从当代大学生视角观察工科竞赛所能带来的教育改革新方向

吕锦铭 杨光辉 陈培豪 李子涵

（北京科技大学 北京 100083）

当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革正在加速进行，以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展，迫切需要培养造就一大批复合型、创新型的卓越工程技术人才。以大学中的工科学生为例，其培养目标是在相应的工程领域从事规划、勘探、分析、设计、施工、维护、管理等方面工作的高级工程技术人才，因此要求工科学生不仅要有扎实的学科知识，而且要求其具有在实践中灵活运用所学知识、创造性地分析和解决实际工程技术问题的能力。所以，仅仅通过课堂讲授的教育教学方式对工科学生创新能力、实践探索能力等方面进行培养显示出一定的局限性。所以，将学科竞赛作为载体对学生进行创新实践能力的培养是一种非常好的教学辅助手段。在这种模式下，可以充分将教育目的、实践指导作用、创新能力、思维开发等方面有机结合，达到培养学生的目的。[1-3]

1 学生心中工科教育现状

在长期专业课堂的观察中发现，除少数学生可以在学习与实践两者之间取得平衡，多数学生存在以下几个问题：（1）学习很认真，但从不接触实践或者竞赛活动；（2）在专业课堂上并不十分活跃、缺乏学习的积极性。对于本专业的学习也多呈现出考试前“临阵抱佛脚”的状态，却对钻研课外知识表现出极大的热情；（3）更有甚者，既没有学习热情，也不参与课外竞赛或实践。产生以上问题有多种原因，其中一个重要的原因就是缺乏实践教学环节等，能够调动学生学习积极性的环节较少，这都间接导致了学生在课堂上的消极表现。反观一些实验课程，因为有实验设备为主的教学设备加入，同时需要学生进行动手操作从而得出实验数据或实验结论，学生的积极性大大增加，学生往往表现出浓厚的探索兴趣。因此，需要用实验课和课外竞赛来填补学生在实践方面的需求。

实际上实验课和课外竞赛的情景是相似的，都旨在鼓励学生对于新事物或是与学习相关事物的自我探索和创新，因此学生能够展示出学习能力、创新能力以及对所学知识的运用能力。而这恰恰符合学校对于学生培养的方向以及社会所需要人才的趋势。因此，鼓励学科教育与课外竞赛并行的教育模式，即在课堂学习中完成对于基础理论知识的学习，而在课堂以外的竞赛中，将学科知识进行深化，提升实践能力、实际问题解决能力、创新能力等综合能力。

实验课区别于理论课堂的重要一点就是“动手参与”，而竞赛相对于实验课，又有其独有的特点，“创新”“合作”“跨学科”“造物”，因而在竞赛中，参与者自主性更高、参与度更高。

表1 为理论课、实验课和学科竞赛的对比。可以看出，竞赛的竞争力对学生的学习动力有一定的提高和督促作用。由于大学生可以借助学校公共资源（如实验室等）直接进行操作学习，更在学习平台方面拥有极大的便利性。

表1 理论课、实验课和学科竞赛的对比

2 工科竞赛类别及所培养能力

结合学生本人的经历以及理工类大学生所参加的比赛，认真分析比赛过程与比赛结果，追寻比赛过程中大学生的心态，分析不同比赛后所锻炼的不同能力，提炼出不同学科竞赛及综合能力竞赛对于学生不同能力的培养，并提出了一些该模式下应当进行的实际举措。

2.1 学科型竞赛

学科类竞赛是以某一或某几个学科为基础，要求学生通过相关学科知识解决具体问题的竞赛。部分学科型竞赛如表2所示。

学科型竞赛锻炼了学生对不同学科知识的强化，且对相关知识的领会深度提出了更高要求，同时由于竞赛的竞技属性，使得基础课和专业课的重要性和趣味性被发掘，学生对于整个大学生涯中学科知识的认识都将上升到一个新高度。此类竞赛要求：（1）要求学生自主学习、深入挖掘。不仅完成正常的课程要求，还要从更深层挖掘知识深度；（2）参与形式多为个人答题，对于自律和自我管理要求较高。

表2 部分学科型竞赛

2.2 学科综合类

学科综合类竞赛是基于实际问题、需要多专业知识综合应用来解决问题的一类竞赛模式。部分学科综合型竞赛如表3所示。

学科综合类竞赛的赛程较长，“跨学科”和“合作”特性明显，不仅深化本专业知识，且对于培养团队协作能力、打通不同学科之间壁垒、融会贯通有很好的促进作用。此类竞赛要求：（1）合理配置团队。专业知识需求的多样化，要求团队配置不能有短板；（2）明确团队分工，协同个人能力。合作的意义在于达到1+1＞2 的效果，因此协同好各部分的能力才能实现输出最大化。

表3 部分学科综合型竞赛

2.3 创新创业类竞赛

创业类竞赛是当代社会浓厚的创业氛围和乐观的经济发展现状的产物。相比学科综合能力知识，创业相关知识更为重要。鼓励学生认识商业、了解经济金融市场。为了输出更好的创业文案，团队配置则需增加文法、经管类专业成员，对于学科交叉、相互学习有积极作用。部分创新创业型竞赛如表4 所示。

此外，创新创业类竞赛对于工科学生而言，产品设计、开发方面是对专业知识的强化应用，而在这之上所加入的商科知识，则开启了工科学生对商业知识的认知，这对未能系统学习商科知识的工科学生来说，无疑是接触商业的良机，对未来的发展和对市场的认知都有不容忽视的作用。此类竞赛要求：（1）不能仅靠商科等知识，需要借助特定的商品本体。因而工科学生需在此类竞赛中进行科技商品的开发；（2）构思、设计、制作该科技商品的过程中，需要各学科综合能力。

表4 部分创新创业型竞赛

2.4 大型团队综合类

上述所说竞赛多为小团队参赛，每个学校可有多支参赛队，也有一种竞赛称之为大型团队综合竞赛，每个学校单独为其成立实验室或社团等，组建大型团队及其候补团队，周期较学科综合类竞赛更长，往往持续半年乃至一年，团队中配置各学科人才，进行统一协作，长期备赛。部分大型团队综合类竞赛如表5 所示。

表5 部分大型团队综合类竞赛

此类竞赛要求：（1）充满了对此项比赛的兴趣和热情，不然难以坚持如此长时间的备赛周期；（2）理论知识过硬。此类比赛往往是代表学校出战，筛选标准严格，零基础等同于零资格；（3）更好安排时间的能力、平衡各方面精力的能力。要求学生在备赛过程中合理安排时间，平衡好自身学业和备赛的关系，同时维持良好的身体健康状态；（4）强大的心理素质和良好的身体素质，以承受长期备赛带来的生理压力和过程中失败带来的心理压力。

3 加强课内教学与课外竞赛紧密结合

3.1 课堂设计应有所改善

高校在制定教学计划时要充分发挥学生的主动性，可以从以下三个方面进行考虑：

（1）动态调整教学计划。在教学过程中不断探索实践，逐渐在理论课中多增加一些教学实践环节，或将理论课与学科竞赛多紧密联系，激发学生的学习热情，提高课堂的教学效果。

（2）开设一些独具特色的创新型课程。如对入学的新生开设新生研讨课，针对高年级学生开设一些与新科技、新技术紧密联系的课程，激发学生好奇心、求知欲和创造欲，提高学生对本专业、本领域的了解和认可度。

（3）鼓励学生在课程学习过程中“组团”学习。例如教师在布置大作业的时候，可以引导学生分组完成，组内分工明确，团结合作，共同完成。这样的学习模式与参加学科竞赛的模式类似，可以通过学生之间的合作，发挥团队精神，共同提高教学效果。

3.2 发挥教师作用，提高团队配置

学生是竞赛的主体，但同时每一项竞赛应当配有专业的指导教师，可以起到如下作用：

（1）针对学生在竞赛中产生的学科问题进行解决。学生难免会有参赛经验不足，对往届情况了解不多的情况，在“知己知彼”的层面不如有经验的带队教师。

（2）作为学生和学校沟通的有效桥梁。学生在竞赛过程中的需求，可通过带队教师沟通而得到更好更快的解决。此外，竞赛包含“优化已有方案/产品”的目的，有优化就应有传承，因此带队教师便是承上启下的重要桥梁。

（3）有效对学生负责，规避不必要的风险。竞赛中参赛队员情绪波动不可避免，带队教师可发挥其主观能动性，落实“以人为本”，营造和谐的竞赛环境。

3.3 竞赛成果合理转化

可通过优化设计、改良方案，将竞赛产出转化为具有实用价值的产品。这对竞赛过程提出了更高要求：

（1）循序渐进，合理开展。例如可按产品等级对竞赛顺序进行调整，将初级产品的竞赛成果应用于更高层次竞赛，层层递进，最终实现成果的产品化。

（2）引导学生对竞赛成果进行总结并撰写成论文或专利。论文的撰写过程是对于竞赛过程以及竞赛所研发物品的思考，能够理清楚脉络，充分展示竞赛的成果。而专利的申请也能够开发其内核价值，增加竞赛产品的含金量。

4 结论

“学以致用”在工科学生的教育中极为重要，只学不用的教育模式无法满足社会对于工科学生的期待。把课堂教育与学科竞赛紧密结合，可以将所学理论知识运用到实际问题中去，这是当代工科教育所应当采用的教育教学方式。在这一教育过程中，学生应该作为主体，同时需要教育者、管理者不断转变教育观念，创新竞赛方式，加强过程管理，增强学生团队协作能力、学科综合能力等，才能够为社会输出高质量人才。