王小章 趙立波 梁霖 (西安交通大學機械工程學院)
實現高等教育內涵式發展,建設教育強國是實現中華民族偉大復興的基礎工程。新時期的內涵式發展以提高教育質量為核心,穩定規模、優化結構、強化特色、注重創新。[1-2]注重質量,培養創新型高素質人才是現階段高教改革的核心要求。參加各類學科競賽、科技競賽及創業創新活動已成為提升大學生創新能力的重要手段。[3-4]通過參賽交流,學生去發現、分析、解決問題,實現實踐技能和創新能力快速提升,培養探索式學習和終身學習的能力。因此,賽事活動在提高大學生創新能力和培養質量方面都具有重要意義。
賽教結合模式推行“以賽促教、以賽促學”培養理念,通過參加競賽的方式培養高素質人才 。[5-6]然而,在實施賽教結合模式時也存在課程教學體系改革、實踐創新平臺、評價機制等問題,仍需進一步研究。本文以我校測控技術與儀器專業學生參加大學生創新競賽的情況為例,分析賽教結合模式特點和實施問題,并對解決措施進行探討。
賽教結合的人才培養模式,即依托學科和科技競賽,利用賽事過程來改進日常教學環節,以提高學生對所學知識的掌握和運用,最終達到改善教學效果、提升實踐能力、培養創新能力的目標。賽教結合的培養模式需要將各類競賽項目與課堂教學、實踐活動、創新能力提升相結合,充分發揮“以賽促教、以賽促學”理念的作用,全面提高人才培養質量。
賽教結合的主要理念是“以賽促教、以賽促學”,即以賽事的形式改善教與學兩環節的作用關系,提高學生學習能力和實踐技能,培養具有創新思維的綜合型科技人才。此時的教、學、賽三個環節已不再是簡單的順序關系,而呈現出網狀關系。如圖1 所示,教和學依然是學生學習知識的主要方式,賽事成為教和學的另一條關聯途徑。一方面分別從兩邊獲取原理知識和實踐知識的支持,另一方面參賽過程可以提高對原理知識的運用和實踐技能,激發學生對未知領域的求知欲,培養學生自主學習和創新創造精神。這種相互關聯、促進的關系從根本上實現了“以賽促教、以賽促學”的目標。

圖1 賽、教、學各環節關系
實施賽教結合模式需要首先改革課程體系和教學方式。課程體系的設置在滿足通識教育、人文素養、科技倫理的前提下,提升實踐課程比例,特別是增加創新創業和特色課程建設,注重學生創新思維和創新能力的培養。必須加強教學內容的科學性、創新性、應用性和前沿性,切實提高學生的邏輯思維、動手能力、互作能力。[7]因此,教學內容需要加強基礎前沿貫通,把前沿科技、最新成果等融入教學內容,知識傳授的同時給予學生必要的引導和啟發。引入項目教學、案例教學、課后講座、自由討論、技能培訓等多樣化的方式,培養學生的主動參與的意識和信心;將工程理念、流程管理、團隊精神等融入日常教學中,幫助學生將理論知識與實踐需求相結合,以彌補傳統培養模式的不足。[8]
培養實踐能力需要加強實踐育人環境建設。建立一體化、多層次的實踐平臺和教學體系是實施賽教結合培養模式的必備條件。[9]實踐教學平臺建設應根據學生不同階段的能力培養需求,形成遞進式、多層級的實踐平臺:理論性知識以驗證性實驗為主,應用性知識以技能性實踐進行,創新性知識以探索性實戰獲取。為此,需要強化配置資源,構建以基礎訓練、綜合應用、創新提高為特點的三級式的實踐教學體系,開展多級別的實踐教學。同時,輔以科普教育、創新理論、講座、學生論壇、學生科技成果展示等方式學習并實現創新,激發學生學習興趣和創造能力,達到提高實踐能力的目的。[10]多層次、多樣化的實踐平臺和教學體系不僅是對學生進行實踐技能訓練的必備條件,同時也是激發學習興趣和自主探索的動力之源,更是培養創新意識和創新能力的關鍵所在。
教師隊伍建設是賽教結合人才培養模式的重要支撐條件。國家、省部級賽事結果表明,指導教師的水平對學生參賽質量有顯著影響。提高教師的指導水平,就需要組建一支實踐經驗豐富、思維活躍的教師隊伍,能夠同時勝任賽事指導和新形式的課堂教學。指導教師需要對競賽涉及的學科知識、工程背景、技術特點等有深入的理解,能夠對競賽題目進行準確的分析和指導,引導學生進行獨立思考,激發和培養學生的自主學習和探索能力。[11]另外,要加強對教師的工程應用和賽事指導方面的培訓,引入工程技術人員聯合指導也是強化教師隊伍建設的有效途徑。通過對指導教師開展工程背景和賽事指導方面的培訓學習,實現教師的專業知識與工程應用、科技前沿、賽事動態多方能力的貫通,提升對賽事項目的理解和把控能力,達到提升水平的目的。
考核評價體系是賽教結合人才培養模式的重要保障。賽教結合的模式是以學生的創新能力培養和綜合素質提升為主線,以各類學科競賽和科技創新活動為載體,培養創新型高素質人才。[12]在強化實踐能力培養的模式下,也需要將教學評價體系轉變為綜合性評價。對理論性課程的考核評價應以考查學生對課程知識的掌握和運用能力為主,并能體現學生的自主探索思考能力。實踐類課程則實施以知識應用和創新能力為指標的綜合考核形式。評價體系的改變應從頂層設計開始,以反映實踐創新能力培養成效為核心內容,不同科目的考核指標點和標準均應符合實際情況。
實踐賽教結合人才培養模式,必須對現有人才培養中的課程體系、實踐平臺、師資隊伍、評價體系等進行全方位的改進,以適應新模式下培養和提升學生創新能力的目標需求,全面彰顯“以賽促教、以賽促學”的育人理念。
測控技術與儀器專業主要依托微納制造、智能系統、精密測試、光學儀器等學科優勢,改變原有課程體系“繁、雜、散”的特點,力推學科交叉、優化核心知識網絡,形成了以“傳感器-信息處理-測量儀器及應用”為主線的系統化的專業課程群,建立“基礎理論-專業基礎-專業核心-專業應用”的多級分設的專業知識結構。課程建設上緊跟科技前沿,提升實踐環節占比。在增加實驗課時外,推行課程和講授內容更新制度,鼓勵老師將新成果、新技術、新發明導入課堂教學,以趣味性實踐環節代替單一的講授,提高學生學習興趣。除此之外,新開設創新創業教育課程,開展創造性思維和技能訓練。打通學科知識壁壘,開設多學科綜合實驗和創新項目,拓寬學生的知識視野。
建設多層次、一體化的實踐平臺是提升參賽水平的關鍵。通過充分挖掘校企合作、產教結合資源,建成形式多樣的企業工程實踐平臺、綜合創新實驗室和實踐基地。開展在崗實習、合作研究、畢業設計、技術攻關等活動,提高學生的工程意識和實踐能力。通過開展科教融合、產教結合,集結校內外科研院所、領軍科技企業的實踐資源,建成集課程實驗平臺、工程實踐平臺以及綜合創新實戰平臺“三位一體”的協同實踐培養平臺,組建了校企聯合指導教師團隊,形成開放式、多層次、學科交叉的實踐教學體系。營造了創新能力培養環境,全面支撐學生創新思維和科研能力的培養。
教師隊伍建設方面,培養與引進并舉,組建一支包括含院士、長江學者、杰青、卓青教授等的核心科研創新團隊。在保證科研投入的同時,實施科研、教學一體融合的培養方案。高層次人才投入教學一線后,一方面實現了專業基礎知識與前沿科技的貫通,促進教學內容與科研成果的持續融合,推動教學內容和方式的持續更新;另一方面讓學生在掌握專業基礎知識的同時,及時了解學科前沿和先進的實驗技術和手段,激發科研興趣,增強實踐能力和創新思維的訓練。
評價體系的修訂需要根據不同的課程類型分別設計。理論課程評價在降低試卷成績權重的前提下,引入知識運用、創新思維、知識更新等項目,對學習效果做出綜合性的評價。實踐類課程要求學生將課程知識與實際問題結合,通過問題分析、專題研討、方案設計等方式展示學習情況。制定詳細的考核量規表,根據分析調研的有效性、方案設計的合理性、解決方案的創新性、過程管理、團隊協作能力等方面分類設置評分內容和賦分標準。
實施賽教結合培養模式的重要環節就是鼓勵和引導學生積極參與各類科技賽事,以解決實際問題為抓手,開展項目和競賽驅動的創新能力培養。首先,根據賽事指導信息對參賽項目的應用、工程特點以及對學生創新思維、實踐能力的培養價值進行評估,擇優選擇賽事和項目。在確定了項目和選手后,實行指導教師負責制。指導教師需對項目實施過程進行把控,引導學生針對項目實施中的實際問題展開調研、分析,尋求合適的解決方案。隨后經過多次的討論和方案優化,形成具有高度可行性的實施方案,并完成賽事項目準備。然后,在參賽過程中通過展示自身作品、觀摩、交流等方式,對比不同作品并進行優劣評判。這一過程不僅是對已有知識儲備情況的檢驗,也可以加深對目標問題的理解,激發創新思維和探索精神,尋求新知識、新思路、新方法。最后,賽后的總結也是賽教結合實踐中的重要環節。重視賽事總結不僅能促進項目方案和實施過程的進一步完善,同時也是對選手知識視野和綜合素質的再次提升。賽后總結的反饋對賽教結合培養模式尤為重要,它不僅是當前工作的總結,更是后續教學工作的重要起點和依據。由此,整個賽事呈現出 “知識體系-實驗訓練-創新競賽-綜合實踐”體系化的實踐能力培養和促進機制,有力地支持和保障了參賽項目順利實施,并最終體現為人才培養質量的提高。
實施賽教結合模式以來,人才培養質量顯著提升。以測控專業學生參加“中國大學生機械工程創新創意大賽-微納傳感技術與智能應用賽”賽事為例,近兩年分別提交參賽項目18 項和37 項,最終決賽獲獎比例約18%,遠高于其他專業學生。此外統計結果顯示,獲獎的優秀項目均與指導教師的科研方向緊密相關,并都以解決實際問題為目標。這樣的項目設置方式,一方面便于指導教師對項目實施的整體性和目標達成度進行掌控,指導關鍵技術問題;另一方面也便于開展教學設計,對學生的實踐能力進行訓練和提升。
賽教結合的模式適合新時期重實踐技能的創新型人才培養要求,能夠有效地激發學生自主學習的興趣和動力,提高了專業的人才培養質量。然而,在實施過程中,仍存在一些顯著的問題,值得深入研究。
項目參賽的目的應設定為通過展示和交流,開闊學生的知識視野和提高實踐能力,進而促進學生對所學專業知識的理解、掌握和綜合運用。因此,項目選題需要結合實際需求、自身興趣和科研動向,項目的選擇應對學生的學習和研究工作具有積極意義。首先,賽事項目是對教、學環節的檢驗和拓展,但不應作為教學的導向。項目內容和目標的設定必須能為教學提供理論知識綜合運用和檢驗的環境,并能激發學生進一步的自主探索,達到提高學生綜合素質能力的目的。項目的設定同時要為教學活動服務,但是不能干擾正常的教學秩序。其次,賽事項目應具有科技探索、技能提升的屬性,避免過度商業化、娛樂化的項目——此類項目是對教學、實訓以及比賽環節各項資源的嚴重浪費。最后,賽事項目還應杜絕功利性參賽,為賽而賽。功利性的項目純粹為達到某種特定目的而設置,從根本上違背了賽教結合提升創造能力的初衷。因此,賽事項目的選定應當在校內賽事推廣和選拔環節做出準確的研判和選擇。
信息技術的發展讓知識的獲取變得方便而且高效,學習的方式也呈現多樣化。線上課程、公開課、虛擬實驗室等資源不僅豐富了學習方式,也讓自主學習成為知識獲取的重要方式。然而,自主學習時需要注意避免知識的碎片化問題。如設計平面機構時,學生大多關注運動桿件的軌跡和傳動問題,忽視桿件間傳力情況,這樣就可能導致機構運動的不可靠。因此,對知識點作系統化的理解和綜合運用是自主學習中的一個重要問題。自主學習也不否定團隊合作,這對新時期的大學生尤為重要。不斷強化溝通、分工、協作、服務等團隊精神,以團隊合作的方式完成各項任務。在賽事過程中,以團體方式學習、思考、解決分歧,提高團隊意識和合作能力也是創新人才培養的一個重要方面。
賽事參與需要實踐條件的支撐。對學生進行基本的技能訓練是推進賽事項目的基本條件。技能訓練包括基本技能和創造性技能兩類。基本技能是基礎性實踐能力,如信息調研、設備操作、圖紙設計、工程管理等,主要目的是工程意識和思維能力培養。創造性技能是對賽事項目的專業性訓練,涉及方案設計、數學建模、仿真分析、過程管理等,是對個人能力和團隊精神的共同培養。基于多層的實踐平臺和教學體系,利用技能訓練環節養成學生“自主式、合作式、研究式”的學習方式,進而推行課程實驗、工程實踐和綜合創新實戰的訓練體系。通過學生的自主實踐與探索,激發創新思維、培養創新能力。與此同時,通過訓練合作增強團隊意識,逐步提高學生的綜合實踐能力。
賽教結合的順利施行還需要有適當的獎勵機制,以提高師生參賽和完賽的積極性。常規教學過程很少涉及實踐環節,導致部分教師和學生實踐技能缺乏,因而對賽事的積極性不高、自信心不強。教師們積極性不高的主要原因是政策激勵力度不足。解決問題需要從績效、考核、職稱等多方面制定適當的獎勵辦法,鼓勵更多有專長的教師指導學生參賽。獎勵政策同樣也可用于調動學生的參賽積極性和熱情,獲得更多方面的認可和鼓勵也符合青年人的心理訴求。另一方面,除了通過鼓勵培育學生的參賽熱情與自信心外,還需對培養方案與教學體系進行改進,引入專題、案例等形式多樣的研討活動,增加實踐環節和訓練時間,注重樹立參賽、完賽的自信心和積極性。
注重質量,增強創新能力,培養高素質人才是新時期我國高等教育內涵式發展的重要要求。加強教研訓練、參與科技競賽及創新創業活動是提升大學生實踐能力和創新思維能力的有效手段。通過參與競賽激發學生學習興趣,以主動式思考代替跟隨式旁觀,提高學習和教學效果,踐行“以賽促教、以賽促學”的培養理念,全面提高人才培養質量。正確解決教學與實踐環節的關系,依托賽事過程重構教學環節中的各要素和配置等;充分調動校內外資源,建立多級協同實踐平臺是必備條件;組建實踐經驗豐富、思維活躍的高水平教師隊伍和合理的考核評價體系是實施賽教結合模式的重要支撐條件。綜合性的評價體系應引入實踐技能、創新意識等評價項目進行綜合考核。實施賽教結合的培養需要解決好教學與實踐環節的配合、教學與賽事項目關系等問題。正確處理“賽、教、學”三個環節的關系需要依托賽事過程,重構教、學環節各要素的配置方式,使得參賽過程能夠服務教學的過程。推行課程實驗、工程實踐和創新實戰的技能訓練體系,通過自主實踐與探索,激發創新思維、培養創新能力。設立獎勵機制提高師生參賽和完賽的積極性。競賽驅動創新,賽教結合的人才培養模式依托各類科技和學科競賽,以提高學生的創新能力和綜合素質為目標,秉持“以賽促教、以賽促學”的培養理念,為新時期高等教育的改革和發展,提高人才培養質量提供了實踐參考。