摘要:搭建科技竞赛的平台,提高学生的创新思维能力,是学校教学活动和人才
培养的重要组成部分,是提高大学生知识技能、培养学生创新精神和实践能力的重要环节。本文以我校连续开展了九年的大学生结构设计竞赛为载体,阐述了科技竞赛活动对于提升大学生的创新实践能力以及培养创新型人才的实践效果,并在分析、总结经验的基础上,对如何提高竞赛活动的水平和扩大竞赛领域、营造良好的创新氛围提出了有益的启示。
关键词: 科技竞赛大学生结构设计竞赛创新型人才培养
随着经济全球化和世界一体化趋势的不断加强,中国的高等教育已进入大众化阶段。在新的历史条件下,如何培养具有较强的创新精神和实践能力的高素质的创新人才,已经成为未来社会发展的重要战略举措。作为培养人才摇篮的大学,高校责无旁贷的担当起此重任。而站在“实施精英教育,培养精英人才”的高度,把高校建设成为国际知名的高水平研究型大学,为社会培养和输送更多的创新型精英人才,开展大学生科技竞赛活动更具有宏远的意义。
1 大学生结构设计竞赛的赛事回顾
大学生结构设计竞赛作为大连理工大学传统的专业赛事,已经连续开展了九年,在这九年中,大学生结构设计竞赛得到不断的发展和壮大,影响力也从全校辐射到全市、全省乃至全国,得到了土木类同类高校的一致好评。大学生结构设计竞赛也已经成为提升学生专业水平、创新能力以及团队意识的重要载体。
1.1 大学生结构设计竞赛的起源
1999年秋,为了配合和促进专业知识的学习,提高学生专业学习的热情和创新实践能力,借鉴清华大学举办国际大学生结构设计竞赛的经验,一次依托专业教学的在学院范围内举办的大连理工大学“大学生结构设计大赛”,于2000年5月隆重开幕。竞赛邀请了赵国藩院士担任顾问,结构、桥梁教研室的相关专家组成专家组、命题评审组,主管教学的副院长亲自负责组织协调。尽管是首届竞赛,学生参与十分踊跃,很多学生以高度的热情投入到这项活动中,共有86支队伍,256人参加。在决赛现场,学生参与气氛更加热烈,同学们兴致勃勃的观看着每一个模型的加载过程,认真的听取教师的讲评,收到了课堂教学难以取得的教学效果。鉴于第一次大学生结构设计竞赛的成功举办,学院决定将此竞赛活动建成一个培养土木类专业的创新实践能力的切实可行并卓有实效的平台。
1.2 大学生结构设计竞赛的发展
为了扩大结构设计竞赛的规模和影响力,让更多的学生有机会加入到这个赛事之中, 2001年和2002年,大连理工大学将之扩大为学校范围的结构设计竞赛,参加的队伍和人数分别为94个队260人和116个队378人。2003年起又扩大到大连市其他高校,成功组织了大连市首届大学生结构设计竞赛,参赛127个队614人。2004年举办第二届大连市结构设计竞赛,参赛157个队755人。2005年我校作为发起学校之一,组队参加了第一届全国大学生结构设计竞赛,参赛队伍获得了一个二等奖和一个三等奖,取得了北方院校最好的成绩。2007年受省教育厅委托,成功举办了第一届辽宁省大学生结构设计竞赛,省内12所高校30支队伍参赛。2008年受全国大学生结构设计竞赛委员会委托,成功举办了全国第二届全国大学生结构设计竞赛,来自全国46所高校的47支队伍参加了比赛,此次比赛还吸引了部分高校前来观摩学习,进一步扩大了比赛的影响力。2009年我校在同济大学举办的“金风杯”第三届全国大学生结构设计竞赛中荣获一等奖,我校同时还获得“最佳组织奖”。
在规模逐步扩大的同时,我们不断总结赛事举办经验,在命题、选手培训答疑、加载设备设计制作、比赛公平性、作品点评等众多方面不断完善。每一届比赛均有突破,得到了参与同学、兄弟院校和指导教师的一致认可。学院组建了结构设计竞赛命题专家库,包括本校资深教授,浙江大学、同济大学、东北大学等高校的专家,使每次赛事命题均能体现“贴近专业、立足实践、特点鲜明、难易适中”的特点。命题均依托工程实践,大大加深了学生对课程讲授知识的应用能力。为了提高竞赛精确度和提高工作效率,学院组织开发了自动化的动静荷载加载系统,数字化的应力应变检测系统,应用于结构设计竞赛,使比赛更加高效地进行,也增加了测量误差等引起的不公平,参赛选手和指导教师都非常满意。
2大学生结构设计竞赛的实践效果
经过连年举办大学生结构设计竞赛, 结构设计竞赛的创新实践的载体作用也逐渐的凸现出来。事实上,一个具有较强创新能力的大学生应该是一个综合发展的人才,无论在专业素质、实践能力、创新思维,还是在团队合作等方面,都应该具备一定的素质,而大学生结构设计竞赛正是在这些方面对学生产生了极大的影响。
2.1增强了各相关专业同学对基础力学和结构设计的综合实践技能
对于力学、土木、机械等专业的同学,基础力学和结构的设计是必然要学习的,在理论学习的基础上将力学知识和结构设计知识综合运用,尤其是对材料性质的认识、分析给了同学们丰富的思考和发挥的空间。纸张作为一种抗拉但不抗压的材料,与钢材、木材或混凝土的差异给同学们对结构中受力部件作用的理解和设计都提出了新问题。可以说,从以往大赛的经验看,获得好成绩的队组都是在对材料和结构形式的深入分析下,采取合理的设计方案才胜出的。在网架结构中,铰的施工是要求非常高的,尤其是部分抗拉铰节点的制作,而很多同学以自己的方法完成了固定铰、球铰等满足结构要求的节点,这种动手能力在他们以后的学习和实践中将永远是一笔财富。
2.2激发了学生专业学习的热情,提升了学生的专业学习能力
结构设计竞赛的参赛同学层次不同,对于低年级学生,他们在学习结构设计和一些力学知识前就参与到结构设计的实践中去,会让他们对材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构、钢结构等课程形成感性的认识和浓厚的兴趣,形成专业学习的热潮,这对优良学风的形成和专业学习的深入有着一定的帮助。对于高年级的同学,则有助于提升学生在实践过程中检验自身所学的专业知识,并将其应用到实践之中。事实证明,通过几年的结构设计大赛,同学们对结构体系的专业课学习形成了较好的氛围,成绩也有明显的提高。
2.3培养了大学生的团队精神和协作意识
组内的同学年级不同、专业不同,对大赛题目的理解不同,提出的解决方案也不同,而提交的作品只有一件。这就培养了大学生的集体意识和团队精神。在组建队组时就考虑到队组对人才的需要,有理论深厚的同学,有手工精湛的同学,有善于分析的同学等,一支具备不同素质的成员在团队精神和协作意识的作用下才能取得良好的成绩。团队参赛也增强了不同学科学生间的交流,扩大了他们的视野,对后续的学习和实践活动都有一定的促进作用。
2.4提高了大学生面向工程实践的创新能力
在历届结构大赛中,同学们分别采取了梁板结构、蜂窝板结构、空间网架结构、悬索结构……,利用这样简单的材料能完成多种结构形式体现了同学们活跃的思维和卓越的创造力。比赛题目的不断变化、加深则给他们以新的挑战和思考空间。学生们在进行比赛的过程中,不断开动脑筋,提升自己的思维能力,变化了自己的思维角度,相互讨论和相互交流的过程中,自身的创新意识、创新思维得到了挖掘,对于大学生面向工程实践的创新能力的培养有着非常重要的作用。
2.5结构设计竞赛凸显了研究型大学的人才素质特征
经过跟踪调查,我们看到在结构竞赛中获奖的同学,在日常学习中也都表现出扎实的专业基础、浓厚的学习兴趣、宽泛的基础知识、突出的创新意识、较强的实践能力。他们参赛后收获较大,在后续的课程中善于思考,培养了一批具有研究型大学人才素质特征的创新型人才和具有实践技能的技术骨干。比较有代表性的学生:我校首届结构设计竞赛的获奖学生中有9名学生分别保送到清华大学、同济大学和我校攻读硕士学位研究生,两位学生已成为我国桥梁专业工程的技术骨干;参加首届全国大学生结构设计竞赛获奖的学生共6名,有5名同学继续深造;参加第二届、第三届全国大学生结构设计竞赛的9名学生中,目前学习成绩均名列专业前茅,并体现出较好的综合素质和能力。广泛参与到结构设计竞赛的学生在结构相关课程中表现出很强的理解能力和运用能力,成绩提升显著。还有同学就结构设计竞赛的制作、设计等过程撰写了论文。
2.6促进了教学改革和教学水平的提升
教师在指导结构设计竞赛过程中收获显著,近三年来累计有17名青年骨干教师担任结构设计竞赛队组的指导教师,有10余名专家担任结构设计竞赛的命题组成员或评委。很多结构设计成果直接成为结构相关课程的教具或讲课内容,使枯燥的课堂变得生动起来,根据指导大赛的经验提出了诸多教学改革思路。同学们耳熟能详,老师们讲解更有针对性。《结构力学》已成为辽宁省精品课程,很多中青年骨干教师受到各级奖励。正因为有着这诸多的收益,已经有越来越多的青年教师加入到这支队伍之中,在为学生的创新能力培养贡献着自己的力量。这种教学改革—学科竞赛—科技创新的互动模式,以学科竞赛推动教改,提高教学质量,引导科技创新活动的开展;教改的成果又反过来提升竞赛成绩,充实科技创新活动的内涵,三者互相促进、相辅相成,形成立体化创新型人才培养模式。
3以结构设计竞赛为载体的大学生创新型人才培养研究的启示
为了更多的了解大学生对于结构设计竞赛的认识和理解,更好的组织类似的科技活动,我们还制定了《大连理工大学大学生结构设计竞赛情况调查问卷》,结合问卷的调查结果和举办八年大学生结构设计竞赛的经验,得到如下启示:
3.1拓展专业竞赛领域,不断扩大科技创新活动的覆盖面
大学生结构设计竞赛在学校的高度重视下,学生的参与程度非常高涨并取得了丰硕成果,但我们也应该看到,其他各类专业竞赛活动有待于进一步挖掘和发展,比如,水力学设计大赛、测绘技能大赛等,虽在我校和我市的高校中有所发展,但还应该继续扩大竞赛的影响力。以此来带动全校其他各专业性竞赛活动的发展和完善,从而扩大科技活动的覆盖面。以大学生结构设计竞赛为例,无论辽宁省的竞赛还是全国的竞赛,都是通过学校、大连的比赛层层选拔出来的,在此过程中,不仅仅最终参赛的选手得到锻炼,其他的学生也得到了机会。因此,大学生科技创新活动应该是群众性的而不是面向少数精英人物的。
3.2营造科技创新的校园文化氛围,激发大学生的创新热情,提升大学生的创新能力
专业类竞赛活动只是提高学生创新思维和创新能力的一个重要载体之一,大学生科技创新意识的培养需要一定的环境条件,一个学校的校风学风、校园文化的主旋律等都会对大学生的创新活动产生影响。因此,营造良好的科技创新文化氛围刻不容缓,如加强对大学生科技创新活动的鼓动和宣传,积极举办校园科技文化节、科普宣传周的各项活动,对各级各类大学生科技创新赛事的组织发动,对大学生取得的各项科技创新成果的表彰和展示,积极举办贴近学生的高水准、富有吸引力的学术讲座等等。我校创新实验学院的成立在一定程度上显示了我校对于大学生创新能力培养的高度重视。
3.3加强教师对大学生科技创新的指导,展示研究型大学教师的科研水平和实践技能
虽然科技活动的主体是学生,但专业教师的参与和指导是学生课外科技活动得以发展的重要保障。比赛是一个结合专业知识的团队活动,每个团队都需要专业教师的指导,没有教师的指导,往往会导致学生在比赛过程中的专业性较差,而且对自身的提升空间也很小。教师对学生科技活动中各环节指导和把关是促进学生课外科技活动有较高起点、上水平的关键因素。那些在各级各类创新大赛中的获奖作品无一不是在导师指导下完成的。因此必须制定有力的政策措施,选择一批学术水平高、知识面宽广、思想修养好、经验丰富、对指导学生科技创新有积极性的优秀教师参与到大学生的科技创新活动中来。
参考文献:
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