新工科背景下以学科竞赛为平台的学生能力及工匠精神培养

赵洁婷

摘要：在世界工程教育的大背景下，我国的新工科建设不断深化。为使学生能够满足未来多元化发展的需求，对其工程素养和工程能力的培养十分重要。学科竞赛作为实践教学改革的重要环节，能够促进学生知识、能力、素质的协调发展。文章以新工科建设为背景，以学科竞赛为切入点，探索学生工程意识和工匠精神的培养过程。

关键词：新工科;学科竞赛;能力培养

0  引言

2017年以来，我国积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，自此我国高等工程教育改革发展站在了新的历史起点[1]。新工科一指对应新兴的产业，如人工智能、智能制造、云计算等，也指传统工科专业在原有基础上进行学科交叉，注重实用性和综合性，进行转型改造和升级。无论是理论教学还是实践教学中，新工科建设对新工科人才都提出了新的需求，即要具备较强的工程实践能力、创新能力，还应具备相应的工程素养[2]。尤其在实践教学改革的过程中，学科竞赛对这些能力的培养发挥了积极的作用，与此同时，学科竞赛还能折射出传统实践教学所缺失的一些问题。

以长春师范大学工程学院为例，该学院包括车辆工程、机械设计制造及其自动化、智能制造、冶金工程及交通工程五个工科专业，是吉林省地方本科高校转型发展试点单位。以长春师范大学工程学院的学科竞赛为例，以学生工程能力培养为切入点，探索培养工程能力和工匠精神的途径，为培养新工科人才提供有力的实践教学支持。

1  新工科课程建设的内涵及目前存在的问题

1.1 新工科课程建设的内涵

钟登华院士曾指出：“新工科的主旨是以立德树人为引领，以应对为变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。”[3]新工科的研究内容主要包括：工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量、分类发展的新体系等几个方面。

因此，新工科课程建设应致力于培养具备较强工程实践能力和创新创造能力、兼具强烈家国情怀和职业素养的应用型人才。这一主要内涵应包括以下几方面含义：

首先，课程建设中的基本能力培养应关注学生的人际交往能力、沟通和表达能力、解决问题的能力、应变和创新能力、职业认识能力、团队工作能力、与专业技能相关的一般能力、自我管理能力、领导力等。其中最重要的能力为解决问题的能力、应变和创新能力、职业认识能力，这些能力直指新工科内涵下的工程能力培养与塑造。

其次，在课程建设中体现出工科职业素养，这一方面需要结合实践教学、创新创业教育、工科竞赛等具体活动，让学生理论结合实践，逐步提升工程意识和创新精神。其中，工程意識作为工程师的基本素质，是指从系统的、整体的全局观出发，分析工程的效用和利弊，以及由此引申而来的科学技术问题、功能审美问题、生态环境问题、资源安全问题、伦理道德问题等，将工程技术、科学理论、艺术手法、管理手段、经济效益、环境伦理、文化价值进行综合，树立科学的可持续发展观。作为新工科人才，这是必须具备的职业意识。

除此之外，课程建设中对于“工匠精神”的培养同样重要。“工匠精神”是一种职业精神，它是职业道德、职业能力、职业品质的体现，是从业者的一种职业价值取向和行为表现。“工匠精神”的基本内涵包括敬业、精益、专注、创新等方面的内容。

1.2 新工科课程建设中存在的问题

目前，高等院校新工科课程建设中仍存在的问题主要表现在以下几个方面：首先，在培养实践能力和职业精神方面略显不足，无论在理论课教学环节中，还是实践教学内容上，都注重对学生理论知识的强化，忽略了学生实践能力的养成，亦没有在授课过程中加入工程职业精神的塑造。其次，各类教学实施方法相对陈旧。目前使用的教学方法仍过度依赖课堂讲授，理论与实践不能相结合，学生被动汲取知识。尤其在实践教学环境中，没有贴合学科竞赛、职业规划等内容，以讲授理论知识的方式讲授实践内容。再次，实践教学环节知识结构单一，学科融合教学、课程融合竞赛都略显不足，束缚了学生的创新性和创造性。除此之外，在实践教学过程中，往往缺乏具有工程背景的师资力量，具有参加或指导各类工科竞赛经验的教师队伍也略有单薄。大部分青年教师缺乏实践经验，进入教学岗位后又出现重课堂教学、重个人科研等等问题，无暇顾及学科竞赛内容。

2  以学科竞赛为平台工程能力和素养的培养路径

如何在新工科背景下，建立可持续发展的特色化实践教学体系，以促进大学生提升工程能力和职业素养，这对培养应用型、创新型人才的高等院校提出了挑战。当前，部分高校本科实践平台仅按照实践教学计划来组织教学工作，根据教师对知识的陈述和重难点布置来引导学生进行实践操作。这种被动接受的教育模式虽然能在一定程度上解决学生理论联系实际的动手能力，但限制了学生主动探索的热情和积极创新的思维，同时也制约了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力[4]。

以学科竞赛为平台的工程素养和能力培养模式，可以很好的解决上述问题，使工科的学生综合素质得以提高。图1显示了学科竞赛对学生能力和职业素养的培养。学院切实鼓励学生参加各种级别的多项竞赛，国家级比赛包括全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生金相技能大赛、中国汽车工程学会巴哈大赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、中国大学生起重机创意大赛等，省级比赛包括吉林省高等学校机器人大赛、“挑战杯”吉林省大学生课外学术学科作品竞赛等。学科竞赛具有全方面、综合性的特点，这使得理论体系和竞赛相互促进、相辅相成。

例如全国大学生机械创新设计大赛要求学生掌握二维CAD、三维CAD、机械原理、机械设计、机械制造技术基础、材料成型技术基础、工程材料等理论知识;全国大学生工程训练综合能力竞赛需要掌握工程制图、二维CAD、三维CAD、机械工程导论、单片机原理及应用等理论知识;通过竞赛促进传统理论教学模式的改革，逐步实现理实一体化教学模式;通过竞赛来强化实践教学过程，指导学生进一步整合知识体系，利用交叉学科促进不同专业学生组合配置，培养学生的工程实践能力、创新能力和团队协作精神，切实提高学生的综合素质和工匠精神[5-7]。下面通过两个例子来说明竞赛对学生工程实践能力和综合素质培养过程。

以全国大学生机械创新设计大赛为例：学生通过个人知识掌握情况及学习兴趣参与到竞赛中来，先在专业中建立团队，给团队设立共同的竞赛目标，学生团队与指导教师良性沟通。比赛过程涉及知识面广，学科融合性高，团队成员分工协作，不断增强团队核心竞争力，团队协作能力得到良好体现。这些团队协作能力集中体现在两个阶段，一是备赛阶段，学生不断的自主思考和摸索，主动分析和解决遇到的问题，有效提升了问题解决能力和创新能力，同时，指导教师引导学生将工程意识融入创新设计中，提高了学生的综合设计能力。二是比赛成果转化阶段，学生可以将参赛作品或参赛过程衍生为专利和论文进行发表，在这一过程中，学生的归纳总结能力及写作能力都得以提高。

以全国大学生金相技能大赛为例：学生首先要参加学校组织的初赛，获得初赛获胜资格后才能继续参加复赛，这样激发了学生参赛的主动性和积极性，培养了学生追求卓越的竞争意识。大学生金相技能大赛的比赛特点是现场进行的技术比拼，学生需要在有限的比赛时间内，完成对金相试样的预磨、抛光、浸蚀和显微观察。这不仅要求学生有过硬的专业基本功，还要具备较好的心理素质。这些都离不开备赛期间的团队协作和个人自主实践学习。这些基本功的训练过程尽管相对枯燥，但是学生能够不断精益求精，执着专一，磨好每一块试样，这也充分体现了“工匠精神”的培育。

3  結束语

不断培养具备工程实践能力和高素质的创新型新工科人才是各类工科院校的重要使命。在课程建设和实践教学中，采用赛教结合，以学科竞赛为平台，在实践教学中促进学科融合，加强实践环节比重，充分体现理论与实践相结合，不断培养学生的工程实践能力和工匠精神才是创新实践教学改革的重中之重。

参考文献：

[1]闫长斌，杨建中，梁岩.新工科建设背景下工程意识与工匠精神的培养——以土木工程类专业为例[J].北京航空航天大学学报（社会科学版），2019，32（6）：152-160.

[2]王莉静.新工科背景下智能控制技术专业应用型人才培养探究[J].内燃机与配件，2019（21）：260-262.

[3]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（03）：1-6.

[4]綦光，白亚丽，王波，张伟.以学科竞赛为导向的电子信息专业实践教学探索[J].教育教学论坛，2017（32）：120-121.

[5]梁国栋，霍海涛，焦志勇.以学科竞赛为平台培养学生的工程素养和能力[J].大学教育，2019（5）：148-150.

[6]梁小平，张志佳，张桂芳，等.双一流大学专业建设中以学科竞赛促进基础课程实验教学改革的实践与研究[J].教育教学论坛，2019（15）：168-169.

[7]王文甲，刘芳，吕雪飞，李晓琼.“新工科”背景下，以科研项目为导向的大学生创新能力培养[J].生命科学仪器，2019，17（06）：90-95，59.