问题分析能力和解决问题的能力，培养了学生创新实践能力。

（3）全国大学生智能汽车竞赛需要团队协作，培养学生的团队精神和协作能力。

参加竞赛的队伍一般由3 名学生组成，3 名同学可以软硬分工，也可软硬结合，但调试必须在3 人一起的基础上实现，调试的目标是让车跑得更快、更稳，一辆跑的好的车一定是不断调试出来的，但在调试过程一定会遇到各种意想不到的问题，只有团队协作、老师指导，才能少走弯路，更快的制作出一辆“好车”。在团队协作过程中，团队成员之间、团队成员与老师的交流不断得到提升，参数队员的团队精神和协作能力得到了较好的培养。