基于西门子挑战赛的工程创新人才培养实践探索

侯 婷,景保峰

(1.太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030024；2.山西大学 经济与管理学院，山西 太原 030006)



基于西门子挑战赛的工程创新人才培养实践探索

侯 婷1,景保峰2

(1.太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030024；2.山西大学 经济与管理学院，山西 太原 030006)

培养工程创新人才是支撑和保障我国实现制造强国战略目标的一项重要举措。实践教学缺失是当前工程创新人才培养面临的突出问题。“西门子杯”中国智能制造挑战赛具有清晰明确的培养目标、科学多元的培养路径、高效仿真的培养方法、系统全面的培养支撑等特点，是高校加强实践教学，推进工程教育，实现工程创新人才培养的一种实践和探索。高校应从加强组织领导，健全保障激励机制，搭建实训平台以及构建实施“学、赛、研”一体的培养方案，推进中国智能制造挑战赛发展和实践，助力工程创新人才的培养。

中国制造；西门子挑战赛；工程创新人才培养

2015年，国务院印发《中国制造2025》，提出了实现制造强国的战略目标和“三步走”的行动纲领。加强工程创新人才培养是我国实现从制造大国向制造强国转变以及《中国制造2025》战略目标的一项重要支撑和保障。持续推进高等工程教育改革和发展，探索有利于创新人才培养的教育教学模式，培养创新意识、创新精神、创新思维和创新能力全面发展的工程创新人才，对支持国家战略发展、深化高等教育改革、促进大学生就业创业具有至关重要的意义。“西门子杯”中国智能制造挑战赛(以下简称“西门子挑战赛”)是一项综合性学生科技竞赛，大赛为学生提供了参与工程训练和工程实践的机会，对提高学生的工程兴趣、工程素养、工程创新能力、实践动手能力、工程创新和研发能力具有重要的作用，是培养工程创新人才的一种实践和探索。

一、工程创新人才培养实践教学环节的缺失

改革开放以来，在国家政策、社会力量的支持下，通过高校的不断实践探索，我国高等工程教育取得了巨大成就，工程人才的总量居世界前列。然而，我国工程创新人才培养的质量与发达国家培养的尖端人才存在着一定差距，不能满足国家经济社会大发展对人才的迫切需求。破解这一问题，既要从争取政府、企业、社会对高等工程教育的支持入手，同时也要深入思考、革除高校内部制约工程创新人才培养的现实因素和问题，其中最为突出的问题是高等工程教育的工程性和创新性缺失，具体表现为工程训练不足，实践环节薄弱[1]。工程创新人才是综合素质高、能力强、知识结构合理的全面发展的人才[2]，其形成和成长的过程，是一个从理论走向实践、从校内走向校外、从专业知识走向工程应用的过程[3]。因此，在高等工程教育实践教学、理论教学、科学研究三种并行的育人模式中，实践教学对培养工程创新人才更为关键，不容忽视。大学生科技竞赛是学生在教师的指导下以团队合作的形式参与、完成科技作品的设计与研发的一种实践活动，是高校实践教学体系的一个重要组成部分，是实现工程创新人才培养的重要载体和平台。

二、西门子挑战赛培养工程创新人才的优势

《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》指出，重点资助一些重大的竞赛活动来培养大学生的团队协作意识和创新精神。西门子挑战赛，即原全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛，它是由教育部高等学校自动化类专业教学指导分委员会、西门子(中国)有限公司和中国系统仿真学会联合主办。大赛自2006年发展至今，共吸引了全国28个省市区近40%的理工类高校的5614支队伍共16842名学生参赛[4]，大赛已成为国内工业自动化领域规模最大、历史最久的学生类竞赛项目之一[5]。西门子挑战赛对工程创新人才培养的优势有以下几方面。

(一)清晰明确的培养目标

西门子挑战赛举办十余年来，一直秉持为工业界与教育界搭建交流平台，为创新型的工程人才教育理念与方法改革提供开放的试验田，从而实现创新型卓越工程人才的培养、选拔和使用的教育理念和竞赛宗旨。2016年，西门子公司与教育部签订了新一轮的《教育合作备忘录》，双方约定将在继续举办西门子大赛等八个方面加强合作，以期在中国制造2025成为新的国家发展战略的时代背景下，进一步促进创新性人才的培养。

(二)科学多元的培养路径

西门子挑战赛设置了多个竞赛项目。2006年第一届大赛设置了设计开发、工程应用、工程创新三个赛项，2014年大赛组委会将赛项升级优化扩充为逻辑控制、过程控制、工程创新和硬件开发四个赛项，2016年又新设了运动控制、硬件开发和工业网络三个赛项。2017年，大赛组委会对赛项又做了新的调整，将赛项扩充为九项(见表1)。西门子挑战赛对赛项的设置和调整并不是随心所欲和尊崇数量至上的，而是紧密围绕工程创新人才培养这一竞赛宗旨。具体来讲，西门子挑战赛赛项的设立和取消遵循两个原则。一是科学性：赛项的核心主题与技术是否符合国家发展要求；是否属于中国智能制造领域的关键、核心或紧迫技术；是否能够体现智能思想等。二是多元化：大赛组委会依据工业实际对工程创新人才这一大的概念进行了再分解、再分类，设置了不同赛项分别针对不同类型的工程创新人才进行差异化的培养，是对高校内部以统一而标准化的培养计划为纲的培养模式的有益探索。

表1 2017年西门子挑战赛赛项设置及培养目标

注：根据大赛官网中《大赛简介》的内容整理

(三)高效仿真的培养措施

西门子挑战赛具有与工业实际相结合的特点，即仿真性，具体表现为：大赛的选题来源于对工业领域某一实际需求的抽象；竞赛学生需要扮演模拟工程师的角色；竞赛对象为真实的工业控制器和仿真的工业对象环境；竞赛环节的设置参考了西门子卓越工程师的能力模型和70余年积累的高素质人力资源模型，包括分析、设计、竞标、实施、排错、优化、移交等多个实际环节。西门子大赛的仿真性特点，使参赛同学直接置身于工业实际环境中，为他们提供了认识职场、适应职场的机会。通过参与竞赛，有助于同学们及早、高效、便捷地了解工程师职业的工作职责、任职要求、工作环境等职业信息。这一方面为学生创造了积累工程创新知识、提升工程创新能力、培养创新人格的机会；另一方面也使同学们能够迅速察觉自我在知识、技能、素质和经验上的不足，激发学生自我教育、自我管理的主动性和自觉性，自觉加强知识和能力的提升，重视实践的积累，从而顺利实现职业选择、职业适应与职业发展。

(四)系统全面的培养支撑

西门子挑战赛在赛前、赛中和赛后积极创建学习交流的机会来支持工程创新人才培养目标的实现。首先，大赛组委会发起成立Campus-Hub校园学习中心，为高校教师和大学生创建一个赛前学习、交流和分享智能制造技术以及西门子先进科技的平台。目前全国已有74所高校通过审核成立了Campus-Hub校园学习中心。其次，在全国设立分赛区，一方面便于全国初赛的组织，另一方面是鼓励参赛学生积极进行赛前练习，加强工程训练，提高工程实践能力。最后，积极推进校企合作，举办论坛，共同探讨如何在智能制造技术及智能制造的趋势下培养新型人才，邀请企业到赛场观摩，举办作品展示，为创新成果的转化和创新人才的就业创新提供机会。

三、基于西门子挑战赛推动工程创新人才培养的建议

虽然西门子挑战赛有缺点和不足，也不能解决工程创新人才培养面临的全部问题，但是，在当下，西门子挑战赛对很多工科类本科院校和高职高专学校而言，确实是一种培养工程创新人才的有益探索和实践。

(一)加强组织领导

大学生科技竞赛是高校创新教育的一个重要内容。高校应从加强科技竞赛促进创新人才培养的角度出发，将西门子挑战赛列为学校、学生参与的重点赛事之一，加强管理。要成立大赛指导委员会，由校领导牵头，主管科技竞赛的部门统一负责，某一学院或机构具体协调做好大赛的发展规划、活动组织、资金筹措、评比表彰等工作。

(二)健全保障激励机制

西门子挑战赛既强调学生个人及团队参与的自主性，也强调教师对参赛学生技术、生活、心理等问题的指导不可或缺。因而必须出台鼓励教师和学生参与竞赛的激励政策和措施，为师生参赛提供动力支持和制度保障，调动教师和学生参与大赛的积极性和主动性。

一是鼓励学生参与。通过赛事宣讲、经验分享、媒体报道等形式对大赛的宗旨、参赛对象、赛项类别、竞赛进程、奖项评定以及学校的相关政策等方面进行全方位的宣传，使同学们进一步明确大赛对提升自身科技素养和科技创新能力的重要性，积极引导学生参与到该赛事中来。建立学生科技创新奖励机制，制定科研竞赛专项奖金、科技竞赛学分、科技竞赛标兵评选、竞赛积分保研等激励措施，激发学生参与大赛的热情。加强赛前的技术支持和培训，开放实验室，使同学们提前接触竞赛设备，并按照竞赛要求进行操作和控制训练，消解同学们参赛的畏难心理，增强同学们参赛的信心，努力将同学们的参赛热情转化为开展创新活动的持久动力。

二是强化教师指导。一方面，出台教师指导西门子挑战赛的激励政策，包括按量或按绩对指导教师进行物质奖励，鼓励教师参加组委会举办的赛前教师培训，将指导竞赛的时间折算教学科研工作量，对指导教师在进修、职称晋升和评优等方面给予政策上的倾斜等。另一方面，建立指导专家数据库。聘请有经验的专家、教授以及中青年教师来担任竞赛指导，同时鼓励有兴趣、有技术的工勤、实验岗位的优秀教师投入到学生科技创新能力培养的过程中来。

三是加强经费支持。高校应专设大赛活动经费，用于学生科技作品的材料支出、师生参赛的交通食宿支出等，为师生参赛做好后勤保障。

(三)搭建实训平台

场地和实验设备是大学生开展科技创新活动的物质载体和保障。高校应加强校企合作，寻求西门子公司的支持，共同建设西门子专业实验室。加大经费投入，购置应用于过程控制、逻辑控制和运动控制等赛项的实验设备，既要以参与竞赛为指向，鼓励参赛学生多进行操作和控制练习，又要将上机练习作为重要的、面向全体学生的实践教学环节，鼓励同学们动手、动脑，充分锻炼自己的实践能力，扩大和提高设备的利用率和使用面。同时，根据西门子挑战赛规定的参赛学科要求和考评要求开放一些相关的实验室、工程训练中心以及创新创业中心作为大学生科技创新的场所，为大学生制作科技作品提供必要的场地和实验设备。

(四)实施“学、赛、研”一体的培养方案

学校要制定并实施大学生从一年级到四年级“学、赛、研”相互独立又相互衔接的培养方案，使对学生的培养突破竞赛期间的时空限制而延伸到大学阶段的始终。

大学一年级、二年级的重点任务是“学”，但侧重点不同。一年级侧重学习大赛的相关知识，包括大赛发展历史、竞赛的知识要求、选题要求、竞赛环节设置、评奖条件等，学习的方式主要是专题报告、讲座、社团活动和实验室参观等。这一阶段培养的目标在于激发学生参与创新的热情和积极性，是对创新意识的启蒙。二年级侧重学习大赛所需的通用知识和技能，学习方式主要是课堂学习、自学、Campus-Hub校园学习中心互助学习以及实验室上机操作练习等。这一阶段的培养目标是创新性知识的积累。

大学三年级的重点任务是“赛”，这一阶段的培养目标在于创新人格的训练和创新能力的提升。西门子挑战赛包括确定选题和提交方案、方案调试和运行、方案展示和答辩这几个竞赛环节，每个环节的培养目标也有所不同。在确定选题和提交方案阶段，教会学生运用头脑风暴、问题树等方法启发新思维；鼓励同学们相互交流，加强分工与合作。在方案调试和运行阶段，要培养学生具备良好的参赛心态，冷静思考，沉着应对；培养学生积极运用自己的专业知识和经验来解决当前的实际问题的能力。在方案展示和答辩阶段，要重点培养学生的自信心，锻炼学生的沟通、表达和应变能力。

大学四年级的重点任务是“研”，大学生的科技创新行为和产出必须经过社会的检验，静态的科技制作、创意和产品必须通过后期的深研，才能真正体现出创新成果的经济价值和社会效益。因而要通过鼓励学生参与毕业设计、企业实践、创业实践等方式加强对比赛成果的扩展和应用研究，使其能更好地与市场相结合，与社会需求相结合，从而顺利实现成果的转化和推广应用。在此过程中有助于进一步提升大学生以研发能力为主的综合素质。

[1] 中国工程院“创新人才”项目组.走向创新：创新型工程科技人才培养研究[J].高等工程教育研究，2010(1):1-19.

[2] 余建星,徐斌,孙克俐,等.工程创新人才培养模式的构建与成效[J].中国大学教学，2010(1):28-30.

[3] 王迎军.顺应国家新型工业化需求培养工程创新人才[J].中国高等教育，2012(6):12-14.

[4] 谭弘颖.助力工程人才培养 成就中国制造未来：2016“西门子杯”中国智能制造挑战赛[J].制造技术与机床，2016(10):12-14.

[5] 杨得润.把握未来制造业发展脉搏,培育智能制造创新人才：2016“西门子杯”中国智能制造挑战赛结出硕果[J].电气时代，2016(9):40-43.

Practice and Exploration of Training of Innovative Engineering Talents Based on China Intelligent Manufacturing Challenge

HOU Ting1,JING Baofeng2

(1.CollegeofElectricalandPowerEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024,China;2.SchoolofEconomicsandManagement,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China)

Training innovative talent is one way to support and secure the implementation of the strategic target of China′s manufacturing power, yet the prominent problem concerned is the lack of practical teaching. China Intelligent Manufacturing Challenge, characterized by specific training objective, scientific and diverse training ways, efficient and realistic training measures and systematic overall training support, is the practice and exploration that helps the college to reinforce practical teaching, advance engineering education, and realize the successful training of innovative engineering talents. The college should reinforce organization, perfect the security and incentive policy, set up training platform, build and implement the training plan of "studing, competing and researching" to promote the development and practice of China Intelligent Manufacturing Challenge in order to boost the training of innovative engineering talents.

made in China;China Intelligent Manufacturing Challenge;cultivation of innovative engineering talents

2017-03-07

侯 婷(1983-)，女，山西临汾人，太原理工大学电气与动力工程学院分团委书记，硕士。研究方向：教育社会学。 景保峰(1983-)，男，山西阳高人，山西大学讲师，博士。研究方向：人力资源管理。

10.16396/j.cnki.sxgxskxb.2017.05.020

G64

A

1008-6285(2017)05-0092-03