基于“四輪驅動模式”的大學生創新能力培養模式研究與實踐

摘要：立德樹人是高校的根本使命。本科階段是科研創新型人才培養的關鍵時期，而學科競賽是提高本科生科研創新能力、培養創新型人才的重要環節。基于中國礦業大學力學與土木工程學院的多年實踐經驗，提出了以“學科競賽+課程建設+大創項目+制度保障”四輪驅動模式的大學生創新能力培養模式，多層次、遞進式地培養大學生的創新實踐能力，也能夠有效鼓勵學生個性化發展，促使人才培養質量從“單一型、封閉型、知識灌輸型”向“復合型、開放型、能力創新型”轉化，真正樹立起開拓創新的科學理念，最終達到“知識和技能傳授”與“科研創新素質培養”并重的教學目的。

關鍵詞：四輪驅動模式；創新能力；學科競賽；人才培養模式

中圖分類號：G642.0 """""文獻標志碼：A """""文章編號：1005-2909（2024）01-0044-06

教育部于2019年10月發布了《關于深化本科教育教學改革，全面提高人才培養質量的意見》，該意見重點強調要深入貫徹全國教育大會精神和《中國教育現代化2035》，深刻領會并全面落實新時代全國高等學校本科教育工作會議和直屬高校工作咨詢委員會第二十八次全體會議精神，堅持立德樹人，以學生忙起來、教師強起來、管理嚴起來、效果實起來這四點要求為核心，進一步推進本科教育教學改革，使新時代的學生成為全方位發展的社會主義建設者和接班人^［1］。

學科競賽是面向大學生開展的課外學術科技活動，是學科建設和知識學習的第二課堂。一方面，學科競賽有助于讓學生對本學科產生更加濃厚的學習興趣，對專業知識形成更深層次的理解，并在此基礎上整合出適用于自身的知識框架加以實踐運用，另一方面，也將促進教師團隊積極有效地推進學科建設和教學改革。我國“高等學校本科教學質量與教學改革工程”是實現建設人力資源強國和創新型國家戰略目標的關鍵，全國高校都應響應國家要求，積極開展大學生學科競賽活動，尤其是對于在全國具有極大影響力和參與度的大學生學科競賽，各省應加大資助力度，給予充分關注。

在學科競賽如火如荼進行的時候，組織管理方面也逐漸暴露一些問題。比如，當前學科競賽的組織、備賽和參賽大多由學生管理機構來組織，常常與其他社會活動混為一談，碎片化運作，導致重視程度不夠，制度保障不到位^［2］。此外，學生參賽大多靠自覺性或社團組織，往往缺乏整體規劃，不利于人才培養的連續性，也不利于形成良好的競爭氛圍和人才儲備。當前學科競賽的組織、備賽培訓與理論知識學習、其他專業實踐活動聯系不夠緊密，缺乏強有力的專業技術支持，人才培養的專業性有待提高^［3］。因此，如何合理高效地組織學科競賽，更好地發揮學科競賽在人才培養、專業建設中的作用，成為了一個亟待解決的問題。

一、“四輪驅動模式”創新能力培養方案的搭建

學科競賽是檢驗高校人才培養成效的有效手段，目前已經納入學科評估體系中，占有重要的比重。各個學校都加大了對學科競賽的重視程度，其中部分學校在培養方案中設置相應的教學環節，提升了重視程度和投入力度，通過加創新學分、加素質發展分的方式來激勵學生重視學科競賽^［4］。學科競賽為高校新工科創新創業教育提供了廣闊的舞臺，同時也是一種形式獨特且效果拔群的創新創業活動。新工科背景下，人才培養課時不足成為一大問題。該問題由于學科競賽的廣泛組織與開展得到了有效的解決。此外，學科競賽的有效開展也將促使學校管理部門更為頻繁地打開教學實驗室的大門，以第二課堂作為第一課堂教學的延伸，促成第一課堂與第二課堂的有效結合，有利于創新型人才的培養，也會吸引社會資源成為人才培養的催化劑。

國內學科競賽發展態勢表明：在政府機關、行業協會以及高校競賽的組織、實施、評審、跟蹤、孵化、宣傳、推介等各個環節中，知名企業的參與度逐步提升，且與學科競賽的關聯也越來越密切。一方面，參賽學生獨立研發參賽作品所需的資金支持和實驗條件很大一部分來源于相關企業的資助。另一方面，企業與學科競賽相關聯使得高校學生科研成果能與企業需求精確對接，便于企業對高校最新研究動態有一個全面準確的了解，同時也為研究團隊指出了更符合企業乃至社會需求的科研方向；因此更加方便了企業與參賽項目指導教師所在科研團隊或學生團隊進行技術上的交流與合作。學科競賽不僅在培養本行業學術科技精英上大有貢獻，更孕育了一批適用于當前時代與企業需求的新技術，達到了相互促進、共同進步的目的^［5-6］。

以學科競賽為載體、以課程建設為基礎、以大創項目為提升、以完善制度為保障，從多角度打造新型創新能力培養方案成為本科生創新能力培養的發展趨勢^［7］，即建立基于“學科競賽+課程建設+大創項目+制度保障”四輪驅動模式的創新能力培養體系，圖1為“四輪驅動模式”核心架構圖。

（一）"“四位一體”的學科競賽人才培養模式的建立

學科競賽的發展是一個循序漸進的過程。首先需要以課程建設為抓手，作為基礎性工作納入人才培養方案，以促進學科競賽成績取得新突破。著力開展本科課程體系改革創新建設工作^［8］，以大學生結構設計競賽為試點項目，在國內首家開設結構類模型創構與實現課程，迄今為止已開課五個學年。本課程采用“理論學習、上機操作、動手制作和匯報研討”相結合的方式將大學生結構設計競賽的相關知識融入其中，全方位培養學生的綜合能力，培養優秀的學科競賽參與人員，全面提升土木類專業人才培養質量。

以學科競賽為載體，大力推進本科教學系列課程體系改革與建設，并將學科競賽所涉及的結構設計思想和方法融入土木類專業課程教學中，鼓勵教師積極參與教育教學改革，自主研發小型試驗設備，由此推動課程教學體系、內容、方法和手段的改革，促進教學水平的提升，推動課程體系建設取得新成果。圖2為課程建設與學科競賽互幫互促關系示意圖。

探索“基礎技能+X”的個性化培養模式，鼓勵學生個性化發展。以結構類模型創構與實現課程效果為例，在現有課程體系基礎上讓學生將課程知識與學科競賽相結合，鼓勵學生自主申請各類大學生創新項目和實驗室開放項目，并且不設名額限制，借助本科生導師制進行針對性的專業培養，圖3為結構類模型創構與實現課程效果示意圖。以大學生結構設計競賽為例，學院建立起以全國大學生結構設計競賽為龍頭，以江蘇大學生土木工程結構創新競賽和華東地區高校結構設計邀請賽為重點，以制度化的大學生結構設計競賽校內選拔賽和趣味賽為基礎的“三個層面”聯動的競賽構架，根據學生基礎情況，分專業組和趣味組兩個級別，為不同專業、不同情況的學生參加創新活動、展示個性、鍛煉能力搭建平臺。在校園里營造濃厚的學習氛圍，在激發學生學習興趣的同時，達到“以競賽促教學、以競賽促學風”的目的。

（二）"以課程建設為抓手、大創項目為實操的人才選拔模式

課程建設和大學生創新訓練項目對于人才培養至關重要^［9-10］，需要貫穿大學生培養全過程，主要包括四個階段：引導入門階段、培訓實習階段、綜合競賽階段、總結提升階段。在每個階段中學科競賽都起到了很好的驅動作用。圖4為“四階段”學科競賽人才選拔模式示意圖。

（1）引導入門階段。通過展示課程建設和學科競賽的成果，吸引、驅動學生主動參與。通過建設專業導論、新生研討課等課程，錄制成MOOCS，對全體學生開放，灌輸人才培養理念，邀請學生參觀、參與并選拔一批學有興趣、學有專長的學生到學科競賽比賽現場觀摩，舉辦創新創業文化節等活動，形成人才儲備。

（2）培訓實習階段。結合各級別大學生創新訓練和創新創業計劃項目（簡稱大創項目），吸引學生深度參與，將興趣和好奇轉化為專業能力培養的動力，提升學生的綜合學術能力。學校和學院分別特設一批專門面向學科競賽的、依托現有國家級科研項目的創新訓練項目，結合本科生導師制制度，由豐富經驗的指導教師指導，培養學生的創新能力和動手能力。通過開設結構類模型創構與實現等特色課程，對相關學生進行培訓，組織校內預選賽和興趣賽。這一階段是培養學科競賽人才的關鍵階段，大創項目作為培養學生專業能力的肥沃土壤，能夠提高學生的綜合學術能力，起了非常關鍵的人才培養驅動作用。此外，通過大創指導和比賽反饋等，教師還可以發現課程建設中存在的問題，推動課程持續改進，尤其是專業基礎課。

（3）綜合競賽階段。大創項目在本階段進入攻關階段，同時學科競賽進入決戰階段。經過前期的選拔和培訓，學生已經作為主力軍，參與各類學科競賽，結合主持或參與大學生創新計劃項目，借助本科生導師制，將理論知識轉化成工程實踐，強化工程知識的應用能力訓練，重點培養學生的工程實踐能力，促使學科競賽收獲優異成績，大創項目完美收官。教師通過指導學科競賽和大創項目，積極進行教學研究改革，以目標輸出為導向，將學科競賽的知識、理念和指導經驗，植入土木類專業課程建設中，更新教學內容，改革考核模式，助推課程建設乃至專業建設。

（4）總結提升階段。在本階段，學生結合前期參與的學科競賽、大創項目等，完成課程設計、畢業設計等實踐教學環節，總結經驗進行成果匯編、展示匯報從而傳授給學弟學妹。學長學姐們的示范作用對學弟學妹們的影響是顯著的。前期共同奮斗的經歷，也會吸引不少學生本科畢業后繼續留在導師身邊攻讀研究生，在自己感興趣的方向上進行深造提升，形成了大學生創新能力培養“學—思—踐—傳（研）”良性循環機制。

（三）"完善健全學科競賽組織的綜合保障機制

首先需要強化組織領導，組織有年富力強、有責任心的老師，成立專門的學科競賽指導隊伍，強化對學科競賽的指導，并納入基層綜合考評體系。通過設立學科競賽和專業建設專項經費，特設教改項目、大創項目，以課程建設促進學科競賽，充分利用學校、學院的實驗室開放制度，同時在實驗設備采購和使用上提供政策傾斜。

其次，通過對獎學金實施辦法進行改革，在素質發展和保研等重要事務中提高參與學科競賽的比重，開通保研“綠色通道”，加大獎勵力度，充分調動學生的積極性；從教師績效考核、崗位聘任等方面給予政策傾斜，鼓勵教師積極參與。

最后，爭取社會組織的關注，吸引社會資源的投入，引導企業或行業協會在大學生學科競賽中做出應有貢獻，發揮重要作用。如：為參賽學生團隊提供充足的資金支持、為學生做研究提供設備與技術支持，實現校企互贏。幫助學生在學科競賽的舞臺上創造出更多高水平的研究成果，引入創業孵化基地和專業化創客空間，多方位多層次地對學生科技產品或服務進行宣傳推介，將學生的科技成果從比賽中搬到現實生活中，從而實現學生科技成果的轉化應用。

二、“四輪驅動模式”下的育人成效

針對本科生的創新型培養模式是保證本科生創新能力培養的關鍵。學院在多年實踐的基礎上，形成了以學科競賽為載體，以課程建設和大創項目為抓手，以完善保障為后盾，以課程建設促進學科競賽，以大創項目提升人才培養，以學科競賽推動課程建設，以完善保障作為堅實后盾的一套針對本科生的創新人才培養模式，為培養一流土木類創新人才奠定基礎。

圍繞“人人搞科創，班班有成果，個個能成才”的大學生創新人才培養理念，齊馭“課程建設、大創項目、學科競賽”三駕馬車，以實施本科生導師制為抓手，以大學生科技創新協會和大學生科技創新創業文化節為載體，組織動員大學生積極投身課外學術科技創新創業活動，著力提升大學生的學習能力、思考能力、科研能力和實踐能力。近三年來，我院本科生在各類省部級及以上重要學科競賽中獲獎260項，其中特等獎4項、一等獎42項、二等獎66項、三等獎38項、優秀獎110項，獲獎達到近500人次。

在學校領導的大力支持下，依托結構類模型創構與實現課程，學院組織強有力的教學團隊編寫該門課程的教學大綱并將其納入本科培養方案建設。目前該課程已開課5次，面向全校開放，次次爆滿，課程建設實施效果明顯，積累了豐富的經驗，受到了學生的廣泛好評。學科競賽已經納入學科評估體系，占有重要的一席之地。合理、高效、有序的學科競賽對于學科提檔、專業建設起到了強大的推動作用。

由土木學院主辦的科學創新文化節活動，開展了“讓雞蛋飛”“橋奪天工”“千船競發”“創意多米諾”“卡牌結構競技”等普及性競賽，以及省級以上學科競賽校內選拔賽20余項，吸引了中國礦業大學、江蘇師范大學、徐州工程學院等在徐高校近萬余人次大學生參加，受到了學生的廣泛好評。學生參與創新活動規模大幅提升，營造了良好的創新實踐氛圍，促進了優良學風的形成。

三、結語

學科競賽是檢驗高校人才培養成效的有效手段，是本科生全面掌握理論知識、鍛煉科學思維、培養應用能力和孕育創新意識的重要體現方式。文章在多層次、遞進式分析大學生創新實踐能力成長過程的基礎上，提出了一種“四輪驅動模式”，將學生創新能力、創新意識和科研能力系統培養融入學科競賽、日常課程建設、大學生創新實踐項目和制度保障中，堅持以人為本的培養理念，為學生提供了更大的自主空間，激發了學生的創新實踐潛能和興趣，取得了很好的效果。對本科生的創新培養與教學實踐改革提出了新的建議，對啟發大學生創新思路，拓寬創新視野，改革教學實踐具有重要的現實意義。

參考文獻：

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Research and practice on the cultivation mode of college students’ innovative ability based on the four-wheel drive training mode

ZHANG Yingying，"YE Jihong，"YU Qiu，"JIA Fuping，"FAN Li，"DU Jianmin，"LI Xian

（School of Mechanics and Civil Engineering， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116， P.R.China）

Abstract： "Moral education is the fundamental mission of colleges and universities. The undergraduate stage is a critical period for the training of innovative talents in scientific research， and subject competition is an important link to improve the ability of undergraduates in scientific research and innovation and cultivate innovative talents. Based on many years of practical experience in the School of Mechanics and Civil Engineering of China University of Mining and Technology， this paper puts forward a four-wheel drive training mode of discipline competition + curriculum construction + innovation project + system guarantee for college students’"innovative ability training mode. This can cultivate college students’"innovative and practical ability in a multi-level and progressive manner， can effectively encourage students’"individualized development， and promote the quality of talent training to transform from single， closed， and knowledge-instilling to complex， open， and innovative mode. This also realizes the real establishment of the scientific concept of pioneering and innovative， and finally achieves the teaching purpose of knowledge and skill transfer and scientific and innovative quality training.

Key words： four-wheel drive model; innovation ability; subject competition; talent training model

（責任編輯""梁遠華）

修回日期：2022-06-02

基金項目：江蘇省高等教育教改立項研究課題（2019JSJG224）；中國礦業大學力學與土木工程學院一流專業建設項目（2017BKPT13）；中國礦業大學課程思政示范教學團隊建設項目（2020KCSZ02）

作者簡介：張營營（1985—），男，中國礦業大學力學與土木工程學院教授，副院長，博士，主要從事土木工程研究，（E-mail）zhangyingying85@163.com。