面向智慧交通新行业探索学生创新竞赛核心能力提升方法

李 烨

(1.中南大学 交通运输工程学院，长沙 410075；2.中南大学/智慧交通湖南省重点实验室，长沙 410075)

党的十九大将加快建设创新型国家作为现代化建设的新发展理念，全国教育大会进一步明确教育作为国之大计、党之大计对增强中华民族创新创造活力、实现中华民族伟大复兴的决定性意义。因此，加强教育创新发展，持续深化创新创业教育既是建设新时代中国特色社会主义标杆大学的突破口，也是关乎国家发展的重要保障。2019 年中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》明确将智慧交通作为四大发展方向之一，推进交通强国建设。

近年来，智慧交通新行业的迅速发展对交通学科教育提出了更高地要求，国家和社会需要培养一批具有创新实践能力的高素质专业化的交通人才，接轨交通强国建设。因此，基于创新创业教育深化改革的大背景、智慧交通新行业发展前景和人才需求，本文积极探索提升学生创新竞赛核心能力的新方法，提出面向智慧交通的创新竞赛能力需求结构探索、基于成果导向教育理念的学科竞赛和教学融合的全新课堂模式，以及贯通项目化的课外提升机制。

一 研究现状

传统的教学模式不利于培养学生的创新思维和能力，学生缺乏创新竞赛前的锻炼，故新时代教育亟需一种通过结合前沿学科知识和技术及竞赛训练来提高学生创新竞赛核心能力的教学模式。

学科竞赛是高校提高人才培养质量，培养创新型人才的重要途径。以推动学科竞赛的方式来提升大学生创新创业实践能力在近年来取得了很多成效，许多高校深化教育改革，鼓励学生参与学科竞赛，培养创新思维和竞赛能力。在此过程中涌现出许多对学科竞赛培养模式的研究。田卡等[1]梳理了不同竞赛项目对学生不同能力层次的要求，针对这四大类能力要求提出针对性的培养方案。于洋等[2]以“成果导向”理念为指导原则，探索创新人才培养模式，提出基于OBE 理念的“团队”模式培养体系和教学科研团队，解决学生在竞赛过程中缺乏指导的问题。郭晶等[3]针对经管类大学生通过制定人才培养目标、设计课程体系及构建学科竞赛体系，提出竞赛驱动的创新创业人才培养模式。

赛教融合是一个新颖的竞赛型学生培养方法。庞兆君等[4]为克服竞赛融入机器人教学的难点，提出了融合机器人竞赛的机器人教学改革方案，构建了以机器人基础课作为竞赛课程的选拔课程，使课堂形式更丰富多样化。王先凤等[5]分析了目前实践教学中存在的问题，提出与科技竞赛融合的教学探索和研究，但其课程考核机制仍与传统考核机制类似。张航[6]以工程图学课堂为例，让实训和竞赛共同融入教学内容中，以期有效推动应用型人才的培养。姚妍等[7]结合园林设计专业的特点，提出了以实地项目为融通基底，以学科竞赛为风向标的融合教学模式，丰富了学生的创新思维和实践能力，取得了一些初步的成效。吴新杰等[8]还创新性地提出了将学科竞赛与毕业论文(设计)有机融合的教学方法，这样既提高了毕业论文(设计)内容的实用性，也提高了学生自主创新思维和实践动手能力，使学生得到了有效地训练。

虽然有众多人提出学科竞赛创新的培养模式，但适用于智慧交通新行业的竞赛与教学融合模式亟待提出。另外，根据文献检索，创新型课堂模式并没有彻底改变传统的课堂结构和课程考核方式。因此，本文提出面向智慧交通新行业提升创新竞赛核心能力的方法。

二 面向智慧交通新行业的创新型教学思路探索

（一）探索面向智慧交通新型课程教学方法

成果导向教育(OBE)旨在以教育所取得的学习成果为教学目标和教学设计，强调重视学生的目标成果是什么、为什么要让学生取得这样的学习成果、如何有效帮助其完成学习的目标成果及如何评价最后的学习成果。学生最终取得的学习成果是经过一个阶段的学习，学生能够达到的最大能力提升，也即能够达到的最大能力。因此，以学生的顶峰能力为目标成果来反向设计教学、实施教学方案，并按阶段对教学成果进行评价，是成果导向教育的重要观点[9]。本文面向智慧交通的创新型教学模式会以成果导向教育为主要理念，实现以学生的最终成果为教学目标，从知识传授型课堂向能力培养型课堂的转变、以教师主导到学生为主，能够最大限度地激发学生的创造性和主动性，培养学生的批判与创新思维，达到课堂效用最大化的目标。

（二）增强学生的创新意识，基于兴趣驱动提升学生的竞赛探索能力

真正的创新人才不可能是一蹴而就的，必然是要经过不断地训练，其中最重要的是创新意识和思维的培养。对于高校的学生而言，学科竞赛无疑是增强创新能力的重要平台。只有从根本上激发学生的创新意识，培养好学生的自主探索能力，才能让学生在未来的工作中有所建树。因此，鼓励学生积极参与学科竞赛，注重培养学生在交通学习中的持续创新的意识，对提升整体的创新核心能力至关重要。

（三）培养学生在智慧交通行业的实践能力，接轨交通强国建设

近年来，融入物联网、云计算和大数据等高新技术的智慧交通，凭借其系统性、实时性、信息交流的交互性及服务广泛性等特点，正逐步成为未来交通发展的必然方向。2018—2019 年工业和信息化部、交通运输部先后发布《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》《数字交通发展规划纲要》等政策文件，为指导交通行业建设智能交通提出了建设性思路。

三 面向智慧交通新行业的赛教融合创新模式设计

（一）面向智慧交通探索创新竞赛能力需求结构

本文以《交通强国建设纲要》等文件精神为指导，基于成果导向教育(OBE)理念，结合对智慧交通新行业的发展现状研究及对趋势和需求的剖析，甄选适合学生参与的智慧交通竞赛类别，分析其参加此类竞赛的准入困难和潜在瓶颈，提出智慧交通行业中竞赛型学生的培养目标。以反向设计为基础方法，针对性地提出创新竞赛能力的需求结构，从而为智慧交通方面的课程体系设计，包括课程目标、课程内容、课程结构及课程活动方式等提供新思路和新方案，如图1 所示。

图1 面向智慧交通探索创新竞赛能力需求结构示意图

（二）面向智慧交通构建竞赛与教学融合的课程模式

本文以课程教育与学科竞赛相互融合为切入点，以智能交通系统课程为例提出面向智慧交通的竞赛与教学融合的全新课堂模式。拟从以下三方面进行课堂教学的改革。

1 探索竞赛主体兴趣激活机制

为鼓励学生参加智慧交通竞赛，首先要激发学生参加竞赛的兴趣。《交通强国建设纲要》中提到，到2035年，基本建成交通强国；大力发展智慧交通；推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合；加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发。由图2 可知，智慧交通将在未来城市中发挥极大的作用。基于此，向智能交通系统课堂学生介绍智慧交通新行业的发展现状、发展前景及成功案例。依托智慧交通湖南省重点实验室，以先进的教学理念为指导，选取实验室在智慧交通建设中的项目案例进行介绍，帮助学生了解目前智慧交通的发展状况，为后续研究竞赛题目做储备。

图2 智慧交通应用领域

挖掘智慧交通蕴藏的关键技术。为参加竞赛首先要了解该行业中的技术需求，帮助学生区分目前能学习、达到哪些技术，哪些是在企业和政府层面才能推进的技术，从而促进学生更有针对性地开展竞赛技能的学习和训练。竞赛不仅能够丰富学生的知识架构，提高动手实践能力，也能推进参与竞赛的热点话题快速发展。掌握如何做能够推进智慧交通的发展，助竞赛学生主动思考如何参与竞赛，如何让竞赛成果进一步应用于智慧交通的发展，从而使智慧交通行业在产业制造、企业研发和学科竞赛中相互促进。

2 设计针对性核心指导训练的课程结构

根据成果导向教育理念，结合需求，以顶峰成果为最终目标，反向设计教学培养目标和教学体系。为提升学生创新竞赛核心能力，以智能交通系统课程为例，重构课程内容和课程活动方式，帮助学生有针对性地汲取竞赛核心知识，培养竞赛核心能力。参加竞赛首先要掌握知识，包括基础知识和专业知识。课堂上传授的基础知识可以包括数学方面、计算机方面及写作方面，专业知识包括但不限于交通工程学专业，这样将专业知识结合真实的案例分析来学习能够促进理论知识消化。

为提高学生的创新和实际解决问题的能力，鼓励教师采用案例教学法。可将近年在智慧交通行业成功实现的项目案例，或将此类竞赛中的优秀作品向学生展示，一则激发学生的学习兴趣，二则加深学生对知识的掌握，三则促进学生在课堂上即可完成对竞赛热点的掌握。为进一步培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，教师提供多个竞赛例题，要求学生按规定人数组队并在一定时间内完成例题。例题训练进行多轮，意在提高学生的团队协作能力，挖掘个人在团队中的潜能并明确所处位置。各小组的考核均不与其他的小组作横向对比，只与本小组的前后多次训练成果对比，有进步则表明培养效果好。在此过程中，教师担当指导解疑的角色，并适时地帮助学生提高团队协作意识和凝聚力、调节心态能力，培养学生的竞赛思维及创新思维。

3 构建竞赛与教学融合课堂的创新机制

构建竞赛与教学相融合的课堂，目的在于构建以学生为主体的课堂，以促进学生参加竞赛、培养竞赛思维和提高竞赛核心能力为目标的课堂，以学习成果为主要效果评价的课堂。结合以上内容，提出课程内容包括兴趣激活、理论知识学习、案例学习及团队合作训练四大板块，同时构建创新的课程考核机制，如图3 所示。创新考核机制摆脱传统死记硬背应付考试模式，采用成果导向，主要考核学生的学习成果，结合团队合作训练中的协作分工情况，旨在真切地落实提高学生的竞赛核心能力。

图3 全新竞赛与教学融合课堂构成示意图

（三）贯通项目化的课外提升机制

为了检验与巩固竞赛与教学融合机制的创新培养成效，本文通过进一步建立课外的项目化能力培养机制，如图4 所示，实现课内+课外的全方位创新保障，建立更加浓厚的全面创新教学氛围。综合考虑具体措施的效率与可行性，拟从以下三个方面来进行课外提升机制的建立。

图4 项目化的课外提升机制

1 探索产业导向的校企联合创新力培养方法

以智慧交通的行业发展为导向，紧密联系海信、湘江智能和高德等智慧交通领域的领军企业及相关研究院，实现学校、交通行业部门与一线运营企业全面位资源的有效整合。突破课堂理论教学生硬、单一的弊端，构建课内+课外、校内+校外的复合型的创新能力培养体系。一方面，针对当前智能交通的产业需求交流发展形势邀请行业的一线工程师来校讲解，有助于加强学生对该产业的洞悉。另一方面，依托国家智能网联车辆测试区、智慧公交示范线等智能交通技术的优秀示范区，为学生提供接触前沿应用的平台，旨在增强学生对实际应用形式和程度的感受，提高面向智慧交通新行业下的学科发展参与度。打通壁垒，整合校内外资源，构建创新创业生态系统，确保创新教育的可持续发展。

2 构建流程化的竞赛训练体系

当前学生在学科竞赛中参与度不够高、成绩不突出的本质原因仍是创新能力不足。兴趣缺乏、技能薄弱、方法不当及熟悉度低，任何一个方面都会对学生的创新素质提升带来负面影响。因此，教师作为重要的指导力量，亟需构建针对性的系统流程化的培训体系，为学生创新核心力提升给予全方位支持。对学生的竞赛队伍仿照课题组形式进行管理指导，定期召开组会、提供针对性地答疑和培训，确保学生“硬实力”的提升。此外，竞赛团队的管理机制体制是又一重要因素，指导教师定期督导检查，确保项目持续进展，帮助学生提高创新实践项目中的团队组织能力，为创新“软实力”提升提供保证。

3 基于真实科研或实际项目的智慧交通创新教育

提升创新创业能力，离不开问题导向的学习和研究。问题导向的学习研究涵盖学术前沿和产业社会需求两大方面。以提高学生的创新能力和实践能力为目标，基于科研或实地的项目，在课堂外探索学生创新能力的培养方法。面向智慧交通相关的科研与实地项目需求，一是以教师的科研项目为依托，使本科生提前进入科研实验室，为学生分配特定实验项目或环节，通过担任教师、研究生的科研助手，探索创造兴趣、启迪创新思维、提升创新技能和树立创新志向；二是对接企业资源，将企业的问题和实际产生的数据作为研究主体，使学生的创新思维实现更好地成果转化，有利于激发科研创新兴趣。

四 结束语

为探索学生创新竞赛核心能力提升的新方法，本文通过对面向智慧交通新行业创新竞赛能力需求结构的分析，提出了基于成果导向教育理念的学科竞赛和教学融合的全新课堂模式，以及贯通项目化的课外提升机制。实践表明，新方法能对学生提升创新竞赛核心能力产生积极作用，为提升面向智慧交通新行业的学生培养创新竞赛核心能力提供了重要的参考价值。