基于競賽的創新創業教育探究：知識儲備與團隊協作對競賽獲獎等級影響的實證研究

[摘 "要]本研究利用西安建筑科技大學三屆全國機械創新設計大賽陜西省賽區的數據，探討了個人知識儲備和團隊協作對競賽獲獎等級的影響。研究以競賽獲獎等級為因變量，參賽者的平均學分績點和《機械原理》課程成績作為評估其知識儲備廣度與深度的指標，同時，團隊成員的專業背景和年級分布被作為衡量團隊協作能力的重要參數。通過實證分析，發現平均學分績點與競賽表現之間存在顯著相關性，且《機械原理》課程的學習對競賽成績有重要影響。此外，團隊的專業和年級多樣性對團隊合作效果具有明確影響。研究結果為高校雙創教育提供了教學改革的方向，即在課程與競賽的融合中應重視學生專業知識的深化和團隊協作能力的培養，以促進高校創新創業教育的發展。

[關鍵詞]創新創業教育 "機械創新設計大賽 "知識儲備 "團隊協作 "競賽獲獎等級

項目：西安建筑科技大學機電學院《專創融合、思創融合式創新創業改革研究與實踐》（編號：JDJG2304）。

中圖分類號：TH11

引 "言

在高等教育領域，深化創新創業教育（雙創教育）是培養創新型人才的關鍵途徑。各類學術競賽，如“全國大學生機械創新設計大賽”（機創大賽），不僅涉及專業知識，還涵蓋項目規劃、領導組織和溝通表達等能力，是知識向能力轉化的有效途徑。

機械領域的這一頂尖賽事，旨在激發大學生在機械創新設計方面的積極性，推動他們在創新和創業領域的深入探索。參賽過程涵蓋功能設計、方案構想、結構開發、制造加工、調試優化、作品展示、講解及專家評審等多個環節，要求參賽者既有扎實的個人知識儲備，也需要團隊成員間的緊密協作。本研究旨在量化分析雙創教育中的關鍵影響因素，以確保教育實踐能夠有效培養學生的創新精神和創業能力。

研究目標和方法

1.研究目標

本研究的目標是通過量化分析方法，系統評估機械創新競賽中獲獎情況與學生專業基礎知識掌握程度及團隊合作能力之間的相關性，并探討這些因素如何共同影響學生的創新能力，旨在為高等教育領域提供實證數據，以支持和優化創新創業教育的策略和實踐。

2.樣本數據

樣本數據來自西安建筑科技大學第八、九和十屆參與機創競賽且獲得陜西省一、二和三等獎項的學生信息，不統計未參加競賽的學生數據。去除了學生的學號和姓名等個人信息，僅保留獎項等級、參賽學期總體平均學分績點、《機械原理》課程成績以及專業與年級信息。連續三屆競賽共獲獎53項，其中一等獎15項，二等獎43項，三等獎5項。第八屆共有105人獲獎，其中1位同學同時參加了兩個隊伍，去除重復數據后為104人；第九屆共有53人獲獎，其中7位同學參加了多個隊伍，去除重復數據后為46人；第十屆共有76人參與競賽。有效樣本總數為225人。

3.三個參數

（1）一個學期的平均學分績點（GPA）作為量化知識儲量廣度的參數

平均學分績點（GPA）是一個學生在一個學期的所有課程的績點加權平均值（∑（課程成績績點×課程學分）/課程學分），它客觀反映學生對所有課程掌握的程度。

（2）一門核心專業基礎課程成績作為量化知識儲備深度的參數

《機械原理》課程涵蓋了機構設計、機械系統的運動學、動力學分析、創新方法和系統優化等內容，為參賽者在設計階段提供基本的機械理論、設計框架和精確的計算工具。在完成作品的過程中，如何實現從創新想法到結構設計是決定作品能否完成及完成質量的首要步驟。因此，是否學習《機械原理》課程以及掌握程度可以作為量化知識儲備深度的參數。

（3）獲獎級別作為量化創新能力的參數

依據作品的創新性、實用性和原創性等標準來評估的獎項是對學生創新精神和實踐能力的認可，為評估創新創業教育效果提供了量化指標。獎項分為一、二、三等獎，獎項級別基本能客觀反映出創新水平和創新能力。

數據分析過程

1.知識儲備與機創大賽的關系

知識儲備從廣度和深度兩方面來分析：

（1）GPA與獲獎等級的統計分析

所有參賽同學的GPA算術平均值為3.04。以此作為基準，將學生分為高績點組（GPA＞3.04）和低績點組（GPA≤3.04）。高績點組學生占總人數的56%，而低績點組學生占44%。這一分布表明，超過半數的學生GPA高于平均水平，且高績點組學生比低績點組學生多出12%。根據獲獎等級分別對平均學分績點求其均值和標準差，結果如表1所示：

從表1中可以看出，整體成績均值偏高，（最高GPA為5，最低為1.01，低于1.01被視為不合格）受到高分和低分的影響，整體成績標準差為0.59，而一等獎的均值最大且標準差最小，說明一等獎成績偏高且分布相對比較集中，二等獎和三等獎的均值依次減小且標準差增大，其他獎項的成績分布相對比較分散，即一等獎的同學整體水平最高。

對不同獲獎等級的學生GPA進行數據分析。整體而言，GPA的分布顯示出一定的離散性，標準差為0.59，這表明成績受到了高分和低分的共同影響。

在獲獎等級與GPA的關系上，發現一等獎獲得者的GPA均值最高，且標準差最小，這表明一等獎獲得者的成績不僅偏高，而且相對集中。相比之下，二等獎和三等獎獲得者的GPA均值依次降低，標準差增大，顯示出成績分布較為分散。高績點學生在各個獎項中的分布，一等獎中有63%的學生屬于高績點組，二等獎中有53%，而三等獎中有50%。與總體高績點比例56%相比，一等獎中的高績點學生比例高出7%，而二等獎和三等獎的比例均低于總體比例，其中三等獎中的高績點學生比例最小。

數據分析顯示一個趨勢：GPA的高低與競賽表現存在相關性，高績點學生更有可能獲得更高等級的獎項。

（2）《機械原理》成績與競賽獲獎的統計分析

①學習課程人數的數據分析

分析參加競賽的226名同學學習《機械原理》的數據。總體上，75%的學生（171名）學習過《機械原理》課程，而25%的學生未曾學習。在獲獎學生中，一等獎獲得者中有83%學習過該課程，顯著高于整體比例；二等獎獲得者中有74%學習過，略低于整體比例；三等獎獲得者中只有55%學習過，遠低于整體比例。未學習《機械原理》課程的獲獎學生中，一等獎占20%，二等獎和三等獎共占80%，表明未學習該課程的學生獲得一等獎的可能性較低。未學習《機械原理》課程的56名學生（占獲獎學生的25%）主要來自電氣工程、工程管理、信息管理、土木工程等專業，這些專業的基礎課程需求與《機械原理》課程可能存在差異。

分析顯示，學習《機械原理》課程與在競賽中獲得更高級別獎項之間存在正相關關系。一等獎獲得者中學習過該課程的比例最高，而三等獎獲得者中學習過該課程的比例最低，這表明《機械原理》課程的學習可能對提高競賽成績有積極作用。同時，未學習該課程的學生獲得一等獎的比例較低，而在二、三等獎中比例較高，這意味著《機械原理》課程對于競賽表現有一定的影響，尤其是在高級別獎項中。因此，鼓勵學生學習《機械原理》課程可能有助于提高其在競賽中的表現。

②課程掌握度的數據分析

分析對《機械原理》課程的掌握程度與獲獎等級之間的關系。根據學生的百分制成績將課程掌握程度分為三個等級：初等（低于60分）、熟練（60-75分）、精通（75分以上）。這一分類反映了學生從基本知識未掌握到全面掌握并具備解決問題能力的不同層次。

分析課程掌握程度：初等程度的學生僅占3%，熟練占30%，而精通高達67%。這表明大多數學生對《機械原理》課程有較高的掌握程度。進一步的分析表明，一等獎獲得者中，精通程度的學生比例高于熟練程度，表明掌握程度與獲獎等級正相關。二等獎中，精通與熟練程度比例相近，說明掌握程度對二等獎影響不大。三等獎中，精通程度比例低于熟練程度，表示較低掌握程度可能與較低獎項相關，數據如圖1。

因此，學生對《機械原理》課程的掌握程度會影響其在競賽中的表現。

2.團隊組成的統計分析

對團隊的組成特征進行分析。在三屆比賽中，共有53支團隊參與，去除重復團隊，分析對象為50支，每支團隊由5名成員組成。本研究通過量化團隊成員的排名順序、專業背景和年級差異來探究其在競賽中的影響。

（1）隊長的數據分析

一個團隊由隊長和隊員組成，隊員之間有排名順序。分析50名隊長的GPA后結果顯示，隊長們的GPA均值為3.0，略低于全體參賽同學的GPA均值3.04。在這些隊長中，26人（52%）的GPA高于3.0，屬于高績點組，其中位數GPA為3.49；而24人（48%）的GPA低于3.0，屬于低績點組，其中位數GPA為2.48。這一數據表明，隊長們在知識廣度這個維度方面并無明顯優勢或劣勢。

進一步分析隊長對《機械原理》課程的掌握情況，發現86%的隊長（43人）學習過該課程。在這些學習過的隊長中，60%（26人）達到了精通程度，37%（16人）為熟練程度，而僅有1人（2%）為初等程度。相比之下，未學習該課程的隊長中，僅有7人擔任隊長，占未學習課程人數的12.5%，且均未達到精通程度。

（2）團隊的數據分析

①未學過課程的同學團隊排名分析

團隊中56名未學過《機械原理》課程的同學，其中87.5%擔任隊員，且排第2位占25%，第3位占18%，第4位和第5位占57%。盡管未學習者在團隊中常處較低位置，但也可參與機創競賽，這一特點強調了團隊協作在機創競賽的重要作用。

②專業數量分析

分析團隊中專業數量的特征。在機械類學科競賽中機械類專業同學是競賽的主要參與者。機械大類中機制87人；電氣47人，車輛27人，機械電子24人，機械工程20人，其余專業如冶金、土木、管理、化工、材料類20人。

圖2為團隊組成專業數量的分布。數據顯示，18%的團隊由一個專業組成。82%的團隊則由多個專業組成，由兩個專業組成的團隊占50%，由三個專業組成的團隊占22%，由超過三個專業組成的團隊占10%。在三個獲獎等級中，由兩個專業組成團隊的占比最大；而由三個專業組成的團隊獲一等獎的比例最大。這一趨勢也表明并非專業數量越多越易于獲得更高獎項。當專業數量超過三個時，可能導致團隊解決問題時難以聚焦，進而減弱整體實力。相較之下，由兩或三個專業組成的團隊既能發揮不同學科帶來的優勢，又能保持較好的聚焦性。

從團隊組成方面來看，電氣專業同學沒有單獨組成團隊，而是分散在團隊里。冶金、土木、管理、化工、材料類等專業沒有組成單獨的團隊，分散在團隊里。

③年級特征分析

大二和大三的學生分別為91人（占總人數40%）和112人（占總人數50%），而大一和大四的人數分別為11人（占總人數10%）。這表明參賽的主體為大二和大三的學生，其中大三人數最多，其原因可能是他們在學業方面已經有較多的積累和經驗。經訪談發現，大一同學對比賽缺乏認識或受限于專業知識參賽人數較少；大四年級參賽人數較少，部分原因是注意力集中在畢業論文和就業準備方面。

觀察50支團隊的年級特征。30支團隊（60%）由一個年級組成，16支團隊（32%）由兩個年級組成，4支團隊（8%）由三個年級組成。

分析由同一年級組成的團隊和不同年級組成的團隊在獲獎方面的數據。結果顯示，在一等獎團隊中，75%為大三學生所組成；而在二等獎團隊中，這一比例為61%。這意味著大三學生組成的團隊更有可能獲得高級別獎項。

由兩個年級組成的團隊中，大二和大三年級組成的團隊獲獎最多，數據如表3。

討論與結論

討論：本研究通過構建簡化模型，分析了學期GPA、核心專業課程掌握程度以及團隊協作對學科競賽表現的影響。研究結果表明，這些因素在創新創業教育中扮演著重要角色，對學生在競賽中的表現具有顯著的預測價值。研究樣本可能局限于特定學科或競賽類型，未能全面覆蓋不同背景的學生群體；模型中僅包括了有限的變量，未能涵蓋可能影響競賽表現的其他因素，如個人動機、領導能力等；基于單一學期的數據，可能無法捕捉參與競賽的前后動態變化。

未來將擴大樣本范圍，包括不同學科、不同競賽類型以及不同文化背景的學生，來增強研究結果的普遍性；引入其他變量，如現場答辯、競賽動機、導師支持等，構建更全面的模型；跟蹤學生在不同學期的表現，以觀察其趨勢來展開縱向研究。

結論：本研究探討參與學科競賽與個人知識儲備和團隊協作的關系。結果表明，知識的廣度和深度是參與學科競賽的重要條件，這表明學業成績可以作為評估學生競賽潛力的一個指標。這一發現強調了雙創教育中專業課程學習的重要性，也為學生提供了明確的方向。本研究強調了團隊隊長應由精通核心課程的學生擔任，以確保團隊在技術層面的領導力和決策能力；成員由兩個不同專業背景的學生組成，且涵蓋不同年級。這種多元化的團隊構成既能發揮各自的學科優勢又能保持團隊的聚焦性和協作精神，這一趨勢為團隊合理構建提供了指導。因此，該研究為深化雙創教育提供了借鑒，同時也對探索學生個人發展方面具有指導意義。

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（仝美娟、孫長飛：西安建筑科技大學機電學院；鄧蘭：西安建筑科技大學本科生院；耿素花：西安建筑科技大學信控學院）