新工科建设背景下材料类学科竞赛生态圈构建*

李发国 尹付成 胡义伟 唐明华

湘潭大学材料科学与工程学院 湖南湘潭 410005

1 材料类学科竞赛的育人作用

材料类大学生学科竞赛有着常规教学不可及的特殊的创新教育功能，对活跃校园学术文化氛围，培养学生的问题意识、创新思维和实践能力，激发学生的竞争意识与团队合作精神，培养知识、能力、素质协调发展，具有创新精神和创业能力的高素质人才具有独特的和不可替代的作用。将学科竞赛与理论教学、实践教学、科研创新、产业创新相结合，可以有效激发学生学习兴趣、调动学生的主观能动性、提高学生的创新能力[1-4]。

1.1 材料类学科竞赛有助于培养学生的学科交叉知识体系

目前各专业的课程体系都注重学科交叉知识的融合，培养创新型复合型人才。课程体系注重理论知识构架的完整性，并通过实验和实践环节提升学生的实操能力，但是由于实验项目内容的限定性，实践环节的形式化，学生往往处于被动接受状态，无法保证最终培养目标的达成。

学科竞赛的“短期效应”则能化“被动学习”为“主动学习”，学科竞赛能够让学生树立短期目标，集中精力完成一项可以看得到成果的工作，并且在学科竞赛的全过程中，主动学习相关学科知识，完成一次各学科知识的理论碰撞和学以致用的实践。

1.2 材料类学科竞赛有助于培养学生的多维度创新能力

实施导师制，通过“产、学、研”一体化，调动学生的学习积极性，但对于材料类本科生来说，要真正能够无任何“功利”地完成一项科研课题是非常难以坚持到底的。

学科竞赛的“综合素质要求”则能促进学生沉浸到“产、学、研”一体化培养模式当中。目前越来越多的创新创业类学科竞赛要求学生具备交叉知识、动手能力、科研能力、团队精神等综合素质。比如中国大学生材料热处理创新创业大赛要求学生提供科研作品、热处理工艺规划能力、答辩能力、团队合作能力等，其中科研作品只能出自本科生前期在导师制下所做的科研成果，而热处理工艺规划能力则需要学生对实际生产遇到的复杂工程问题能够给出经济可行的解决方案，答辩能力和团队合作能力则是学生综合素质的体现，整个比赛最终检验的是科研、设计、生产、管理的热处理工程师能力。

2 新工科建设为材料类学科竞赛育人提出新的要求

为培养造就一大批引领未来技术与产业发展的卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力支持和人才保障，2017年2月和4月，教育部在复旦大学和天津大学分别召开了综合性高校和工科优势高校的新工科研讨会，形成了新工科建设的“复旦共识”和“天大行动”。

此举是为了应对新一轮科技革命和产业变革所面临的新机遇、新挑战而提出“新工科理念”：问产业需求建专业，问技术发展改内容，问学校主体推改革，问学生志趣变方法，问内外资源创条件，问国际前沿立标准[5]。在人才培养过程中注重学科交叉融合，打造“金课”培养学生学习兴趣、增强学生的“向学力”，构建实验、实践创新平台着力培养学生创新精神、创业意识和创造能力，面向国家重大需求、面向世界前沿、面向未来提升学生培养标准和质量。

新工科建设既是对人才培养提出了新的总体要求，也是为人才培养中的每一环节提出了更高要求。目前学科竞赛育人，除了继续发挥学科交叉知识体系育人和多维度创新育人之外，依然存在不少问题。

一是创新动力不足。有限的项目、平台资源无法支持最广大的学生参与学科竞赛中来，有限的条件所产生的“短期效应”无法维持学生和指导教师在材料类学科竞赛中做出更多的创新工作。

二是组织制度不完善。以学校为主导的制度改革，依然无法涉及学科竞赛更深层次的组织制度改革，特别是院系教师团队的底层组织，以及各种激励、评价制度的改革。

三是没有激发最广大学生的兴趣。学科竞赛一直被认为是少数派的盛宴，没有起到推动最广大工程师培育的作用，学生参与学科竞赛的目的只是获奖而参赛，没有把提升个人的工程、科研能力作为参赛的目标。

四是竞赛培训平台资源分散。学科竞赛一般是通过共享分散的平台资源来进行赛事培训，无法保证学科竞赛的育人功能以及优异成绩的取得。

因此，有必要按照新工科理念打造新的材料类学科竞赛生态圈：注重创新，完善组织制度，提升学生兴趣、组合平台资源。

3 材料类学科竞赛生态圈构建

根据“新工科六问理念”，充分发挥材料类学科竞赛育人能效，需要构建良好的学科竞赛生态圈。持续注入“创新源泉”面向国家重大需求和技术发展方向牵引竞赛项目作品，以组织制度建设来实现学校主体推改革，以“学生为中心”全方位提升学生志趣，从创新科研平台建设获取内外资源等方面构建有声有色的学科竞赛生态圈。

3.1 构建持续创新源泉

首先，“创新”是材料类学科竞赛的鲜明特征。比如中国大学生材料热处理创新创业大赛获奖作品都是新教育理念的优秀成果。一是每个作品来源于指导教师长期的科研沉淀，前期通过“大学生创新实验项目”汇聚了一批优秀的本科生开展前沿探索，并取得了专利或者公开发表文章的实质成果，这是“创新创业”教育的成功实践；二是每个作品团队成员都必须拿到热处理师证，具有丰富的热处理理论基础和实践经验，这是“新工科教育”的成功实践；三是每个作品团队成员只有精诚合作，发挥各自优势才能确保在长达近半年的赛程中脱颖而出，这体现了“思政教育”在学科竞赛中的融合。

其次，“创新”是学科竞赛获得优异成绩的必然之路。学科竞赛从制度建设到具体实施都需要把“创新”放在第一位，比如实施本科生导师制，以项目带动竞赛，建立多维度联动机制，实行学科竞赛指导教师团队制度，多层次多目标激励学科竞赛参与人员，广泛宣传和发动师生参与学科竞赛，要适时调整，不断创新以适应学科竞赛的发展。

最后，学科竞赛的创新源泉来自“人”的科研创新成果，包括教师科研成果、学生创新创业成果、平台建设项目成果等等。学生利用假期参与教师科研项目，一是培养专业兴趣，二是锻炼科研能力，三是为学业发展加分，四是为学科竞赛做准备。教师科研成果本身就是属于科研创新范畴，具有前瞻性，为材料类学科竞赛提供丰富的作品源泉。学生参与创新创业项目则是在完成自身的科研任务之外又为参加学科竞赛做了充分准备，一举两得。各种本科生平台建设项目（比如实验平台、科研平台、实践平台等）的建设则为学科竞赛提供了物质基础。

如何开好源，让各种项目发挥出更大作用依然存在不少现实问题。一是教师科研项目的进入门槛高，教师科研项目有其自身的目标任务，时间和经费的限制，大部分本科生的时间和科研能力很难满足要求，经常是投入了时间和经费却没有任何收获。二是学生创新创业项目数量和经费少的现实困难，无法支持普遍学生参与到这些项目中来。三是本科生培养平台建设项目存在“共享资源”重复立项，立项不建设，建设不使用，研究生优先使用等情况。使得本科生导师制成为“空话”，大学生创新创业项目质量堪忧，本科生平台建设项目成为“唐僧肉”。

由此可见，要保持良好的材料类学科竞赛生态圈的第一关键因素是构建持续的以“人”为资源的“创新源泉”。“人才”是核心，是真正的思想创新源泉、成果创造源泉、竞赛作品制作源泉。

高效的人力资源来源于教师和学生的创新团队。指导教师团队是学科竞赛的具体实施者，是确保学科竞赛取得良好成绩的直接负责人。建立指导教师团队组织制度一是要实行本科生导师制，实施“学习指导—科研指导—价值引导—就业指导—竞赛指导”一体化的本科生导师制，发动更多优秀老师参与到学科竞赛指导工作中来，集优质教师资源提升学科竞赛的成绩。二是要通过更多的教师发现和培育优质生源，学科成绩优异、热爱科研工作、参与多项学科竞赛的学生往往是优质生源的主力军，而这些学生需要依靠多位教师培育。三是来自不同研究领域或专业领域的教师适应多学科交叉的学科竞赛发展，涉及知识面、思想面、操作性越广泛，学科竞赛越需要建立多学科教师团队。

稳定和持续培育的师资是学科竞赛持续取得优异成绩的重要保障。优秀的指导教师是经过多年的实战锻炼出来的，是具有丰富竞赛经验的教师。但是也要看到，竞赛年年有，教师毕竟随着年龄的增长和岗位职责的改变而无法继续指导学科竞赛，因此在稳定的师资前提下，持续培育新的学科竞赛指导教师显得尤为重要。

首先是“老带新”，通过团队合作在实战中培育师资力量。建立年龄和职称层次合理的教师团队，给予年轻人更多的锻炼机会。资深教师把关选拔环节、报名环节、培训要点、赛事安排。而在赛前选拔、培训过程中的具体事务则由年轻教师操办，在竞赛过程中年轻教师到一线负责赛事联络、准备事项、组织、宣传报道等具体工作。

其次是学术交流，通过“分享会”“专题培训”“报告会”“观摩会”等方式培育新的师资。随着学科竞赛规模的不断扩大，更多竞赛组织、学生培训、作品制作方面的优秀经验需要相互交流。学校应支持各竞赛团队教师参加竞赛官方每年组织的各种交流会议，同时通过多层次的各种交流观摩活动来提升教师的指导水平：一是团队成员的交流，二是校内团队的交流，三是校际团队的交流。

学生分团队组织的优势在于充分展示学科竞赛的学科交叉、全面考核学生能力的要求。参赛学生往往来自不同班级、年级、专业或者学科。许多学科竞赛是团队赛，这必然要求在选拔和培训参赛学生的过程中需要分小组培育。当然也有个人赛，在选拔和培训过程中可以按指导教师分组培育，也可以按照学习小组的方式分组培育。通过分小组培育一是加强学生之间的合作精神培育；二是促进学生之间的文化交流；三是引入小组之间和小组内部的竞争淘汰机制，确保从普选到培训再到优选的全过程“热度”；四是与学习、科研小组培养机制相对接，实现“因材施教、分类指导”的教学理念通过成员相对稳定的学习小组、科研小组、竞赛小组得以“一脉相承”地体现。

3.2 组织制度建设促改革

新工科理念之一“学校主体推改革”，发挥学校的改革主体作用的先决条件是做好组织制度建设，尤其是要为良好的学科竞赛生态圈构建提供完善的组织机构和健全的制度机制做保障。

3.2.1 确立“校—院—系（学科）”三级管理组织制度

学校负责制定学科竞赛的管理办法，规定各类学科竞赛等级分类，负责对学科竞赛活动进行指导、监督、检查、评估，负责学科竞赛专项经费管理，负责学科竞赛奖励举措的管理，各种配套制度的制定。学院则负责具体学科竞赛的组织与实施，包括学院层面的学科竞赛实施办法和相关配套制定的制定，学科竞赛宣传发动，学科竞赛平台建设，具体的学科竞赛组织实施，学科竞赛负责人指派，学科竞赛教师团队建设，学科经费使用管理等等。系（学科）则是落实学科竞赛各事项顺利进行的机构，包括组织学科竞赛各项事宜，组建学科竞赛教师团队，发动、宣传、挑选学科竞赛选手，负责学科竞赛经费开支等等。

3.2.2 构建多层次激励制度

构建持续创新的源泉，需要相应的激励制度呵护。构建面向学生、教师、职能部门的多层次激励制度是学科竞赛活动持续开展的内在动力。学科竞赛是人才培养的重要一环，最大的受益者只能是学生。争取广泛的学生积极参与学科竞赛是开展学科竞赛的第一要务。而发动组织优秀的教师参与学科竞赛指导工作则是推动学科竞赛持续发展的源泉，每届学科竞赛的学生不同，但是指导教师队伍则要求相对稳定，这就必须考虑指导教师的激励制度。学科竞赛职能部门是竞赛的上层领导者、组织者和政策制定者，给予相关职能部门一定的绩效激励有利于工作的可持续开展。

首先是面向学生的激励制度。学科竞赛除了赛事带来的荣誉和物质奖励外，现阶段面向学生的最大激励制度就是与保研挂钩，大部分高校，在保研资格评选中应用了以下标准：前三年学分成绩70%+加分项30%（外语等级成绩，须通过英语四级+科研成果分+社会贡献分+竞赛分+面试），甚至对于高等级的学科竞赛，则直接获得保研资格。与创新创业课程挂钩，参与学科竞赛的成绩作为课程期评成绩的一部分，纳入评奖评优加分项，成为考核学生全面发展的参考之一。

其次是面向教师的激励制度。教师指导学生学科竞赛记入教学工作量，纳入绩效考核体系，取得突出成绩的给予表彰。在评职称方面，将指导学科竞赛获得高级别奖项作为教学晋升通道的指标之一。在评奖评优中，指导学科竞赛获奖作为重要指标点。在人才工程评选中，指导学科竞赛获奖作为教学能力指标之一。在创新创业项目和教改项目中，设置与学科竞赛相关的板块，向长期指导学科竞赛获得优异成绩的教师倾斜。

最后是面向职能部门的激励制度。职能部门涉及“学校—学院—系（专业）”三级管理部门。把学科竞赛获奖情况作为考核职能部门管理人员绩效的指标之一，并对成绩优异的部门给予荣誉和物质上的奖励。同时，学科竞赛获奖情况作为职能部门管理人员晋升的加分项，让职能部门人员管理、发动、组织、评估学科竞赛更有激情。

3.2.3 建立“评—建”相结合的持续改进制度

对学科竞赛的各项制度执行情况，特别是要设立专门的管理部门对学科竞赛的投入产出做出公正、准确的绩效评估。对于评估的结果，一是要及时反馈给学科竞赛教师团队负责人。学科竞赛教师团队做出相应的改革和建设，持续改进，把各项工作落到实处，让参赛学生受益，让指导教师受益，从而形成良性的循环发展态势。二是要作为教师晋升，学生获奖的主要条件项，评的是成果，建的是人才。三是要作为相关管理部门业绩的主要参考点之一，让做实事的部门出彩。

3.3 全方位提升学生志趣

新工科人才培养最终落实到“以学生为中心”，同时也是工程教育专业认证的核心思想。学生既是参与竞赛的主体，又是竞赛的最大受益者。在学科竞赛过程中注重学生的理论联系实际、工程素养培养、道德情操的培养。

目前某些材料类学科竞赛在选拔人才方面一是存在“定位不准”，认为学科竞赛是“精英之精英”教育路线。材料类学科竞赛关注的是学生的动手能力和基础知识，并非锻造“最强大脑”，适合普遍学生的参与。再就是存在“无计划性”，学科竞赛脱离教学体系。教学与学科竞赛是两条不相交的平行线，甚至不少学生参加学科竞赛影响了主业学习，得不偿失。产生的原因就是学生没有计划，教师也没有计划，完全处于“放任自流”状态。另外还存在“突击性”，主要通过校级比赛来海选，比如金相类比赛，到了比赛季先弄一次校级比赛，再经过多轮筛选，最终确定比赛选手。很多低年级的学生尽管热心参与，但是苦于未曾进入实验室学习磨金相，只能“当分母”。挑选出的学生在多轮筛选过程中，尽管实行的是培训与竞选相结合来培养出优秀的选手，但是时间紧，无法完全考查出学生的技能和心理素质水平，学生也无法通过金相类比赛获得工程能力的提升，仅仅是为了比赛而比赛。

针对这些问题，学校、学院、教师多主体站在学生的角度，感知学生需求，引导学生有计划、有步骤、有能力参与到学科竞赛中来。一是实施和发挥本科生导师制在学习、科研、实践、竞赛中的作用。将专业学习、科研训练、实践创新与学科竞赛统一成一个整体，在专业学习、科研创新中培养材料类学科竞赛所具备的专业知识、动手能力、科研作品。有计划、有步骤地参与各项材料类学科竞赛。二是发挥专业教师引导作用。专业课程内容与学科竞赛往往存在相关联性，比如中国大学生材料热处理创新创业大赛（以下简称热处理大赛）与热处理原理这门课就密切相关，作为该专业课程的教师自然需要担负起引导学生为热处理大赛做准备的任务。专业课教师在“课程思政”中纳入材料类学科竞赛的相关话题，激发学生参与竞赛的兴趣。三是开展学科竞赛课程辅导。在专业课程之外，比如文化素质教育课课程体系中设置一些具有职业技能培训性质的学科竞赛辅导课程，学生既能考取职业技能资格证书，又能参与到学科竞赛中，可谓“学分、证书、竞赛”三全其美。

3.4 科研创新平台建设

新工科的“问内外资源创条件”理念最佳实现路径就是构建连接内外资源的科研创新平台。学科竞赛具有显著的实践性，稳定的科研创新平台是深入开展大学生学科竞赛的重要支撑条件。科研创新平台建设的目的就是要把现有的各种科研工作站、工程技术平台、实验室、企业创新基地等实体平台组合成一个融合交叉的新平台，充分发挥各种资源优势为育人服务。

首先要组建科研创新平台管理团队，组织协调各实体平台之间的事务。建立以院领导带头，系主任挑梁，实验人员为辅的管理团队，组织协调各项事务，确保科研创新平台建起来、用起来、活起来。

其次要打破实体平台间的“藩篱”，建立师资、设备、资金的共享机制。大力发展各实体平台的教师进入学科竞赛教师团队中来，为学科竞赛注入优质师资；建立各实体平台设备共享机制，为学科竞赛提供先进的科学仪器，做出优秀的作品；同时划出专项资金用于学科竞赛科研。

再次要为学科竞赛活动开辟出绿色通道，满足学科竞赛对时效性的要求。学科竞赛从报名参赛到正式比赛一般只有半个学期时间，学生也只能利用课余时间参与学科竞赛的培训，实验平台除了承担本科生课程实验，还要承担研究生科研、本科生毕业论文等常规教学科研活动，能够给予学科竞赛的时间非常少。加之材料类学科竞赛需要有前期的科研成果作为参赛作品，或者前期实验室操作经验作为参赛技能，故需要在中长期时间内进行强化训练，可以说是时间紧、任务重。通过组建学科竞赛工作室、仪器优先预约通道、预留集训时间单元等方式为学科竞赛活动开辟出绿色通道，充分利用实验平台仪器、学生课余时间、指导教师时间，做到天时地利与人和。

最后把科研创新平台中的项目与学科竞赛紧密联系起来，做到“产学研用赛”一体化。培育创新项目，吸引广大本科生参与并以此为基础做出材料类学科竞赛项目作品本身就是“一举两得”的事情，既符合新工科的育人理念，又满足了材料类学科竞赛优秀项目作品的要求。一是实施本科生导师制，鼓励有科研项目的教师主动吸纳大学生参与科学研究。二是增加大学生创新创业项目的立项数，满足更多的本科生参与到大学生创新实验项目中来的愿望。三是学校组织学科竞赛改革专题研究项目，鼓励学科竞赛经验丰富的教师积极投身专题研究，总结出更多的实战经验，形成一套人才培育的理论。总之，大学生在科研项目的研究过程中自然而然地形成“项目孕育竞赛”的持续育人效果。随着创新创业教育的发展，目前已经建立起国家级、省级、校级大学生创新创业项目制度。科研创新平台建设为这些项目提供服务的同时也为学科竞赛提供支持，为学科竞赛和创新创业项目之间架起一座桥梁。

4 结束语

新工科建设背景下，构建材料类学科竞赛生态圈要牢牢抓住“六问”理念，结合学校实际情况和材料类学科竞赛项目的特点，把握 “创新”是主线，“人”（包括学生和指导教师）是核心主体，“项目、平台”（包括各种科研项目和实验实践平台）是两翼，组织制度是动力保障，做出相应的规划。