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数字时代地方院校工科专业创新型人才培养体系构建研究

2024-06-25王超迟耀丹杨佳王立光

高教学刊 2024年19期
关键词:创新型工科专业课程

王超 迟耀丹 杨佳 王立光

基金项目:吉林省教育科学“十四五”规划课题2023年度课题“构建数字时代地方院校工科专业创新型人才培养体系的研究”(GH23102);吉林省高等教育教学改革研究课题“新工科背景下‘智慧城市科学与工程新兴交叉学科人才培养研究与实践”(20224BR78M300G6);吉林省教育科学“十四五”规划课题2023年度重点课题“‘新工科背景下电气类专业学生‘解决复杂工程问题能力培养的途径研究”(ZD23060)

第一作者简介:王超(1981-),女,汉族,吉林长春人,博士,教授,硕士研究生导师。研究方向为电子信息类专业教育教学。

*通信作者:迟耀丹(1974-),女,汉族,辽宁盖州人,博士,教授。研究方向为智能系统集成与节能技术。

DOI:10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.19.015

摘  要:创新素养是现代人才应具备的综合素养之一,创新型人才培养就是新时代地方院校工科专业的培养目标之一,如何落实这一目标,是广大高校以及相关工科专业需要认真思考的问题。该文即对此展开综合研究,在参考相关文献资料的基础上,围绕校园创新文化建设、专创融合教育、推进课程改革、创新赛会活动和产教融合助力等方面来构建工科专业创新型人才培养的体系,以期能够提供一定的参考价值。全文将从三个部分展开说明,首先对创新型人才培养的必要性进行分析,其次对地方院校工科专业创新型人才培养的现状进行剖析,最后详细探究培养创新型人才的策略与方法。

关键词:数字时代;地方院校;工科专业;创新型人才培养;培养体系

中图分类号:C961     文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2024)19-0058-04

Abstract: Innovative literacy is one of the comprehensive qualities that modern talents should have. The training of innovative talents is one of the training goals of engineering majors in local colleges and universities in the new era. How to implement this goal is the problem that many universities and related engineering majors need to consider seriously. This paper is a comprehensive research, on the basis of reference to relevant literature and materials, around the construction of campus innovative culture construction, special creation and integration education, promote curriculum reform, innovation competition activities, integration of industry and education and other aspects, in order to provide a certain reference value. The full text is explained from three parts. Firstly, the necessity of cultivating innovative talents is analyzed, the current situation of the cultivation of innovative talents in local universities is analyzed, and the strategies and methods of cultivating innovative talents will be explored in detail.

Keywords: digital age; local colleges; engineering majors; innovative talents training; training system

“创新始终是推动一个国家、一个民族向前发展的重要力量”,国家与社会需要大量的高素质、创新型人才来支持,而地方院校作为为党育人、为国育才的重要场所,致力于培养工科创新型人才无疑是一个非常重要的教育目标。但在实际育人环节中却仍存在着各式各样的问题,比如课程体系不完善、实践育人环节薄弱、缺少创新型教育等问题。地方院校工科专业应当正视这些问题,要从根本上改革这些问题,优化课程体系,并从多个方面、多个维度建章立制,拓展创新型人才培养的途径,多措并举,全面加快推进新工科建设,深化我国高等教育改革步伐。

一  创新型人才培养的必要性

创新型人才,指的是人才在现有的思维模式下,能够提出有别于常规或常人思路的见解,利用现有的知识和物质,改进或创造新的事物(包括产品、方法、元素、路径和环境),并具有正向作用,从而创造出更大的个人价值与社会价值。历代科技史都证明了,创新型人才是推动科技创新的基础,谁拥有了创新型人才、拥有了创新型科学家,谁就能够在时代发展以及科技创新中占据头筹。在当下数字时代中,更需要创新型人才来推动数字科技不断发展,或者以数字技术赋能工科领域。

创新型人才对于学生个人未来的发展以及国家的发展均有着非常重要的意义,而地方院校作为为党育人、为国育才的重要场所,自然要以培养创新型人才为育人目标之一。尤其是对于工科专业来说,其包括材料、电子、机械、通信和计算机等多学科,为支持新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略,教育部发布《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》等,正在全力探索全球工程教育领跑之路,高校要加快建设和发展新工科,培养创新型人才是支持新工科建设的必要基础之一。

在具体的教育与学习情境中,培养创新型人才的过程,也必然将调动学生的学习热情,提高学生在工科专业课程学习中的积极性、主动性和创造性,让学生开动脑筋,通过观察、抽象、分析、总结和辩证等一系列过程去研究工程技术,让学生在研究工程技术的过程中敢于提出新的观点、乐于改进或创造新的产品等,工科专业课程的教学质量势必会更上一层楼[1]。

二  地方院校工科专业创新型人才培养现状

创新型人才培养一直是地方院校的育人目标之一,国家屡次发布《高等学校“高层次创造性人才计划”实施方案》《“新世纪优秀人才支持计划”实施办法》《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》等纲领性文件,设置“国家高层次人才特殊支持计划”(国家“万人计划”)、“中国青年科技奖”等政策方针,在多层面推动创新型人才培养计划。在国家引导下,地方院校亦明确了创新型人才培养的重要性,将创新型人才培养视为高校育人工作质量提升的改革之一,因此取得了非常不错的成果。

但在创新型人才培养的过程中,仍然出现不少问题,距离最终目标还有一定距离。问题可以从四个方面来看。第一,地方院校创新型人才培养的顶层设计还有待加强。一些情况下,院校对创新型人才培养目标的导向、管理和督促比较松散,对创新型人才这一目标纪律不严,因此,创新型人才目标时常被落下,成了“喊起来重要、做起来次要、忙起来不要”的事情。第二,地方院校创新型人才培养途径不够多元。当下也存在着创新型人才培养途径不够多元的问题,事实上,培养学生的创新型素养,不仅可以与专业基础知识学习、专业技能锻炼相结合,也可以通过一些创新型的赛会活动、产教融合育人、优秀成果产出等相衔接,不仅要体现在工科专业课程之中,同时也要体现在课程之外。第三,工科专业课程体系不完善。工科专业课程体系不完善主要体现在教学内容较为老旧,教学方法也比较制式化,创新型人才目标无法体现在工科专业课程教学环节中,学生参与课程学习,没有体验性,也没有参与感,陷入了死记硬背的不良循环中,学生的创新素养自然难以得到培养。第四,实践育人环节弱化,创新机会较少。不少地方院校的实践育人环节薄弱,学校的实验基地小,实验设备不足,难以给学生提供完善的实践研究机会,这导致学生无法将理论内化于心,也无法在实践过程中激发创新灵感。此外,工科专业课程在科研项目、综合实践项目、创新创客项目等方面呈现碎片化,限制了学生在实践研究过程中提升自身创新能力和解决复杂问题的能力[2]。

三  工科专业创新型人才的体系构建

(一)  着眼于校园之内,打造创新型校园文化氛围

从院校的角度来说,需持续打造创新型校园文化氛围,将创新型人才培养作为校风、学风的重要组成部分,再通过物质文化建设、制度文化建设、校园文化宣传和校园文化活动等多个维度,来提升学生的创新意识,让校园成为培养创新型人才的一片沃土。

1  打造创新型校园物质文化

就校园物质文化来说,校园物质文化的每一个实体,都彰显了某种教育价值观,因此,为培养创新型人才,在校园物质文化方面,院校需着重凸显创新型文化。创新型校园物质文化主要体现在科技设施、数字媒体室以及实验基地的投入方面,地方院校应打造“大实验室”观念,“大实验室”的基础是根据各个工科专业课程教学需要所设计的专业课程实验室,比如根据能源化工课程需要,设计化学类实验室,在此基础上,院校打造工科特色实验室,比如太阳能、风能、生物质能等清洁能源类实验室、机械加工实验室、智能机器人实验室、无人机制造实验室和科技科普展厅等。院校打造创新型“大实验室”,加大资金投入,充实实验室以及各类工科实践与创新材料,配置专业的实验室导师,“大实验室”全程对学生开放,鼓励和引导有需求的学生在课外时间持续依托“大实验室”研究课内知识与技能,以此来加强学生的学习成果,培养学生的创新意识[3]。

2  打造创新型校园制度文化

在校园制度文化方面,也要凸显创新型人才培养的目标。地方院校需完善顶层设计,加强对创新型人才培养的制度导向、教学约束以及成果考核。比如在教师的课程教学改革方面,对教师在专业教学的方式方法进行明确,开展能够促进创新型人才培养的教学方法,加强教学检查,避免创新型人才培养目标成为“喊起来重要、做起来次要、忙起来不要”的事情。比如在学生的创新引导方面,对学生的科技成果转化、创新比赛成果等进行学分奖励。比如在学生综合素质考核中,明确将创新型素质作为综合考核目标之一,以此来检查学生创新型素养的培养成果。总之,坚持以创新为校园制度与学风的标杆,进一步优化校园的制度文化。

3  打造创新型校园宣传文化

地方院校加强对创新素养的宣传,让学生能够认识到创新素养培养的必要性,潜移默化地对学生产生正向影响。学校可以在显眼地方,如橱窗报、走廊画报、宿舍侧墙后墙及科技馆等位置,设计相应的创新标语,或者利用校园广播,宣传创新思想,启蒙以及培养学生的创新意识。除此之外,学校可以基于入学教育、主题班会、科研教导、科技展览、学术沙龙、社团活动、学术报告、毕业设计以及其他校园宣传中,培养学生的创新意识,鼓励和促使学生敢于创新、乐于创新[4]。例如,设置“科技展览角”,科技展览角陈列技创新产品、优秀科技创新人物以及他们的事迹等,以此来优化校园文化,培养学生的创新素养。比如上海交通大学的钱学森图书馆,其中常设“中国航天事业奠基人”“科学技术前沿的开拓者”“人民科学家风范”和“战略科学家的成功之道”四个部分展厅,融合钱学森的一生经历与高尚精神,向学生展示钱学森身上包含创新精神在内的高尚品德,无疑能够激励学生成长。

4  打造创新型校园活动文化

从学校的角度来看,还可开展各类的创新型校园活动,以此来让校园创新型文化氛围更加浓厚,潜移默化地培养工科学生的创新素养,达成为社会培养创新型人才的目的。校园创新型活动与工科专业课程教学相对应,实现课内育人与课外育人的相呼应。一方面,地方院校鼓励学生参与到创新型社团活动中,以社团为载体,将包括创新教育在内的育人目标融入其中,告诫学生创新的重要性,引导学生树立完善的创新意识,养成健全的创新能力。为了更好地培养学生的创新意识与创新能力,院校对表现优异的社团提供经费激励、名誉激励及学分激励等,以此来优化校园内的创新文化氛围;另一方面,地方院校常态化地组织创新技能比赛活动,在工科专业课程内,教师可以组织工科专业课程技能比赛,教师鼓励学生参加到比赛中,为比赛做好准备,熟悉并精进各项技能,在比赛中获取一个好的名次。在此基础上,则以专业、学校为单位,乃至于校际之间,开展各类工科技术实践比赛、创新比赛、创业大赛、数模竞赛、创意作品大赛和科技竞赛等,例如可开展机械创新类比赛、电子创新设计类比赛、智能机器人制造类比赛、3D打印创新设计大赛和智能技术应用比赛等各类科技创新比赛等。学校和教师鼓励学生积极参加,在各类创新型比赛中培养学生的创新意识与创新能力[5]。

(二)  聚焦于课程教学,打造创新型工科专业课程教学

工科专业课程是育人的核心所在,为进一步实现创新型人才的培养目标,工科专业课程教师应及时对课程教学体系进行改革,对课程教学中存在的一系列问题进行改进,全面提升工科专业课程的育人效果。

1  创新工科专业课程育人内容

院校和相关工科专业需分析新时代创新型人才培养的目标,以及社会岗位对人才的技能要求与创新素养要求,根据人才需求来调整优化课程体系,使得各个教学阶段培养的人才都能满足社会对高素质、创新型人才的要求。以材料类专业课程为例,可积极探索新能源材料领域的知识教育,对接社会新能源、新材料、新能源汽车、节能环保和高端装备制造领域,比如4D打印材料、锂空气电池、柔性电极材料、碳纳米管、超导材料、半导体材料、功能薄膜、智能材料、生物材料、特种玻璃、高性能纤维及复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等,让专业课程能够更好地对接社会发展趋势以及人才需求现状。总之,工科专业需做好市场调研,不断挖掘自身的特色,依托各地域和各领域的资源禀赋,形成特色鲜明的工科专业育人内容[6]。

2  创新工科专业课程育人模式

在工科专业课程育人模式中,核心就是要加强实践教学,打造理实一体化教学模式。工科专业常常需要学生经过大量实践才能将理论内化于心,才能提升技能实操能力以及创新研究素养。因此,高校应打造“理实一体化”教学模式,结合上文提到的“大实验室”配置,以实验、实践、创新项目等来增强学生的学习驱动力,激发学生的创新精神[7]。

3  创新工科专业课程育人方法

在工科专业课程教学方法方面,工科专业课程教师首先要明确地将创新型人才培养嵌入课程教学之中,在课程讲解以及专业活动之中,结合专业课程内容,以具体的科技创新、技术研发案例来展现创新的重要性,培养学生的创新意识。此外,教师不仅教导学生完善的知识与技能,同时促使学生去进行创新、创意、创造,解决知识学习中遇到的难题,创造出具有创意的产品,采用一些具有创造性、实践性的教学方法,比如开展项目式学习、科学发明比赛、专业创新手工作业等教法。以项目式学习为例,即教师给学生布置一个实践性的主题任务,让学生去制定好计划,然后相对独立地去完成,更好地培养学生的创新意识与创新能力。让学生参与到实践性的、专业性的科技锻炼中,学生每一次创新技术、产品研发、科技发明的过程,都是主动创新、创造的过程,也是不断发现错误、纠错、优化的过程,以此有效提升学生的创新能力、实际动手能力等素养[8]。

4  创新工科专业教师资源配置

工科专业教师的专业素养决定了创新型人才培养的成效,学校有必要加强工科专业教师建设,或者根据学生实践学习的需要,配置专业化的实验导师,做好对学生的讲解者、引领者、辅导者和管理者等角色。不管是专业课程教师,还是实践导师,都需要做好对学生的教育与指导工作,与学生交流课程学习、创意产品、科技发明的细节,对学生做出指导,引导、帮助学生解决在专业知识领域或技术创新设计中的困惑和问题。

5  创新工科专业学生评价方法

工科专业课程教师需进一步完善对工科专业学生的考核评价体系,应当以各学段为单元构建工作系统,并注重不同学段的考核与质量监控。课程考核评价中要体现创新型人才培养的育人目标,不能实施“一考定终身”的模式,而是采集学生在日常作业、项目小组作业、阶段性测试结果和课堂观察等方面的表现,分别赋分。对学生在科技比赛、技术创新、创客产品中表现优秀的情况,可考虑奖励创新创业学分或课程绩点,以此来激发学生的创新热情[9]。

(三)  落实产教融合,以产教融合培养创新型人才

产教融合是应用型本科的一个突破方向,相关教育文件指示,要改变本科教育过于偏向理论研究、人才培养供给侧和产业需求侧“两张皮”等问题。其本质上,让教育侧的科研、教育向着产业侧靠拢,实现功能与资源的集成与协同,持续推动和优化应用型高校建设和创新型人才培养。具体来说,地方院校和相关的产业企业建立合作关系,共同开展人才输送、技术攻关、产品研发、成果转化和项目孵化等研究项目。

其对于地方院校工科专业创新型人才培养有着必然的促进作用。第一,地方院校以及相关企业可以形成合力,学校、专业教师和企业优秀工程师共同研究教材,对现有教材进行二次开发,打造更加适合创新型人才培养的教学环境。第二,通过建立产教融合实训基地,可接受产业订单,在实训基地内完成产业订单;让高校学生有机会进入企业进行参观或者顶岗实习,参与到真实的工作环境中,引导学生在顶岗实习过程中感受技术、观察企业、创新技术,去思考创新工作程序、创新工作产品等,在实践中培养学生的创新素养[10]。

四  结束语

综上所述,创新型人才培养是数字时代地方院校工科专业的育人核心目标之一,高校需明确创新型人才培养目标,强化顶层设计,探索创新型人才培养的方式方法。具体来说,从学校角度来看,需优化校园创新型文化氛围,通过物质文化建设、制度文化建设、校园文化宣传、校园文化活动等多个维度,打造“大实验室”,完善创新型人才培养制度,做好新型人才培养宣传,搭建有利于新型人才培养的各类赛会活动等。从专业课程角度来看,则需要工科专业在课程育人内容、课程育人模式、课程育人方法、教师资源配置和学生素质评价等方面进行创新,让专业课程教学成为创新型人才培养的沃土,实打实提升工科专业的育人能力。从产教融合的角度来看,则可依托于产教融合育人平台,开展订单实践、企业参观或者顶岗实习等教法,让学生在其中提升创新型素养。

参考文献:

[1] 于文艳,王海博,任守红.新工科背景下面向创新型人才培养的专业实践教学体系建设[J].西部素质教育,2021,7(24):169-171.

[2] 王方国.学生发展理论视域下高校学风建设的要素构件与路径策略[J].西昌学院学报(社会科学版),2022,34(2):99-102,128.

[3] 吴小娟,徐维新,柳锦宝,等.地方应用型本科院校创新型人才培养体系探索与实践——以成都信息工程大学测绘地理信息类专业为例[J].创新创业理论研究与实践,2024,7(2):68-71,106.

[4] 王淑勤,李金梦,刘丽风,等.新工科视野下能源化学工程专业创新型人才培养体系构建[J].山东化工,2020,49(8):231-233,235.

[5] 刘睿,葛垚.高校机械类创新型人才培养的思考——评《大学生创新能力培养体系研究与机械类实证分析》[J].中国教育学刊,2020(7):109.

[6] 黄飞,何鹏瞧,宋福顺.构建数字时代铁道类高校创新型人才培养体系研究[J].时代人物,2023(28):151-153.

[7] 赵聪.“云物移大智”背景下创新型人才培养课程体系研究——以建设工程管理专业群为例[J].广西城镇建设,2023(10):75-80.

[8] 张璞.高校机械类创新型人才培养的思考——评《新工科背景下地方高校机械类创新人才培养体系重构与实践》[J].中国教育学刊,2023(2):118.

[9] 姜红燕,伍杰,毛祖莉,等.基于大工程观的应用型人才培养体系研究与实践[J].当代教育实践与教学研究,2020(7):200-201.

[10] 邱小群,邓小瑜.基于“产教融合,校企合作”的高校创新人才培养策略研究[J].产业创新研究,2023(14):187-189.

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