新工科背景下以学科竞赛为载体培养创新能力

    高晓娟 牟莉

    

    摘 ? ?要：新工科建设的目标是培养面向未来的多元化、创新型卓越工程人才，而创新人才培养的核心是对大学生创新能力的培养;通过分析新工科的内涵和建设要求，以学科竞赛为载体，探索培养计算机类专业人才创新能力的策略和措施，取得了显著成效，为同类院校人才培养提供了借鉴。

    关键词：新工科;学科竞赛;创新能力

    中图分类号：G642 ? ? ?文献标识码：A ? ? ?文章编号：1002-4107（2021）04-0037-02

    为主动应对新一轮科技革命和产业变革，服务国家创新驱动发展和“一带一路”“中国制造2025”等国家重大战略的实施，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”，鼓励各类高校积极组织开展新工科研究与实践。新工科的内涵是以立德树人为引领[1]，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。创新人才培养的核心是对在校大學生创新能力的培养，而学科竞赛是开拓专业视野，实现学科交叉，培养工程技能和创新能力的有效途径。近年来，西安工程大学计算机学院顺应教育发展新形势，积极推行新工科教育计划，推广学科竞赛，采用多种举措提高学生的创新能力。

    一、新工科背景下学科竞赛的作用和意义

    新工科是工程教育的创新与升级，新工科建设要求坚持问题导向[2]，加强学生工程实践能力和创新能力的培养。

    （一）问产业需求建专业

    高校专业建设应服务于产业转型升级，满足经济环境和社会雇主要求，因此，高等教育要推动学科专业交叉融合，加强复合型工程技术人才培养。而当前各级各类学科竞赛的题目，往往具有一定的应用背景，将多学科专业交叉融合，通过学科竞赛，解决生产实践中不断涌现的问题[3]，将学术理论与工程实践相结合，有助于培养学生的创新实践能力。

    （二）问技术发展改内容

    工程教育必须主动适应，面向产业需求，以学科前沿、产业和技术最新发展推动教学内容更新，而学科竞赛不但涉及到学科前沿知识，反应学科领域热点问题，还与新兴产业和经济紧密相关，通过学科竞赛可以丰富教学内容[4]，促进教学改革，将创新创业教育与专业教育深度融合，培养学生创新精神、创业意识和创造能力。

    （三）问学校主体推改革

    要求高校将新工科建设付诸人才培养的实践行动中，做好专业规划，创新人才培养模式和机制体制，强化工学结合、校企合作，让企业直接参与到人才培养全过程。可以以学科竞赛为载体，增强企业在人才培养过程中的参与度。例如，在校内建立众创空间，组织项目研究，企业参与指导学科竞赛;一些高级别的学科竞赛往往有企业参与主办，学生通过参加竞赛，获得企业的认可，从而获得在知名企业实习的机会。

    （四）问学生志趣变方法

    落实以学生为中心的理念，根据学生志趣改革教育教学方法，增强学生的“向学力”。学科竞赛往往集实用性、竞技性、趣味性和激励性于一身，能够激发学习兴趣，充分发挥学生的主观能动性，促使学生积极观察、分析和思考，讨论交流，有助于促进知识迁移，开阔眼界，培养团队合作精神，提升学生的实践能力和创新创业能力。

    （五）问内外资源创条件

    充分利用校内外各种资源，优化协同育人模式，建设协同育人实践平台，利用学校各个学科优势，在竞赛中将各学科交叉融合，为跨院系、跨学科、跨专业交叉培养新工科人才创造条件。

    （六）问国际前沿立标准

    在国际性赛事中，了解国际前沿科技，拓宽眼界，为新技术、新模式、新业态、新产业发展培养高素质创新人才。

    二、 以学科竞赛为载体培养学生创新能力的实施策略

    （一）构建阶梯式创新能力培养机制

    计算机类专业的专业教育可划分为夯实基础、能力拓展、综合提升三个阶段，按照创新人才培养规律，创新能力培养也相应划分为“创新意识—创新精神—创新思维”三个阶段。从专业教育的基础阶段开始，随着专业能力不断提升，在每一个阶段都组织学生参加相关赛事，通过学科竞赛，培养学生综合运用知识能力，逐步培养学生的创新意识、创新精神和创新思维[5]。

    目前西安工程大学计算机类专业学生参加的相关学科竞赛有中国“互联网+”创新创业大赛、中国大学生计算机设计大赛、中国大学生服务外包创新创业大赛、蓝桥杯全国软件和信息技术大赛、大数据挑战赛、网络技术挑战赛、高校微信小程序开发大赛，以及由合作企业举办的学科竞赛等。指导教师团队深入了解分析这些学科竞赛，总结竞赛的内容、要求和适用范围，以学科竞赛为创新载体，与专业教育有机结合，使创新教育贯穿人才培养全过程。学科竞赛与专业教育、创新教育的对应关系如图1所示。

    （二）以学科竞赛为契机，推动专业课程建设和教学改革

    将竞赛融入日常教学活动，打造“赛事常规化”教学环境。学科竞赛往往涉及多个学科领域，通过学科竞赛，可以解除学科间的束缚，改变僵化的知识体系，推进专业交叉融合。学科竞赛指导教师作为专业课程骨干教师，将竞赛的优势元素引入教学，丰富教学内容、改革教学方法，使竞赛和教学紧密结合，增大了创新培养的受益面，实现专业教育和创新教育的有机融合，相互促进。例如，在“程序设计”“数据结构”“算法设计与分析”等课程的教学过程中，引入“蓝桥杯”竞赛题目作为案例组织学生分组讨论，采取“案例分析—知识点解析—编程训练”的形式，强化学生的专业技能，整个教学过程体现了“以学生为中心”的教学理念，在提升课堂教学质量的同时，培养学生的自主学习能力、应用能力、合作能力和创新意识。

    （三）形成学科竞赛团队培养的运作模式

    不断研究探索有效推动学科竞赛的方法，形成优秀学生动态选拔机制，构建“小班化”精英教学模式。选拔优秀学生，按学生各自的兴趣和能力组成小班，针对相关学科竞赛进行长期培训，为各种赛事做好准备，使得竞赛的组织更加有序。通过小班化探究性学习，优化学生的知识结构，拓展学生的个性发展空间，提升学生的创新品性，加强差异化培养，并在班级内形成积极向上的创新氛围。

    （四）优化竞赛激励机制

    通过多种途径，优化竞赛激励机制，以提高学生参与学科竞赛的积极性，达成提升学生创新能力的目的。例如，在专业培养方案中，规定学生必须完成4～8学分的创新学分，学生可通过参加学术讲座、学习创新创业课程、参加创新活动、学科竞赛获奖等方式来完成创新学分，由于学科竞赛获奖奖励的创新学分较多，同时还能额外获得奖金、证书、各类荣誉评选资格、推免研究生资格、去知名企业实习的资格，因此更能吸引学生，使得学生在主动参加竞赛的过程中，实践应用能力、创新思维、合作精神、竞争意识等都得到显著提升。

    三、培养效果分析

    学科竞赛的组织和推广，“赛教融合”的实施[6]，取得了显著成效。

    （一）学生创新能力得以提升

    通过竞赛训练，提高了学生学习的积极性和主动性，拓展了知识结构，开阔了视野，学生创新能力大幅提升。近两年学生积极申报完成的大学生创新创业项目数量和质量显著提升，国家级项目比例由原来的20%增长到42%;每年参加学科竞赛的人数较之原来增长了一倍，获奖率从早期的约30%达到目前的56%;越来越多的学生被知名高校录取读研或被知名企业录用。

    （二）以学科竞赛促进教育教学改革，成效显著

    在学科竞赛平台建设过程中，逐步形成了一支高水平的学科竞赛指导教师团队，该团队教师作为专业教育的骨干教师，注重对学生实践能力和创新能力的培养，积极从事教学改革，对教学方法、教学内容、教学模式进行深入探究，近两年共完成各级各类教改项目10余项，获得厅局级以上教學成果3项。

    本文基于新工科要求，以学科竞赛为载体，探索培养学生创新能力的方法和路径，建立阶梯式培养机制，通过学科竞赛将创新教育与专业教育相融合，实现学科交叉，培养学生的实践能力，逐步提升学生的创新能力。

    参考文献：

    [1]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017，（3）.

    [2]张大良.因时而动 返本开新 建设发展新工科——在工科优势高校新工科建设研讨会上的讲话[J].中国大学教学，2017，（4）.

    [3]赵志换，申峻，常宏宏，等.新工科背景下综合实践技能竞赛对学生工程实践能力的促进作用——以太原理工大学为例[J].山西高等学校社会科学学报，2020，（1）.

    [4][6]陈洪彬，林娈，郭凤仙，等.学科竞赛提升新工科食品学生创新实践能力的探索[J].农产品加工，2020，（7）.

    [5]田新志，陈晓范，申海杰，等.新工科背景下基于“项目+学科竞赛”驱动的应用型本科人才培养模式研究——以网络工程专业为例[J].电脑知识与技术，2020，（20）.

    编辑∕丁俊玲

    作者简介：高晓娟（1973—），女，陕西宝鸡人，西安工程大学计算机科学学院副教授，研究方向：智能信息处理。

    基金项目：陕西省新工科、新农科研究与实践项目“新工科背景下计算机类专业人才创新创业能力培养的研究与实践”;西安工程大学教育教学改革项目“新工科背景下竞赛驱动式计算机类专业拔尖创新人才培养模式的研究”（19XGKZ01）