“科技競賽”在港航專業人才培養中的作用

陳 明 楊嵐彬 劉朝陽

（重慶交通大學河海學院，重慶 400047）

0 引言

第四次工業革命的到來促使著工程教育進行全方位的變革。“新工科”改革倡議是我國工程教育面對《中國制造2025》所做出的積極回應[1，2]。為了適應新工科的培養要求，各高校在政策的引領下做了諸多嘗試[3]。而隨著科學技術的發展，港口航道（簡稱“港航”）工程技術不斷進步，科學與技術也要協同創新[4]。大型港航工程建設和運行面臨更加復雜的自然環境和社會環境，需要運用數字化、信息化、智能控制技術，落實精細化管理措施，從而保證施工質量和工程全壽命周期的安全可靠運行。港航工程建設面臨著如何提高智能化、信息化、數字化和精準化水平等一系列問題，而相關專業的人才培養則是應對這些挑戰的有效戰略措施。在這種背景下，該領域急需培養一批學習快、動手能力強、創新思維敏捷的新工科人才來適應未來的建設。

而采用我校目前的港航專業人才培養模式培養的學生，尚存在以下問題：

（1）創新能力不足。根據本文作者指導學生參與競賽的經驗，在選題過程中，發現大部分學生缺乏創新意識，從而造成諸多競賽素材并非出自學生。

（2）動手能力缺乏。由于學生們長期專注于課堂上的書本知識，在制作競賽作品模型過程中，完全依靠學生獨立完成難度比較大，通常需要借助專業技術人員或者技術工人方可完成。

（3）自信不足。學生在有著一定的知識基礎上，無法大膽去推測，去創造新的結構、方法和理論等。

1 新工科背景下本科教學面臨的問題與挑戰

新工科的內涵是[5]：以立德樹人為引領，以應對變化、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。而在目前的本科教學中，存在這許多問題，比如學生創新動力不足，創新能力缺乏，學科融合差等。在目前的港航人才培養模式下，培養的學生往往不愿意參加一些比賽，提升自己的能力，并且對所學的專業知識無法合理運用。如在渠化工程課程設計上，一些其他學科涉及的專業知識，學生通常不會將其運用起來。

要培養新工科港航人才，需要進行一些改革，增加教學資源，更新培養方案，如在原有的培養模式下，將增加科技競賽作為培養方案中的一項，鼓勵學生積極參加科技競賽，讓其成為本科教育中必不可少的一項。

以科技競賽為有效載體的創新人才培養方式在其他專業學科中已十分普遍，在國家政策的引領下，各高校為適應新工科的培養要求進行了改變。對港航專業人才培養的創新實踐環節做出了諸多嘗試，例如，中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生水利創新設計大賽等學科競賽在各高校學生群體中如火如荼地開展，極大地豐富了學生課外活動，全面培養其綜合素質。學生在參與過程中學習能力得以提升、創新思維得以加強、操作能力得以發展[6]，綜合素質得以提高。簡而言之，科技競賽對新工科港航專業人才的培養帶來了明顯的好處，更能適應今后水利、港航工程的快速發展。

2 科技競賽在港航專業人才培養中的作用

2.1 “科技競賽”能提高學生專業素質

在科技競賽過程中，學生在教師的指導下開始學習查找、閱讀相關文獻，逐漸在這個過程中了解相關專業知識，擴展視野，了解本專業的先進領域。學生通過閱讀相關文獻來了解相關領域的專業知識，而閱讀專業的學術文獻可以保證學生們學習到更專業更準確的知識。如在2011年水利創新設計大賽中，學生完成的“適用于水位瞬時變幅的直立式碼頭浮式系纜裝置設計”作品過程中，需要了解碼頭的結構型式和適用條件。設計的過程中所需的專業知識不僅來自教師的指導，還需要學生去查詢資料，了解相關知識，并且在已有的知識之上進行創新，才能在創新設計大賽拿到好的名次。所以科技競賽對于提高學生的專業素質具有明顯作用。

2.2 “科技競賽”能增加學生創新能力

新工科人才必須具備有創新能力，而這正是目前大多數本科學生所欠缺的，因為學生在本科階段培養中學習的專業知識較為淺顯，工作經驗相對缺乏，往往在這種模式教育中，學生會養成一種固定思維而缺乏創新能力。而科技競賽對創新思維是一種很好的訓練，從學生們選題、分析、設計到完成作品，其中，需要多方位，多層次地思考，從哪里可以進步，從哪里可以創新、發散思維、產生新穎的思維。正如2018年水利創新設計大賽上，學生們完成“射流式按摩椅”的作品時，將射流和按摩結合了起來，考慮了現在社會頸椎疾病的高頻率發生的問題，學生們創新地將所學知識給運用了起來，在合理的前提下，完成了該作品。科技競賽本身就是一個實踐性的比賽，這對創新技能和自主能力的培養有一定程度的作用，所以對于本科生而言，以科技競賽為載體的培育模式來培養創新能力是可行的。

2.3 “科技競賽”能提高學生綜合素質

大部分科技競賽往往是團隊協作型的，學生在參與科技競賽時，往往需要團隊合作，并且不同的隊員有著不同的分工，學生在參與中能夠提高自己的組織能力、動手能力、專業能力等綜合素質。如在2015年的水利創新設計大賽上，學生在完成“一種利用氣囊節水的新型船閘”的作品過程中，在設計過程中，需要團隊來完成整體設計，這需要相關的專業知識。而在完成設計后，還需制作相關的動畫和PPT文檔，撰寫設計說明書等，這就需要動手能力強、相關技術強的人來完成；而在匯報過程中，需要口頭表達能力強和思維能力強的人來完成；撰寫設計說明，則需要文筆功底好的學生完成。在完成作品后，學生的動手能力、專業知識、團隊合作等綜合素質都得到了提升，這對新工科人才的培養有十分有效的作用。

2.4 “科技競賽”能促進學科融合

就目前的教學而言，許多學科之間存在著相關性，但是學生們往往不會將其融合起來，且大部分學生對其他學科不甚了解，學科之間的融合不佳。但是科技競賽可以促進學科之間的融合，如在2015年水利創新設計大賽上，學生完成“一種基于升船機的過魚系統”的作品時，將升船機和魚道聯系起來，考慮生態原因，為魚類設計了一個兼顧過魚的升船機，具有較好的創新思路，而且還要考慮魚類的習性，如何誘導魚類進入升船機等，這不僅將本專業所學的渠化工程、水力學、工程水文學等課程聯系起來，還要將本專業以外的生態環境知識、魚類知識聯系起來。由此，學生不僅強化了所學的專業知識，還將其專業外的知識聯系起來。科技競賽活動可以是跨專業甚至跨學科參與，可以促進學科的融合。從以上方面看，科技競賽對學科融合有著顯著的作用。

3 結語

對于科技水平飛速發展的今天，港航工程的建設更加專業化、信息化和智能化，這就給港航專業的人才培養提出了更好要求。目前來看，以科技競賽為載體的培養模式培養學生是可行的，科技競賽有助于培養學生的學習能力、動手能力、創新思維以及綜合素質，這些正是港航工程人才培養所必需的。科技競賽在港航工程人才培養中有重要的作用，各高校應該進一步開展和深化各種科技競賽、加強各種科技競賽合作、提升科技競賽質量，并呼吁更多的學生參與科技競賽，培養出新時代所需要的新工科人才。