融合信息化的铁道专业学生创新能力培养探索

刘凯文 苏谦 杨荣山

[摘 要] 信息化技术在各行业中扮演着越来越重要的角色，已日渐成为社会发展的趋势之一。智能建造与管理创新大赛作为一类适合交通土建类尤其是铁道专业学生参加的高水平竞赛，不僅能全面培养学生的创新思维和科研能力，培养团队精神，同时还能增强大学生灵活应用信息化技术于铁道工程行业中，不断提高人才培养质量。基于四川省大学生智能建造与管理创新大赛，提出了关于依托大赛深度融合信息化技术的铁道专业学生学术创新能力培养的初步思考与探索，并在初步实践中得到了良好的反馈。

[关键词] 铁道信息化;大学生竞赛;创新能力;培养策略

[基金项目] 2021年度西南交通大学校级教改项目“深度融合信息化技术的铁道工程专业本科教学实践改革与探索”（2103004）;2020年度西南交通大学校级教改项目“基于全局设计的铁道工程新工科改造与专业课体系重构”（20201003-05）

[作者简介] 刘凯文（1985—），男，重庆人，博士，西南交通大学土木工程学院副教授，博士生导师，主要从事铁道工程研究;杨荣山（1975—），男，河北容城人，博士，西南交通大学土木工程学院教授，博士生导师（通信作者），主要从事铁道工程研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）09-0057-04 [收稿日期] 2021-08-25

引言

随着计算机技术的发展，在交通土建专业尤其是铁道专业工程中信息化应用已成为一种趋势。学科竞赛是国内外经常采用的大学生培养策略，在这一过程中，不仅能实现科研素质的提升，还能实现教学相长，帮助指导老师了解自己在教学中的不足，并进一步改善教学方案[1]。本次智能建造和管理创新大赛要求学生储备诸如BIM、大数据等前沿知识参赛，目的在于全面培养大学生的创新思维和科研能力，培养团队合作精神，加强大学生工程管理创新和实践能力。笔者以本次竞赛为依托深度探讨竞赛对于大学生培养的作用和意义。

一、智能建造与管理创新大赛简介

智能建造与管理创新大赛包括全国赛和各省市单独举办的省市级赛事，四川省大学生智能建造与管理创新大赛是一类由四川省教育厅为主办单位，主要面向土建类和工程管理类相关专业的本科生和研究生，是具有提升创新思维和科研能力的作用的团体竞赛。

截至目前，智能建造与管理创新大赛已成功举办两届，第三届大赛也即将开始。第二届智能建造与管理创新大赛的赛会主题分别是以下八个模块：（1）工程管理大数据分析及应用;（2）施工自动化及工程管理虚拟仿真;（3）基础设施智慧运维;（4）HSE智能分析与控制;（5）新型工业化建造与管理;（6）极端环境智能建造;（7）智能交通建造与运维;（8）其他。

虽然四川省大学生智能建造与管理创新大赛的举办历史并不久远，但随着大赛的举办，参赛队伍越发增多，赛事的领域影响力也越来越大。四川省大学生智能建造与管理创新大赛的参赛队伍第一届举办时有53支，到第二届举办时增长到了64支。

二、智能建造大赛促进学术能力提升的因素分析

（一）竞赛题目立足于铁道信息化技术前沿

近年来，计算机技术的飞速发展，推动了铁路施工和运维向着信息化、智能化方向发展，使铁路施工的技术水平和管理水平迅速提升，同时促进了铁路建设在节能减排、提高各部门人员沟通效率等方面的进步[2]。本次竞赛以BIM、物联网、大数据、人工智能等前沿技术为基础，要求参赛学生将信息化技术应用于土木的施工和运维管理过程中，提升学生运用信息化技术去解决工程问题的思维能力，为以后的职业发展奠定良好的基础。

（二）竞赛邀请行业顶尖的专家组进行指导

本次竞赛邀请了东南大学等多所知名高校的教师及企业内高级技术人员作为比赛的评审专家，对各组学生进行指导。专家组将会从创新性、研究方法、数据分析和主要结论及实践应用等方面，对各组的作品提出建设性意见，一方面帮助各组进一步完善作品，提升作品的可行性;另一方面帮助学生体会竞赛的精神内涵，并使学生将大赛所学知识融会贯通，转化为科研能力和学术素养。同时，企业从业人员则会从应用层面帮助学生了解作品本身同实际工程的结合点。

（三）竞赛涉及多学科交叉

竞赛以工程力学和材料学为基础，并需要结合信息化技术，因此对土木工程的基础知识、管理学和计算机相关知识均有要求。参赛学生必须将在校所学最大限度地应用，并且还需要对课外知识进行学习和补充。在这一过程中，学生的应用能力、学习能力、创新能力等均将得到提升。同时，经常会出现不同专业的同学一起组队的情况，因而他们将会在几个月的时间里协同作战，这也对应了在实际工程中经常需要多专业共同承担工程任务的情形。例如，在铁路中经常会分为站前专业，如路基、桥涵、隧道、站场、轨道等;以及站后专业，如给排水、电力、通信、信号等。在竞赛中多学科、多专业的交叉，对学生宏观地理解施工和运维、提升各专业协作具有很大的意义，并可帮助学生提升科研和学术水平。

（四）竞赛作品形式多样

竞赛允许的形式包括研究报告、商业方案、实物发明、装置装备或软件等形式，这使得参赛学生能够自由选择喜欢的作品形式。在比赛过程中，学生可以根据自己的兴趣爱好、个人能力等，分别在突出科研能力、商业策划能力、动手能力、软件编写能力的各类参赛作品形式中进行选择。在这一过程中，体现了对学生的差异化培养思想，因材施教，使得不同的学生都能在竞赛中获得成就感，提升科研素质和实践能力，为以后的职业生涯或科研生涯奠定基础。

（五）竞赛流程精心设计

竞赛过程中包含了初赛、复赛、决赛三个流程，每个流程都安排了专家进行评审，评审通过的参赛队伍才可进入下一环节，保证了竞赛程序的公平公正和严谨性。同时，能够让参赛学生如履薄冰，认真严肃地对待本次比赛。竞赛过程中，对各组学生的评价指标是严谨且科学的，各组必须说明自己的数据来源和研究方法，保证作品的真实性和可行性，这和真实做科研是有一致性的。

三、依托智能建造大赛的铁道信息化人才培养策略

近年来，依托学科竞赛进行大学生培养的方案在我校蔚然成风，校内也组织了包括智能建造大赛在内的全国性大赛，如全国高校BIM毕业设计创新大赛、全国大学生岩土竞赛、大学生结构设计信息技术大赛等，为学生提供了丰富的机会来发展和提升自我。我校积极组织广大学生参赛，设立奖金和各级奖项荣誉，让学生有足够的动力将比赛作品完善，并在比赛中培养自己的科研精神和学术素养，勇于提升自我。

（一）培养策略

1.促成竞赛队伍的形成。为了提升学生在竞赛中的参与度，笔者认为首先应当多维度地对竞赛进行宣传，本次比赛通过校内网站、微信公众号、课堂等多种方式进行宣传，保证学生能够有足够的渠道了解竞赛，并按照自己的兴趣爱好选择参赛形式。其次，学校应当鼓励跨院系、跨院校组队，只有这样才能促进不同专业的同学在比赛中拓展知识面，从不同学科的角度完善参赛作品。同时，这与真实工程中的施工和运维需要土木工程、计算机、电气等多专业协作的实际情况是相符的，也能够让学生提升团队精神。最后，鼓励各参赛小组适当采取高年级带低年级、有经验同学带没有经验同学进行比赛的方式[3]，一方面可以让高年级同学起到带头作用，锻炼他们的组织协调团队的能力;另一方面可以让低年级同学尽快上手，在帮助高年级同学的过程中提升自我，有问题可以互相请教。

2.竞赛过程中积极组织例会。比赛过程中，应当为各组配备在本专业具有较高素养和水平的指导老师对学生进行指导。指导老师不仅要具备相应的科研能力，了解竞赛的流程和各类事项，还应当对学生热心，积极指导学生解决竞赛中的困难[4]。笔者作为本次比赛的指导老师积极组织学生定期开展例会，一方面了解学生的参赛进展，另一方面帮助学生解决比赛中的难题。在这一过程中，让每位同学都能在组内老师和同学面前进行陈述和表现，锻炼他们的胆量、表达能力、逻辑能力等[5]。

3.给予参赛学生足够的科研条件。本次比赛中，参赛学生包括本科生和硕士生，本科由于日常接触科研相对较少，一方面对于科研的认识不足，另一方面，更重要的是对科研中涉及的实验设备仪器、编程软件、数值模拟软件、科研论文撰写等并不十分熟悉。因而，学校和指导老师有必要对学生进行这些方面的教学和训练，以便提升学生的科研能力，對其日后不论是工作还是继续读研都有较大帮助[6]。笔者认为，在教学过程中，对一些学有余力的学生进行工程实验和计算机编程等方面的训练很有必要，而本次竞赛，很好地做到了从工程和计算机两方面对学生进行培养的目的。

（二）竞赛效果评价

笔者所带团队为本人的硕士生，包含研二和研一学生，其中由一名研二硕士生担任队长，团队在本次竞赛中荣获一等奖。比赛结束后，小队四位成员都建立了对BIM和深度学习的浓厚兴趣，其中两位学生决定对BIM进行深入学习，为以后成长为铁道信息化综合人才而努力;另两位学生比赛后在深度学习方面又开展了相关研究，在比赛作品的基础上进一步拓展，准备在铁路路基病害方面进行下一步研究。在本次竞赛中，两位学生是刚刚本科毕业还未入校的准硕士生，通过这次竞赛，笔者发现该两位学生相比未参加竞赛的学生能够更快融入硕士生涯的科研工作。在比赛过后，他们对实验和科研软件都能很快上手，并且已经对撰写科研论文较为熟悉，迅速完成了从本科生向硕士生的蜕变。这说明本次竞赛对学生的个人能力和科研素质的培养是较为成功的，也为日后组织学科竞赛提供了范例。

结语

四川省大学生智能建造与管理创新大赛不仅可以促进铁道专业学生学习掌握现代化信息技术，适应社会潮流全面发展，还可以促进研究生创新能力的提升，为培养更符合新时代铁道工程要求的人才提供了交流平台。本文基于笔者第二届四川省大学生智能建造与管理创新大赛获奖经历，总结了依托大赛深度融合信息化技术的铁道类研究生创新能力培养策略的初步思考与探索。初步的探究实践表明，依托本大赛，学生的创新能力得到了有效提升。诚然，如何依托创新型竞赛制定培养铁道专业学生创新学术能力策略的工作，还需要结合时代特点继续深入思考与实践探索。

参考文献

[1]张富晓，韩传军，伍建川.学科竞赛背景下校院两级创新创业教育模式探索[J].教育教学论坛，2020（49）：2.

[2]马静芳.利用信息化技术提升土木工程管理效果的策略[J].住宅与房地产，2019（25）：114.

[3]杨洪伟，李爽，刘宇航.研究生学术能力培养策略探析——基于空间轨道设计竞赛[J].教育教学论坛，2021（3）：4.

[4]熊光华，廖信军，曹子岗，等.学科竞赛驱动下生物科学专业人才培养的探索[J].教育教学论坛，2021（12）：113-116.

[5]王靖，周兰，黄采伦.在学科竞赛中提升研究生的创新实践能力[J].教书育人：高教论坛，2020（1）：3.

[6]韩晗.学科竞赛对创新型人才培养促进作用的研究与实践[J].科教导刊，2018（31）：2.

Exploration on the Innovation Ability Cultivation of Railway Major Students Based on Informatization： Taking the Intelligent Construction and Management Innovation Competition of Sichuan Province as an Example

LIU Kai-wen， SU Qian， YANG Rong-shan

（School of Civil Engineering， Southwest Jiaotong University， Chengdu， Sichuan 610031， China）

Abstract： Information technology plays an increasingly important role in various industries， and has become one of the trends in social development. As a high-level competition suitable for transportation and civil engineering students， especially railway majors， the Intelligent Construction and Management Innovation Competition can not only comprehensively cultivate students’ innovative thinking， scientific research ability and team spirit， but also enhance students’ ability of flexibly applying information technology in the industry of railway engineering and continuously improve the quality of talent training. Based on the Intelligent Construction and Management Innovation Competition for College Students of Sichuan Province， this study puts forward some preliminary thoughts on the cultivation of the academic innovation ability of students majoring in railway engineering based on the deep integration of information technology in the competition， which has obtained positive feedback in the practice.

Key words： railway informatization; competition of college students; innovation ability; training strategies