以竞赛为抓手培养学生多学科交融能力的研究

董海燕，杨特育

(合肥学院 基础教育与实训中心，安徽 合肥 230601)

学生多学科融合能力，要求学生具备多种学科基础知识，并能将这些学科知识融合在一起形成一种创新能力。我国工程教育专业认证明确规定毕业生必须具备多学科融合能力。[1]培养学生多学科融合能力是新时代对人才能力的要求。学科竞赛是多种学科的有效融合，能充分体现学生的创新思维能力，是检验学生创新创业和多学科融合能力的重要手段。

一、多种学科融合的关键因素和体现

1.循序渐进式学科建设是多学科融合的基础

多学科融合需要学生具备多种学科基础知识，将多种学科知识融合在一起，形成一种创新能力，这种能力的培养需要学生平时在各阶段、各层次中训练，包括一些基础实验操作，锻炼实践动手能力。在基础阶段，开设一些内容相对简单、知识面相对单一的验证性实验，如通过电路、数字电路、模拟电路等不同学科基础实验知识的学习，让学生掌握一些元器件特性、基本原理，常用电子仪器仪表的使用。该阶段注重培养学生的思维能力和动手能力的提升，将电路、数字电路、模拟电路等学科知识进一步升华。将这几门学科融合在一起，体现解决多学科融合能力、协作团队能力和学生动手能力。[2]通过竞赛，将之前所学各学科知识深度融合在一起，如：机器人大赛需要参赛学生团队具备软件编程能力、硬件设计能力、机械平衡设计能力、逻辑思维能力等学科知识；省级创新创业训练计划需要参赛团队具备产品设计的专业能力、市场营销能力、会计预估能力、企业策划能力等。通过每一种竞赛将涉及到的学科知识融合到一起，由浅入深，循序渐进形成一种合力，才能有更好的创新思维。

2.实践教学是多学科融合的有效途径

学生多学科融合能力的体现在于实践，实践是实现多学科融合的路径。竞赛、创新大赛、创新创业训练计划等都是学生实践能力的体现。根据这种内在关联，通过对多学科融合问题的多学科实践融合、思维训练、实践操作，让多学科竞赛变成工程应用的一个平台。依据多学科融合问题的特点，建立不同学科竞赛的学科知识平台，常见的校内外实践平台如下：

解决多学科融合问题的有效途径是：以实践教学为手段，通过实践教学的基础阶段、提升设计阶段、创新设计阶段、综合设计阶段，循序渐进式的提升学生能力。具体的：实验大纲要紧扣专业要求，结合理论教学，依据人才培养方案，合理设置实验项目。如：对于专业性要求不高的实验，主要以增加其对理论知识的理解为目标，完成实验仪器的基本应用和操作。而对于那些专业性要求较高的理工科学生而言，实践教学的目的在于培养学生综合能力运用上。寻求解决问题的方法，通过一些工程中典型技术典范，帮助学生观察、分析问题。[3]锻炼学生勤于思考，敢于创新的思维方式和能力，提升学生的科研水平，为后期解决多学科融合问题奠定基础。

3.学科竞赛是培养多学科融合能力和素养的有效方式

如何在多学科交叉融合的背景下，建立长期合作发展的特色化实验教学体系，培养大学生工程能力和职业素养，教学内容按照教师对课本知识点的讲述和重难点的分配来带领学生进行实践操作。以竞赛为抓手的多学科融合方式，能够很好达到上述效果。竞赛使各学科学生的综合能力和工程素养得到提高。将学科竞赛和学生综合能力和工程素养之间的关联做了一些整合，具体见图2。

从图2可知，竞赛是多学科融合的体现，也称之为多学科融合竞赛，它促进了教师科研项目、学生基础实践能力培养，提升学生应变竞赛能力，学生工程意识实践能力，学生精益求精工匠精神，达到以竞赛为抓手，实现多学科融合，促进学生工程能力，工程意识培养，提高创新、协作能力。例如省级大学生创新创业训练计划项目，既需要有懂技术的专业学生，诸如电子方面的电路设计、计算机方面的软件编程、产品结构机械制造；又需要有懂市场评估的市场销售人员、财务预算的财务计划人员、法律知识的法律顾问，还要具有洞察力较强的风险预估人员。学生只有把自己当成公司的一份子担任自己的一份责任，才能真正锻炼学生的多学科融合、相互合作的团队精神，充分发挥团队的积极性、主动性，培养他们的工程意识和素养能力。[4]

二、依据实验中心多学科优势，构建多种学科竞赛平台

目前，我国高校都在实施“双能型”人才培养目标。[5]下文以合肥学院基础教学实训中心为例实际探讨其构建学科竞赛平台的做法。合肥学院基础教学实训中心依据计算机实验室、金工实习、电工电子实验等多个实训项目，建设具有集电子、计算机、机械为一体的综合型竞赛平台。模拟竞赛现场，将创新、实践与工程相结合，主要从软硬件两方面模拟竞赛所需要的实际场景。例如机器人大赛需要搭建舞台，有相应的机器人和电脑设备、投影仪、网络等。大学生创新创业实际工厂场景可以结合金工实习基地，模拟工厂实际加工过程。挑战杯竞赛，需要借助电子系的电工电子实训环节，做出相应的线路板，然后设计具体的作品。竞赛要利于学生自主创业，充分发挥主观能动性。

1.中心竞赛实训体系的构建原则

(1)专业性原则。竞赛实验实训平台以专业为主体进行构建，把相关或相近专业分类到同一个实训平台，实现统一、规范化管理，增加多个相关专业共同创建工程的可能性。中心实训平台将机械、化工、生物等相关专业统一纳入非电类专业，利用专业之间的相关性进行创新创业竞赛训练，如生物系的小型加工厂(可以制作月饼、蛋糕、饼干等食品)，就运用了化工、机械、电子等多个专业知识。

(2)特色性原则。特色是高校的招牌和名片，每个高校都希望自己成为专业的带领者，起引领作用。中心实验实训把不同专业的实训、竞赛综合在一起，形成多学科融合，将课本理论知识运用到多学科融合中去，起到校企衔接作用，为学生将来解决各种竞赛问题提供强有力的保障。[5]

(3)操作性原则。竞赛实验实训平台是理论与实践结合的升华，是学生与教师的配合，是体现可操作性的重要体现。竞赛平台既要有理论教学，又要有实践操作，是体现学生创新能力和创意思维的结合体，是实现产教融合的重要方式。

(4)持续性原则。竞赛实验实训平台将不同专业的特色与要求结合到一起，跟随学科的变化不断的更新，实现不断创新和与时俱进，适应高速变化的时代。

2.中心竞赛管理体系建设

多学科融合竞赛要想取得好成绩，必须有一个健全的管理体系，才能确保竞赛顺利进行，具有传承性，从管理体制上让竞赛得以保障。具体体现在以下几个方面：

(1)建立中心与大学生创新创业中心对接工作。中心设立大学生创新创业中心和项目负责人直接的对接工作，包括学院竞赛的宣传，鼓励教师通过第二课堂形式带学生参加各项竞赛，支持教师带队在竞赛过程中遇到困难进行协调工作。各带队竞赛负责人负责竞赛的具体开展工作，包括组织竞赛队伍，指导学生训练，负责带队过程中的各项安全和经费管理等。

(2)挑选针对性强的专业教师进行指导。多学科融合竞赛需要教师具备多方面才能和较强的专业素养，包括较高的政治觉悟和对学生的热爱都离不开教师的奉献精神，建立教师指导团队，对优秀的指导教师进行表彰，在指导团队中开展定期培训，指导教师之间相互促进。

(3)竞赛队伍中实现自管政策。在竞赛训练中，除了指导教师对竞赛中队员进行管理指导外，还可以在队伍中设立一个团队负责人，替补指导教师不在现场时的临时管理工作，包括竞赛场所水电等安全工作。

(4)经费保障制度。各科竞赛必须提供竞赛费用基本保障，包括竞赛过程的耗材、竞赛设备以及维修维护，确保竞赛各个环节顺利进行。

三、以多学科融合为基础，完善学科竞赛

以多学科融合为基础，建立多学科混合型实验竞赛符合高等学校本科教学质量与教学改革的发展方向。近年来，大学生创新创业及学科竞赛日新月异，各高校在学生竞赛这块投入都很大，而具有综合型学科竞赛更是发展目标。例如：机器人竞赛，涉及到机械系的制图、计科系的编程，电子系的元器件设计等。实验部分涉及到计算机、金工以及电工电子实验。因此，建立多学科的复杂型综合实验实训平台对学科竞赛至关重要。

1.合理规范实验室制度

多学科融合实训是一项综合能力强，涉及面广的系统工程，包含不同专业学生之间的配合、多门课程实训指导教师之间的协调工作、各个实验室的调配工作，等等。实训室需要制定合理规范的实验室制度，依据人才培养方案，针对不同专业要求的实训难易进行分类，对于专业要求较高的专业实行多层次训练。以基本实训为基础，创建多层次，全方位覆盖各学院、专业的学科实训体系，形成综合型实训、专项实训、基础实训并举，实现“四层三维”学科综合型实训体系。[6]

2.建立师生参与多学科融合训练及相关竞赛激励政策

学生是实施实验实训的主体，也是参加竞赛的主要成员和最大受益者，学校应鼓励学生进行多学科综合实验推广，组织跨专业竞赛，实现团队合作制度，创建一批范围广、知识面宽的团队。通过突破多学科融合实训的重难点寻找竞赛亮点，采取指导教师统筹，老生教新生，老队员带新队员递增式队伍，在专业技术上采取循序渐进的方式。[7]鼓励学生和教师积极参与其中，有计划有目标的开展工程实训和专业竞赛。教师是多学科融合训练和竞赛的主导力量，在整个的实训和竞赛中起引导、启发的作用。学校在进行教学考核、职称晋升时应该向有此教学经验的教师倾斜，鼓励更多的教师加入其中，带领更多的学生进入多学科融合的应用和科学技术的研发上来，达到提高学生动手实践能力和解决多学科融合能力的目的。

四、结语

多学科融合问题是工程教育专业认证毕业要求的核心内容，是综合性学科竞赛的基础。建设多学科融合竞赛实验实训平台是实现学科专业竞赛的重要途径。本文通过对学科竞赛问题的关键因素——多学科融合建立分析，以及与学科竞赛相关性的探讨，从锻炼学生实验实训的动手能力和创新思维出发，锻炼学生解决多学科融合问题的能力，以期为同类院校关于多学科融合及学科竞赛建设提供一定的借鉴和推广价值。