以学科竞赛为驱动的大学生实践创新能力培养

摘要：实践创新能力的培养是新时期对人才培养提出的要求。论文分析了当前工科类专业教学存在教学问题的基础上，采用以学科竞赛来驱动大学生实践创新能力的培养。分析了传统教学方法的弱点，然后以“飞思卡尔”杯全国智能车竞赛为例子，从多方面论述了学科竞赛对大学生实践创新的推动作用，这对推动工科专业的教学创新能力培养有较强的借鉴意义。

关键词：大学生实践创新能力；学科竞赛；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0004-02＼

传统的课程实验存在着项目落后、设置不合理的情况，对学生的锻炼价值和创新能力培养的作用有限，而学科竞赛是在紧密结合课堂教学及技术应用的基础上，对培养学生创新能力，提高教学质量，具有独特的和不可替代的作用[1]。目前，全国各类以学科竞赛锻炼大学生的实践能力的竞赛众多，包括全国电子设计大赛、机械创新大赛、智能车竞赛等等。为此，本文首先分析了传统教学方法存在的问题，然后以全国“飞思卡尔”杯智能车竞赛为背景，着重探讨学科竞赛教学法对大学生创新能力、自学能力、动手能力、团队协作等方面的促进作用。

一、传统教学的弱点及竞赛教学与实践能力培养解析

（一）传统教学存在的弱点

高校的传统实践实验课，存在课程内容落后，缺乏创新，锻炼价值有限；实践教学偏重于形式，与企业和社会很难衔接等问题。这其中存在如下几方面的原因：

1.实验设置不合理，可实施性不强或者过于简单；实验过程没有得到有效实施和监督；对实验教学没有明确的考核制度和方法；学生本身对实验课程不够重视。

2.实践项目落后，不适应培养人才的需要。传统的教学主要强调理论学习，辅以实践，即使落实某些实践项目，基本上固定不变，维持多年，缺乏创新，与市场需求脱节。

3.学生态度不端正，缺乏独立学习的热情。部分学生态度不端正、学习积极性差，这种现象在一些学校民办学院更为明显。

（二）竞赛教学与实践能力培养解析

大学生创新意识的培养，主要来自于学生对创新过程的自主参与，学生的积极性和主动性是最重要的因素。竞赛教学法是以“比赛为主线、教师为主导、学生为主体”的教学方法，将知识点分解，围绕这些知识点组织教学，学生在教师的指导下全程参与论证、动手、分析、实现的全过程，是一种开放式的教学形式。其核心是使学生“学会如何学习”，培养其如何解决问题、善于分析问题和独立思考问题的能力，以及协同合作能力等各种能力，增强责任意识，提高综合素质[2]。

二、竞赛教学法的运用对大学生实践能力培养的作用

“飞思卡尔”杯智能汽车比赛采用指定的车模，利用飞思卡尔半导体公司的控制芯片，要求小车能够根据指定道路自动行驶，是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了机械、电子、计算机等多个学科交叉的科技创意性比赛，主要内容由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成，以最快时间完成比赛为胜。同时比赛还分创意组，根据自己的创意和想象力完成具有一定功能的应用装置，极大地提高了学生的学习热情和积极性。

要完成该项目，需涉及众多的知识点，主要包括：C语言编程、PROTEL制图、电子技术、单片机技术、汽车构造、数字信号处理、状态监测与控制技术等。而这些知识点恰恰全部出自本校所开设的多门课程，这些课程主要涉及公共基础课、专业基础课、专业课。因此该项目涉及众多基础课程和专业课程，属本专业各知识点应用的综合项目。完成该项目的知识点与我校车辆工程汽车电子方向所开设的课程关系如图1所示。

（一）竞赛对创新能力培养

“飞思卡尔”杯智能车竞赛对本科生实践创新能力培养起到了很大促进作用，主要体现在如下几个方面：

1.培养问题意识和科研能力。问题意识是创新能力的一个重要组成部分。竞速赛是根据比赛组委会提出的比赛规则，认真努力找到解决问题的方法，这势必要让学生对问题进行细化分解，同时全部解决。同时速度是个挑战极限的问题，会促使学生努力地改进自己的各种方案，提升智能车比赛速度，这种过程就是一个科学探索及研究的过程，锻炼和挖掘了学生思考问题的潜力。

2.促进课题教学效果。采用学科竞赛驱动式的教学方法，使得每个学生都可以带着竞赛问题走进课堂，有助于加深对课堂教学内容的理解。学科竞赛一般需要一定的周期才能完成，这样就使得学生需不断地参与和投入，相比课程实验的这种短期、浅尝辄止的方法，这种长周期的投入可以使学生对一些具体问题理解更深入。解决课题或者项目存在的所有问题，就是学生提高分析问题、解决问题的能力，并在此过程中培养了创新能力。

3.培养了学生的自学能力。“飞思卡尔杯”智能车竞赛涵盖了控制、传感、电子、计算机和机械等多个学科交叉。所参加比赛的学生大都来自自动化、电气工程、车辆工程、计算机技术等某个特定的专业，对所比赛的内容知识点很难完全具备，这就迫使学生在制作准备比赛时要多去查找属于自己专业之外的知识并掌握理解，这有力地培养了学生的自学能力。

4.培养动手能力。目前大部分本科高校生动手能力都偏弱，理论学习不错的学生实践能力普遍欠缺。主要的问题在于：理论学习不贯穿于实践，通常只为考试服务。通过智能车比赛这样一个系统而完整的学习，学生自主参与动手制作，在开发过程中，结合所学理论知识，及时发现存在的问题，找到新方法，开发新思路，解决新问题。并且不断地更新和完善自己的知识体系结构，从而进一步地创新。

5.培养竞争意识与合作精神。智能车竞赛一般3人一组，比赛有校赛、分区赛、全国总决赛，每次比赛就是团队间的竞争和团队内部的合作过程。竞赛准备周期比较长，在具体的项目和任务面前，各个组的比赛成员只有加强沟通、互相信任、团结协作才有可能把任务完成得更好。

6.增长见识和提高综合素质。在参加各个级别的比赛中，学生既是参赛者也是观摩者，通过比赛交流，发现不足，增长见识，丰富阅历，通过比赛可以了解车模制作、布局、参数定位等诸多问题，提升自己的思路想法，创新水平自然水涨船高。

7.养成归纳与总结的习惯。通过归纳和总结，对已学过的和部分未学过的知识进行梳理，使之成为知识链体系，能更好地开展或提速创新工作。智能车竞赛在进入全国总决赛后有竞赛技术报告的书写要求，这要求学生对比赛的技术做出必要的归纳和总结，培养他们归纳与总结的好习惯；提高他们的能力，以更好地指导今后的学习和创新工作。

（二）创新成果体现

通过学生团队的共同努力，为了比赛获得奖项，这调动了学生的创造性和好奇心，也提升了学生的动手能力、理解能力。通过参加学科竞赛活动，很多学生的自主学习和科研能力可以得到显著提高，在毕业设计、实习和研究生阶段的学习中表现出明显的优势，得到用人单位和研究生导师的普遍认可。

三、竞赛教学法提高大学生实践能力应注意的问题

（一）建立长效运作政策保障机制

大学生实践创新能力的培养是一个长期的过程，靠短时的参赛是无法持久的，这必须要学校有政策和制度上的保障和激励，促使学生通过开展学科竞赛，对大学生创新能力的培养形成有效机制。

学生方面，教务处制订并实施素质能力拓展学分制度，设立学生竞赛获奖奖励政策，这能有效地引导和激励广大学生参与学科竞赛创新实践活动的积极性；教师方面，提高指导教师的奖励力度；将指导成绩列为职称评审、评优推先、年终考核的重要依据，有效激发和保护了教师的热情。同时，将学校举办的创新设计竞赛以每年举办一次的形式固定下来，落实到具体的二级学院，形成以开展学科竞赛为纽带的促进大学生创新能力培养的有效途径，促进学生参与的积极性。

（二）搭建良好的训练和竞赛平台

建立良好的竞赛平台场地，学校每年拨取一定的经费对实验平台进行建设。建立完整的竞赛组织和管理办法，在校内选拔后加强学生培训，选出更优秀的同学参加校外赛。针对学科基础类似的竞赛，比如“挑战杯”、全国大学生电子设计大赛等，可以分阶段地参加各类赛事，让更多学生参与，唤起更多学生的求知欲，也使学校资源得到充分利用。

四、结论

作为教育部重点支持的大学生课外科技创新活动之一，智能汽车竞赛是我国自动化领域级别最高的大学生竞赛，对培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识有着重要的意义。因此，以学科竞赛为驱动的教学方法改革，能有效培养学生应用系统设计能力、实践创新能力，值得去探索。

参考文献：

[1]陈立中.项目教学法的运用与大学生实践能力培育研究[J].中国电力教育，2013，290（31）.

[2]卓晴，黄开胜，邵贝贝.学做智能车：挑战“飞思卡尔”杯[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.