張崇偉，勾 瑩，喬東生，寧德志

（大連理工大學(xué)海岸和近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116024）

海洋經(jīng)濟(jì)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分和新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高水平科技人才是海洋經(jīng)濟(jì)的重要支撐點(diǎn)，高等院校涉海專業(yè)則是海洋科技人才培養(yǎng)的搖籃。針對當(dāng)前海洋工程和海洋技術(shù)的人才需求特點(diǎn)，有必要探索實(shí)踐學(xué)科專業(yè)協(xié)同、校企校所協(xié)同、教學(xué)科研協(xié)同、研究競賽協(xié)同和課內(nèi)課外協(xié)同的海洋專業(yè)創(chuàng)新人才教學(xué)改革方法，以滿足“高層次、復(fù)合型、多樣化”高素質(zhì)海洋專業(yè)拔尖人才的培養(yǎng)要求。

近年來，許多高水平科創(chuàng)大賽已將海洋專業(yè)前沿科學(xué)和技術(shù)問題融入賽題，高等院校如果能結(jié)合其自身的高水平科研資源，與高水平學(xué)科競賽相結(jié)合開展以賽促學(xué)，可為學(xué)生創(chuàng)造寶貴的科研訓(xùn)練機(jī)會，大幅提升學(xué)生獨(dú)立分析解決問題與實(shí)踐創(chuàng)新的能力，并可以在創(chuàng)新實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)人才、在創(chuàng)新活動中培育人才。

本文結(jié)合大連理工大學(xué)海洋創(chuàng)新實(shí)踐班的教學(xué)改革實(shí)踐，提出一種科創(chuàng)大賽驅(qū)動下的海洋專業(yè)創(chuàng)新培養(yǎng)模式。分析海洋專業(yè)教學(xué)改革的背景需求，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和綜合能力三個角度來科學(xué)提煉教學(xué)改革目標(biāo)，提出課程內(nèi)容體系化建設(shè)、教學(xué)任務(wù)模塊化組織、科創(chuàng)能力規(guī)范化訓(xùn)練和培養(yǎng)成效多元化考核四點(diǎn)教學(xué)改革實(shí)施方案，探索出一條有益的教學(xué)改革實(shí)踐路徑。

一 教學(xué)改革背景

為加快推進(jìn)我國海洋相關(guān)專業(yè)向創(chuàng)新引領(lǐng)型轉(zhuǎn)變，《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》明確指出，要加快制定海洋創(chuàng)新人才發(fā)展規(guī)劃，統(tǒng)籌教育部門、涉海院校、科研院所、海洋主管部門和人才需求部門等各方面力量，重點(diǎn)培養(yǎng)涉?；締栴}的基礎(chǔ)研究人才等。圍繞海洋領(lǐng)域創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)，近年來，許多涉海高校和專業(yè)學(xué)會在其組織的高水平科創(chuàng)大賽中，廣泛融入海洋專業(yè)前沿科學(xué)和技術(shù)問題，包括全國大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、中國海洋工程設(shè)計(jì)大賽、全國海洋航行器設(shè)計(jì)與制作大賽等。科創(chuàng)大賽已經(jīng)成為許多高校培養(yǎng)、孵化和選拔海洋領(lǐng)域創(chuàng)新人才的重要平臺。

結(jié)合科創(chuàng)實(shí)踐來培養(yǎng)大學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力，這一模式已在國內(nèi)外許多高校得到重視和實(shí)踐。陳劍清等[1]討論了學(xué)科競賽對應(yīng)用型本科生培養(yǎng)模式的推動效果。陳龍等[2]介紹了基于新工科學(xué)科競賽的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。毛曉波等[3]分析了鄭州大學(xué)“科技創(chuàng)新大學(xué)四年不斷線”的課外實(shí)踐模式。秦濤等[4]同時結(jié)合科研項(xiàng)目和學(xué)科競賽，對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程開展了教學(xué)改革與實(shí)踐。王大慶等[5]結(jié)合學(xué)科競賽對油氣集輸工程課程開展了教學(xué)改革探索。陳業(yè)慧等[6]探討了科教相融和科創(chuàng)相助對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的作用。單泉等[7]以機(jī)械基礎(chǔ)類課程為例，研究了科技競賽項(xiàng)目與任務(wù)相結(jié)合的教學(xué)改革模式。任曉旭等[8]介紹了科創(chuàng)競賽在醫(yī)學(xué)專業(yè)“課程思政”教改中的實(shí)踐。

大連理工大學(xué)于2007 年創(chuàng)建了海洋創(chuàng)新實(shí)踐班，每年從全校不同專業(yè)招收學(xué)有余力的學(xué)生，針對海岸和海洋工程領(lǐng)域的前沿方向動態(tài)開展教學(xué)任務(wù)，實(shí)施導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，結(jié)合本科生知識體系，以實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)為主、授課為輔，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、獨(dú)立思考和解決實(shí)際工程問題的能力。經(jīng)過十余年發(fā)展，海洋創(chuàng)新實(shí)踐班成為學(xué)校海洋相關(guān)專業(yè)的重要大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地。近幾年來，海洋創(chuàng)新實(shí)踐班密切追蹤海洋領(lǐng)域的科創(chuàng)大賽需求，積極探索和改革教學(xué)內(nèi)容，系統(tǒng)開展了教學(xué)改革實(shí)踐。依托海岸和近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海洋創(chuàng)新實(shí)踐班從海洋領(lǐng)域?qū)I(yè)賽事所涉及的各類前沿問題出發(fā)來設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化對大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在賽事組隊(duì)中突出學(xué)生的特長和個性，讓不同類型的學(xué)生發(fā)揮自己的特長。學(xué)生通過充分參與不同賽事，可以體會到科研創(chuàng)新的樂趣，進(jìn)而最大化發(fā)掘出其創(chuàng)新潛能。

經(jīng)過兩年多的教學(xué)改革探索和實(shí)踐，海洋創(chuàng)新實(shí)踐班已經(jīng)形成了較為詳實(shí)的教學(xué)素材儲備，積累了豐富的科創(chuàng)訓(xùn)練和大賽指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，提煉和形成了“以賽促學(xué)、以賽促教、學(xué)賽結(jié)合”的教學(xué)模式，構(gòu)建了科創(chuàng)大賽驅(qū)動下“課賽學(xué)”三位一體的專創(chuàng)融合知識體系，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力，對于海洋相關(guān)專業(yè)的創(chuàng)新人才培養(yǎng)積累了行之有效的經(jīng)驗(yàn)。

二 教改目標(biāo)規(guī)劃

（一）具體目標(biāo)設(shè)置

海洋創(chuàng)新實(shí)踐班教學(xué)改革所規(guī)劃的目標(biāo)主要包括：

第一，提煉適用于海洋領(lǐng)域科創(chuàng)競賽的跨專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建科創(chuàng)大賽驅(qū)動下的“課創(chuàng)學(xué)”專創(chuàng)融合知識體系。

第二，形成“以賽促學(xué)、以賽促教、學(xué)賽結(jié)合”的任務(wù)式教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和突破創(chuàng)新的能力。

第三，提高大學(xué)生壓力條件下分析問題和解決問題的能力，鍛煉學(xué)生在競技場合下過硬的心理素質(zhì)和頑強(qiáng)的拼搏精神。

（二）關(guān)鍵問題分析

圍繞海洋創(chuàng)新實(shí)踐班教學(xué)改革的規(guī)劃目標(biāo)，重點(diǎn)解決了如下問題。

首先，解決了課程教學(xué)與專業(yè)教學(xué)體系割裂的問題。實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科知識綜合應(yīng)用，構(gòu)建了適用于海洋領(lǐng)域科創(chuàng)競賽的課程內(nèi)容體系，形成了多專業(yè)交叉的融合性課程，擴(kuò)大了學(xué)生基本專業(yè)知識的“面”。

其次，解決了教學(xué)方法和手段單一而無法滿足創(chuàng)新班教學(xué)需要的問題。探索了小而活、多樣化和以學(xué)生為主的課堂教學(xué)模式。使學(xué)生變成了課堂上的主角，全程參與教學(xué)和實(shí)踐。

最后，解決了壓力條件下學(xué)生分析問題和解決問題的能力，以及競技場合下學(xué)生的心理素質(zhì)和拼搏精神問題。充分利用競賽的壓力環(huán)境，培養(yǎng)和鍛煉了本科生團(tuán)隊(duì)成員之間緊密合作、互相依靠和積極進(jìn)取的心態(tài)，同時通過開展報告撰寫等基本能力訓(xùn)練，提高了學(xué)生完成專業(yè)性任務(wù)的自信心。

三 教改內(nèi)容設(shè)計(jì)

（一）具體內(nèi)容設(shè)置

1 構(gòu)建適用于海洋領(lǐng)域科創(chuàng)競賽的課程內(nèi)容體系

作為教改工作的首要內(nèi)容，要系統(tǒng)研究全國大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等各類國家級科創(chuàng)賽事的賽題設(shè)置和競賽規(guī)則，分析和提煉完成比賽內(nèi)容必備的知識點(diǎn)。圍繞各知識點(diǎn)，編寫適用于海洋領(lǐng)域科創(chuàng)競賽的融合性創(chuàng)新課程內(nèi)容。以專題的形式對所提煉的基礎(chǔ)課程內(nèi)容進(jìn)行分類和編排，形成適合學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的知識導(dǎo)圖。圍繞各專題主體內(nèi)容，開展科創(chuàng)大賽賽題典型案例分析。

2 研究“課賽學(xué)”三位一體的任務(wù)式教學(xué)模式

在教學(xué)過程中，要探索課堂講授、學(xué)生討論、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的專題課程授課方法。采用模擬大賽的方式開展實(shí)踐教學(xué)，在授課教師的主持下，各學(xué)習(xí)小組就科創(chuàng)大賽賽題案例開展模擬競賽。通過小組討論、合作創(chuàng)作和合作演示三種形式的全程互動式實(shí)踐教學(xué)，幫助學(xué)生樹立團(tuán)隊(duì)合作意識，形成有效的自主學(xué)習(xí)策略。

3 凝練指導(dǎo)本科生團(tuán)隊(duì)開展科創(chuàng)大賽的訓(xùn)練規(guī)范

要圍繞具體科創(chuàng)大賽的賽題要求，組織各小組學(xué)生按專題方向優(yōu)勢組隊(duì)，對賽題內(nèi)容集中進(jìn)行解讀分析。針對報告撰寫、PPT 制作和展示、答辯與展示等環(huán)節(jié)進(jìn)行能力集訓(xùn)。以各參賽小組為核心，明確個人在賽題中所承擔(dān)任務(wù)，在科創(chuàng)大賽實(shí)戰(zhàn)中提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、自主研究能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。凝練出指導(dǎo)本科生團(tuán)隊(duì)開展科創(chuàng)大賽的訓(xùn)練規(guī)范。

4 建立綜合考量培養(yǎng)成效的多元化考核評價方式

要綜合考量“課賽學(xué)”三方面的培養(yǎng)成效，設(shè)計(jì)多元化的考核評價方式，建立由個人平時成績、團(tuán)隊(duì)任務(wù)成績、科創(chuàng)競賽成績和結(jié)課答辯成績四部分構(gòu)成的考核評價手段。個人平時成績（占20%）主要考察個人出勤和課堂綜合表現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)任務(wù)成績（占20%）主要考量個人參與團(tuán)隊(duì)實(shí)踐教學(xué)活動的成效，科創(chuàng)競賽成績（占20%）主要考察個人在科創(chuàng)競賽活動中參與度和參賽成績，結(jié)課答辯成績（占40%）主要考察個人經(jīng)過完整教學(xué)和訓(xùn)練后的綜合培養(yǎng)成效。

（二）具體實(shí)施方案

1 課程內(nèi)容體系化建設(shè)

要系統(tǒng)研究全國大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、中國海洋工程設(shè)計(jì)大賽、全國海洋航行器設(shè)計(jì)與制作大賽等各類國家級科創(chuàng)賽事的賽題設(shè)置和競賽規(guī)則，分析和提煉完成比賽內(nèi)容必備的知識點(diǎn)。圍繞各知識點(diǎn)，從水利工程、土木工程、船舶與海洋工程、機(jī)械工程、能源與動力工程及電子信息工程等專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行專業(yè)基礎(chǔ)內(nèi)容拓展，編寫適用于海洋領(lǐng)域科創(chuàng)競賽的融合性創(chuàng)新課程內(nèi)容。

以專題的形式將所提煉的基礎(chǔ)課程內(nèi)容進(jìn)行分類和編排，包括水動力計(jì)算專題、工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專題、物理模型制作與試驗(yàn)專題、電子電路設(shè)計(jì)與控制專題、外觀設(shè)計(jì)與虛擬仿真專題等，合理規(guī)劃各專題的關(guān)鍵概念和重要方法，形成適合學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的知識網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)圖。圍繞各專題主體內(nèi)容，各設(shè)置一個典型的科創(chuàng)大賽賽題的案例分析，包括背景資料介紹、國內(nèi)外研究歷史和現(xiàn)狀的綜述、賽題的設(shè)置動機(jī)、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題和具體技術(shù)方案等。

2 教學(xué)任務(wù)模塊化組織

各專題課程采用模塊化組織，各專題前幾節(jié)課由授課教師集中對專業(yè)基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行授課、并列出關(guān)鍵概念和關(guān)鍵問題外，課堂講授、學(xué)生討論相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，課堂講解注重啟發(fā)式教學(xué)，通過提出問題和分組討論等環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自己找出答案，幫助學(xué)生樹立團(tuán)隊(duì)合作意識，形成有效的自主學(xué)習(xí)策略。接下來的課堂采用模擬大賽的模式，在授課教師的主持下，各學(xué)習(xí)小組就科創(chuàng)大賽賽題案例開展模擬競賽準(zhǔn)備，各小組成員明確各自任務(wù)和專攻領(lǐng)域。

采用全程互動式實(shí)踐教學(xué)，具體包括小組討論、合作創(chuàng)作和合作演示三種形式。通過小組討論加深對賽題相關(guān)專業(yè)概念的理解，找出解決問題的辦法，保證人人參與討論；通過合作創(chuàng)作，運(yùn)用新概念和技能，設(shè)計(jì)方案；通過合作演示，小組成員分工合作，并將賽題案例的成果向全班展示。

3 科創(chuàng)能力規(guī)范化訓(xùn)練

根據(jù)學(xué)生的興趣和能力優(yōu)勢，將學(xué)生按專題方向分入專業(yè)方向小組，引導(dǎo)各學(xué)習(xí)小組對各自專題專門開展深入研究和學(xué)習(xí)，針對性開展賽題知識儲備。針對各項(xiàng)具體科創(chuàng)大賽的賽題要求，組織各小組學(xué)生按專題方向優(yōu)勢組隊(duì)，針對賽題內(nèi)容集中進(jìn)行解讀分析。

以各參賽小組為核心，明確個人在賽題中所承擔(dān)的任務(wù)，提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力、以小組為單位的自主研究能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。針對報告撰寫、PPT 制作和展示、答辯與展示等環(huán)節(jié)進(jìn)行能力集訓(xùn)。提高大學(xué)生壓力條件下分析問題和解決問題的能力，鍛煉學(xué)生在競技場合下過硬的心理素質(zhì)和頑強(qiáng)的拼搏精神。凝練出指導(dǎo)本科生團(tuán)隊(duì)開展科創(chuàng)大賽的訓(xùn)練規(guī)范。

4 培養(yǎng)成效多元化考核

綜合考量“課賽學(xué)”三方面的培養(yǎng)成效，設(shè)計(jì)多元化的考核評價方式，建立由個人平時成績、團(tuán)隊(duì)任務(wù)成績、科創(chuàng)競賽成績和結(jié)課答辯成績四部分構(gòu)成的考核評價手段。個人平時成績（占20%）依據(jù)個人出勤記錄和課堂綜合表現(xiàn)，由教師完成評定打分。團(tuán)隊(duì)任務(wù)成績（占20%）主要考量個人參與團(tuán)隊(duì)實(shí)踐教學(xué)活動的成效，針對各學(xué)習(xí)小組科創(chuàng)大賽賽題案例的模擬競賽任務(wù)，針對小組討論、合作創(chuàng)作和合作演示三個過程，由團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行成績互評，有助于學(xué)生全程樹立團(tuán)隊(duì)合作意識。科創(chuàng)競賽成績（占20%）主要考察個人在科創(chuàng)競賽活動中參與度和參賽成績，每完整參與和完成一項(xiàng)比賽便可拿到其中50%的成績，獲得二等獎以上獎勵可額外獲得其中50%的成績。結(jié)課答辯成績（占40%）主要考察個人經(jīng)過完整教學(xué)和訓(xùn)練后的綜合培養(yǎng)成效，要求學(xué)生系統(tǒng)總結(jié)在本系列課程所學(xué)的方法和技術(shù)，綜合分析所參加的各項(xiàng)比賽的經(jīng)驗(yàn)和收獲，完成課程結(jié)題報告，并結(jié)合PPT、實(shí)物作品、文字和圖片等資料展示，以自述和答辯的形式來考核，在給定時間內(nèi)（約15 分鐘）最大限度地展示個人的學(xué)習(xí)成果，并回答老師和同學(xué)的提問（約5～10 分鐘），成績以結(jié)題報告質(zhì)與量及現(xiàn)場答辯的效果來評分。

四 教改實(shí)踐成效

經(jīng)過近些年教改工作的探索和實(shí)踐，海洋創(chuàng)新實(shí)踐班構(gòu)建了適用于海洋領(lǐng)域科創(chuàng)競賽的課程內(nèi)容體系，形成了“課賽學(xué)”三位一體的任務(wù)式教學(xué)模式，編寫了指導(dǎo)本科生團(tuán)隊(duì)開展科創(chuàng)大賽的實(shí)訓(xùn)規(guī)范。海洋創(chuàng)新實(shí)踐班組織和指導(dǎo)學(xué)生參加了各類全國性比賽，并拿到多項(xiàng)國家級獎項(xiàng)。其中，2020—2021 年度代表性科創(chuàng)賽事成績見表1。

表1 大連理工大學(xué)海洋創(chuàng)新實(shí)踐班2020—2021 年部分科創(chuàng)賽事成績一覽

五 結(jié)束語

科創(chuàng)大賽已經(jīng)成為高校培養(yǎng)、孵化和選拔相關(guān)專業(yè)創(chuàng)新人才的重要平臺。大連理工大學(xué)海洋創(chuàng)新實(shí)踐班圍繞海洋專業(yè)科創(chuàng)大賽需求，系統(tǒng)開展了教學(xué)改革的探索與實(shí)踐。提煉出適用于海洋領(lǐng)域科創(chuàng)競賽的跨專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建了科創(chuàng)大賽驅(qū)動下的“課創(chuàng)學(xué)”專創(chuàng)融合知識體系。形成了“以賽促學(xué)、以賽促教、學(xué)賽結(jié)合”的任務(wù)式教學(xué)模式，激發(fā)起學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣和突破創(chuàng)新的能力。提高了大學(xué)生壓力條件下分析問題和解決問題的能力，也鍛煉出學(xué)生在競技場合下過硬的心理素質(zhì)和頑強(qiáng)的拼搏精神，在創(chuàng)新人才的培育方面成效顯著。該教學(xué)改革所形成的課程教學(xué)內(nèi)容，可用于海洋資源開發(fā)等專業(yè)培養(yǎng)方案的完善和修訂。所編寫的本科生科創(chuàng)大賽實(shí)訓(xùn)規(guī)范，可推廣應(yīng)用于抗震等其他專業(yè)方向創(chuàng)新實(shí)踐課程，有助于推動建工大學(xué)生科創(chuàng)活動的參與度。