基于“五育并舉”的土木工程大學生科創(chuàng)團隊建設
——以美國土木工程師學會混凝土輕舟競賽為例

魏 凱，殷雪霜，何 畏，張 銳，肖 林

（西南交通大學 土木工程學院，成都 610031）

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展、科技的進步，土木建筑業(yè)也在逐步完成轉(zhuǎn)型升級[1]。以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式和新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，對工程科技人才提出了更高的要求，對學生的綜合素質(zhì)有了更高的標準。根據(jù)相關媒體報道與研究發(fā)現(xiàn)，由于缺乏充足的社會實踐和團隊合作經(jīng)驗，土木工程專業(yè)畢業(yè)生往往能力單一，綜合能力與建筑企業(yè)需求存在大量錯位和脫節(jié)的現(xiàn)象，難以滿足行業(yè)對體智融合、德勞并重發(fā)展人才的需要[2]。在國家大力提倡“新工科”的背景下，深化工程教育改革，對土木工程專業(yè)工程教育進行升級改造，使工程教育與行業(yè)需求緊密結(jié)合[3]，成為了當前土木工程專業(yè)學生培養(yǎng)中急需解決的問題。

現(xiàn)有重理論、輕實踐和以專業(yè)成績作為主要衡量指標的土木工程培養(yǎng)模式，只重視對學生個人專業(yè)學習能力及知識的培養(yǎng)，而忽略了對團隊協(xié)作精神及能力的培養(yǎng)，不僅造成大學生自主創(chuàng)新與動手實踐能力不強，也使許多加入大型團隊及企業(yè)的畢業(yè)生難以快速適應[4]。近年來，在高校人才培養(yǎng)體系中，大學生科技創(chuàng)新活動越來越被重視和強調(diào)[5]，土木工程本科科技活動逐漸大量涌現(xiàn)，各種大學生創(chuàng)新實踐團隊應運而生。科技創(chuàng)新團隊是面向社會及經(jīng)濟等需求，提升科學技術(shù)創(chuàng)新能力，為社會和經(jīng)濟的發(fā)展提供可持續(xù)發(fā)展的動力的重要載體[6-7]。他們通常由技能互補的大學生及研究生組成，大家擁有共同的學習或科研目標，通過相互協(xié)作開展創(chuàng)造性、創(chuàng)新性活動，能產(chǎn)生具有一定價值的成果[8]。并且創(chuàng)新團隊建設有利于加強團隊成員的學術(shù)交流和合作，有利于培養(yǎng)青年學者團結(jié)合作的精神，增強集體榮譽感[9]，大大彌補了傳統(tǒng)教育培養(yǎng)模式的缺陷。因此，以大學生科技創(chuàng)新團隊為載體，加強土木工程學生的德育、智育、體育、美育和勞育培養(yǎng)，已成當前大學教育改革的重要突破口。

基于上述思路，西南交通大學土木工程學院以混凝土輕舟競賽為切入點，構(gòu)建了德育、智育、體育、美育和勞育——“五育并舉”的本科人才培養(yǎng)體系，通過國際學科競賽的平臺組建科技創(chuàng)新團隊，開展體智融合、德勞并重的跨學科混凝土輕舟競賽課程建設與實踐項目，對競賽、課堂和教育體系進行系統(tǒng)改革，實現(xiàn)以競賽為主、課程為輔的教學模式，指導學生學習競賽相關專業(yè)知識，掌握劃船競速技能、建造混凝土輕舟，從多實踐、多創(chuàng)新等多方面培養(yǎng)了學生的綜合素質(zhì)能力。

一、“五育并舉”的科創(chuàng)團隊建設模式

根據(jù)我國“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃對新時代土木工程畢業(yè)生綜合能力的要求，將現(xiàn)有國際競賽的平臺與專業(yè)課程培養(yǎng)相結(jié)合，以“五育并舉”為培養(yǎng)核心，以“競賽實踐與課程理論互促融合”“興趣驅(qū)動”“團隊協(xié)同創(chuàng)新”為基本點，提出了一種土木工程大學生科技創(chuàng)新團隊建設模式。通過探索“五育并舉”培養(yǎng)模式，全面提升學生德育、智育、體育、美育和勞育五項綜合素質(zhì)，著力培養(yǎng)符合新時代需要的土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生。

（一）以“五育并舉”為核心的培養(yǎng)體系

“五育并舉”培養(yǎng)體系有別于傳統(tǒng)大學教育體制，是一種把德育、智育、體育、美育和勞育等有機統(tǒng)一在大學創(chuàng)新實踐培養(yǎng)中，促進學生體智美融合、德勞并重發(fā)展的大學教育培養(yǎng)體系[10]。該體系以“競賽實踐與課程理論互促融合”“興趣驅(qū)動”“團隊協(xié)同創(chuàng)新”為基本點，培育學生的團隊協(xié)作能力、多方面綜合素質(zhì)和勞動能力，孕育奮斗精神。

在德育方面，深入貫徹黨的教育方針，堅持立德樹人，用理想信念照亮奮斗方向，將“為國爭光”的思想貫穿在整個科技創(chuàng)新團隊培養(yǎng)過程中，激發(fā)學生的民族自豪感；在智育方面，建立“競賽實踐與課程理論互促融合”的教學體系，即創(chuàng)新科技團隊教師教授學生多學科的專業(yè)知識，指引學生在競賽中發(fā)散思考，培養(yǎng)學生運用學科知識獨立思考的能力；在體育方面，將體育訓練與專業(yè)創(chuàng)新交叉并行，提升當代土木工程專業(yè)學生的身體素質(zhì)；在美育方面，鼓勵學生獨立在產(chǎn)品設計階段進行作品的選型美學設計，并且在美學中發(fā)掘中華傳統(tǒng)文化的美麗，走出國門宣傳中國傳統(tǒng)美，培養(yǎng)了學生自我創(chuàng)造、審美藝術(shù)的能力；在勞育方面，要求團隊成員全過程參與競賽，如結(jié)構(gòu)設計、施工、匯報展示和出國參賽等，用勞動教育強化勞動能力，提升身心素質(zhì)的同時，使學生擁有一次完整的設計、建造和展示的勞動實踐體驗，為今后的就業(yè)和發(fā)展奠定基礎。

（二）“競賽實踐與課程理論互促融合”的團隊創(chuàng)新模式

傳統(tǒng)式教育大多是“五段式”教學，即組織教學、復習舊課、講解新課、鞏固新課及布置作業(yè)。對于專業(yè)知識性較強的學科，不進行實踐教學，僅僅是純理論性教學，將極大地增加對知識的理解難度、降低了學習效率，進而打擊了學習專業(yè)課程的積極性，從而喪失了對專業(yè)的興趣。

目前，土木工程專業(yè)實踐教學體系主要依托高校自身的力量來完成，這種模式仍然沒有擺脫傳統(tǒng)教師為主、學生為輔的方式，難以充分發(fā)揮學生的主觀能動性[11]。為了打破傳統(tǒng)教學造成的局面，本文提出的創(chuàng)新團隊基于混凝土輕舟競賽課程建設與實踐，由教師為學生教授參加競賽所需要的多學科交叉專業(yè)知識，實現(xiàn)了知識由課堂走向?qū)嵺`。對比于傳統(tǒng)課堂中存在的問題，如教師的授課方法不能夠真正激發(fā)學生的學習興趣、課程的內(nèi)容對于學生來說要求過高、花費時間過長及學生產(chǎn)生畏難心理等，在該創(chuàng)新團隊培養(yǎng)模式下都得到了較好解決。大學生科技創(chuàng)新團隊的建立，充分利用學生學到的專業(yè)理論知識，并指導專業(yè)實踐活動，在實踐活動中增加對理論知識的理解并進一步創(chuàng)新，兩者相互交融，你中有我，我中有你，實現(xiàn)知識最大化吸收。

（三）以“興趣驅(qū)動”為導向的引導式培養(yǎng)方法

興趣是學生最好的老師，一直以來，國內(nèi)學生由于對專業(yè)選擇的盲目、外在因素干擾等原因，使得學生對于專業(yè)缺乏真正的興趣[12]。為改善這一問題，該科技創(chuàng)新團隊以“興趣驅(qū)動”為基本點，以競賽為載體，采用引導式的培養(yǎng)方法，以學生為本，充分的考慮學生自身的興趣、特長，引導學生以興趣為驅(qū)動指導實踐過程。在創(chuàng)新團隊培養(yǎng)學生的過程中，把整個項目劃分為不同的小組，并依據(jù)小組工作性質(zhì)的不同安排各專業(yè)的指導老師指導工作，幫助學生找到自己的興趣所在，在實踐創(chuàng)新中培養(yǎng)學生的研究興趣。除此之外，通過一系列措施，例如設置組內(nèi)打卡等監(jiān)督措施，使得學習成果有反饋，有體驗，激發(fā)學生的學習熱情并提高其創(chuàng)新能力，興趣反過來又可以帶動學生主動探索，主動創(chuàng)新。

（四）以“團隊協(xié)同創(chuàng)新”為基本點的實踐理念

科技創(chuàng)新能力作為學生培養(yǎng)中一個重要內(nèi)容，也是較為困難的一個部分，就目前情況看，我國高校對學生的科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)還不夠[13]，對于如何提高土木工程專業(yè)學生的科技創(chuàng)新能力是一個急需解決的問題。在“五育并舉”團隊的基礎上，以科技競賽為媒介，鍛煉學生的科技創(chuàng)新能力。充分調(diào)動學生個體的積極性，通過有序的團隊組織，有意識地啟發(fā)學生的團隊協(xié)同創(chuàng)新思維。該理念將主動權(quán)全權(quán)交給學生團隊，充分發(fā)揮學生團隊的主觀能動性。同時聯(lián)合不同方向的老師，提出開放性問題，采用問題導向的方式，有序引導學生團隊思考解決問題，在實踐中進行了創(chuàng)新思維訓練，提高了創(chuàng)新能力。

二、依托“ACSE 輕舟賽”的“五育并舉”科創(chuàng)團隊建設實踐

（一）ACSE 混凝土輕舟賽簡介

混凝土輕舟（Concrete Canoe）國際競賽是由美國土木工程師學會（American Society of Civil Engineers，下文簡稱ASCE）創(chuàng)辦的一項具有悠久歷史的土木工程高校混凝土輕舟建造和競速比賽，并具有廣泛參與性、團隊性、創(chuàng)新性、傳承性及趣味性五大特點[14]。ASCE 混凝土輕舟賽要求在校學生組成參賽團隊，用自己研制的輕質(zhì)混凝土和加強纖維制作一艘長約六米、具備承載四名劃船者且可以反映參賽高校大學文化和主題的輕舟。參賽學校除了設計和制作輕舟外，還需要在比賽當天派出隊員用自己的輕舟在水上進行各項競速比賽，如圖1 所示。該項比賽的評分由最終產(chǎn)品、設計報告、口頭報告和劃船競技四方面組成，綜合考察了大學生的團隊協(xié)調(diào)、學科知識、創(chuàng)新思維和體育競技等多項素質(zhì)。

圖1 西南交通大學輕舟隊赴美參賽照片

因為輕舟的設計、施工和比賽內(nèi)容豐富，長期以來形成了崇尚團隊合作、充滿友愛和活力的競爭精神，吸引了包括加州大學伯克利分校在內(nèi)的美國眾多名校參加。近年來，我國的同濟大學、西南交通大學和東南大學等國內(nèi)高校相繼組織大學生赴美參加此項賽事，并多次獲得優(yōu)異成績。

（二）團隊建設策略

結(jié)合比賽內(nèi)容，根據(jù)“五育并舉”的創(chuàng)新團隊建設新模式（圖2），在人才選拔、培養(yǎng)保障、團隊協(xié)同創(chuàng)新體系、導師團隊和實踐平臺五個方面全面貫徹“五育并舉”的培養(yǎng)理念，全面提升學生的環(huán)保意識、專業(yè)素養(yǎng)、團隊協(xié)作、勞動和運動能力。

圖2 科創(chuàng)團隊建設中“五育并舉”

1.人才選撥機制

適當?shù)娜瞬胚x拔與競爭培養(yǎng)模式是團隊協(xié)作能力與學科競賽水平提升不可或缺的關鍵部分之一，學科競賽一定意義上也是學校間人才競爭的一種方式。同時，學生的團隊協(xié)作能力、綜合素質(zhì)高低對團隊模式的有效運作有著較大的影響，人員綜合能力的不斷增強也意味著團隊實力與競爭力的不斷增強。西南交通大學混凝土輕舟隊選拔模式分為兩個模塊，分別為入隊選拔、隊內(nèi)競爭培養(yǎng)模式。人員入隊選拔機制重點關注參選人員是否具備較好的團隊協(xié)作能力、個人素質(zhì)及良好的身體狀況。隊內(nèi)競爭培養(yǎng)主要采用小組比拼的方法，即同一訓練任務由多個雙人小組共同完成，通過雙向互選及隨機分配構(gòu)成小組，各小組在開展前期工作期間分別獨立完成方案，定期匯報答辯并進行方案選擇。在此過程中，各個小組之間互相競爭、互相促進，產(chǎn)生最優(yōu)方案，如圖3所示，組內(nèi)進行劃舟訓練。此模式鍛煉了學生的溝通、表達能力及團隊協(xié)調(diào)能力，同時提升團隊競爭力。

圖3 組內(nèi)成員劃舟訓練

2.培養(yǎng)保障措施

“企業(yè)文化”是在一定的條件下，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和管理活動中所創(chuàng)造的具有該企業(yè)特色的精神財富和物質(zhì)形態(tài)[15]。企業(yè)文化是推動企業(yè)發(fā)展的不竭動力，其在大型學生科技創(chuàng)新團隊中的作用亦是如此，能激發(fā)學生對于團隊的認同感和對實現(xiàn)目標的使命感，加強了學生的責任感并使得學生在不斷實現(xiàn)目標和挑戰(zhàn)自我中產(chǎn)生成就感，提升了學生的組織協(xié)調(diào)能力和溝通能力，全面促進學生綜合素質(zhì)發(fā)展。在本文建立的創(chuàng)新團隊——西南交通大學輕舟隊中，一系列的團隊活動也是團隊建設的主要內(nèi)容之一，如主題明確的年會、“優(yōu)秀隊員”“小組互評”等評選、表彰和獎勵宣傳活動，這些活動極大地增強了團隊凝聚力。除此之外，合理規(guī)范的團隊制度也是該創(chuàng)新團隊的培養(yǎng)保障制度之一，良好的團隊制度能有效保障團隊運作的有序化和規(guī)范化，降低內(nèi)部糾紛，增強團隊的競爭實力。團隊使用高效協(xié)同軟件“釘釘”作為團隊核心管理運營軟件，建立了科學嚴謹?shù)呢攧展芾怼⑦\動考核管理、任務進度管理及團隊日程出勤管理機制，保證了團隊有計劃、有組織、有落實和有反饋地穩(wěn)步推進檢查、督促及考核工作。

3.團隊協(xié)同創(chuàng)新體系建設

由于“輕舟賽”包含多項考核指標，以及具有綜合考察學生多項素質(zhì)的特點，該創(chuàng)新團隊根據(jù)整個比賽項目不同階段的任務及性質(zhì)，將項目分為多種專業(yè)小組，每個專業(yè)小組分別負責不同的工作，并分別有不同的專業(yè)老師進行指導。

同時，根據(jù)參賽學生的個人專長和主觀意愿，分別建立了結(jié)構(gòu)組、設計組、材料組、施工組和英語組五個專業(yè)小組，分別負責不同的工作。結(jié)構(gòu)組負責行船模的建立、數(shù)值模擬分析、水槽選型實驗（ATI）并優(yōu)化船模；設計組進行船的選型美學設計與文化發(fā)掘，如圖4 所示；材料組主要進行船體混凝土材料試驗，確定配比方案；施工組負責船體的施工與養(yǎng)護，確定混凝土輕舟施工澆筑順序；英語組主要負責作品的展示工作，包括作品創(chuàng)意說明、評比演講等。各個小組各司其職，組內(nèi)成員發(fā)揮各自特長，協(xié)同完成整個比賽項目。

圖4 龍舟美學設計

組內(nèi)負責人通過定期召開線下組長例會發(fā)放征求意見，加強溝通并實時跟進各組進度。在具體技術(shù)細節(jié)方面，通過召開一對一會議進行更深層次交流、確保進度穩(wěn)步向前。同時，一對一會議的召開顯著提升了會議的效率和成員對突發(fā)事件的應對能力，并在負責人與組長、組長與組員之間建立了一種持續(xù)有成效的信任關系，提升了團隊凝聚力。在該創(chuàng)新團隊建設中，進行項目的分工合作既培養(yǎng)了學生的團隊合作意識，又充分考慮學生個人本身興趣、優(yōu)勢，極大提高了團隊的工作效率。

4.導師團隊建設

創(chuàng)新團隊積極動員課程理論教學優(yōu)秀骨干教師、專業(yè)方向上的學術(shù)帶頭人加入各個小組，直接指導學生科技創(chuàng)新實踐。結(jié)合小組實踐過程中遇到的專業(yè)知識問題，指導老師進行教學解答，實現(xiàn)了知識由課堂到實踐的轉(zhuǎn)移應用；專業(yè)學術(shù)老師實時跟緊項目進度，規(guī)范學生的科研實踐操作，引導學生進行科技創(chuàng)新，提高了整個比賽的專業(yè)性；同時，積極與其他專業(yè)性團隊合作學習，如與專業(yè)賽艇團隊進行合作，邀請皮劃艇世界冠軍趙曉俐女士蒞臨指導，使團隊近距離接觸賽艇運動和世界冠軍團隊。除此之外，邀請藝術(shù)學院老師進行美學指導設計，以及邀請外國語學院英語專業(yè)老師進行口語表達指導等。整個指導教師團隊圍繞著培養(yǎng)學生能力為中心，老師指導為輔的原則進行建設，不同于傳統(tǒng)式“填鴨式”教育，實現(xiàn)了學生素質(zhì)的綜合提高。

5.創(chuàng)新實踐平臺

創(chuàng)新團隊以“五育并舉”為核心，圍繞“輕舟賽”，以國家級實驗室為支撐，鼓勵學生走出課堂，通過專業(yè)性創(chuàng)新實踐，讓學生逐漸深入知識學習的海洋，啟發(fā)其創(chuàng)新思維。西南交通大學土木學院為“輕舟賽”提供了完善的科技創(chuàng)新實踐平臺，如西南交通大學土木學院的深水大跨實驗室、中國西部信息中心云計算高校聯(lián)合實驗室等，整體提高了整個競賽實踐的專業(yè)程度。在創(chuàng)新團隊內(nèi)，有指導老師向?qū)W生教授專業(yè)船舶設計原理、施工技術(shù)設計和混凝土材料配合比設計等基本的學科專業(yè)知識，之后，學生通過設計實驗，例如進行改變單一變量的材料制作混凝土抗拉試件抗拉強度測試試驗、開展船模阻力測試實驗和運用BIM 云平臺技術(shù)云端協(xié)同建模等，根據(jù)實際需求自主設計完成了實驗及產(chǎn)品。該科技創(chuàng)新團隊基于理論基礎和真實實驗數(shù)據(jù)實現(xiàn)了團隊協(xié)同創(chuàng)新，并將可持續(xù)思想貫徹其中，在實踐中完成對理論的驗證并不斷實現(xiàn)新的構(gòu)想。

三、結(jié)束語

新時代高等教育要求高校逐漸形成高水平人才培養(yǎng)體系，為了全面貫徹黨的教育方針，堅持立德樹人，需要加快構(gòu)建德育、智育、美育、體育和勞育“五育并舉”的本科人才培養(yǎng)體系。以“輕舟賽”為依托下大學生科技創(chuàng)新團隊的建設，以“五育并舉”為核心，以“競賽實踐與課程理論互促融合”“興趣驅(qū)動”“團隊協(xié)同創(chuàng)新”三個基本點，打造了一支新概念的科技創(chuàng)新團隊，培養(yǎng)了一批綜合素質(zhì)較高、專業(yè)知識過硬、有鉆研精神、創(chuàng)新能力強并具備團隊合作意識的學生，全面提升土木工程類在校學生的綜合能力。

這一創(chuàng)新團隊的建設理念及模式，以國際競賽“ASCE 輕舟賽”為依托，不僅搭建了課程專業(yè)理論知識與實踐應用的橋梁，還充分調(diào)動了學生自身的積極性與創(chuàng)造力，同時利用國際競賽的平臺培養(yǎng)了綜合能力過硬的現(xiàn)代化青年人才，是完善現(xiàn)代化綜合人才培養(yǎng)方案值得借鑒的一個案例。