構建基于學科競賽的創新實踐能力培養體系的研究與探索

楊 曉 劉亞卓 杜志勇 李金玉 郭海針 侯志堅

（河南工學院電氣工程與自動化學院 河南·新鄉 453000）

1 競賽對學生創新實踐能力培養的積極作用

大學生競賽是以培養專業實踐能力和科研能力為目的，以學生主動參加為前的，既讓學生真正獨立完成比賽項目提升自己能力，也反過來促進教師改進教學內容。自從大學生競賽實施以來，在學生培養過程的作用確實有重要的推動作用，無論是在學生科研能力的培養方面，還是工作技能的培養方面，還是對學校教學內容、教學方法、教學形式改革的促進方面，都取得了有目共睹的成績，特別是用人單位的反饋均是參加過競賽的學生與普通學生相比明顯有很大提高[1]。

因此在教學過程中，通過組織學生參加學科競賽，學生得以與外校師生充分交流，也鍛煉了溝通表達能力，擴展了視野，在調動學生積極性的同時，培養學生自主思考、自主學習、自主創新，達到以賽代練，以賽促學的效果[2]。

2 競賽熱背后存在的問題

盡管每年競賽仍在如火如荼的開展，繁榮的背后也逐漸顯現一些問題，筆者經常帶領學生參賽，與兄弟院校教師交流起來，大家都開始注意到，這些問題正制約著競賽進一步發揮積極的作用。這里進行了簡單匯總：

2.1 競賽變考核指標，素質提升變應試技巧

隨著獲得也越來越多的認可和重視，競賽漸漸變成了參賽者就業考研的加分項、指導教師的考核指標、學校的宣傳材料，參加競賽的功利性更高了。

競賽在給學生創造了學有所用的平臺，提高學習的熱情和積極性；競賽題目里也涉及當下社會需求，引導學生調注重把實踐與理論相結合。同時，也阻礙學生扎實學習專業知識和全面掌握必需的知識，輕視基礎，淡化理論，忽視全面的綜合的知識的掌握，特別是在學了有實用性的知識，不注意吸收一定的人文知識，培養情感智力、社會適應力、承受挫折的能力、正確協調人際關系的能力[4]。

學校對二級學院設置考核指標，院系對教師設置任務指標。為了獲獎，“本來是素質教育的措施又可能變為一個應試教育，從而使素質教育的要求變味、異化，甚至走向自己的反面。不是重在參與，提高素質與能力，而是以得獎為目標，成則為王、敗則為寇；不是啟發同學發奮學習、勤于思考和探索，而是把精力放在分析以往的考題及標準答案上，搞題型排隊，對號入座，找竅門、求捷徑”[3]。

2.2 打亂了正常的教學秩序

為了爭取更好的名次，很多學校專門建立了競賽實驗室和基地，提前開始競賽準備。一旦開始集訓，學生可能會停課，只為這次競賽準備，影響學生正常學業的學習。教師則仍需要完成正常教學任務，工作壓力增大。除了教育部主導的四大學科競賽，近年隨著國家“創新創業”的提出，更多競賽變成了開放性題目，不僅有技術設計還包含市場推廣，分賽區進行預賽決賽，這類創新型比賽時間跨度更長，花費精力也更多。

學校競賽配套的管理機制不完善，競賽的準備與組織者的態度有很大關系，競賽經費投入的多少波動較大不固定，無法建立良好的內部管理機制。

2.3 競賽參與面小，師生受益面窄，部分競賽設備投入大升級快，資源得不到有效利用

為了爭金奪銀，大多數學校把大量師資、實驗設備投入到少數競賽學生身上，有的學校會安排專職教師帶領學生進行各項競賽培訓，并給教師計算培訓的工作量，這給老師很大的激勵，但可能導致其他教師沒有機會參與。目前，專業競賽基本可以覆蓋高年級學生，低級學生有激情參加各種競賽，但沒有專業知識和經驗的支持，難以取得成績。高年級學生想參加，但由于有升學和就業壓力，有時不能全身心投入。在資源利用上也存在問題，大型設備復雜且一次投入大，教師搞清楚一套設備并開發出一套適用于學生的實驗，需要的時間長。而且隨著技術更新的加快，競賽設備升級也快，重復利用率不高。

3 教學改革的嘗試與探索

以上問題在各大高校普遍存在，我校也遇到了相似的問題。有些問題不僅僅存在于高校，而是普遍存在于所有初、中、高等教育中。為了讓競賽發揮更積極的作用，促進學生能力培養，促進教學內容和教學方法改進，筆者所在學校進行了一些教學改革和管理方式改進，提出了以下幾點。

3.1 開展校內競賽，擴大學生參與面

分層次進行學科競賽體系，針對不同學生的理解能力和興趣愛好進行分層次分組教學。可以根據專業課程特色開展賽項，比如機器人大賽、嵌入式產品技能競賽、大學生“挑戰杯”等，跟單片機、嵌入式等課程相關度大，其任課教師就是競賽的指導老師，比賽經驗豐富，完全可由競賽指導教師組織校內競賽，鼓勵自動化、電子、計算機、機械等專業學生跨專業組隊參賽。通過這樣的競賽體系，不僅能夠提高學生的專業技能水平，還可以利用學生的競賽成果完善學校科研項目，進一步為學生申請專利儲備后備力量[6]。先開始院部選拔，題目簡單主要考查基礎能力，以小組對抗的形式鍛煉團隊合作，評比后推薦晉級；校級選拔可由校內設團或協會組織，可以根據不同專業或學科特點分組進行。

3.2 建立專門的創新實踐基地，把競賽培訓轉變為實訓課程，融入到正常教學中去

對小型設備的比賽，花費不高，容易開展課程。比如：我校將原本的針對少數學生的全國大學生電子競賽培訓，變成了一個為期3周的綜合實訓課程，學生自由分組選題，由任課教師進行指導學生，并且最終像競賽一樣，做出實物、撰寫設計報告、并答辯考核，成績記入課程。其中制作費用為學生自助，作品可以自己保留，為升學就業時做展示。如果學校想要留作案例教學，征求學生同意后，再按照具體材料費用報銷。通過對已畢業學生問卷調查結果顯示，學生積極性明顯較高。

對大型競賽設備提高利用率上，我校也做了一些嘗試，比如：我校利用3套大型比賽設備，由2個指導過競賽的教師開發課程，開設了6周的《自動化生產線綜合實訓》，將大賽的比賽要求變為實訓考核項目，此課程已經經過3屆學生驗證，反饋效果良好。課程不僅擴大了競賽受益面，其實施過程對教師提出了更高的要求，也有利于培養年輕教師指導競賽。并且深入挖掘實驗設備開發新實驗，提高設備利用率。

3.3 競賽費用采用“自費先行，公費輔助”，解決競賽參與面擴大后的經費不足

以全國大學生電子競賽為例，其培訓時間有集中培訓也有分散在周末課余時間，短則半年長則跨越1年以上，培訓期間學生對元器件及各種耗材的使用量非常大，目前都是院系學校撥款資助，擴大參與面之后，這方面的經費必然增加。此外學生學習過程中，因經驗不足，不可避免會有失敗，而公費報銷的體制也讓學生在設計制作中，往往不考慮成本，均會造成一定的浪費，不利于培養工程實踐中的經濟效益意識和樸素求實的科學作風。

為了解決這個問題，我院在實際執行中采用的是：“3-3-1”模式，即院—系—生所花費比例為3:3:1。競賽的報名費等由學校承擔，但制作費用由學生自己團隊承擔，且賽后作品歸自己，升學就業時可以作為自己能力的展示。如果學生愿意留給學校做教學案例，則按具體材料費用報銷。實際執行后，學生熱情沒有降低，而家長也支持學生參加競賽。

3.4 將某些創新創業競賽直接變為創新創業教育的選修環節，參加競賽直接抵換課程學分

自李克強總理在達沃斯論壇上提出“大眾創業、萬眾創新”的理念，相關的大賽也百家爭鳴涌現出來，官方性的中國創新創業大賽、中國“互聯網+”大學生創新創業大賽、“匯新杯”新興科技+互聯網創新大賽等等。每次比賽從準備創意、作品制作改進到答辯展示，完整培養了學生如何從思維落地到實現，并進一步宣傳展示，其中包含學生的團隊協調、任務執行、信息搜集、溝通交流等各方面能力，符合學校人才培養的要求，通過教務系統實現參加比賽置換課程學分，有利于扭轉競賽的功利性，也順應了教學周期。

目前我校最新本科培養計劃已明確畢業要求是最少6個素質拓展學分，并配套出臺了《河南工學院本科生創新創業素質拓展學分實施辦法》，規定學生參加學科競賽獲獎的，可以按獲獎界別認定為素質拓展學分。

3.5 加快發展“互聯網+教育”，用虛擬仿真解決設備損耗

借助競賽促進創新實踐能力培養，其中提供必要的實驗場地和實驗經費則是創新能力培養的關鍵。考慮到國內本科教學還是普及教育，本科生人數很多，擴大競賽覆蓋面無疑增加了設備維護人員的工作量，雖然增加設備臺套數不失為一種解決辦法，隨之也需增加實驗室場地面積，對于寸土寸金的城市，增加校舍面積已經非常之難。

在教育部頒布的《教育信息化“十三五”規劃》中，提出要加快發展“互聯網+教育”，推動教育信息化融合創新發展。學校于2016年起開始，陸續推進虛擬仿真實驗室建設，采用虛擬仿真教學可以依托虛擬現實、人機交互等技術，構建虛擬的實驗環境或實驗對象，使學生能夠在虛擬環境中進行實踐，以解決因缺乏真實設備，或真實設備難以實現的教學功能。尤其在涉及高危環境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓練等情況時，提供可靠、安全和經濟的實驗項目。

4 改革產生的成果與效益

經過近幾年的探索與實踐，創建了一套適用于以大學生競賽來促進學生創新能力培養的模式，極大豐富了人才培養的內涵，為創新創業環節的開展提供了一套思路。

4.1 新建創新實驗室1個

創新實驗室于2015年籌建，后又經過擴建，目前已經成為教師和學生課外學術交流和技術探討的獨立平臺，提出了“實驗室開放—學科競賽—科研項目”已有學生借此平臺融入教師科研項目。而且實驗室采用全開放管理，學生自我管理和教師管理雙運行，保證實驗室安全，又提高學生自治管理水平。

4.2 指導學生競賽獲獎14項

項目組已組成了競賽指導教師團隊，近年來多次帶領學生參與各種技能競賽，具有豐富的大賽經驗和實踐技能，對大賽有著深入的認識和體會，學生競賽獲各類獎項14項。

4.3 依托競賽項目和設備開發新課3門

依托電子競賽、挑戰杯、互聯網+等比賽，在高年級開設了必修課《控制技術創新課》，其內容就是利用課內32學時完成往年的競賽題目，進一步擴大競賽促學的覆蓋面。

目前依托專業技能競賽開設了《電氣制圖》《自動控制系統集成》課程和綜合實訓。充分利用實驗室、實訓室，改革實踐教學模式，強化綜合研究性實驗，與競賽題目相結合，形成以教室講授為主、線上講授為輔的教學新模式，適應創新人才培養的需要，基于工學結合的特色課程教學，使學生既掌握夠用的理論又有很好的實操能力，每年受益學生約170人。

4.4 依托創新實驗室獲了幾項教學成果

以競賽培訓所在的創新實驗室為創新能力培養基地，申報了1項“省級高校實踐育人工作優秀案例”榮獲一等獎，獲批1個“校級虛擬仿真實驗室”，獲批1項教育部產學研合作項目“基于工業互聯網的大學生創新創業教育新模式探索”，獲批1項“省教育綜合改革項目”。

5 總結

經過改革收到了一些效果，解決了一些問題，但同時又引入一些新問題，比如：擴大競賽參與面后，教師任務明顯加重，需要隨之加強師資隊伍建設，除了專業任課教師，還要增加專職實驗室教師，以保證實驗室開放過程中，學生管理和設備使用安全。其中虛擬仿真實驗中心的建設將堅持“合理規劃、資源共享、提高利用率”的指導思想，建成后將成為全校開放共用的實驗教學中心，以共享優質實驗虛擬項目為核心，以建設信息化實驗教學資源為重點，培養學生創新和實踐，也推動課程實驗教學的改革與創新。

綜上所述，競賽對學生實踐創新能力的培養是毋庸置疑的，并在引導高校重理論輕實踐教育方面，起到了很大的作用，競賽應該持續發揚下去，還應避免僵化、形式化運轉，簡單主辦者和參賽者都應該深入思考，如何落實以賽促學促教，什么樣的競賽才能培養大學生綜合運用基礎知識進行理論設計的能力、動手實驗的技能、創新精神、獨立工作的能力和良好的團隊精神，還需要廣大教育工作者不斷繼續探索。

以學科競賽促進大學生創新能力培養的激勵措施，激發了學生參與熱情、形成了良好的實踐氛圍，從而提升了全體學生實踐創新能力。在此拋磚引玉，希望筆者的經歷總結能對高效創新能力培養有一定的借鑒意義。