以學科競賽推動工科大學生創新能力培養

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.04.065

摘 要 隨著高等學校工程專業認證的逐漸深入，工業設計專業發展迎來更多的機遇與挑戰。以學科競賽推動工科大學生創新能力培養，主要體現在學科人才培養方案優化、專業交叉融合、教師隊伍整合以及思政育人、校企協同育人方針策略等方面。工科大學生創新能力培養，不僅體現在工程能力的提升，更兼具大學生對人文、思政以及優秀傳統文化的認可、繼承與發揚。教學方式的革新為大學生的理論學習注入新的活力，有針對性的學科競賽為學生實踐能力的培養提供更好的平臺，成為理論教學的延伸和實踐教學的載體。

關鍵詞 學科競賽；工科大學生；工業設計專業；創新能力；思政教育

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）04-0065-04

Promote Cultivation of Innovative Ability of Engineering College Students by Discipline Competition： Taking Indu-

strial Design Specialty of Changjiang University as Exam-

ple//GONG Min

Abstract With the gradual deepening of engineering profe-ssional certification in colleges and universities， the industrial design specialty is facing more opportunities and challenges. Promoting the cultivation of engineering students innovative ability by subject competition is mainly reflected in the optimization of subject talent training scheme， the cross-integration of majors， the integration of teachers， and the policies and strategies of ideological and political education and school-enterprise cooperation education. The cultivation of engineering students innovative ability is not only re-flected in the improvement of engineering ability， but also the recognition， inheritance and development of humanities， ideological and political education and excellent traditional culture. The innovation of teaching methods has injected new

vitality into college students theoretical study， while targeted discipline competitions have provided a better platform for the cultivation of students practical ability. Become the extension of theoretical teaching and the carrier of practical teaching.

Key words subject competition; engineering students; indu-strial design specialty; innovative ability; ideological and po-litical education

0 引言

我國作為聯合國工業產業門類最全的國家，工業產品產量占據全球第一[1]。隨著從制造大國向制造強國邁進的步伐不斷加快，培養具有科學精神、創新精神與高度愛國熱忱的綜合性創新型人才顯得尤其重要。高校作為創新人才培養的基地，不斷深化創新創業教育改革，是國家實施創新驅動發展戰略的需要，也是推進高等教育綜合改革、全面提高人才培養質量的重要突破口[2]。

經過17年的探索與實踐，長江大學工業設計專業以培養學生的創新創業能力為導向，依托地方和學院特色不斷調整人才培養模式與教學方法，引導學生在學科競賽中進一步提高創新能力、思辨能力、團隊合作能力與實踐動手能力，將學科競賽與設計實踐、學科交叉進行深度融合，取得較好的成效。近幾年，工業設計專業教師指導學生分別獲得全國大學生機械創新大賽、廣東省省長杯工業設計大賽、全國大學生工程實訓大賽、安徽省工業設計大賽等業內較有影響力的賽事獎項，充分展示了工業設計專業人才培養的成果，體現了學生理論學習與實踐能力的高度統一，為地方性高校培養創新型人才提供了一定的借鑒。

1 優化人才培養方案，促進學科交叉融合

長江大學工業設計專業以學院石油學科背景為依托，結合區域特點和石油機械學科優勢，及時進行人才培養計劃的調整與課程大綱的修訂，將工、文、藝、經、管等學科進行有機結合，以科學技術為支撐，以文化為載體，加強學生工程知識儲備的同時，提高學生的文化與藝術修養。近兩年，長江大學工業設計專業積極順應時代變化，不斷調整人才培養計劃，形成特色較為鮮明的專業培養方向。教學團隊以人才導出為抓手，將理論培養與實踐教學緊密結合，帶領學生主動參加學校的各類創新創業競賽，以項目促進步，以項目提升能力，不斷增強學生的核心競爭力。

錢學森在一次訪談中提到：“人才培養的關鍵在于一個多學科的學術氛圍?！盵3]工業設計專業不斷加強與學院及學校其他學科的交叉融合，依托學科競賽，將產品外觀設計、機械結構創新設計、智能控制設計、文化創新等方向相結合，組織不同專業的學生組隊進行競賽項目合作，鼓勵專業教師與機械設計專業、材料成型專業、電子信息專業、計算機智能控制方向的教師開展項目合作，在指導競賽中加強專業合作與交流，鍛煉學生的團隊合作能力、組織能力、創新能力與溝通協調能力。2019年，長江大學工業設計專業學生團隊榮獲全國大學生機械創新設計大賽全國二等獎，從結構的創新到外觀的設計，從動畫的設計演示到競賽答辯，從學生的組隊到不同專業方向教師的合作，很好地顯示了學科交叉融合的時代性與重要性。

工業設計是一門新型交叉型學科，學生除了要關注學科前沿的理論研究方向，還要加強對新的成型技術、材料及加工工藝、市場需求、用戶體驗等多方面的認識與了解，在不斷學習的過程中更好地掌握專業的綜合知識，將理論轉化為實踐。因此，學科交叉融合對加強工業設計專業學生的理論學習，不斷提高他們的實踐能力，具有非常重要的實際意義。

2 整合競賽師資隊伍，充分發揮教師的創

新引領作用

隨著科學技術的發展，高校教學方式從傳統的現場教學演變出翻轉教學、雨課堂、慕課教學、線上線下混合教學等多種教學方式，教學內容、教學模式以及上課對象均發生變革，既適應時代發展需要，又對學生的自主學習提出更高的要求。教師作為課堂的主要組織者，在當前高等教育中扮演著主要的引領的角色，對學生提升自學能力和提高學習效率起到積極的引導作用。如在雨課堂的開設過程中，教師不僅要指導學生提前預習知識，還要在教學過程中設計調動學生學習熱情的各個環節，將學生與教師的角色互換，讓學生真正在學習中主動思考、主動表達，充分發揮主觀能動性。新的教學方式突破傳統教學整堂課灌輸的習慣，對教師的課堂設計與掌控能力提出更新的要求，要求教師更好地引導學生融入課堂，讓學生由被動學習轉變為主動學習，為打造金課提供更有利的平臺和基礎。

長江大學工業設計專業積極整合教師隊伍，從教學經驗、研究方向及年齡層等方面進行教師隊伍的優化組合，實現專業教師老、中、青搭配，發揮傳、幫、帶作用，充分發揮老教師的優勢，帶動青年教師在討論中提高，在實踐中積累經驗。課程組的設立更好地解決了教師平時交流少的問題。院系有序地組織教師以課程組的方式開展教學研究與探討，積極落實推進本科生導師制，結合教師的個人項目或學校的創新創業訓練項目，帶領學生加入項目組，通過全流程的參與，鍛煉學生的科學研究能力、創新能力、團隊合作及溝通表達能力。

近三年，由工業設計專業教師指導學生參加的創新類大賽達到125人次，完成國家級大學生創新創業訓練計劃五項、省級兩項，申請國家專利50余項，學生發表論文20余篇，學生整體的綜合能力得到明顯提升。專業秉承以創新為導向的培養原則，鼓勵學生敢于創新、勇于挑戰，在實踐中不斷總結與提升。近五年，工業設計專業先后獲得國家挑戰杯二等獎一項、國家節能減排大賽二等獎一項。以競賽為載體，訓練學生將經濟、文化、管理學科與機械設計、智能控制等學科的知識整合，提高創新能力。

創新是設計的靈魂。每一個創新成果的獲得都離不開教師科學、正確的引導。新時代背景下，教師的引領作用更在于精神和思維的傳承與啟發，只有不斷借助科學的方法、有效的手段，才能更好地將學生的潛能挖掘出來，讓學生更自信和勇敢地面對各種挑戰。

3 以創新為導向，將思政教育融入競賽育

人過程

習近平總書記說：“創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，也是中華民族最深沉的民族稟賦?！眲撔率窃O計的核心，也是設計的本質意義所在。工業設計專業響應學校號召，積極調整人才培養目標，在課外加強對學生創新創業能力培養的同時，將思政元素融入競賽育人過程。

3.1 及時調整課程大綱，強化課外創新思維與能力

的引導與培養

課程大綱是課程內容的計劃，除設立正常的理論學時、實驗學時和上機學時，大綱統一設置課外學時。課外學時更好地補充了課堂沒有滿足的實踐環節，為學生提供創新與實踐動手操作及設計的機會。大學的教育不僅在于知識的講授，更需要有科學的思考模式與求新求變的意識與理念，只有結合各種實踐項目不斷思考，持續尋求創新，才能更好地體現設計的意義和真實價值。如產品機械結構的創新設計，從前期調研到確立設計機會點，需要引導學生不斷進行機構部件的重組與篩選，從產品功能出發，運用最簡單的結構解決復雜的功能問題。

工業設計是一個系統工程，除了要有良好的設計背景、符合審美標準的造型，更需要有創新的內部結構設計和加工工藝，合此四者才能被稱為完整的產品設計過程。在尋求創新的過程中，教師需要適時引導學生拓寬思路，從外因的分析到內因的思考，強化分析過程的重要性，在分析中確定設計目標系統，真正達到創新設計的目的。

學科競賽作為教學內容的延伸，需要學生具備良好的實踐思考能力、動手能力與表達溝通能力。實踐思考能力旨在解決競賽項目的審題、設計調研與方案創新問題，通過不斷思考，更好地進行詳細的設計調研與分析并得出結論，將產品設計的機會點與工程問題、造型問題、材料加工問題等進行綜合性考慮。動手能力旨在培養學生能夠利用專業知識進行方案的手繪表達、工程設計與展示，借助手工繪制工程圖、利用計算機進行三維輔助建模與方案動畫演示，及時與團隊成員進行溝通、討論，實現順利推進競賽方案的深入開展。

3.2 將思政教育融入競賽過程，磨煉學生吃苦耐勞

的品質，激發學生的愛國主義情懷，培養學生勇于創新的工業設計師精神

黨的十八大以來，習近平總書記多次強調要弘揚工匠精神、創新精神、勞模精神。十九屆五中全會在《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標的建議》中再次強調弘揚工匠精神，為全社會營造創新的社會氛圍。2020年9月，習近平總書記在科學家座談會上強調，科學成就離不開精神支撐，科學家精神是科技工作者在長期科學實踐中積累的寶貴精神財富，要自覺踐行、大力弘揚新時代科學家精神，培養一大批具備科學家潛質的青少年群體[3]。大學生作為高校學習的主體，肩負推動國家發展的使命，需要更多精神支撐，應具備良好的民族自信心和愛國報國熱忱。

在競賽教學過程中，努力探索思政教育與設計的關系，將中華優秀傳統文化、中國的創新案例、百折不撓的中國共產黨發展歷程引入競賽教學，最大限度地激發學生的愛國主義情懷、百折不撓的精神以及精益求精的工業設計師精神。特別是隨著“工業制造2025”的不斷實現，國內工業設計學科競賽體現了明顯的與企業對接的特點。絕大多數競賽要求參賽的設計方案具有完整的產品或樣機，學生在參與這類專業競賽的過程中需要不斷推敲方案，克服設計和加工制作的困難，進行精細化設計。

如工業設計專業學生參加的全國大學生機械創新設計大賽，除了前期的方案推敲，學生后期更需要繪制嚴謹的符合國家標準的工程圖，結合設計尋找合適的材料進行零部件加工，最后進行產品安裝與測試。在此過程中，學生既能鍛煉勇于擔當的百折不撓的精神，又在感受中國發展歷程中中國人民不畏艱險的實例時，增強民族自豪感與自信心，激發愛國主義情懷。例如，學生在手工繪制工程圖的過程中，既要嚴格按照國家標準執行，又要不斷地修改圖紙，整個周期枯燥又漫長，考驗的是耐心與細心。以上要求對部分在校學生來說存在一定的困難，但只有迎難而上、克服困難，才能在競賽中做到最佳，此過程既是對教師教書育人工作的考驗，又是對學生嚴謹求實、精益求精的工業設計師職業精神的鍛煉，為學生今后走上工作崗位培養良好的品格，為學生成為合格的社會主義接班人打下良好的基礎。

3.3 加強校企合作，建立協同育人機制，為競賽平

臺注入活力

企業是科技和經濟緊密結合的重要力量[4]，在建立健全校企合作機制過程中，不斷加強與企業的合作，定期聘請企業專家到學院或系室進行交流，將行業的發展現狀與趨勢傳遞給師生，既可以為教師的教學提供一定的指引，又可以拓寬學生的眼界和思路。學校育人的最終目的是產出，讓學生能夠更好地適應社會和企業的需要。因此，不斷加強校企合作，創建協同育人的新環境，既有利于教師實時掌握專業發展動向，又能讓學生提前適應社會的工作環境，同時為競賽提供良好的實踐平臺，為教學注入新的活力。

長江大學機械工程學院充分結合企業的生產制造技術及實驗平臺，深入開展校企合作，特別是在競賽過程中聘請企業專家為競賽團隊提出建議，解決設計過程中遇到的難題，將工程問題真正落實、落地，為競賽的設計與生產制造提供有力的技術支撐。近五年，學院立足區域，與中石油、中石化的當地企業（如中石油第四機械廠、中石油江漢機械工程研究所等）及賽瓦能源公司、法雷奧、美的冰箱工業園等建立長期合作，在競賽調研期間組織學生到企業交流，為后期的創新設計提供設計思路與素材。競賽后期聘請企業專家就學生團隊遇到的問題進行解答，解決設計方面的諸多問題。隨著“雙一流”建設的推進，學校選派越來越多的優秀學生到合作企業實習，為學生了解社會需求提供保證，辦學思路越來越清晰。

3.4 改革教學方法，以賽促學，促進學生知行合一、融會貫通

伴隨教育部國際工程專業認證標準的提出，國內各高等院校均進行有效的人才培養計劃的調整與修正，加強對普通本科生通識教育課程的培養，專業課程的培養大綱中逐步強化學生的實踐教學，以此促進學生“知行合一”。隨著信息化技術的不斷更新，高校的教學方法也在與時俱進，不斷進行課程講授、考試方式的變革，實現教師教學信息化、學生學習主動化、交流流暢化，教學方式的調整更好地適應社會的發展，學生的學習興趣越來越強。除此之外，制定“一課一展”的方法，將課堂所有知識點打通，強化課程考試改革，將上課過程量化，結課時進行線上線下展覽，既強化課堂所學，又讓學生在自己布展的過程中培養綜合組織與表達能力。

長江大學工業設計專業突出設計學科的實踐性特點，加大課程設計等實踐課程的比例，將競賽作為理論課程的延伸，鼓勵學生與本專業或外專業的學生組成團隊參與競賽，在競賽與課程掛鉤的過程中鞏固課堂理論知識。例如，工業設計專業開設專業方向課家電產品原理及構造、家電測試與控制兩門課程，除了理論知識和實驗操作等部分的講授，教師組織學生課外組隊參加全國大學生工程實訓大賽，團隊成員涵蓋工業設計專業、計算機專業及電子信息專業的學生，將智能分揀、機構設計、外觀設計、工程制圖、材料成型與加工工藝等知識相結合，將課堂上的理論知識進行多學科的融合與鞏固，在實踐中驗證理論知識的正確性與指導性，做到知行合一、融會貫通。

3.5 加強實驗室建設，提升學生對新技術、新工具

的掌握能力

實驗室建設是評價學科發展的重要指標之一。工業設計作為一門新興的交叉性學科，有著獨特的前沿性與交叉性。長江大學機械工程學院結合工業設計專業實際情況，加強模型制作實驗室、3D打印實驗室、逆向工程實驗室與虛擬仿真實驗室的設備購置與操作培訓。課堂引導學生參與實踐操作，了解當前行業先進技術，掌握具體操作方法，讓學生在學習過程中加深對新工具、新技術及社會發展的認識，在參加學科競賽中運用掌握的新工具和新方法，為學生日后順利走上工作崗位打下基礎。

4 結束語

創新是國家發展的不竭動力。高校作為人才培育的重要基地和搖籃，更有責任對工科大學生的工程、人文、溝通表達等綜合能力進行積極引導，帶領學生在學習過程中樹立正確的“三觀”，培養學生過硬的專業水平和愛國主義情懷及勇于開拓、精益求精的工業設計師精神。創新教學方式為人才培養提供良性的學習橋梁，競賽的融合為培養學生的實踐能力插上更有力的翅膀，兩者只有高度結合，才能帶動學生積極踐行社會主義核心價值觀，引導學生靜心、創新、不畏艱辛，在接受高等教育過程中乘風破浪，發揮高校這一人才培養基地的戰斗堡壘作用。

參考文獻

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究[D].北京：中央財經大學，2016.

[2] 張甜，李輝，王旭.基于學科競賽的大學生創新創業

能力培養研究[J].北京教育（德育），2021（9）：85-88.

[3] 習近平在科學家座談會上的講話[N].解放軍報，

2020-9-12（2）.

[4] 馬力通，李松波，賽華征，等.一流專業建設中工科

大學生創新能力培養的探索與實踐[J].化學工程與

裝備，2021（9）：294-295，282.

*項目來源：長江大學2020年校級教研項目“新時代工業設計專業課程體系及教學改革研究”（JY2020097）；長江大學2021年“課程思政”示范建設資助項目“設計造型基礎Ⅱ”（B2021040）。

作者：龔敏，長江大學機械工程學院，講師，研究方向為工業設計、工業裝備數字化設計（430020）。