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基于体验式学习的创新创业实验室创新人才培养探索与实践

2023-02-20李德丽

实验室研究与探索 2023年11期
关键词:实验室育人教育

李德丽

(东北农业大学创新创业中心,哈尔滨 150030)

0 引言

随着时代的前进,知识和人才的重要性就愈发突出,教育的地位和作用就愈发凸显[1]。新时代,中国高等教育的重要任务是走好中国人才自主培养之路,奋斗目标是建设世界重要人才中心和创新高地[2]。大学生是创新型人才的重要储备力量,培养具有强烈创新意识、创业精神、创造能力,具备崇高信念、使命担当、科学素养的新时代大学生已成为高等教育的新诉求。原有“保守迟疑”式,注重惰性知识掌握、少迁移应用的教育教学方式、人才培养模式已然要被淘汰。体验式学习是一种通过体验获得知识的创新学习方式[3],可让学习者在体验中反思,从而转变和创造新的技能、态度和思维方式[4],能够激发学生的创造性思维并培养学生实践技能[5],具有反思的性质和体验的属性,对整体学习具有重要意义[6]。创新创业实验室教育资源的开放共享、育人环境的沉浸体验、教与学间的双向反馈,为体验式学习提供“浑然天成”的育人环境,已成为教育和训练学生创新创业思维、培养学生创新创业能力的重要教育手段[7]。

近年,高校创新创业教育的快速发展,创新创业实验室打破了传统教学科研实验室、学生实训中心、科技创新基地、虚拟仿真实验室、大学生科技园等形式和载体[8],建立了包括创客(众创)空间,校企共建、校地共建创新创业实验室,以兴趣为导向的师生共建创新创业组织、国际联合创新创业实验室等“新型”创新创业实验室,具有“大实验室”概念。“大实验室”鼓励多学科交叉融合、集聚社群人脉资源、拓宽多元融资渠道、推进设施服务工作、扮演着“前孵化器”角色[9],使其具备面向未来大科学时代培养复合型人才的教育功能,成为高校创新型人才培养平台的供给者,为强化学生创新创业能力训练、立体化人才培养、聚力协同育人资源提供重要支撑。

1 创新创业实验室建设与创新人才培养的逻辑关系

国际经验表明,创新创业实验室是高校人才培养、学生科学素养、创新能力培养的重要支撑平台[10],体验式学习是创新创业实验室人才培养的重要方式。基于体验式学习的创新创业实验室通过提供常态化、高沉浸的模拟与实践体验、交互学习场域、跨学科项目训练等,推进学生知识理解与认知迁移应用,使学生及团队在体验、沉浸式学习环境中,激发其学习动力、热情、价值与自信。基于体验式学习的高校创新创业实验室建设与创新人才培养的逻辑体现为:创新创业实验室是创新人才培养的重要路径、创新人才培养是创新创业实验室发展的核心目标,二者相互交织共同促进学生“顿悟”的产生。

1.1 创新创业实验室是创新人才培养的重要路径

创新人才是国家创新驱动发展的关键。当前,拔尖人才培养计划、大类人才培养计划、强基计划等是创新型人才培养的重要路径,形成了包括“本-硕-博”贯通人才培养、多学科交叉融合培养、书院人才培养等典型模式。随着创新创业教育改革的深入推进,国内高校创新创业实验室快速发展,成为创新创业教育改革的“试验田”,在学生创新创业能力培养、校企深度融合、“四新”建设等方面起着“星星之火、可以燎原”的重要作用[11]。创新创业实验室是创新人才培养的重要路径,具体通过课程体系建设、资源环境建设、创新师资培养、实践项目体验、外部资源协作五大模块体现。创新创业实验室创新人才培养具备理论知识学习、实践能力训练、创新思维养成和价值感塑造的“科教产教”双融合特性,见图1。

创新创业实验室创新人才培养的前提和基础是搭建科学合理的双创课程、专创课程、思创课程、实训课程体系,培养学生合理广博的知识结构,在教育教学中打破学科架构,为已知的传承而教,也为未知的创造而教。创新创业实验室创新人才培养的支撑和设施保障是软硬件设施、共享空间、办公场所、机器设备等资源,运行中以学生为中心、以兴趣为导向、以项目为驱动,积极整合学校、政府、企业、科研机构资源,为人才培养提供良好的保障。通过科研项目训练、科技竞赛打磨、实训项目模拟、产教融合项目实践等,培养学生志趣爱好,养成逆境奋起、把握机遇、沟通合作、果断决策的创新创业能力[12]。通过校内导师、政府专家、企业导师、科研院所学者共同组成“校内外专兼职”师资队伍,开展创新指导、政策咨询、行业引导、探索科研前沿等,转变知识传授把“篮子”装满的理念和思维,重视学生为中心激发其敢闯会创的潜能,成为把“灯”点亮的塑造者。通过整合学校、政府、企业、科研院所外部育人资源,充分发挥学校学科、师资、创新创业文化、实践创新场所优势,点燃学生热情、激发学生创造能力;发挥政府政策、资金、信息、平台优势,为创新人才培养提供制度保障;发挥企业需求把握准确、数据信息全面、实战经验丰富的优势,培养学生快速反应、逆境奋起的品格;发挥科研院所设备精尖、师资雄厚、技术先进的优势,拓宽学生视野,培养学生脚踏实地、精益求精的素养。

1.2 创新人才培养是创新创业实验室的核心目标

宽口径、厚基础的复合型人才是当今社会急需的应用型人才[13]。创新创业实验室具有“开放、共享、创新、探究、体验”的鲜明特点,是开展创新创业活动、培养创新创业人才的重要载体[14],是创新型人才培养的孵化器,是教育改革实施的末梢单元,能形成多维创新成果的价值辐射[15]。其目标是实现科研转化、项目孵化、社会服务和人才培养,其中创新人才培养是创新创业实验室发展的核心目标和使命,承担着“A 型”人才培养向“T型”“X型”人才转换的价值追求,见图2。

图2 “A型”与“T型”“X型”育人模式比较

创新创业实验室作为“A 型”与“T 型”“X 型”人才培养模式转型的重要载体,促进高校教育教学理念、育人目标、师生定位等发生改变。当前,教师教、学生学“填鸭式被动教与学”的“A型”育人模式在淡化,但不可否认的是“A型”育人模式的“影子”“惯性”在部分院校、学科(专业)、教师中仍存在。主要表现:①教师仍为育人的中心,承担着知识传授的“任务”,教学内容陈旧、枯燥、缺少实践,教学方式单一、保守,考评方式不科学的“纸上谈兵”教学。②学生仍是被动跟随的学习者,内驱力不强,只会“学习”书本,实践能力弱,缺少主动性、创新性和探索精神,害怕挑战未知。

创新创业实验室是一个自带创新创业基因的场所,具备开展“T型”“X 型”创新人才培养的得天独厚条件,其核心追求是培养学生的认知、合作、创新、担当能力,使其真正成为社会发展所需的“T 型”“X 型”创新人才。实践发展中,创新创业实验室打破学科边界,以学生为中心、项目为驱动、问题为导向,注重学生参与、体验和反思,使学生成为学习的主动者、问题的探索者和解决者;教师成为点燃、激发学生探索未知,提供“疑难杂症”解决思路的指引者。在创新创业实验室良好的软硬件条件、资源基础上,允许犯错、宽容失败,不断推进创新创业实验室科教融合、产教融合项目由技术创新向产品开发转变。

2 创新创业实验室创新人才培养模式

为培养创新创业创造“0 到1”,具备“T 型”“X型”素养的创新人才,充分释放教学科研实验室、学生创新创业活动场所、创客空间的育人潜能,越来越多的育人资源得到汇聚、越来越多的组织被建立,如校企共建创新创业实验室、创新创业基地、创新创业国际联合实验室等,使创新创业实验室突破大学育人场域,提升了学生跨界整合、解决复杂问题的能力[16]。按资源整合范围划分,高校创新创业实验室可分为校内创新创业实验室、校政企社共建创新创业实验室、创新创业国际联合实验室3 类具有代表性的实验室。不同资源整合范围的创新创业实验室形成了不同的人才培养优势和模式,见图3。

图3 创新创业实验室创新人才培养典型模式

2.1 创新创业实验室“科教融合”育人模式

创新创业实验室“科教融合”育人模式,其育人资源整合范围主要集中于校内教育教学、科学研究、管理服务等方面。聚焦校内创新创业实验室可包括学科专业教学科研实验室、实验(实训)中心、大学生科技园、创客空间、校院两级共建创新创业实验室、师生共建创新创业组织等。校内创新创业实验室“科教融合”的有利条件,可把“科学研究的密度”转化为“教学创新的浓度”[17],用科技思维指导教育发展、用教育成果支撑科技进步。当前,校内创新创业实验室越来越具有“前孵化器”功能,成为高校创新人才培养的重要载体。

创新创业实验室“科教融合”育人模式重点体现在教育和训练功能上,近年逐步向“前孵化”功能延展。①教育功能。集中在创新创业实验室承担的创新创业类课程、专创融合课程、工作坊(讲座)、企业导师专项问诊等方面。所开设创新创业类课程面向全体学生,设有教学大纲、教案,计入人才培养方案。本校创新创业中心所开设创新创业类课程、工作坊(讲座)、企业导师专项问诊等,其课程师资来自于校内专业教师及管理人员,校外企业导师、政府专家。课程内容安排上既有衔接又相互独立,学生团队可根据自身需求参加相应的创新思维启发、项目设计、团队组建、市场与营销、品牌与推广、公司与法务等模块学习。教学方式上以问题探究、案例分析、研讨交流、项目体验等互动式教学为主。②训练功能。主要通过社会实践、志愿服务、大学生创新创业训练计划项目、大学生创新创业大赛、师生共创项目等开展项目体验、训练、打磨与探究,是对创新创业项目的纵向挖掘,目标是锻炼学生的创新思维、迭代思维及实践操作技能。③“前孵化器”功能。主要体现对创业类学生项目的支持与服务,如创新创业技能训练、模拟经营体验和商业检验等,提供包括物理空间、网络通信、法律咨询、财务预算、市场开拓等创业辅导和管理咨询服务,使学生团队在实战演练中提升经营管理技能、风险规避能力,为进入孵化器做好准备。

2.2 创新创业实验室“产教融合”育人模式

创新创业实验室“产教融合”育人模式,其育人资源整合范围已拓展到行业企业及政府,通过校企、校地共建创新创业实验室、共建创新创业基地等汇聚育人资源,开展创新创业课程建设、教材开发、项目培育、模拟体验与实践,成为创新创业志趣学生开展项目实践的重要平台。“产教融合”一方面加速推进学生团队在垂直领域的创新研究和创业实践进程,提高学生对市场、对需求的认知;另一方面可为融合企业提供技术创新、产品开发等解决方案,并为其招聘、储备优秀人才提供参考。

创新创业实验室“产教融合”育人模式,协同育人重点体现在教育、训练、孵化三方面,但与“科教融合”育人模式中的教育、训练、孵化外部资源参与方式、参与程度存在明显差别。①教育功能。体现为校企创新创业课程建设、教材开发、师资培育。如上海交通大学学生创新中心与华为、腾讯、NI、谷歌等企业开展深度课程合作,邀请企业研发人员、管理人员作为行业导师与校内导师协同配合,共同开设了包括交叉探究的物联网技术、无人机技术、智慧医疗、智能制造等校企课程,同时借助企业行业优势和敏锐度,对课程培育项目进行支持、转化,使学生团队从科学研究、产品开发、市场应用等参与体验,激发其创造力。②训练功能。体现在企业沉浸式、模拟式、实战式训练环境、资源及条件的提供,创新创业培训与指导、竞赛培育、事务代理、融资对接等。如四川大学同国家电网、中石油等企业合作,通过互聘导师、合作举办双创赛事、共建研发基地、成果转化中心、孵化项目等,为学生提供了解行业、体验市场的机会。通过“企业命题、高校研发”等形式,使学生在真实情景中,体验研发、创新、从“0-1”的成就与价值。③孵化功能。主要体现为创新创业实验室的“产业实验室:孵化器+商业创新与服务网络”[18]功能,企业针对学生初创和成长期团队存在的缺资源、经验、市场、管理等问题,提供包括创投服务、产业对接合作、信贷融资支持等,成为其发展的“加速器”。如南方科技大学以国家级双创示范基地为平台,与TCL、华大智造、江苏卓胜微电子等企业合作,以产业瓶颈技术攻关为主线,为学生团队提供应用场景、需求、资金、模拟实训场地等条件和资源,通过校企融合发展赋能,培养创新型人才,推动行业向前发展。

2.3 创新创业实验室“国际联合”育人模式

创新创业实验室“国际联合”育人模式,其资源整合范围既包括国内资源又覆盖国外资源,其资源整合范围更广。以创新创业国际联合实验室为载体,在人才流动、科研互通、成果转化等方面促进学生国际化培养进程。主要形式包括师生交流、训练平台建设、成果转化等。通过联合创新创业实验室向学生展示国际前沿科学领域的基础与应用研究,使学生体验国际项目设计及管理过程,培育其国际视野,为国际化创新创业人才联合培养机制、培养模式提供经验与方案。

(1)人才流动。主要是以实验室为载体开展的师生交流。吉林大学未来科学国际合作联合实验室与美国密歇根大学、法国斯特拉斯堡大学、澳大利亚麦考瑞大学相关学院和研究中心合作,通过短期师生交流互换,将吉林大学相关学科教师、学生交换到合作大学实验室、研究中心开展学习、交流、实验、测试等,真正实现了国内外资源共享、联合育人,激发学生的学术创新潜力;通过学术会议等拓宽学生视野,增强国内外师生、生生间的交流与合作,将实验室建设成为学校对外学术窗口和人才特区[19]。

(2)科研互通。主要体现为双方训练平台的建设,通过训练平台、模拟仿真等提高学生兴趣、动手能力和创新能力。华南师范大学-格罗宁根大学分子科学与显示技术国际联合实验室,由华南师范大学与荷兰格罗宁根大学联合成立,主要围绕分子科学、显示技术,充分发挥双方在创新人才培养中的优势,通过全开放式实验室管理系统等资源,为学生提供先进的软、硬件设施条件,提高学生的工程实践能力。

(3)成果转化。主要体现为高校与国外企业的合作,提高科研成果转化效率。借助创新创业实验室提供的资源与条件,在国际前沿领域科技成果转化中开展探索,提高项目进阶率、存活率,培养学生商业技能。哈尔滨工业大学罗克韦尔自动化实验室,是由哈尔滨工业大学与美国罗克韦尔自动化公司联合建立,通过联合课程、学科竞赛、科技夏令营等,开展项目管理、企业经营、自动控制系统技术培训等,同时通过项目竞赛、体验式培训、交互式实验等,启发学生创新意识、提高学生实践能力、培养团队合作精神[20]。

3 高校创新创业实验室创新人才培养新转变

高校创新创业实验室创新人才培养新转变的重点为组织形式“新”,由此带来的跨界协作、信息共享、创新交互,打破了传统教育知识获取渠道单一、内容机械化、时空存在壁垒、学生主动性不强等问题。以创新创业实验室为载体而形成的新的教育模式,实现了创新人才培养3 个转变:教师由“经师”向“经师”“人师”统一转变、学生由“被动接受”向“主动探索”转变、学习空间由“物理空间”向“虚拟空间”延伸,增强教育“韧性与弹性”,培养学生运用跨学科知识解决现实问题的综合素养。

3.1 教师由“经师”向“经师”“人师”统一转变

习近平总书记在中国人民大学考察时强调,培养社会主义建设者和接班人,迫切需要我们的教师既精通专业知识、做好“经师”,又涵养德行、成为“人师”,努力做精于“传道授业解惑”的“经师”和“人师”的统一者[21]。“经师”需具备深厚学识、教育智慧和创新精神,“人师”需具备崇高信念、高尚师德和大爱精神彼此相关、互融共促[22],“经师”与“人师”相统一是新时代教师队伍高质量发展的根本遵循[23]。随着信息技术的发展,学生获取知识的渠道、方式、形式更为多样,一定程度上教师的“知识权威和中心地位”被打破,师生间不再是单纯的“教”与“学”关系,而是知识互动建构、相互“学习”的关系。由此,创新创业实验室教师面对教育对象需求多样性、信息掌握灵活性、内容更新迭代快速性,要不断汲取新知识建立深厚的知识结构,要具备开阔的视野和创新的思维,并擅长实践指导可在学生团队遇到瓶颈需“点拨”时提供引导,在跨学科交叉创新中保有“经师”形象。同时,人工智能等技术的发展,数字赋能教育推动了教育形式、教育范式发生变革,学生与各类“机器”交互时间逐步增长,“育人”是教师职业的价值回归,培养学生善于创新创造、追求卓越、能够解决实际问题的能力是创新型人才培育的基础,涵养学生的崇高信念、家国情怀、责任担当是创新型人才的根本。为此,创新创业实验室师资队伍需涵养德行成为“人师”,在教育教学、项目训练、孵化指导中,做好自身“经师”本职基础上,坚守育人初心,实现“经师”向“经师”“人师”统一转变。

3.2 学生由“被动接受”向“主动探索”转变

传统“教师讲、学生听”“添鸭式”单向灌输教育方式已无法满足数字化时代的教育需求。体验式学习是创新创业实验室创新型人才培养的特色,是学生由“被动接受”向“主动探索”转变的重要方法。它打破了师生间的主配角关系,推进了学生由“被动接受”向“主动探索”转变,主要体现为:①教学内容由固定大纲向学生自由探索转变。近年,在教学创新、混合式教学推进下,以学科专业为主的教学组织在教学方法融入、教学内容更新上做了大量探索,如案例式、启发式、互动式、研讨式教学方法,专创融合、思创融合等教学内容设计,打破了学科单一、教学方法单调的教学弊端,但跨学科交叉创新在学科专业中体现不足、效果不佳是不可回避的现实。创新创业实验室打破学科专业界限,在课程内容设置、交流研讨中鼓励学生跨学科交叉探索,真正实现学生基于兴趣的学习、思考和想象。同时,鼓励学生理论联系实际,通过创设体验情景、模拟现实等,使学生能够运用所学知识来解决实际问题,将知识落地。②教学方式由理论学习向理实结合转变。“采分点固定形式记下来”的纯理论教学,培养学生“高分低能”的弊端凸显。传统教学偏重理论讲解,考评以卷面为主,学生是否理解、弄懂、并运用所学知识解决实际问题并不被看重,很少关注学什么、为什么学、怎么学。因此,学生在学习中死记硬背、缺少思考是通病。创新创业实验室以问题为导向、以项目为基础,通过小组合作、探讨、打磨,主动式学习、思考、迭代,将“你得学”变成“我要学”,激发了学生自主学习的内驱动力。

3.3 学习空间由“物理空间”向“虚拟空间”延伸

“物理空间”与“虚拟空间”的融合发展及新兴技术在教育领域的应用,对高校深化教学模式改革、提高人才培养质量具有重要意义[24]。当前,随着“互联网+教育”的深入变革,学习空间正在发生结构性的变革与重构,呈现出联通与融合的特征[25]。相对于传统的教学科研实验室、实验中心、教室等具体场所的“物理空间”而言,创新创业实验室提供的是由学习场所、学习环境、教育工具、信息技术、空间文化等构成的学习有机体,可为学习者提供开展学习活动、探索协作的任何场所和空间,是“物理空间”与“虚拟空间”相融合的学习场域。由“物理空间”向“虚拟空间”延伸具体表现为:①创新创业实验室“物理空间”的升级。将原有校内的物理空间拓展到校政企协同育人、不同区域的实体空间整合,使原有创新创业实验室物理空间布局、规模都发生了变化,拓宽了学习者的学习资源、增加了现场教学的实践场域、丰富了教学场景设计的可能,育人中注重学生及团队的参与、体验,对学习者产生重要影响。②创新创业实验室“虚拟空间”的延伸。随着虚拟现实、虚拟仿真等技术在教育领域的融入,打破了教学物理空间条件的限制,为教育教学、实践训练提供了沉浸式学习环境,解决了教师实践教学、学生主动探索中存在的诸多问题。如通过虚拟现实技术搭建的仿真环境、虚拟教学系统、虚拟仿真平台等,使创新创业实验室学生团队在交互式、感知性的“真实”环境中深度参与、体验,与人、机器、物品、环境、资源等建立“真实感知与联系”,促进学生团队对知识的内化和更新、激发学习者主动学习探索的内驱力,培养勤于思考、善于创新、主动担当作为的创新型人才。

4 结语

培养学生勇于探索的创新创业精神和善于解决复杂问题的实践能力是高校人才培养的重要任务。创新创业实验室已成为培养创新型人才的重要育人平台。通过创新创业实验室教育教学、项目体验、团队孵化提供“全链条、一站式”服务,培养学生创新精神、创业品质、创造素养及知识迁移应用能力,实现学生创新创业创造“0”到“1”的突破,这是创新创业实验室育人的有利条件。以学生为中心、以项目为牵引、以问题为导向,注重学生体验、参与和个性化培养,注重跨学科创新思维、企业家精神培育,是创新创业实验室改革教育教学方法的新积累。打破高校育人“孤岛”,以创新创业实验室为载体,汇聚政府、行业、企业资源,形成创新型人才育人合力是创新创业实验室提升育人实效的有效路径。人工智能赋能教育,基于体验式学习的创新创业实验室创新人才培养,将为高等教育改革提供新思路。

·名人名言·

目标既定,在学习和实践过程中无论遇到什么困难、曲折都不灰心丧气,不轻易改变自己决定的目标,而努力不懈地去学习和奋斗,如此才会有所成就,而达到自己的目的。

——吴玉章

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