面向智慧交通新行業探索學生創新競賽核心能力提升方法

李 燁

(1.中南大學 交通運輸工程學院，長沙 410075；2.中南大學/智慧交通湖南省重點實驗室，長沙 410075)

黨的十九大將加快建設創新型國家作為現代化建設的新發展理念，全國教育大會進一步明確教育作為國之大計、黨之大計對增強中華民族創新創造活力、實現中華民族偉大復興的決定性意義。因此，加強教育創新發展，持續深化創新創業教育既是建設新時代中國特色社會主義標桿大學的突破口，也是關乎國家發展的重要保障。2019 年中共中央、國務院印發的《交通強國建設綱要》明確將智慧交通作為四大發展方向之一，推進交通強國建設。

近年來，智慧交通新行業的迅速發展對交通學科教育提出了更高地要求，國家和社會需要培養一批具有創新實踐能力的高素質專業化的交通人才，接軌交通強國建設。因此，基于創新創業教育深化改革的大背景、智慧交通新行業發展前景和人才需求，本文積極探索提升學生創新競賽核心能力的新方法，提出面向智慧交通的創新競賽能力需求結構探索、基于成果導向教育理念的學科競賽和教學融合的全新課堂模式，以及貫通項目化的課外提升機制。

一 研究現狀

傳統的教學模式不利于培養學生的創新思維和能力，學生缺乏創新競賽前的鍛煉，故新時代教育亟需一種通過結合前沿學科知識和技術及競賽訓練來提高學生創新競賽核心能力的教學模式。

學科競賽是高校提高人才培養質量，培養創新型人才的重要途徑。以推動學科競賽的方式來提升大學生創新創業實踐能力在近年來取得了很多成效，許多高校深化教育改革，鼓勵學生參與學科競賽，培養創新思維和競賽能力。在此過程中涌現出許多對學科競賽培養模式的研究。田卡等[1]梳理了不同競賽項目對學生不同能力層次的要求，針對這四大類能力要求提出針對性的培養方案。于洋等[2]以“成果導向”理念為指導原則，探索創新人才培養模式，提出基于OBE 理念的“團隊”模式培養體系和教學科研團隊，解決學生在競賽過程中缺乏指導的問題。郭晶等[3]針對經管類大學生通過制定人才培養目標、設計課程體系及構建學科競賽體系，提出競賽驅動的創新創業人才培養模式。

賽教融合是一個新穎的競賽型學生培養方法。龐兆君等[4]為克服競賽融入機器人教學的難點，提出了融合機器人競賽的機器人教學改革方案，構建了以機器人基礎課作為競賽課程的選拔課程，使課堂形式更豐富多樣化。王先鳳等[5]分析了目前實踐教學中存在的問題，提出與科技競賽融合的教學探索和研究，但其課程考核機制仍與傳統考核機制類似。張航[6]以工程圖學課堂為例，讓實訓和競賽共同融入教學內容中，以期有效推動應用型人才的培養。姚妍等[7]結合園林設計專業的特點，提出了以實地項目為融通基底，以學科競賽為風向標的融合教學模式，豐富了學生的創新思維和實踐能力，取得了一些初步的成效。吳新杰等[8]還創新性地提出了將學科競賽與畢業論文(設計)有機融合的教學方法，這樣既提高了畢業論文(設計)內容的實用性，也提高了學生自主創新思維和實踐動手能力，使學生得到了有效地訓練。

雖然有眾多人提出學科競賽創新的培養模式，但適用于智慧交通新行業的競賽與教學融合模式亟待提出。另外，根據文獻檢索，創新型課堂模式并沒有徹底改變傳統的課堂結構和課程考核方式。因此，本文提出面向智慧交通新行業提升創新競賽核心能力的方法。

二 面向智慧交通新行業的創新型教學思路探索

（一）探索面向智慧交通新型課程教學方法

成果導向教育(OBE)旨在以教育所取得的學習成果為教學目標和教學設計，強調重視學生的目標成果是什么、為什么要讓學生取得這樣的學習成果、如何有效幫助其完成學習的目標成果及如何評價最后的學習成果。學生最終取得的學習成果是經過一個階段的學習，學生能夠達到的最大能力提升，也即能夠達到的最大能力。因此，以學生的頂峰能力為目標成果來反向設計教學、實施教學方案，并按階段對教學成果進行評價，是成果導向教育的重要觀點[9]。本文面向智慧交通的創新型教學模式會以成果導向教育為主要理念，實現以學生的最終成果為教學目標，從知識傳授型課堂向能力培養型課堂的轉變、以教師主導到學生為主，能夠最大限度地激發學生的創造性和主動性，培養學生的批判與創新思維，達到課堂效用最大化的目標。

（二）增強學生的創新意識，基于興趣驅動提升學生的競賽探索能力

真正的創新人才不可能是一蹴而就的，必然是要經過不斷地訓練，其中最重要的是創新意識和思維的培養。對于高校的學生而言，學科競賽無疑是增強創新能力的重要平臺。只有從根本上激發學生的創新意識，培養好學生的自主探索能力，才能讓學生在未來的工作中有所建樹。因此，鼓勵學生積極參與學科競賽，注重培養學生在交通學習中的持續創新的意識，對提升整體的創新核心能力至關重要。

（三）培養學生在智慧交通行業的實踐能力，接軌交通強國建設

近年來，融入物聯網、云計算和大數據等高新技術的智慧交通，憑借其系統性、實時性、信息交流的交互性及服務廣泛性等特點，正逐步成為未來交通發展的必然方向。2018—2019 年工業和信息化部、交通運輸部先后發布《車聯網(智能網聯汽車)產業發展行動計劃》《數字交通發展規劃綱要》等政策文件，為指導交通行業建設智能交通提出了建設性思路。

三 面向智慧交通新行業的賽教融合創新模式設計

（一）面向智慧交通探索創新競賽能力需求結構

本文以《交通強國建設綱要》等文件精神為指導，基于成果導向教育(OBE)理念，結合對智慧交通新行業的發展現狀研究及對趨勢和需求的剖析，甄選適合學生參與的智慧交通競賽類別，分析其參加此類競賽的準入困難和潛在瓶頸，提出智慧交通行業中競賽型學生的培養目標。以反向設計為基礎方法，針對性地提出創新競賽能力的需求結構，從而為智慧交通方面的課程體系設計，包括課程目標、課程內容、課程結構及課程活動方式等提供新思路和新方案，如圖1 所示。

圖1 面向智慧交通探索創新競賽能力需求結構示意圖

（二）面向智慧交通構建競賽與教學融合的課程模式

本文以課程教育與學科競賽相互融合為切入點，以智能交通系統課程為例提出面向智慧交通的競賽與教學融合的全新課堂模式。擬從以下三方面進行課堂教學的改革。

1 探索競賽主體興趣激活機制

為鼓勵學生參加智慧交通競賽，首先要激發學生參加競賽的興趣。《交通強國建設綱要》中提到，到2035年，基本建成交通強國；大力發展智慧交通；推動大數據、互聯網、人工智能、區塊鏈、超級計算等新技術與交通行業深度融合；加強智能網聯汽車(智能汽車、自動駕駛、車路協同)研發。由圖2 可知，智慧交通將在未來城市中發揮極大的作用。基于此，向智能交通系統課堂學生介紹智慧交通新行業的發展現狀、發展前景及成功案例。依托智慧交通湖南省重點實驗室，以先進的教學理念為指導，選取實驗室在智慧交通建設中的項目案例進行介紹，幫助學生了解目前智慧交通的發展狀況，為后續研究競賽題目做儲備。

圖2 智慧交通應用領域

挖掘智慧交通蘊藏的關鍵技術。為參加競賽首先要了解該行業中的技術需求，幫助學生區分目前能學習、達到哪些技術，哪些是在企業和政府層面才能推進的技術，從而促進學生更有針對性地開展競賽技能的學習和訓練。競賽不僅能夠豐富學生的知識架構，提高動手實踐能力，也能推進參與競賽的熱點話題快速發展。掌握如何做能夠推進智慧交通的發展，助競賽學生主動思考如何參與競賽，如何讓競賽成果進一步應用于智慧交通的發展，從而使智慧交通行業在產業制造、企業研發和學科競賽中相互促進。

2 設計針對性核心指導訓練的課程結構

根據成果導向教育理念，結合需求，以頂峰成果為最終目標，反向設計教學培養目標和教學體系。為提升學生創新競賽核心能力，以智能交通系統課程為例，重構課程內容和課程活動方式，幫助學生有針對性地汲取競賽核心知識，培養競賽核心能力。參加競賽首先要掌握知識，包括基礎知識和專業知識。課堂上傳授的基礎知識可以包括數學方面、計算機方面及寫作方面，專業知識包括但不限于交通工程學專業，這樣將專業知識結合真實的案例分析來學習能夠促進理論知識消化。

為提高學生的創新和實際解決問題的能力，鼓勵教師采用案例教學法。可將近年在智慧交通行業成功實現的項目案例，或將此類競賽中的優秀作品向學生展示，一則激發學生的學習興趣，二則加深學生對知識的掌握，三則促進學生在課堂上即可完成對競賽熱點的掌握。為進一步培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，教師提供多個競賽例題，要求學生按規定人數組隊并在一定時間內完成例題。例題訓練進行多輪，意在提高學生的團隊協作能力，挖掘個人在團隊中的潛能并明確所處位置。各小組的考核均不與其他的小組作橫向對比，只與本小組的前后多次訓練成果對比，有進步則表明培養效果好。在此過程中，教師擔當指導解疑的角色，并適時地幫助學生提高團隊協作意識和凝聚力、調節心態能力，培養學生的競賽思維及創新思維。

3 構建競賽與教學融合課堂的創新機制

構建競賽與教學相融合的課堂，目的在于構建以學生為主體的課堂，以促進學生參加競賽、培養競賽思維和提高競賽核心能力為目標的課堂，以學習成果為主要效果評價的課堂。結合以上內容，提出課程內容包括興趣激活、理論知識學習、案例學習及團隊合作訓練四大板塊，同時構建創新的課程考核機制，如圖3 所示。創新考核機制擺脫傳統死記硬背應付考試模式，采用成果導向，主要考核學生的學習成果，結合團隊合作訓練中的協作分工情況，旨在真切地落實提高學生的競賽核心能力。

圖3 全新競賽與教學融合課堂構成示意圖

（三）貫通項目化的課外提升機制

為了檢驗與鞏固競賽與教學融合機制的創新培養成效，本文通過進一步建立課外的項目化能力培養機制，如圖4 所示，實現課內+課外的全方位創新保障，建立更加濃厚的全面創新教學氛圍。綜合考慮具體措施的效率與可行性，擬從以下三個方面來進行課外提升機制的建立。

圖4 項目化的課外提升機制

1 探索產業導向的校企聯合創新力培養方法

以智慧交通的行業發展為導向，緊密聯系海信、湘江智能和高德等智慧交通領域的領軍企業及相關研究院，實現學校、交通行業部門與一線運營企業全面位資源的有效整合。突破課堂理論教學生硬、單一的弊端，構建課內+課外、校內+校外的復合型的創新能力培養體系。一方面，針對當前智能交通的產業需求交流發展形勢邀請行業的一線工程師來校講解，有助于加強學生對該產業的洞悉。另一方面，依托國家智能網聯車輛測試區、智慧公交示范線等智能交通技術的優秀示范區，為學生提供接觸前沿應用的平臺，旨在增強學生對實際應用形式和程度的感受，提高面向智慧交通新行業下的學科發展參與度。打通壁壘，整合校內外資源，構建創新創業生態系統，確保創新教育的可持續發展。

2 構建流程化的競賽訓練體系

當前學生在學科競賽中參與度不夠高、成績不突出的本質原因仍是創新能力不足。興趣缺乏、技能薄弱、方法不當及熟悉度低，任何一個方面都會對學生的創新素質提升帶來負面影響。因此，教師作為重要的指導力量，亟需構建針對性的系統流程化的培訓體系，為學生創新核心力提升給予全方位支持。對學生的競賽隊伍仿照課題組形式進行管理指導，定期召開組會、提供針對性地答疑和培訓，確保學生“硬實力”的提升。此外，競賽團隊的管理機制體制是又一重要因素，指導教師定期督導檢查，確保項目持續進展，幫助學生提高創新實踐項目中的團隊組織能力，為創新“軟實力”提升提供保證。

3 基于真實科研或實際項目的智慧交通創新教育

提升創新創業能力，離不開問題導向的學習和研究。問題導向的學習研究涵蓋學術前沿和產業社會需求兩大方面。以提高學生的創新能力和實踐能力為目標，基于科研或實地的項目，在課堂外探索學生創新能力的培養方法。面向智慧交通相關的科研與實地項目需求，一是以教師的科研項目為依托，使本科生提前進入科研實驗室，為學生分配特定實驗項目或環節，通過擔任教師、研究生的科研助手，探索創造興趣、啟迪創新思維、提升創新技能和樹立創新志向；二是對接企業資源，將企業的問題和實際產生的數據作為研究主體，使學生的創新思維實現更好地成果轉化，有利于激發科研創新興趣。

四 結束語

為探索學生創新競賽核心能力提升的新方法，本文通過對面向智慧交通新行業創新競賽能力需求結構的分析，提出了基于成果導向教育理念的學科競賽和教學融合的全新課堂模式，以及貫通項目化的課外提升機制。實踐表明，新方法能對學生提升創新競賽核心能力產生積極作用，為提升面向智慧交通新行業的學生培養創新競賽核心能力提供了重要的參考價值。