基于智能汽車競賽探索創新人才培養模式

摘要：智能汽車競賽作為一項多學科交叉的競賽正在成為高等院校對大學生進行創新能力培養的重要平臺。結合黑龍江科技大學實際情況，基于智能汽車競賽，探索以競賽教學平臺、競賽人才梯隊平臺、競賽實踐拓展平臺為體系的人才培養模式，進而培養大學生對知識的綜合運用能力、解決問題的實踐能力，提升學生的創新能力。

關鍵詞：智能汽車競賽；創新能力；人才培養模式

作者簡介：徐鵬（1981-），男，黑龍江通河人，黑龍江科技大學機械工程學院，講師；劉訓濤（1975-），男，山東鄄城人，黑龍江科技大學機械工程學院，副教授。（黑龍江 哈爾濱 150022）

基金項目：本文系2013年黑龍江科技大學教學研究項目“構建跨專業競賽平臺提升大學生自主創新能力的研究與實踐”、黑龍江省高等教育學會高等教學科學研究“十二五”規劃課題（課題編號：HGJXHC110906）、黑龍江省高等教育學會高等教學科學研究“十二五”規劃課題（課題編號：HGJXHB1110855）、黑龍江省新世紀高等教育教學改革工程項目（項目編號：6621）、黑龍江科技大學教學研究項目“機械設計專業創新訓練體系的構建與實踐”的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）20-0027-02

隨著經濟的不斷發展，社會對于人才的創新實踐能力提出了更高要求。《中共中央國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》中明確指出：“高等教育要培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神，普遍提高大學生的人文素質和科學素質。”[1]所以，加大力度對高校大學生進行創新素質教育，將創新意識和工程實踐能力培養融合，是高校針對人才培養模式進行改革和探索的主要內容與手段。由國家和高校組織的多門類科技競賽不僅能檢驗學生的基礎知識和實踐能力，同時又能給學生提供較大的拓展空間，這也成為目前提高學生創新實踐能力的一種主要方式。

科技競賽的重要性不僅體現在幫助高校學生樹立創新意識，培養工程實踐能力，同時能夠引領他們積極主動地參與學習實踐、培養總結積累的觀念，進而逐步達到獨立處理科研問題的目的。[2]在多門類的科技競賽中，融合了機械與汽車、控制理論、電氣與電子、傳感技術、計算機等多學科專業的創新性智能汽車競賽在國內外迅速開展，目前已經發展成全國30個省（自治區）、直轄市的380余所高校廣泛參與的全國性大學生競賽。大學生可以通過參加智能汽車競賽，結合所掌握的知識并通過指導教師的指導制作和完善參賽作品。在這一過程中，學生能不斷發現問題并找到解決問題的方案，達到自我完善的目的。黑龍江科技大學智能車代表隊已成功參加了2010年、2011年和2012年的三屆智能汽車競賽，參賽范圍逐年拓展，成績得到提高。筆者作為黑龍江科技大學該素質教育項目的負責人，通過總結、研究團隊建設與參賽實踐，針對以智能汽車競賽為基礎的創新人才培養模式進行了探索。

一、構建競賽教學平臺，培養學生的創新能力

1.注重基礎課程，打好基石

高校基礎課程教育是培養大學生自主創新能力、競賽實踐能力的基石，是為日后適應所工作的部門、適應工作環境、能在所從事的崗位有所作為的時代需要。進行競賽實踐所需要的基礎知識與專業的課程設置有著密切的關系，黑龍江科技大學就一直注重和加強基礎課程教育，有針對性地根據專業特色和實踐需要進行基礎及專業課程的設置。以智能汽車競賽為例，該競賽融合了機械與汽車、控制理論、電氣與電子、傳感技術、計算機等多個學科專業的知識，所以，學生應該掌握多學科專業交叉的基礎知識。而黑龍江科技大學參加智能汽車競賽的隊員以機械學院的學生為主、以電氣和計算機學生為輔，這就對參加競賽的機械專業學生提出了較高的要求。黑龍江科技大學機械專業除了設置機械基礎課程以外，還設置了電氣電子、控制算法基礎課程，而為了提高學生的創新思維又設置了技術創新方法類基礎課，這樣學生在進行競賽準備的過程中底蘊十足。在進行汽車模型裝配時，機械專業的學生對于模型結構的熟悉速度較快，學生可以根據需要自己設計機械機構（如支架、托盤等），通過繪圖軟件繪制二維或三維圖形，再進行制作；在進行硬件設計和軟件編程時有傳感器、控制算法等相關知識，并有電氣和計算機專業學生協同合作，保證了競賽車模制作的質量；在進行模型創新制作中，有了技術創新方法課程所培養的創新思維，學生可針對車模進行創新設計，提高新穎性。

2.舉辦講座，增強認識

舉辦講座可以提高學生對智能車比賽的認識，培養學生參加比賽的興趣，拓展學生的知識體系，加強參賽學生的基礎。講座所涉及的學生群體包括全校所有理工科相關專業的學生，感興趣的領導和老師也可以參與其中。講座為對智能車感興趣的學生提供了學習和交流的良好場所。智能車團隊從2010年開始開設講座，越來越多的學生和指導老師參與其中，學生們可以從講座講授的內容和課后交流中，了解智能汽車競賽的基本情況以及競賽所涉及到的機械、電氣與電子、計算機等方面的知識。開設講座吸引了許多優秀的學生，團隊可以通過深化培訓拓展隊員。

3.完善實驗實踐教學，培養能力

工科院校應該以提高學生工程應用能力為目的，以市場為導向，形成一個較為完整、系統的實驗實踐教學體系。而智能汽車競賽正是在強有力的實驗實踐教學基礎上才能不斷發展和強大起來，學生的實際動手能力才能得以提高。[3]因此，注重實驗實踐教學環節對于智能汽車競賽等素質教育工作是十分重要的。黑龍江科技大學對于實驗實踐教學相當重視，對于許多課程，在保證課程基礎實驗的基礎上，增加了很多設計綜合性實驗。同時，加大“工程實訓”在教學環節中的作用，調動學校的精英力量、金牌教師給學生開設很多工程實訓項目，創建很多工程實訓基地，如工業控制工程實踐基地、單片機工程實踐基地、傳感器與檢測工程實踐基地、圖形圖像處理工程實踐基地、控制理論與過程控制工程實踐基地、電機拖動工程實踐基地、電力電子工程實踐基地、運動控制工程實踐基地和光電工程實踐基地。每個實踐基地以綜合性、設計性工程實踐為主，比例高達95%。這些舉措都為智能汽車競賽等素質教育工作提供了良好的競賽人才，提高了學生的實踐能力。

二、組建競賽創新團隊和創新研究室，培養競賽人才梯隊

1.組建競賽創新團隊的意義

團隊模式具有成員多元化、工作效率高、環境適應廣、反應迅速等特點。由高校學生組成的創新團隊是高校創新的生力軍，它是指為提高大學生創新能力、實現學習及科研目標而相互協作進行創新活動并產生一定價值成果的群體組織。[4]

學生的創新意識、實踐能力都可以通過在創新團隊中的鍛煉得到提高，這對于當代高校的人才培養戰略來說是很關鍵的。團隊合作能夠組合交叉人才進行尖端研究，這也是當代科研的發展方向。很多成功的創新團隊（如美國的貝爾實驗室、英國的劍橋分子生物實驗室）經驗說明，優良的創新團隊的發展能夠促進學科間交流并碰撞出很多創新的火花。由跨專業、跨年級的學生和具有深厚底蘊的指導教師組成的創新團體有著規范的制度和研究特色，這能使學生可以將所掌握的基礎知識與科研工程實踐等進行有效融合。創新團隊模式可以促進學科結構趨于合理化，改善科研氛圍，益于培養多學科交叉人才。此外，團隊合作會使學生之間相互促進，能夠使整個團隊產生較強的凝聚力，能夠促使團隊發揮出強大的力量，易于成員創新精神的培養，也易于成功。

2.競賽創新研究室的建設

組建高質量創新團隊的前提是建立一個高質量的競賽創新研究室。這對于創新人才培養和團隊成員溝通都具有很重要的意義。而智能汽車競賽是一個多學科交叉的競賽，科技含量高，易于激發學生的興趣，因此創建智能汽車創新研究室就顯得更加重要。

在校領導和院系領導的支持及協助下，智能車創新研究室在我校工程實訓中心建成。研究室分為學習區、制作調試區、活動區和儲備區。學習區配備網絡，以便讓學生能夠進行日常的查閱資料和整理文件工作；制作調試區提供全套的電路板設計及制作的儀器及設備，也是學生的動手實踐區；活動區是智能汽車的專用跑道場地；儲備區主要是存放智能車及其相關設備的區域。工程實訓中心還有其他創新研究室和實訓基地，學生和老師可以共享資源和設備。創新研究室可以使學生將理論知識運用到實踐中，將專業知識進一步拓展，進而發展多元智能，進而提高其創新、實踐及對知識的自我建構能力，同時也為對科技有濃厚興趣的學生參與指導教師的科研活動提供了穩定場所和良好的條件，加強了教師和學生之間的互動與聯系，有利于對競賽型選手的培養及選拔。

3.競賽創新團隊的建設與管理

根據學校的發展方針和政策，對于智能汽車競賽創新團隊的建設和管理應以培養學生的創新意識和實踐精神為前提，激發所有團隊成員的主動性和創造性，使他們能自覺地進入到科學研究的工作中，查找新問題、探索新思路，進而形成良好的科研創新氛圍。

競賽創新團隊要將“木桶效應”引入到建設中來，從團隊的基礎成員抓起，通過基礎成員能力的提升帶動整個團隊。競賽團隊以大三、大四的學生作為主力軍，以大一、大二學生作為生力軍的方式構成，通過指導教師的引領，實現學生的自我培養。自從創新團隊成立以來，每年都會吸收新生力量加入。吸收原則是學生除了具備參與智能車大賽的濃厚興趣外，還應具有一定的理論知識基礎和動手能力，在廣泛吸納優秀人才的同時，通過問答測評的方式篩選隊員。之后，指導教師和成熟的競賽團隊學生將組成培訓組，為新學員開設培訓課程，并在競賽準備的全程實施指導工作。團隊還應注重對學生進行分層次管理，設立不同組別的學習小組，由同學自主選擇組別并確定主攻的方向，再由指導教師開設學習計劃，有針對性地提高學生的素質，并為競賽項目的良好實施提供保障。此外，由于指導教師在整個競賽團隊的建設與管理中也起到很關鍵的作用，所以加強指導教師隊伍的管理也尤為重要，合理統籌指導教師的指導時間，并定期進行交流研討，以提高指導教師的綜合素質。通過提高學生綜合素質和指導教師的指導能力提升整個創新競賽團隊的整體實力。

三、構建競賽實踐拓展平臺，提升學生創新實踐能力

培養大學生的創新意識、創新精神與創新能力僅僅依靠教學環節是遠遠不夠的，尤其是在黑龍江科技大學全面實施“大德育、大工程、大實踐”的人才培養模式下，機械學院就更加重視學生的素質教育。[5]我院通過素質教育給學生搭建了一套完整的實踐拓展平臺，其包含兩個層次——校內實踐拓展平臺和校外實踐拓展平臺。校內實踐拓展平臺除了包括智能汽車競賽校內選拔賽以外，還有大學生科研立項、電子設計競賽校內選拔賽、無碳小車避障競賽校內選拔賽以及其他專項素質教育項目，旨在激發學生的科研興趣，培養學生的實踐創新能力，同時為選拔出創新能力較強的同學參加省級以及全國的競賽做準備。我院的校外實踐拓展平臺除了包括“飛思卡爾”智能汽車競賽以外，同時還包括大學生電子設計大賽、航空航天模型錦標賽、無碳小車避障競賽、TRIZ杯大學生創新設計大賽、大學生機械創新設計大賽等一系列在省和國家都有一定影響力的素質教育項目。這些素質教育活動不僅提高了學生對知識的綜合運用能力、學生解決問題的實踐能力，還提升了學生的科技創新基本素質。所以，構建出的競賽實踐拓展平臺能夠較大地提升學生的創新實踐能力。

四、基于競賽的創新實踐體系

以智能汽車競賽為基礎，注重培養學生工程實踐能力和創新能力，在理論與實踐教學、人才梯隊建設、實踐能力拓展過程中形成了一套以競賽為載體的創新實踐體系。如圖1所示。

五、結語

通過智能汽車競賽以及所拓展的實踐平臺營造了重視創新實踐能力培養的良好氛圍，促進了競賽創新實踐體系的進一步完善，培養了學生團隊協作意識、工程實踐能力、管理能力和創新能力。競賽所體現的綜合性對于今后的教學改革是一個很好的導向，能夠促進教育與競賽的有機融合，以教育為基礎，以競賽為導向，全面提升學生創新實踐的綜合能力。

參考文獻：

[1]謝濤，李敏明.實施大學生競賽“金牌戰略”——探索創新人才培養新模式[J].價值工程，2010，（31）.

[2]肖曉萍，張華，閻世梁.師生共建型科研創新團隊的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2009，7（2）.

[3]胡治國.通過智能車大賽培養大學生的創新能力[J].中國電力教育，2010，（21）.

[4]陳巍.基于機器人競賽的大學生創新能力的培養模式[J].實驗室研究與探索，2012，31（7）.

[5]曹賀，孫月華，趙存友.機械設計專業創新訓練體系的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2011，28（7）.

（責任編輯：王祝萍）