競賽驅動的多學科交叉創新能力培養模式探索與實踐

康翌婷 馬飛 趙鑫鑫 楊玨

摘 要：培養具有多學科交叉背景、創新實踐能力的復合型人才是我國高等教育的任務。傳統的大學生實踐教學中存在缺乏綜合性、連貫性以及較難激發學生主動性和協作性等問題。科技競賽是開闊學生視野、實現多學科交叉、培養工程技能和創新能力的有效途徑。以北京科技大學智能車隊為例，探索與實踐了競賽驅動的多學科交叉創新能力培養模式，并總結了該模式下取得的育人成效。

關鍵詞：科技競賽;多學科交叉;創新實踐;復合型人才

近年來，國家明確新工科建設目標為：“培養造就一批具有創新創業能力、跨界整合能力、高素質的各類交叉復合型卓越工程科技人才”。北京科技大學機械工程學院（以下簡稱學院）為適應國家和社會發展需求，把多學科交叉創新實踐能力培養放在突出位置。針對新時代對高等教育發展的新要求，學院以科技競賽為驅動，探索實踐與之相適應的多學科交叉創新實踐能力培養模式。

科技競賽是面向全國大學生的一種具有探索性的工程實踐活動，可以有效地提升學生的創新實踐能力和團隊合作意識。由學院指導的學校智能車隊自2006年組建以來，在全國大學生智能車競賽中屢創佳績。學院積極探索大學生科技競賽的教學規律特點，在創新實踐能力、團隊協作能力培養方面取得了具有特色的成果。

通過深入分析傳統教學中創新實踐能力培養的局限，明確新工科建設背景下復合型卓越工程科技人才培養的需求，總結實施過程中存在的問題，針對性地建立了以科技競賽驅動的多學科交叉創新實踐能力培養模式，并開展了探索與實踐。

大學生多學科交叉創新能力培養中的問題

傳統的創新實踐能力培養主要依賴于專業的實踐教學體系，內容包括基礎實習、課程實驗和專業實習。工科專業的實踐性教學幫助學生將理論與實踐結合。然而，面向新工科建設的人才培養目標，僅依賴實習、實驗教學的能力培養存在一定局限。

1.傳統實踐教學較難實現培養的綜合性和連貫性

課程實驗和實習對課程的知識針對性強，但分散的實踐教學讓學生的動手環節淺嘗輒止，過程中缺乏綜合性、連貫性，較難打通多個學科模塊，難以實現多學科交叉能力的培養。

2.傳統實踐教學較難激發學生的主動性和協作性

傳統的實踐課程缺乏趣味性和挑戰性，存在學生學習興趣不濃、主動性不強等問題，對于協作和溝通能力的培養不足。亟須增設有利于大學生綜合運用知識創新實踐的環節，進而強化學生自主學習和團結協作意識。

科技競賽對多學科交叉創新能力培養的助益

科技競賽是開闊專業視野、實現多學科交叉、培養工程技能和創新能力的重要途徑和手段。以全國大學生“恩智浦杯”智能汽車競賽為例，該競賽是以智能汽車為研究對象的創意性科技活動，是教育部倡導的大學生科技競賽之一。其設計內容涵蓋了機械、控制、電子、電氣、計算機等多個學科的知識，對學生的知識融合、多學科交叉能力和創新實踐能力的培養，具有良好的推動作用。競賽持續時間長，項目主題突出，涉及學科知識廣泛，對理論和實踐的綜合應用要求高，與傳統實踐課程相比，可以實現能力培養的綜合性和連貫性。競賽的競技性和挑戰性可以有效激發學生的學習興趣和創新熱情，競賽的組隊合作機制保障了學生的協同合作能力培養。

科技競賽可以有效地彌補傳統實踐教學體系中的不足，與實踐類課程形成互補。學院依托科技競賽優勢，積極探索大學生科技競賽的教學規律特點，構建包括價值引領、創新平臺、組織規范、激勵機制、指導隊伍的競賽驅動的創新人才培養模式，營造良好的氛圍，不斷強化科技競賽在人才培養中的促進作用。

競賽驅動的多學科交叉創新能力培養模式的實踐

學院通過總結科技競賽中學生創新和協作能力培養的經驗，形成了競賽驅動的多學科交叉創新能力培養模式，并充分運用在學院復合型人才培養的過程中。

1.以立德樹人為根本，不斷傳承團隊精神

競賽隊伍是學生在班級以外的第二凝聚地。借助競賽形成的團隊作用，學院將思想教育放在科技競賽組織管理的第一位。為了發揮智能車隊中黨員在思想、學習、競賽中的引領作用，學院成立了智能車隊黨支部，增強車隊的凝聚力、影響力和號召力。黨支部依托競賽優勢，開展了科技助力秦安鄉村振興建設等豐富的支部活動，依托競賽優勢服務社會。

在指導科技競賽過程中，通過逐步凝結團隊精神、打造團隊品牌，將精神傳承作為指導競賽中價值引領的核心。學校智能車隊成立至今已經十六載，每一屆隊員均在實踐中傳承“不怕吃苦、追求卓越”的精神。學生在參與競賽的過程中，領會并踐行團隊精神，實現了科技創新過程中的價值引領。

2.以鼓勵交叉為導向，不斷強化平臺建設

科技競賽是一種多學科交叉、多專業融合的創新實踐活動，以項目的形式組建團隊，以競賽的形式實現評價。學院形成了通過舉辦智能車校內賽在全校層面遴選隊員的機制。智能車校內賽迄今已舉辦十五屆，每一屆校內賽賽題和培訓內容都是根據當年的國賽賽題設計。校內賽鼓勵不同學科背景、不同專業的學生自組建隊伍，實現全校層面的資源共享，打破專業壁壘，保障了競賽中多學科交叉能力的培養。

實踐場地、硬件條件等競賽的平臺建設保證了學生最大程度地發揮創新熱情和施展實踐才能。學院建立了開放型本科實踐教育和創新能力培養的汽車創新實驗室，打造了智能車競賽基地，為學生的協同創新提供有力的條件保障。

3.以協同學習為核心，不斷樹牢規范意識

科技競賽中的學習模式與傳統教學不同，競賽是以項目制的方式構建隊伍，在組織管理規范的框架內，隊員以協同學習的方式達到多個階段性的目標。通過建立合理的組織管理規范，盡可能地發揮協同學習的優勢，促進學生在長期的項目中得到多方面的能力鍛煉。協同學習的特點是在知識、信息、行動，甚至是情感和價值之間建立協同發展的聯系。以智能車競賽為例，多個組別的隊伍從校內賽到地區賽和全國賽，隊員之間以共同目標為導向，又各司其職，通過充分的深度交流，實現項目的推進。作為組織者，搭建起隊伍管理規范框架，制定隊伍中的分歧處理方式，協助制定團隊階段性目標，重視化解隊員心理和情感矛盾，為各個團隊的自組織管理和協同學習提供保障。

4.以過程評價為尺度，不斷做好鞭策激勵

競賽中的對抗性和趣味性有效地激發了學生的學習興趣和創新熱情，然而競賽中的隨機性和不確定性也對學生的抗挫折能力提出了很高的要求。教師作為組織管理者，應將學生創新實踐能力的培養放在第一位，而不是過度地強調比賽成功的獎勵。以智能車隊的管理為例，校內賽的選拔重視過程考核，以多次分賽的成績綜合確定最終的晉級隊伍。在地區賽和全國賽中，對隊員在賽事中的貢獻程度與協作能力給與肯定，不過度關注比賽的成績，這對于保護學生的創新熱情和提升參與度至關重要。

合理的激勵措施既是科技競賽管理框架中的關鍵環節，也是調動學生學習和實踐主動性的動力保障。激勵措施包括物質獎勵、學業獎勵、就業優勢、集體榮譽感、自我價值認可等。其中，集體榮譽感和自我價值認可應放在首位，這是推動學生自主學習、有效協作、不斷創新的動力之源。適度的學業獎勵也有助于學生自主性的提升，如設置相關的保研加分項、在科技保研中重視競賽成果等。但是過度強調學業獎勵將導致隊員參賽目的的功利化，過于關注個人得失，在團隊內形成不良競爭，增加內部矛盾。所以，以適度的學業獎勵、積淀的集體榮譽感和自我價值認可共同形成組織管理框架中的激勵環節，有助于競賽的良性競爭和隊員組織管理。

5.以隊伍建設為抓手，不斷提升教師能力

在建立了競賽管理規范后，隊伍的自組織管理是競賽組織的核心，但指導教師在競賽過程中的管理、監督、評價和反饋作用也不可或缺。尤其當學生自組織管理出現分歧時，需要指導教師以公平公正的態度疏解矛盾。選拔指導教師的過程中，重點考慮教師的學科交叉和科技競賽背景，考察教師的組織管理和協調資源的能力。指導教師隊伍中既包括經驗豐富的老教師，也定期吸納有競賽基礎和管理才能的青年教師，以傳幫帶的方式打造競賽的指導教師隊伍。教師將競賽指導中積累的寶貴經驗和模式融入教學環節，也將更有助于學生創新實踐能力的培養。

競賽驅動的多學科交叉創新能力培養模式育人成效

自2006年組建智能車隊以來，年均500余名學生在智能車校內賽等科技競賽中受益，涵蓋多個學院專業的本科生。

1.形成特色的創新實踐培養平臺，打造“北科智能車”團隊品牌

在過去的十六屆全國大學生智能車競賽中，學校智能車隊已奪得18個全國總冠軍、4個國際邀請賽的冠軍、14個全國特等獎和15個全國一等獎，并于2018年獲評大學生“小平科技創新團隊”榮譽稱號。

學校智能車隊承擔著智能車校內賽的承辦工作，每年有500多名學生、100多支隊伍參加比賽，形成了多個學科和專業的資源整合利用，借助校內多學科優勢，建立了特色的創新實踐培養平臺。除了遴選地區和全國賽正式隊員外，校內賽還為全校學生提供了修習創新創業學分的機會。同時，車隊還積極與其他高校交流，每年校內賽期間都會吸引多支京內和京外高校智能車代表隊前來觀摩學習。

2.完善交叉創新育人機制，學生綜合素質明顯提升

智能車隊發展至今已有300余名隊員，其中有90%的隊員畢業后繼續深造，優秀學子保研至本校、清華大學、北京大學等，其中兩名隊員獲評學校學生最高榮譽—“校長獎章”。

競賽鍛煉了學生的創新實踐能力，學校智能車隊涌現了一批成功的創新創業人才。隊員創業成立了北京極智嘉科技有限公司、賽曙科技有限公司、北京儒伯樂科技有限公司、深圳精誠信息科技有限公司、智動天地（北京）科技有限公司等。其中，北京極智嘉科技有限公司于2017年入選財富中國創新大賽15強，2019年排名中國人工智能企業知識產權競爭力百強榜第36位;賽曙科技有限公司于2018年獲批國家高新技術企業，2020年獲批中關村高新技術企業。競賽平臺為學生開闊了視野，提升了跨界整合和創新實踐能力，學生的創新創業成績斐然。

結語

面向國家對多學科交叉復合創新型人才的迫切需求，北京科技大學機械工程學院依托科技競賽優勢，開展多學科交叉創新能力培養模式探索與實踐。通過分析傳統實踐教學體系中存在的問題和科技競賽對多學科交叉創新能力培養的促進作用，構建了包括價值引領、平臺建設、管理規范、激勵機制和指導教師隊伍建設的競賽組織管理框架，在該模式的探索與實踐中取得了較好的育人成果。未來學院將更好地發揮競賽優勢，全面提升學生的多學科交叉創新能力和綜合素質。

（作者單位：北京科技大學機械工程學院）

[責任編輯：翟 迪]