從當代大學生視角觀察工科競賽所能帶來的教育改革新方向

呂錦銘 楊光輝 陳培豪 李子涵

（北京科技大學 北京 100083）

當前，世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速進行，以新技術、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為特點的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，迫切需要培養(yǎng)造就一大批復合型、創(chuàng)新型的卓越工程技術人才。以大學中的工科學生為例，其培養(yǎng)目標是在相應的工程領域從事規(guī)劃、勘探、分析、設計、施工、維護、管理等方面工作的高級工程技術人才，因此要求工科學生不僅要有扎實的學科知識，而且要求其具有在實踐中靈活運用所學知識、創(chuàng)造性地分析和解決實際工程技術問題的能力。所以，僅僅通過課堂講授的教育教學方式對工科學生創(chuàng)新能力、實踐探索能力等方面進行培養(yǎng)顯示出一定的局限性。所以，將學科競賽作為載體對學生進行創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)是一種非常好的教學輔助手段。在這種模式下，可以充分將教育目的、實踐指導作用、創(chuàng)新能力、思維開發(fā)等方面有機結合，達到培養(yǎng)學生的目的。[1-3]

1 學生心中工科教育現(xiàn)狀

在長期專業(yè)課堂的觀察中發(fā)現(xiàn)，除少數(shù)學生可以在學習與實踐兩者之間取得平衡，多數(shù)學生存在以下幾個問題：（1）學習很認真，但從不接觸實踐或者競賽活動；（2）在專業(yè)課堂上并不十分活躍、缺乏學習的積極性。對于本專業(yè)的學習也多呈現(xiàn)出考試前“臨陣抱佛腳”的狀態(tài)，卻對鉆研課外知識表現(xiàn)出極大的熱情；（3）更有甚者，既沒有學習熱情，也不參與課外競賽或實踐。產(chǎn)生以上問題有多種原因，其中一個重要的原因就是缺乏實踐教學環(huán)節(jié)等，能夠調(diào)動學生學習積極性的環(huán)節(jié)較少，這都間接導致了學生在課堂上的消極表現(xiàn)。反觀一些實驗課程，因為有實驗設備為主的教學設備加入，同時需要學生進行動手操作從而得出實驗數(shù)據(jù)或實驗結論，學生的積極性大大增加，學生往往表現(xiàn)出濃厚的探索興趣。因此，需要用實驗課和課外競賽來填補學生在實踐方面的需求。

實際上實驗課和課外競賽的情景是相似的，都旨在鼓勵學生對于新事物或是與學習相關事物的自我探索和創(chuàng)新，因此學生能夠展示出學習能力、創(chuàng)新能力以及對所學知識的運用能力。而這恰恰符合學校對于學生培養(yǎng)的方向以及社會所需要人才的趨勢。因此，鼓勵學科教育與課外競賽并行的教育模式，即在課堂學習中完成對于基礎理論知識的學習，而在課堂以外的競賽中，將學科知識進行深化，提升實踐能力、實際問題解決能力、創(chuàng)新能力等綜合能力。

實驗課區(qū)別于理論課堂的重要一點就是“動手參與”，而競賽相對于實驗課，又有其獨有的特點，“創(chuàng)新”“合作”“跨學科”“造物”，因而在競賽中，參與者自主性更高、參與度更高。

表1 為理論課、實驗課和學科競賽的對比。可以看出，競賽的競爭力對學生的學習動力有一定的提高和督促作用。由于大學生可以借助學校公共資源（如實驗室等）直接進行操作學習，更在學習平臺方面擁有極大的便利性。

表1 理論課、實驗課和學科競賽的對比

2 工科競賽類別及所培養(yǎng)能力

結合學生本人的經(jīng)歷以及理工類大學生所參加的比賽，認真分析比賽過程與比賽結果，追尋比賽過程中大學生的心態(tài)，分析不同比賽后所鍛煉的不同能力，提煉出不同學科競賽及綜合能力競賽對于學生不同能力的培養(yǎng)，并提出了一些該模式下應當進行的實際舉措。

2.1 學科型競賽

學科類競賽是以某一或某幾個學科為基礎，要求學生通過相關學科知識解決具體問題的競賽。部分學科型競賽如表2所示。

學科型競賽鍛煉了學生對不同學科知識的強化，且對相關知識的領會深度提出了更高要求，同時由于競賽的競技屬性，使得基礎課和專業(yè)課的重要性和趣味性被發(fā)掘，學生對于整個大學生涯中學科知識的認識都將上升到一個新高度。此類競賽要求：（1）要求學生自主學習、深入挖掘。不僅完成正常的課程要求，還要從更深層挖掘知識深度；（2）參與形式多為個人答題，對于自律和自我管理要求較高。

表2 部分學科型競賽

2.2 學科綜合類

學科綜合類競賽是基于實際問題、需要多專業(yè)知識綜合應用來解決問題的一類競賽模式。部分學科綜合型競賽如表3所示。

學科綜合類競賽的賽程較長，“跨學科”和“合作”特性明顯，不僅深化本專業(yè)知識，且對于培養(yǎng)團隊協(xié)作能力、打通不同學科之間壁壘、融會貫通有很好的促進作用。此類競賽要求：（1）合理配置團隊。專業(yè)知識需求的多樣化，要求團隊配置不能有短板；（2）明確團隊分工，協(xié)同個人能力。合作的意義在于達到1+1＞2 的效果，因此協(xié)同好各部分的能力才能實現(xiàn)輸出最大化。

表3 部分學科綜合型競賽

2.3 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類競賽

創(chuàng)業(yè)類競賽是當代社會濃厚的創(chuàng)業(yè)氛圍和樂觀的經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀的產(chǎn)物。相比學科綜合能力知識，創(chuàng)業(yè)相關知識更為重要。鼓勵學生認識商業(yè)、了解經(jīng)濟金融市場。為了輸出更好的創(chuàng)業(yè)文案，團隊配置則需增加文法、經(jīng)管類專業(yè)成員，對于學科交叉、相互學習有積極作用。部分創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型競賽如表4 所示。

此外，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類競賽對于工科學生而言，產(chǎn)品設計、開發(fā)方面是對專業(yè)知識的強化應用，而在這之上所加入的商科知識，則開啟了工科學生對商業(yè)知識的認知，這對未能系統(tǒng)學習商科知識的工科學生來說，無疑是接觸商業(yè)的良機，對未來的發(fā)展和對市場的認知都有不容忽視的作用。此類競賽要求：（1）不能僅靠商科等知識，需要借助特定的商品本體。因而工科學生需在此類競賽中進行科技商品的開發(fā)；（2）構思、設計、制作該科技商品的過程中，需要各學科綜合能力。

表4 部分創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型競賽

2.4 大型團隊綜合類

上述所說競賽多為小團隊參賽，每個學校可有多支參賽隊，也有一種競賽稱之為大型團隊綜合競賽，每個學校單獨為其成立實驗室或社團等，組建大型團隊及其候補團隊，周期較學科綜合類競賽更長，往往持續(xù)半年乃至一年，團隊中配置各學科人才，進行統(tǒng)一協(xié)作，長期備賽。部分大型團隊綜合類競賽如表5 所示。

表5 部分大型團隊綜合類競賽

此類競賽要求：（1）充滿了對此項比賽的興趣和熱情，不然難以堅持如此長時間的備賽周期；（2）理論知識過硬。此類比賽往往是代表學校出戰(zhàn)，篩選標準嚴格，零基礎等同于零資格；（3）更好安排時間的能力、平衡各方面精力的能力。要求學生在備賽過程中合理安排時間，平衡好自身學業(yè)和備賽的關系，同時維持良好的身體健康狀態(tài)；（4）強大的心理素質和良好的身體素質，以承受長期備賽帶來的生理壓力和過程中失敗帶來的心理壓力。

3 加強課內(nèi)教學與課外競賽緊密結合

3.1 課堂設計應有所改善

高校在制定教學計劃時要充分發(fā)揮學生的主動性，可以從以下三個方面進行考慮：

（1）動態(tài)調(diào)整教學計劃。在教學過程中不斷探索實踐，逐漸在理論課中多增加一些教學實踐環(huán)節(jié)，或將理論課與學科競賽多緊密聯(lián)系，激發(fā)學生的學習熱情，提高課堂的教學效果。

（2）開設一些獨具特色的創(chuàng)新型課程。如對入學的新生開設新生研討課，針對高年級學生開設一些與新科技、新技術緊密聯(lián)系的課程，激發(fā)學生好奇心、求知欲和創(chuàng)造欲，提高學生對本專業(yè)、本領域的了解和認可度。

（3）鼓勵學生在課程學習過程中“組團”學習。例如教師在布置大作業(yè)的時候，可以引導學生分組完成，組內(nèi)分工明確，團結合作，共同完成。這樣的學習模式與參加學科競賽的模式類似，可以通過學生之間的合作，發(fā)揮團隊精神，共同提高教學效果。

3.2 發(fā)揮教師作用，提高團隊配置

學生是競賽的主體，但同時每一項競賽應當配有專業(yè)的指導教師，可以起到如下作用：

（1）針對學生在競賽中產(chǎn)生的學科問題進行解決。學生難免會有參賽經(jīng)驗不足，對往屆情況了解不多的情況，在“知己知彼”的層面不如有經(jīng)驗的帶隊教師。

（2）作為學生和學校溝通的有效橋梁。學生在競賽過程中的需求，可通過帶隊教師溝通而得到更好更快的解決。此外，競賽包含“優(yōu)化已有方案/產(chǎn)品”的目的，有優(yōu)化就應有傳承，因此帶隊教師便是承上啟下的重要橋梁。

（3）有效對學生負責，規(guī)避不必要的風險。競賽中參賽隊員情緒波動不可避免，帶隊教師可發(fā)揮其主觀能動性，落實“以人為本”，營造和諧的競賽環(huán)境。

3.3 競賽成果合理轉化

可通過優(yōu)化設計、改良方案，將競賽產(chǎn)出轉化為具有實用價值的產(chǎn)品。這對競賽過程提出了更高要求：

（1）循序漸進，合理開展。例如可按產(chǎn)品等級對競賽順序進行調(diào)整，將初級產(chǎn)品的競賽成果應用于更高層次競賽，層層遞進，最終實現(xiàn)成果的產(chǎn)品化。

（2）引導學生對競賽成果進行總結并撰寫成論文或專利。論文的撰寫過程是對于競賽過程以及競賽所研發(fā)物品的思考，能夠理清楚脈絡，充分展示競賽的成果。而專利的申請也能夠開發(fā)其內(nèi)核價值，增加競賽產(chǎn)品的含金量。

4 結論

“學以致用”在工科學生的教育中極為重要，只學不用的教育模式無法滿足社會對于工科學生的期待。把課堂教育與學科競賽緊密結合，可以將所學理論知識運用到實際問題中去，這是當代工科教育所應當采用的教育教學方式。在這一教育過程中，學生應該作為主體，同時需要教育者、管理者不斷轉變教育觀念，創(chuàng)新競賽方式，加強過程管理，增強學生團隊協(xié)作能力、學科綜合能力等，才能夠為社會輸出高質量人才。