构建基于学科竞赛的创新实践能力培养体系的研究与探索

杨 晓 刘亚卓 杜志勇 李金玉 郭海针 侯志坚

（河南工学院电气工程与自动化学院 河南·新乡 453000）

1 竞赛对学生创新实践能力培养的积极作用

大学生竞赛是以培养专业实践能力和科研能力为目的，以学生主动参加为前的，既让学生真正独立完成比赛项目提升自己能力，也反过来促进教师改进教学内容。自从大学生竞赛实施以来，在学生培养过程的作用确实有重要的推动作用，无论是在学生科研能力的培养方面，还是工作技能的培养方面，还是对学校教学内容、教学方法、教学形式改革的促进方面，都取得了有目共睹的成绩，特别是用人单位的反馈均是参加过竞赛的学生与普通学生相比明显有很大提高[1]。

因此在教学过程中，通过组织学生参加学科竞赛，学生得以与外校师生充分交流，也锻炼了沟通表达能力，扩展了视野，在调动学生积极性的同时，培养学生自主思考、自主学习、自主创新，达到以赛代练，以赛促学的效果[2]。

2 竞赛热背后存在的问题

尽管每年竞赛仍在如火如荼的开展，繁荣的背后也逐渐显现一些问题，笔者经常带领学生参赛，与兄弟院校教师交流起来，大家都开始注意到，这些问题正制约着竞赛进一步发挥积极的作用。这里进行了简单汇总：

2.1 竞赛变考核指标，素质提升变应试技巧

随着获得也越来越多的认可和重视，竞赛渐渐变成了参赛者就业考研的加分项、指导教师的考核指标、学校的宣传材料，参加竞赛的功利性更高了。

竞赛在给学生创造了学有所用的平台，提高学习的热情和积极性；竞赛题目里也涉及当下社会需求，引导学生调注重把实践与理论相结合。同时，也阻碍学生扎实学习专业知识和全面掌握必需的知识，轻视基础，淡化理论，忽视全面的综合的知识的掌握，特别是在学了有实用性的知识，不注意吸收一定的人文知识，培养情感智力、社会适应力、承受挫折的能力、正确协调人际关系的能力[4]。

学校对二级学院设置考核指标，院系对教师设置任务指标。为了获奖，“本来是素质教育的措施又可能变为一个应试教育，从而使素质教育的要求变味、异化，甚至走向自己的反面。不是重在参与，提高素质与能力，而是以得奖为目标，成则为王、败则为寇；不是启发同学发奋学习、勤于思考和探索，而是把精力放在分析以往的考题及标准答案上，搞题型排队，对号入座，找窍门、求捷径”[3]。

2.2 打乱了正常的教学秩序

为了争取更好的名次，很多学校专门建立了竞赛实验室和基地，提前开始竞赛准备。一旦开始集训，学生可能会停课，只为这次竞赛准备，影响学生正常学业的学习。教师则仍需要完成正常教学任务，工作压力增大。除了教育部主导的四大学科竞赛，近年随着国家“创新创业”的提出，更多竞赛变成了开放性题目，不仅有技术设计还包含市场推广，分赛区进行预赛决赛，这类创新型比赛时间跨度更长，花费精力也更多。

学校竞赛配套的管理机制不完善，竞赛的准备与组织者的态度有很大关系，竞赛经费投入的多少波动较大不固定，无法建立良好的内部管理机制。

2.3 竞赛参与面小，师生受益面窄，部分竞赛设备投入大升级快，资源得不到有效利用

为了争金夺银，大多数学校把大量师资、实验设备投入到少数竞赛学生身上，有的学校会安排专职教师带领学生进行各项竞赛培训，并给教师计算培训的工作量，这给老师很大的激励，但可能导致其他教师没有机会参与。目前，专业竞赛基本可以覆盖高年级学生，低级学生有激情参加各种竞赛，但没有专业知识和经验的支持，难以取得成绩。高年级学生想参加，但由于有升学和就业压力，有时不能全身心投入。在资源利用上也存在问题，大型设备复杂且一次投入大，教师搞清楚一套设备并开发出一套适用于学生的实验，需要的时间长。而且随着技术更新的加快，竞赛设备升级也快，重复利用率不高。

3 教学改革的尝试与探索

以上问题在各大高校普遍存在，我校也遇到了相似的问题。有些问题不仅仅存在于高校，而是普遍存在于所有初、中、高等教育中。为了让竞赛发挥更积极的作用，促进学生能力培养，促进教学内容和教学方法改进，笔者所在学校进行了一些教学改革和管理方式改进，提出了以下几点。

3.1 开展校内竞赛，扩大学生参与面

分层次进行学科竞赛体系，针对不同学生的理解能力和兴趣爱好进行分层次分组教学。可以根据专业课程特色开展赛项，比如机器人大赛、嵌入式产品技能竞赛、大学生“挑战杯”等，跟单片机、嵌入式等课程相关度大，其任课教师就是竞赛的指导老师，比赛经验丰富，完全可由竞赛指导教师组织校内竞赛，鼓励自动化、电子、计算机、机械等专业学生跨专业组队参赛。通过这样的竞赛体系，不仅能够提高学生的专业技能水平，还可以利用学生的竞赛成果完善学校科研项目，进一步为学生申请专利储备后备力量[6]。先开始院部选拔，题目简单主要考查基础能力，以小组对抗的形式锻炼团队合作，评比后推荐晋级；校级选拔可由校内设团或协会组织，可以根据不同专业或学科特点分组进行。

3.2 建立专门的创新实践基地，把竞赛培训转变为实训课程，融入到正常教学中去

对小型设备的比赛，花费不高，容易开展课程。比如：我校将原本的针对少数学生的全国大学生电子竞赛培训，变成了一个为期3周的综合实训课程，学生自由分组选题，由任课教师进行指导学生，并且最终像竞赛一样，做出实物、撰写设计报告、并答辩考核，成绩记入课程。其中制作费用为学生自助，作品可以自己保留，为升学就业时做展示。如果学校想要留作案例教学，征求学生同意后，再按照具体材料费用报销。通过对已毕业学生问卷调查结果显示，学生积极性明显较高。

对大型竞赛设备提高利用率上，我校也做了一些尝试，比如：我校利用3套大型比赛设备，由2个指导过竞赛的教师开发课程，开设了6周的《自动化生产线综合实训》，将大赛的比赛要求变为实训考核项目，此课程已经经过3届学生验证，反馈效果良好。课程不仅扩大了竞赛受益面，其实施过程对教师提出了更高的要求，也有利于培养年轻教师指导竞赛。并且深入挖掘实验设备开发新实验，提高设备利用率。

3.3 竞赛费用采用“自费先行，公费辅助”，解决竞赛参与面扩大后的经费不足

以全国大学生电子竞赛为例，其培训时间有集中培训也有分散在周末课余时间，短则半年长则跨越1年以上，培训期间学生对元器件及各种耗材的使用量非常大，目前都是院系学校拨款资助，扩大参与面之后，这方面的经费必然增加。此外学生学习过程中，因经验不足，不可避免会有失败，而公费报销的体制也让学生在设计制作中，往往不考虑成本，均会造成一定的浪费，不利于培养工程实践中的经济效益意识和朴素求实的科学作风。

为了解决这个问题，我院在实际执行中采用的是：“3-3-1”模式，即院—系—生所花费比例为3:3:1。竞赛的报名费等由学校承担，但制作费用由学生自己团队承担，且赛后作品归自己，升学就业时可以作为自己能力的展示。如果学生愿意留给学校做教学案例，则按具体材料费用报销。实际执行后，学生热情没有降低，而家长也支持学生参加竞赛。

3.4 将某些创新创业竞赛直接变为创新创业教育的选修环节，参加竞赛直接抵换课程学分

自李克强总理在达沃斯论坛上提出“大众创业、万众创新”的理念，相关的大赛也百家争鸣涌现出来，官方性的中国创新创业大赛、中国“互联网+”大学生创新创业大赛、“汇新杯”新兴科技+互联网创新大赛等等。每次比赛从准备创意、作品制作改进到答辩展示，完整培养了学生如何从思维落地到实现，并进一步宣传展示，其中包含学生的团队协调、任务执行、信息搜集、沟通交流等各方面能力，符合学校人才培养的要求，通过教务系统实现参加比赛置换课程学分，有利于扭转竞赛的功利性，也顺应了教学周期。

目前我校最新本科培养计划已明确毕业要求是最少6个素质拓展学分，并配套出台了《河南工学院本科生创新创业素质拓展学分实施办法》，规定学生参加学科竞赛获奖的，可以按获奖界别认定为素质拓展学分。

3.5 加快发展“互联网+教育”，用虚拟仿真解决设备损耗

借助竞赛促进创新实践能力培养，其中提供必要的实验场地和实验经费则是创新能力培养的关键。考虑到国内本科教学还是普及教育，本科生人数很多，扩大竞赛覆盖面无疑增加了设备维护人员的工作量，虽然增加设备台套数不失为一种解决办法，随之也需增加实验室场地面积，对于寸土寸金的城市，增加校舍面积已经非常之难。

在教育部颁布的《教育信息化“十三五”规划》中，提出要加快发展“互联网+教育”，推动教育信息化融合创新发展。学校于2016年起开始，陆续推进虚拟仿真实验室建设，采用虚拟仿真教学可以依托虚拟现实、人机交互等技术，构建虚拟的实验环境或实验对象，使学生能够在虚拟环境中进行实践，以解决因缺乏真实设备，或真实设备难以实现的教学功能。尤其在涉及高危环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，提供可靠、安全和经济的实验项目。

4 改革产生的成果与效益

经过近几年的探索与实践，创建了一套适用于以大学生竞赛来促进学生创新能力培养的模式，极大丰富了人才培养的内涵，为创新创业环节的开展提供了一套思路。

4.1 新建创新实验室1个

创新实验室于2015年筹建，后又经过扩建，目前已经成为教师和学生课外学术交流和技术探讨的独立平台，提出了“实验室开放—学科竞赛—科研项目”已有学生借此平台融入教师科研项目。而且实验室采用全开放管理，学生自我管理和教师管理双运行，保证实验室安全，又提高学生自治管理水平。

4.2 指导学生竞赛获奖14项

项目组已组成了竞赛指导教师团队，近年来多次带领学生参与各种技能竞赛，具有丰富的大赛经验和实践技能，对大赛有着深入的认识和体会，学生竞赛获各类奖项14项。

4.3 依托竞赛项目和设备开发新课3门

依托电子竞赛、挑战杯、互联网+等比赛，在高年级开设了必修课《控制技术创新课》，其内容就是利用课内32学时完成往年的竞赛题目，进一步扩大竞赛促学的覆盖面。

目前依托专业技能竞赛开设了《电气制图》《自动控制系统集成》课程和综合实训。充分利用实验室、实训室，改革实践教学模式，强化综合研究性实验，与竞赛题目相结合，形成以教室讲授为主、线上讲授为辅的教学新模式，适应创新人才培养的需要，基于工学结合的特色课程教学，使学生既掌握够用的理论又有很好的实操能力，每年受益学生约170人。

4.4 依托创新实验室获了几项教学成果

以竞赛培训所在的创新实验室为创新能力培养基地，申报了1项“省级高校实践育人工作优秀案例”荣获一等奖，获批1个“校级虚拟仿真实验室”，获批1项教育部产学研合作项目“基于工业互联网的大学生创新创业教育新模式探索”，获批1项“省教育综合改革项目”。

5 总结

经过改革收到了一些效果，解决了一些问题，但同时又引入一些新问题，比如：扩大竞赛参与面后，教师任务明显加重，需要随之加强师资队伍建设，除了专业任课教师，还要增加专职实验室教师，以保证实验室开放过程中，学生管理和设备使用安全。其中虚拟仿真实验中心的建设将坚持“合理规划、资源共享、提高利用率”的指导思想，建成后将成为全校开放共用的实验教学中心，以共享优质实验虚拟项目为核心，以建设信息化实验教学资源为重点，培养学生创新和实践，也推动课程实验教学的改革与创新。

综上所述，竞赛对学生实践创新能力的培养是毋庸置疑的，并在引导高校重理论轻实践教育方面，起到了很大的作用，竞赛应该持续发扬下去，还应避免僵化、形式化运转，简单主办者和参赛者都应该深入思考，如何落实以赛促学促教，什么样的竞赛才能培养大学生综合运用基础知识进行理论设计的能力、动手实验的技能、创新精神、独立工作的能力和良好的团队精神，还需要广大教育工作者不断继续探索。

以学科竞赛促进大学生创新能力培养的激励措施，激发了学生参与热情、形成了良好的实践氛围，从而提升了全体学生实践创新能力。在此抛砖引玉，希望笔者的经历总结能对高效创新能力培养有一定的借鉴意义。