教育数字化转型背景下新工科实验竞赛实施路径

陈浪城， 杨月榕， 林烈青， 于 敏， 方岩雄

（广东工业大学a.网络信息与现代教育技术中心；b.法学院，广州 510520；c.实验室与设备管理处，广州 510006）

0 引言

党的二十大报告对“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”作出了重大部署，习近平总书记也多次强调要将教育数字化转型作为国家发展的战略制高点，以教育数字化转型推动教育高质量发展，以教育数字化转型引领中国式教育现代化［1-3］。袁振国教授指出教育数字化是通过人、依靠人、为了人，以是否促进了人的发展为衡量标准，当前教育数字化转型的重点任务之一便是创新教育场景［4］，即教育数字化转型是依托人工智能、大数据、云计算、区块链等数字技术，深入分析挖掘教育教学大数据，实现教育教学的主体多元化、方式科学化、流程可视化、决策精准化，促进我国教育高质量发展。

新工科建设在全国高校如火如荼进行，其核心理念，就是按未来“新业态”要求重构现在的工科课程体系，让课程体系回归工程范式的本源，突出现代工程专业实践环节［5-6］。新工科建设探索了多学科交叉融合的工程教育人才培养体系，开拓了工程教育改革的新路径，必将对我国高等教育产生深远影响。新工科建设推动高校学科布局、专业设置、课程建设、实验室建设与管理产生重大改革，对学生的工程素养以及跨学科综合能力要求不断提升，不仅要求学生具有良好的专业技能，还要求学生具有人文素养、工程素养以及设计复杂工艺、解决复杂工程的能力。

1 新工科实验竞赛产生背景及发展困境

2023年3月，中国高等教育学会高校竞赛评估与管理体系研究工作组发布全国普通高校大学生竞赛排行榜，对近5年来我国各高校在国家级竞赛项目上的获奖情况进行了统计，这表明高校学科竞赛的举办模式、体系、实施效果已经引起国家层面的高度重视，并产生了深远影响。大学生学科竞赛作为创新型人才培养的一条有效途径，有常规理论及实验教学不可及的创新教育功能，对培养学生创新思维、实践能力、综合素质具有不可替代的作用。因此，大力开展学科竞赛，健全学科竞赛制度，完善学科竞赛体系，对培养实践型、创新型人才具有重要意义［7-8］。

1.1 产生背景

2004年我校进驻广州大学城以来，学校招生规模每年扩至1 万多人。大规模扩招后人才培养特别是实验教学遇到前所未有的困境，尤为突出的：①教育同质化问题，同一专业培养往往实行单一模式，培养的学生千人一面；②创新实验资源不足，仅靠校内资源难以满足适应社会需求的多样性人才培养；③实验教学组织形式单一，实验教学质量难于保证，学生实践创新能力难于适应社会需求。为此，学校提出了以开展实验竞赛为抓手，提高学生实践动手能力、促进实验教学改革、完善人才培养机制的思路，由此实验竞赛应运而生。竞赛从2006年（第一届）开始，每年设置20 多个项目，涉及全校所有理工科专业（见表1），每年参赛人数超过5 000 人次，是全校学生实验技能的一次大比武、大练兵。

表1 广东工业大学新工科实验竞赛科目、项目

1.2 发展困境

数字化转型背景下，实验教学改革要与人才培养目标相适应，高校新工科实验教学改革刻不容缓。新工科实验竞赛要适应实验教学改革的需求，竞赛的科学设置可以作为实验教学改革的突破口。

（1）竞赛的目标和定位还需进一步理顺。目前高校学科竞赛种类繁多，仅以“互联网+”“挑战杯”为引领的上榜的国赛就有84 项，各行业、各部门也有不同的针对学生的竞赛项目，新工科实验竞赛项目如何突出自身特色，打造品牌，形成长效保障机制，是竞赛面临的首要问题。新工科实验竞赛的目标是培养学生的实践创新能力，考核的是“综合技能”训练。核心应包括两个方面：一是竞赛内容体现实验的“综合性、设计性”，竞赛内容涉及不同学科知识点；二是突出现场“技能”竞技，竞赛现场加工环节必不可少。这两者是实验竞赛区别于其他学科竞赛的显著特征，缺一不可。

新工科实验竞赛的定位与实验教学密切相关，由于历史原因，实验教学长期以来处于从属地位，实验课时比重小，隶属于理论课。实验教学存在设计路径不清晰、体系薄弱、归口管理纠缠不清等问题，导致学生动手能力差、跨学科文化交流少、综合实践能力弱，严重制约了学生创新能力的提升，这与新时代国家对复合型创新型人才培养的期望严重不符。目前，高校教务部门设置实践教学科，其主要职责是负责课程设计、毕业设计、实习以及各类大学生创新创业项目，即各专业培养方案（教学计划）的后半部分和“实践环节”，而实验教学贯穿于学生学习生涯的全过程，属于“课内教学”的一部分，不能等同于“实践教学”。实验教学因为受实验环境、实验条件的制约和影响，其实验开出率、开出质量参差不齐。笔者认为，如果将人才培养比喻成一棵大树的成长，实验教学就是“树根”，是基础，只有“树根”营养充分，才能长成参天大树。因此，在数字化转型背景下，厘清新工科实验竞赛的目标，重新定位新工科实验竞赛的作用和地位，先从实验教学改革入手，提高实验教学的地位和作用是当务之急。

（2）竞赛的资源和要素还需进一步整合。教育数字化转型背景下，重构全新教育生态，教育生态系统的主体要素包括教育管理部门、科研机构、学校、企业、教师及学生等，要实现资源和要素的整合和充分融合。由于实验教学在时间上、场地上、手段上受到客观条件的限制，要达到各专业的培养目标，还需与实践性教学环节紧密结合。因此要处理好“实验教学”与“实践教学”的关系，“实验环节”和“实践环节”两手都要抓，两手都要硬，两者更要有机统一、有效衔接。在竞赛的资源配置和要素设计上，要充分考虑竞赛项目“源于实验而高于实验”，考虑与校内外资源平台的充分对接。

竞赛预期成果是将竞赛项目固化，将竞赛内容转化成所有学生都能受益和训练的教学实验项目。因此，竞赛是一项复杂的系统工程，需要设计一套科学的运行机制，最终将竞赛成果落地生根，为人才培养服务。实验竞赛由实验室管理部门负责，是基于提高实验室利用率和实验室开放共享出发；竞赛能检验实验教学质量和水平，对实验教学改革具有积极推动作用，并为多年实践所证明［9-10］。但遗憾的是每年竞赛完缺少科学总结和凝练，对竞赛中反映的实验教学问题没有提出科学的解决方案，也没有将优秀的竞赛项目转化成实验教学大纲内容。因此，如何建立实验竞赛与实验教学之间的联动和反哺机制，实现彼此资源要素之间的有效共享，是急需解决的问题。

（3）竞赛的内容和模式还需进一步改革。教育数字化转型背景下，学生学习的时间和空间无限扩展，泛在学习、终身学习、社区学习等学习理念逐渐普及，在线学习、混合式教学、虚拟仿真实验等学习方式和手段的开展以及MOOC、SPOC 等教学平台的不断应用，彻底改变学生的学习习惯和教师的授课方式，必将带来实验教学模式的系统性变革。当前，实验教学从以“教师为中心”向以“学生为中心”转变，新工科实验竞赛同样要树立以“教师为主导、学生为主体”的理念。从竞赛内容、模式和组织效果来看，与新工科建设要求还有差距。首先，竞赛内容、方式、标准单一，竞赛项目大部分来源于实验教学大纲，多为验证性的普通实验项目，各竞赛子项目之间缺少必要的联系，学科间知识点交叉融合少。其次，竞赛模式相对固定，以现场加工、即时竞赛为主，没有设置赛前设计加工环节，没有答辩展示环节，没有实行线上线下相结合的竞赛模式。再次，各组织单位对竞赛的认识和重视程度的差异，导致竞赛项目设计质量参差不齐、竞赛效果存在差异，进而影响竞赛质量。有些学院没有系统考虑内部资源的整合以及竞赛前后对接、优化提升的问题；有些项目设计过于死板，内容一成不变或更新缓慢，一套竞赛方案使用多年；有些项目的组织单位过于被动，应付了事。

为了使新工科实验竞赛能够更好跟其他学科竞赛进行无缝对接，要求项目内容设计具有前瞻性和动态性，竞赛模式具有灵活性和多样性。除了考核现场加工技能，还需考核学生的设计能力（设计图纸）、文字处理能力（设计报告）、表达能力（现场答辩），单一工种的训练显然不能达到新工科建设要求。同时，竞赛内容也要与时俱进，要与物联网、虚拟现实、大数据、人工智能、区块链等学科前沿技术相结合，紧密对接产业和市场需求。因此，竞赛内容和模式急需改进和优化。

2 新工科实验竞赛路径设计

2.1 健全竞赛设计机制

CDIO是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典的查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院等高校，共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系，强调以完成竞赛项目的形式通过“构思（Conceive）—设计（Design）—实施（Implement）—运作（Operate）”这一周期性过程来培养大学生卓越工程能力和综合素质。从2011年起，广东工业大学基于CDIO 理念设计竞赛项目，改革竞赛模式，优化竞赛内容。结合教育数字化转型要求，竞赛方式采用分散训练（加工）与集中展示（答辩）相结合、虚与实相结合的形式进行，项目设置注重竞赛内容之间的关联，将知识点单一的竞赛项目整合优化成综合能力训练项目，体现“综合技能”和“学科交叉”。坚持项目驱动，以产品设计为对象，加强项目生命周期管理，强化赛前申报评估、赛中质量监控、赛后总结评优。竞赛目的、规则、方案标准等内容都集中体现CDIO理念，如图1 所示。

（1）坚持目标导向。竞赛主题为“设计、制作一种产品”，在设计、制作加工中需用到不同学科知识。组委会提前半年在竞赛网站公布竞赛方案，包括竞赛主题、命题要求、竞赛方式、评分的标准和规则等，学生有充足的时间组队和参与产品设计、加工，体现团队思维、合作思维和新工科思维。例如改革前“A 机械加工科目”包含3 个竞赛小项目：A1 车工、A2 数控、A3钳工，每个竞赛项目之间没有必要的联系，属于单一工种的技能训练。项目整合优化后成为设计、制作一种产品（如惯性避障小车），在产品加工制作中需要用到包括数控、车床、钳工等综合的机械加工技术，涉及机械加工设计、3D 打印以及电子工艺焊接等多种学科知识。

（2）强化产品设计。根据竞赛目标和主题在实验室完成产品的设计和制作，包括工艺、流程、图纸设计，突出设计能力。竞赛考核的不单是技能训练，更多的是综合设计能力，要求学生进行前期市场调研，进行成本核算，提前预习，赛前线上提交预习和设计报告，强化学生的工程素养和自主学习能力。例如，广东省工科大学生综合实验技能竞赛“智能机器人的设计和制作”项目的设计、加工制作环节均在赛前分散在各校完成。这种竞赛方式更能满足学生创新实验的要求，鼓励学生多进实验室，利用实验室资源进行创新，增强学生参与竞赛的积极性和自主性，有效推广了实验室文化，探索了全天候实验室开放运行机制以及学生实验室自主学习机制。

（3）突出现场制作。竞赛设计了现场加工和组装环节，要求学生现场加工、制作、组装和调试，甚至将不同的竞赛项目关联和集成，并提交实验记录和报告。例如广东省工科大学生综合实验技能竞赛的机器人投篮赛分两个赛项：“机械制图及3D设计与制作”及“机器人投篮场地赛”，两个赛项既相互独立，又相互关联。第1 轮比赛两个赛项相互独立，分别进行，进入第2 轮比赛时需要将两个赛项进行集成，各参赛队将第一轮赛项制作的零件替换原机器人上的对应零部件，进行第二轮的现场竞赛。现场竞赛考核学生现场加工能力、实验操作习惯、团队合作精神、协同作战的能力以及心理素质。

（4）完善作品展示。现场制作、组装、集成完成后，再对作品进行调试、模拟、控制和集中进行包装和输出，进行最后的答辩展示，PPT 汇报产品的设计思路、工艺流程、成本核算、创新思维。考核的是现场展示的能力、口头表达能力、随机应变能力、团队合作能力。

2.2 健全竞赛育人机制

在教育数字化转型背景下组织和举办实验竞赛，要树立数字化思维，以培养学生数字素养和能力为抓手，始终坚持以“实践育人”为导向，坚持赛前、赛中、赛后的全过程育人思维，在同质化竞赛中独树一帜，突出竞赛特色和优势。

（1）强调目标契合。高校的首要任务和中心工作是育人，所有的工作开展都要围绕人才培养。根据学生培养目标，按照理论教学与实验教学整体设计，系统地构筑独立的实验教学内容体系，从传授知识向培养知识加工能力、独立分析问题和解决问题的能力、动手能力和创新能力转变。因此要将竞赛目标与人才培养目标高度契合，将竞赛的最终落脚点放在实践育人上面。

（2）坚持三全育人。要坚持全员全过程全方位育人，充分利用数字化手段和现代教育技术，在竞赛组织、方案制定顶层设计中体现“全局育人”观，即竞赛的各参与方：教育部门、企业、学校、教师、学生都要围绕育人主题，培育竞赛的育人生态。学生通过参与竞赛实践活动，在“创新意识”“实践意识”“学习意识”“团队意识”“安全意识”“网络意识”等方面都有所提升，这是实践育人、文化育人、网络育人的力量，是理论教学、课堂教学不能及的育人功能［11-12］。

（3）融入育人体系。竞赛与学校育人体系融为一体，成为学校的育人战略工程和教学质量提升工程的一部分，让竞赛的组织部门有学校政策的持续支持，让竞赛的组织者和参与者更有成就感、获得感。实验竞赛项目作为“实践育人”模块纳入学校“大德育工程”项目，竞赛的效果纳入“大德育工程”项目考核。竞赛体系与人才培养体系对接，在人才培养方案制定中，将竞赛内容纳入实践环节。对参与竞赛的学生进行实践学分认定，竞赛的项目纳入实验教学资源体系。

（4）打破育人边界。打破传统实验教学的边界，如专业内外界限、课内外界限，学期与假期界限，学校与社会界限。数字化转型突破竞赛的时间和空间限制，打破了学习、平台的边界，建设校外协同育人平台，探索校企合作实践育人路径。学校主动对接企业，将合作企业作为校外实践实训教学基地。合作企业全程参与人才培养，包括协助学校制定教学计划、设置课程体系等，使学生能早日走出“象牙塔”，与社会充分接轨。

2.3 健全竞赛保障机制

教育数字化转型背景下，教师和学生的角色发生重大改变，教师从授课者变成学生学习的指导者，学生从被动接受知识者变成自主学习和探究创新者。教师作为实验教学改革的主导者，组织竞赛费时费力，教学工作量难于计算，体现不了劳动价值［13-14］。而学生是实验教学改革的实践者，要引导学生积极参与实验教学改革，创造良好的实验教学环境。

（1）坚持学生主体原则。要坚持教师为主导、学生为主体的实验教学原则，一方面，实验教学活动是教师不断进行创新性教学、学生不断进行创新性学习的过程，实验教学目的和效果能否实现，取决于教师的主导性、创新性和在实验教学活动中发挥的水平；另一方面，学生要取得良好的学习效果，必须充分发挥自己的主动性，进行自主性、创造性的学习，具体表现为学生学习的主动性、独立性、自律性、创造性。教育数字化转型背景下，充分发挥学习平台的开放性、学习空间的自由性、资源获取的便利性，充分发挥教师作为指导者、引导者的作用，调动教师参与竞赛和实验教学改革的积极性，充分保障学生自主学习的良好环境。

（2）巩固实验竞赛成果。竞赛涉及多学科知识点，大部分的竞赛项目都是综合性或设计性实验项目，是经过实践检验的最优质实验教学资源。需重构课程体系，将成熟的竞赛项目转化成课内教学内容，固化成实验教学项目，并根据竞赛内容动态调整，反哺实验教学。例如，“污水净化处理”项目和“牙膏中的氟化物测定”项目与生活息息相关，学生参与度高，经过几年实践已经比较成熟可行，完全可将这两个项目内容列入实验教学大纲，拓宽竞赛的受益面。

（3）强化竞赛组织保障。学校成立“实验综合技能竞赛组织委员会”，落实各部门职责分工，增加组织保障。竞赛管理实行项目组负责制，设立竞赛项目组，具体负责各个项目的命题、竞赛组织、成绩评定、异议处理等工作，并聘请专家监督、评审和仲裁，保证竞赛的公开公平公正。充分利用数字化手段，开发竞赛专题网站，在竞赛报名、宣传、培训、竞赛测评等环节充分应用。组建学生志愿者队伍，负责宣传、报名组织和协助竞赛组织等工作。同时，形成多部门协同作战机制，实验室与设备管理处、教务处、团委、宣传部、保卫处、网络中心、创新创业学院、实验教学部及各学院通力合作。

（4）加大竞赛激励措施。竞赛激励措施包括学生竞赛学分认定、设立指导教师奖励、教学工作量认定等，学校下拨竞赛保障经费，每年下拨30 万专项经费支持20 多项的校级实验竞赛，设置学生团队奖、优秀指导教师奖、优秀组织奖和优秀竞赛项目奖等。同时制定《广东工业大学教学奖励办法》《广东工业大学学生创新创业实践保障和激励办法》《广东工业大学大学生创新创业竞赛级别分类办法》等相关规章制度，激励师生参与各类大学生创新创业项目和学科竞赛，鼓励教师从事实验教学改革，对积极参与实验教学项目建设的老师给予工作量认定和奖励。

3 新工科实验竞赛体系构建

教育数字化转型背景下，要以更高的视角、全局的视野审视探讨新工科实验竞赛体系构建，下面分别从平台培育、资源整合、学科交融和实践育人四个维度进行阐述，以推动新工科实验教学改革与人才培养模式转变，如图2 所示。

3.1 以平台培育为基础，打造竞赛项目培育生态链

按照“以赛促教、以赛促学、以赛促创、以赛促业”的指导思想，以竞赛的方法检验实验教学质量及实践创新成果，促进综合实践能力提升。

（1）固化竞赛形式。学校将每年5月定为“实验竞赛月”，举办校级学生实验竞赛，同时邀请广州大学城周边及省内高校学生参加。竞赛以项目组的形式由各学院承办，充分调动各学院、各项目组的积极性，减少校级主管部门的办赛压力，主管部门集中精力进行竞赛顶层设计。每年的10 ～11月举办广东省工科大学生实验综合技能竞赛，由教育厅统一发文举办。学校负责方案设计，提供竞赛资源、组织保障竞赛。将竞赛层次、形式固化后，能形成良好的竞赛氛围和经验传承，有利于组织工作的开展。

（2）设计竞赛类型。按照不同学科、专业和年级分层次设计各种竞赛类型，增加竞赛的选择性和自主性，为学生提供个性化和差异化的竞赛项目。根据实验类型分成基础实验竞赛、专业基础实验竞赛和专业实验竞赛；根据实验内容分成单一技能训练型和综合设计实验型；根据实验形式分成现场竞技型和设计展示型。项目的选拔由学校公开征集，各学院申报，再由专家论证，获得批准的竞赛项目由学校发文确定。

（3）构建分级平台。构建“院级-校级-校际-省级”层次化竞赛平台，将院级学生科技活动项目纳入竞赛培育项目，培育成校级竞赛项目（前孵）。在校赛基础上，将深受学生欢迎的项目培育成校际竞赛项目（初孵）。最后，将受益面广，参赛学校众多的竞赛项目，继续优化和提升，培育成广东省工科大学生综合实验技能竞赛项目（深孵），打造项目培育生态链。例如J工程制图及计算机绘图科目，分成机械类（J1）和建筑类（J2）两个竞赛项目，项目来源于机电工程学院和土木交通工程学院团委学术科技节活动项目，分散在机电和土木两个学院（两个方向），项目组将两个项目优化、整合，由两个学院共同承办，初赛由两个学院团委负责，选拔优秀的队伍参与校级竞赛，院级和校级竞赛有效衔接。经过多年的培育，校赛项目中90%以上的项目都有外校学生参与，并有多个竞赛项目具备省赛水平，为每年的广东省工科大学生综合实验技能竞赛输送了丰富的竞赛资源。

3.2 以资源整合为抓手，建设校内外实践教学平台

教育数字化转型背景下平台更加开放，资源获取更加便利，建设校内外一体化的实践教学平台，要积极利用5G+、物联网、大数据、人工智能、区块链等前沿技术，有效利用校内外实验教学资源为竞赛服务，开展校内外协同育人。

（1）整合校内实验资源。对校内实验资源进行重新配置和全面优化，以开放共享、提高效率为原则，改变以往按照专业、课程单一设置实验室的格局，形成公共基础实验中心、专业基础实验中心和专业实验中心“三个层面一体化”的实验室管理体系，以及全天候实验室开放运行机制。

（2）挖掘校外优质资源。多渠道深度挖掘、有效组织政府、企业、市场、校友等各种优质资源，运用校校合作、校企合作、校院合作等多种方式，本着“育人优先、产学融合、多赢共享”的原则，与校外企业充分对接。学校产学研合作覆盖全省21 个地市，已与全省16 个高新区和近2／3 的专业镇开展合作，与全省20多个地区建立了战略合作关系，服务企业超过5 000家。校外优质资源为实验竞赛及实验教学的开展注入了市场活力，与产业深度融合使得竞赛内容更加“接地气”。

（3）构建多维教学平台。利用数字化技术，建设校内实践教学平台，建设智慧学习空间，大力开展虚拟仿真实验项目建设和在线教学平台建设。构建“校外实习基地-校企联合实验室-协同创新平台”多维校外实践教学平台体系，支撑各专业的实践教学，为竞赛共享了优质校外平台，也为人才培养与社会需求的接轨打开了窗口。

（4）拓宽协同育人空间。学校先后与佛山、东莞、河源、惠州、肇庆等政府合作共建了六大协同创新平台，拓宽竞赛平台和协同育人空间，平台坚持“三延伸”建设原则，即向上延伸到集聚国际高端学术资源与高层次人才；向下延伸到瞄准广东产业转型的重大需求，联合企业攻关；向内延伸到整合多学科创新资源，并注重将社会责任、企业文化要素融入育人全过程。

3.3 以学科融合为手段，培育跨学科多元实验室文化

多学科交叉融合是新工科建设的一个显著特征，是指由两门及以上的学科通过相互渗透并融合而形成的一种新的综合学科体系［15］，利用信息化技术坚持融合创新、系统推进，多学科交叉融合显得更加便利。竞赛以多学科交叉融合为手段，培养学生跨学科文化交流的能力，培育跨学科多元实验室文化。跨学科多元实验室文化主要包括多学科实验内容、组队方式、师资队伍、仪器设备及学科文化交流。

（1）竞赛内容跨学科。竞赛考核知识点涵盖跨学科知识，注重通识、艺术与理工科、人文社科交叉融合，实验类型由验证性、普通型实验向综合性、设计型、探索型实验转变。例如竞赛项目“物料分拣机器人的设计与制作”内容涉及机械加工、电工电子、自动控制、计算机、信号检测、工业设计等多学科交叉知识点。

（2）组队方式跨学科。鼓励团队成员来自不同学科，鼓励跨学院、跨专业组队。跨学科、专业的组队模式更灵活，团队成员具有不同的专业背景和思维方式，各有所长，竞赛的时候各自负责熟悉的领域，分工明确。例如“惯性避障小车的设计与制作”项目团队由3人组成，一位同学负责电子设计；一位同学负责机械加工；一位同学负责3D打印。

（3）师资队伍跨学科。跟参赛团队的组队模式相对应，鼓励跨学科、专业的教师对团队进行指导。跨学科的竞赛项目，通常都有2 个或以上不同学科背景的指导老师，学生接受来自不同学科老师的熏陶，指导会更有针对性，指导得更丰富和全面。

（4）仪器设备跨学科。参与竞赛的学生，要分别到不同学科的实验室和实验环境进行训练，使用不同学科的仪器设备，接触不同学科的实验资源。实验环境和条件的改变将训练学生的适应能力，训练学生的跨学科意识和思维，更能激发学生的创造力。

（5）文化交流跨学科。竞赛过程需要跨学科的文化交流，不同学科背景的成员在一起训练和交流，必然产生思想文化上的交叉碰撞，无论是在竞赛的设计阶段还是在加工、组装、测试阶段，都需要团队各学科成员的充分沟通和交流。

3.4 以实践育人为目标，培养学生创新创业能力

“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”。创新的关键在人才，实验教学在创新型人才的培养中起到关键作用。学校将新工科实验竞赛纳入人才培养体系，使创新创业教育贯穿到整个实验教学过程中去，培养学生的创新创业能力、综合技能、解决实际问题（复杂工程）的能力、工匠精神、工程伦理、团队合作精神、数字素养等，这正是新工科建设对人才培养的要求。

（1）提升科研能力。竞赛以解决实际问题为导向，通过竞赛可以将学生的科研能力与实际问题有效结合，通过参赛作品展示自己的科研能力，通过竞赛展示科研的层次和水平，激发学生创新创业的兴趣，而兴趣是研究创新创业的基础。

（2）强调团队合作。竞赛规定了参赛方式必须是以团队方式参赛，不能以个人名义报名参赛，目的是培养学生的团队合作精神。在现场加工、装配、调试、答辩展示环节中，每个成员既有明确的分工，又需要通力合作，不同学科背景的人合力完成一件作品，需要打破专业、学科壁垒，进行有效的沟通，这需要良好的团队合作精神和沟通能力。

（3）培养实验习惯。竞赛要求参赛学生提前提交“预习和设计报告”和详细的实验记录，参赛作品在本校完成，需要长时间的进入实验室进行设计、加工，要求学生具备良好的实验操作规范和科学严谨的工程素养。同时，虚拟实验、仿真技术的推广，线上线下学习共存、共生、共促进，旨在培养学生良好实验习惯和学习兴趣。

（4）强化安全意识。学生频繁进入不同学科实验室进行操作和训练，感受不同学科实验室安全氛围，接受不同学科实验室安全教育，能培养学生跨学科的工程视野和良好的实验室安全意识及习惯。同时，学生进行网络在线学习，还要具备良好的网络安全意识和数字素养。

（5）提升自我管理。团队成员要完成竞赛作品需要进行大量的文件查阅、分析处理，长时间进行线上线下自主学习，充分利用信息技术提供的个性化、精准的学习辅导和数据，要求学生要有良好的学习习惯和自我管理能力，为学生终身学习、个性化学习打下坚实的基础，培养终身学习的习惯。

4 结语

当前的教育方式已经从应试教育向素质教育转变，专业设置从过细、过窄向宽口径、厚基础的跨学科、大类培养转变，人才培养观念从单一专业型向复合型、创新型转变。新工科实验竞赛作为新工科实验教学改革的突破口，将为教育数字化转型背景下新工科人才培养提供了一条可行的实施路径。新工科实验竞赛体系构建是一项复杂的系统工程，要与时俱进，多头并举，重构竞赛体系，最终为本科教学和人才培养服务。