以学科竞赛推动工科大学生创新能力培养

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.04.065

摘 要 随着高等学校工程专业认证的逐渐深入，工业设计专业发展迎来更多的机遇与挑战。以学科竞赛推动工科大学生创新能力培养，主要体现在学科人才培养方案优化、专业交叉融合、教师队伍整合以及思政育人、校企协同育人方针策略等方面。工科大学生创新能力培养，不仅体现在工程能力的提升，更兼具大学生对人文、思政以及优秀传统文化的认可、继承与发扬。教学方式的革新为大学生的理论学习注入新的活力，有针对性的学科竞赛为学生实践能力的培养提供更好的平台，成为理论教学的延伸和实践教学的载体。

关键词 学科竞赛；工科大学生；工业设计专业；创新能力；思政教育

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）04-0065-04

Promote Cultivation of Innovative Ability of Engineering College Students by Discipline Competition： Taking Indu-

strial Design Specialty of Changjiang University as Exam-

ple//GONG Min

Abstract With the gradual deepening of engineering profe-ssional certification in colleges and universities， the industrial design specialty is facing more opportunities and challenges. Promoting the cultivation of engineering students innovative ability by subject competition is mainly reflected in the optimization of subject talent training scheme， the cross-integration of majors， the integration of teachers， and the policies and strategies of ideological and political education and school-enterprise cooperation education. The cultivation of engineering students innovative ability is not only re-flected in the improvement of engineering ability， but also the recognition， inheritance and development of humanities， ideological and political education and excellent traditional culture. The innovation of teaching methods has injected new

vitality into college students theoretical study， while targeted discipline competitions have provided a better platform for the cultivation of students practical ability. Become the extension of theoretical teaching and the carrier of practical teaching.

Key words subject competition; engineering students; indu-strial design specialty; innovative ability; ideological and po-litical education

0 引言

我国作为联合国工业产业门类最全的国家，工业产品产量占据全球第一[1]。随着从制造大国向制造强国迈进的步伐不断加快，培养具有科学精神、创新精神与高度爱国热忱的综合性创新型人才显得尤其重要。高校作为创新人才培养的基地，不断深化创新创业教育改革，是国家实施创新驱动发展战略的需要，也是推进高等教育综合改革、全面提高人才培养质量的重要突破口[2]。

经过17年的探索与实践，长江大学工业设计专业以培养学生的创新创业能力为导向，依托地方和学院特色不断调整人才培养模式与教学方法，引导学生在学科竞赛中进一步提高创新能力、思辨能力、团队合作能力与实践动手能力，将学科竞赛与设计实践、学科交叉进行深度融合，取得较好的成效。近几年，工业设计专业教师指导学生分别获得全国大学生机械创新大赛、广东省省长杯工业设计大赛、全国大学生工程实训大赛、安徽省工业设计大赛等业内较有影响力的赛事奖项，充分展示了工业设计专业人才培养的成果，体现了学生理论学习与实践能力的高度统一，为地方性高校培养创新型人才提供了一定的借鉴。

1 优化人才培养方案，促进学科交叉融合

长江大学工业设计专业以学院石油学科背景为依托，结合区域特点和石油机械学科优势，及时进行人才培养计划的调整与课程大纲的修订，将工、文、艺、经、管等学科进行有机结合，以科学技术为支撑，以文化为载体，加强学生工程知识储备的同时，提高学生的文化与艺术修养。近两年，长江大学工业设计专业积极顺应时代变化，不断调整人才培养计划，形成特色较为鲜明的专业培养方向。教学团队以人才导出为抓手，将理论培养与实践教学紧密结合，带领学生主动参加学校的各类创新创业竞赛，以项目促进步，以项目提升能力，不断增强学生的核心竞争力。

钱学森在一次访谈中提到：“人才培养的关键在于一个多学科的学术氛围。”[3]工业设计专业不断加强与学院及学校其他学科的交叉融合，依托学科竞赛，将产品外观设计、机械结构创新设计、智能控制设计、文化创新等方向相结合，组织不同专业的学生组队进行竞赛项目合作，鼓励专业教师与机械设计专业、材料成型专业、电子信息专业、计算机智能控制方向的教师开展项目合作，在指导竞赛中加强专业合作与交流，锻炼学生的团队合作能力、组织能力、创新能力与沟通协调能力。2019年，长江大学工业设计专业学生团队荣获全国大学生机械创新设计大赛全国二等奖，从结构的创新到外观的设计，从动画的设计演示到竞赛答辩，从学生的组队到不同专业方向教师的合作，很好地显示了学科交叉融合的时代性与重要性。

工业设计是一门新型交叉型学科，学生除了要关注学科前沿的理论研究方向，还要加强对新的成型技术、材料及加工工艺、市场需求、用户体验等多方面的认识与了解，在不断学习的过程中更好地掌握专业的综合知识，将理论转化为实践。因此，学科交叉融合对加强工业设计专业学生的理论学习，不断提高他们的实践能力，具有非常重要的实际意义。

2 整合竞赛师资队伍，充分发挥教师的创

新引领作用

随着科学技术的发展，高校教学方式从传统的现场教学演变出翻转教学、雨课堂、慕课教学、线上线下混合教学等多种教学方式，教学内容、教学模式以及上课对象均发生变革，既适应时代发展需要，又对学生的自主学习提出更高的要求。教师作为课堂的主要组织者，在当前高等教育中扮演着主要的引领的角色，对学生提升自学能力和提高学习效率起到积极的引导作用。如在雨课堂的开设过程中，教师不仅要指导学生提前预习知识，还要在教学过程中设计调动学生学习热情的各个环节，将学生与教师的角色互换，让学生真正在学习中主动思考、主动表达，充分发挥主观能动性。新的教学方式突破传统教学整堂课灌输的习惯，对教师的课堂设计与掌控能力提出更新的要求，要求教师更好地引导学生融入课堂，让学生由被动学习转变为主动学习，为打造金课提供更有利的平台和基础。

长江大学工业设计专业积极整合教师队伍，从教学经验、研究方向及年龄层等方面进行教师队伍的优化组合，实现专业教师老、中、青搭配，发挥传、帮、带作用，充分发挥老教师的优势，带动青年教师在讨论中提高，在实践中积累经验。课程组的设立更好地解决了教师平时交流少的问题。院系有序地组织教师以课程组的方式开展教学研究与探讨，积极落实推进本科生导师制，结合教师的个人项目或学校的创新创业训练项目，带领学生加入项目组，通过全流程的参与，锻炼学生的科学研究能力、创新能力、团队合作及沟通表达能力。

近三年，由工业设计专业教师指导学生参加的创新类大赛达到125人次，完成国家级大学生创新创业训练计划五项、省级两项，申请国家专利50余项，学生发表论文20余篇，学生整体的综合能力得到明显提升。专业秉承以创新为导向的培养原则，鼓励学生敢于创新、勇于挑战，在实践中不断总结与提升。近五年，工业设计专业先后获得国家挑战杯二等奖一项、国家节能减排大赛二等奖一项。以竞赛为载体，训练学生将经济、文化、管理学科与机械设计、智能控制等学科的知识整合，提高创新能力。

创新是设计的灵魂。每一个创新成果的获得都离不开教师科学、正确的引导。新时代背景下，教师的引领作用更在于精神和思维的传承与启发，只有不断借助科学的方法、有效的手段，才能更好地将学生的潜能挖掘出来，让学生更自信和勇敢地面对各种挑战。

3 以创新为导向，将思政教育融入竞赛育

人过程

习近平总书记说：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是中华民族最深沉的民族禀赋。”创新是设计的核心，也是设计的本质意义所在。工业设计专业响应学校号召，积极调整人才培养目标，在课外加强对学生创新创业能力培养的同时，将思政元素融入竞赛育人过程。

3.1 及时调整课程大纲，强化课外创新思维与能力

的引导与培养

课程大纲是课程内容的计划，除设立正常的理论学时、实验学时和上机学时，大纲统一设置课外学时。课外学时更好地补充了课堂没有满足的实践环节，为学生提供创新与实践动手操作及设计的机会。大学的教育不仅在于知识的讲授，更需要有科学的思考模式与求新求变的意识与理念，只有结合各种实践项目不断思考，持续寻求创新，才能更好地体现设计的意义和真实价值。如产品机械结构的创新设计，从前期调研到确立设计机会点，需要引导学生不断进行机构部件的重组与筛选，从产品功能出发，运用最简单的结构解决复杂的功能问题。

工业设计是一个系统工程，除了要有良好的设计背景、符合审美标准的造型，更需要有创新的内部结构设计和加工工艺，合此四者才能被称为完整的产品设计过程。在寻求创新的过程中，教师需要适时引导学生拓宽思路，从外因的分析到内因的思考，强化分析过程的重要性，在分析中确定设计目标系统，真正达到创新设计的目的。

学科竞赛作为教学内容的延伸，需要学生具备良好的实践思考能力、动手能力与表达沟通能力。实践思考能力旨在解决竞赛项目的审题、设计调研与方案创新问题，通过不断思考，更好地进行详细的设计调研与分析并得出结论，将产品设计的机会点与工程问题、造型问题、材料加工问题等进行综合性考虑。动手能力旨在培养学生能够利用专业知识进行方案的手绘表达、工程设计与展示，借助手工绘制工程图、利用计算机进行三维辅助建模与方案动画演示，及时与团队成员进行沟通、讨论，实现顺利推进竞赛方案的深入开展。

3.2 将思政教育融入竞赛过程，磨炼学生吃苦耐劳

的品质，激发学生的爱国主义情怀，培养学生勇于创新的工业设计师精神

党的十八大以来，习近平总书记多次强调要弘扬工匠精神、创新精神、劳模精神。十九届五中全会在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标的建议》中再次强调弘扬工匠精神，为全社会营造创新的社会氛围。2020年9月，习近平总书记在科学家座谈会上强调，科学成就离不开精神支撑，科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富，要自觉践行、大力弘扬新时代科学家精神，培养一大批具备科学家潜质的青少年群体[3]。大学生作为高校学习的主体，肩负推动国家发展的使命，需要更多精神支撑，应具备良好的民族自信心和爱国报国热忱。

在竞赛教学过程中，努力探索思政教育与设计的关系，将中华优秀传统文化、中国的创新案例、百折不挠的中国共产党发展历程引入竞赛教学，最大限度地激发学生的爱国主义情怀、百折不挠的精神以及精益求精的工业设计师精神。特别是随着“工业制造2025”的不断实现，国内工业设计学科竞赛体现了明显的与企业对接的特点。绝大多数竞赛要求参赛的设计方案具有完整的产品或样机，学生在参与这类专业竞赛的过程中需要不断推敲方案，克服设计和加工制作的困难，进行精细化设计。

如工业设计专业学生参加的全国大学生机械创新设计大赛，除了前期的方案推敲，学生后期更需要绘制严谨的符合国家标准的工程图，结合设计寻找合适的材料进行零部件加工，最后进行产品安装与测试。在此过程中，学生既能锻炼勇于担当的百折不挠的精神，又在感受中国发展历程中中国人民不畏艰险的实例时，增强民族自豪感与自信心，激发爱国主义情怀。例如，学生在手工绘制工程图的过程中，既要严格按照国家标准执行，又要不断地修改图纸，整个周期枯燥又漫长，考验的是耐心与细心。以上要求对部分在校学生来说存在一定的困难，但只有迎难而上、克服困难，才能在竞赛中做到最佳，此过程既是对教师教书育人工作的考验，又是对学生严谨求实、精益求精的工业设计师职业精神的锻炼，为学生今后走上工作岗位培养良好的品格，为学生成为合格的社会主义接班人打下良好的基础。

3.3 加强校企合作，建立协同育人机制，为竞赛平

台注入活力

企业是科技和经济紧密结合的重要力量[4]，在建立健全校企合作机制过程中，不断加强与企业的合作，定期聘请企业专家到学院或系室进行交流，将行业的发展现状与趋势传递给师生，既可以为教师的教学提供一定的指引，又可以拓宽学生的眼界和思路。学校育人的最终目的是产出，让学生能够更好地适应社会和企业的需要。因此，不断加强校企合作，创建协同育人的新环境，既有利于教师实时掌握专业发展动向，又能让学生提前适应社会的工作环境，同时为竞赛提供良好的实践平台，为教学注入新的活力。

长江大学机械工程学院充分结合企业的生产制造技术及实验平台，深入开展校企合作，特别是在竞赛过程中聘请企业专家为竞赛团队提出建议，解决设计过程中遇到的难题，将工程问题真正落实、落地，为竞赛的设计与生产制造提供有力的技术支撑。近五年，学院立足区域，与中石油、中石化的当地企业（如中石油第四机械厂、中石油江汉机械工程研究所等）及赛瓦能源公司、法雷奥、美的冰箱工业园等建立长期合作，在竞赛调研期间组织学生到企业交流，为后期的创新设计提供设计思路与素材。竞赛后期聘请企业专家就学生团队遇到的问题进行解答，解决设计方面的诸多问题。随着“双一流”建设的推进，学校选派越来越多的优秀学生到合作企业实习，为学生了解社会需求提供保证，办学思路越来越清晰。

3.4 改革教学方法，以赛促学，促进学生知行合一、融会贯通

伴随教育部国际工程专业认证标准的提出，国内各高等院校均进行有效的人才培养计划的调整与修正，加强对普通本科生通识教育课程的培养，专业课程的培养大纲中逐步强化学生的实践教学，以此促进学生“知行合一”。随着信息化技术的不断更新，高校的教学方法也在与时俱进，不断进行课程讲授、考试方式的变革，实现教师教学信息化、学生学习主动化、交流流畅化，教学方式的调整更好地适应社会的发展，学生的学习兴趣越来越强。除此之外，制定“一课一展”的方法，将课堂所有知识点打通，强化课程考试改革，将上课过程量化，结课时进行线上线下展览，既强化课堂所学，又让学生在自己布展的过程中培养综合组织与表达能力。

长江大学工业设计专业突出设计学科的实践性特点，加大课程设计等实践课程的比例，将竞赛作为理论课程的延伸，鼓励学生与本专业或外专业的学生组成团队参与竞赛，在竞赛与课程挂钩的过程中巩固课堂理论知识。例如，工业设计专业开设专业方向课家电产品原理及构造、家电测试与控制两门课程，除了理论知识和实验操作等部分的讲授，教师组织学生课外组队参加全国大学生工程实训大赛，团队成员涵盖工业设计专业、计算机专业及电子信息专业的学生，将智能分拣、机构设计、外观设计、工程制图、材料成型与加工工艺等知识相结合，将课堂上的理论知识进行多学科的融合与巩固，在实践中验证理论知识的正确性与指导性，做到知行合一、融会贯通。

3.5 加强实验室建设，提升学生对新技术、新工具

的掌握能力

实验室建设是评价学科发展的重要指标之一。工业设计作为一门新兴的交叉性学科，有着独特的前沿性与交叉性。长江大学机械工程学院结合工业设计专业实际情况，加强模型制作实验室、3D打印实验室、逆向工程实验室与虚拟仿真实验室的设备购置与操作培训。课堂引导学生参与实践操作，了解当前行业先进技术，掌握具体操作方法，让学生在学习过程中加深对新工具、新技术及社会发展的认识，在参加学科竞赛中运用掌握的新工具和新方法，为学生日后顺利走上工作岗位打下基础。

4 结束语

创新是国家发展的不竭动力。高校作为人才培育的重要基地和摇篮，更有责任对工科大学生的工程、人文、沟通表达等综合能力进行积极引导，带领学生在学习过程中树立正确的“三观”，培养学生过硬的专业水平和爱国主义情怀及勇于开拓、精益求精的工业设计师精神。创新教学方式为人才培养提供良性的学习桥梁，竞赛的融合为培养学生的实践能力插上更有力的翅膀，两者只有高度结合，才能带动学生积极践行社会主义核心价值观，引导学生静心、创新、不畏艰辛，在接受高等教育过程中乘风破浪，发挥高校这一人才培养基地的战斗堡垒作用。

参考文献

[1] 张朝.中国资本市场发展对产业结构调整的影响研

究[D].北京：中央财经大学，2016.

[2] 张甜，李辉，王旭.基于学科竞赛的大学生创新创业

能力培养研究[J].北京教育（德育），2021（9）：85-88.

[3] 习近平在科学家座谈会上的讲话[N].解放军报，

2020-9-12（2）.

[4] 马力通，李松波，赛华征，等.一流专业建设中工科

大学生创新能力培养的探索与实践[J].化学工程与

装备，2021（9）：294-295，282.

*项目来源：长江大学2020年校级教研项目“新时代工业设计专业课程体系及教学改革研究”（JY2020097）；长江大学2021年“课程思政”示范建设资助项目“设计造型基础Ⅱ”（B2021040）。

作者：龚敏，长江大学机械工程学院，讲师，研究方向为工业设计、工业装备数字化设计（430020）。