陳重學(xué)，徐 飛，杜富瀅，曾玉彬

（武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院 湖北 武漢 430072）

黨的十八大以來(lái)，我國(guó)把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，全面實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。日前，全球創(chuàng)新指數(shù)的排名[1]顯示中國(guó)從2012年的第34位上升到2021年的第12位，昭示著我國(guó)已邁入創(chuàng)新型國(guó)家行列。然而，近幾年大型精密儀器、芯片、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等系列“卡脖子”技術(shù)困境[2]警示我們必須要提升制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)。新型工程人才是推動(dòng)制造業(yè)制造能力質(zhì)變的源動(dòng)力，面對(duì)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，如何將創(chuàng)新有機(jī)融入新工科人才的培養(yǎng)全過(guò)程，更好地服務(wù)于“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃[3]，是國(guó)內(nèi)高校在當(dāng)前新工科教育中需要著力思考和探索的重大課題。

為了進(jìn)一步深化創(chuàng)新教育改革，加強(qiáng)工科大學(xué)生的創(chuàng)新精神，提升實(shí)踐能力，共青團(tuán)中央、中國(guó)科協(xié)、教育部、工信部等單位先后主辦或倡導(dǎo)了多項(xiàng)全國(guó)性大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)[4]，積極引導(dǎo)大學(xué)生參與角逐。其中，與工科大學(xué)生相關(guān)的不乏互聯(lián)網(wǎng)+、挑戰(zhàn)杯、節(jié)能減排、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)等高級(jí)別賽事。學(xué)科競(jìng)賽是在課堂教學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上的升華，旨在通過(guò)競(jìng)賽課題的研究，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)造意識(shí)和創(chuàng)新精神，以使學(xué)生綜合素質(zhì)和動(dòng)手能力得到全面提高。文獻(xiàn)[5]指出大多數(shù)學(xué)科競(jìng)賽是以團(tuán)隊(duì)形式開(kāi)展，有利于增強(qiáng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和合作精神。然而，并非所有的學(xué)科競(jìng)賽與學(xué)生創(chuàng)新能力的提升都呈正相關(guān)。雖然學(xué)科競(jìng)賽一定是建立在學(xué)科基礎(chǔ)上，需要扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)作為支撐，但是文獻(xiàn)[6]提到很多學(xué)生剛進(jìn)大學(xué)就開(kāi)始忙于參加各類(lèi)賽事，而忽略了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，依靠東拼西湊勉強(qiáng)完成競(jìng)賽指定的目標(biāo)和任務(wù)。因此，即便他們可能獲得好的成績(jī)，但其專(zhuān)業(yè)知識(shí)是碎片化和殘缺的，知識(shí)儲(chǔ)備不全面、不系統(tǒng)，就很難結(jié)出創(chuàng)新之果。

與大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽并行的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃也是高校轉(zhuǎn)變教育思想觀念，改革人才培養(yǎng)模式的另一有力舉措。在大創(chuàng)項(xiàng)目中，學(xué)生團(tuán)隊(duì)在老師的指導(dǎo)下需要對(duì)課題的目的和意義、課題的內(nèi)容、課題的思路和方案等進(jìn)行研究，整個(gè)項(xiàng)目需要經(jīng)歷團(tuán)隊(duì)的組織、項(xiàng)目的申請(qǐng)、項(xiàng)目研究和實(shí)施、項(xiàng)目結(jié)題等過(guò)程。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施可使學(xué)生認(rèn)識(shí)到如何將書(shū)本上的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，并建立基本的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)精神。文獻(xiàn)[7]指出學(xué)科競(jìng)賽和大創(chuàng)訓(xùn)練是當(dāng)前提升新工科大學(xué)生實(shí)踐能力的兩大創(chuàng)新載體，二者既有相通之處，但又各有側(cè)重。共同之處在于兩者均是以強(qiáng)化創(chuàng)新能力訓(xùn)練，增強(qiáng)高校學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才為最終目標(biāo)。但與學(xué)科競(jìng)賽相比，大創(chuàng)訓(xùn)練更貼合教師的科研課題，覆蓋面更廣，自由度更高，目標(biāo)性和任務(wù)性不像學(xué)科競(jìng)賽那么明確，因此門(mén)檻相對(duì)較低，學(xué)生參與度更高。文獻(xiàn)[8]針對(duì)新工科人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，提出深化科教融合、創(chuàng)新育人，校企合作、協(xié)同育人，采用多學(xué)科交叉和體系化培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

在創(chuàng)新型新工科人才的培養(yǎng)過(guò)程中，如何利用好學(xué)科競(jìng)賽和大創(chuàng)訓(xùn)練兩大載體，建立兩者互通互促的紐帶，發(fā)展人才培養(yǎng)的新理念、新模式和新體系，是當(dāng)前新工科人才培養(yǎng)的重要命題。本文針對(duì)目前提升新工科大學(xué)生實(shí)踐能力的兩大創(chuàng)新載體，學(xué)科競(jìng)賽和大創(chuàng)訓(xùn)練的差異性和相通性進(jìn)行了深入分析和總結(jié)，結(jié)合對(duì)（武漢大學(xué)以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）新工科大學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查，提出以學(xué)科競(jìng)賽為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的培養(yǎng)模式，以期提高新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 學(xué)科競(jìng)賽和大創(chuàng)訓(xùn)練兩大創(chuàng)新載體的差異性和相通性

近期，我們圍繞“能否以學(xué)科競(jìng)賽為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)新工科大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練”這一研究課題，開(kāi)展了問(wèn)卷調(diào)查，以期厘清兩者間的關(guān)系。

圖1顯示在我校受訪的180名工科大學(xué)生（含本科生和研究生）中，有56%的同學(xué)參加過(guò)學(xué)科競(jìng)賽，其中以團(tuán)隊(duì)形式參與的占參賽總?cè)藬?shù)的55%，并且他們?nèi)慷紖⑴c過(guò)大創(chuàng)訓(xùn)練項(xiàng)目，說(shuō)明我校工科學(xué)生對(duì)開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練抱有濃厚的熱情。83%的參賽學(xué)生認(rèn)為創(chuàng)新性是學(xué)科競(jìng)賽評(píng)分的重要標(biāo)準(zhǔn)，92%的學(xué)生認(rèn)為參加學(xué)科競(jìng)賽對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)有幫助，但只有56%的學(xué)生認(rèn)為課程知識(shí)在學(xué)科競(jìng)賽中有適用，63%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)科競(jìng)賽對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)有幫助。從以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，開(kāi)展學(xué)科競(jìng)賽的初衷的確是鼓勵(lì)創(chuàng)新，但創(chuàng)新的基礎(chǔ)是知識(shí)積累，很多參賽同學(xué)為了創(chuàng)新而創(chuàng)新，而忽視了創(chuàng)新的本質(zhì)。

圖1 學(xué)科競(jìng)賽、大創(chuàng)訓(xùn)練及二者關(guān)聯(lián)度問(wèn)卷調(diào)查

在受訪的參加大創(chuàng)訓(xùn)練項(xiàng)目的學(xué)生中，有84%的學(xué)生認(rèn)為課程知識(shí)在大創(chuàng)訓(xùn)練中有適用，這一比例遠(yuǎn)高于上述學(xué)科競(jìng)賽的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。雖然他們?cè)陂_(kāi)展大創(chuàng)項(xiàng)目研究的過(guò)程中遇到了知識(shí)儲(chǔ)備不足、缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、撰寫(xiě)報(bào)告困難等諸多問(wèn)題，但仍然通過(guò)師長(zhǎng)指導(dǎo)、團(tuán)隊(duì)合作和資料查閱等方式攻堅(jiān)克難，科研素養(yǎng)和合作意識(shí)得到了全面提升。87%的受訪學(xué)生認(rèn)為學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新訓(xùn)練所需的基礎(chǔ)知識(shí)重合程度高，且都需要嚴(yán)密的邏輯思維和發(fā)散思維。雖然大創(chuàng)訓(xùn)練與學(xué)科競(jìng)賽的目標(biāo)導(dǎo)向有所差異，大創(chuàng)訓(xùn)練與理論結(jié)合更緊密，學(xué)科競(jìng)賽更注重實(shí)踐，但是以學(xué)科競(jìng)賽為目標(biāo)可以更好地驅(qū)動(dòng)大創(chuàng)項(xiàng)目的開(kāi)展。受訪學(xué)生認(rèn)為大創(chuàng)訓(xùn)練中的知識(shí)積累可為學(xué)科競(jìng)賽奠定理論基礎(chǔ)，研究平臺(tái)可為學(xué)科競(jìng)賽提供硬件支持，孕育的科學(xué)素養(yǎng)可為學(xué)科競(jìng)賽提供軟件支撐。

2 以學(xué)科競(jìng)賽為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)大創(chuàng)訓(xùn)練的培養(yǎng)模式

以上研究結(jié)果表明：以學(xué)科競(jìng)賽為目標(biāo)來(lái)驅(qū)動(dòng)新工科大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的策略是合理可行的。那么，在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展大創(chuàng)訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽時(shí)，如何做到有的放矢，有章可循？我們認(rèn)為可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行。

2.1 以大創(chuàng)訓(xùn)練夯實(shí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)

扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)離不開(kāi)知識(shí)的積累。大創(chuàng)訓(xùn)練與課堂知識(shí)緊密相關(guān)，因此，教師可以吸引低年級(jí)（大一、大二）學(xué)生開(kāi)展大創(chuàng)項(xiàng)目研究，一方面引導(dǎo)他們通過(guò)科學(xué)研究鞏固課堂知識(shí)；另一方面激勵(lì)他們發(fā)揮主觀能動(dòng)性，通過(guò)探索獲取知識(shí)，獲得解決問(wèn)題的方法，形成探究的學(xué)習(xí)精神。教師需要運(yùn)用各種方法和手段，讓學(xué)生在參與發(fā)現(xiàn)、探索、研究的過(guò)程中，感受和理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，積累專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2 以學(xué)科競(jìng)賽升華實(shí)踐能力

實(shí)踐能力是在專(zhuān)業(yè)知識(shí)積累的基礎(chǔ)上升華的經(jīng)驗(yàn)與技能。在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展學(xué)科競(jìng)賽時(shí)，教師要注重將目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)融為一體，把實(shí)踐放在整體知識(shí)結(jié)構(gòu)的框架內(nèi)，在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過(guò)程中循序漸進(jìn)、有針對(duì)性地提升學(xué)生的實(shí)踐能力。一方面引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立科研思維，學(xué)會(huì)快速、有效搜集和整理競(jìng)賽相關(guān)信息，并利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決競(jìng)賽難題。另一方面，以學(xué)科競(jìng)賽為引導(dǎo)可以促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)建設(shè)和改革，真正實(shí)現(xiàn)“以賽促學(xué)、以賽促教，學(xué)教互促，良性發(fā)展”。

2.3 將創(chuàng)新思維培養(yǎng)貫穿于培養(yǎng)全過(guò)程

創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維是創(chuàng)新能力的核心?？茖W(xué)史上的新理論、新發(fā)明的產(chǎn)生，新的工程技術(shù)的出現(xiàn)，經(jīng)常是在學(xué)科的邊緣或交叉點(diǎn)上，而新工科學(xué)生參與的大創(chuàng)訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽大多為多學(xué)科交叉課題，易于培育出創(chuàng)新點(diǎn)。教師要以大創(chuàng)訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽為創(chuàng)新載體，與專(zhuān)業(yè)教育有機(jī)結(jié)合，使創(chuàng)新教育貫穿新工科人才培養(yǎng)全過(guò)程。鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)拓思維、細(xì)心觀察、深入思考，學(xué)會(huì)在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)踐發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，教會(huì)學(xué)生用創(chuàng)新的思維去分析和解決問(wèn)題。

以筆者指導(dǎo)大創(chuàng)訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽的親身經(jīng)歷為例，筆者要求能源化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)大一學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室參加業(yè)余科研，并申報(bào)大創(chuàng)項(xiàng)目。在指導(dǎo)大創(chuàng)項(xiàng)目開(kāi)展時(shí)，經(jīng)常用研究課題中的問(wèn)題[9]啟發(fā)學(xué)生通過(guò)課堂知識(shí)加以解決，以此來(lái)鞏固專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。經(jīng)過(guò)一年多的科研訓(xùn)練后，學(xué)生不僅能熟練掌握知識(shí)的運(yùn)用，而且能樹(shù)立基本的科研意識(shí)，形成一定的科研素養(yǎng)。在大二下學(xué)期和大三上學(xué)期時(shí)，筆者會(huì)鼓勵(lì)他們依托大創(chuàng)項(xiàng)目研究成果參加各種學(xué)科競(jìng)賽，并引導(dǎo)他們針對(duì)性地根據(jù)競(jìng)賽的屬性調(diào)整技術(shù)路線以達(dá)到最終的目標(biāo)要求。在該培養(yǎng)模式下，筆者指導(dǎo)了多名學(xué)生先后獲得全國(guó)大學(xué)生化學(xué)電源作品設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽二等獎(jiǎng)等好成績(jī)。

3 結(jié)語(yǔ)

大創(chuàng)訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽注重知識(shí)積累和學(xué)科交叉，是新工科背景下培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的兩大有力抓手。針對(duì)大創(chuàng)訓(xùn)練和學(xué)科競(jìng)賽的差異性和相通性，根據(jù)工科學(xué)生不同學(xué)習(xí)階段的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力，提出以學(xué)科競(jìng)賽為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練的培養(yǎng)模式，以大創(chuàng)訓(xùn)練夯實(shí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，以學(xué)科競(jìng)賽升華實(shí)踐能力，將創(chuàng)新思維培養(yǎng)貫穿于人才培養(yǎng)全過(guò)程，切實(shí)提高新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量。