“互聯網+”創新大賽實踐及對新工科人才培養模式的思考

摘 要：以“互聯網+”大賽為代表的創新創業大賽地位日益突出，它能夠激發學生的創造力，錘煉意志品質，在比賽中使學生增長智慧才干，將比賽中所學到的知識與專業課學習中面臨的問題相結合，一些抽象性的問題便迎刃而解。將“以賽促學、以賽促教”模式和材料科學與工程專業學生教與學相結合，可提高教師們的講課效率，增強學生的學習能力和理論結合實際的協同發展能力，進而教學質量便會逐步提升，從而使學生踏入社會以后能夠更好地應對可能遇到的問題。

關鍵詞：創新創業;材料科學與工程;專業課;教與學;協同發展

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）27-0061-05

Abstract： "Internet +" competition as the representative of the innovation and entrepreneurship competition status is becoming increasingly prominent， it can stimulate students' creativity， temper the quality of will， in the competition to grow wisdom and talent， the knowledge learned in the competition and the problems faced in the study of professional courses combined， some abstract problems will be solved. Combining the model of "promoting learning by competition and teaching by competition" with the teaching and learning of students majoring in materials science and engineering can improve teachers' teaching efficiency， enhance students' learning ability and the ability of combining theory with practice， and then gradually improve the teaching quality， so that students can better cope with possible problems when they enter the society.

Keywords： innovation and entrepreneurship; material science and engineering; specialized courses; teaching and learning; coordinated development

“互聯網+”是“兩化”（信息化和工業化）融合的升級版，將互聯網作為當前信息化發展的核心特征提取出來，并與工業、商業、金融業等服務業全面融合。這其中關鍵就是創新，只有創新才能讓這個“+”真正有價值、有意義。正因為此，“互聯網+”被認為是創新2.0背景下的互聯網發展新形態、新業態，是知識社會創新2.0推動下的經濟社會發展新形態演進。

第九屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽于2023年舉辦，大賽的主題是“我敢闖，我會創”。主要任務是以賽促教，探索人才培養新途徑;以賽促學，培養創新創業生力軍;以賽促創，搭建產教融合新平臺。創新是時代發展的動力，當前，全球化經濟已成為不可改變的現實，互聯網已成為人們生活中密不可分的一部分。我國正在加快建設創新型國家，鼓勵人們積極參與創新創業，間接帶動就業發展。“互聯網+”大賽是高校學生將專業知識與實踐結合起來的橋梁，使大學生創新產品在專業人員的指導下順利孵化。將高校教育與社會需求相連接，學生可以通過“互聯網+”大賽了解行業發展動態及社會人才需求現狀，進而提升個人實踐能力，提前體驗就業、創業模式，為將來高質量就業創業打下基礎。

傳統的教育模式由于一直沒有創新，已經不能順應時代的變化，滿足學生對知識的渴求。學生在學習過程中的積極性不高、學習興趣不濃，不認真聽課，與教師的教學互動不佳，也使得教師授課的積極性受到影響[1]。傳統的教學模式下，老師不僅難以保證教學進度的順利完成，學生對于傳授的知識基本上也是一知半解。一些專業知識僅靠著書本上的幾句話和幾張圖，很難理解其中的含義，如果能夠親身經歷，用肉眼直觀地感受書中敘述的東西，哪怕一眼，也比書中平平無奇的文字與圖片印象深刻許多。課堂上老師們的口述，學生大多覺得無趣，知識也是聽聽就罷，基本不會入腦，而賽前準備時的親自體會，使虛無縹緲的知識開始具象化，接觸新鮮事物的興奮感會使得注意力非常專注，知識也就不知不覺烙印在了腦海中。有了對知識具象化的感受，再面對書本上的文字和圖片時便有了老朋友見面時的熟悉感。知識學起來便不會覺得枯燥乏味，學生的學習能力得到提升，老師的教學效率也就相應地提高了。

發揮以“互聯網+”大賽為代表的創新創業競賽的實踐育人作用，以賽促教，賽教融合，探索創新創業競賽實踐育人與教學育人的互動統一[2]。積極鼓勵學生參加各種比賽，在比賽中提高自身的能力，開拓自己的眼界。以賽促學，就是通過比賽來激發學生的學習興趣。比賽是一種競爭性的活動，參與者在比賽中會盡全力發揮自己的能力，爭取取得好的成績。這種競爭和博弈的過程，會讓學生在學習中產生一種積極向上的動力，去追求更好的成績和更高的目標，在比賽中讓自己變得更加優秀。而且，比賽通常是一場綜合素質的考驗，擁有學科知識是不夠的，還要求學生具有創新能力、團隊合作能力以及心理素質等多方面的能力。通過參加比賽，學生會在實踐中學到更多的知識，培養更多的能力。以賽促教，就是通過比賽來推動教師們的教學工作，教師在組織比賽的過程中，可以了解學生的學習情況和實際水平，從而能夠更好地指導學生學習。學生在比賽中學到的知識可以和專業課很好地聯系起來，從而在專業課的學習中更加得心應手。

隨著社會的發展和產業結構的轉型升級，越來越多的企業對工科專業人才的需求已從單一的技術型人才轉變為能適應不同生產力水平、不同產業部門的多層次、多規格的綜合型人才[3]。工程類專業基于國家戰略發展和社會新需求提出了一種新型的教學理念——新工科。新工科要求以工程教育的中國模式來應對新一輪科技革命與產業變革，既要為高校的教育革新服務，又要為社會中已經運行的產業服務[4]。為了培養出綜合型人才，“以賽促學、以賽促教”的教學模式顯得尤為重要，通過比賽讓學生在掌握專業知識的同時，各項能力皆有所提升。

在信息化時代背景下，院校通過“互聯網+”創新創業大賽，以比賽促進教育模式的創新，可以更好地推進教學工作的開展，同時以立德樹人為根本，順應國家關于深化高等學校創新創業改革的實施意見，對構建創新型社會具有重要的積極意義[5]。

以內蒙古農業大學材料科學與工程專業為例，實踐表明，學生在參加“互聯網+”和“挑戰杯”等創新創業比賽過程中，發現其在比賽中學習到的知識可以和專業課很好地聯系起來。如在無機非金屬概論專業課中，學生學到了陶瓷增韌以及陶瓷增韌中的微裂紋增韌，課堂上老師講授知識后學生并不能確切理解和對增韌有切身體會，但是接觸以增韌為主題創新創業比賽后可近距離地看到增韌技術，有了實踐的操作再加上老師進一步介紹原理，學生便能很好地理解這個知識點，記憶也更加深刻。同理，老師可以體會到如何加深學生聽課效果，如何感知學生對于知識的掌握程度，再次回到課堂上老師的教課效率可以提高不少，教學質量也隨之提高。“以賽促學、以賽促教”模式的優勢如圖1所示。

一 “以賽促學、以賽促教”教學模式的建設實施

（一） 積極組織學生參加競賽，促進教學模式改進

每年三月初，材料科學與工程專業會召開“互聯網+”創新創業和“挑戰杯”等比賽的動員大會，積極鼓勵學生參加，學生可以自行組隊，也可由老師進行合理分配，盡量安排每位學生都能按興趣參加到理想的項目，旨在讓每位學生都有參與感。材料科學與藝術設計學院（以下簡稱“學院”）和材料科學與工程專業近期準備組織一些以專業能力培養為主線，以綜合能力提高為附加，以用人單位需求為依據的專業競賽，將學生參加專業競賽后獲得的證書作為綜合素質學分的認定。為保證比賽的可持續性，學院與教研室教師聯動共同組織參賽學生的選拔、初賽及決賽。動員指導教師盡量設計專業課程中的內容為參賽內容，如將無機非金屬材料概論課程中學到的微裂紋增韌作為核心技術運用到比賽中，學生既可以掌握書中的理論知識，又可以在實操中學到新知識，在比賽中鍛煉自己的綜合能力，專業知識得到了鞏固，動手能力也得到了提高。運用“在賽中學、在賽中教”相結合的教學方式，為實現“以賽促學、以賽促教”的實踐教學模式奠定了較好的基礎。具體創新創業比賽題目設計依據如圖2所示。

（二） 精心設計比賽內容，加快教學模式的改革

專業課知識的掌握程度是在比賽的過程中逐步體現的。教師和學生積極溝通遇到的問題，并鼓勵學生踴躍發表自己的看法。學生間互相討論解決方法，考慮實施的可能性，隨后老師加入討論，分析問題出現的原因，商討解決的辦法。每個學生在實際操作過程中遇到的問題都各不相同，這就要求教師必須根據每個學生在實踐中遇到的具體問題開展有針對性的指導，這也對教師的實踐教學能力提出了更高的要求，促使教師努力提升自身的實踐教學能力[6]。通過這種教學模式可以加強學生與老師的互動，讓老師更好地了解每一位學生，為每個學生設計一個適合他的培養方案。

以內蒙古農業大學材料科學與工程專業學生參加“互聯網+”比賽為例展開說明，2020級材料專業學生參加了第九屆中國國際“互聯網+”大學生創新大賽并獲得了全國總決賽銅獎。參賽項目名為“柔木有為——柔性木質電磁吸波材料領軍者”，市場痛點：難點一，難以實現梯度吸收電磁波;難點二，8.2～12.4 GHz范圍屏蔽效能低。基于該技術難點，材料科學與工程專業學生設計產品。設計過程中會涉及復合材料、無機非金屬材料、高分子物理和材料科學基礎課程，學生們會利用課余時間在圖書館查閱資料，結合中國知網相關文獻，構建出設計結構和模型。學生和指導教師溝通無問題后可進入實驗室制備材料，經過數天的努力，成功制備出電磁梯度木材，成功的背后少不了付出和失敗，在實驗操作方面，化學鍍層不均勻影響電磁屏蔽效果，指導教師以大學剛入學的例子講解，每位同學第一天入學，周圍環境以及同學都比較陌生，如何快速適應陌生環境，可以到校前提前聯系老鄉會成員，該組織可加速新生融入新環境。同理，化學鍍層沉積類似上述情況，鍍層均勻沉積前提是基材表面的活化點位要均勻，解決了該項難題，化學鍍層就會均勻。指導教師設計與知識點相關的例子促進學生思考和聯想，久而久之，學生們的創新能力會提升（圖3）。數據處理方面（圖4），學生使用Origin不熟練，畫圖不直觀，指導老師利用騰訊會議傳授繪圖技巧，布置任務后驗收成果，細心為每一個學生講述存在的問題，提出修改意見。最后，經過學生與老師的共同努力，項目獲得了成功。

熱處理會提升材料表面的晶型結構和表面粗糙度，從而改善復合材料的各項性能。第十三屆“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽中，指導教師設計題目“熱處理對木材表面化學鍍Ni復合材料的影響”。活動伊始，參賽隊員一頭霧水，指導教師建議參賽隊員查閱無機非金屬材料概論和材料科學基礎教材中的知識思考，晶體的生成和提高溫度會提高陶瓷強度。經過2周的查閱和思考，參賽隊員逐漸理解了熱處理的作用。同時，指導教師安排參賽隊員觀察熱處理前和熱處理后材料的SEM，參賽隊員通過親身實驗驗證了理論的成立，長此以往循環上述的內容。今后專業課學習中只要學到熱處理知識，參賽隊員就會運用到創新創業的知識理解授課中遇到的問題，從而實現教學質量的提升，加快教學模式的改革。

（三） 鞏固與反饋階段

教師應以學生專業課程學習為核心。當學生參加“互聯網+”比賽和科研創新過程中遇到自己無法解決的專業問題時，會主動找老師溝通。教師通過溝通的形式了解學生情況。同時，學生分工合作，每周匯報一次工作進度，對于工作中存在的問題，老師可以稍加點撥后讓學生自己主動去發現問題，對于學生的主動問詢應該從多方面、多角度去解答，讓學生理解更為透徹，必要時可以通過實際操作進行演示，其生動形象，更為直觀。每一階段的結束后，進行一次階段總結，對學生的成果進行匯總表揚，提高學生積極性，為下一階段的開啟做準備。“以賽促學，以賽促教”教學模式的關系如圖5所示。

二 基于“以賽促學、以賽促教”教學模式的實踐

以內蒙古農業大學材料科學與藝術設計學院材料科學與工程專業學生為例，指導教師通過組織學生參加創新創業比賽，使學生在比賽中運用專業課上所學的知識。

在無機非金屬材料概論課程中，學生在第三章陶瓷中學習了陶瓷的性能和結構等。陶瓷分為新型陶瓷和傳統陶瓷，新型陶瓷中的氧化鋯陶瓷容易發生晶型變化而嚴重地影響了它的用途。陶瓷增韌是通過氧化鋯的馬氏體轉變而實現的，氧化鋯在由四方相向單斜相轉變過程中，相變出現體積膨脹而產生微裂紋，微裂紋在擴展和形成新的微裂紋過程中消耗部分能量并分散主裂紋尖端能量，從而達到宏觀增韌效果。將課堂上學到的微裂紋增韌合理地運用在耐熱鹽磚的制備中，耐熱鹽磚可將食用鹽功能化解決制鹽業產能過剩的問題。普通食用鹽壓制的鹽盤加熱10 min后容易爆裂和損壞，為了解決這一問題，將精制鹽與纖維狀纖維素均勻混合，基于微裂紋增韌機制，纖維狀纖維素可較好地吸收主裂紋的能量，從而避免了主裂紋的延伸，成功制造出耐熱鹽磚。自該專業實施“以賽促學，以賽促教”的模式以來，該模式可以很好地激發學生學習興趣。在比賽和課堂上的雙重教學下，學生將課堂上學到的知識合理地運用在生活中，知行合一，使其專業基礎知識更加扎實，自主學習的動力十足，也使老師的教學質量和水平都得到了大幅度的提升，該教學模式的改進為專業的發展打下了基礎。

整合梳理與專業課程相關的創新創業競賽，尤其是中國高等教育學會榜單內賽事，以這些賽事為抓手，促進實踐教學，做好專業教學與創新創業競賽對接，指導教師融合專業競賽核心能力要求，設計課程教學大綱、教學內容和教學方法，課程教學團隊與賽事指導教師團隊有機結合，貫穿課堂教學與實踐教學全鏈條[7-9]。將材料科學與基礎、復合材料、高分子物理等專業課程中的知識完美運用到“互聯網+”比賽中，教師在組織、指導學生參加競賽中進行有效的教學研究、教學實踐，進一步提升了自己的綜合素質與能力，從而促進了教風，完善了教學理念。改變以知識傳授和基礎夯實為本的單一教學模式，重新組建符合學生全面發展的一體化課程體系[10]。以比賽為平臺，促進教學模式的改革。

由表1可知，內蒙古農業大學材料科學與藝術設計學院材料科學與工程專業學生獲批大學生創新創業訓練計劃項目10項，其中，國家級5項、省級2項、校級3項;發表學術論文6篇，全部被SCI期刊收錄。

傳統的教學方式中，老師通常會強調知識的傳授和學生的記憶能力，而忽略了學生的綜合能力的培養。“以賽促學、以賽促教”的教學模式更注重學生能力的培養，學生在參加比賽的過程中僅僅掌握知識是不夠的，還需要動手實踐，實驗常常會失敗，需要一次又一次地反復進行，可以提高學生的耐心和抗壓能力。比賽不是一個人就能完成的，需要團隊的分工與合作，可以培養學生的溝通能力和團隊協作能力。項目在準備的過程中會遇到各種各樣的問題，可以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。通過參加各種競賽，學生可以鍛煉自己的膽量，邏輯思維能力，口頭表達能力。該模式可提高學生綜合素質，讓更多大學生接觸科研，培養綜合型人才。

三 結束語

在“以賽促學、以賽促教”教學模式下，將比賽內容與具體的課程內容、專業培養體系相結合，以各類比賽為平臺，結合比賽積極促進教學模式的改進。加強老師與同學之間的溝通，鍛煉學生動手實操能力，使學生善于思考，樂于實踐。同時，建議內蒙古農業大學將創新創業比賽貫穿大學生培養全過程，讓學生從一開始的勉強適應到后來的靈活運用，實現大學四年實踐類競賽不間斷。通過“以賽促學、以賽促教”教學模式的運行，全面提升材料科學與工程專業學生的綜合素養，為國家培養綜合型人才。

參考文獻：

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[10] 馬靜波.“以賽促教、以賽促學”在專業課程教學改革中的實踐與探索[J].牡丹江大學學報，2023，32（5）：89-94.

基金項目：內蒙古自治區教育科學研究“十四五”規劃課題“‘互聯網+’模式下本科生導師制培養模式的探索與實踐——以材料科學與工程專業為例”（NGJGH2023030）;2023年內蒙古農業大學教育教學改革研究項目“以賽促教促學，強化應用能力的專業與學科協調發展人才培養體系探索與實踐”（ZHYJ202321）;內蒙古農業大學教育教學改革研究項目“基于產教融合國家虛擬教研室一體化建設的研究與示范”（ZD202309）;內蒙古農業大學教育教學改革研究項目“基于‘理論-實踐相結合’、翻轉課堂的《材料測試方法》課程教學改革初探”（KTJX202114）

第一作者簡介：潘艷飛（1986-），男，漢族，內蒙古包頭人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為木基金屬復合材料制備。