新工科背景下以學科競賽為平臺的學生能力及工匠精神培養

趙潔婷

摘要：在世界工程教育的大背景下，我國的新工科建設不斷深化。為使學生能夠滿足未來多元化發展的需求，對其工程素養和工程能力的培養十分重要。學科競賽作為實踐教學改革的重要環節，能夠促進學生知識、能力、素質的協調發展。文章以新工科建設為背景，以學科競賽為切入點，探索學生工程意識和工匠精神的培養過程。

關鍵詞：新工科;學科競賽;能力培養

0? 引言

2017年以來，我國積極推進新工科建設，先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，自此我國高等工程教育改革發展站在了新的歷史起點[1]。新工科一指對應新興的產業，如人工智能、智能制造、云計算等，也指傳統工科專業在原有基礎上進行學科交叉，注重實用性和綜合性，進行轉型改造和升級。無論是理論教學還是實踐教學中，新工科建設對新工科人才都提出了新的需求，即要具備較強的工程實踐能力、創新能力，還應具備相應的工程素養[2]。尤其在實踐教學改革的過程中，學科競賽對這些能力的培養發揮了積極的作用，與此同時，學科競賽還能折射出傳統實踐教學所缺失的一些問題。

以長春師范大學工程學院為例，該學院包括車輛工程、機械設計制造及其自動化、智能制造、冶金工程及交通工程五個工科專業，是吉林省地方本科高校轉型發展試點單位。以長春師范大學工程學院的學科競賽為例，以學生工程能力培養為切入點，探索培養工程能力和工匠精神的途徑，為培養新工科人才提供有力的實踐教學支持。

1? 新工科課程建設的內涵及目前存在的問題

1.1 新工科課程建設的內涵

鐘登華院士曾指出：“新工科的主旨是以立德樹人為引領，以應對為變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才。”[3]新工科的研究內容主要包括：工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系等幾個方面。

因此，新工科課程建設應致力于培養具備較強工程實踐能力和創新創造能力、兼具強烈家國情懷和職業素養的應用型人才。這一主要內涵應包括以下幾方面含義：

首先，課程建設中的基本能力培養應關注學生的人際交往能力、溝通和表達能力、解決問題的能力、應變和創新能力、職業認識能力、團隊工作能力、與專業技能相關的一般能力、自我管理能力、領導力等。其中最重要的能力為解決問題的能力、應變和創新能力、職業認識能力，這些能力直指新工科內涵下的工程能力培養與塑造。

其次，在課程建設中體現出工科職業素養，這一方面需要結合實踐教學、創新創業教育、工科競賽等具體活動，讓學生理論結合實踐，逐步提升工程意識和創新精神。其中，工程意識作為工程師的基本素質，是指從系統的、整體的全局觀出發，分析工程的效用和利弊，以及由此引申而來的科學技術問題、功能審美問題、生態環境問題、資源安全問題、倫理道德問題等，將工程技術、科學理論、藝術手法、管理手段、經濟效益、環境倫理、文化價值進行綜合，樹立科學的可持續發展觀。作為新工科人才，這是必須具備的職業意識。

除此之外，課程建設中對于“工匠精神”的培養同樣重要。“工匠精神”是一種職業精神，它是職業道德、職業能力、職業品質的體現，是從業者的一種職業價值取向和行為表現。“工匠精神”的基本內涵包括敬業、精益、專注、創新等方面的內容。

1.2 新工科課程建設中存在的問題

目前，高等院校新工科課程建設中仍存在的問題主要表現在以下幾個方面：首先，在培養實踐能力和職業精神方面略顯不足，無論在理論課教學環節中，還是實踐教學內容上，都注重對學生理論知識的強化，忽略了學生實踐能力的養成，亦沒有在授課過程中加入工程職業精神的塑造。其次，各類教學實施方法相對陳舊。目前使用的教學方法仍過度依賴課堂講授，理論與實踐不能相結合，學生被動汲取知識。尤其在實踐教學環境中，沒有貼合學科競賽、職業規劃等內容，以講授理論知識的方式講授實踐內容。再次，實踐教學環節知識結構單一，學科融合教學、課程融合競賽都略顯不足，束縛了學生的創新性和創造性。除此之外，在實踐教學過程中，往往缺乏具有工程背景的師資力量，具有參加或指導各類工科競賽經驗的教師隊伍也略有單薄。大部分青年教師缺乏實踐經驗，進入教學崗位后又出現重課堂教學、重個人科研等等問題，無暇顧及學科競賽內容。

2? 以學科競賽為平臺工程能力和素養的培養路徑

如何在新工科背景下，建立可持續發展的特色化實踐教學體系，以促進大學生提升工程能力和職業素養，這對培養應用型、創新型人才的高等院校提出了挑戰。當前，部分高校本科實踐平臺僅按照實踐教學計劃來組織教學工作，根據教師對知識的陳述和重難點布置來引導學生進行實踐操作。這種被動接受的教育模式雖然能在一定程度上解決學生理論聯系實際的動手能力，但限制了學生主動探索的熱情和積極創新的思維，同時也制約了學生發現問題、分析問題、解決問題的能力[4]。

以學科競賽為平臺的工程素養和能力培養模式，可以很好的解決上述問題，使工科的學生綜合素質得以提高。圖1顯示了學科競賽對學生能力和職業素養的培養。學院切實鼓勵學生參加各種級別的多項競賽，國家級比賽包括全國大學生機械創新設計大賽、全國大學生金相技能大賽、中國汽車工程學會巴哈大賽、全國大學生工程訓練綜合能力競賽、中國大學生起重機創意大賽等，省級比賽包括吉林省高等學校機器人大賽、“挑戰杯”吉林省大學生課外學術學科作品競賽等。學科競賽具有全方面、綜合性的特點，這使得理論體系和競賽相互促進、相輔相成。

例如全國大學生機械創新設計大賽要求學生掌握二維CAD、三維CAD、機械原理、機械設計、機械制造技術基礎、材料成型技術基礎、工程材料等理論知識;全國大學生工程訓練綜合能力競賽需要掌握工程制圖、二維CAD、三維CAD、機械工程導論、單片機原理及應用等理論知識;通過競賽促進傳統理論教學模式的改革，逐步實現理實一體化教學模式;通過競賽來強化實踐教學過程，指導學生進一步整合知識體系，利用交叉學科促進不同專業學生組合配置，培養學生的工程實踐能力、創新能力和團隊協作精神，切實提高學生的綜合素質和工匠精神[5-7]。下面通過兩個例子來說明競賽對學生工程實踐能力和綜合素質培養過程。

以全國大學生機械創新設計大賽為例：學生通過個人知識掌握情況及學習興趣參與到競賽中來，先在專業中建立團隊，給團隊設立共同的競賽目標，學生團隊與指導教師良性溝通。比賽過程涉及知識面廣，學科融合性高，團隊成員分工協作，不斷增強團隊核心競爭力，團隊協作能力得到良好體現。這些團隊協作能力集中體現在兩個階段，一是備賽階段，學生不斷的自主思考和摸索，主動分析和解決遇到的問題，有效提升了問題解決能力和創新能力，同時，指導教師引導學生將工程意識融入創新設計中，提高了學生的綜合設計能力。二是比賽成果轉化階段，學生可以將參賽作品或參賽過程衍生為專利和論文進行發表，在這一過程中，學生的歸納總結能力及寫作能力都得以提高。

以全國大學生金相技能大賽為例：學生首先要參加學校組織的初賽，獲得初賽獲勝資格后才能繼續參加復賽，這樣激發了學生參賽的主動性和積極性，培養了學生追求卓越的競爭意識。大學生金相技能大賽的比賽特點是現場進行的技術比拼，學生需要在有限的比賽時間內，完成對金相試樣的預磨、拋光、浸蝕和顯微觀察。這不僅要求學生有過硬的專業基本功，還要具備較好的心理素質。這些都離不開備賽期間的團隊協作和個人自主實踐學習。這些基本功的訓練過程盡管相對枯燥，但是學生能夠不斷精益求精，執著專一，磨好每一塊試樣，這也充分體現了“工匠精神”的培育。

3? 結束語

不斷培養具備工程實踐能力和高素質的創新型新工科人才是各類工科院校的重要使命。在課程建設和實踐教學中，采用賽教結合，以學科競賽為平臺，在實踐教學中促進學科融合，加強實踐環節比重，充分體現理論與實踐相結合，不斷培養學生的工程實踐能力和工匠精神才是創新實踐教學改革的重中之重。

參考文獻：

[1]閆長斌，楊建中，梁巖.新工科建設背景下工程意識與工匠精神的培養——以土木工程類專業為例[J].北京航空航天大學學報（社會科學版），2019，32（6）：152-160.

[2]王莉靜.新工科背景下智能控制技術專業應用型人才培養探究[J].內燃機與配件，2019（21）：260-262.

[3]鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（03）：1-6.

[4]綦光，白亞麗，王波，張偉.以學科競賽為導向的電子信息專業實踐教學探索[J].教育教學論壇，2017（32）：120-121.

[5]梁國棟，霍海濤，焦志勇.以學科競賽為平臺培養學生的工程素養和能力[J].大學教育，2019（5）：148-150.

[6]梁小平，張志佳，張桂芳，等.雙一流大學專業建設中以學科競賽促進基礎課程實驗教學改革的實踐與研究[J].教育教學論壇，2019（15）：168-169.

[7]王文甲，劉芳，呂雪飛，李曉瓊.“新工科”背景下，以科研項目為導向的大學生創新能力培養[J].生命科學儀器，2019，17（06）：90-95，59.