基于學科競賽的新工科人才培養模式探索與實踐

劉 果，楊 琦，黃志甲,

(1.安徽工業大學 建筑工程學院 安徽 馬鞍山 243032； 2.安徽工業大學 創新教育學院, 安徽 馬鞍山 243032)

一、引言

2017年教育部提出“新工科”建設的新理念、新標準、新模式、新方法、新技術、新文化，實現從學科導向轉向產業需求導向、從專業分割轉向跨界交叉融合、從適應服務轉向支撐引領。2020年教育部發布的《第二批新工科研究與實踐項目指南》中要求，進一步完善新工科建設的理論體系和實施路徑，持續深化創新型、綜合化、全周期、開放式的工程人才培養理念，全面踐行“學生中心、產出導向、持續改進”的質量理念，優化人才培養全過程，關注人才培養成效和學習成果。

學科競賽是以實踐項目的形式綜合檢驗學生所學理論知識的平臺，也是檢驗學生理論聯系實際、知識應用情況的重要手段，更是鼓勵學生進行思維發散與融合、團隊競爭與協作、自主批判與探索、興趣挖掘與創新培育的有效途徑。學科競賽自20世紀80年代興起以來，獲得了廣泛嘗試和深化發展，而今每年有數百萬的大學生參加。學科競賽在破解傳統“填鴨式”教學、教學課程之間聯系較少、實踐能力培養不足等難題方面具有獨特和不可替代的作用，已被眾多教育工作者譽為提升學生發現問題、分析問題和解決問題等綜合能力，融會貫通多學科知識，鞏固和更新專業知識，點燃創新思維和能力的“火種”。

地方工科高校是國家培育工程人才的重要場所，從規模上看其構成了我國工程人才培育的主陣地。為培育滿足國家戰略發展新需求的工程人才，各個高校對工程人才培養展開了多元化模式創新和方案優化。學科競賽已成為工程人才培養的重要載體和途徑，成為各高校創新創業人才培養的重要抓手，并取得了一定成效。本文以安徽工業大學土木建筑類專業為例，探究地方工科高校基于學科競賽的新工科人才培養實踐，為進一步優化提升以賽促教、以賽促學、以賽促創提供參考。

二、基于學科競賽的新工科人才培養模式探索

安徽工業大學建筑工程學院提出土木建筑多學科交叉融合創新協同育人理念，并以立德樹人為核心追求，以培育面向國家、區域和行業新需求的綜合應用型人才為目標，經過多年積淀，已構建了頗具特色的土木建筑學科專業群，涉及土木工程、安全工程、建筑學和管理科學與工程四個一級學科，覆蓋建筑學、土木工程、工程管理、給排水科學與工程、建筑環境與能源應用工程、安全工程等多個本科專業，成為學校重要工程人才培育基地。以工程人才培養理念為指導，綜合應用型人才培育為目標，提出以學科競賽為載體，以新型工程教育觀為導引、以跨學科專業團隊為抓手、以現代信息化實驗室和工程實踐中心為平臺、以科學研究為催化、以激發學生主觀能動性為著力點等多措并舉的工程人才培養模式。

(一) 以學科競賽為載體

在比賽前，學生需要認真分析賽事要求，深入領會大賽精神，評估個人知識、能力與競賽主題匹配度，組建團隊等；在比賽過程中，學生需要通過團隊協作，融匯各種知識，破解賽事中的各種挑戰，提升解決實際問題的能力；在比賽結束階段可能會涉及各種資料的總結和匯報等。土木建筑類學科所涉及的比賽可能因為專業的不同略有差異，但圍繞比賽全過程所需要的各種人際溝通、協作、競爭、表達、創新、思辨、融合多學科知識破解實際問題等方面的能力卻是共通的。為尊重各專業的賽事差異，盡量引導更多學生參與比賽，且盡可能讓拔尖人才有更大成長空間，圍繞學科競賽的具體做法如下：

1.課賽融合。例如，建筑制圖等專業基礎課與“高教杯”全國大學生先進成圖與產品信息建模創新大賽相結合，多方位訓練學生尺規作圖、三維建模和BIM信息應用能力；工程訓練等公共實踐課程與大學生工程訓練綜合能力競賽和機械創新設計大賽相結合，多方面鍛煉學生的實踐創新能力；通風工程、結構原理等課程與全國大學生節能減排競賽、全國大學生結構設計大賽相結合，多角度培養學生工程實踐與創新實踐能力；通過引導學生參加互聯網+創新創業大賽、挑戰杯科技作品賽、創業計劃競賽等，全面提升學生的雙創能力。

2.寬基面，高成長。建立“院級—校級—省(區域)級—全國—國際”等五級學科競賽成長簇，讓不同年級的多數學生均能通過學科競賽獲得成長。一方面組織好院級和校級競賽，讓更多的學生參與到競賽活動中，另一方面以學科競賽成長簇為基準，層層選拔，讓優秀的學生和創意得到更好更大的展示空間。

3.正面激勵，多元訴求。鼓勵學生參與學科競賽，但不以學科競賽獲獎為終極追求，營造通過學科競賽提升個人知識、素質、技能，啟迪智慧的學科競賽氛圍。在此基礎上，圍繞學科競賽成長簇設置差異化的物質獎勵，以此引導學科競賽發展重點和方向。

4.跟進服務，自主參賽。學院設置不同人員負責不同專業賽事的發布和更新，并對重要賽事進行廣泛動員，確保教師和學生有充分的時間做賽前準備。同時，尊重競賽指導教師和學生的自主意愿，鼓勵教師和學生自由組隊參賽。

5.被動參與與主動承辦互促。在鼓勵學生向外參與學科競賽的同時，學院也積極與相關競賽主辦方接洽、合作，承辦重要的專業學科競賽，擴大我院知名度，提升學生認同感和自豪感。

(二) 以新型工程教育觀為導引

當前我國正處于深入推進“一帶一路”倡議、實施“新型城鎮化”等發展戰略和“城市更新”行動的重要時期，也處在大數據、云計算、人工智能、機器人、量子計算等新興突破技術不斷涌現的關鍵機遇期，這將重塑工程全生命周期涉及的策劃、建造、運營、交易、消費等流程和模式，因此工程人才所需要的知識、技能等必須不斷更新以適應發展環境的變化。立足我校人才培育定位，要適時更新教育觀念，鼓勵教師進行教學改革探索。通過教育理念更新，指導教學實踐改革，真正讓學生把所學知識和所培育的技能與社會發展匹配起來，最大化地激發學生求知的熱情。

(三)以跨學科專業團隊為抓手

多學科交叉融合已成為突破創新人才培養瓶頸的有效途徑。基于學院多學科專業群，以土木工程為對象，圍繞工程全流程、全產業鏈，從專業層面整合建筑學、給排水、安全、能源、建設管理等多學科教師資源，從研究層面整合基礎研究和應用研究，構建面向復雜工程的跨學科專業團隊，打破單一學科思維定式和局限，并優化課程體系，為學科競賽奠定跨學科師資支撐和知識體系支撐。

(四)以現代信息化實驗室和工程實踐中心為平臺

緊密結合行業信息化發展趨勢，構建現代信息化實驗室。根據實驗室發展規劃，在硬件方面斥資更新設備，提升實驗室現代化水平，包括學生機、教師機、各種專業實訓設備等；在軟件方面打造以BIM為核心的專業軟件群。以服務學生為中心，定期維護實驗室，優化實驗環境，并以實驗室項目為導向，為教師提供更新知識的渠道和機會，切實提高教師教育教學能力。同時，針對學院資源有限問題，鼓勵學生積極參與學校工程實踐和創新教育中心的實踐項目和創新創業講座等，有效利用相關資源和扶持政策，盡可能擴展學科競賽的支撐平臺。

(五)以科學研究為催化

依托科學研究，把學科前沿理念和知識引入學科競賽。一方面通過定期舉辦創新學術講座，引入新理念、新思維、新技術、新方法和新知識等開闊學生視野，用學科前沿武裝學生，并從學術視角增進學生對提出問題、分析問題和解決問題的深入理解和把握；另一方面，鼓勵學生圍繞科研課題參與學科競賽、發展競賽創意，切實提升科學研究對學科競賽的帶動力，促進科研成果和實踐競賽項目融合發展。

(六)以激發學生主觀能動性為著力點

以學生為中心，以切實鍛煉學生和提升學生相關技能、素養為出發點，在比賽前，尊重學生自主參賽、自主組隊的意愿；在比賽過程中，以學生為主體，指導教師以啟發、啟迪、鼓勵為主，盡量讓學生在競賽中最大程度鍛煉自己；在比賽后，通過學生反饋，從學院、教師和實驗室等層面積極提升專業學科競賽服務質量和平臺支撐力度。

三、新工科人才培養成效

通過多年的持續實踐和探索，學院在依托學科競賽創新人才培養方面已取得初步成效。學生參賽領域或主題涉及創新創業、互聯網+、節能減排、環境設計、城市設計與規劃、房地產策劃、結構設計、施工技術、數字化建模、數學和英語等多方面，并在這些競賽中取得了階段性成果。2019年我校建筑工程學院省級以上學科競賽獲獎超過300人次，并有190多人次在國家級比賽中取得出色成績。此外，部分學生的學科競賽經歷擴大了其在研究生推免、評獎評優以及就業方面的優勢。

除了這些可見的成效外，通過訪談部分學生和競賽指導教師發現，大部分學生通過學科競賽在個人素養、能力和知識面等方面均獲得了極大的提升，對學科競賽的認同度較高。比如，在專業技能方面，許多學生認為學科競賽的經歷使其在融匯多學科知識，發現問題、分析問題和解決問題的綜合能力方面獲得了提升；也有學生通過學科競賽認識到自身專業知識的不足，并有針對性地克服個人學習和職業技能方面的短板，極大地提高了學生學習積極性。在非專業技能方面，多數學生認為學科競賽拓展了個人視野，錘煉了人格和品質，提升了溝通交流能力，培養了競爭和協作意識；也有學生指出通過學科競賽，個人的創新創業意識、積極性和能力均有所提升。

四、新工科人才培養模式優化與提升

根據土木建筑類專業學科競賽現狀，結合校、院兩級教育教學資源和人才培育目標，從深化學科競賽與課堂教學融合角度，提出以下工程人才培養模式優化建議：

一要切實把學科競賽納入人才培養體系。學科競賽對課堂教學效果和質量的提升作用已被廣泛認可，但參與學科競賽需要時間和精力投入，卻在一定程度上無法助益學生畢業，導致部分學生參與學科競賽積極性不高。為充分發揮學科競賽在創新人才培養中的優勢，建議給予重要專業學科競賽一定的學分獎勵。通過學生學科競賽結果、競賽報告等劃分學分獎勵等級，除了讓學生通過學科競賽獲得知識、素養、能力等提升以外，也切實讓學生受惠于學科競賽。

二要展開重要專業學科競賽與課堂教學深度融合。鑒于圍繞學科競賽直接展開課堂教學改革跨度過大，建議根據學院人才培養目標，選擇若干項國家級重點學科競賽，圍繞賽事所需專業知識、技能等，依托跨學科專業團隊展開系列講座，通過講座式教學展開學科競賽與課堂教學的深度融合，通過畢業設計開展項目式教學等方式為創新和深化跨學科工程人才培養模式積累推廣經驗。

三要制定科學有效的學科競賽管理機制。隨著學科競賽在人才培養中的地位日益突出，在擴大學科競賽惠及面的同時，一方面要注意過猶不及的問題，杜絕為了學科競賽而競賽，使得學科競賽流于形式，而喪失了學科競賽對傳統課堂教學的補充以及對人才培育的優勢作用；另一方面要處理好競賽惠及面與拔優之間的動態平衡，既擴大惠及面，也要使優秀的人才獲得更好更大的鍛煉空間，這需要面向學科競賽的發展階段和定位制定完善的管理機制。

五、結語

學科競賽是創新工程人才培育的有效途徑和平臺，也是承載多學科交叉融合、新工科和卓越工程人才培養的重要載體。安徽工業大學土木建筑類學科，以學科競賽為載體創新工程人才培育模式，通過更新工程教育觀、組建跨學科專業團隊、構建現代信息化實驗室、利用科研帶動等激發學生參加學科競賽的主觀能動性，最大化實現學科競賽對教師教學、學生學習和創新創業的促進作用，擴展了學生視野、開拓了學生思維、完善了學生人格、提高了學生素養和能力。