基于科技競賽的機械類專業學生科研思維與團隊協作能力提升路徑研究

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-7164（2025）11-0189-04

培養具備扎實專業知識、過硬實踐能力和創新意識的機械工程技術人才，是我國建設制造強國的關鍵，而科研思維能力和團隊協作能力則是機械類專業學生實現創新發展的兩大關鍵能力。[1-3]科研思維能力使學生能夠敏銳發現前沿問題，進行深人分析和創造性求解。團隊協作能力使學生能夠在團隊中有效溝通合作，發揮集體智慧，高效完成復雜工程任務。這兩種能力對學生適應機械工程領域快速發展變化的需要，以及在未來職業發展中取得突破和成功具有重要意義。[4]如圖1所示，科技競賽為培養這兩種能力提供了理想實踐平臺。[5]

一、科技競賽平臺的構建

（一）完善競賽組織管理機制

高校需優化科技競賽組織管理機制，以全面提升學生科研思維和團隊協作能力。首先，高校應成立專門的科技競賽管理委員會，統籌規劃競賽的自標定位、參賽范圍、賽題設置、過程管理和成果轉化等工作。管理委員會的組成應涵蓋學校相關部門領導、專業教師和企業專家，以確保競賽工作的全面性和系統性。其次，制訂完善的競賽管理制度，明確目標定位、參賽資格、評審標準和獎勵辦法，確保競賽規范有序。加強競賽宣傳，利用多渠道提高學生參賽積極性。最后，高校需加強團隊組建和管理，成立專門導師團隊，為學生提供全程技術支持和團隊協作指導，幫助他們更好地應對競賽挑戰，并在競賽中實現個人和團隊的成長和進步。

（二）構建多層次多類型競賽體系

機械工程學科領域涉及面廣，對學生能力的要求多樣化。因此，應構建涵蓋不同層次和類型的科技競賽體系，滿足學生的個性化發展需求，是提升學生科研思維和團隊協作能力的重要舉措。競賽的層次可分為校級、省級、國家級等，學生可以從低到高逐級參與，循序漸進提升其個人能力。競賽的類型可涵蓋機械創新設計、智能制造、機器人技術、工程訓練等多個方面，培養學生的綜合實踐能力。構建競賽體系時，應統籌規劃、合理布局，使各層次類型競賽相互支撐、有機銜接。

（三）加強校企協同育人

科技競賽在瞄準機械工程領域的前沿需求和關鍵技術問題方面起著重要作用。為了更好地實現競賽與生產實踐的緊密對接，引入行業企業參與競賽主題設計、技術指導和成果轉化等環節。通過校企合作共建科技競賽平臺，一方面學?？梢越柚髽I的設備、場地、資金等資源，為學生提供高水平的競賽條件；另一方面，引人企業實際項自作為競賽賽題，增強競賽成果的應用價值，為企業發現和培養優秀人才提供更多機會。[這種協同育人機制有利于提升學生解決復雜工程問題的能力，也使競賽成為大學與產業界合作的一種重要紐帶，促進雙方的互利合作和共同發展，這樣的合作模式將有助于推動機械工程領域的創新與發展，培養更多適應產業需求的高素質人才。結合上述三點，科研思維與團隊協作能力培養體系構建如圖2所示。

二、科技競賽的實踐育人路徑

（一）開展機械創新設計競賽

機械創新設計競賽是發揮學生創造力、提升學生系統設計能力的重要平臺。競賽以機械工程領域的實際問題為導向，要求參賽團隊提出創新性解決方案。[8]在準備過程中，學生需要查閱文獻，了解問題的理論基礎和前沿進展；開展頭腦風暴、集思廣益、提出設計思路；繪制設計圖紙，搭建實體模型，對方案進行測試驗證和優化完善。整個過程既鍛煉了學生發現問題、分析問題、解決問題的科研思維能力，又培養了學生的創新意識和動手實踐能力。

機械創新設計競賽對參賽團隊的組建和協作提出較高要求。[9團隊成員需要明確分工，互相配合，發揮各自專長。在方案設計和實施的過程中，成員之間需要通過討論和交流達成共識，特別是在遇到技術難題和意見分歧時，需要相互尊重、密切配合，形成合力。因此，這類競賽也是培養學生團隊意識和協作能力的有效途徑。為保證競賽質量，應成立教師指導團隊，在賽題設置、技術指導、過程管理等方面為參賽學生提供及時的幫助。

（二）舉辦機械基礎學科競賽

機械工程專業的核心是力學、機械原理、機械設計等基礎學科。通過舉辦相關學科競賽，引導學生全面系統地掌握專業基礎知識，并能靈活運用知識分析問題，這是培養學生科研思維和創新能力的基石。[10]基礎學科競賽的題目應貼近教學內容，覆蓋學科核心知識，并體現學科前沿發展，引導學生關注新理論、新方法和新技術的動態變化。

在備賽過程中，教師扮演關鍵角色，他們應指導學生夯實基礎知識，通過集中講解、習題訓練等方式幫助學生查缺補漏，構建完整的知識體系。教師需要引導學生學會舉一反三，掌握分析問題的一般方法，提煉解題規律和思維模式。通過競賽，不僅鞏固了學生所學知識，還培養了學生理論聯系實際的能力，為后續從事科學研究打下了堅實基礎。這種學以致用的過程激發了學生的學習熱情和創造力，幫助他們更好地適應未來挑戰并為社會發展作出積極貢獻。

（三）鼓勵學生參與高水平競賽

鼓勵和支持學生參與國家級、國際級等高水平科技競賽，是拓寬學生專業視野，接觸前沿科技，培養創新意識和競爭意識的重要舉措。[11]學校應完善相關政策，在參賽經費、學分認定、人才推薦等方面給予傾斜，減輕學生后顧之憂。要做好高水平競賽的宣傳發動工作，營造濃厚的參賽氛圍，激發學生的參賽熱情。

參與高水平競賽對學生的科研思維能力提出更高要求。[12]面對復雜的技術問題，學生需要廣泛閱讀文獻，深人調研市場需求，開展反復的方案設計和實驗驗證，這無疑拓寬了學生的科研視野，鍛煉了發現問題、解決問題的能力。高水平競賽匯聚了來自全國乃至全球的優秀參賽團隊，學生在與其他院校學生的交流切磋中，也培養了開放包容、兼收并蓄的意識，激發了爭先創優的動力。

（四）推動競賽與教學科研融合

科技競賽與日常教學科研緊密結合，是實現協同育人、提升人才培養質量的重要舉措。[13]一方面，教師可以將競賽項目引入專業課程教學，作為理論聯系實際的案例，激發學生的學習興趣。將競賽中遇到的問題帶入課堂，組織學生討論分析，培養科研思維。另一方面，學生在參賽過程中遇到的疑難問題，可以帶到科研項目中進一步攻關，促進競賽成果向科研成果轉化。

此外，學校還可開設科技競賽相關課程，將競賽項目融人教學全過程。在課程中，教師系統講解相關理論知識，指導學生開展設計實踐，學以致用。鼓勵學生參加學科競賽，以賽促學、以賽促教。這種競賽與教學的融合，拓展了第二課堂，延伸了創新實踐平臺，有利于培養學生的創新意識和實踐能力。

三、科技競賽的成效分析

(一）科研思維興趣提升

競賽對提升機械專業學生的科研興趣起到了顯著的推動作用。針對學生的調查顯示， 85% 的參賽學生認為競賽讓他們對本專業科研工作更感興趣，其中 61% 的學生表示希望繼續攻讀研究生學歷。這一現象的主要原因在于競賽中的文獻研究和技術攻關活動讓學生初步體驗了科研的過程，從而激發了他們進一步探索和鉆研的渴望。此外，通過與校內外師生的交流討論，學生接觸到了各種不同的學術觀點和思路，大大拓寬了他們的學術視野，增強了他們的求知欲望。由此可見，科技競賽在引導學生了解專業前沿、激發科研熱情等方面發揮著獨特而重要的作用。這種作用不僅在學生的學術發展過程中具有重要意義，也會對整個學科領域的發展有著積極的促進作用。

（二）創新意識與能力提升

科技競賽是培養學生創新意識和能力的理想實踐平臺。參與競賽的學生在面對具體問題時，會展開創造性地思考和設計，將所學知識與創意思維結合，提出新穎的解決方案，并將其付諸實踐。以“全國大學生機械創新設計大賽\"為例，江蘇海洋大學機械工程專業學生設計的多款智能農業機器人，為解決農業勞動力短缺難題提供了創新思路，體現了將創新意識轉化為實際生產力的能力。在競賽經歷中，學生的開放性思維、敢于挑戰的勇氣以及將創意付諸實踐的能力得到了充分的鍛煉和提升，他們不僅學會了團隊協作和溝通，也培養了解決問題的能力和創新精神?？萍几傎惒粌H豐富了學生的實踐經驗，更為他們未來的學術研究和職業發展奠定了基礎，使他們在面對現實挑戰時能夠更加從容自信地應對。

（三）科研思維與方法的掌握

科技競賽是學生進行全過程科研訓練的有效途徑。通過參與競賽，學生完整地體驗選題立項、文獻調研、方案設計、模型搭建、測試優化等科研環節，掌握了文獻綜述、實驗方案設計、數據處理分析等關鍵科研方法，從而培養了他們嚴謹求實的科研作風。競賽鍛煉了學生發現問題、分析問題、解決問題的科研思維能力，為其未來從事科研工作奠定了良好基礎。由此可見，科技競賽不僅促進了學生在學術研究領域的成長，也培養了他們解決現實問題的能力。

（四）團隊協作能力顯著增強

團隊協作是現代科研活動的基本方式，也是科技競賽的題中之義。在參與團隊型競賽的過程中，學生充分認識到團隊合作的重要性。通過明確任務分工，一起攻克技術難關，鍛煉了學生的溝通表達、組織協調的能力。在與隊友的相互配合中，學生學會換位思考，增進了解和信任，形成了互幫互助、榮辱與共的團隊意識。以“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”為例，某參賽團隊在備賽中遇到技術瓶頸，隊員通過頭腦風暴集思廣益，并合理分工、通力協作，最終按時保質完成了參賽任務，展現了良好的團隊協作能力?？萍几傎愃茉炝藢W生的協作意識，強化了學生的溝通能力，這些寶貴的團隊協作經驗將成為他們職業發展的重要財富。

四、結語

實踐表明，科技競賽有效激發了學生的科研興趣，培養了其嚴謹求實的科研作風，增強了學生的創新意識和實踐能力，鍛煉了團隊協作能力，促進了學生綜合素質的全面發展。未來，高校應進一步加強科技競賽與教學科研的融合，深化產教融合、校企合作，建立多方協同育人新機制。要以現代工程問題和行業發展需求為導向來設計競賽主題，以先進工程技術和創新成果為支撐來提升競賽水平，促進競賽成果向教學改革、科研創新和成果轉化等領域延伸，實現競賽育人與人才培養的良性互動。要建立健全科技競賽的長效機制，完善配套政策保障，為競賽活動的持續深入開展提供制度和資源支持。

總之，科技競賽作為機械類專業學生培養科研思維與團隊協作能力的有效途徑，在創新型工程技術人才培養中有著巨大潛力。高校應立足學科專業特點，發揮競賽的引領和示范作用，不斷創新競賽內容和形式，將其打造成培養學生創新精神、實踐能力和協作意識的重要平臺，這有助于為國家機械工程領域培養急需的高素質創新型人才，為推動制造強國建設貢獻力量。

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（薦稿人：高學山，北京理工大學教授）（責任編輯：張若）