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新工科背景下建筑院校大学生创新创业能力培养探索与实践

2023-09-27张立辉

高教学刊 2023年27期
关键词:工科融合工程

张立辉,王 锐,吕 卅

(吉林建筑大学 电气与计算机学院,长春 130118)

在新经济背景下,新工科的提出,是主动应对新科技革命和产业变革的战略行动,是新时代工程教育改革创新的新方向,旨在培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才,为我国产业发展和国际竞争提供智力和人才支撑[1-2]。

创新创业能力是对新工科培养的工程科技人才的首要能力要求,而创新创业教育的核心是培养大学生创新创业能力,因此实施创新创业教育符合高等学校新工科内涵式发展的要求,是促进学生发展的有效途径。

吉林建筑大学是全国首批百所深化创新创业教育改革示范高校,学校深入把握新工科建设内涵,深化创新创业教育改革,以培养大学生创新创业能力为核心,系统构建了面向新工科的创新创业人才培养体系,推动双创教育高质量发展,提升人才培养质量[3]。

一 新工科建设和高质量人才培养与创新创业教育的关系

新工科的内涵是:以立德树人为引领,以应对变化、塑造未来为建设理念,以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径,培养未来多元化、创新型卓越工程人才[4-5]。新工科是高等工程教育教学改革的新范式,其核心目标是提升高等工程人才培养质量,积极回应新时代对于卓越工程师的迫切需求。

创新是引领和驱动产业和经济发展的主要动力,是产业和行业得以发展并赢得市场竞争的保障,是产业和行业的工程科技骨干必须具备的核心能力。创业能力是新产业形成和发展的基础,是产业和行业践行者应具备的基本能力。建设新工科,需切实提升学生的创新创业能力[6]。新工科人才的创新创业能力是新工科人才培养的核心目标,培养创新创业人才、引导和培育大学生创新创业精神,是高校育人和提升高等教育质量的重要组成部分,也是促进我国创新型国家建设的有效途径。

工程教育的核心使命是人才培养。在新工科的建设背景下,创新创业教育如何对接新工科人才培养,协同服务于国家发展战略需求,是新工科建设对创新创业教育发展的新要求[6]。

二 新工科建设背景下地方建筑院校创新创业教育模式构建

本文提出了契合新工科建设发展要求的改革方案,主要从地方建筑院校工科创新创业人才培养理念、培养模式和培养机制三个方面开展相应的改革。本文以吉林建筑大学自动化专业为实例,改革培养方案,设计培养路径,全面提高自动化专业人才培养质量。

(一)构建“一核心五融合”培养理念

以培养学生工程能力和创新工程思维为核心,创新创业教育与专业教育融合、专业实践与综合体验融合、导师团队与学生团队融合、校内平台与社会资源融合、制度创新与文化引领融合的“一核心五融合”培养理念,培养学生创新精神、创业意识和创新创业能力,打造创新创业平台,营造创新创业氛围,提升人才培养质量[7]。

(二)建立“双创型”人才培养模式

为实现创新工程思维培养为导向的教育理念,构建了创新工程思维为导向的“双创型”人才培养模式,如图1 所示。

图1 创新工程思维导向的“双创型”人才培养模式

1 创新创业师资队伍建设

通过引培并举、专兼结合等措施,我们建设了一支水平较高的专业化、工程化师资队伍,组建了机器人技术、楼宇自动化技术、无人机控制技术专业教师团队;建立了新工科创新创业导师团队。专业教师与创新创业导师双团队定期针对实践创新项目、创业论坛、双创课程开发等展开专题研讨,发挥双团队在课程教学、学生实践与创新创业活动中的协同效应。

2 课程体系重构

优化调整传统专业课程体系,建立由创新创业通识课程群、专业课程群、“专业+创新创业”融合式课程群和实践课群程构成的创新创业课程体系,推行“四结合五法”教学方法,即专业与创新、理论与实践、项目与实战、课内与课外的四结合,以及项目式、案例式、引导式、自主式与探究式五种教学方法,全过程融入创新工程思维培养理念。自动化专业最终形成了“培养目标的课程嵌入-课程体系及课程内容优化-教学方法的变革-课程考核与自我评估”闭环反馈机制,有效提升了教师创新创业教育意识和能力,将创新工程思维培养理念融入人才培养全过程,以真正激发学生的学习兴趣,训练学生的创新思维,启发学生的创新创业意识,进而达到专业教育和创新创业教育的有效融合。

3 双服务平台构建

依托专业课和创新创业课堂、各类项目、“电子大赛”等学科竞赛平台,打造“课堂+项目+竞赛”三位一体的学生创新服务平台,培养学生的自主创新能力。借助“产学”融合方式,打造“双创基地+项目基地+孵化基地”三位一体的学生创业服务平台,培养学生的创业实战能力。

(三)“全过程、多平台、三层次、分阶段、递进式、一体化”的实践教学体系

实践教学体系将创新创业教育贯穿于人才培养全过程,通过校内实验实训平台、校外实习实践基地、创新创业平台、项目研究和竞赛平台等多个平台,将学生的基本技能、专业能力、创新创业训练分层次、分阶段、递进式进行4 年不间断地培养,构建集教学、科研、社会实践、创新活动、企业人才培养、学生就业、自主创业及文化养成于一体的新型实践教学模式,以满足自动化专业培养创新创业型人才的需要。

建立了“三层次”的实践教学体系。通过认识与训练、实验与实践、创新创业训练三层次实践教学平台,阶梯式开展了系列实践教学环节,由树立工程意识开始,到逐步掌握自动化专业知识、应用专业知识解决复杂工程问题、创新工程实践的途径,逐层深入,不断提升学生实践动手能力[7]。

围绕专业建设,加强实践教学条件建设,对学生开放学院全部实验室。先后建立了吉林省建筑电气综合节能重点实验室、吉林省综合管廊监控工程研究中心、机器人创新与竞赛开放实验室等校内实习基地。建立了创新创业型人才培养实验课程体系,如图2 所示。实验以提高学生的创新创业能力为目标,新增设计性实验、综合性实验、创新性实验,培养能在工业自动化、建筑自动化及其他自动化领域从事系统研究、设计、开发、集成、运行维护和工程管理等方面工作的高素质创新型专门人才。

图2 创新创业型人才培养实验课程体系

(四)搭建了产学研用一体的协同育人创新平台

搭建产学研用协同创新平台能够为创新创业教育提供丰富载体。专业充分整合产学研多方产业资源,根据生产实践的真实技术和生产流程构建专业知识教育体系、技术技能训练体系和实验实训实习环境;积极与行业企业人才培养和技术创新需求对接,搭建协同创新工程平台,形成和东北区域经济社会联动发展的格局[8]。

专业一直坚持产教融合、产学研用协同,建立以提高工程实践能力和创新创业能力为引领的人才培养流程,课程内容对接职业标准、教学过程对接工程过程,将创新创业教育融入人才培养全过程。学院和中建二局、大陆汽车电子等企业共建平台,以“自动化系统创新工作室”“开放机器人实验室”为载体,推进“教学做创一体化”,以“构思—设计—实现—运行”为教育主线,让学生进入实验室,依托企业真实开展师生共做、师生共创。

三 创新创业教育模式的实施

(一)健全创新创业管理体制,强化制度保障

为保证创新创业工作有效展开及持续深入,学校完善三项机制,建立起支撑保障机制,为双创教育持续发展奠定基础。

管理机制。建立管理机构,建立起创新创业教育工作领导小组,明确学院各部门在双创教育工作中的职责与分工;负责学校学生创业、学生双创实践项目和双创课程建设工作。

激励机制。支持鼓励项目团队在竞赛中取得突破,学校对参赛项目给予培育经费支持;团队方面,根据比赛类型和奖项为参赛团队发放竞赛奖励。教师方面,对教师指导大赛进行明确的工作量认定,为教师核定工作折合课时。学生方面,建立起创新创业学分积累与转换制度,极大地激发了学生参与创新创业大赛的热情[6]。

保障机制。师资保障,构建创新创业基础教师队伍、创新创业实践指导教师队伍和创新创业管理教师队伍。

(二)打造专业和创业导师双团队,提升教师双创教育意识与水平

学生的创新工程思维的培养,需要打造一批具有双创教育理念的师资队伍,学校学院实施“四能”型教师能力提升工程,通过引培结合、内外兼修、教学相长、一师一企、研创结合与互聘共享等多种途径,着力提升创新创业教师的专业教学能力、创业项目指导能力、专创融合课程开发能力和社会服务能力,培养了“四能”型教师队伍。

加大对专业教师特别是创新创业教师、青年教师的培训力度,深入开展专业系统化培训,不断提高教师创新创业教育理论水平[7]。

聘请具有创业经验的企业家、资深专家和工程师,通过举办定期交流会或开展相关新产业新技术讲座等形式,开拓专业教师的视野,更新教师的思维,提升学生对创新创业及其企业运营的认识。

组织专业教师定期深入相关企业实践,了解企业需求的技术人才状况,生产一线技术人员应具备的工程能力,结合生产实际改进教学,实现培养工程能力强的应用型人才。

(三)构建了“专创融合”的四模块递进式创新创业教育课程体系

通过开发、整合、重构、变革和引进等途径,构建了“通识类课程+专业课程群+专创融合类课程+实践类课程”的“专创融合”四模块递进式创新创业教育课程体系,构建一体化的创新创业教育培养方案。

1 增设创新创业类课程

在课程设置上,本着循序渐进的培养原则,优化教学内容,设立课内教学、实验室创新实践、虚拟环境实训和创业实务实践相融合的一体化创新创业课程体系,增设了大学生创新创业基础、创新创业研讨课、创新工程实践和机器人创新设计等课程,着力培养学生的创新精神和创新创业能力。根据需求调整培养方案的课程,面向全体学生开设专业学科前沿技术、创新方法、创业基础及就业创业指导等方面的必修课、选修课和研讨课,教学计划中分阶段实现创新创业教育全覆盖[9]。将创新创业教育的相关教育内容纳入教学计划,结合本专业“吉林省建筑电气综合节能重点实验室”和“ 吉林省综合管廊监控工程研究中心”建设,开设“创新实践”课程;在课程选择上,瞄准国家在当代优先发展的高新技术领域,结合学校、合作企业的相关人才与技术条件,在专业课、选修课设置中增加反映本领域的新技术、新工艺课程。

2 增设创新创业类讲座

聘请知名教授、企业家等开设“教授博士系列讲座”“企业工程师系列讲座”“创业成功人士系列讲座”等,使学生通过更多的与知名教授、学者、工程师和创业成功人士的接触,学习到专业技术方面、工程实践方面、创新创业方面的最新知识,引导学生结合专业开展创新创业活动。

(四)双能驱动、项目赋能、平台支撑、构建创新创业实践教学

自动化专业以工程能力和创新创业能力为驱动,多平台协同推进,构建了“双能驱动、项目赋能、平台支撑”学生实践创新创业能力培养体系。

1 以“工程能力,对接职业岗位”为核心,构建实践教学体系

对接职业岗位需求,融入思政元素,双能驱动,实施“通培-定培-精培-实战”四段培养。通培阶段,创新创业知识融入专业基础性实践课程,培养基础能力和创新意识;定培阶段,开展项目化实践,培养专业核心能力和创新能力;精培阶段,通过工程技能实训、技能竞赛等途径,实现专业技能与创新能力精准培养、进阶提升;实战阶段,双能发力,解决自动化领域生产中的实际问题,实现岗位能力综合提升。

2 以“兴趣引导、项目驱动、过程监控、目标管理”为核心,制定符合专业培养目标的学生课外科技创新体系

针对不同年级学生的特点,采取多元化阶梯式的培养思路,一年级打基础,以获取知识为基础,培养能力为重点;二年级合理组织,以研究学习和合作学习为特征,广泛参与各类科技活动;三年级科技立项出成果,以提高素质为核心,以项目或任务为中心,结合任务需求,应用专业知识和技能,自主完成设计任务。通过研讨立项、项目执行展示、结项报告提交等环节实现项目管理能力的训练;四年级参与科技创新和教师科研项目活动,提升工程实践能力。

3 依托创新创业协同育人平台,培养学生创新意识和创业能力

搭建协同育人平台,助推创新创业人才培养。共建吉林省综合管廊监控工程研究中心、企业教师工作站、协同创新中心等“研”平台,参与科研项目“研发—生产—转化—孵化”过程中,提升科研创新能力。吸引大陆汽车电子、中建二局等入驻实训基地,共建产业学院、生产性实训基地等,搭建“产”平台,承担企业生产任务。依托学校大学生创新创业中心和学生创新创业服务平台为载体,推进“专创、科创、赛创、产创”四个融合,实施“创意激发—项目立项—创新培训—创业辅导—赛事历练—项目孵化”六步骤培育,助推学生创新创业能力提升。

四 实践效果

(一)新工科人才培养质量提高,双创成效显著,产生了一定社会影响

学生创新意识增强,培养质量提升。2021 年、2022学生一次就业率达到85%以上。

学生创新能力增强,学科竞赛成果丰硕。“项目制”教学模式下的电子设计创新协会和兴趣小组日常化,将专业课程教学与创新创业能力训练相融合,提升了学生的专业的工程实践能力。2020—2022 年自动化专业学生学生参加各类竞赛获奖20 多项,其中高等学校机器人大赛,获得国家一等奖1 项,二等奖2 项。

学生创业意识提升,创业实践活跃。近20 场创业讲座的宣讲,“吉林建筑大学大学生创新创业基地”的建立,为学生开展创新创业项目提供了沃土,本专业学生成功申报了创新创业训练计划项目30 项,其中国家级12 项,省级18 项,产生了一定的社会影响。

(二)形成了稳定高效的“双师型”教学团队

企业人员、高校教师、科研团队共同参与的“双师型”教学团队是实现自动化专业高质量人才培养的保证,也是实现产学研用协同育人的保证。

(三)产教融合提升了创新创业能力

为提高学生的工程实践能力,电气与计算机学院主动对接相关行业企业,开展深度合作,积极拓展校外实习基地建设,把产教融合的理念融入到人才培养的全过程。围绕产业需求,重构人才培养方案,优化课程体系,推动产业教授进课堂。目前学院已经与大陆汽车电子(长春)有限公司等多家企业开展合作,建立了中建二局校企合作实习基地及产学研基地,学生在企业实习过程中要求完成课程内容,在学习中参与企业的实际课题,有效促进专业的培养目标的达成。

(四)创新了产学研用协同育人途径

为了保证协同育人机制的有效实施,依托地方产业,通过产业信息的分享融通、工程资源的共享统筹、工程项目的双导师制、人才质量的协同评价及科创成果的产业孵化等途径,培养学生的数智化工程能力与创新创业能力,进而将高校人才资源转化为产业创新发展资源,支撑产业升级。

吉林建筑大学电气与计算机学院依托创建的协同工程中心、产教融合基地等平台,构建了融合地方产业优势、科创成果及工程元素的“师资—案例—项目”资源,遵循学生知识学习和能力培养渐进特征,设计贯穿“工程认知实践—工程基础实践—工程综合实践—工程创新实践”的四阶渐进式实践链,重建以“产业问题提炼—工程创新实践—智能解决方案”多阶创新实践为支撑的“多层次渐进式”闭环实践教学模式。通过学生深度参与教师科研与企业横向项目、师生协同参加学科竞赛与创新创业成果孵化等,师生共创途径实现自动化类人才的工程能力与创新创业能力培养。

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