新工科背景下与专业教育融合的学科竞赛体系研究

徐 容， 柳军剑

(重庆交通大学 土木工程学院，重庆400074)

一、引言

信息化时代带来了新一轮的科技革命和产业变革，同时对高等工程教育提出了新的要求，如何培养能有效支撑和服务“创新驱动发展”“中国制造2025”等一系列国家战略以及“一带一路”倡议的高层次创新人才，成为我国当前高等教育面临的主要任务[1]。2017年我国高等教育正式提出新工科建设，先后形成“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，并发出了全面开展新工科研究与实践的号召[2-4]。全国高校积极响应并依据自己的发展定位及优势，深入开展新工科理论和实践研究，并尝试新工科工程教育改革试点。作为新工科改革核心目标之一的工科学生创新创业能力培养，受到高校的普遍重视并将其放在人才培养的突出位置。大学生学科竞赛作为学生实践创新能力培养的重要抓手，在新工科背景下得到突飞猛进的发展。根据中国高等教育学会关于高校竞赛评估与管理体系研究数据表明，在2006—2015 年期间，全国性大学生学科竞赛新增的数量达 85 项，特别是仅“互联网+全国大学生创新创业大赛”，参加的学生就达数百万之多[5]，足见各高校和学生对学科竞赛的重视程度与参与激情和热度。然而细观当前学科竞赛现状，不难发现大学生学科竞赛没有实现与专业教育的深度融合，造成一方面学科竞赛活动轰轰烈烈，另一方面对专业培养目标的支撑度明显不足；学科竞赛与专业课程教学结合不够紧密，学科竞赛对学生没有硬性要求，参与学生不能实现全覆盖，从而影响培养目标的实现度；支持学科竞赛的平台资源不足、教学运行体系不完善等因素也影响了学科竞赛与专业教育的有机融合。随着大学生学科竞赛项目数量和参赛规模的不断扩大，在琳琅满目的学科竞赛中，如何让学科竞赛更加有效地服务于专业人才培养目标，成为当前新工科背景下高校创新人才培养亟待解决的重要问题之一。

新工科背景下的大学生学科竞赛体系构建，不少学者进行了大量的探索与实践，如胡群等人对于与土木工程专业相关的各种竞赛，从竞赛特点、涉及的知识结构、参赛状况等方面进行了分析，并提出了将竞赛作为创新创业可选学分、在课程教学中引入研究性教学理念、教师利用科研项目为学生参赛进行选题等竞赛实施路径建议[6]；丁广龙等人则从学科竞赛所需支持平台、竞赛训练构架和运行保障等方面提出了学科竞赛的组织运行体系[7]。这些成果在推动大学生实践创新能力培养上具有重要的意义，但仍然未能解决学科竞赛与专业教育的深度融合问题，学科竞赛也未能发挥其在实现新工科专业培养目标中的作用，换言之，即使学科竞赛自成体系，也仅仅能对参赛学生实现创新能力的培养，要让学科竞赛资源有力支撑新工科专业培养目标的实现，必须将学科竞赛纳入专业教育计划，形成学科竞赛与专业教育深度融合的完整体系。本文针对新工科对大学生创新创业能力培养的新要求，结合重庆交通大学的新工科建设特点，在深入分析当前学科竞赛存在的主要问题的基础上，分别从学科竞赛对创新创业的支持、与培养目标相融合的项目设计、基于科技平台与校企协同的平台建设、指导教师队伍建设、教学管理运行与评价等方面，提出新工科背景下与专业教育相融合的学科竞赛体系构建思路，希望能对高等学校学科竞赛的组织实施与体系创新有所借鉴。

二、学科竞赛在新工科建设中的地位与作用

新工科从内涵上讲包括工程教育的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系[8]，最终目标是培养能适应新一轮科技革命与产业变革的、掌握新技术和具备创新能力的高层次人才。学生除了要掌握学科交叉融合知识、前沿知识和解决复杂工程技术问题的基本能力外，还必须在社会能力、伦理道德和职业素养等方面具有较高水准。学科竞赛作为大学生创新思维、创新技能、组织协调和团队协作训练的有效途径与重要载体，在新工科背景下的大学生创新创业能力培养中发挥着重要而不可替代的作用。

(一)学科竞赛是推动新工科创新人才培养的重要途径

为了适应信息化时代经济社会快速发展对人才需求的变化要求，高校人才培养必须适时优化调整培养目标、持续创新培养模式和不断完善培养过程。新工科创新人才培养则更加注重结合实际工程的项目训练，在训练中培养学生的产品设计能力、实施建造能力和管理服务能力，同时强化工程伦理意识与职业道德素养，培养具有创新精神和创新能力的现代高级工程技术人才。纵观当前高等教育模式，许多高校由于人力、教学环境等诸多因素的限制，依然采用传统的教学方法和考试模式，重视课本基础知识和传统知识的讲授，忽视对科技发展前沿知识的传授，教育模式相对封闭，学生实践时间短，实践内容少，缺乏培养综合创新能力的实践活动。学科竞赛不仅能把行业前沿、最新技术、学科焦点、社会热点问题融入学生的学习内容，而且能把正确的人生观、价值观、质量观植入人才培养环节。因此，在当前新工科背景下，学科竞赛已经成为高校新工科创新人才培养的有效路径。

(二)学科竞赛是推动学科交叉融合的重要抓手

新工科建设的一个典型特征就是要推动多学科的交叉融合，培养复合型创新人才。而学科竞赛作为相对独立的实践教学环节，可以充分发挥学生的主观能动性，综合运用多学科知识解决某一特定的工程技术问题。近年来，学科竞赛从传统的以单一学科知识研究为主逐渐发展为多学科交叉融合，不论是在项目类别还是在知识广度上都有所增加，比如“互联网+大学生创新创业大赛”“挑战杯”等，决定了学生必须掌握多学科复合型知识，才能解决复杂的工程实际问题。因此，以学科竞赛为抓手，通过组建跨院系、跨学科、跨专业竞赛团队，可有效推动学科交叉融合，提升学生的学科知识融合和综合能力。以中国公路学会、中交公路规划设计院有限公司联合主办的世界大学生桥梁设计大赛为例，凡是获奖的项目均为多学科专业组建的竞赛团队的成果，如重庆交通大学将土木工程、建筑与城市规划、艺术设计等专业的学生联合起来组建参赛队伍，学生团队成员通过发挥各自专业特长，桥梁与艺术学科知识深度融合，使桥梁设计在功能、审美、文化上融为一体，他们完成的《霁月》和《“尔”桥》设计成果双双获得一等奖。这充分体现了学科交叉融合的优势，对培养创新型、复合型人才发挥了积极作用。

(三)学科竞赛是推动产教融合汇集资源的重要载体

国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见明确提出，要逐步提高行业企业参与办学程度，健全多元化办学体制，全面推行校企协同育人[9]。在产教融合体系建设中，学科竞赛作为涉及产教融合因素相对较少、组织相对独立的教学环节，更有利于推动校企合作与协同育人的实施。通常可以项目的形式，围绕某一领域的技术需求和成果转化，通过共同开发学科竞赛平台、共同组织实施、联合指导竞赛、竞赛成果共享，来实现某一项具体的学科竞赛。企业通过参与竞赛组织，可以获得成果优先使用权，避免给企业带来过大负担；通过引进社会资源构建竞赛平台，弥补学校在人才培养资源上的不足，提升学生的创新创业能力；同时也为产教融合体制机制的探索和创新提供有益支撑与借鉴。

三、当前高校学科竞赛存在的主要问题

学科竞赛在新工科建设、工程教育改革和创新人才培养中具有重要的地位与作用，但细观当前高校学科竞赛现状，不难发现明显存在与专业教育的融合缺乏系统性、与专业课程教学结合不紧密、因学生参与的自愿原则造成不能实现全覆盖、校企协同支持学科竞赛的平台资源不足、学科竞赛的运行管理体系有待完善等一系列问题。

(一)学科竞赛融合专业教育缺乏系统性

近年来，在政府机构、行业协会学会和高校的共同努力下，各级各类大学生学科竞赛项目和数量不断增加，每年有数以百万计的大学生在学科竞赛中展示他们的智慧和活力。然而，目前学科竞赛无论是从学生的角度还是学校的角度，主要以参加竞赛获得奖励为驱动，学生获得奖励可以在评优评先、研究生推免、就业选择等方面多一些砝码，学校通过学科竞赛获奖成绩增加人才培养质量的显示度，因为能够反映人才培养质量的显示度指标并不多，而学科竞赛是学生在校期间创新创业能力方面较为有显示度的指标之一。目前学科竞赛虽然学生非常积极，但只有部分学生有选择性地参与，缺乏与专业教育的系统性融合；也就是说，结合专业教育，系统设计学科竞赛的项目，应当有结合理论课程的竞赛、结合实践环节的竞赛、结合综合专业训练的竞赛、结合学科交叉的竞赛等，所有竞赛项目都应当围绕专业教育，以实现专业人才培养目标为导向，纳入人才培养方案或教学计划，从而实现人人能参与、人人能得以锻炼、人人有各自的收获。在竞赛团队中，参赛学生各自发挥特长和作用，在看重获奖结果的同时，更加注重学生参与锻炼的过程。

(二)学科竞赛支持平台资源不足

基于学科竞赛为专业教育服务的理念，不能仅限于参加国家、省市、行业学会设置的竞赛，而是依据专业培养目标的要求，自主设置需要的竞赛项目。要实现这些项目必须有相应的平台资源作为支撑，大到包括场地设备、软硬件系统的投入、校企联合的指导教师团队、竞赛专项经费的支持等，小到试验耗材、竞赛用品等。目前存在的主要问题在于：一是地方高校资源缺乏、投入不足；二是有限的重点实验室、科技研发平台资源由于缺乏有效的体制机制，不能全面服务本科生的创新训练，更不用说服务学科竞赛；三是校企协同建立的平台资源不足，即使有少量的共建平台，也主要服务科技研发，难以服务专门的学科竞赛；四是学科竞赛的量大面广，对学校学科竞赛的承载能力是一种考验，特别是涉及需要设备作支撑的学科竞赛，设备数量必须满足要求。

(三)学科竞赛教学运行体系有待进一步健全

以获奖为驱动的学科竞赛运行管理体系，主要通过将学科竞赛纳入学生综合素质测评、研究生推免、指导教师绩效考核等激励措施，鼓励学生积极参与、教师精心指导，从而营造学科竞赛的氛围；在运行管理形式上，主要以学校发布信息、学生自愿组队、教师自愿指导、学校经费支持的松散管理方式进行。当以专业人才培养目标为导向开展学科竞赛时，学科竞赛成为专业教育的一个重要环节和必修内容，必须纳入教学执行计划统筹管理，学生必须全员参与，而不是自愿行为；此时，上述管理模式显然已经不适应以专业人才培养目标为导向的学科竞赛要求，还必须有一套与之相适应的完备的学科竞赛运行管理体系作为支撑。

四、与专业教育相融合的学科竞赛体系研究

为了充分发挥大学生学科竞赛在新工科建设、工程教育改革与复合型创新人才培养中的作用，解决当前学科竞赛存在的问题和不足，推动学科竞赛与专业教育的深度融合，高校应当在国家大学生学科竞赛体系框架下，结合学校自身办学特色、学科专业体系和软硬支撑条件，构建与专业教育相融合的、符合本校新工科人才培养目标的学科竞赛体系。

(一)构建以学科竞赛为重要支撑的创新创业教育体系

要构建符合新工科人才培养目标的学科竞赛体系，应将学科竞赛纳入学校的创新创业教育体系，将其作为实现新工科人才培养目标与创新创业教育的核心内容之一和重要环节之一；将学科竞赛纳入课程体系、创新实践体系，并配套与之相适应的平台支持、资金保障以及指导教师队伍保障。

以重庆交通大学为例，自2017年以来通过深化人才培养模式、教学管理服务、课程教学改革、学分积累与转换、质量评价体系、人事激励机制等六大专项改革，构建了创新创业课程、实践、服务和保障四大支持体系，相继建设了实验、实践、众创空间三大实践平台。其中就学科竞赛而言，一是将通识教育与专业教育深度融合，通过开设创新方法、学科导论、科技前沿、批判性思维、人工智能、大数据等课程，构建依次递进和有机衔接的创新创业课程体系，为学生参加学科竞赛提供知识和技能储备。二是将学科竞赛纳入创新创业实践教学体系，开展国家—市—校—院四级学科竞赛活动，打造科技创新品牌赛事，并对全体学生提出学科竞赛基本要求。三是设立学科竞赛专项资金，加大资金扶持力度，支持大学生参与学科竞赛活动和项目成果孵化。四是通过聘请企业专家和名家名师，打造学生创新训练与学科竞赛活动指导教师队伍。实践表明，通过上述四项措施将学科竞赛纳入学校创新创业教育体系后，学生紧密结合自身专业所发表的学术论文、专利技术、竞赛获奖等级、创新学分等，无论是数量还是质量都大幅提升。

(二)构建与专业教育培养目标相融合的学科竞赛项目体系

学科竞赛要符合新工科人才培养目标，必须将学科竞赛融入专业教育，在学生不同学习阶段，按照课程目标要求设计不同的学科竞赛项目。换言之，就是在设计专业人才培养方案时，应当同步考虑学科竞赛的内容，每个专业都应当有能体现自身特色的学科竞赛项目体系，不同的学科竞赛项目分布在学生的不同学习阶段，对应不同的课程或学科知识，学科竞赛的成绩作为课程或阶段能力测试的重要组成部分，从而可实现全体学生均能获得创新能力训练和锻炼的机会。

以重庆交通大学土木工程专业为例，目前土木工程学院通过实施一院一赛一活动，为土木工程专业乃至全校学生开设了14项土木工程师能力训练与竞赛活动，而且这14项活动均与土木工程专业及其相关课程密切相关。因此，我们完全可以将这14项竞赛活动按照不同年级学生、不同专业课程分别嵌入培养计划的不同阶段，如图1所示。

在学生学习基础类课程时，结合高等数学课程开展大学生数学建模竞赛和大学生数学知识竞赛，学生任选1项参加；结合大学英语课程开展大学生英语竞赛；结合大学物理课程开展大学物理竞赛；结合力学课程开展力学工程建模竞赛和周培源大学生力学竞赛，学生任选1项参加；结合地质、测绘等课程开展地质知识竞赛和测绘技能大赛以及GIS应用技能大赛，学生任选1项参加。在学生学习专业类课程时，结合结构设计类课程开展结构设计大赛、桥模设计大赛和混凝土设计竞赛，学生任选1项参加；结合工程安全类课程开展工程安全大赛；结合桥梁工程、结构工程、隧道工程、道路工程等课程开展桥梁设计大赛、桥梁承重大赛、地下车库设计规划大赛、城市道路重要节点立交方案设计竞赛、山区公路路线方案设计及建模竞赛、隧道设计大赛，学生任选1项参加。通过与专业相融合的系列学科竞赛，实现专业的人才培养目标，有的放矢，提升专业人才的创新能力；由于与课程对应的学科竞赛被纳入培养计划，学生必须完成，可使学生全员参与，让每位学生均能得到创新创业训练，综合素质得到有效提升；同时通过校级竞赛活动进一步选拔参加市级和国家级竞赛的团队，校级竞赛活动的成绩直接计入培养计划规定的实践环节，而对于获得国家级和省级学科竞赛奖励的学生，按照学分和课程认定办法，可以直接认定为对应课程的学分和课程成绩。所列竞赛项目虽然针对土木工程专业相应年级学生设计，但由于学科竞赛的属性必将向全体学生开放。通常情况下，学科竞赛分为专业组和非专业组，本专业相应年级学生参加专业组，其他学生参加非专业组，不仅实现专业教育的培养目标，也可全面提升学生的创新能力。

(三)构建基于校企协同的多样化学科竞赛平台支持体系

学科竞赛的支持平台，不同类型的学科竞赛所需平台条件不同。如数学知识竞赛只需要相当数量的考场即可；建模竞赛则需要有机房、电脑、网络的支撑；而机械设计大赛或结构设计大赛需要各类材料实验设备、加工设备、测试设备等。没有相应的平台作支撑，将难以保障学科竞赛的顺利实施。对于不同专业的学科竞赛项目体系，必须构建与之相适应的平台支持体系。

从学科竞赛平台的建设途径来看，无非两种模式，即利用学校自身优势资源进行建设和采用校企合作共建的方式。一是充分利用学校已有的工程实训中心、专业教学实验室、虚拟仿真实验室资源，通过运行机制的创新实现资源共享，为学生学科竞赛提供平台支持。二是充分发挥学校高端研发平台优势资源作用，以国家级省部级重点实验室、工程研究中心为支撑，通过机制体制创新服务大学生创新训练与学科竞赛。三是充分利用行业高校优势，加强与行业企业的合作，引入社会资源，联合共建科技创新平台、实践教育基地和创新工场，共同承办学科竞赛，服务学生创新能力培养。如重庆交通大学依托校企联合成立的学科竞赛平台，联合举办大学物理创新大赛、水利设计创新、结构设计大赛、隧道设计大赛等活动。四是通过校企协同共创学科交叉的特色平台支持学科竞赛，如重庆交通大学桥梁与艺术、土木与建筑、交通与文旅、交通与经济等系列学科交叉融合的学科竞赛平台。

(四)构建校企协同育人的大学生学科竞赛指导教师队伍

指导教师队伍是大学生学科竞赛的一个重要支撑，特别是以实现新工科专业培养目标为导向的学科竞赛。指导教师队伍建设应当符合三个要素：一是指导教师应为该专业的课程主讲教师和学科研究人员，熟悉新工科专业人才培养目标和课程目标；二是具有丰富的工程实践经验、科技创新经历和科技成果专业化思路，熟悉专业发展动态和科技前沿；三是具有校企协同联合组建和多学科交叉融合的特点，并保持相对的稳定性。与之相对应，指导教师队伍建设与培养应当采取如下举措：一是将教育教学改革与研究纳入教师聘期考核必备指标之一，引导指导教师积极参与教育教学研究、专业建设、课程建设等；二是充分发挥教师发展中心的作用，定期开展教师教育理念、教学方法、科技前沿等有利于教师个人发展的继续教育培训；三是进一步强化和落实教师到行业企业的挂职锻炼，增强工程实践经验；四是通过校企协同，采取内培外引、专兼结合等方式，构建相对稳定的指导教师队伍。近年来，重庆交通大学以高层次人才牵头组建的桥梁健康诊断、隧道设计与监控、水利工程设计创新、地质灾害预测与分析、建筑设计与艺术、交通文旅与创意等学生创新创业指导团队，均可很好地服务于大学生学科竞赛的指导。

(五)构建有利于学科竞赛新体系高效运行的教学管理体系

学科竞赛一旦纳入专业教育的人才培养计划，就必须有与之相适应的教学管理运行体系。从经费投入上，由于学科竞赛涉及平台建设、队伍建设、校企协同和组织实施，必须有相应的资金投入，这种投入可以是在原有课程体系框架下增设专项，也可以纳入专业人才培养计划，实施教学一体化经费投入。从教学管理上，学科竞赛除了作为学生创新创业学分载入学生学业档案外，应当与对应课程有实质等效的成绩管理办法，对于与专业课程紧密结合的学科竞赛项目，应当有配套的课程认定和学分转换管理办法。从激励政策上，一方面修订完善现行学科竞赛激励措施，在确保学科竞赛作为专业必修内容高质量实施的基础上，能进一步提升参加国家级和省部级竞赛团队的获奖层次；另一方面对于学科竞赛获得的创新性成果，有进一步成果转化的后续支持政策。从学科竞赛评估上，除了中国高等教育学会发布的学校学科竞赛排行榜外，学校内部应当对融入专业教育的学科竞赛建立评估体系，通过竞赛绩效评估和持续改进，不断提升学科竞赛的水平和新工科人才培养目标的实现。

五、结语

学科竞赛在实现新工科背景下的专业人才培养核心目标上具有明显特点和优势，主要表现在：一是在目前高校创新能力培养的所有环节中，除了必修的实习实训外，学科竞赛是唯一能融入专业教育并实现全员参与的实践教学环节，对于大多数高校而言，由于受到资源限制，要想实现所有学生参与科研训练项目和大学生创业训练是不现实的；二是学科竞赛对学生而言吸引力更强，积极性更高，更能激发学生自主学习的动力；三是学科竞赛与专业教育深度融合，既有单一学科的竞赛，也有多学科交叉融合的竞赛，对实现新工科专业人才培养目标更为有利；四是目前国家级和省部级层面学科竞赛已经具有相当规模，并逐步得以规范，为学科竞赛融入专业教育奠定了坚实的基础。因此，构建适应新工科专业人才培养目标的学科竞赛体系，对于推动新工科建设、将创新创业教育融入专业教育全过程、实现复合型创新人才培养目标均具有重要的理论价值和现实意义。本文在深入分析新工科背景下学科竞赛的地位和作用以及当前高校学科竞赛存在的主要问题的基础上，针对新工科对创新创业能力培养的新要求，分别从学科竞赛对创新创业的支持、与培养目标融合的项目设计、基于科技平台与校企协同的平台建设、指导教师队伍建设、教学管理运行与评价等方面，提出了新工科背景下学科竞赛体系构建的思路，希望能对今后高等学校学科竞赛的组织实施与体系创新有所借鉴。