張育林 王娜 張澤 劉寧艷 喬百杰 朱愛斌

摘 ?要：新經(jīng)濟發(fā)展促使高校進行教學(xué)改革，加快新工科建設(shè)。該文闡述大學(xué)生創(chuàng)新團隊建設(shè)與能力培養(yǎng)的探索，遵循新工科人才培養(yǎng)模式，通過完善自主管理模式建設(shè)創(chuàng)新團隊，實施項目管理方案把關(guān)項目進展，鼓勵創(chuàng)新實踐培育優(yōu)秀作品，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。這樣的探索實踐取得了預(yù)期的成果，為新工科建設(shè)背景下的人才培養(yǎng)模式改革提供新途徑。

關(guān)鍵詞：新工科；團隊建設(shè)；創(chuàng)新能力；人才培養(yǎng)；教學(xué)改革

中圖分類號：C961 ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2023）33-0055-05

Abstract： The development of the new economy has prompted universities to carry out teaching reforms and accelerate the construction of new engineering. This paper expounds the exploration of college students' innovative team building and ability training. Following the "new engineering" talent training model， we improve the self-management model to build an innovative team， implement the project management plan to check the progress of the project， encourage innovative practice to cultivate excellent works， and comprehensively improve the students' innovative ability and comprehensive quality. Such exploration and practice has achieved the expected results， which provides a new reference for the reform of talent training mode under the background of new engineering construction.

Keywords： new engineering; team building; innovation ability; talent training; teaching reform

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起需要具備更高的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和跨界整合能力的工程科技人才。為了應(yīng)對新經(jīng)濟發(fā)展對人才培養(yǎng)的新要求，2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設(shè)[1-3]。加快新工科建設(shè)，助力經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級[4]。在新工科建設(shè)背景下，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，對促進新經(jīng)濟發(fā)展和建設(shè)科技強國具有重要的戰(zhàn)略意義[5]。

隨著當(dāng)前科技的迅速發(fā)展和學(xué)科交叉滲透，科研活動更多地需要團隊協(xié)作進行研究探索。跨學(xué)科創(chuàng)新團隊是新時期科技發(fā)展的重要特征之一[6]。大學(xué)生創(chuàng)新團隊是指為提高大學(xué)生創(chuàng)新能力、實現(xiàn)學(xué)習(xí)及科研目標(biāo)而相互協(xié)作進行創(chuàng)新活動并產(chǎn)生一定價值成果的群體組織[7]。以大學(xué)生科技創(chuàng)新團隊作為實現(xiàn)新形勢下人才培養(yǎng)目標(biāo)的有效載體和形式，是我國研究性大學(xué)正在大力探索的人才培養(yǎng)方式[8]。為滿足新工科建設(shè)、卓越人才培養(yǎng)的需求，西安交通大學(xué)（簡稱“我?！保┓e極進行大學(xué)生創(chuàng)新團隊建設(shè)的探索，實踐表明創(chuàng)新團隊作為學(xué)生提升自我、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑，對于高校培養(yǎng)新時代的高素質(zhì)創(chuàng)新人才具有重要意義。

一 ?完善自主管理模式，以團隊精神激活創(chuàng)新力量

為了能充分發(fā)揮大學(xué)生的積極性、提供寬松的學(xué)習(xí)實踐平臺，我校支持和鼓勵多個大學(xué)生科技類社團及項目活動隊開展創(chuàng)新實踐。近年來團隊不斷完善自主管理模式，形成了良好的創(chuàng)新團隊氛圍。以兩個具有代表性的創(chuàng)新團隊：慧魚創(chuàng)意組合模型隊和智能機器活動隊為例，介紹團隊創(chuàng)新管理和文化技術(shù)傳承模式建設(shè)。

（一） ?創(chuàng)新團隊概況

西安交通大學(xué)慧魚創(chuàng)意組合模型隊，簡稱西交慧魚（XJTU Fischertechnik Club），成立于2009年6月，是以德國慧魚創(chuàng)意組合模型為核心，開展機電一體化設(shè)計、創(chuàng)新實踐、研究交流等活動的學(xué)生學(xué)術(shù)科技類社團。西安交通大學(xué)智能機器活動隊，簡稱西交智機，成立于2014年6月，長期致力于開展基于三維掃描、3D打印、自動控制、激光快速成型等技術(shù)的活動。自成立以來，兩個活動隊采取以競賽為抓手，以項目為驅(qū)動的培養(yǎng)模式，積極開展各類技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)講座、工程項目訓(xùn)練，形成了嚴謹、活躍、團結(jié)、奮進的團隊文化氛圍。近年來，活動隊不斷實現(xiàn)新的突破，多次在機創(chuàng)賽、電賽、工訓(xùn)賽等重大知名賽事中斬獲國家級獎項。

（二） ?管理模式建設(shè)

出色的管理可以增強團隊凝聚力，提高團隊工作效率，塑造團隊的融洽氛圍，因此管理在團隊中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[9-10]。團隊在發(fā)展過程中，建立和完善了一系列基本制度章程，規(guī)范了團隊各項工作，形成了內(nèi)部職能機構(gòu)。團隊管理主體均為在校本科生，教師對日?；顒娱_展進行指導(dǎo)和監(jiān)督。在學(xué)生自主管理模式下，團隊能夠更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生積極開展創(chuàng)新實踐。

在內(nèi)部職能機構(gòu)建設(shè)方面，由指導(dǎo)老師統(tǒng)籌規(guī)劃隊內(nèi)事務(wù)、隊長和分管負責(zé)人的任務(wù)分工，隊內(nèi)事務(wù)由隊長統(tǒng)一具體組織協(xié)調(diào)，分管負責(zé)人協(xié)助組織隊內(nèi)日?；顒娱_展，下設(shè)機械組、電控組、宣傳組和顧問團，各部門分工明確、通力合作。團隊組織架構(gòu)如圖1所示。

圖1 ?團隊組織架構(gòu)

在梯隊建設(shè)方面，團隊格外注重新隊員的招新選拔。創(chuàng)新團隊人員的選拔是創(chuàng)新團隊建設(shè)的基礎(chǔ)[5]。每年秋季學(xué)期開學(xué)，兩個活動隊面向全校進行招新宣傳，通過報名表初步了解有意加入的成員，之后的面試環(huán)節(jié)重點就語言表達能力、邏輯思維能力和團隊協(xié)作能力對面試者進行進一步了解。本著讓更多學(xué)生參與課外科技實踐的初心，以及深入考察新隊員的考慮，大多數(shù)面試者都將有機會成為預(yù)備隊員，進入個人考核期。通過參加團隊的技術(shù)培訓(xùn)、完成訓(xùn)練任務(wù)、參加工程項目訓(xùn)練等環(huán)節(jié)，逐漸精簡人員，擇優(yōu)錄取，最終選拔20至30位預(yù)備隊員成為正式隊員參與團隊項目，以老帶新、相互滲透、形成梯隊，確保團隊發(fā)展活力。

在資源管理方面，目前校內(nèi)場地和物品資源相對有限，因此團隊管理工作中也十分重視資源的有效管理和利用。團隊成立之初，場地僅有一間實驗室，隨著團隊的發(fā)展壯大和學(xué)校實踐教學(xué)中心的支持，場地資源問題逐步得到緩解，兩個活動隊擁有4個固定活動室，工位初步滿足隊內(nèi)需求，并有空間得以布置不同競賽賽道。團隊定期會進行活動室空間布局的優(yōu)化調(diào)整，以期實現(xiàn)空間利用率的最大化。同時嚴格執(zhí)行活動室管理制度和隊內(nèi)物資借用登記制度，規(guī)范管理隊內(nèi)耗材和儀器設(shè)備，減少鋪張浪費和資產(chǎn)遺失，滿足日常訓(xùn)練和項目開展的需求。

（三） ?技術(shù)培訓(xùn)體系

由于加入團隊的新成員基礎(chǔ)不一，為了讓所有成員迅速掌握開展機電一體化項目的基本技術(shù)，團隊形成了以指導(dǎo)老師、高年級老隊員組成的顧問團為主講，多層次、全面系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)體系，如圖2所示。每次培訓(xùn)后都會安排實踐任務(wù)，幫助新成員進一步掌握技術(shù)要點，同時任務(wù)完成情況也作為個人考核和人員篩選的重要依據(jù)。此外，為保證培訓(xùn)質(zhì)量，每次培訓(xùn)主講都會參考團隊往屆培訓(xùn)資料，并根據(jù)競賽和項目的新場景、新功能的要求，調(diào)整培訓(xùn)內(nèi)容和方式，培訓(xùn)過后收集培訓(xùn)資料統(tǒng)一保存，以此確保技術(shù)的傳承和連貫性。

（四） ?項目訓(xùn)練交流

進行前期的技術(shù)培訓(xùn)后，團隊以項目為驅(qū)動，組織新成員自由組隊開展工程項目訓(xùn)練，通過主題任務(wù)引導(dǎo)成員熟悉項目開展流程，進一步培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力。工程項目訓(xùn)練的開展需要管理團隊積極組織，也需要新成員主動參與，如智能門禁系統(tǒng)控制項目、循跡小車項目、基于電梯的機電綜合項目等，需要不同專業(yè)方向的隊員通力合作。以項目為背景開展工程訓(xùn)練，既為創(chuàng)新團隊成員間的交流和學(xué)習(xí)提供了平臺，也極大激發(fā)了學(xué)生參與項目的積極性，能夠培養(yǎng)他們團隊協(xié)作的精神與能力。

團隊致力于為學(xué)生提供創(chuàng)新實踐平臺，同時也勇?lián)?zé)任、主動作為，多次接待游學(xué)團隊、校企專家，也積極與中小學(xué)合作，開展夏令營、科學(xué)營等體驗活動，引領(lǐng)更多學(xué)生參與創(chuàng)新實踐。為了保持技術(shù)研發(fā)的與時俱進，團隊也積極與兄弟院校學(xué)生社團開展技術(shù)交流，取長補短，在各大競賽現(xiàn)場也會同優(yōu)秀選手進行交流學(xué)習(xí)。此外，團隊多次參與學(xué)校的招生宣傳、科技成果展等，為擴大學(xué)校影響力、宣傳“西遷精神”貢獻自己的力量。

二 ?實施創(chuàng)新項目管理方案，為項目順利進展保駕護航

大學(xué)生在開展項目過程中存在經(jīng)驗不足、進度安排不合理、缺乏長久動力等問題，這將直接導(dǎo)致項目進展和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的失敗。經(jīng)過團隊創(chuàng)新實踐的探索，針對此類情況，團隊借鑒工程項目管理思想，結(jié)合創(chuàng)新實踐項目的特點，完善并實施創(chuàng)新實踐項目管理方法，將項目實施劃分為五個階段，如圖3所示，通過制度、考核等方式確保項目進展順利。

（一） ?背景調(diào)研，題目分析

項目開展之初，項目組需要搜集和項目相關(guān)的信息，展開小組討論，找到項目研究的切入點。首先要明確作品適用范圍及要解決的問題，通過線上線下數(shù)據(jù)收集、文獻查閱、社會調(diào)研等形式了解現(xiàn)有產(chǎn)品現(xiàn)狀規(guī)模與市場前景，進行可行性分析，通過書面報告闡述項目背景與意義。

（二） ?方案提出，需求定義

項目組根據(jù)調(diào)研結(jié)果，提取用戶需求，并提出初步的系統(tǒng)方案。在定義用戶問題上，要明確誰是用戶，需求是什么，需求未被滿足的原因等。梳理前期工作后，詳細定義需求，包括功能性需求和非功能性需求，提交需求說明書。項目組成員需要進行頭腦風(fēng)暴，多角度、全方位思考問題，分析項目條件限制、資源限制、成本消耗、團隊成員技能限制等，在此基礎(chǔ)上形成初步設(shè)計方案。

（三） ?系統(tǒng)設(shè)計，方案完善

明確項目需求后，根據(jù)需求說明書，項目組需要自頂向下進行詳細的系統(tǒng)設(shè)計。針對構(gòu)思的功能需求將作品細分為多個不同功能模塊，分工開展模塊設(shè)計，并及時做好溝通和方案交流。在這個過程中，需要大量閱讀各種技術(shù)材料和產(chǎn)品方案，批判性地對現(xiàn)有產(chǎn)品取長補短，指導(dǎo)老師及時介入對方案進行指導(dǎo)把關(guān)，并分析和分享往年優(yōu)秀作品設(shè)計理念和系統(tǒng)方案以拋磚引玉，引導(dǎo)項目組逐步形成詳細可行的設(shè)計方案。

除了設(shè)計方案完善之外，各項目組還需要制定實施計劃。制定項目實施進度計劃，屬于工程管理的范疇，按進度計劃有效控制項目的工期節(jié)點，是實現(xiàn)項目管理目標(biāo)的主要途徑，在整個項目實施過程中，團隊中每名成員都要按規(guī)定時間節(jié)點完成各自的任務(wù)[6]。

（四） ?作品制作，項目實施

根據(jù)設(shè)計方案進行作品加工制作，是項目進展的關(guān)鍵，也是鍛煉學(xué)生動手實踐能力的核心環(huán)節(jié)。對于大部分自主設(shè)計的實物機械結(jié)構(gòu)，學(xué)生充分借助三維建模軟件進行運動學(xué)仿真和原理驗證，滿足需求后根據(jù)模型進行實物加工制作。通常功能模塊設(shè)計制作過程需要好幾版的迭代與優(yōu)化，方能滿足穩(wěn)定性和可靠性需求，在迭代和優(yōu)化過程中，學(xué)生能夠得到顧問團和團隊老師的針對性意見，也能夠在迭代改進的過程中進行更多創(chuàng)新思維的拓展。為了確保項目實施過程的連續(xù)性，團隊依托例會制度，定期舉行進度匯報考察各項目組進展，促進各組提高效率、確保項目順利進行。

（五） ?系統(tǒng)測試，項目驗收

作品設(shè)計制作完成后，需要進行反復(fù)多次的模塊系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和功能測試，確保作品穩(wěn)定可行。在這個環(huán)節(jié)，項目組根據(jù)實際運行情況與設(shè)計方案對比，對作品進行最終的完善，在項目驗收期前徹底完成系統(tǒng)的所有測試，保證運行成功率。在完成系統(tǒng)功能集成測試的過程中，還需要準(zhǔn)備項目驗收的各種材料，如答辯PPT、視頻、設(shè)計說明書等，注重學(xué)生文檔撰寫和表達能力的訓(xùn)練。

三 ?加強優(yōu)秀作品培育，以創(chuàng)新實踐引導(dǎo)能力培養(yǎng)提升

建設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新團隊的根本目的和最終目標(biāo)在于培養(yǎng)創(chuàng)新性人才，團隊以項目和競賽為驅(qū)動，鼓勵學(xué)生進行創(chuàng)新實踐，廣泛參與學(xué)科競賽，重點加強優(yōu)秀作品培育，在不斷挑戰(zhàn)中培養(yǎng)學(xué)生的意志品質(zhì)，提升創(chuàng)新實踐與創(chuàng)業(yè)能力。

（一） ?鼓勵創(chuàng)新實踐，培育優(yōu)秀作品

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)關(guān)鍵在于實踐，這需要學(xué)生充滿好奇心、不怕失敗，具備自主學(xué)習(xí)和自我管理的能力，并學(xué)會使用合理的管理方法與創(chuàng)新方法。當(dāng)前，高校學(xué)生參與創(chuàng)新實踐常常出現(xiàn)以下問題：概念不清晰，缺少調(diào)研，為創(chuàng)新而創(chuàng)新；對失敗恐懼，缺少創(chuàng)新愿望；缺乏主動性，執(zhí)行能力差等。因此在團隊開展創(chuàng)新實踐的過程中，一方面通過規(guī)劃和制度讓團隊成員保持足夠的動力和危機感，另一方面適時點撥，引導(dǎo)學(xué)生了解創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法理論，鼓勵打破思維定勢。技術(shù)創(chuàng)新通常來源有兩類：采用全新的技術(shù)原理、利用已有技術(shù)的組合（功能組合、技術(shù)組合、材料組合或同類組合）。團隊也鼓勵充分利用形象思維的作用，如仿生（結(jié)構(gòu)仿生、原理仿生、外形仿生）、移植等，打造作品創(chuàng)新點。

在團隊多年的探索和實踐中涌現(xiàn)出了許多杰出的作品（圖4）。一件優(yōu)秀作品除了自身創(chuàng)新點突出之外，還具有以下三方面的特質(zhì)：一是順應(yīng)時代、功能完整，如“快遞助手”，其可拓展性高，功能完整性好，且融入前沿技術(shù)、緊隨物聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展潮流；二是面向需求、直擊痛點，如三層無避讓立體車庫，其針對小區(qū)家庭用車停車難問題，提出了一種具有高度自動化、多車位系統(tǒng)集成、起重裝置共用等優(yōu)點的小型立體車庫方案，著力解決痛點問題；三是與傳統(tǒng)文化結(jié)合、特色鮮明，如“秦腔木偶”，其將現(xiàn)代機電系統(tǒng)與秦腔、提線木偶傳統(tǒng)藝術(shù)進行融合，集文化、教育、娛樂為一體，在弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化方面具有積極意義。優(yōu)秀作品不僅能夠傳播文化、理念和技術(shù)，還能起到引領(lǐng)示范作用。因此，優(yōu)秀作品的培育大大豐富了團隊的資源積累。

（二） ?參與學(xué)科競賽，保護知識產(chǎn)權(quán)

學(xué)科競賽是大學(xué)生思維能力實戰(zhàn)化訓(xùn)練和培育創(chuàng)新精神的有效途徑，也為新時代大學(xué)生展示創(chuàng)新能力和成果搭建了重要舞臺[11-13]。通過學(xué)科競賽可以提高學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識解決實際問題的綜合能力，促進學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展[14]。團隊積極組織學(xué)生參加各項學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、中國大學(xué)生工程實踐與創(chuàng)新能力競賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、中國高校智能機器人大賽等，不僅激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新實踐的探索熱情和追求卓越的競爭意識，也在一定程度上對課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革有推動作用。近年來，團隊競賽成績年年突破，第八、九、十屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽共獲全國一等獎14項、全國二等獎3項，2021、2022年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲全國一等獎1項、全國二等獎2項、多項省級獎項，2021、2022年中國高校智能機器人大賽共獲全國一等獎2項、全國二等獎4項等。積極參加各項學(xué)科競賽，不僅使學(xué)生的工程能力和工程素養(yǎng)得到提升，也在團隊內(nèi)部營造了良好的創(chuàng)新氛圍。

除了學(xué)科競賽，團隊也鼓勵科創(chuàng)立項引導(dǎo)創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過參與大創(chuàng)項目的申請、立項、實施及結(jié)題，使學(xué)生了解科研項目的完整過程，應(yīng)用專業(yè)知識解決實際需求，有利于之后更好地參與學(xué)術(shù)研究[15]。2021、2022年，團隊學(xué)生自主立項申請大創(chuàng)項目，共獲批國家級大創(chuàng)項目9項、省級大創(chuàng)項目2項、校級大創(chuàng)項目4項。團隊也十分重視創(chuàng)新作品知識產(chǎn)權(quán)保護，近年來共授權(quán)國家發(fā)明專利十余項。

四 ?結(jié)束語

面向新工科人才培養(yǎng)的需求，建設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新團隊，提升創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑。通過大學(xué)生創(chuàng)新團隊的建設(shè)，完善自主管理模式、技術(shù)培訓(xùn)體系和交流方案，為學(xué)生提供創(chuàng)新實踐平臺，實施科學(xué)的項目管理方案，提升學(xué)生的工程管理素養(yǎng)和綜合應(yīng)用能力，確保項目實施順利，在鼓勵創(chuàng)新實踐的過程中，加強優(yōu)秀作品培育，引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)科競賽、科創(chuàng)立項、專利申請。實踐證明，團隊創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索初見成效。

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