竞赛驱动的多学科交叉创新能力培养模式探索与实践

康翌婷 马飞 赵鑫鑫 杨珏

摘 要：培养具有多学科交叉背景、创新实践能力的复合型人才是我国高等教育的任务。传统的大学生实践教学中存在缺乏综合性、连贯性以及较难激发学生主动性和协作性等问题。科技竞赛是开阔学生视野、实现多学科交叉、培养工程技能和创新能力的有效途径。以北京科技大学智能车队为例，探索与实践了竞赛驱动的多学科交叉创新能力培养模式，并总结了该模式下取得的育人成效。

关键词：科技竞赛;多学科交叉;创新实践;复合型人才

近年来，国家明确新工科建设目标为：“培养造就一批具有创新创业能力、跨界整合能力、高素质的各类交叉复合型卓越工程科技人才”。北京科技大学机械工程学院（以下简称学院）为适应国家和社会发展需求，把多学科交叉创新实践能力培养放在突出位置。针对新时代对高等教育发展的新要求，学院以科技竞赛为驱动，探索实践与之相适应的多学科交叉创新实践能力培养模式。

科技竞赛是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动，可以有效地提升学生的创新实践能力和团队合作意识。由学院指导的学校智能车队自2006年组建以来，在全国大学生智能车竞赛中屡创佳绩。学院积极探索大学生科技竞赛的教学规律特点，在创新实践能力、团队协作能力培养方面取得了具有特色的成果。

通過深入分析传统教学中创新实践能力培养的局限，明确新工科建设背景下复合型卓越工程科技人才培养的需求，总结实施过程中存在的问题，针对性地建立了以科技竞赛驱动的多学科交叉创新实践能力培养模式，并开展了探索与实践。

大学生多学科交叉创新能力培养中的问题

传统的创新实践能力培养主要依赖于专业的实践教学体系，内容包括基础实习、课程实验和专业实习。工科专业的实践性教学帮助学生将理论与实践结合。然而，面向新工科建设的人才培养目标，仅依赖实习、实验教学的能力培养存在一定局限。

1.传统实践教学较难实现培养的综合性和连贯性

课程实验和实习对课程的知识针对性强，但分散的实践教学让学生的动手环节浅尝辄止，过程中缺乏综合性、连贯性，较难打通多个学科模块，难以实现多学科交叉能力的培养。

2.传统实践教学较难激发学生的主动性和协作性

传统的实践课程缺乏趣味性和挑战性，存在学生学习兴趣不浓、主动性不强等问题，对于协作和沟通能力的培养不足。亟须增设有利于大学生综合运用知识创新实践的环节，进而强化学生自主学习和团结协作意识。

科技竞赛对多学科交叉创新能力培养的助益

科技竞赛是开阔专业视野、实现多学科交叉、培养工程技能和创新能力的重要途径和手段。以全国大学生“恩智浦杯”智能汽车竞赛为例，该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。其设计内容涵盖了机械、控制、电子、电气、计算机等多个学科的知识，对学生的知识融合、多学科交叉能力和创新实践能力的培养，具有良好的推动作用。竞赛持续时间长，项目主题突出，涉及学科知识广泛，对理论和实践的综合应用要求高，与传统实践课程相比，可以实现能力培养的综合性和连贯性。竞赛的竞技性和挑战性可以有效激发学生的学习兴趣和创新热情，竞赛的组队合作机制保障了学生的协同合作能力培养。

科技竞赛可以有效地弥补传统实践教学体系中的不足，与实践类课程形成互补。学院依托科技竞赛优势，积极探索大学生科技竞赛的教学规律特点，构建包括价值引领、创新平台、组织规范、激励机制、指导队伍的竞赛驱动的创新人才培养模式，营造良好的氛围，不断强化科技竞赛在人才培养中的促进作用。

竞赛驱动的多学科交叉创新能力培养模式的实践

学院通过总结科技竞赛中学生创新和协作能力培养的经验，形成了竞赛驱动的多学科交叉创新能力培养模式，并充分运用在学院复合型人才培养的过程中。

1.以立德树人为根本，不断传承团队精神

竞赛队伍是学生在班级以外的第二凝聚地。借助竞赛形成的团队作用，学院将思想教育放在科技竞赛组织管理的第一位。为了发挥智能车队中党员在思想、学习、竞赛中的引领作用，学院成立了智能车队党支部，增强车队的凝聚力、影响力和号召力。党支部依托竞赛优势，开展了科技助力秦安乡村振兴建设等丰富的支部活动，依托竞赛优势服务社会。

在指导科技竞赛过程中，通过逐步凝结团队精神、打造团队品牌，将精神传承作为指导竞赛中价值引领的核心。学校智能车队成立至今已经十六载，每一届队员均在实践中传承“不怕吃苦、追求卓越”的精神。学生在参与竞赛的过程中，领会并践行团队精神，实现了科技创新过程中的价值引领。

2.以鼓励交叉为导向，不断强化平台建设

科技竞赛是一种多学科交叉、多专业融合的创新实践活动，以项目的形式组建团队，以竞赛的形式实现评价。学院形成了通过举办智能车校内赛在全校层面遴选队员的机制。智能车校内赛迄今已举办十五届，每一届校内赛赛题和培训内容都是根据当年的国赛赛题设计。校内赛鼓励不同学科背景、不同专业的学生自组建队伍，实现全校层面的资源共享，打破专业壁垒，保障了竞赛中多学科交叉能力的培养。

实践场地、硬件条件等竞赛的平台建设保证了学生最大程度地发挥创新热情和施展实践才能。学院建立了开放型本科实践教育和创新能力培养的汽车创新实验室，打造了智能车竞赛基地，为学生的协同创新提供有力的条件保障。

3.以协同学习为核心，不断树牢规范意识

科技竞赛中的学习模式与传统教学不同，竞赛是以项目制的方式构建队伍，在组织管理规范的框架内，队员以协同学习的方式达到多个阶段性的目标。通过建立合理的组织管理规范，尽可能地发挥协同学习的优势，促进学生在长期的项目中得到多方面的能力锻炼。协同学习的特点是在知识、信息、行动，甚至是情感和价值之间建立协同发展的联系。以智能车竞赛为例，多个组别的队伍从校内赛到地区赛和全国赛，队员之间以共同目标为导向，又各司其职，通过充分的深度交流，实现项目的推进。作为组织者，搭建起队伍管理规范框架，制定队伍中的分歧处理方式，协助制定团队阶段性目标，重视化解队员心理和情感矛盾，为各个团队的自组织管理和协同学习提供保障。

4.以过程评价为尺度，不断做好鞭策激励

竞赛中的对抗性和趣味性有效地激发了学生的学习兴趣和创新热情，然而竞赛中的随机性和不确定性也对学生的抗挫折能力提出了很高的要求。教师作为组织管理者，应将学生创新实践能力的培养放在第一位，而不是过度地强调比赛成功的奖励。以智能车队的管理为例，校内赛的选拔重视过程考核，以多次分赛的成绩综合确定最终的晋级队伍。在地区赛和全国赛中，对队员在赛事中的贡献程度与协作能力给与肯定，不过度关注比赛的成绩，这对于保护学生的创新热情和提升参与度至关重要。

合理的激励措施既是科技竞赛管理框架中的关键环节，也是调动学生学习和实践主动性的动力保障。激励措施包括物质奖励、学业奖励、就业优势、集体荣誉感、自我价值认可等。其中，集体荣誉感和自我价值认可应放在首位，这是推动学生自主学习、有效协作、不断创新的动力之源。适度的學业奖励也有助于学生自主性的提升，如设置相关的保研加分项、在科技保研中重视竞赛成果等。但是过度强调学业奖励将导致队员参赛目的的功利化，过于关注个人得失，在团队内形成不良竞争，增加内部矛盾。所以，以适度的学业奖励、积淀的集体荣誉感和自我价值认可共同形成组织管理框架中的激励环节，有助于竞赛的良性竞争和队员组织管理。

5.以队伍建设为抓手，不断提升教师能力

在建立了竞赛管理规范后，队伍的自组织管理是竞赛组织的核心，但指导教师在竞赛过程中的管理、监督、评价和反馈作用也不可或缺。尤其当学生自组织管理出现分歧时，需要指导教师以公平公正的态度疏解矛盾。选拔指导教师的过程中，重点考虑教师的学科交叉和科技竞赛背景，考察教师的组织管理和协调资源的能力。指导教师队伍中既包括经验丰富的老教师，也定期吸纳有竞赛基础和管理才能的青年教师，以传帮带的方式打造竞赛的指导教师队伍。教师将竞赛指导中积累的宝贵经验和模式融入教学环节，也将更有助于学生创新实践能力的培养。

竞赛驱动的多学科交叉创新能力培养模式育人成效

自2006年组建智能车队以来，年均500余名学生在智能车校内赛等科技竞赛中受益，涵盖多个学院专业的本科生。

1.形成特色的创新实践培养平台，打造“北科智能车”团队品牌

在过去的十六届全国大学生智能车竞赛中，学校智能车队已夺得18个全国总冠军、4个国际邀请赛的冠军、14个全国特等奖和15个全国一等奖，并于2018年获评大学生“小平科技创新团队”荣誉称号。

学校智能车队承担着智能车校内赛的承办工作，每年有500多名学生、100多支队伍参加比赛，形成了多个学科和专业的资源整合利用，借助校内多学科优势，建立了特色的创新实践培养平台。除了遴选地区和全国赛正式队员外，校内赛还为全校学生提供了修习创新创业学分的机会。同时，车队还积极与其他高校交流，每年校内赛期间都会吸引多支京内和京外高校智能车代表队前来观摩学习。

2.完善交叉创新育人机制，学生综合素质明显提升

智能车队发展至今已有300余名队员，其中有90%的队员毕业后继续深造，优秀学子保研至本校、清华大学、北京大学等，其中两名队员获评学校学生最高荣誉—“校长奖章”。

竞赛锻炼了学生的创新实践能力，学校智能车队涌现了一批成功的创新创业人才。队员创业成立了北京极智嘉科技有限公司、赛曙科技有限公司、北京儒伯乐科技有限公司、深圳精诚信息科技有限公司、智动天地（北京）科技有限公司等。其中，北京极智嘉科技有限公司于2017年入选财富中国创新大赛15强，2019年排名中国人工智能企业知识产权竞争力百强榜第36位;赛曙科技有限公司于2018年获批国家高新技术企业，2020年获批中关村高新技术企业。竞赛平台为学生开阔了视野，提升了跨界整合和创新实践能力，学生的创新创业成绩斐然。

结语

面向国家对多学科交叉复合创新型人才的迫切需求，北京科技大学机械工程学院依托科技竞赛优势，开展多学科交叉创新能力培养模式探索与实践。通过分析传统实践教学体系中存在的问题和科技竞赛对多学科交叉创新能力培养的促进作用，构建了包括价值引领、平台建设、管理规范、激励机制和指导教师队伍建设的竞赛组织管理框架，在该模式的探索与实践中取得了较好的育人成果。未来学院将更好地发挥竞赛优势，全面提升学生的多学科交叉创新能力和综合素质。

（作者单位：北京科技大学机械工程学院）

[责任编辑：翟 迪]