“科技竞赛”在港航专业人才培养中的作用

陈 明 杨岚彬 刘朝阳

（重庆交通大学河海学院，重庆 400047）

0 引言

第四次工业革命的到来促使着工程教育进行全方位的变革。“新工科”改革倡议是我国工程教育面对《中国制造2025》所做出的积极回应[1，2]。为了适应新工科的培养要求，各高校在政策的引领下做了诸多尝试[3]。而随着科学技术的发展，港口航道（简称“港航”）工程技术不断进步，科学与技术也要协同创新[4]。大型港航工程建设和运行面临更加复杂的自然环境和社会环境，需要运用数字化、信息化、智能控制技术，落实精细化管理措施，从而保证施工质量和工程全寿命周期的安全可靠运行。港航工程建设面临着如何提高智能化、信息化、数字化和精准化水平等一系列问题，而相关专业的人才培养则是应对这些挑战的有效战略措施。在这种背景下，该领域急需培养一批学习快、动手能力强、创新思维敏捷的新工科人才来适应未来的建设。

而采用我校目前的港航专业人才培养模式培养的学生，尚存在以下问题：

（1）创新能力不足。根据本文作者指导学生参与竞赛的经验，在选题过程中，发现大部分学生缺乏创新意识，从而造成诸多竞赛素材并非出自学生。

（2）动手能力缺乏。由于学生们长期专注于课堂上的书本知识，在制作竞赛作品模型过程中，完全依靠学生独立完成难度比较大，通常需要借助专业技术人员或者技术工人方可完成。

（3）自信不足。学生在有着一定的知识基础上，无法大胆去推测，去创造新的结构、方法和理论等。

1 新工科背景下本科教学面临的问题与挑战

新工科的内涵是[5]：以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。而在目前的本科教学中，存在这许多问题，比如学生创新动力不足，创新能力缺乏，学科融合差等。在目前的港航人才培养模式下，培养的学生往往不愿意参加一些比赛，提升自己的能力，并且对所学的专业知识无法合理运用。如在渠化工程课程设计上，一些其他学科涉及的专业知识，学生通常不会将其运用起来。

要培养新工科港航人才，需要进行一些改革，增加教学资源，更新培养方案，如在原有的培养模式下，将增加科技竞赛作为培养方案中的一项，鼓励学生积极参加科技竞赛，让其成为本科教育中必不可少的一项。

以科技竞赛为有效载体的创新人才培养方式在其他专业学科中已十分普遍，在国家政策的引领下，各高校为适应新工科的培养要求进行了改变。对港航专业人才培养的创新实践环节做出了诸多尝试，例如，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生水利创新设计大赛等学科竞赛在各高校学生群体中如火如荼地开展，极大地丰富了学生课外活动，全面培养其综合素质。学生在参与过程中学习能力得以提升、创新思维得以加强、操作能力得以发展[6]，综合素质得以提高。简而言之，科技竞赛对新工科港航专业人才的培养带来了明显的好处，更能适应今后水利、港航工程的快速发展。

2 科技竞赛在港航专业人才培养中的作用

2.1 “科技竞赛”能提高学生专业素质

在科技竞赛过程中，学生在教师的指导下开始学习查找、阅读相关文献，逐渐在这个过程中了解相关专业知识，扩展视野，了解本专业的先进领域。学生通过阅读相关文献来了解相关领域的专业知识，而阅读专业的学术文献可以保证学生们学习到更专业更准确的知识。如在2011年水利创新设计大赛中，学生完成的“适用于水位瞬时变幅的直立式码头浮式系缆装置设计”作品过程中，需要了解码头的结构型式和适用条件。设计的过程中所需的专业知识不仅来自教师的指导，还需要学生去查询资料，了解相关知识，并且在已有的知识之上进行创新，才能在创新设计大赛拿到好的名次。所以科技竞赛对于提高学生的专业素质具有明显作用。

2.2 “科技竞赛”能增加学生创新能力

新工科人才必须具备有创新能力，而这正是目前大多数本科学生所欠缺的，因为学生在本科阶段培养中学习的专业知识较为浅显，工作经验相对缺乏，往往在这种模式教育中，学生会养成一种固定思维而缺乏创新能力。而科技竞赛对创新思维是一种很好的训练，从学生们选题、分析、设计到完成作品，其中，需要多方位，多层次地思考，从哪里可以进步，从哪里可以创新、发散思维、产生新颖的思维。正如2018年水利创新设计大赛上，学生们完成“射流式按摩椅”的作品时，将射流和按摩结合了起来，考虑了现在社会颈椎疾病的高频率发生的问题，学生们创新地将所学知识给运用了起来，在合理的前提下，完成了该作品。科技竞赛本身就是一个实践性的比赛，这对创新技能和自主能力的培养有一定程度的作用，所以对于本科生而言，以科技竞赛为载体的培育模式来培养创新能力是可行的。

2.3 “科技竞赛”能提高学生综合素质

大部分科技竞赛往往是团队协作型的，学生在参与科技竞赛时，往往需要团队合作，并且不同的队员有着不同的分工，学生在参与中能够提高自己的组织能力、动手能力、专业能力等综合素质。如在2015年的水利创新设计大赛上，学生在完成“一种利用气囊节水的新型船闸”的作品过程中，在设计过程中，需要团队来完成整体设计，这需要相关的专业知识。而在完成设计后，还需制作相关的动画和PPT文档，撰写设计说明书等，这就需要动手能力强、相关技术强的人来完成；而在汇报过程中，需要口头表达能力强和思维能力强的人来完成；撰写设计说明，则需要文笔功底好的学生完成。在完成作品后，学生的动手能力、专业知识、团队合作等综合素质都得到了提升，这对新工科人才的培养有十分有效的作用。

2.4 “科技竞赛”能促进学科融合

就目前的教学而言，许多学科之间存在着相关性，但是学生们往往不会将其融合起来，且大部分学生对其他学科不甚了解，学科之间的融合不佳。但是科技竞赛可以促进学科之间的融合，如在2015年水利创新设计大赛上，学生完成“一种基于升船机的过鱼系统”的作品时，将升船机和鱼道联系起来，考虑生态原因，为鱼类设计了一个兼顾过鱼的升船机，具有较好的创新思路，而且还要考虑鱼类的习性，如何诱导鱼类进入升船机等，这不仅将本专业所学的渠化工程、水力学、工程水文学等课程联系起来，还要将本专业以外的生态环境知识、鱼类知识联系起来。由此，学生不仅强化了所学的专业知识，还将其专业外的知识联系起来。科技竞赛活动可以是跨专业甚至跨学科参与，可以促进学科的融合。从以上方面看，科技竞赛对学科融合有着显著的作用。

3 结语

对于科技水平飞速发展的今天，港航工程的建设更加专业化、信息化和智能化，这就给港航专业的人才培养提出了更好要求。目前来看，以科技竞赛为载体的培养模式培养学生是可行的，科技竞赛有助于培养学生的学习能力、动手能力、创新思维以及综合素质，这些正是港航工程人才培养所必需的。科技竞赛在港航工程人才培养中有重要的作用，各高校应该进一步开展和深化各种科技竞赛、加强各种科技竞赛合作、提升科技竞赛质量，并呼吁更多的学生参与科技竞赛，培养出新时代所需要的新工科人才。