学科竞赛对工科学生创造力的培养效能与改进策略——以某“双一流”重点建设学科高校为例

郝根彦

（太原理工大学，山西太原 030024）

1 研究背景

创新是我国现代化建设的核心动力，“十四五规划”特别强调创新在经济高质量发展中的作用。深入实施创新驱动战略是我国建设科技强国的必由之路。培养造就高水平人才队伍，特别是创新型、应用型、技能型人才的培养是实施创新驱动战略的关键。学科竞赛是大学生综合运用所学专业知识解决实际问题实现理论向实践转化的重要平台，是创新型人才培养的一种有效途径［1］。改革开放以来，我国大学生科技竞赛经历了20 世纪80 年代的萌芽期、90 年代的初兴期、21 世纪前十多年的全面发展期及2017 年以来的内涵调整期［2］。在内涵调整期，竞赛作为促进人才创造力培养的重要作用被重视和强调［3］。然而，当前对学科竞赛与大学生创造力之间的互动关系的了解仍然匮乏，且相关实证研究不足，无法为进一步改进学科竞赛的管理体系和高校创新教育提供支撑。

近年来，有关学科竞赛对大学生创造力培养的相关研究逐渐增多，已经成为高等教育领域的研究热点。在中国知网CNKI 数据库，以“学科竞赛”“科技竞赛”“创新能力”“创造力”“创业教育”为主题进行检索，结果显示，近五年相关论文的总数达到了1 107 篇。为了确保文献质量，选取其中的SCI 来源期刊、EI 来源期刊、核心期刊、CSSCI 期刊和CSCD 期刊文献作为分析对象，剔除其中的非学术性论文，最终得到75 篇文献。

从已有文献看，学科竞赛能够促进大学生创造力养成［4］，但受不同因素影响，大学生参加学科竞赛的效果存在较大差异［5］。现有研究考虑的主要因素有参赛动机、指导教师专业素质、学校创新氛围、个体创造性人格、学生科研素质、师生关系及团队情况等［6］。在参赛动机方面，学生参赛原因直接影响学生备赛行为，从而影响其自我评价，最终影响大学生创造力［7］；行为实验研究进一步表明，相比外源性动机，内源性动机对学科竞赛效果的影响更显著［8］。指导教师专业素质对创造力的影响仍不明确，有研究认为教师专业素质对学科竞赛的效果有显著促进作用［6］，也有研究表明指导教师职称对创造力的影响不显著［9］，但指导频次的促进作用显著。学校创新氛围、个体创造性人格、学生科研素质对学科竞赛效果的影响是显著的，学生在竞赛中投入的精力越多，其创造力提升的可能性也越大［10］。在团队因素上，一部分研究发现团队情况对创造力的影响不显著［6］，另一部分研究结果则表明，竞赛团队专业配比是创造力的显著影响因素［9］。

在研究方法上，问卷调查和准实验研究较为常见。问卷调查用于对大学生学科竞赛的参与情况的数据收集，并可用于对部分影响因素进行量化，如通过问卷，可以了解学生参与竞赛的动机、量化教师的指导频次等。问卷调查具有易于设计和实施的优势，但其不足在于具有一定主观性且不利于追踪研究。在本研究中，对学生参赛前后的创造力的比较需要开展准实验研究，但目前还缺乏运用这种研究方法的相关研究。

综上所述，有关学科竞赛对大学生创造力培养的研究已经取得了较为丰富的研究成果，但仍有进一步研究的空间和必要性。一是在学科竞赛效果的影响因素及作用机制上仍未形成共识，在一些关键因素上，如教师指导、团队合作等，仍存在分歧；二是在学科竞赛促进大学生创造力的实证证据支持存在不足，缺乏相关的准实验研究。为此，本研究将以学科竞赛对大学生创造力的作用机制为研究对象，结合问卷调查开展大学生学科竞赛的准实验研究，试图定量分析学科竞赛对大学生创造力的影响作用，明确各影响因素的作用强度，为改进学科竞赛的管理体系，以提升大学生创造力提供参考。

2 学科竞赛对大学生创造力的影响作用

创造力是产生新思想、发现新事物、创造新价值的能力，是人类所特有的潜能和特质，是知识、智力、能力及个性品质多重因素综合作用的结果。世界经济论坛发表的《工作的未来》一文中预测，到2020 年，创造力将位列“21 世纪十大技能”的第三名［11］。学科竞赛是在学生通过课堂学习掌握基本理论知识基础上，在课堂外以竞赛的形式来培养考察学生对专业知识的理解掌握、灵活运用和解决实际问题的能力的活动。通过竞赛，能有效激发学生对学科的深入认识探索和科研兴趣，培养创新意识、创新思维和创新技能的热情和潜能，在团队互相交流合作中迸发出创新的灵感火花，从而契合了创造力所蕴含的要素，对创造力产生影响［12-13］。

2.1 学科竞赛可以极大地提升大学生对未知事物的好奇心

好奇心是创造力的巨大源泉。对于客观事物中存在的明显失常的现象、那些不够平滑、不够顺利的环节、那些矛盾和不平衡现象，那些在常人看来容易漠视或者习以为常的问题［14］，如果能够产生强烈的兴趣，对事物的感受性特别强，并且可以抓住去推敲入微，去深入去探索，这就打开了创造力的大门。大学生在参与竞赛的过程中，需要始终保持对事物的好奇心，需要给予足够的耐心和给予极大关注，去发现、去改造、去实现，才能达到夺取桂冠的目标，而这正是创造力发挥的过程。通过参加学科竞赛，学生的求知欲和好奇心得到激发，在这个过程中，学生的观察力得到培养而逐渐敏锐，发现问题的能力逐渐增强，想象力逐渐丰富直至出现创造性想象，进而产生了颠覆性创新的冲动；同时，在好奇心的驱动下，思维的变通性提升，学生随机应变的能力增强，能将创新范式迁移到同类实践中，对抗心理定势的能力形成，功能固着出现的频次降低，打通了超常性构想的产生的障碍，创造力形成的基础得以稳固［15］。

2.2 学科竞赛有助于培育创造力所需要的个性品质

创造力与个性品质有着密切关系。创造个性品质，是在特定历史条件下形成的稳定的心理和性格。创造个性品质强调社会实践的重要性，在实践中通过创造活动逐渐形成和发展起来。学科竞赛大多是以项目团队的形式参与，从前期的竞赛主题设定、项目论证，到中期的反复实验和决策优化，到最后比赛时的成果呈现、情感表达，体验到了许多平时课堂上无法拥有的训练机会。在整个过程中，他们要经历一次次实验失败的沮丧，要承受可能最终失败的压力，也要憧憬获奖后的喜悦和对自我奖励的向往等一系列复杂的情绪表达和心理接纳。创造力是一种心理活动，它具有连续性和复杂性。人在创造过程中的体力和智力均处于高度紧张状态，从而产生创造性思维。学会合作，自信，幽默感，不随从，不拘小节，自我主见，逻辑严谨、思维缜密、推理能力强，反应灵敏、思辨严密、感情开放，正确表达自我，等等。此外，要发挥创造力，还需要有进取心和顽强毅力，要善于独立思考［16］。

2.3 科技竞赛帮助学生实现从知识到能力到创新成果的转换过程

任何创造都离不开知识，吸收巩固知识、实际操作和积累经验以及运用知识分析解决问题，是创造力的基础。以创造性思维能力为核心的智能，是智力和多种能力的综合，既包括敏锐的观察力、持久的记忆力和高度的注意力，也包括掌握和运用技巧和方法的能力等［17］。在学科竞赛中，学生利用已有的原理、定律、方法，构思、设计、制作、完成作品，这种有方向、有范围、有程序的思维方式是必要的。但同时，仅靠循规蹈矩的理论运用是不可能在竞争性比赛中胜出的。这时候，独创与变通等思维特性的重要性凸显出来，学生的求同思维与求异思维共同作用，通过类似头脑风暴式的极速联想，激发出新颖而富有创造性的观点，这种能力也被称为急骤性联想能力。急骤性联想具有无定向性，它允许个体在无约束的环境下探索未知事物。通常思维的发散与聚合是相互统一、相辅相成的。任何成功的创造性都是这两种思维整合的结果，从而完成从知识到创造的过程［18］。

3 学科竞赛影响大学生创造力的实证分析

3.1 数据收集

为了实证检验学科竞赛对工科学生创造力的影响作用，本文选取双一流学科建设高校TUT，以参加过高水平学科竞赛的本科生为调查对象，比较其参加竞赛前/后的创造力差异。具体而言，在大一或大二学年参加过“‘挑战杯’全国大学生课外科技作品竞赛”“全国大学生机械创新大赛”“中国机器人大赛”“国际水中机器人大赛”“全国大学生智能汽车竞赛”和“全国大学生电子设计竞赛”等6 项大赛的2016 级和2017 级本科生中进行随机抽样，在征得本人同意的前提下，一共有220 名大学生参与本次调查。调查过程分三次进行，第一次是在学科竞赛开始前夕，第二次是在学科竞赛结束后，第三次是在大四临近毕业之时，第一、三次调查要求参与者对相同的创造力量表进行自评，第二次调查要求参与者针对参赛的多学科团队协作和导师指导频次情况进行评价。

3.2 测量工具

关于大学生创造力的量表，本研究借鉴了Puccio 开发的FourSight 量表［19］。该量表由四个分量表组成，分别为研发力、洞察力、执行力和创意力，每个分量表5 个题项，本研究采用李克特7 级量表进行测量，其中，“1”表示非常不同意，“7”表示非常同意。此外，“多学科团队协作”的测量分有/无两种水平；“导师指导频次”的测量分为“一般”“比较频繁”和“非常频繁”三个水平。

信度分析主要是用来检验样本数据的可靠性。本文采用SPSS 23.0 对大学生参加竞赛前和参加竞赛后回收的量表分别进行信度检验，结果如表1 所示。

表1 信度检验

效度分析方法是验证样本数据是否具有有效性的重要工具，它的主要目的是检验量表设计的逻辑是否合理，是否能准确测量各个变量，本文采用SPSS 23.0 首先进行KMO 和Bartlett 球形度检验，然后进行因子分析，结果如表2 所示。

表2 探索性因子分析

从上表可知：参加竞赛前回收的数据中，研发力量表信度系数为0.912，洞察力量表信度系数为0.928，执行力量表信度系数为0.923，创意力量表信度系数为0.919，创造力总量表信度系数为0.919；参加竞赛后回收的数据中，研发力量表信度系数为0.863，洞察力量表信度系数为0.935，执行力量表信度系数为0.916，创意力量表信度系数为0.885，创造力总量表信度系数为0.934，各量表信度系数均大于0.7，因而说明研究数据信度质量良好，表明量表信度符合信度质量要求。

在进行因子分析之前，本文首先对创造力量表进行了KMO 与Bartlett 球形度检验，结果显示KMO系数为0.894，且Bartlett 球形度检验显著性系数为0.000，达到了效度标准，可知该样本数据适合做因子分析。

本文采用主成分分析对变量进行主成分提取，采用方差最大化正交旋转且提取标准为特征值大于1，得到了四个主成分因子，分别解释19.662%，19.382%，19.243%，18.851%的方差，且累计解释方差是77.136%，大于60%，同时各指标题项在各自因子上的载荷值均大于0.6，且在其他因子上的载荷值均小于0.3，说明量表的效度能够达到标准。

3.3 分析结果

本研究采用配对样本t 检验的方法对大学生参加竞赛前后的研发力、洞察力、执行力、创意力进行差异性检验，结果如表3 所示，参赛前，被调查的大学生在研发力、洞察力、执行力、创意力上得分的均值分别为3.142，3.52，3.306，3.657，整体处于中等水平；而在参赛后，被调查的大学生在研发力、洞察力、执行力、创意力上得分的均值分别为5.167，5.033，5.441，5.249，整体处于较高水平，并且在四个维度上的差异均达到P＜0.001 的显著性，可见参赛后大学生的创造力得到了显著的提升。

表3 配对样本t 检验

基于配对样本t 检验的结果，本研究将分别以被调查大学生参赛前后的研发力、洞察力、执行力和创意力的增量为因变量，并以学科交叉和指导频次为自变量，进行双因素方差分析，分别检验不同学科交叉水平和指导频次下，研发力、洞察力、执行力、创意力的增量是否存在差异性，结果见表4、表5、表6、表7。

表4 研发力增量的双因素方差分析

表5 洞察力增量的双因素方差分析

表6 执行力增量的双因素方差分析

由表4 可以看出，学科交叉水平对研发力的主效应显著，F=8.236，P＜0.01，说明学科交叉水平对研发力有显著的正向影响；指导频次对研发力的主效应显著，F=19.435，P＜0.001，说明指导频次对研发力有显著的正向影响；此外，学科交叉水平和指导频次对研发力具有显著的交互效应，F=5.563，P＜0.01，说明学科交叉水平和指导频次二者结合更能有效提升大学生的研发力。

由表5 可以看出，学科交叉水平对洞察力的主效应显著，F=12.902，P＜0.001，说明学科交叉水平对洞察力有显著的正向影响；指导频次对洞察力的主效应显著，F=18.969，P＜0.001，说明指导频次对洞察力有显著的正向影响；此外，学科交叉水平和指导频次对洞察力具有显著的交互效应，F=3.458，P＜0.05，说明学科交叉水平和指导频次二者结合更能有效提升大学生的洞察力。

由表6 可以看出，学科交叉水平对执行力的主效应显著，F=8.663，P＜0.01，说明学科交叉水平对执行力有显著的正向影响；指导频次对执行力的主效应显著，F=14.672，P＜0.001，说明指导频次对执行力有显著的正向影响；此外，学科交叉水平和指导频次对执行力具有显著的交互效应，F=5.079，P＜0.01，说明学科交叉水平和指导频次二者结合更能有效提升大学生的执行力。

由表7 可以看出，学科交叉水平对创意力的主效应显著，F=16.347，P＜0.001，说明学科交叉水平对创意力有显著的正向影响；指导频次对创意力的主效应显著，F=12.133，P＜0.001，说明指导频次对创意力有显著的正向影响；此外，学科交叉水平和指导频次对创意力具有显著的交互效应，F=4.877，P＜0.01，说明学科交叉水平和指导频次二者结合更能有效提升大学生的创意力。

表7 创意力增量的双因素方差分析

表7（续）

4 案例研究

本文从以上样本中，提取了两个参加大赛的项目团队进行了跟踪，分别为材料专业研究生郑某团队和电子商务专业本科生李某团队。

4.1 案例一

4.1.1 案例背景

2017 年，由材料专业研究生郑某担任组长、1名物电专业本科生、1名会计专业本科生组成的团队，以“瓦斯合成金刚石”为主题，参加了“第三届大学生互联网+创新创业大赛”，荣获山西赛区一等奖、全国总决赛银奖。在指导教师带领下，项目团队在比赛结束后，继续深入钻研，不断取得关键技术的突破，2019 年实现气相沉积法煤层气制备金刚石项目与某大型国企的合作，合资公司注册资金8 000 万，进行煤层气制备高端金刚石项目的产业化，现在已经投产。

4.1.2 案例分析

上化院在上海市的金山、嘉定以及国内外条件成熟的开发区建立了数个产业孵化基地，中试成功的项目首先在基地开展产业化孵化，在形成成熟的生产工艺、经营管理制度、市场运行之后，选择具有广阔市场前景的项目与相关产业集团开展真正的产业化运作，迅速扩大规模，推进下游产业应用，实现产业升级。

在参加互联网+创新创业大赛中，团队成员集思广益，各司其职，团结协作，在指导教师带领大家集中攻关备赛的日子里，每天在实验室工作时间至少15 小时以上，乐观向上，不怕吃苦，在互相交流合作中激发出创新的灵感火花，创造力得到显著提升。

在与这些学生沟通访谈过程中，有学生表示，对煤层气可以转化为金刚石充满了好奇，驱使他们去了解科学的原理和奇妙的过程；队员在竞赛过程中完成团队合作的进化与升级，实现预先设定的比赛目标。同时，在分析、解决问题的过程中，促使学生了解科研活动的基本规律，学会正确分析、处理问题的思维方法，实现从知识到能力最后到成果的转化过程。学科竞赛小组组长郑姓同学也通过比赛进一步提升了科研能力和创新思维，毕业后继续留在该项目团队成为了主要科研骨干，项目组成功将该项目转化为应用，并使该校“煤层气生产金刚石”项目落地转化又向前迈出了关键一步，为推动学校更多科技成果走出实验室、实现产业落地树立了可供借鉴的示范标杆［20］。

在这个案例中还可看到，参赛团队由不同学科背景的学生组成，指导教师与学生一起攻关，导师对科研的执著对学生产生直接的影响，促成学生个性品质的完善和创造力的提升。

4.2 案例二

4.2.1 案例背景

2016 年，由电子商务专业本科生李某担任组长、2 名会计专业本科生、2 名市场营销专业本科生组成的团队，参赛项目为“以梦为马”，荣获第六届全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛山西赛区特等奖、全国总决赛一等奖、“最佳创业奖”。获奖后，团队继续把成果深化和运用，成立了致力于推广有机食品的技术服务型企业，注册资本100万元。

4.2.2 案例分析

在指导教师温老师的指导下，通过前期的深入调研和走访，就当时市场中存在的食品安全问题以及当今人们所倡导的“有机生活”“养生”热潮作为切入点，探索有机食品的产品经营思路和推广。学科竞赛小组组长李姓同学通过本次比赛使其创新能力和实践能力都有了一个质的飞跃。毕业后选择了创业，成立了某亚麻籽油开发公司，先后作为省二青会等升级和国家级大型活动的供应商，产品在第十一届中国国际有机食品博览会上获金奖。企业先后获“省高新技术企业”“省农业产业化省级重点龙头企业”等荣誉称号。李某扎根家乡，回报人民，先后获省“五一劳动奖章”、省“优秀企业家”“省劳动竞赛委员会一等功”等荣誉称号。2018 年，获共青团中央和人力资源与社会保障部表彰的“中国青年创业奖”创业先锋奖。

在此案例中我们可以发现，“不积硅步，无以至千里”，学生通过参加比赛，增强了自信，也提升了在实践中创业的能力，成为当代青年的创业典范，同时，他与学校一直保持密切合作，在回馈母校的同时，也为推进产学研合作引领了掷地有声的模范风向标。

4.3 分析结果

可见，学科竞赛是充分调动学生学习主动性，提高学生自身竞争力，激发培养学生创造力的重要手段，不仅能有效激发学生对学科的深入认识探索和科研兴趣，也能锻炼学生综合分析问题的能力，还能培养学生良好的心理素质和团队合作精神，不论是从学生个人成长的角度、国家发展需要还是适应国际竞争的需要，学科竞赛的作用都在日益凸显。

5 提升学科竞赛对大学生创造力促进作用的建议

（1）全方位加大学科竞赛的举办力度。高校及相关部门应该从学科门类上扩大学科竞赛的种类，从参赛人员要求上减少专业等条件的限制，吸引广大学生参与到学科竞赛中；同时优化参赛程序，减少一些繁琐且不必要的程序，避免学生因程序复杂而产生抵触心理，流程的简化也是提高大学生参与学科竞赛积极性的重要因素；加大学科竞赛的奖励，通过学科竞赛不仅要使大学生感到精神上的满足，也要从物质方面给予奖励，甚至可以将学科竞赛结果作为升学就业的一个重要因素［21］，这就更能激发参赛者的创造动机，从而使竞赛的水平不断提高，影响力持续扩大［22］；更要积极与地方企业合作开展竞赛，扩大学科竞赛的数量与质量，强调竞赛的专业性，有趣性，充分调动大学生的积极性，以兴趣为导向，在参与学科竞赛的过程中，提高大学生的创造力［23］。

（2）学科竞赛应提高学科交叉水平。从单一学科竞赛向多元学科竞赛发展，促进不同学科的学生参与到同一学科竞赛中，打破专业限制的壁垒，让一些对学科竞赛感兴趣的非本学科的学生能够参与其中，充分调动学生的积极性。不仅如此，涉及多元化学科的竞赛往往需要用到多个学科的知识，可以让不同专业的学生汇聚到一起，除了提高大学生的团队协作能力外，学生在竞赛过程中，与不同专业的学生产生思维碰撞，产生不同的想法，对其创造力的提升具有非常重要的作用。为此，加大学科交叉的竞赛更有益于培养大学生的创造力［24］。

（3）加强指导老师队伍的建设。将具备较强专业能力或者参赛经验丰富的老师吸纳进指导团队，同时定期开展针对竞赛的培训工作；鼓励指导教师加强对大学生关于学科竞赛的指导，这不仅需要学校明确要求教师加强对学生的人文关怀，提倡老师成为学生的良师益友，缩短学生与老师之间的距离感，加强师生之间的互动，更需要学校将教师辅导学科竞赛纳入绩效奖励的范围，充分肯定教师的工作，调动教师辅导学生竞赛的积极性［25］。