張宇峰，吳元慶

（渤海大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州121013）

0 引言

創(chuàng)新，是一個國家得以持之以恒發(fā)展的核心驅(qū)動力，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民團(tuán)結(jié)的重要保障.2014年，由國務(wù)院總理李克強提出了“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”理念，由此在國內(nèi)掀起了創(chuàng)新教育的熱潮，鼓勵創(chuàng)業(yè)，提倡創(chuàng)新，全方位解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展中創(chuàng)新能力不足的問題［1］.對于工程技術(shù)人員來說，經(jīng)濟(jì)新常態(tài)對其提出了新的要求，要求工程人員能夠具有創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思想和創(chuàng)新知識.對于培養(yǎng)工科學(xué)生的高校來說，創(chuàng)新教育的發(fā)展也被提上了新的高度，無論是國家層面還是社會層面，“新工科”教育都受到了教育部的重視［2］.先后形成了“北京指南”“天大行動”和“復(fù)旦共識”，對新工科學(xué)生的要求也逐漸變成理念創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、質(zhì)量創(chuàng)新和體系創(chuàng)新五個方面［3］.

同時，科學(xué)技術(shù)尤其是微電子芯片技術(shù)的發(fā)展，改變了人們的生活、生產(chǎn)能力，也有效改變了人們的學(xué)習(xí)方式.芯片的發(fā)展，使得技術(shù)的自動化程度越來越高，計算機(jī)技術(shù)完成了大部分過去由人工完成的技術(shù)操作［4］.智能技術(shù)、圖形圖像處理和3D打印等技術(shù)的發(fā)展和提高，對工人的技術(shù)水平要求也越來越高［5］.

高校應(yīng)該借助微電子技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇，將工科人才培養(yǎng)成具有創(chuàng)新能力、多學(xué)科交叉的新型復(fù)合型人才.將OBE（outcomes based education，基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式）教學(xué)模式融入高等教育中，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新技能，提高其自身能力與企業(yè)要求的結(jié)合度，大力鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展添磚加瓦.

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

1.1 新形勢下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

當(dāng)前的國內(nèi)、外環(huán)境，對微電子技術(shù)的要求越來越高，其技術(shù)的發(fā)展決定了國家的技術(shù)水平、國防能力和經(jīng)濟(jì)水平.只有把芯片技術(shù)掌握好、發(fā)展清楚，才能有效提高國家的綜合國力，而技術(shù)水平的提高又離不開技術(shù)創(chuàng)新的支持，因此創(chuàng)新能力的發(fā)展是影響人類發(fā)展的重要要求和挑戰(zhàn).這對傳統(tǒng)的工科教育提出了新的要求，需要進(jìn)行新工科教育，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)模式［6］.

新形勢下，國家將新工科教育上升到國家戰(zhàn)略高度，鼓勵微電子技術(shù)發(fā)展，形成多學(xué)科交叉、人工智能技術(shù)高度融合的教育模式，進(jìn)而為國家培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的新型高技術(shù)人才［7］.

在我國當(dāng)前的高等教育中，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是與專業(yè)脫節(jié)的，單純的創(chuàng)新教育或者獨立的專業(yè)教育都不能有效提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng).工科類學(xué)生的培養(yǎng)模式缺乏關(guān)于企業(yè)運營，生產(chǎn)管理和創(chuàng)新挑戰(zhàn)方面的教育.并未真正將創(chuàng)業(yè)作為其社會出路之一，從而在其進(jìn)入工作崗位時，出現(xiàn)專業(yè)知識與生產(chǎn)實踐脫節(jié)的情況，尋求創(chuàng)業(yè)又知識匱乏等情況［8］.企業(yè)不能找到合適的技術(shù)人才，高校畢業(yè)生不能找到心儀的工作，這些都是由于專業(yè)教育與創(chuàng)新教育沒有有效結(jié)合.

近年來，世界經(jīng)濟(jì)增長乏力，國際經(jīng)濟(jì)形勢持續(xù)呈現(xiàn)不穩(wěn)定態(tài)勢，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)需提出創(chuàng)新的理念和產(chǎn)品來刺激世界經(jīng)濟(jì)體對中國商品的需求，提升中國產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，在“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的新形勢下，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力已迫在眉睫.

新時代新工科教育，可以有效拓寬學(xué)生的創(chuàng)新思維，豐富其專業(yè)技能和創(chuàng)新意識，為自主創(chuàng)業(yè)提供了機(jī)遇和可能.在國際形勢不穩(wěn)定的今天，只有依靠自身創(chuàng)新能力的提高，才能有效改善國家技術(shù)水平受制于人的局面，為個人在激烈的國際競爭中找到合適的位置，為“中國制造2025”貢獻(xiàn)自己的力量.

1.2 OBE理念的必要性

OBE教育模式來源于西方國家，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，注重教育的效果，在整個教學(xué)活動中，全方位培養(yǎng)學(xué)生的能力，并根據(jù)能力培養(yǎng)的需要構(gòu)建課程體系［9］.OBE教育模式中也注重學(xué)生教育與企業(yè)需求的結(jié)合，根據(jù)企業(yè)需求來確定學(xué)生的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)方式，提高學(xué)生的相應(yīng)專業(yè)能力，注重前瞻性和實時性，是一種新式的教育思路.針對能力需求，全方位、多角度考核學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，主要包括問題分析能力、溝通能力、自我學(xué)習(xí)能力、使用工具能力等，并針對教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的各類問題做出針對性的調(diào)整，保證實現(xiàn)既定培養(yǎng)目標(biāo)［10］.

OBE模式的主要特點包括：

（1）培養(yǎng)學(xué)生為目的.一切以提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量為目的，圍繞學(xué)生能力的提高展開教學(xué)活動.多方式結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)課程的特點實施不同的教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)滿堂灌的教學(xué)模式，抓緊學(xué)生注意力，提高教學(xué)質(zhì)量，并通過多角度考核來評價學(xué)生學(xué)習(xí)的效果.

（2）能力提高為根本.培養(yǎng)學(xué)生的目的在于使學(xué)生能夠很好的與工作崗位融合，順利的實習(xí)就業(yè)和創(chuàng)業(yè)，更高效地解決崗位融入的問題.根據(jù)企業(yè)要求來培養(yǎng)學(xué)生，不做無用功，注重學(xué)生的能力培養(yǎng)和企業(yè)的能力需求結(jié)合，保證其更好的實現(xiàn)人生價值，為祖國事業(yè)做貢獻(xiàn).

（3）綜合評估為媒介.全面考慮學(xué)生的差異性，改變過程傳統(tǒng)的唯期末成績論的衡量評價手段，根據(jù)專業(yè)特色實行多角度的評價方式.評價方式主要包括實驗環(huán)節(jié)、理論環(huán)節(jié)、課程參與環(huán)節(jié)、小組討論環(huán)節(jié)等.并在評價環(huán)節(jié)中綜合考慮教師、家長、學(xué)校、企業(yè)等的評價，并針對評估結(jié)果的不同對學(xué)生進(jìn)行差異化培養(yǎng)，哪里不足補哪里，全面發(fā)揮學(xué)生的主動性，充分利用個人優(yōu)勢，取長補短，不斷提高自身能力.

（4）持續(xù)改進(jìn)為根基.學(xué)生能力和教師能力的與時俱進(jìn)是時代的要求，只有通過不斷的提高和持續(xù)的改進(jìn)，才能針對自身的不足環(huán)節(jié)加以改善.通過不同的教學(xué)方針，不斷地改進(jìn)教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的不足，完善教學(xué)策略，才能達(dá)到理想的教學(xué)效果.

經(jīng)濟(jì)形勢的改變深刻影響了就業(yè)形勢的變化，隨著大學(xué)招生的不斷擴(kuò)充，就業(yè)問題成了衡量教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo).而另一方面，企業(yè)對招到的人才并不完全滿意，都需要入職后二次培訓(xùn)，浪費大量的人力和物力.作為高新技術(shù)專業(yè)，微電子的企業(yè)遵循基于產(chǎn)出的創(chuàng)新模式OBI（outcomes based-innovation），與高等學(xué)校OBE人才培養(yǎng)模式?jīng)]有太大差別.因此通過OBE培養(yǎng)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生，創(chuàng)新能力和研發(fā)能力均能滿足企業(yè)的崗位需要，并有效縮短校園與企業(yè)之間的環(huán)境差異，加速學(xué)生的自身價值實現(xiàn).

2 OBE模式下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)探究

2.1 教學(xué)模式的改革

傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)逐漸不能滿足學(xué)生們?nèi)找嫣岣叩闹R需求，需要加以改變，應(yīng)用OBE理念的教學(xué)模式，構(gòu)建互動式課堂，貫徹“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想，并結(jié)合問題導(dǎo)向教學(xué)模式，可以大幅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并能增長學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中可以充分利用多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)公開課、翻轉(zhuǎn)課堂、課后答疑以及實踐實驗環(huán)節(jié)，發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)其探索未知知識領(lǐng)域的欲望，使其帶著目標(biāo)學(xué)習(xí)，知識掌握的程度大大提高.

在教學(xué)環(huán)節(jié)中，豐富課堂內(nèi)容，通過“課前預(yù)習(xí)引導(dǎo)，課上問題分組討論，課間問題答疑，課后深化輔導(dǎo)，實踐環(huán)節(jié)驗證”，加強學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣養(yǎng)成，多角度學(xué)習(xí)專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神.教學(xué)環(huán)節(jié)中引入教師和企業(yè)的現(xiàn)有成果，培養(yǎng)學(xué)生對前沿知識的學(xué)習(xí)興趣，并發(fā)揮其主觀能動性，利用實驗環(huán)境對其所掌握的知識進(jìn)行驗證.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮資源共享課的作用，對沒有理解和掌握的內(nèi)容展開二次學(xué)習(xí)，鞏固知識結(jié)構(gòu)體系.促進(jìn)教學(xué)成果導(dǎo)向理念建設(shè)，開展“工程教育專業(yè)認(rèn)證”，并根據(jù)“新工科”專業(yè)建設(shè)和“卓越工程師”等體系為人才培養(yǎng)提供新標(biāo)準(zhǔn)，全面結(jié)合企業(yè)、高校、人才、社會，使人才培養(yǎng)緊密結(jié)合社會需求，提高人才質(zhì)量，該模式的框圖如圖1所示.

圖1 OBE模式創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)

2.2 教學(xué)方法的交叉

在教學(xué)方法的采用上，以O(shè)BE模式為基礎(chǔ)，多方法結(jié)合，根據(jù)不同的課程特點展開課程講授.在教學(xué)環(huán)節(jié)中全面融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，理論與實踐結(jié)合，豐富實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容，利用理論指導(dǎo)實踐，實踐驗證理論的教學(xué)方式，使學(xué)生對知識的掌握更深刻，內(nèi)容更具體.提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和動手能力，將創(chuàng)新的思想融入實踐課程體系，通過不斷的學(xué)習(xí)和思考，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性.

引入項目教學(xué)，利用企業(yè)和教師的項目作為課程的引導(dǎo)，改變理論學(xué)習(xí)枯燥的局面，使學(xué)生學(xué)有所用，學(xué)有所得.開展仿真教學(xué)，對于微電子類課程，由于技術(shù)設(shè)備的限制，仿真課程可以有效改變學(xué)不知所以的局面，有助于學(xué)生了解半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，工作原理和制備工藝.實行發(fā)現(xiàn)教學(xué)法，利用網(wǎng)絡(luò)資源的豐富度，擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)知識面，既能鍛煉其查閱資料和了解科技前沿的能力，又能從大方向上了解專業(yè)的發(fā)展前景，驅(qū)動其創(chuàng)新思維，把課程作業(yè)完美解決.

2.3 創(chuàng)新平臺的搭建

OBE模式以學(xué)生的能力提高為教育理念，十分重視學(xué)生的個性化和差異化，根據(jù)學(xué)生的特點為學(xué)生量身定做專業(yè)技能培訓(xùn)，并通過不斷的鍛煉，扎實其基本功.搭建實踐教學(xué)平臺，全面開展和支持學(xué)生的創(chuàng)新活動，鼓勵學(xué)生參與各大賽事，與國內(nèi)外高校同齡人展開公平的競爭.

基于產(chǎn)學(xué)合作的機(jī)制，深度發(fā)展行業(yè)共建，利用創(chuàng)新平臺為學(xué)生提供到企業(yè)實訓(xùn)的機(jī)會，將教師的資源和企業(yè)的資源更深度的融合，在競賽中鍛煉能力，將科研和生產(chǎn)融合.搭建創(chuàng)新實驗室，校企雙方共同對學(xué)生展開培養(yǎng)，利用企業(yè)的項目進(jìn)行競賽，在解決企業(yè)需求的同時，也鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，一舉多得.

2.4 考核機(jī)制的探討

OBE模式培養(yǎng)學(xué)生的特異性和全面性，因此，考核機(jī)制也要全面考慮學(xué)生能力方面的提高，基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的學(xué)生，其考核機(jī)制構(gòu)建需要包括多個方面，并遵循以下原則：

（1）學(xué)生主體原則，重視學(xué)生的創(chuàng)新精神、專業(yè)能力和創(chuàng)新思維，從課上、課間、課下、網(wǎng)絡(luò)、實踐多角度展開考核.

（2）目標(biāo)產(chǎn)出原則，避免盲目教學(xué)資源投入，要保證產(chǎn)出最大化.根據(jù)培養(yǎng)效果來優(yōu)化課程資源分配，保證教學(xué)質(zhì)量.

（3）指標(biāo)改進(jìn)原則，根據(jù)專業(yè)實際情況，開展“工程教育專業(yè)認(rèn)證”.多角度設(shè)置評價指標(biāo)和評價方法，對培養(yǎng)方案的設(shè)立和實施進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和目標(biāo)考核，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，發(fā)展其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力.

（4）量化考核原則，對于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力評價的指標(biāo)采用量化原則，根據(jù)支撐材料即可評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，從而保證創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實施具體化.

2.5 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

利用加權(quán)算法對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力進(jìn)行評價，通過數(shù)據(jù)的兩兩對比構(gòu)造矩陣，根據(jù)各因素的重要性，設(shè)定不同評價因子的權(quán)重系數(shù).從而可以得到所有指標(biāo)評價的計算方法，即：

式中，S是綜合指標(biāo)的平均值，Wi是權(quán)重系數(shù)，Pi是各向指標(biāo)的數(shù)值.

為了對評價體系進(jìn)行比較準(zhǔn)確的比較，需要對權(quán)重系數(shù)進(jìn)行建模，模型系數(shù)的計算方法主要采用方根法，計算過程如下：

將評價矩陣A的行向量元素aij做乘積運算，構(gòu)建出新的列向量Mi：

將Mi進(jìn)行開方，并歸一化處理，公式為

該矩陣的最大特征根為：

該評價系統(tǒng)的指標(biāo)CI為

式中，n為評價方陣的階數(shù).

根據(jù)評價體系的構(gòu)建，得到權(quán)重分配情況如圖2所示.

圖2 準(zhǔn)則權(quán)重分配圖

3 OBE模式下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)的實踐

在原有的課程基礎(chǔ)上進(jìn)行了OBE模式改進(jìn)，以渤海大學(xué)微電子科學(xué)與工程的《嵌入式系統(tǒng)》課程為例.對課程的結(jié)構(gòu)，實驗項目的設(shè)計，課程的評價體系進(jìn)行了調(diào)整.

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要注重學(xué)生動手能力的提高，在現(xiàn)有豐富網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上，可以給學(xué)生提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)視頻進(jìn)行基礎(chǔ)知識的儲備工作，通過視頻的學(xué)習(xí)，使其可以有效理解實驗中需要用的芯片原理和使用方法.

為了保證實驗題目的時效性，根據(jù)合作企業(yè)的實訓(xùn)項目，設(shè)定若干實驗題目，如表1所示.并根據(jù)教師科研項目進(jìn)行內(nèi)容拆分，從而將相關(guān)的內(nèi)容拆成實驗題目，應(yīng)用于實驗課程的動手能力鍛煉中，教師的科研項目如表2所示.

表1 企業(yè)提供的實訓(xùn)實驗題目

表2 教師相關(guān)科研項目

改革實驗評價方式，將原來單純的實驗報告，改成項目結(jié)題的形式.以小組為單位，由學(xué)生進(jìn)行實驗答辯，從而對學(xué)生的分析問題的能力和項目應(yīng)答能力進(jìn)行鍛煉，全面提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力.

對該課程的評價體系進(jìn)行改革，強化動手能力的評分占比，從而得到能夠真實反映學(xué)生的能力的成績.本課程的總評成績構(gòu)成如下式：

成績的構(gòu)成分為課堂成績和實驗成績兩部分，分別占據(jù)總成績的60%和40%，并將課堂成績和實驗成績分別設(shè)定若干個考核目標(biāo).實驗成績的構(gòu)成模塊如表3所示.

表3《嵌入式系統(tǒng)》實驗課程成績構(gòu)成

根據(jù)前文的課程評價體系，對整個理論課程的成績構(gòu)成進(jìn)行調(diào)整，課程的評價中加入了團(tuán)隊、競賽等內(nèi)容，提高學(xué)生的實踐動手和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，結(jié)構(gòu)如表4所示.

表4《嵌入式系統(tǒng)》理論課程成績構(gòu)成

對本校2018級微電子科學(xué)與工程專業(yè)的《嵌入式系統(tǒng)》課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容調(diào)整，采用如本文所述的OBE模式改革.通過一個學(xué)期的實踐，可以發(fā)現(xiàn)，采用OBE模式后，全面提升了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，并注重了學(xué)生的團(tuán)隊配合以及自主學(xué)習(xí)能力，從多個角度完成了學(xué)生成績的提高.對比傳統(tǒng)模式培養(yǎng)以及OBE模式培養(yǎng)的學(xué)生成績?nèi)鐖D3所示.

圖3 成績對比情況

由圖3可知，通過進(jìn)行相關(guān)的OBE模式課程改革后，學(xué)生的課程成績都有了相應(yīng)的提高，從而證明了該模式的有效性.并且通過相關(guān)改革，學(xué)生的動手能力、實踐能力都有了長足的進(jìn)步，從而有效提高了培養(yǎng)學(xué)生的成材率.

4 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)技術(shù)的日益發(fā)展，要求專業(yè)人才具備扎實的理論基本功和突出的創(chuàng)新實踐能力，從而能夠在產(chǎn)業(yè)升級時滿足企業(yè)的人才需求和技術(shù)要求.基于OBE模式的教學(xué)理論，以目標(biāo)為導(dǎo)向，鼓勵學(xué)生扎根于實踐理論，重視實踐項目和產(chǎn)學(xué)研合作，以企業(yè)需求為培養(yǎng)目標(biāo)，加速高校把握時代的步伐，培養(yǎng)出適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的新工科人才.以渤海大學(xué)微電子專業(yè)《嵌入式系統(tǒng)》為例，將OBE理念融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中，通過教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)，實驗項目的更新，課題資源的引入，教學(xué)方法的靈動，雙創(chuàng)平臺的搭建等，學(xué)生的成績有了長足的進(jìn)步，進(jìn)一步提高了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力.