基于競賽的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育探究：知識儲備與團隊協(xié)作對競賽獲獎等級影響的實證研究

[摘 "要]本研究利用西安建筑科技大學(xué)三屆全國機械創(chuàng)新設(shè)計大賽陜西省賽區(qū)的數(shù)據(jù)，探討了個人知識儲備和團隊協(xié)作對競賽獲獎等級的影響。研究以競賽獲獎等級為因變量，參賽者的平均學(xué)分績點和《機械原理》課程成績作為評估其知識儲備廣度與深度的指標(biāo)，同時，團隊成員的專業(yè)背景和年級分布被作為衡量團隊協(xié)作能力的重要參數(shù)。通過實證分析，發(fā)現(xiàn)平均學(xué)分績點與競賽表現(xiàn)之間存在顯著相關(guān)性，且《機械原理》課程的學(xué)習(xí)對競賽成績有重要影響。此外，團隊的專業(yè)和年級多樣性對團隊合作效果具有明確影響。研究結(jié)果為高校雙創(chuàng)教育提供了教學(xué)改革的方向，即在課程與競賽的融合中應(yīng)重視學(xué)生專業(yè)知識的深化和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，以促進高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育 "機械創(chuàng)新設(shè)計大賽 "知識儲備 "團隊協(xié)作 "競賽獲獎等級

項目：西安建筑科技大學(xué)機電學(xué)院《專創(chuàng)融合、思創(chuàng)融合式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)改革研究與實踐》（編號：JDJG2304）。

中圖分類號：TH11

引 "言

在高等教育領(lǐng)域，深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育（雙創(chuàng)教育）是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵途徑。各類學(xué)術(shù)競賽，如“全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽”（機創(chuàng)大賽），不僅涉及專業(yè)知識，還涵蓋項目規(guī)劃、領(lǐng)導(dǎo)組織和溝通表達等能力，是知識向能力轉(zhuǎn)化的有效途徑。

機械領(lǐng)域的這一頂尖賽事，旨在激發(fā)大學(xué)生在機械創(chuàng)新設(shè)計方面的積極性，推動他們在創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域的深入探索。參賽過程涵蓋功能設(shè)計、方案構(gòu)想、結(jié)構(gòu)開發(fā)、制造加工、調(diào)試優(yōu)化、作品展示、講解及專家評審等多個環(huán)節(jié)，要求參賽者既有扎實的個人知識儲備，也需要團隊成員間的緊密協(xié)作。本研究旨在量化分析雙創(chuàng)教育中的關(guān)鍵影響因素，以確保教育實踐能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力。

研究目標(biāo)和方法

1.研究目標(biāo)

本研究的目標(biāo)是通過量化分析方法，系統(tǒng)評估機械創(chuàng)新競賽中獲獎情況與學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握程度及團隊合作能力之間的相關(guān)性，并探討這些因素如何共同影響學(xué)生的創(chuàng)新能力，旨在為高等教育領(lǐng)域提供實證數(shù)據(jù)，以支持和優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的策略和實踐。

2.樣本數(shù)據(jù)

樣本數(shù)據(jù)來自西安建筑科技大學(xué)第八、九和十屆參與機創(chuàng)競賽且獲得陜西省一、二和三等獎項的學(xué)生信息，不統(tǒng)計未參加競賽的學(xué)生數(shù)據(jù)。去除了學(xué)生的學(xué)號和姓名等個人信息，僅保留獎項等級、參賽學(xué)期總體平均學(xué)分績點、《機械原理》課程成績以及專業(yè)與年級信息。連續(xù)三屆競賽共獲獎53項，其中一等獎15項，二等獎43項，三等獎5項。第八屆共有105人獲獎，其中1位同學(xué)同時參加了兩個隊伍，去除重復(fù)數(shù)據(jù)后為104人；第九屆共有53人獲獎，其中7位同學(xué)參加了多個隊伍，去除重復(fù)數(shù)據(jù)后為46人；第十屆共有76人參與競賽。有效樣本總數(shù)為225人。

3.三個參數(shù)

（1）一個學(xué)期的平均學(xué)分績點（GPA）作為量化知識儲量廣度的參數(shù)

平均學(xué)分績點（GPA）是一個學(xué)生在一個學(xué)期的所有課程的績點加權(quán)平均值（∑（課程成績績點×課程學(xué)分）/課程學(xué)分），它客觀反映學(xué)生對所有課程掌握的程度。

（2）一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程成績作為量化知識儲備深度的參數(shù)

《機械原理》課程涵蓋了機構(gòu)設(shè)計、機械系統(tǒng)的運動學(xué)、動力學(xué)分析、創(chuàng)新方法和系統(tǒng)優(yōu)化等內(nèi)容，為參賽者在設(shè)計階段提供基本的機械理論、設(shè)計框架和精確的計算工具。在完成作品的過程中，如何實現(xiàn)從創(chuàng)新想法到結(jié)構(gòu)設(shè)計是決定作品能否完成及完成質(zhì)量的首要步驟。因此，是否學(xué)習(xí)《機械原理》課程以及掌握程度可以作為量化知識儲備深度的參數(shù)。

（3）獲獎級別作為量化創(chuàng)新能力的參數(shù)

依據(jù)作品的創(chuàng)新性、實用性和原創(chuàng)性等標(biāo)準(zhǔn)來評估的獎項是對學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的認(rèn)可，為評估創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育效果提供了量化指標(biāo)。獎項分為一、二、三等獎，獎項級別基本能客觀反映出創(chuàng)新水平和創(chuàng)新能力。

數(shù)據(jù)分析過程

1.知識儲備與機創(chuàng)大賽的關(guān)系

知識儲備從廣度和深度兩方面來分析：

（1）GPA與獲獎等級的統(tǒng)計分析

所有參賽同學(xué)的GPA算術(shù)平均值為3.04。以此作為基準(zhǔn)，將學(xué)生分為高績點組（GPA＞3.04）和低績點組（GPA≤3.04）。高績點組學(xué)生占總?cè)藬?shù)的56%，而低績點組學(xué)生占44%。這一分布表明，超過半數(shù)的學(xué)生GPA高于平均水平，且高績點組學(xué)生比低績點組學(xué)生多出12%。根據(jù)獲獎等級分別對平均學(xué)分績點求其均值和標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果如表1所示：

從表1中可以看出，整體成績均值偏高，（最高GPA為5，最低為1.01，低于1.01被視為不合格）受到高分和低分的影響，整體成績標(biāo)準(zhǔn)差為0.59，而一等獎的均值最大且標(biāo)準(zhǔn)差最小，說明一等獎成績偏高且分布相對比較集中，二等獎和三等獎的均值依次減小且標(biāo)準(zhǔn)差增大，其他獎項的成績分布相對比較分散，即一等獎的同學(xué)整體水平最高。

對不同獲獎等級的學(xué)生GPA進行數(shù)據(jù)分析。整體而言，GPA的分布顯示出一定的離散性，標(biāo)準(zhǔn)差為0.59，這表明成績受到了高分和低分的共同影響。

在獲獎等級與GPA的關(guān)系上，發(fā)現(xiàn)一等獎獲得者的GPA均值最高，且標(biāo)準(zhǔn)差最小，這表明一等獎獲得者的成績不僅偏高，而且相對集中。相比之下，二等獎和三等獎獲得者的GPA均值依次降低，標(biāo)準(zhǔn)差增大，顯示出成績分布較為分散。高績點學(xué)生在各個獎項中的分布，一等獎中有63%的學(xué)生屬于高績點組，二等獎中有53%，而三等獎中有50%。與總體高績點比例56%相比，一等獎中的高績點學(xué)生比例高出7%，而二等獎和三等獎的比例均低于總體比例，其中三等獎中的高績點學(xué)生比例最小。

數(shù)據(jù)分析顯示一個趨勢：GPA的高低與競賽表現(xiàn)存在相關(guān)性，高績點學(xué)生更有可能獲得更高等級的獎項。

（2）《機械原理》成績與競賽獲獎的統(tǒng)計分析

①學(xué)習(xí)課程人數(shù)的數(shù)據(jù)分析

分析參加競賽的226名同學(xué)學(xué)習(xí)《機械原理》的數(shù)據(jù)。總體上，75%的學(xué)生（171名）學(xué)習(xí)過《機械原理》課程，而25%的學(xué)生未曾學(xué)習(xí)。在獲獎學(xué)生中，一等獎獲得者中有83%學(xué)習(xí)過該課程，顯著高于整體比例；二等獎獲得者中有74%學(xué)習(xí)過，略低于整體比例；三等獎獲得者中只有55%學(xué)習(xí)過，遠(yuǎn)低于整體比例。未學(xué)習(xí)《機械原理》課程的獲獎學(xué)生中，一等獎?wù)?0%，二等獎和三等獎共占80%，表明未學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生獲得一等獎的可能性較低。未學(xué)習(xí)《機械原理》課程的56名學(xué)生（占獲獎學(xué)生的25%）主要來自電氣工程、工程管理、信息管理、土木工程等專業(yè)，這些專業(yè)的基礎(chǔ)課程需求與《機械原理》課程可能存在差異。

分析顯示，學(xué)習(xí)《機械原理》課程與在競賽中獲得更高級別獎項之間存在正相關(guān)關(guān)系。一等獎獲得者中學(xué)習(xí)過該課程的比例最高，而三等獎獲得者中學(xué)習(xí)過該課程的比例最低，這表明《機械原理》課程的學(xué)習(xí)可能對提高競賽成績有積極作用。同時，未學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生獲得一等獎的比例較低，而在二、三等獎中比例較高，這意味著《機械原理》課程對于競賽表現(xiàn)有一定的影響，尤其是在高級別獎項中。因此，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)《機械原理》課程可能有助于提高其在競賽中的表現(xiàn)。

②課程掌握度的數(shù)據(jù)分析

分析對《機械原理》課程的掌握程度與獲獎等級之間的關(guān)系。根據(jù)學(xué)生的百分制成績將課程掌握程度分為三個等級：初等（低于60分）、熟練（60-75分）、精通（75分以上）。這一分類反映了學(xué)生從基本知識未掌握到全面掌握并具備解決問題能力的不同層次。

分析課程掌握程度：初等程度的學(xué)生僅占3%，熟練占30%，而精通高達67%。這表明大多數(shù)學(xué)生對《機械原理》課程有較高的掌握程度。進一步的分析表明，一等獎獲得者中，精通程度的學(xué)生比例高于熟練程度，表明掌握程度與獲獎等級正相關(guān)。二等獎中，精通與熟練程度比例相近，說明掌握程度對二等獎影響不大。三等獎中，精通程度比例低于熟練程度，表示較低掌握程度可能與較低獎項相關(guān)，數(shù)據(jù)如圖1。

因此，學(xué)生對《機械原理》課程的掌握程度會影響其在競賽中的表現(xiàn)。

2.團隊組成的統(tǒng)計分析

對團隊的組成特征進行分析。在三屆比賽中，共有53支團隊參與，去除重復(fù)團隊，分析對象為50支，每支團隊由5名成員組成。本研究通過量化團隊成員的排名順序、專業(yè)背景和年級差異來探究其在競賽中的影響。

（1）隊長的數(shù)據(jù)分析

一個團隊由隊長和隊員組成，隊員之間有排名順序。分析50名隊長的GPA后結(jié)果顯示，隊長們的GPA均值為3.0，略低于全體參賽同學(xué)的GPA均值3.04。在這些隊長中，26人（52%）的GPA高于3.0，屬于高績點組，其中位數(shù)GPA為3.49；而24人（48%）的GPA低于3.0，屬于低績點組，其中位數(shù)GPA為2.48。這一數(shù)據(jù)表明，隊長們在知識廣度這個維度方面并無明顯優(yōu)勢或劣勢。

進一步分析隊長對《機械原理》課程的掌握情況，發(fā)現(xiàn)86%的隊長（43人）學(xué)習(xí)過該課程。在這些學(xué)習(xí)過的隊長中，60%（26人）達到了精通程度，37%（16人）為熟練程度，而僅有1人（2%）為初等程度。相比之下，未學(xué)習(xí)該課程的隊長中，僅有7人擔(dān)任隊長，占未學(xué)習(xí)課程人數(shù)的12.5%，且均未達到精通程度。

（2）團隊的數(shù)據(jù)分析

①未學(xué)過課程的同學(xué)團隊排名分析

團隊中56名未學(xué)過《機械原理》課程的同學(xué)，其中87.5%擔(dān)任隊員，且排第2位占25%，第3位占18%，第4位和第5位占57%。盡管未學(xué)習(xí)者在團隊中常處較低位置，但也可參與機創(chuàng)競賽，這一特點強調(diào)了團隊協(xié)作在機創(chuàng)競賽的重要作用。

②專業(yè)數(shù)量分析

分析團隊中專業(yè)數(shù)量的特征。在機械類學(xué)科競賽中機械類專業(yè)同學(xué)是競賽的主要參與者。機械大類中機制87人；電氣47人，車輛27人，機械電子24人，機械工程20人，其余專業(yè)如冶金、土木、管理、化工、材料類20人。

圖2為團隊組成專業(yè)數(shù)量的分布。數(shù)據(jù)顯示，18%的團隊由一個專業(yè)組成。82%的團隊則由多個專業(yè)組成，由兩個專業(yè)組成的團隊占50%，由三個專業(yè)組成的團隊占22%，由超過三個專業(yè)組成的團隊占10%。在三個獲獎等級中，由兩個專業(yè)組成團隊的占比最大；而由三個專業(yè)組成的團隊獲一等獎的比例最大。這一趨勢也表明并非專業(yè)數(shù)量越多越易于獲得更高獎項。當(dāng)專業(yè)數(shù)量超過三個時，可能導(dǎo)致團隊解決問題時難以聚焦，進而減弱整體實力。相較之下，由兩或三個專業(yè)組成的團隊既能發(fā)揮不同學(xué)科帶來的優(yōu)勢，又能保持較好的聚焦性。

從團隊組成方面來看，電氣專業(yè)同學(xué)沒有單獨組成團隊，而是分散在團隊里。冶金、土木、管理、化工、材料類等專業(yè)沒有組成單獨的團隊，分散在團隊里。

③年級特征分析

大二和大三的學(xué)生分別為91人（占總?cè)藬?shù)40%）和112人（占總?cè)藬?shù)50%），而大一和大四的人數(shù)分別為11人（占總?cè)藬?shù)10%）。這表明參賽的主體為大二和大三的學(xué)生，其中大三人數(shù)最多，其原因可能是他們在學(xué)業(yè)方面已經(jīng)有較多的積累和經(jīng)驗。經(jīng)訪談發(fā)現(xiàn)，大一同學(xué)對比賽缺乏認(rèn)識或受限于專業(yè)知識參賽人數(shù)較少；大四年級參賽人數(shù)較少，部分原因是注意力集中在畢業(yè)論文和就業(yè)準(zhǔn)備方面。

觀察50支團隊的年級特征。30支團隊（60%）由一個年級組成，16支團隊（32%）由兩個年級組成，4支團隊（8%）由三個年級組成。

分析由同一年級組成的團隊和不同年級組成的團隊在獲獎方面的數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，在一等獎團隊中，75%為大三學(xué)生所組成；而在二等獎團隊中，這一比例為61%。這意味著大三學(xué)生組成的團隊更有可能獲得高級別獎項。

由兩個年級組成的團隊中，大二和大三年級組成的團隊獲獎最多，數(shù)據(jù)如表3。

討論與結(jié)論

討論：本研究通過構(gòu)建簡化模型，分析了學(xué)期GPA、核心專業(yè)課程掌握程度以及團隊協(xié)作對學(xué)科競賽表現(xiàn)的影響。研究結(jié)果表明，這些因素在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中扮演著重要角色，對學(xué)生在競賽中的表現(xiàn)具有顯著的預(yù)測價值。研究樣本可能局限于特定學(xué)科或競賽類型，未能全面覆蓋不同背景的學(xué)生群體；模型中僅包括了有限的變量，未能涵蓋可能影響競賽表現(xiàn)的其他因素，如個人動機、領(lǐng)導(dǎo)能力等；基于單一學(xué)期的數(shù)據(jù)，可能無法捕捉參與競賽的前后動態(tài)變化。

未來將擴大樣本范圍，包括不同學(xué)科、不同競賽類型以及不同文化背景的學(xué)生，來增強研究結(jié)果的普遍性；引入其他變量，如現(xiàn)場答辯、競賽動機、導(dǎo)師支持等，構(gòu)建更全面的模型；跟蹤學(xué)生在不同學(xué)期的表現(xiàn)，以觀察其趨勢來展開縱向研究。

結(jié)論：本研究探討參與學(xué)科競賽與個人知識儲備和團隊協(xié)作的關(guān)系。結(jié)果表明，知識的廣度和深度是參與學(xué)科競賽的重要條件，這表明學(xué)業(yè)成績可以作為評估學(xué)生競賽潛力的一個指標(biāo)。這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了雙創(chuàng)教育中專業(yè)課程學(xué)習(xí)的重要性，也為學(xué)生提供了明確的方向。本研究強調(diào)了團隊隊長應(yīng)由精通核心課程的學(xué)生擔(dān)任，以確保團隊在技術(shù)層面的領(lǐng)導(dǎo)力和決策能力；成員由兩個不同專業(yè)背景的學(xué)生組成，且涵蓋不同年級。這種多元化的團隊構(gòu)成既能發(fā)揮各自的學(xué)科優(yōu)勢又能保持團隊的聚焦性和協(xié)作精神，這一趨勢為團隊合理構(gòu)建提供了指導(dǎo)。因此，該研究為深化雙創(chuàng)教育提供了借鑒，同時也對探索學(xué)生個人發(fā)展方面具有指導(dǎo)意義。

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（仝美娟、孫長飛：西安建筑科技大學(xué)機電學(xué)院；鄧蘭：西安建筑科技大學(xué)本科生院；耿素花：西安建筑科技大學(xué)信控學(xué)院）