竞赛牵引下的自主学习引导及创新能力培养
李晓艳，王鹏，吕志刚，雷斌
（西安工业大学电子信息工程学院，陕西西安）
摘要： 以学生为主体的竞赛在创新能力培养中的作用已得到广泛认同，采用竞赛牵引更能调动学生主动学习的积极性，培养学生的创新意识、创新思维和创新方法及综合能力。本文研究和探索竞赛牵引下学生自主学习能力和创新能力培养的机制，建立健全组织规范和指导规范，提高创新人才培养的受益面和质量。
关键词： 科技竞赛；实践教学；创新能力；教学研究
一 引言
在信息通信类工程专业传统教学中，大多数学生动手能力较弱，呈现出的是一种“高分低能”的现象。为了改变这一现状，在教学培养方式上，教师必须克服传统学历教育的惯用方式，让学生在教学过程中占主动地位，调动学生的积极性。而以学生为主体的课外科技活动在创新能力培养中的作用已得到广泛认同，课外科技活动更能调动学生主动学习的积极性，培养学生的自律能力、主动精神、创新意识、创新思维和综合能力。
对于一般院校应用型专业，学科竞赛是大学生课外科技活动的重要组成。相比于参加教师科研、自拟课题研究等科技活动，学科竞赛具有参与度广、认知度高等特点。目前很多高校在课外科技活动方面采用导师-学生的一对一指导方式，这种指导机制在实施过程中会存在不少问题，包括：①很多高校指导组织机构和过程规范不完善，缺少可推广的指导技术规范和指导流程规范；②创新能力的培养受指导教师自身素质的影响甚大；③事无巨细的全程指导模式使指导教师工作量激增，学生自主学习能力没有得到培养；④指导教师的不足也制约了参赛队伍的数量、降低了指导质量；⑤竞赛内容与课程内容严重脱节，课堂所学缺少鲜活实例。如何能在规范创新思维培养模式的同时，降低指导教师的工作量，提高学生自主学习能力是课外科技活动能否完成创新能力培养的关键。
综上，本文以嵌入式物联网竞赛为突破口，辅以一系列的实践环节改革，研究和探索竞赛牵引下学生自主学习能力和创新能力培养的机制，建立健全组织规范和指导规范，形成可推广的培养模式。
二 规范指导过程，建立分级分类的电子类竞赛组织体系结构
为了规范组织和指导过程，根据多年的参赛经验，构建了分级分类的竞赛组织管理机构，如下图1 所示。
由图4可知，在试验蛋白水平下，大刺鳅幼鱼肠道及肝脏淀粉酶活性范围分别为0.47～1.01 U/mg prot.和0.31～0.75 U/mg prot.。比较同种消化器官不同饲料蛋白水平处理下淀粉酶活性可知，随着饲料蛋白水平增加，肠道淀粉酶活性呈现逐渐上升的趋势，其中P5、P6、P7处理组同P1处理组达到显著差异（P＜0.05），与其余各组差异不显著（P＞0.05）；而肝脏淀粉酶呈现先上升后下降的趋势，并于P6组达到最大值，其中P6、P7处理组肝脏淀粉酶活性显著高于P1～P5处理组（P＜0.05）。
图1 竞赛组织体系结构
对学生创新能力的培养贯穿着学生从准备参加竞赛到竞赛结束的整个过程。创新能力培养包括了专业实践能力培养和非专业能力培养两个方面[1]，其中着重在于培养学生的实践动手能力，提高学生的创新能力。
按照分类的指导思想，将指导老师按照技术专长划分为创新创意指导、专项技术指导、课程指导、文案指导，并将参加过的高年级学生和研究生纳入技术支援团队。技术支援团队协同赛事负责人完成技术培训，并负责固定场地和时间的答疑，解答所有参赛队遇到的有关平台的通用技术问题。技术支援团队的设置，有效地减少了指导老师重复性工作，极大地减少了教师工作量。
三 基于竞赛的学生自主学习引导
在传统的竞赛机制中，学生主要依靠指导教师对竞赛相关知识进行传授学习，这一学习过程是被动式的，学生的自学能力没有得到很好的锻炼。根据竞赛中所涉及到的共性知识，结合理论教学，构建了基础理论知识、扩展知识、竞赛案例三个方面完备的竞赛知识体系。在此体系下，提出学生的自主学习模式，增加学生的自主学习能力，使得学生通过系统的学习，明确竞赛内容，满足竞赛对知识层面和动手能力的基本要求。
（一）梳理竞赛知识，建立完备的竞赛知识体系结构
1.基础理论知识
设定嵌入式类竞赛必修的公共课和专业课程，如模电数电、嵌入式、微机原理、程序设计和数据结构等课程，参赛学生必须先通过这些课程的学习，具备基本的嵌入式知识，才能参与竞赛。
2.扩展知识—建设基础类和慕课类的创新公选课
总结竞赛所涉及到的课本外的常用知识，形成扩展的知识体系。由于这些扩展类知识没有具体课程对应，因而开设相应的公选课程和创新类慕课课程以弥补知识上的欠缺。如已经开设的《无线传感器网络原理与应用》公选课程，要求学生掌握无线传感器网络的体系结构、网络管理技术和通信协议。开设《创新工程实践》慕课课程，该课程集合了“互联网+ 教育+ 创新”三大热点元素，通过不同学科老师的讲述和学生团队的自主创新，突破专业局限，完成从原始创意到创新想法直至创新产品原型的完整项目流程，从而全面认识掌握科技创新的研究方法和实现途径。
3.竞赛案例
每次竞赛结束之后，指导教师将具有代表性的竞赛作品所涉及到的相关问题拆分成实际案例，融入理论。在相关课程中引入实际案例，使授课内容更加丰富，加强了学生对所学知识在实际工程中应用的理解，同时也使原先孤立的知识点得以由具体实验案例串接起来。
脑出血(ICH)是指脑实质内的出血,以高血压动脉粥样硬化出血最为多见[1]。我国的ICH患者主要是由高血压病诱发,所以我国一直沿用高血压脑出血的诊断。高血压脑出血的发病年龄为25~85岁,男性的发病率略高于女性[2]。随机抽选我院收治的50例高血压脑出血患者资料作为研究对象,以探究高血压脑出血的外科临床护理干预效果。报道如下。
（二）学生自主学习模式
梳理竞赛相关知识，开展竞赛相关教学资源建设，形成竞赛指导网站。网站内容涉及赛事介绍、历届风采、导师介绍、竞赛报名、竞赛场地、在线培训、资料下载、常见问题、互动版块等栏目。学生在竞赛中遇到的常见问题和需要的相关技术资料，可以通过方便地查找竞赛网上的资源得以解决；学生也可以通过网站及时与技术支援团队沟通解决遇到的问题。竞赛网站的设置既减少了指导教师的重复性工作，也打破了时间和场地限制带来的局限性。
情绪，是人对客观事物的一种态度体验，是人的心理活动的重要表现方面。它产生与人的认知和活动过程中，并影响认知和活动的进行。如果小学教师在进入课堂前没有清醒地意识到自己的情绪是否适合教学，最终导致的结果是不仅增加了学生的负担，也影响教学效果。
图2 学生自主学习模式
科技竞赛是培养学生团队协助能力的有效途径。按照梯队式的组队模式，即高年级与低年级学生按照1:1的比例组成参赛队和观摩队，每一个参赛队必须配备一个低年级学生组成的观摩队。
在这一模式下，竞赛知识由教师讲授为主变成了学生主动学习为主，教师在此过程中则注重对学生自学的引导，提高学生学习的积极性和有效性，调动了学生遇到问题时分析问题、解决问题的能力。通过该模式，学生能够将所学知识应用于解决实际问题，真正做到“学以致用”，使学生真正体会到“学而时习之”之后的“不亦说乎”。该模式也解决了一对一的常规指导模式下教师指导工作量大的问题。
四 竞赛牵引下的创新能力培养模式
按照分级的思想，竞赛由三级机构组成：竞赛管理、竞赛开展和竞赛参与。竞赛组委会协同电信科协、电信团委/学工部门共同管理竞赛组织活动；全面负责竞赛的宣传、培训等日常管理及协调工作，组织每届比赛的报名培训管理人员、平台器件管理人员、评议专家，配合赛事负责人组建技术支援团队。单项赛事负责人全程负责某项具体赛事，需要精通赛事的各项技术及赛事流程。安排必要的技术培训等。报名培训管理负责竞赛的宣讲、报名、培训等工作；平台器件管理负责竞赛中各参赛队竞赛平台的发放、模块和元器件的采购等工作。指导教师和参赛队伍在竞赛组委会的统一安排下完成竞赛的各项工作。
（一）加强竞赛相关教学资源建设，形成“三位一体”的竞赛平台，培养学生的专业实践能力
通过独立设课实验，将实践性很强的部分课程内容由教室搬入实验室；部分内容由教师讲授改变为学生设计发现问题；教师从授课的主体改变为一个引导着。除了独立设课实验以外，指导教师将具有代表性的竞赛作品所涉及到的相关问题拆分成实际案例作为开放实验项目，让学生参与其中。在成功的创意思维指导下，学生通过实验过程得以发现问题、分析问题、解决问题，最终能对实验进行改进。
Comparison of Methods for Predicting Added Resistance Due to Waves……………LI Chuanqing, XU He, HUANG Zhenping, CHEN Xiaping(3·1)
2.配套建设竞赛指导网站
将我校获批的陕西省首批“大学生创新创业基地”作为创新开放实验室，为学生提供实践创新的平台。开放实验室由教师和学生共同管理，实验室提供了学生科技活动所需的常规仪器设备，其中包括：物联网实训平台、物联网创新平台、数字示波器、任意信号源、双通道25M 信号发生器，可编程直流电子负载、交流毫伏表、焊台、烙铁和热风台等设备，完全能满足现阶段所开展的竞赛需求。
需要注意，虽然括号图和树形图都可用在归纳知识的环节上，但括号图注重分析化学知识整体与部分的关系，适合单元复习时使用；树形图是对相关知识的归纳分类，它们可能来自不同的课程单元，注重的是知识的分类。
在完备的竞赛知识体系下，学生需要系统地学习竞赛相关理论知识，为了培养学生的自主学习能力，构建了如下图2 所示的学生自主学习模式。
3.完赛实践教学平台
1.创新创业开放实验室平台
实验教学平台的完善，体现了创新思维-技术实现- 综合能力三层次的能力培养，该方式对于培养学生发现问题解决问题能力、创新能力和团队合作意识等起到了积极的作用。
（二）非专业技能培养
1.梯队式组队方式—团队协助能力的培养
在培养大纲的要求下，学生必须学习大纲中规定的公共课和专业基础课，打下坚实的理论基础。再根据知识体系，学生自主选修竞赛相关课程，或是学习竞赛案例。在此过程中学生遇到的问题，不再是指导教师对问题直接进行讲述，而是需要学生通过查找资料、自学的方式解决；也可以寻求专项技术指导老师或高年级学长的帮助。
就参赛队而言，队内的分工需要指导老师根据实际情况指定。组内成员的之间良好的沟通、分工等协作精神既保证了学生的梯队学习，也通过竞赛，让学生之间的相互协作能力得到培养。
2.写作能力、自主学习能力的培养
对于烟草企业，MES的设计需要建立满足企业生产实际需求的信息化系统。通过建立统一的生产指挥调度平台，为公司信息化系统和生产现场提供实时的信息；实现生产过程、产品质量的在线监控和管理，使企业生产管理由被动型向预防为主、在线控制的主动实时型管理体系发展；优化质量管理体系，提高质量控制的精准化水平；充分挖掘设备的生产能力，优化现场生产行为。
成功的竞赛作品，与参赛学生的创意和动手能力是密不可分的，但良好的语言表达和文档撰写能力也是不可或缺的。通过竞赛锻炼，学生能掌握文档的撰写和语言表达能力。
常规方法:给予患儿抗感染、抗炎症、化痰止咳等药物口服,同时予吸入用布地奈德空气压缩雾化吸入,使药物更快到达发病部位,从而快速发挥作用。
科技竞赛可以培养和提高学生自主学习的能力，学生在完成教学大纲规定的学习内容外，还可以通过自主学习完善知识结构，进一步探索实际设计过程中遇到的各种新问题。由于科技竞赛具有一定的深度和广度，因此能够较全面地考察学生知识的系统性。在竞赛中，学生需要实时分析现象，构建、设计、制作产品，针对遇到的各种新问题及时查阅资料，自学补救所欠缺知识，自己解决出现的难题。因此，要求参赛学生不但要有扎实的基础知识，还要有较好的自主学习能力。同时，科技竞赛除了培养学生个人创新能力，还能提高学生综合素质，激发学生的学习热情，为学生创新提供帮助。
式中： DLS为狗腿严重度，(°)/30 m；L为两测点弯曲段长度，m；α1为第一个测点顶角，(°)；α2为第2个测点顶角，(°)；θ1为第一个测点方位角，(°)；θ2为第二个测点方位角，(°)。
五 总结
以培养学生创新能力和综合设计能力为目标，针对制约课外科技活动的广泛参与和质量提升的问题，以嵌入式物联网竞赛为突破口，辅以一系列的实践环节改革，研究和探索竞赛牵引下学生自主学习能力和创新能力培养的机制，建立健全组织规范和指导规范，并通过竞赛实践验证和完善相关成果，提高创新人才培养的受益面和质量。
参考文献
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Improving Self-Directed Learning and Innovation Ability based on Science and Technology Competition
LI Xiao-yan，WANG Peng，LV Zhi-gang，LEI Bin
（School of Electronic Information Engineering，Xi’an Technological University，Xi’an，China）
Abstract： The effect of science and technology competition with the main part of students has been widely recognized in improving the innovation ability.The science and technology competition can arouse students’initiative learning,innovative design ability and comprehensive ability.This paper focuses on cultivating autonomous learning ability and innovation ability of student based on science and technology competition.Standards for organization,regulation and guidance are established to improve the quality of innovative talents.
Key words： Science and technology competition;Practical teaching;Innovation ability;Teaching research
本文引用格式： 李晓艳，等.竞赛牵引下的自主学习引导及创新能力培养[J].教育现代化，2019，6(87):42-44.
基金项目： 2017 年陕西省教学改革项目(17BY051);2018 年西安工业大学教学改革项目(18JGY03)。
作者简介： 李晓艳，女，博士，讲师，从事电子及通信技术教学及研究。
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.87.013
标签：科技竞赛论文; 实践教学论文; 创新能力论文; 教学研究论文; 西安工业大学电子信息工程学院论文;