“步进式”大学生工程实践创新能力提升路径研究

2016-05-30马壮

黑龙江教育·高校研究与评估 2016年10期

摘要：文章从大学生工程实践创新能力培养现状出发，阐述了当前大学生工程实践能力培养的新要求，并提出了“步进式”学生工程创新能力的提升路径。

关键词：步进式；工程实践；创新能力；大学生

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0076-03

“创新驱动”是我们国家科技转型与经济发展的内在需要，是建设创新型国家的需要。“必须把创新摆在国家发展全局的核心位置”，党的十八届五中全会给出了答案。同时，在“十三五”部署的创新七大任务中，“深入实施创新驱动发展战略”居于重要位置。按照教育部文件中对高校实践教学的总体要求，培养大学生的 “工程实践创新能力”不仅成为应用型地方性本科院校人才培养中的核心目标，同时更是国家人才培养的战略需要。

文献[1]中以“大工程教育”为指导思想，提出构建“递进式、不断线”的工科类大学生创新教学实践方案。文献[2]以工程试验示范中心为平台，提出了分层次、分阶段的人才培养模式。文献[3]提出创新人才培养的目标，构建了“分阶段、多层次、模块化、综合性、开放式、不断线”的教学体系与模式。文献[4]提出创新型人才培养的重要途径为“参与工程实践及科学研究”。文献[5]提出让本科生参与科研活动，以项目带动学生创新能力提高。较多文献在本科教学的实践创新体系建设中，基本涵盖了理论课程教学、实验教学、课程设计以及毕业设计等各环节[6-9]。因此，大学生的创新能力培养已细致入微到各个教学环节，找到适合自身条件的培养模式、体系与方式方法成为高校教学改革的核心课题之一。

一、大学生工程实践创新能力培养现状

在21世纪初，国内众多地方性本科院校在围绕“本科实践教学体系”方面，不仅加大了对实践教学的经费投入力度，而且也进行了大量的探索与尝试。根据各专业的特点初步建立了各具特色的实践教学培养体系，在多年的实践中已取得了显著的成绩，在创新能力培养方面也进行了很多尝试，取得了一定的成绩。但同时也存在着一些现象与问题。

1.目前大多数学生在应试教育背景下，明显存在

“高分低能”现象，理论学习方面较好，但在社会实践、工程实践等方面的能力欠缺，缺乏创造力[10]。

2.唐山学院经过多年实践教学课程体系建设，加大了实践教学环节比例，多数学生的实践能力提升明显，但工程创新意识和工程创新能力仍不足。

3.创新实验项目已成为各校提高学生创新能力的

有效手段之一。但从近年的观察看，学生的积极性有所降低，投入的热情不如以往，缺乏兴趣。

4.唐山学院为新建地方性、教学型本科院校，没有研究生培养计划，教师们教学工作量大，从事工程实践的教师更少，经验缺乏且参与创新活动指导工作也缺乏相应的激励机制。

然而，现代工程教育已明显体现出了“理论+实践+应用+创新”的特点，仅有理论、实践和应用能力培养是缺乏发展后劲的，与创新型国家的发展的基调将不协调。因此，大学生工程实践基础上的创新能力培养需要提上高校人才培养的议事日程。

二、大学生工程实践能力培养的新要求

工程实践创新能力主要包括：工程实践创新意识、工程实践创新思维和工程实践创新技能三部分。在工程创新方面要取得良好的效果，需要营造创新环境与氛围，高校各专业负责人应做好以下基础工作。

（一）适应时代需要，完善工程实践教育教学体系

创新源于实践，逐步完善实践教学体系：理论+实践，以支撑专业核心课程体系建设为基础，以实践环节“穿针引线”作用为抓手，逐步完善四年“不断线”的实践创新培养体系，唐山学院开展的“专业核心课程群（能够支撑专业8—10门核心课程）”建设效果明显。

1.积极开展调研工作，与兄弟院校打成一片。目前，应用技术型人才培养开展已有十多年的时间，兄弟院校积累了很多宝贵的经验，各专业教师应积极主动、共同参与到培养学生实践创新体系的建设中，并结合自身情况建设自身具有一定特色的实践教学体系，保障学生的教育教学质量。

2.参与国内外教育教学高水平的教改会议。鼓励专业教师参与国内外的教学改革会议的研讨，将先进的实践创新教学理念，融入到实践创新人才培养的体系之中，与时俱进地开展学术交流活动，一致打造 “联互网+”的教育创新理念。

3.教师与学生定期看展实践创新座谈会。专业教师之间的实时沟通、学生与教师之间的相互沟通是教师与教师之间、教师与学生之间良性互动与人才培养的基础。专业怎么建、培养什么样的学生、学生怎么理解专业培养等等是需要师生之间互相熟知的，这将有助于人才培养质量的提升。

（二）营造创新意识与思维的环境

在工程实践中营造创新的条件和良好的氛围，适时开展实践创新意识与创新思维的培养，增强参与创新活动的热情，养成良好的创新习惯。

学生创新意识的形成需要知识的积累与沉淀、需要教师的引导与培养，同时也需要实践的场所、必备的实验设施（如电气自动化类学生：工具、实验台、万用表、电烙铁、开发板等）和必需的创新项目启动经费，同时也需要学生们之间的承上启下的作用，大四指导大三、大三辅导大二，大二引导大一。

（三）鼓励教师参与指导

专业教师是实践创新的引导者，是专业技术领域的带头人，要积极鼓励广大专业教师参与学生工程创新活动的热情，建立良好的鼓励机制。众多院校将教师指导学生竞赛的等级、名次作为职称评定、绩效考核的关键部分之一，大大激发了专业教师参与指导学生科技创新活动的热情，对提高学生的实践创新能力取得了很好的效果。

三、步进式大学生工程实践创新能力的提升路径

提高大学生工程实践创新能力不仅需要有教育教学体系与激励机制的支撑，而且还需要对本科四年进行有步骤、分阶段、分层次、有次序培养大一、大二学生的创新意识与创新思维，到大三学生工程创新能力培养，再到大四学生创新能力的提升，逐步从推进创新意识与思维，到锻炼创新技能，从而实现创新能力，称为“步进式”提升模式，如图1所示。

（一）大一、大二学生工程创新意识与思维的培养

良好的创新意识和创新思维是进行工程创新的前提。专业教师要积极引导学生，列举创新在专业应用上的案例，启发学生的创新意识，拓展学生的创新思维，并引导其积极加入创新团队，开展创新活动相关基础工作，为开展工程创新打基础。

从基础知识教育到专业基础教学，从专业知识理解到实践动手操作，让学生认识到专业、认识到利用专业进行创新活动以及创新活动带来的效果。这将有助于学生创新意识与创新思维的培养。

（二）大三学生工程创新能力的培养

大三学生经过近两年的专业知识积累，具备了相关的专业知识，能够在大四学生的指导下，参与工程创新活动。同时也可带领学生积极申报校内组织的创新实验项目以及国内相关的学科竞赛活动（如：全国电子设计大赛、飞思卡尔智能车、西门子自动化设计大赛、台达杯自动化设计大赛、菲尼克斯自动化设计大赛等等）。国内赛事众多，需要让学生熟知参赛流程，前期酝酿创新点，并按照如图2所示项目开展流程来确定参赛题目、撰写参赛方案、系统设备购置、系统编程与调试、系统完善、参赛答辩等各个环节，学生参加完后，实践能力得到了极大的提升[11-12]。

（三）大四学生工程创新能力的提升

经过几年的实践能力与创新能力的培养，加以知识的积累与沉淀，同时大四学生也经历了多种竞赛的历练，因此，可以在原有科技竞赛题目的基础上，按照毕业设计的要求不断完善和提升原有项目的价值，轻车熟路地完成本科的毕业设计工作。这样可腾出富余时间让学生进一步参与学位晋升与就业招聘工作，达到最佳的人才培养效果。

（四）采取“第一课堂+第二课堂”方式，推进工程

实践创新活动

为“第一课堂+第二课堂”模式示意图，该模式的核心交集是以学生为中心的实践创新活动。所谓第一课堂指的是：专业教师的课内讲解与传授过程，专业教师正确引导不同年级学生的实践创新活动，提高其工程创新的热情，图3实线框中专业教师与学生的单向箭头部分；图3中的虚线由高年级向低年级的单向箭头部分为所谓的第二课堂，其指的是除进行课堂内的锻炼外，鼓励学生在课外进行高年级自身开展实践创新活动并实时指导低年级学生（如进行项目所需的器件、电源等），实践任务自定，学生可将所需的器件带回，给学生足够的、可发挥的时间与空间，真正地充分发挥“创新”的引领效果，发挥“第二课堂方式”作用。同时图中双向箭头是代表第二课堂相互讨论、相互沟通的渠道，可大大提高活动开展的效率与作用。

（五）推行工程创新梯队的阶梯式带动模式

工程创新梯队是指大一至大四学生各个知识层次按照阶梯式的实践创新预定目标，逐步完成并结合各层次的反方向辅导模式，形成阶梯式任务、阶梯式指导的教师与学生的新模式。

所示，教师利用“第一课堂”引导学生创新，学生利用“第二课堂”开展创新活动。更为重要的是各层次学生可以利用业余时间，采取大四辅导大三、大三辅导大二、大二引导大一学生的反向推进方式，开展学生的科技创新活动。一些问题随时可以解决，实现学生间研讨的“无缝连接”，更有助于实践创新活动的良性开展。创新梯队一经形成，学生的团队意识和团队的发散式思维与成果将得到显现。

四、实施成效

工程实践创新活动所说的创新，并不是创造一个前所未有的工程、设计或者发明等，而是在专业知识及实践技能已具备的基础上，在特定的自然环境和社会环境中，有组织、有计划地实施并完成某一特定的、学生团队集体讨论得出的、对现有某种设备的改进与提高自动化程度等利用自身所学完成具有某种功能的科技实践活动。首先，将一个课程设计、毕业设计以及一个科研项目看作一个小的“工程”，研究为什么要做；然后查找资料，对前人的研究进展情况有大致的了解，哪些可以改进、哪些提高、知道怎么做；最后，要其全面考虑背景、研究价值、计划与实施、调试与改进、成本与效益等。这就是工程实践创新。

以唐山学院现有的电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、通信工程四个本科专业进行分析。图4为唐山学院四个本科专业四年参与科技竞赛的活动图，图中各专业参与科技竞赛活动的人数有明显上升，且实现了均衡发展。图5为近三年参与科技竞赛获奖情况分析，图中可以看出国家级竞赛获奖情况逐年提升，省级竞赛获奖情况逐年减少，其原因为较多省级赛事升级为国家级赛事。从获奖效果上看，有国家特等奖和国家级一等奖的出现，层次上有很大突破。

大学生实践创新能力培养是大学教育与时代发展的大趋势，建立健全创新实践能力培养的最佳体制，形成鼓励和支持实践创新能力培养的有效机制，激发教师和学生参与工程实践创新的热情，完善并提升工程实践创新的措施，使高校真正成为“以学生工程创新为主，专业教师积极引导为辅”的工程实践创新前沿阵地，通过大学四年的“步进式”培养与“第一课堂+第二课堂”模式，不断提高高校大学生的实践创新能力，为其自身发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]陈国金.工科类大学生创新教学实践[J].实验室研究与

探索，2010，（3）.

[2]崔海，任正义，韩永杰.基于创新人才培养工程训练体系

的构建与实践[J].实验技术与管理，2008，（5）.

[3]丁洪生等.工程训练实践教学体系的改革与创新[J].

实验技术与管理，2005，（6）.

[4]冯启明.加强实践教学，培养学生工程实践与创新能力

[J].西南科技大学高教研究，2007，（3）.

[5]王永生，屈波，刘拓等.构建本科生科研训练与创新实践

的长效机制[J].中国高等教育，2010，（6）.

[6]杨春生，孙琴，吴伟.创新型工程应用本科人才培养新模