摘要
长期以来，各高校普遍开展学生学科竞赛活动，大学生竞赛活动已经成为学生倾慕、学校重视的重要学习和展示平台之一。从课程教学体系与学科竞赛的关系、学科竞赛组织与孵化机制等方面指出了制约学科竞赛健康发展的原因。通过引进、消化和吸收设计思维的思想，结合西南交通大学土木工程学院近几年的探索，介绍了“树德为先、学生中心、能力为重、赛教互促”的土木学科竞赛组织和管理办法1.0版及其取得的成绩，同时指出了执行过程中发现的问题。基于双一流和新工科建设背景，提出了2.0版的学科竞赛指导纲要，以期为土木学科院校及综合性工科院校提供参考。
大学生学科竞赛自20世纪80年代萌芽兴起以来，呈现出阶梯式发展态势。从20世纪90年代的初兴期转入21世纪前十多年的全面发展期后更是如火如
大学生竞赛是学生利用所学科学文化知识针对提出的学术问题在一定时间和空间，通过一定方法（或模式）进行分析、构思、尝试，争取优胜的活
近年来，在该领域也暴露出一些共性问题：某些学科竞赛在一定程度上游离于课程教学体系、实践教学环节之外（如新型跨学科比赛，龙舟赛、混凝土轻舟赛等，均无法归纳于某一课程）；在多数时候，对竞赛学生的辅导多为个别教师的个例行为，课程教学组支撑和规范的力量微弱（课程教学团队以课程为载体，竞赛指导团队由于竞赛的个性化难以模仿教学团队，且由于考核机制落后，教师积极性偏低）；学生受升学政策影响，参赛行为“趋利避害”（如学生趋于参加获奖快、获奖率高的高级别比赛，而忽略与自己学科知识建构、学科综合能力养成的相关度），学科竞赛对本专业培养人才的整体作用不可控等。近年来，不少教育教学与管理理论逐渐被引进，设计思维是西南交通大学土木学院引入教学改革和管理更新之中的理论方法之一。通过研究和实践发现，设计思维内涵丰富，强调设计与思维相依的双螺旋关系，具有生成性和创造性双重属性，并且关注学习制品的生成，这为解决大学生学科竞赛的升级和持续健康发展提供了新的理论和方法支撑。
西南交通大学土木工程专业始于1896年，120余年以来为国家培养了大量的交通土建中坚力量和领军人才。在多年的本科教育改革与实践过程中，土木工程大学生学科竞赛的孵化、培育、训赛、管理等工作一直是学院本科教学工作的一个重点。对于学生而言，其学科竞赛能力的培养，核心是培养学生的实践创新能力。土木工程学科历史悠久，学科教育培养体系健全、方法完备，学科天生就注重对学生实践能力的培养，可以说是一门从实践、实验中诞生且不断发展的学科。也正因为这些特点，造成了在新工科建设的大趋势下，学生创新能力培养不足等问题。
诺贝尔奖获得者，经济学家赫布·西蒙1969年在他的著作《人工科学》中提出了设计作为一种思维方式的概
图1 设计思维的工作流程
将设计思维用于学科竞赛管理机制的设计、日常运行，以及将设计思维本身作为学生创新能力培养重要的一部分具有如下优势。
（1）设计思维强调共情（以用户为中心）、反复工作、原型化等，非常有利于促进学习者高阶思维的训练，让参与的学习者和组织学习者在学习过程中经历更多的思维活动，从而更容易进入深层学习和长时间处于深层学习之中；在指导学科竞赛管理机制的设计、日常运行时，以学生为中心，充分考虑了各层次学生对竞赛的需求，从全院学科竞赛的角度对指导竞赛的课时、科研招募、教学能力提升作了顶层设计及运行机制设计，如
图2 土木工程实践科创整体架构
（2）设计思维作为一个思维过程，强调形象和抽象、发散与收敛、分析与综合、逻辑和直觉的平衡，设计过程是一个形象思维和抽象思维的综合过程，有利于参与学习者在建立新的知识和能力架构的过程中建立起书本知识与现实世界的内联关系，形成运用所学知识解决复杂问题的新结构，这也正是学科竞赛所追寻的教育目标。
（3）设计思维更是一种创造性心态，重复设计思维过程能够使参与学习者建立创造力自信心，即相信自己有能力通过创造力改变周围的环境，从而建立和增进实现这种能力的勇气和信心，这不仅仅是对学科竞赛者的竞技要求，更是未来人才培养的素质核心之一。
在近年来不断的实践和探索中，反复研究-探索-实践-总结，将设计思维的思想和方法引入，深入理解、分析和调整竞赛与课堂教学的交互关系，结合新工科、一流本科专业的建设工作，探索和实践了大学生土木工程学科竞赛管理“树德为先、学生中心、能力为重、赛教互促”的新体系，以适应学科的发展和人才培养的新要求。
如何引导大学生投入竞赛、接受挑战、学出精彩、赛出水平，一直是学科竞赛管理中的首要问题。传统的激励机制包括：情怀引导、绩点刺激、升学奖励、就业吸引、朋辈榜样等，这些激励机制的作用效果、持续力、健康度等比较如
| 对比项 | 情怀引导 | 绩点刺激 | 升学奖励 | 就业吸引 | 朋辈榜样 |
|---|---|---|---|---|---|
| 作用效果 | 弱 | 强 | 中强 | 中强 | 中 |
| 持续力 | 弱 | 强 | 中强 | 弱 | 弱 |
| 健康度 | 强 | 弱 | 中 | 强 | 强 |
| 可操作性 | 中强 | 强 | 弱 | 弱 | 弱 |
经过研究和实践检验，只有树德为先才是解决学生参与竞赛思想本源和原动力问题的根本。土木工程学院重德育由来已久，近年来通过新生入校培训、新生研讨课、课程思政教育、“红土精神”教育等一系列特色思政教育工作，使学生的德育工作始终领先于其他工作。特别是，2018年西南交通大学土木工程学院党委入选教育部首批“100个党建工作标杆院系”，更为立德树人奠定了坚实基础。立德树人成为了学科竞赛源源不断的精神动力来源。
在立德为先工作中，强调务实作风，建立了如
无论是学院教学实践管理者、指导教师，还是学生，仅仅依靠以德为先，靠情怀不足以持久。经过多年的研究和实践，西南交通大学土木工程学院在大学生学科竞赛的孵化、培育、促进、激励等环节间建立了以学生为中心的一系列举措，为制度的健康发展扫清了组织上的障碍。
强化大学生学科竞赛管理机制作为土木工程实践教学体系中创新能力培养的核心环节，体现以学生为中心，构建了“以实践创新核心能力培养为导向”的、以学生为中心的实践教学体系，如
图3 以学生为中心的实践教学体系
该体系直接从教学顶层设计入手，将学科竞赛的规划、建设、训赛、教赛联系作为学科教学顶层设计的重要环节设计和组织实施。在目标层设计中，明确将人文知识增加到知识模块；在能力模块，在传统土木的“测、绘、算”的基础上增加了“创（新）、管（理）”能力；素养模块单独增加了“创新意识”，从而明确了创新能力培养的目标导向。在方法手段层面上，在培养方案中提高课程实践环节的比例和质量要求；在实验课程中强化知识更新，分基本、综合、实践、创新四个层次进行管理和实施；强调虚拟现实与现实结合、模型与原型相结合、远程与近场相结合、校内外相结合，改善了创新能力培养孤立、手段单一等问题。
着力建设和升级了高水平科研实践平台群（建设了国家工程实验室、教育部重点实验室、四川省重点实验室等一批科研实验平台），从无到有建设了国家级实践教学平台群（实验教学示范中心、虚拟仿真实验教学中心和工程实践教育中心），建立了土木工程下的桥梁、铁道、岩土等多个校外专业实习基地群，为学科竞赛的巡赛、学生创新能力的培养搭建了坚实的支撑平台。
通过在实践教学中挖掘科学竞赛的作用，强化其对学生实践创新能力培养的支撑作用，将过去散落在不同教学环节中的创新能力培养串联起来，实现了培养路径的贯通，如
图4 实践创新核心能力的贯通培养闭环管理路径
任何与学生培养相关的工作，最有力的保障措施就是在培养方案中予以体现。为此，对培养方案进行了重新修订，通过补充创新培养模块，强调和固化教师参与培育和指导、企业参与共建与激励的路径，如
图5 “五位一体”激活补充的创新培养模块
如果没有为大学生竞赛活动指定一个发展的方向，单纯追求竞赛获奖这一个成果，那么竞赛活动势必会陷入一种验证性为主的简单重复，不会呈现出螺旋上升的趋势。为此，西南交通大学土木学院教学研究和管理团队始终坚持竞赛的组织要以培养学生的能力为重，以机制和传承来保证这种坚持，为学科竞赛的发展保证了方向。
西南交通大学土木工程学院拥有国家级土木工程实验教学示范中心（2008年）、中铁二院西南交通大学国家级工程实践教育中心（2012年）、国家级土木工程虚拟仿真实验教学中心（2016年）三个实践教学平台，这为竞赛训练、参赛的锻炼提供了强有力的支撑。这种支撑还反映在日常实践教学之中，诸如课程结构工程试验与量测技术、课程建筑材料等都在潜移默化培养学生的实践创新能力。
只有正确认识和建立竞赛和日常教学的良好、健康关系，才能使二者相互促进、共同发展。从竞赛的角度来看，一种以赛促教、以赛促学、以赛促创的教学格局被认为是一种健康、有生命力的新格局。西南交通大学土木工程学院教学研究和管理团队经过多年的实践和积累创造了有自己特色的赛教互促关系。
土木工程是西南交通大学传统优势学科，有良好的社会口碑和行业积淀，尤其在交通土建领域，拥有陆地交通灾害防治技术国家工程实验室（国）、交通隧道工程教育部重点实验室（部）、高速铁路线路工程教育部重点实验室（部）、道路工程四川省重点实验室（省）、风工程四川省重点实验室（省）、抗震工程技术四川省重点实验室（省）等六个国家级、省部级重点科研平台，依托这些平台，采取双模式，即由科研一线教授及其科研团队与教学团队共同对接核心课程，实现科教融合，丰富竞赛创新元素、开阔竞赛创新视野、扩展竞赛创新场景，从而实现赛教互促。
通过以上举措和制度的实施，西南交通大学土木工程竞赛在2013—2016年共获得国家级竞赛奖62项（
| 序号 | 时间 | 项目名称 | 奖项 | 序号 | 时间 | 项目名称 | 奖项 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2013.08 | 第六届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛 | 特等奖 | 16 | 2014.05 | 第九届全国大学生交通科技大赛 | 二等奖 |
| 2 | 2014.04 | 第三届全国大学生混凝土大赛 | 特等奖 | 17 | 2014.08 | 第七届全国大学生先进图形技术与产品信息建模创新大赛 | 二等奖 |
| 3 | 2012.05 | 第一届全国大学生加筋土挡墙及砌块面板设计大赛 | 一等奖 | 18 | 2015.04 | 美国大学生数学建模竞赛 | 二等奖 |
| 4 | 2013.05 | 第八届全国大学生交通科技大赛 | 一等奖 | 19 | 2015.06 | 第十届全国大学生周培源力学竞赛 | 二等奖 |
| 5 | 2013.11 | 第七届全国大学生结构设计竞赛 | 一等奖 | 20 | 2015.08 | 第八届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛 | 二等奖 |
| 6 | 2014.04 | 2014年全国大学生英语竞赛 | 一等奖 | 21 | 2015.12 | “中关村青联杯”第十二届全国研究生数学建模竞赛 | 二等奖 |
| 7 | 2014.04 | 2014年北美数学建模竞赛 | 一等奖 | 22 | 2012.10 | 第六届全国大学生结构设计竞赛 | 三等奖 |
| 8 | 2014.07 | 2014年全国大学生数学建模竞赛 | 一等奖 | 23 | 2014.05 | 2014年五一数学建模竞赛 | 三等奖 |
| 9 | 2014.09 | 第八届全国大学生结构设计竞赛 | 一等奖 | 24 | 2014.08 | “金川”杯全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛 | 三等奖 |
| 10 | 2015.09 | 第九届全国大学生结构设计竞赛 | 一等奖 | 25 | 2015.05 | 第二届全国大学生加筋土挡墙大赛 | 三等奖 |
| 11 | 2015.11 | 第八届全国大学生先进图形技术与产品信息建模创新大赛 | 一等奖 | 26 | 2015.06 | 第十届全国大学生周培源力学竞赛 | 三等奖 |
| 12 | 2012.08 | 第五届全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛 | 二等奖 | 27 | 2015.06 | 全国绿色建筑设计竞赛 | 三等奖 |
| 13 | 2012.09 | 2012年全国大学生数学建模竞赛 | 二等奖 | 28 | 2015.07 | 首届全国大学生岩土工程竞赛 | 三等奖 |
| 14 | 2013.08 | 第六届全国大学生先进图形技术与产品信息建模创新大赛 | 二等奖 | 29 | 2015.12 | “中关村青联杯”第十二届全国研究生数学建模竞赛 | 三等奖 |
| 15 | 2014.04 | 2014年北美数学建模竞赛 | 二等奖 | 30 | 2014.05 | 第九届全国大学生交通科技大赛 | 二等奖 |
土木工程学科竞赛成绩很好地促进了西南交通大学整个竞赛成绩的攀升。学校公布的数据显示，2013—2016年间土木工程类学科竞赛获奖贡献率、参与人数贡献率都排于全校所有学科前列。根据中国高等教育学会官网发布的2020年全国普通高校大学生竞赛排行榜以及2016—2020年五轮总榜，在2020年全国各类大学生竞赛中，西南交通大学学子荣获各类奖项305项，总分排名全国高校第四。在近五年的竞赛中，西南交通大学学子共计荣获各类奖项749项，总分排名全国第十。在这两份榜单中，西南交通大学是唯一一所挤进前十位的非985高校，这充分说明了学生的创新能力和综合素质是非常高的。
土木工程学院的“树德为先、学生中心、能力为重、赛教互促”竞赛新体系也辐射到学校其他学院和专业，全校竞赛成绩呈现出欣欣向荣的趋势。仅2020年，西南交通大学在全国大学生市场调查与分析大赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、全国大学生智能汽车竞赛、全国大学生集成电路创新创业大赛等多项竞赛中都有一等奖或特等奖。
近年来，在学科竞赛的激励和促进下，西南交通大学土木工程学院实践教学各模块每年受益学生达4 500人。竞赛促进了土木工程学生就业竞争力的提升，就业质量持续保持高位，连续多年学生首次就业率达99%以上（
图6 竞赛丰富和促进了实践创新能力的培养
1.0版本实施8年来，取得了一些成绩，但同时也暴露出一些问题。我们将坚持以设计思维为教育教学理念和指导方法，在原有学科竞赛管理1.0版本的基础上，提出土木工程学科竞赛管理2.0版蓝本，力争在以下方面实现实质性改变。
尽管在1.0版本中，竞赛作为实践教学主体的一个重要组成被纳入人才培养方案中。然而，实质上竞赛对人才培养的贡献还是非显性的，在人才培养矩阵图中，没有为竞赛设定一个四年一贯制通道。在今后的2.0版本中，将着重调整。首先，在培养计划中增设以实践创新纵向培养机制的单独的纵向通道，四年均设置有实践创新课程及学分，参加竞赛可以“减免”和“抵扣”学分，使以竞赛为代表的实践创新培养不再针对部分学生，而是面向全体；其次，在颁发毕业证书的同时，颁发实践创新等级证书，要求三级以上才准予毕业，最高设置十级，竞赛是实践创新证书等级的重要来源；最后，参与竞赛及竞赛成绩可作为优秀毕业生遴选的重要参考。
尽管已经建设和实践了“比特与混凝土的艺术”“土木工程学科竞赛创新能力的养成与提升”等课程，并在结构设计原理、桥梁美学等课程中埋下了竞赛培养的“种子”。但是，赛教互促仍没有实现制度化、体系化。如：目前的竞赛课程仍属于选修课，不受“约束”，学生选课过于自由，造成受益面偏窄。在2.0版中，尝试将竞赛类课程开设为0学分必修课群，分桥梁、岩土隧道、铁道、结构四类，共计12门，分三学年贯穿实施，以期实现竞赛创新思维和能力培养的学科全覆盖、纵向迭代，创造赛教互促新格局。
基于近年来学校土木工程专业人才实践创新能力培养方面所作的一些改革和探索，结合人才培养方案的修订、竞赛组织指导体系的重构、实践创新教学活动的开展，建立了“树德为先、学生中心、能力为重、赛教互促”的新体系，在土木工程学科竞赛中取得了一定的成绩，促进了学校土木工程人才实践创新能力的培养探索和改革。从土木工程学科竞赛管理1.0的少许成绩，到2.0的思考，一些建设性的措施可为同仁所参考。
（1）要结合学院的综合试点改革，对学科竞赛乃至科创能力培养整体架构做好顶层设计，包括课程的设置、学分和毕业机制的优化、教师（含辅导员）教职的多岗制等，这是做好学科竞赛工作的首要前提。
（2）充分吸纳好的教学新理念和方法，如设计思维、PBL教学理论与方法、工程设计理念与方法等，从学生在校时间的纵向，和学科、层级的横向，进行竞赛课程、创新实践、竞赛等活动的一体化设计。
（3）充分考虑学生对就业、继续深造等的需求，研究开发和创立各类新型的竞赛类型，如跨学科竞赛、各类主题Hackathon活动等，满足国际接轨、社会对综合性人才的需求。
但是，在土木工程日益复杂、学科细分与融合两极性拓展的形势下，仍然需要进一步深入探索土木工程人才培养的实践创新能力培养，仍然需要在大学生土木工程学科竞赛的管理上做更多的思考和探索。
参考文献
陆国栋，陈临强，何钦铭，等.高校学科竞赛评估：思路、方法和探索［J］.中国高教研究，2018（2）： 63-68， 74. [百度学术]
陆国栋，魏志渊，毛一平，等.基于主题、时间、空间和模式分类的学科竞赛研究与实践［J］.中国大学教学，2012（10）：74-76. [百度学术]
Cowie B， Jones A， Otrel-Cass K. Re-engaging students in science： issues of assessment， funds of knowledge and sites for learning［J］. International Journal of Science and Mathematics Education， 2011， 9（2）： 347-366. [百度学术]
Dionne L， Reis G， Trudel L， et al. Students’ sources of motivation for participating in science fairs： an exploratory study within the canada-wide science fair 2008［J］. International Journal of Science and Mathematics Education， 2012， 10（3）： 669-693. [百度学术]
Hong J C， Chen M Y， Hwang M Y. Vitalizing creative learning in science and technology through an extracurricular club： a perspective based on activity theory［J］. Thinking Skills and Creativity， 2013（8）： 45-55. [百度学术]
Huang N T N， Chiu L J， Hong J C. Relationship among students’ problem-solving attitude， perceived value， behavioral attitude， and intention to participate in a science and technology contest［J］. International Journal of Science and Mathematics Education， 2016， 14（8）： 1419-1435. [百度学术]
Veenman M V J， Elshout J J， Busato V V. Metacognitive mediation in learning with computer-based simulations［J］. Computers in Human Behavior， 1994， 10（1）： 93-106. [百度学术]
Woo Y， Reeves T C. Meaningful interaction in web-based learning： a social constructivist interpretation［J］. The Internet and Higher Education， 2007， 10（1）： 15-25. [百度学术]
Liotard I， Revest V. Contests as innovation policy instruments： lessons from the US federal agencies' experience［J］. Technological Forecasting and Social Change， 2018（127）：57-69. [百度学术]
Simon H A. The sciences of the artificial［M］. Cambridge，Mass： MIT Press， 1969. [百度学术]
Rowe P G. Design thinking［M］. Cambridge， Mass： MIT Press， 1987. [百度学术]
Buchanan R. Wicked problems in design thinking［J］. Design Issues， 1992， 8（2）： 5-21. [百度学术]
D.school：institute of design at stanford［EB/OL］. （2016-10-18）［2022-05-10］. http：//dschool.stanford.edu/. [百度学术]
Curedale R. Design thinking process & methods manual［M］. 2nd ed. Topanga，CA：Design Community College Incorporated，2016. [百度学术]