理工院校全员参与的光电设计竞赛模式研究
张留洋 黄金哲 沈涛 浦绍质
[摘 要]创新型人才的培养是高校人才培养的重点，学科竞赛是提高学生创新能力的重要载体。参与学科竞赛不应该仅是“尖子生”的“特权”，而应是所有学生的“盛宴”。通过分析当前学科竞赛中存在的问题，结合本校举办光电设计竞赛的得失，探索理工院校全员参与的光电设计竞赛模式，使所有的学生都有能力参与，并获得创新能力、团队合作能力、信息检索和获取能力的锻炼。
[关键词]创新人才培养；学科竞赛；竞赛模式
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0126-03
一、引言
所谓创新型人才，就是具有创新精神和创新能力的人才。从20世纪80年代至今，创新精神和创新能力一直是我国高等教育人才培养的重要目标。十八大报告更直接指出“教育是民族振兴和社会进步的基石”，强调要“培养学生创新精神”。所以，培养创新型人才是目前国内高校的重要任务之一。[1]学科竞赛是在课堂教学的基础上，以竞赛的方法，将学科知识理解、整理和实践运用的过程。竞赛过程能激发学生理论联系实际和独立探索的能力。学科竞赛能够在一定程度上体现学生对学科知识的理解和运用能力；学科竞赛不但可以帮助学生消化吸收课堂知识，还在增强学生的创新意识、培养学生的创新思维和创新能力等方面具有显著的作用。学科竞赛虽然建立在课堂教学的基础上，但其实质还是科技性和实践性的活动，创新性是其主要特征，这使得学科竞赛活动成为大学生参与创新活动的主要渠道之一。竞赛要求在题目或作品中采用新方法、新思路或者新技术。这都要求大学生在竞赛过程中树立创新意识，训练创新思维，以便在竞赛过程中进行创新活动。当学生独立完成题目设计、样品制作和报告撰写等工作，最终提交参赛作品时，学生已经经过了一系列连续而严密的创新能力训练，其创新能力将得到大幅度提高。可见，学科竞赛构成了培养学生创新思维和创新能力的一条重要途径。[2]
学科竞赛是面向大学生开展的课外科技活动，是培养学生创新精神和创新能力的重要载体，是激发潜能和创造力的良好手段，是培养创新型人才、促进教育教学改革的有效途径。[3] [4] [5]如何让学科竞赛规模化，竞赛管理机制规范化和程序化，吸引更多的学生参与其中，是实践教学中值得探索和研究的课题。[6]
二、理工类学科竞赛中存在的问题
学科竞赛在创新型人才培养方面的作用显著，各高校和院系对其发展和建设也越来越重视，但受各种因素和条件的制约，其仍然存在一些不足与缺陷。
首先，竞赛的制度和组织有待完善。制度缺失会造成竞赛管理部门职责不清，资金场地设备设施供给不稳定，激励和监督机制不明朗等问题，这将极大地制约学科竞赛的发展。其次，竞赛题目设置不合理。试题一般以某基础知识来安排，问题一般比较明确，给出的条件也充分，这样会形成一些常规的模式，导致有一些试题可以直接套用公式解决。这样的试题在一定程度上培养了学生把实际问题归结为逻辑推导问题的能力，但对学生创新能力和实践能力的培养作用是有限的。此外，学科竞赛题目难度等级设置不合理，多数竞赛都是专业“尖子”生参与其中，学科竞赛在学生中的普及程度难以提高。最后，指导教师在竞赛中的角色定位不准确。竞赛一般采取小组合作的形式，通过小组成员的配合、讨论完成建立模型、撰写报告等任务。然而，在目前的竞赛中，指导教师的角色多数由指导者转化为合作者，指导教师完全参与到竞赛中，大学生的学术竞赛转化为指导教师学术能力的比拼。
竞赛的主体——大学生存在的问题。由于长期受应试教育理念的制约，学生的创新能力不强，所提出的设计方案创新较少；当遇到问题时，不能学以致用；在大学学习过程中，学生动手设计或制作的机会少，动手能力不强；学生缺乏锲而不舍的探索精神，遇到困难就止步不前或者放弃；在进行文献检索时，面对庞大的检索结果，学生难以快速筛选、获取想要的信息；部分学生参加竞赛的动机不纯，仅仅是想跟着混个奖项，以这种心态参赛不可能获得能力的锻炼。
三、学科竞赛规模化和程序化途径
近年来，哈尔滨理工大学对发展学科竞赛进行了积极深入的探索，通过建立制度支持，组织保障，完善配套设施，加强教师队伍建设等方面的保障措施，使学科竞赛得以规模化，使学科竞赛的开展程序化，努力发展学科竞赛这种创新型人才培养载体。
（一）规范管理制度，完善组织机构
健全的管理制度和完善的组织机构，是深入开展学科竞赛活动的重要保障。高校应制定一系列的科技竞赛管理制度，为有序、有效、稳定地展开学科竞赛提供政策上的保障。以哈尔滨理工大学2009年出台的《哈尔滨理工大学大学生研究性学习与科技竞赛管理办法》为例，管理办法就研究性学习与科技竞赛的组织机构和职责、竞赛等级及分类，指导教师工作量计算、学生参加学习与科技竞赛活动的奖励办法、指导教师的奖励办法等都做了具体的规定。[7]
构建与学科竞赛发展水平相适应的、完善的组织体系是做好学科竞赛这项工作的基础。学科竞赛是一项由学校各主管部门、各学院及师生共同参与的科技活动，因此建立一个适合本校实际情况，便于管理运行的竞赛组织机构及组织形式对保障竞赛的顺利实施和开展具有重要的意义。在硬件条件方面，学校应提供稳定的资金保障、条件保障、环境保障。学校可以根据学科竞赛的具体情况，提供匹配的资金支持，提供相应的实验室、活动场所和实验条件，并建立监督机制，有效管理这些硬件资源的使用，使学科竞赛得到良性运行与发展。
（二）合理设置题目，弱化专业限制
在国际性或全国性的专业竞赛中，其题目对于普通高校的大学生来说比较难，导致竞赛成了“少数人”参加的高校学术活动。本文所述“全员参与的光电设计竞赛”定位为校级竞赛，全校学生均有能力参与。因此，要仔细设置竞赛题目，以便能够让不同层次的学生参与并能从中受益。例如，作者团队负责组织的第一届哈尔滨理工大学大学生光电设计竞赛，竞赛设置三个级别的题目。专业A组试题是全国大学生光电设计竞赛的正式竞赛题目，设置本类题目是为了向更高级别的光电竞赛输送人才。专业B组为不限定竞赛项目，自拟题目，突出光电在信息探测、传输、信息处理和存储等领域的重要作用，属于开放性的题目。第三类为创意设计类，围绕光与电在各个领域中的应用，鼓励学生展开发散性思维，充分发挥想象力，并用影像或图片说明创意。专业A组有22组参与，专业B组有17组参与，创意设计类有80组参与。通过参加人数可以看出，学生有积极参与的愿望，创意类项目极大地调动了学生的积极性，并发挥了学生的想象力，适合各层次的学生参加。可见，合理地设置竞赛题目对学科竞赛的开展是十分必要的。为吸引学生的注意力，提高学生参与的兴趣，部分竞赛的题目可以弱化专业限制，贴近生活，使其具有趣味性。但第一届竞赛题目的设置也存在不足，例如专业B组的自由度太大，部分参赛者用其他竞赛的作品来参赛，使比赛失去公平性，弱化了比赛的目的。在总结了第一届光电竞赛的得失后，第二届光电竞赛保留了普适性强的创意设计类项目，专业组的题目设置为光电方法测距。距离是基本的物理量，根据能够测量的精度和量程的不同，测距可以体现出不同的难度，适宜于不同基础的学生参加。
（三）组建指导教师队伍，统一竞赛的指导方式
指导教师在学科竞赛中具有重要的作用，他们能利用自身的专业知识和技能对学生进行系统的科技思维与科技方法的训练。但指导教师应明确自身定位，即对学生进行答疑解难和科研方法的指导，有意识地培养学生的创新意识，而不是成为某一个参赛小组的合作者。为达到这个目的，作者团队组建了由光学、电子、机械、计算机等不同专业教师构成的指导教师团队。首先，统一指导思想：指导教师的作用在于引导。其次，作者团队对竞赛中常见和共性的问题制作了一系列的多媒体资料，例如一般科学问题的处理流程，从文献检索及筛选等方面对参赛者做培训，使参赛者能够处理大部分问题。最后，参赛指导的方式多数情况下通过互联网进行，每个参赛者不指定特定的指导教师，参赛者根据遇到的问题所属的专业领域，和相应专业的指导教师讨论。这样的方式，指导教师无须花费太多的精力，并且对竞赛过程无过多的干预，有利于参赛者能力的培养。
（四）合理的激励机制，以“品牌”效应吸引学生参与
参与学科竞赛需要学生与指导教师付出课堂以外的大量时间与精力，还需要承担竞赛失利的风险。因此，只有建立合理的激励机制才能保证学科竞赛持续开展。作者所在的哈尔滨理工大学充分认识到学科竞赛在人才创新能力培养方面的重要作用，为鼓励学生参加竞赛，学校特制定出《哈尔滨理工大学大学生研究性学习与科技竞赛管理办法》，对获奖学生除给予一定的物质奖励外，还在保送研究生、年度评优、评奖学金等方面都采取了加分政策。教师指导学生学科竞赛和科技创新活动也部分计入教师绩效考核体系。这样一来，既充分肯定了师生的劳动成果，也为学科竞赛工作良性发展提供保障，从而推动通过学科竞赛培养学生创新能力这一目标的实现。
建立与学科竞赛有关的学生社团，如电子协会、光学协会等，鼓励学生跨学校、跨学院、跨学科组建社团，发挥社团在开展创新活动中的组织优势和管理功能。这类活动如科技社团活动对专业能力要求不高，适合大多数学生参与，但由于其是以学生自身为主体展开和组织的活动，可以突出学生的主动性，培养学生对科技和创新的兴趣。另外，作者团队为了扩大光电设计竞赛在学生中的影响力，举办了室外的光电实验展示，通过绚丽的实验现象，让学生对光电设计竞赛更加了解，产生“品牌”效应，以吸引学生参与其中。最后，针对学生动手机会少，动手能力弱的问题，哈尔滨理工大学实行实验室开放项目，各专业实验室定期开放，学生可以了解实验室的仪器设备，并动手进行相应的实验项目，这提高了学生的动手能力。
四、结语
学科竞赛已经成为当前高校学生创新能力培养的重要载体，能有效推动课堂教学与实践教学的有机结合，激发学生的创新意识，提高学生的动手能力，促进实践教学改革，为培养创新型人才提供了一条有效的途径。哈尔滨理工大学光电设计竞赛着眼于全校大学生创新能力的培养，从组织机构、指导教师团队、竞赛题目设置和学生工作等方面做出了相应的调整，既保证了竞赛的健康发展，又能服务于创新人才的培养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王晓勇，俞松坤.以学科竞赛引领创新人才培养[J].中国大学教学，2007（12）：59-60.
[2] 丁珠玉，樊利，周胜灵.以科技竞赛为载体培养工科学生创新能力[J].西南师范大学学报，2012（4）：205-208.
[3] 陈天虹，文献民，葛龙威，易雯.依托学科竞赛培养学生的实践创新能力——以大学生结构竞赛为例[J].浙江科技学院学报，2008（2）：136-137.
[4] 付雄，陈春玲.以科技竞赛为载体的大学生创新能力培养研究[J].计算机教育，2011（6）：29-31.
[5] 周治瑜，王瑞斌，胡丽华，张涛.学科竞赛是培养大学生创新素质的重要载体[J].现代农业科学，2008（5）：100-101.
[6] 谢金星.科学组织大学生数学建模竞赛，促进创新人才培养和数学教育改革[J].中国大学教学，2009（2）：8-11.
[7] 林文卿.基于科技竞赛的大学生创新能力培养分析[J].科技与管理，2010（2）：141-144.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]创新型人才的培养是高校人才培养的重点，学科竞赛是提高学生创新能力的重要载体。参与学科竞赛不应该仅是“尖子生”的“特权”，而应是所有学生的“盛宴”。通过分析当前学科竞赛中存在的问题，结合本校举办光电设计竞赛的得失，探索理工院校全员参与的光电设计竞赛模式，使所有的学生都有能力参与，并获得创新能力、团队合作能力、信息检索和获取能力的锻炼。
[关键词]创新人才培养；学科竞赛；竞赛模式
[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）07-0126-03
一、引言
所谓创新型人才，就是具有创新精神和创新能力的人才。从20世纪80年代至今，创新精神和创新能力一直是我国高等教育人才培养的重要目标。十八大报告更直接指出“教育是民族振兴和社会进步的基石”，强调要“培养学生创新精神”。所以，培养创新型人才是目前国内高校的重要任务之一。[1]学科竞赛是在课堂教学的基础上，以竞赛的方法，将学科知识理解、整理和实践运用的过程。竞赛过程能激发学生理论联系实际和独立探索的能力。学科竞赛能够在一定程度上体现学生对学科知识的理解和运用能力；学科竞赛不但可以帮助学生消化吸收课堂知识，还在增强学生的创新意识、培养学生的创新思维和创新能力等方面具有显著的作用。学科竞赛虽然建立在课堂教学的基础上，但其实质还是科技性和实践性的活动，创新性是其主要特征，这使得学科竞赛活动成为大学生参与创新活动的主要渠道之一。竞赛要求在题目或作品中采用新方法、新思路或者新技术。这都要求大学生在竞赛过程中树立创新意识，训练创新思维，以便在竞赛过程中进行创新活动。当学生独立完成题目设计、样品制作和报告撰写等工作，最终提交参赛作品时，学生已经经过了一系列连续而严密的创新能力训练，其创新能力将得到大幅度提高。可见，学科竞赛构成了培养学生创新思维和创新能力的一条重要途径。[2]
学科竞赛是面向大学生开展的课外科技活动，是培养学生创新精神和创新能力的重要载体，是激发潜能和创造力的良好手段，是培养创新型人才、促进教育教学改革的有效途径。[3] [4] [5]如何让学科竞赛规模化，竞赛管理机制规范化和程序化，吸引更多的学生参与其中，是实践教学中值得探索和研究的课题。[6]
二、理工类学科竞赛中存在的问题
学科竞赛在创新型人才培养方面的作用显著，各高校和院系对其发展和建设也越来越重视，但受各种因素和条件的制约，其仍然存在一些不足与缺陷。
首先，竞赛的制度和组织有待完善。制度缺失会造成竞赛管理部门职责不清，资金场地设备设施供给不稳定，激励和监督机制不明朗等问题，这将极大地制约学科竞赛的发展。其次，竞赛题目设置不合理。试题一般以某基础知识来安排，问题一般比较明确，给出的条件也充分，这样会形成一些常规的模式，导致有一些试题可以直接套用公式解决。这样的试题在一定程度上培养了学生把实际问题归结为逻辑推导问题的能力，但对学生创新能力和实践能力的培养作用是有限的。此外，学科竞赛题目难度等级设置不合理，多数竞赛都是专业“尖子”生参与其中，学科竞赛在学生中的普及程度难以提高。最后，指导教师在竞赛中的角色定位不准确。竞赛一般采取小组合作的形式，通过小组成员的配合、讨论完成建立模型、撰写报告等任务。然而，在目前的竞赛中，指导教师的角色多数由指导者转化为合作者，指导教师完全参与到竞赛中，大学生的学术竞赛转化为指导教师学术能力的比拼。
竞赛的主体——大学生存在的问题。由于长期受应试教育理念的制约，学生的创新能力不强，所提出的设计方案创新较少；当遇到问题时，不能学以致用；在大学学习过程中，学生动手设计或制作的机会少，动手能力不强；学生缺乏锲而不舍的探索精神，遇到困难就止步不前或者放弃；在进行文献检索时，面对庞大的检索结果，学生难以快速筛选、获取想要的信息；部分学生参加竞赛的动机不纯，仅仅是想跟着混个奖项，以这种心态参赛不可能获得能力的锻炼。
三、学科竞赛规模化和程序化途径
近年来，哈尔滨理工大学对发展学科竞赛进行了积极深入的探索，通过建立制度支持，组织保障，完善配套设施，加强教师队伍建设等方面的保障措施，使学科竞赛得以规模化，使学科竞赛的开展程序化，努力发展学科竞赛这种创新型人才培养载体。
（一）规范管理制度，完善组织机构
健全的管理制度和完善的组织机构，是深入开展学科竞赛活动的重要保障。高校应制定一系列的科技竞赛管理制度，为有序、有效、稳定地展开学科竞赛提供政策上的保障。以哈尔滨理工大学2009年出台的《哈尔滨理工大学大学生研究性学习与科技竞赛管理办法》为例，管理办法就研究性学习与科技竞赛的组织机构和职责、竞赛等级及分类，指导教师工作量计算、学生参加学习与科技竞赛活动的奖励办法、指导教师的奖励办法等都做了具体的规定。[7]
构建与学科竞赛发展水平相适应的、完善的组织体系是做好学科竞赛这项工作的基础。学科竞赛是一项由学校各主管部门、各学院及师生共同参与的科技活动，因此建立一个适合本校实际情况，便于管理运行的竞赛组织机构及组织形式对保障竞赛的顺利实施和开展具有重要的意义。在硬件条件方面，学校应提供稳定的资金保障、条件保障、环境保障。学校可以根据学科竞赛的具体情况，提供匹配的资金支持，提供相应的实验室、活动场所和实验条件，并建立监督机制，有效管理这些硬件资源的使用，使学科竞赛得到良性运行与发展。
（二）合理设置题目，弱化专业限制
在国际性或全国性的专业竞赛中，其题目对于普通高校的大学生来说比较难，导致竞赛成了“少数人”参加的高校学术活动。本文所述“全员参与的光电设计竞赛”定位为校级竞赛，全校学生均有能力参与。因此，要仔细设置竞赛题目，以便能够让不同层次的学生参与并能从中受益。例如，作者团队负责组织的第一届哈尔滨理工大学大学生光电设计竞赛，竞赛设置三个级别的题目。专业A组试题是全国大学生光电设计竞赛的正式竞赛题目，设置本类题目是为了向更高级别的光电竞赛输送人才。专业B组为不限定竞赛项目，自拟题目，突出光电在信息探测、传输、信息处理和存储等领域的重要作用，属于开放性的题目。第三类为创意设计类，围绕光与电在各个领域中的应用，鼓励学生展开发散性思维，充分发挥想象力，并用影像或图片说明创意。专业A组有22组参与，专业B组有17组参与，创意设计类有80组参与。通过参加人数可以看出，学生有积极参与的愿望，创意类项目极大地调动了学生的积极性，并发挥了学生的想象力，适合各层次的学生参加。可见，合理地设置竞赛题目对学科竞赛的开展是十分必要的。为吸引学生的注意力，提高学生参与的兴趣，部分竞赛的题目可以弱化专业限制，贴近生活，使其具有趣味性。但第一届竞赛题目的设置也存在不足，例如专业B组的自由度太大，部分参赛者用其他竞赛的作品来参赛，使比赛失去公平性，弱化了比赛的目的。在总结了第一届光电竞赛的得失后，第二届光电竞赛保留了普适性强的创意设计类项目，专业组的题目设置为光电方法测距。距离是基本的物理量，根据能够测量的精度和量程的不同，测距可以体现出不同的难度，适宜于不同基础的学生参加。
（三）组建指导教师队伍，统一竞赛的指导方式
指导教师在学科竞赛中具有重要的作用，他们能利用自身的专业知识和技能对学生进行系统的科技思维与科技方法的训练。但指导教师应明确自身定位，即对学生进行答疑解难和科研方法的指导，有意识地培养学生的创新意识，而不是成为某一个参赛小组的合作者。为达到这个目的，作者团队组建了由光学、电子、机械、计算机等不同专业教师构成的指导教师团队。首先，统一指导思想：指导教师的作用在于引导。其次，作者团队对竞赛中常见和共性的问题制作了一系列的多媒体资料，例如一般科学问题的处理流程，从文献检索及筛选等方面对参赛者做培训，使参赛者能够处理大部分问题。最后，参赛指导的方式多数情况下通过互联网进行，每个参赛者不指定特定的指导教师，参赛者根据遇到的问题所属的专业领域，和相应专业的指导教师讨论。这样的方式，指导教师无须花费太多的精力，并且对竞赛过程无过多的干预，有利于参赛者能力的培养。
（四）合理的激励机制，以“品牌”效应吸引学生参与
参与学科竞赛需要学生与指导教师付出课堂以外的大量时间与精力，还需要承担竞赛失利的风险。因此，只有建立合理的激励机制才能保证学科竞赛持续开展。作者所在的哈尔滨理工大学充分认识到学科竞赛在人才创新能力培养方面的重要作用，为鼓励学生参加竞赛，学校特制定出《哈尔滨理工大学大学生研究性学习与科技竞赛管理办法》，对获奖学生除给予一定的物质奖励外，还在保送研究生、年度评优、评奖学金等方面都采取了加分政策。教师指导学生学科竞赛和科技创新活动也部分计入教师绩效考核体系。这样一来，既充分肯定了师生的劳动成果，也为学科竞赛工作良性发展提供保障，从而推动通过学科竞赛培养学生创新能力这一目标的实现。
建立与学科竞赛有关的学生社团，如电子协会、光学协会等，鼓励学生跨学校、跨学院、跨学科组建社团，发挥社团在开展创新活动中的组织优势和管理功能。这类活动如科技社团活动对专业能力要求不高，适合大多数学生参与，但由于其是以学生自身为主体展开和组织的活动，可以突出学生的主动性，培养学生对科技和创新的兴趣。另外，作者团队为了扩大光电设计竞赛在学生中的影响力，举办了室外的光电实验展示，通过绚丽的实验现象，让学生对光电设计竞赛更加了解，产生“品牌”效应，以吸引学生参与其中。最后，针对学生动手机会少，动手能力弱的问题，哈尔滨理工大学实行实验室开放项目，各专业实验室定期开放，学生可以了解实验室的仪器设备，并动手进行相应的实验项目，这提高了学生的动手能力。
四、结语
学科竞赛已经成为当前高校学生创新能力培养的重要载体，能有效推动课堂教学与实践教学的有机结合，激发学生的创新意识，提高学生的动手能力，促进实践教学改革，为培养创新型人才提供了一条有效的途径。哈尔滨理工大学光电设计竞赛着眼于全校大学生创新能力的培养，从组织机构、指导教师团队、竞赛题目设置和学生工作等方面做出了相应的调整，既保证了竞赛的健康发展，又能服务于创新人才的培养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 王晓勇，俞松坤.以学科竞赛引领创新人才培养[J].中国大学教学，2007（12）：59-60.
[2] 丁珠玉，樊利，周胜灵.以科技竞赛为载体培养工科学生创新能力[J].西南师范大学学报，2012（4）：205-208.
[3] 陈天虹，文献民，葛龙威，易雯.依托学科竞赛培养学生的实践创新能力——以大学生结构竞赛为例[J].浙江科技学院学报，2008（2）：136-137.
[4] 付雄，陈春玲.以科技竞赛为载体的大学生创新能力培养研究[J].计算机教育，2011（6）：29-31.
[5] 周治瑜，王瑞斌，胡丽华，张涛.学科竞赛是培养大学生创新素质的重要载体[J].现代农业科学，2008（5）：100-101.
[6] 谢金星.科学组织大学生数学建模竞赛，促进创新人才培养和数学教育改革[J].中国大学教学，2009（2）：8-11.
[7] 林文卿.基于科技竞赛的大学生创新能力培养分析[J].科技与管理，2010（2）：141-144.
[责任编辑：陈 明]
