基于科技竞赛的农业院校工科创新型人才培养：价值、问题与对策

汪小旵，肖茂华，张军晖，章永年

(南京农业大学，江苏 南京 210031)

高水平人才培养是高校教学的根本目的。目前高校人才缺乏创新精神和实践能力的问题愈发突出，现有以理论为主的课堂教学模式已经不能适应新时代创新性教学的形势。因此，必须探索出一条与实践相结合人才培养新路径。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》指出：“鼓励本科生投入科研工作，在创新实践中培养他们的探索兴趣和科学精神。”[1]在这一纲要的引领下，各高校积极开展相关工作，鼓励引导本科生参加科研工作。首先，组织学生参加科技竞赛是各工科高校培养本科生创新思维、提高创新能力的重要途径。其次，参加课外创新竞赛，不仅锻炼了学生自主学习、团队协作的能力，也培养了学生直面困难的勇气和不怕失败的精神。最后，大学生参加科技竞赛，可以提高多学科交叉的创新创业能力，是促进大学生就业的重要途径之一。

现今，众多高校都采取一些措施和方案支持学生参与课外科技竞赛，但是从结果来看，效果不佳[2]。因此，依托大学生科技竞赛来完善农业院校工科创新型人才的培养模式就显得十分迫切[3]。本文从南京农业大学课外科技竞赛调查问卷出发，从实证的角度探索农业院校工科创新型人才培养方案与相关措施，从而提升本科生的创新精神与实践能力。

一、 科技竞赛在工科创新型人才培养中的价值

(一) 培养学生创新精神与创新能力

伴随着科技竞赛数量的大幅增加，科技竞赛的覆盖面更为广泛；竞赛的主题也由原来固定式命题向解决工程实际中遇到的问题转变，呈现多元化的发展趋势。例如全国大学生数学建模、全国大学生电子设计大赛、全国三维数字化创新设计大赛等，无论是哪种主题的竞赛，它们都非常强调应用性，学生需集思广益，转变传统思维方式，采用新技术、新方法。学生在竞赛过程应充分激发创新思维、提高知识综合运用能力，不断进行创新设计。

(二) 自主学习能力得到提升

学生在专业课学习的同时，通过参与科技竞赛的方式，进一步探索实际设计与应用过程中遇到的各种难题。鉴于目前科技竞赛内容的深度和广度，学生需要通过各种方式、途径去解决这些问题，需要实时分析问题、提出想法、构建整体思路、设计产品以及制作成品。通过系统化的竞赛模式，培养学生处理问题的能力以及自主学习的能力，同时对于提升学生综合素质、激发创新热情也有着一定的积极作用。

(三) 实现学生自我价值与培养团队精神

科技竞赛具有科技性、实践性以及探索性的特点[4]。现今，科技竞赛的主题贴近经济社会，具有真实性与实用性特点。需要学生结合多方因素，发挥探索创新精神。科技竞赛不仅是个人能力的考场，更是团队合作的舞台。科技竞赛一般是以团队的形式参赛，个人与团队的沟通协调是重要的环节。同时，参赛过程往往需要经历好几个月，是一个漫长的过程，这对学生个人意志以及心理素质的提升有积极作用。从而使得学生在比赛的过程中既获得了成就感又增强了团队协作的能力。

二、 工科学生科技竞赛参与情况的问卷调查结果分析

此次问卷调查的目的是为了找出目前南京农业大学工学院科技竞赛中存在的一些问题，对学院现有的科技竞赛人才培养模式进行优化。本次问卷选取南京农业大学工学院全日制本科生和教师为调查对象，从学生参赛动机、参赛类型以及参赛遇到的困难等方面展开调研。此次调查问卷采用选择题和填空题的形式，所有问题均无标准答案，采用线上不记名自填式和线下访问调查式的调查法，要求被调查者根据自身实际情况进行作答。

此次问卷调查发放问卷200份，其中100份面向工学院大四保研和考研的学生，100份面向学校教师。回收有效问卷175份，其中96份来自学生，79份来自教师，问卷有效率为87.5%。问卷调查的数据运用EXCEL软件进行前期输入与处理，利用SPSS软件进行进一步研究，并采用数据统计和交叉分析两种方法对问卷结果进行分析。问卷调查结果分析如下：

(一) 学生参与竞赛的动机

根据学生问卷调查结果统计，有64.59% 的学生表示有过竞赛经历，有35.41% 的学生表示从未参加竞赛。有过参赛经历的学生中有72.58%的人表示是为了获得评奖评优加分或是保研需要，19.35% 的学生表示为了获得知识，提高个人能力，仅有8.06%的学生表示是出于兴趣。学校以评奖保研加分的政策鼓励学生积极参加课外科技创新竞赛，从参加竞赛的人数比例以及参加竞赛的原因动机来看，加分政策确实起到了促进作用，但也致使学生参加竞赛的功利性倾向愈发严重。多数大学生参加课外科技创新竞赛，不再是为了求知求真，不再是出于兴趣热爱，而是只顾参加竞赛能给自己带来多少利益，多少加分，这与学校制定加分政策的初衷和本科生培养目标相偏离。不少教师也反映当前学生参加竞赛的功利性较重。对于容易获取加分的竞赛，如数学竞赛，报名人数往往超过百人，而对于较难获得加分的竞赛，如智能农业装备大赛、大学生电子设计大赛等，通常仅数十人报名。

(二) 学生参与竞赛的能力基础

在各类校内外科技竞赛中，分为实物竞赛(包括机构创新设计、电子设计等赛事)与非实物竞赛(包括数学建模、工业设计等赛事)，通常情况下实物竞赛更加考验本科生的动手实践能力以及创新思维，体现的是一个学生的综合素质水平。

在本次调查学生问卷的“你更倾向于参加实物类/非实物类哪一类竞赛”一题中，选择“非实物类竞赛”选项的占比最大，达到61.17%，而选择“实物类竞赛”的学生人数仅占38.83%。但目前学校所认可的竞赛中，“非实物类竞赛”数目仅占36.7%，相比之下，“实物类竞赛”数目占比却达到了63.3%。

在“本次学生参加实物类竞赛存在的问题”调查中(教师问卷)中，选择“知识储备不完善，需要多学知识”选项的教师占比最大，达到了68.35%；“动手能力差”是第二个主要影响因素，占到了60.76%；“缺乏实验室硬件支持”也达到了54.43%；“遇到困难没有足够的耐心和恒心解决”是另一个重要选项，达到了39.24%；仅有15.19%的教师选择了“信息渠道不通畅，不能及时了解项目信息”这一选项。

通过学生与教师问卷统计分析(如表1、表2)，可以看出“动手能力不足”“知识储备不足”“动手能力差”以及“缺乏创意想法”等反映出学生综合素质水平较低，这是影响学生参加实物类竞赛的主要原因。

(三) 学生参与竞赛的条件支持情况

由于本科生处在科研初始阶段，开启科研道路困难，更加需要教师的指导。指导教师在科技竞赛过程中的专程辅导是必不可少的。

通过表1与表2可以看出学生参加实物科技竞赛的另一个阻碍因素是“缺乏指导教师”。

表1 不参加实物类竞赛的原因(学生问卷)

表2 参加实物类竞赛的困难(学生问卷)

缺乏实验室硬件条件是普遍认同的参加实物类竞赛的困难之一，在问卷调查分析中有部分学生认为这是影响他们参加实物竞赛的主要原因。此外，通过问卷调查分析可知有少数教师认为有关科技竞赛的信息渠道不通畅，不能及时了解科技竞赛项目的相关信息。

三、 工科学生参与科技竞赛存在的问题分析

综合问卷分析的结果，可以发现所调查农业院校学生参与科技竞赛主要存在的问题有以下几个：学生参赛的初衷与人才培养目标相背离；学生综合素质水平较低；指导教师在科技竞赛中的定位不够明确；科研平台资源缺乏以及利用率低。

(一) 学生参赛的目的与人才培养目标相背离

开展科技竞赛是为了提升学生的综合素质水平，但是目前大部分学生参加科技竞赛的动机是为了评奖评优增加保研机会，参赛功利性太强。

(二) 学生综合素质水平较低

首先，无论小规模的创新项目还是大规模的创业项目，不仅需要某一方面过硬的专业知识，而且往往需要多个领域的知识交叉。这对于本科阶段的学生来说，确实是不小的考验，大部分学生对于基础理论知识的掌握还是比较缺乏的。

其次，无论是从学生问卷还是教师问卷看，学生动手能力差都是参加实物类竞赛的一大限制。然而在对于“课程学习中理论知识比例远大于实验实践比例”的选项，选择“非常同意”或“比较同意”的学生占比高达67.3%，也就是说，有超半数的学生认为理论知识的学习时间比例过大，与实践联系太少。我们可以发现其中的矛盾之处，即实践操作很重要，但目前课程内容中对实践操作能力的培养与锻炼很少。因此，加强学生的实验实践课程教学既急切又重要。

最后，实物类竞赛往往以团队的形式参赛，完成一个项目需要全体队员目标一致，分工合作。如若没有齐心协力的团队，实物作品将很难完成。因此，好的团队对于参加实物类竞赛也十分重要。

(三) 指导教师在科技竞赛中的定位不够明确

从学生问卷中可以看出“缺乏指导教师”是阻碍他们参与科研项目的因素之一。

近年来，国内高校对大学生课外科技竞赛的关注度持续增加，本科生科技竞赛导师制也应运而生。虽然一些高校已经设立了科技竞赛指导教师制度，但是相关指导教师在科技竞赛中的定位不够明确，通常导师们是将竞赛项目布置下去，然后交给高年级本科生或者研究生代为指导，教师在整个竞赛过程中几乎零指导，有些参赛学生在项目实施过程中与导师几乎没有互动，竞赛导师在整个科技竞赛训练中的作用得不到很好的发挥，导师形同虚设。

(四) 科研平台资源缺乏以及利用率低

在平台资源方面，缺乏实验室硬件支撑是普遍认同的参加实物类科技竞赛的困难之一。由于实验器材的缺乏，参赛学生往往需要分批等候，平均上机操作时间较少，导致影响竞赛项目的整体进度与质量。此外，还有一些大型仪器价格昂贵，操作复杂，一般只作为教学演示用。与此同时，学院还有一部分平台资源长期处于闲置状态，甚至年久失修造成资源浪费。

在平台资源软支撑方面，通过上文的调查问卷分析可知，学院在本科生科技竞赛项目信息发布宣传方面覆盖面不高，部分教师认为信息渠道不够通畅，导致科技竞赛不能很好地组织实施。

四、 基于科技竞赛的农业院校工科创新型人才培养策略

现阶段，我国大部分高校的大学生科技竞赛项目正在逐步增加，例如“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、中国大学生方程式汽车大赛(FSC)以及中国大学生ICAN物联网创新创业大赛等科研竞赛项目。无论哪种科技竞赛都要求学生有一定的创新思维与动手能力，需要高校在软硬件上予以支持。

通过问卷调查分析，可以看出南京农业大学工学院工科创新型人才培养模式亟待完善。在融入科技竞赛元素的同时，需要对目前学生竞赛中存在的问题加以解决，以达到提升本科生创新精神与实践能力的目的。

(一) 基于科技竞赛的农业院校工科创新人才培养模式构建

1. 科技竞赛实践化教学模式

根据教育部、省教育厅以及学校举办的相关科技竞赛项目，依托实验教学基地，开展实践化竞赛教学模式。首先，实施指导教师+企业专家的“双导师”模式，对参赛学生实施竞赛项目过程精细化指导，从实际生产和理论设计角度出发，提升科技竞赛的整体实用价值。其次，创新项目选育委员会依据科技竞赛的项目要求分析其实际应用价值，选拔优秀的作品参与创新实践竞赛，并且邀请相关技术人员、商业团队对优秀竞赛项目在技术发展方面提供全方位的服务。最后，由专家评估委员会对优秀竞赛项目实行校企联合专项培养，利用企业与学校专家进行“一对一”“面对面”指导与资金支持(如图1所示)。

2. 创新实践教育立体化课程模式

理论教学中嵌入实践微课，实现理论实践的融合[5]。依托科技竞赛项目，设置创新实践新理论课程模块。在原有的教学培养方案的基础上，改革现有课程教学内容，提升学生的创新思维和实践能力，发掘学生的创新潜力。实施从专业知识课程到多学科交叉课程再到融合竞赛成果的立体化课程模式。专业知识课程是以科研基础训练、机构创新设计实践、机电一体化课程实践等为主线；多学科交叉课程是以互联网、物联网、农业大数据等为基础；竞赛成果是集中展示以往参赛学生所完成的创新产品为重点(如图2所示)。通过三个方面环环相连、相互促进，从本质上提升学生综合素质水平。

3. 创新人才培养的全面化考评机制

“评价体系关乎现代高校创新创业教育的质量和成败，要围绕创新创业教育导向性、实用性，明确创新创业教育的目标和定位，全面树立评价体系的构建因素”[6]。因此，要弱化学生参赛的功利性最根本就是要依托科技竞赛，完善现有教育教学考评机制。以“专业知识”和“科技竞赛”考评机制为基础，实施“根本—前提—补充”的教育教学考评机制全面化模式。其中：根本是指以专业知识水平为主线；前提是指全面发展，培养高素质水平本科生；补充是指科技竞赛成果为补充，纳入考评体系中(如图3所示)。对于科技竞赛成绩的评价，不能过分强调成绩，要考虑参赛作品的实际价值，以及给学生带来的实质性作用，正确构建“赛”与“学”的辩证关系，从根本上建立“以赛促教”的运行机制，使得本科生参赛初衷与培养目标对应起来。

(二) 提升学生科技竞赛参与质量的策略

目前，基于南京农业大学工学院工科人才培养目标，针对科技竞赛中存在的一些问题，提出以下具体措施以完善工科创新型人才培养模式。

1. 树立正确的参赛动机

首先，模拟组建科技竞赛参赛团队，通过科技竞赛相关知识竞答比赛，增强学生团队荣誉感与责任感。减少学生功利性对科技竞赛的影响，学生正确的参赛动机是非常重要的，这是一个好的开始。要让学生更加重视学习活动，满足学生的好奇心，提升他们的自信心、责任感与学习兴趣，从而使引导其正确的参赛动机。

其次，通过课堂上讲授学科前沿、学科导论等科技前沿理论知识，课堂外开展优秀学生座谈会、举办相关竞赛成果展等方式，增强学生参与创新竞赛的意识，激发学生动手创新的激情。在学校组织每一次科技竞赛前，线上通过官方微博微信等渠道进行宣传动员；线下通过辅导员、导师开展赛前动员、相关疑点解惑讨论等方式给每一个学生明确的赛事信息。科技竞赛实施过程中，依靠竞赛指导教师在技术问题上的答疑解惑，有序推进竞赛进行。每一项赛事结束后举办赛事总结大会，通过学生们竞赛成果的展示，分析自身的优势与不足，这样可以起到很好的教育作用，营造良好的科技创新氛围。

最后，定期邀请企业专家进校开展讲座，通过企业内部创新实例的讲解，向学生传递创新精神与创新意识在未来毕业后进入工作环境中的重要性。通过与学生的互动，激发学生的创新热情。

2. 构建系统的科技竞赛管理制度

从教师问卷中可以发现有15.19%的教师认为“信息渠道不通畅，不能及时了解项目信息”是阻碍学生参加科技竞赛的一大原因之一。针对这些问题，学院通过采用项目化管理模式，打造三级科技竞赛管理组织体系：一级体系由学院学生工作副书记、团委书记等领导组成，主要负责统筹学生科技竞赛工作全局，定期开展相关研讨会，组织竞赛活动并全程负责赛事进程。二级体系由学院科技竞赛指导教师组成，主要负责具体实施部分，赛前课题分析，竞赛过程专业技术指导以及赛后总结分析，为学生开展科技竞赛“保驾护航”。三级体系由学生会等学生组织组成，主要负责赛事活动策划宣传，组织举办以及科技竞赛成果公布展示等工作。通过三级管理体系工作的展开，各司其职，有效地推动科技竞赛顺利进行，减少甚至消除因外在因素导致学生参赛受阻的情况。

3. 打造科技竞赛参与团队

在指导教师层面，在不参加实物科技竞赛的原因中“缺乏指导教师”高居第二位；在参加实物科技竞赛困难中“缺乏指导教师”位居第四，因此可以看出，指导教师是学生参加各类科技竞赛的重要保障条件[7]。实物与非实物类竞赛指导教师团队，应由在不同的领域拥有丰富的知识、实践能力强以及富有责任心的教师组成，以此构建多方位、立体化的教师团队。在每一个竞赛项目实施前，根据竞赛类型抽选优秀教师组成竞赛项目专业指导教师团队，在实施前、进行中以及成果展示过程中给予全方位的指导。构建竞赛项目线上讨论区，由相关方面指导教师轮流值班回复学生在项目竞赛过程中遇到的各种疑难问题。指导教师团队的构建，对于科技竞赛的顺利开展意义重大，学生的创新实践能力与教师的带队能力在此过程中都各自得到了提升。

在参赛学生团队层面，本文调查分析得出学生能力不足是阻碍大学生参加科技竞赛的主要因素，“动手能力不足”“知识储备不足”“缺乏创意想法”三个阻碍因素都是由于学生自身能力不足引起的。综合来看，学生能力的提升迫在眉睫。大学生的个人能力水平高低不等，科技竞赛的本意是提升学生的创新精神与实践能力，但是这些能力的提升是需要通过一定的时间来实现。为此需要根据学生的个人能力建立一个梯队式人才库[8]。该梯队式人才库从学生刚进校门就应该筹划，这样可以使学生及早掌握一些科技竞赛方面的基本知识，等到大二、大三就会对科技竞赛有了一定的熟悉，创新精神、实践动手能力以及技术水平都有了不少的提升，从而在科技竞赛过程中更加得心应手。另外，学生们需要组建科技竞赛参赛团队，参赛团队队长经过教师举荐再通过组员们的无记名投票选出，通过选举队长增加参赛学生团队的凝聚力，学生团队中能力强的学生帮助辅导能力差的学生，促进每一个参赛队员能力的均衡发展，从而不断提升参赛学生的集体荣誉感，激发创新热情。

4. 提供科研平台支持

实验室硬件支持就像学生科技竞赛这艘前行列车的轮毂，起到支撑作用。“缺乏实验室硬件支撑”是除“学生自身能力不足”之外影响最大的阻碍学生参加科技竞赛的原因。创建大学生开放实验平台[9]，学生在遵守《实验室安全管理条例》的情况下，在网上预约后通过刷个人校园卡进入开放实验室进行动手实践。学生在指导老师的引导下，组建创新小团队，在实验室进行项目创新实践工作。实验室提供多种实验设备，可供学生使用。定期开展实验室开放日活动，邀请学生参观实验室，教师通过为竞赛学生讲解参赛装置以及技术，让更多的学生了解科技竞赛的魅力，将还在犹豫的学生拉入到科技竞赛的大团队中来，增加参赛学生的数量。在实验室开放期间，学校方面通过视频监控和网格化管理等手段，为大学生的人身安全提供了一个坚实的护盾，让学生在安全的环境中尽情发挥创新激情。

学院为培养大学生创新意识和创业能力，支持创业条件成熟的学生开展创业实践，成立了 “创意创新创业空间”，即“三创”空间，面向全院本科生遴选优秀创业项目入驻进行孵化。“三创”空间的成立，为学生提供了良好的创新创业的实践平台，学生可以把理论用于实践，可以把专业技术转化为应用能力[10]。南京农业大学工学院“三创”空间平台占地面积1000平方米，自建成以来先后共有17个创新团队入驻，承担省级以上项目18项，校级项目174项，共有812名学生参加，省级以上项目年均获表彰700人左右。学院每年投入资金100万左右用于大学生创新、创业、创意能力的培养。通过“三创”空间平台的搭建，弥补了学生在创业能力方面不足的窘境，使得农业院校工科人才均衡、全面地发展。

5. 重视科技竞赛成果转化

要充分利用学生们科技竞赛成果，每个科技竞赛的成果都是学生智慧的结晶。农业院校工科专业要对参加科技竞赛的作品尤其是获奖作品进行分析分类，开发出与农业院校工科专业更加契合的竞赛项目，从而服务农业院校工科专业建设，将竞赛成果最大化。建立科技竞赛成果转化机制，对课外科技竞赛的持续开展有一定的帮助作用。

6. 健全人才培养评价体系

为了有效地提高学生的创新思维能力、实践动手能力以及专业知识应用能力，培养出农业院校工科创新型人才，南京农业大学工学院采取了企业专家、优秀学生以及指导教师综合评价体系。企业专家注重对学生在科技竞赛实施过程中实践动手能力的评价；优秀学生结合自身的科技竞赛实践以及用“过来人”的视角去评价学生在参赛过程中的种种表现；指导教师通过面试、答辩等方式多方位、多角度评价学生的参与竞赛的成果，及时反馈信息，以便于创新型人才培养的持续改进。

结语

大学生课外科技竞赛的工作思路，是将教师与学生很好地融合起来，组建科学化科技竞赛组织管理体系，构建专业化教师与学生团队，搭建系统化实践平台，积极营造良好的创新氛围，促使农业院校工科专业学生自觉融入科技竞赛的创新平台中去。在参赛的过程中体会创新与学习的乐趣，享受这一过程，减少甚至消除参赛功利性，培养学生的创新精神与实践能力，形成自身优势，实现“以赛促教”的学生能力培养模式改革的目标。