學科競賽對工科學生創造力的培養效能與改進策略
——以某“雙一流”重點建設學科高校為例

郝根彥

（太原理工大學，山西太原 030024）

1 研究背景

創新是我國現代化建設的核心動力，“十四五規劃”特別強調創新在經濟高質量發展中的作用。深入實施創新驅動戰略是我國建設科技強國的必由之路。培養造就高水平人才隊伍，特別是創新型、應用型、技能型人才的培養是實施創新驅動戰略的關鍵。學科競賽是大學生綜合運用所學專業知識解決實際問題實現理論向實踐轉化的重要平臺，是創新型人才培養的一種有效途徑［1］。改革開放以來，我國大學生科技競賽經歷了20 世紀80 年代的萌芽期、90 年代的初興期、21 世紀前十多年的全面發展期及2017 年以來的內涵調整期［2］。在內涵調整期，競賽作為促進人才創造力培養的重要作用被重視和強調［3］。然而，當前對學科競賽與大學生創造力之間的互動關系的了解仍然匱乏，且相關實證研究不足，無法為進一步改進學科競賽的管理體系和高校創新教育提供支撐。

近年來，有關學科競賽對大學生創造力培養的相關研究逐漸增多，已經成為高等教育領域的研究熱點。在中國知網CNKI 數據庫，以“學科競賽”“科技競賽”“創新能力”“創造力”“創業教育”為主題進行檢索，結果顯示，近五年相關論文的總數達到了1 107 篇。為了確保文獻質量，選取其中的SCI 來源期刊、EI 來源期刊、核心期刊、CSSCI 期刊和CSCD 期刊文獻作為分析對象，剔除其中的非學術性論文，最終得到75 篇文獻。

從已有文獻看，學科競賽能夠促進大學生創造力養成［4］，但受不同因素影響，大學生參加學科競賽的效果存在較大差異［5］。現有研究考慮的主要因素有參賽動機、指導教師專業素質、學校創新氛圍、個體創造性人格、學生科研素質、師生關系及團隊情況等［6］。在參賽動機方面，學生參賽原因直接影響學生備賽行為，從而影響其自我評價，最終影響大學生創造力［7］；行為實驗研究進一步表明，相比外源性動機，內源性動機對學科競賽效果的影響更顯著［8］。指導教師專業素質對創造力的影響仍不明確，有研究認為教師專業素質對學科競賽的效果有顯著促進作用［6］，也有研究表明指導教師職稱對創造力的影響不顯著［9］，但指導頻次的促進作用顯著。學校創新氛圍、個體創造性人格、學生科研素質對學科競賽效果的影響是顯著的，學生在競賽中投入的精力越多，其創造力提升的可能性也越大［10］。在團隊因素上，一部分研究發現團隊情況對創造力的影響不顯著［6］，另一部分研究結果則表明，競賽團隊專業配比是創造力的顯著影響因素［9］。

在研究方法上，問卷調查和準實驗研究較為常見。問卷調查用于對大學生學科競賽的參與情況的數據收集，并可用于對部分影響因素進行量化，如通過問卷，可以了解學生參與競賽的動機、量化教師的指導頻次等。問卷調查具有易于設計和實施的優勢，但其不足在于具有一定主觀性且不利于追蹤研究。在本研究中，對學生參賽前后的創造力的比較需要開展準實驗研究，但目前還缺乏運用這種研究方法的相關研究。

綜上所述，有關學科競賽對大學生創造力培養的研究已經取得了較為豐富的研究成果，但仍有進一步研究的空間和必要性。一是在學科競賽效果的影響因素及作用機制上仍未形成共識，在一些關鍵因素上，如教師指導、團隊合作等，仍存在分歧；二是在學科競賽促進大學生創造力的實證證據支持存在不足，缺乏相關的準實驗研究。為此，本研究將以學科競賽對大學生創造力的作用機制為研究對象，結合問卷調查開展大學生學科競賽的準實驗研究，試圖定量分析學科競賽對大學生創造力的影響作用，明確各影響因素的作用強度，為改進學科競賽的管理體系，以提升大學生創造力提供參考。

2 學科競賽對大學生創造力的影響作用

創造力是產生新思想、發現新事物、創造新價值的能力，是人類所特有的潛能和特質，是知識、智力、能力及個性品質多重因素綜合作用的結果。世界經濟論壇發表的《工作的未來》一文中預測，到2020 年，創造力將位列“21 世紀十大技能”的第三名［11］。學科競賽是在學生通過課堂學習掌握基本理論知識基礎上，在課堂外以競賽的形式來培養考察學生對專業知識的理解掌握、靈活運用和解決實際問題的能力的活動。通過競賽，能有效激發學生對學科的深入認識探索和科研興趣，培養創新意識、創新思維和創新技能的熱情和潛能，在團隊互相交流合作中迸發出創新的靈感火花，從而契合了創造力所蘊含的要素，對創造力產生影響［12-13］。

2.1 學科競賽可以極大地提升大學生對未知事物的好奇心

好奇心是創造力的巨大源泉。對于客觀事物中存在的明顯失常的現象、那些不夠平滑、不夠順利的環節、那些矛盾和不平衡現象，那些在常人看來容易漠視或者習以為常的問題［14］，如果能夠產生強烈的興趣，對事物的感受性特別強，并且可以抓住去推敲入微，去深入去探索，這就打開了創造力的大門。大學生在參與競賽的過程中，需要始終保持對事物的好奇心，需要給予足夠的耐心和給予極大關注，去發現、去改造、去實現，才能達到奪取桂冠的目標，而這正是創造力發揮的過程。通過參加學科競賽，學生的求知欲和好奇心得到激發，在這個過程中，學生的觀察力得到培養而逐漸敏銳，發現問題的能力逐漸增強，想象力逐漸豐富直至出現創造性想象，進而產生了顛覆性創新的沖動；同時，在好奇心的驅動下，思維的變通性提升，學生隨機應變的能力增強，能將創新范式遷移到同類實踐中，對抗心理定勢的能力形成，功能固著出現的頻次降低，打通了超常性構想的產生的障礙，創造力形成的基礎得以穩固［15］。

2.2 學科競賽有助于培育創造力所需要的個性品質

創造力與個性品質有著密切關系。創造個性品質，是在特定歷史條件下形成的穩定的心理和性格。創造個性品質強調社會實踐的重要性，在實踐中通過創造活動逐漸形成和發展起來。學科競賽大多是以項目團隊的形式參與，從前期的競賽主題設定、項目論證，到中期的反復實驗和決策優化，到最后比賽時的成果呈現、情感表達，體驗到了許多平時課堂上無法擁有的訓練機會。在整個過程中，他們要經歷一次次實驗失敗的沮喪，要承受可能最終失敗的壓力，也要憧憬獲獎后的喜悅和對自我獎勵的向往等一系列復雜的情緒表達和心理接納。創造力是一種心理活動，它具有連續性和復雜性。人在創造過程中的體力和智力均處于高度緊張狀態，從而產生創造性思維。學會合作，自信，幽默感，不隨從，不拘小節，自我主見，邏輯嚴謹、思維縝密、推理能力強，反應靈敏、思辨嚴密、感情開放，正確表達自我，等等。此外，要發揮創造力，還需要有進取心和頑強毅力，要善于獨立思考［16］。

2.3 科技競賽幫助學生實現從知識到能力到創新成果的轉換過程

任何創造都離不開知識，吸收鞏固知識、實際操作和積累經驗以及運用知識分析解決問題，是創造力的基礎。以創造性思維能力為核心的智能，是智力和多種能力的綜合，既包括敏銳的觀察力、持久的記憶力和高度的注意力，也包括掌握和運用技巧和方法的能力等［17］。在學科競賽中，學生利用已有的原理、定律、方法，構思、設計、制作、完成作品，這種有方向、有范圍、有程序的思維方式是必要的。但同時，僅靠循規蹈矩的理論運用是不可能在競爭性比賽中勝出的。這時候，獨創與變通等思維特性的重要性凸顯出來，學生的求同思維與求異思維共同作用，通過類似頭腦風暴式的極速聯想，激發出新穎而富有創造性的觀點，這種能力也被稱為急驟性聯想能力。急驟性聯想具有無定向性，它允許個體在無約束的環境下探索未知事物。通常思維的發散與聚合是相互統一、相輔相成的。任何成功的創造性都是這兩種思維整合的結果，從而完成從知識到創造的過程［18］。

3 學科競賽影響大學生創造力的實證分析

3.1 數據收集

為了實證檢驗學科競賽對工科學生創造力的影響作用，本文選取雙一流學科建設高校TUT，以參加過高水平學科競賽的本科生為調查對象，比較其參加競賽前/后的創造力差異。具體而言，在大一或大二學年參加過“‘挑戰杯’全國大學生課外科技作品競賽”“全國大學生機械創新大賽”“中國機器人大賽”“國際水中機器人大賽”“全國大學生智能汽車競賽”和“全國大學生電子設計競賽”等6 項大賽的2016 級和2017 級本科生中進行隨機抽樣，在征得本人同意的前提下，一共有220 名大學生參與本次調查。調查過程分三次進行，第一次是在學科競賽開始前夕，第二次是在學科競賽結束后，第三次是在大四臨近畢業之時，第一、三次調查要求參與者對相同的創造力量表進行自評，第二次調查要求參與者針對參賽的多學科團隊協作和導師指導頻次情況進行評價。

3.2 測量工具

關于大學生創造力的量表，本研究借鑒了Puccio 開發的FourSight 量表［19］。該量表由四個分量表組成，分別為研發力、洞察力、執行力和創意力，每個分量表5 個題項，本研究采用李克特7 級量表進行測量，其中，“1”表示非常不同意，“7”表示非常同意。此外，“多學科團隊協作”的測量分有/無兩種水平；“導師指導頻次”的測量分為“一般”“比較頻繁”和“非常頻繁”三個水平。

信度分析主要是用來檢驗樣本數據的可靠性。本文采用SPSS 23.0 對大學生參加競賽前和參加競賽后回收的量表分別進行信度檢驗，結果如表1 所示。

表1 信度檢驗

效度分析方法是驗證樣本數據是否具有有效性的重要工具，它的主要目的是檢驗量表設計的邏輯是否合理，是否能準確測量各個變量，本文采用SPSS 23.0 首先進行KMO 和Bartlett 球形度檢驗，然后進行因子分析，結果如表2 所示。

表2 探索性因子分析

從上表可知：參加競賽前回收的數據中，研發力量表信度系數為0.912，洞察力量表信度系數為0.928，執行力量表信度系數為0.923，創意力量表信度系數為0.919，創造力總量表信度系數為0.919；參加競賽后回收的數據中，研發力量表信度系數為0.863，洞察力量表信度系數為0.935，執行力量表信度系數為0.916，創意力量表信度系數為0.885，創造力總量表信度系數為0.934，各量表信度系數均大于0.7，因而說明研究數據信度質量良好，表明量表信度符合信度質量要求。

在進行因子分析之前，本文首先對創造力量表進行了KMO 與Bartlett 球形度檢驗，結果顯示KMO系數為0.894，且Bartlett 球形度檢驗顯著性系數為0.000，達到了效度標準，可知該樣本數據適合做因子分析。

本文采用主成分分析對變量進行主成分提取，采用方差最大化正交旋轉且提取標準為特征值大于1，得到了四個主成分因子，分別解釋19.662%，19.382%，19.243%，18.851%的方差，且累計解釋方差是77.136%，大于60%，同時各指標題項在各自因子上的載荷值均大于0.6，且在其他因子上的載荷值均小于0.3，說明量表的效度能夠達到標準。

3.3 分析結果

本研究采用配對樣本t 檢驗的方法對大學生參加競賽前后的研發力、洞察力、執行力、創意力進行差異性檢驗，結果如表3 所示，參賽前，被調查的大學生在研發力、洞察力、執行力、創意力上得分的均值分別為3.142，3.52，3.306，3.657，整體處于中等水平；而在參賽后，被調查的大學生在研發力、洞察力、執行力、創意力上得分的均值分別為5.167，5.033，5.441，5.249，整體處于較高水平，并且在四個維度上的差異均達到P＜0.001 的顯著性，可見參賽后大學生的創造力得到了顯著的提升。

表3 配對樣本t 檢驗

基于配對樣本t 檢驗的結果，本研究將分別以被調查大學生參賽前后的研發力、洞察力、執行力和創意力的增量為因變量，并以學科交叉和指導頻次為自變量，進行雙因素方差分析，分別檢驗不同學科交叉水平和指導頻次下，研發力、洞察力、執行力、創意力的增量是否存在差異性，結果見表4、表5、表6、表7。

表4 研發力增量的雙因素方差分析

表5 洞察力增量的雙因素方差分析

表6 執行力增量的雙因素方差分析

由表4 可以看出，學科交叉水平對研發力的主效應顯著，F=8.236，P＜0.01，說明學科交叉水平對研發力有顯著的正向影響；指導頻次對研發力的主效應顯著，F=19.435，P＜0.001，說明指導頻次對研發力有顯著的正向影響；此外，學科交叉水平和指導頻次對研發力具有顯著的交互效應，F=5.563，P＜0.01，說明學科交叉水平和指導頻次二者結合更能有效提升大學生的研發力。

由表5 可以看出，學科交叉水平對洞察力的主效應顯著，F=12.902，P＜0.001，說明學科交叉水平對洞察力有顯著的正向影響；指導頻次對洞察力的主效應顯著，F=18.969，P＜0.001，說明指導頻次對洞察力有顯著的正向影響；此外，學科交叉水平和指導頻次對洞察力具有顯著的交互效應，F=3.458，P＜0.05，說明學科交叉水平和指導頻次二者結合更能有效提升大學生的洞察力。

由表6 可以看出，學科交叉水平對執行力的主效應顯著，F=8.663，P＜0.01，說明學科交叉水平對執行力有顯著的正向影響；指導頻次對執行力的主效應顯著，F=14.672，P＜0.001，說明指導頻次對執行力有顯著的正向影響；此外，學科交叉水平和指導頻次對執行力具有顯著的交互效應，F=5.079，P＜0.01，說明學科交叉水平和指導頻次二者結合更能有效提升大學生的執行力。

由表7 可以看出，學科交叉水平對創意力的主效應顯著，F=16.347，P＜0.001，說明學科交叉水平對創意力有顯著的正向影響；指導頻次對創意力的主效應顯著，F=12.133，P＜0.001，說明指導頻次對創意力有顯著的正向影響；此外，學科交叉水平和指導頻次對創意力具有顯著的交互效應，F=4.877，P＜0.01，說明學科交叉水平和指導頻次二者結合更能有效提升大學生的創意力。

表7 創意力增量的雙因素方差分析

表7（續）

4 案例研究

本文從以上樣本中，提取了兩個參加大賽的項目團隊進行了跟蹤，分別為材料專業研究生鄭某團隊和電子商務專業本科生李某團隊。

4.1 案例一

4.1.1 案例背景

2017 年，由材料專業研究生鄭某擔任組長、1名物電專業本科生、1名會計專業本科生組成的團隊，以“瓦斯合成金剛石”為主題，參加了“第三屆大學生互聯網+創新創業大賽”，榮獲山西賽區一等獎、全國總決賽銀獎。在指導教師帶領下，項目團隊在比賽結束后，繼續深入鉆研，不斷取得關鍵技術的突破，2019 年實現氣相沉積法煤層氣制備金剛石項目與某大型國企的合作，合資公司注冊資金8 000 萬，進行煤層氣制備高端金剛石項目的產業化，現在已經投產。

4.1.2 案例分析

上化院在上海市的金山、嘉定以及國內外條件成熟的開發區建立了數個產業孵化基地，中試成功的項目首先在基地開展產業化孵化，在形成成熟的生產工藝、經營管理制度、市場運行之后，選擇具有廣闊市場前景的項目與相關產業集團開展真正的產業化運作，迅速擴大規模，推進下游產業應用，實現產業升級。

在參加互聯網+創新創業大賽中，團隊成員集思廣益，各司其職，團結協作，在指導教師帶領大家集中攻關備賽的日子里，每天在實驗室工作時間至少15 小時以上，樂觀向上，不怕吃苦，在互相交流合作中激發出創新的靈感火花，創造力得到顯著提升。

在與這些學生溝通訪談過程中，有學生表示，對煤層氣可以轉化為金剛石充滿了好奇，驅使他們去了解科學的原理和奇妙的過程；隊員在競賽過程中完成團隊合作的進化與升級，實現預先設定的比賽目標。同時，在分析、解決問題的過程中，促使學生了解科研活動的基本規律，學會正確分析、處理問題的思維方法，實現從知識到能力最后到成果的轉化過程。學科競賽小組組長鄭姓同學也通過比賽進一步提升了科研能力和創新思維，畢業后繼續留在該項目團隊成為了主要科研骨干，項目組成功將該項目轉化為應用，并使該校“煤層氣生產金剛石”項目落地轉化又向前邁出了關鍵一步，為推動學校更多科技成果走出實驗室、實現產業落地樹立了可供借鑒的示范標桿［20］。

在這個案例中還可看到，參賽團隊由不同學科背景的學生組成，指導教師與學生一起攻關，導師對科研的執著對學生產生直接的影響，促成學生個性品質的完善和創造力的提升。

4.2 案例二

4.2.1 案例背景

2016 年，由電子商務專業本科生李某擔任組長、2 名會計專業本科生、2 名市場營銷專業本科生組成的團隊，參賽項目為“以夢為馬”，榮獲第六屆全國大學生電子商務“創新、創意及創業”挑戰賽山西賽區特等獎、全國總決賽一等獎、“最佳創業獎”。獲獎后，團隊繼續把成果深化和運用，成立了致力于推廣有機食品的技術服務型企業，注冊資本100萬元。

4.2.2 案例分析

在指導教師溫老師的指導下，通過前期的深入調研和走訪，就當時市場中存在的食品安全問題以及當今人們所倡導的“有機生活”“養生”熱潮作為切入點，探索有機食品的產品經營思路和推廣。學科競賽小組組長李姓同學通過本次比賽使其創新能力和實踐能力都有了一個質的飛躍。畢業后選擇了創業，成立了某亞麻籽油開發公司，先后作為省二青會等升級和國家級大型活動的供應商，產品在第十一屆中國國際有機食品博覽會上獲金獎。企業先后獲“省高新技術企業”“省農業產業化省級重點龍頭企業”等榮譽稱號。李某扎根家鄉，回報人民，先后獲省“五一勞動獎章”、省“優秀企業家”“省勞動競賽委員會一等功”等榮譽稱號。2018 年，獲共青團中央和人力資源與社會保障部表彰的“中國青年創業獎”創業先鋒獎。

在此案例中我們可以發現，“不積硅步，無以至千里”，學生通過參加比賽，增強了自信，也提升了在實踐中創業的能力，成為當代青年的創業典范，同時，他與學校一直保持密切合作，在回饋母校的同時，也為推進產學研合作引領了擲地有聲的模范風向標。

4.3 分析結果

可見，學科競賽是充分調動學生學習主動性，提高學生自身競爭力，激發培養學生創造力的重要手段，不僅能有效激發學生對學科的深入認識探索和科研興趣，也能鍛煉學生綜合分析問題的能力，還能培養學生良好的心理素質和團隊合作精神，不論是從學生個人成長的角度、國家發展需要還是適應國際競爭的需要，學科競賽的作用都在日益凸顯。

5 提升學科競賽對大學生創造力促進作用的建議

（1）全方位加大學科競賽的舉辦力度。高校及相關部門應該從學科門類上擴大學科競賽的種類，從參賽人員要求上減少專業等條件的限制，吸引廣大學生參與到學科競賽中；同時優化參賽程序，減少一些繁瑣且不必要的程序，避免學生因程序復雜而產生抵觸心理，流程的簡化也是提高大學生參與學科競賽積極性的重要因素；加大學科競賽的獎勵，通過學科競賽不僅要使大學生感到精神上的滿足，也要從物質方面給予獎勵，甚至可以將學科競賽結果作為升學就業的一個重要因素［21］，這就更能激發參賽者的創造動機，從而使競賽的水平不斷提高，影響力持續擴大［22］；更要積極與地方企業合作開展競賽，擴大學科競賽的數量與質量，強調競賽的專業性，有趣性，充分調動大學生的積極性，以興趣為導向，在參與學科競賽的過程中，提高大學生的創造力［23］。

（2）學科競賽應提高學科交叉水平。從單一學科競賽向多元學科競賽發展，促進不同學科的學生參與到同一學科競賽中，打破專業限制的壁壘，讓一些對學科競賽感興趣的非本學科的學生能夠參與其中，充分調動學生的積極性。不僅如此，涉及多元化學科的競賽往往需要用到多個學科的知識，可以讓不同專業的學生匯聚到一起，除了提高大學生的團隊協作能力外，學生在競賽過程中，與不同專業的學生產生思維碰撞，產生不同的想法，對其創造力的提升具有非常重要的作用。為此，加大學科交叉的競賽更有益于培養大學生的創造力［24］。

（3）加強指導老師隊伍的建設。將具備較強專業能力或者參賽經驗豐富的老師吸納進指導團隊，同時定期開展針對競賽的培訓工作；鼓勵指導教師加強對大學生關于學科競賽的指導，這不僅需要學校明確要求教師加強對學生的人文關懷，提倡老師成為學生的良師益友，縮短學生與老師之間的距離感，加強師生之間的互動，更需要學校將教師輔導學科競賽納入績效獎勵的范圍，充分肯定教師的工作，調動教師輔導學生競賽的積極性［25］。