陳曉明，王 君，焦海坤

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，長春130018）

0 引言

德國的“工業(yè)4.0”和美國的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略實施預(yù)示著新一輪工業(yè)革命的到來，新型工業(yè)以人工智能、5G技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)為代表，提供高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動領(lǐng)域和合作形式?；诖耍乱惠喒I(yè)革命引發(fā)全球的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)變革，更為關(guān)注工程人才工程思維、跨界融合能力、融合創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)的能力、互聯(lián)互通的能力等職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成與鍛煉。人才是工業(yè)發(fā)展的根本問題，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速演進正在重塑中國高等工程教育[1]，高校工程教育必須積極回應(yīng)新工業(yè)時代對工程科技人才能力的更新需求，在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命要求下培養(yǎng)更多引領(lǐng)和適應(yīng)新工業(yè)革命的復(fù)合型創(chuàng)新人才[2-3]?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)是國家應(yīng)基于國際經(jīng)濟發(fā)展新形勢、國家戰(zhàn)略發(fā)展新需要、產(chǎn)業(yè)發(fā)展新需求和未來發(fā)展新高度等提出的一種新的“工科形態(tài)”[4-5]，是培養(yǎng)應(yīng)對新一輪工業(yè)革命人才的主要手段?！靶鹿た啤钡慕ㄔO(shè)和實施對新工科人才培養(yǎng)有著重要意義?！缎鹿た平ㄔO(shè)指南》明確提出“樹立創(chuàng)新型工程教育理念，提升學(xué)生工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)造能力”，這意味著滿新工科人才在新技術(shù)和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形勢下具備、運用和遷移多學(xué)科知識并具備融合創(chuàng)新能力。從目前新工科的相關(guān)研究成果來看，關(guān)于新工科人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的成果很少，有關(guān)利用實踐教學(xué)活動培養(yǎng)新工科人才創(chuàng)新能力的研究更少。鑒于此，本文從推進新工科實踐教學(xué)改革的目的出發(fā)，以促進新工科人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)，介紹了新工科視域下基于創(chuàng)新能力的實踐教學(xué)改革方法。

1 實踐教學(xué)的界定

實踐教學(xué)實是以提高能力為目標(biāo)，必須具備實踐活動諸要素。其本質(zhì)是將學(xué)習(xí)者置身于一定的知識場景之中，促使其將知識內(nèi)化為個體經(jīng)驗。概括地說，實踐教學(xué)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下以實際操作為主，獲得感性知識和基本技能，提高綜合素質(zhì)的一系列教學(xué)活動的組合。實踐教學(xué)活動從另一個側(cè)面而言也是一種認識性的活動，它的實施、開展具有自身鮮明的特點和復(fù)雜性。實踐教學(xué)是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)工程技術(shù)人員的重要環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動手能力的重要平臺，有利于學(xué)生素養(yǎng)的提高和正確價值觀的形成。在高等工程教育的框架下，實踐教學(xué)包括除課堂理論教學(xué)以外的所有教學(xué)活動，包括但不限于實習(xí)、實訓(xùn)、實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)活動。

2 新工科的內(nèi)涵和對人才的要求

在不同的視野下新工科具有不同的內(nèi)涵。從學(xué)科視域下看新工科“指的是正在形成的或?qū)⒁纬傻男碌墓こ虒W(xué)科”[6]；從人才培養(yǎng)角度看，新工科關(guān)鍵在于“培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才”[7]；從國家宏觀層面分析，新工科是“工科注入新的內(nèi)涵以適應(yīng)新經(jīng)濟發(fā)展需要而產(chǎn)生的工科新形態(tài)”[8]?？傊瑥慕逃I(lǐng)域內(nèi)，新工科內(nèi)涵被認為是新的工科形態(tài)，新工科以立德樹人為引領(lǐng)、以塑造未來為理念、著力培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型的工程人才。從前文的敘述中可以看到，在對新工科人才的能力要求中，創(chuàng)新能力是新工科人才必備的重要能力之一，對新工科人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效果是檢驗新工科建設(shè)和改革效果的重點。

3 實踐教學(xué)活動創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)狀

從目前的統(tǒng)計結(jié)果來看國內(nèi)高校對工程人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并不理想[3，9]。這與國內(nèi)高校實踐教學(xué)活動的現(xiàn)狀和存在的問題有關(guān)。首先，傳統(tǒng)工科專業(yè)實踐教學(xué)方案的設(shè)計大多基于本專業(yè)課程所必須的知識體系進行構(gòu)建，教學(xué)的項目均是圍繞教材中的相關(guān)知識模塊內(nèi)容進行設(shè)計。隨著現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展和新興技術(shù)的出現(xiàn)，現(xiàn)有實踐教學(xué)體系和內(nèi)容與工程需要相互脫節(jié)，學(xué)生對面向未來的新技術(shù)掌握不足；其次，現(xiàn)有實踐教學(xué)模式簡單機械，大多為學(xué)生按照教師要求部就班地進行重復(fù)性的實驗或?qū)嵱?xùn)，學(xué)生的思維模式被限定在預(yù)設(shè)的場景之中，一切“越矩”的行為都會被禁止，這對培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維不利；最后，現(xiàn)有的實踐教學(xué)評價體系不適用于新工科實踐教學(xué)建設(shè)和改革的需要?，F(xiàn)有實踐教學(xué)多以教師評價為主，學(xué)生和企業(yè)的參與程度低。在以學(xué)生為中心和以產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向的今天，學(xué)生和企業(yè)對實踐教學(xué)的效果應(yīng)該具有更多的發(fā)言權(quán)。另外，現(xiàn)有實踐教學(xué)多注重對學(xué)生實踐結(jié)果的評價，多以總體分?jǐn)?shù)為主，評價手段較為單一，忽視了對學(xué)生實踐過程和參與程度的評價和從創(chuàng)新性、綠色性等多方面進行評價，對培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和創(chuàng)新能力不利。

4 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐教學(xué)改革

基于創(chuàng)新能力的重要性，針對上文提及的實踐教學(xué)中存在的問題，我們對實踐教學(xué)體系和內(nèi)容進行了改革。具體措施如下。

4.1 構(gòu)建階梯式的創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

工程人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)不可能一撮而就，需要通過系統(tǒng)的、連續(xù)的教學(xué)活動培養(yǎng)。為此我們構(gòu)建了如圖1所示的實踐教學(xué)模式，把對學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)分成三個階段。第一階段對應(yīng)學(xué)生的一、二年級，學(xué)生的創(chuàng)新是在專業(yè)知識基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，只有在大一、大二時期打下堅實的專業(yè)基礎(chǔ)才能在后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作中發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的靈感并開展工作。這個階段學(xué)生主要參與校內(nèi)、校外的實踐教學(xué)活動以學(xué)習(xí)、鞏固本專業(yè)的知識和技能，如課程設(shè)計、金工實習(xí)、工廠認識實習(xí)等，當(dāng)然我們針對實踐教學(xué)內(nèi)容落后、教學(xué)形式單一的問題改革了這些實踐教學(xué)活動的內(nèi)容和形式，通過這個階段的學(xué)習(xí)主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。第二階段對應(yīng)學(xué)生的二、三年級，在這個階段學(xué)生已經(jīng)具備了基本的專業(yè)知識和技能，并有一定的創(chuàng)新意識，因此可以在簡單的項目式訓(xùn)練中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神。學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目是針對大學(xué)生設(shè)計的項目式訓(xùn)練手段，對育培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力有積極的促進作用[9-10]。學(xué)生在參加學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目時，不僅需要應(yīng)用所學(xué)解決最基本的工程問題，為了取得好成績還需要開拓創(chuàng)新，創(chuàng)造亮點。通過這種形式學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性得到了提高，這一階段主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。第三階段對應(yīng)學(xué)生的三、四年級。這一階段學(xué)生已經(jīng)具備了扎實的專業(yè)知識和技能并有一定的創(chuàng)新精神，可以應(yīng)對更復(fù)雜的工程問題，面對的問題應(yīng)該更具有挑戰(zhàn)性。這一階段我們鼓勵學(xué)生參與到教師的科研課題當(dāng)中，或者到合作企業(yè)中進行項目式的鍛煉。在這個階段學(xué)生面對的問題更接近生產(chǎn)和科研前沿，且必需學(xué)習(xí)和使用學(xué)科交叉知識，能夠更大限度鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維是指新工科人才在面臨工程問題時，能以新穎獨創(chuàng)的方法解決問題的思維過程，通過這種思維能突破常規(guī)思維的界限，以超常規(guī)甚至反常規(guī)的方法、視角去思考問題，或在解決工程問題時“自覺地”采用新用新方法的思維形式[2]。創(chuàng)新思維是一種高級思維，通過第三階段的學(xué)習(xí)能夠更大的發(fā)揮學(xué)生的思想能動性和創(chuàng)造性，對塑造學(xué)生的創(chuàng)造思維有益。

圖1 階梯式的創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

4.2 建立實踐教學(xué)導(dǎo)師制度，保障實踐教學(xué)效果

一流的教師隊伍對于優(yōu)秀人才的培養(yǎng)具有重要作用。學(xué)生在教師的監(jiān)督和幫助下能夠更好的發(fā)展專業(yè)技能和創(chuàng)新能力。以往，實踐教學(xué)活動由個別專業(yè)教師或者實驗教師完成，由于大多數(shù)情況下針對單一實踐教學(xué)活動的專業(yè)教師和實驗教師人數(shù)較少，導(dǎo)致不是每一個學(xué)生都能得到專業(yè)、全面的實踐教學(xué)指導(dǎo)。我們在本專業(yè)教師內(nèi)征集、選拔了具有實踐教學(xué)能力的教師，經(jīng)過集中培訓(xùn)，成為了專門的實踐教學(xué)導(dǎo)師。學(xué)生和導(dǎo)師經(jīng)過雙向選擇后，學(xué)生在實踐教學(xué)放慢的問題都能找到實踐教學(xué)導(dǎo)師得到解決和解答。在考核方面我們對實踐教學(xué)教師給予獎勵制度，以增加教師參與實踐教學(xué)活動的積極性。另外，我們定期為實踐教學(xué)導(dǎo)師開展培訓(xùn)，并鼓勵年輕教師到走進企業(yè)，以強化教師的工程能力，塑造更多的雙師型教師。

4.3 改革實踐教學(xué)評價體系，形成制度保證

教學(xué)評價內(nèi)容和形式是教學(xué)活動的方向盤，在以往的實踐教學(xué)活動中，對學(xué)生的實踐教學(xué)評價多由教師通過主觀判斷完成，評價方式比較單一且沒有詳細的評價標(biāo)準(zhǔn)，且評價內(nèi)容大多關(guān)注學(xué)生的完成情況，缺少過程型評價，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力不利。為此，我們改革了實踐教學(xué)的評價體系，評價方式更加多元化，對不同的實踐教學(xué)采用不同的評價標(biāo)準(zhǔn)，注重評價的客觀主體、方式方法和規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)三個方面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。還設(shè)計了多維、立體的評價體系，對教學(xué)過程及教學(xué)目標(biāo)達成度進行評價。除了教師對學(xué)生的實踐教學(xué)評價外，還增加了學(xué)生對教師、企業(yè)對學(xué)生的評價內(nèi)容。在制定評價標(biāo)準(zhǔn)時，邀請了外校教師、行業(yè)企業(yè)專家等來共同完成，以保證評價標(biāo)準(zhǔn)的有效性。為了保證學(xué)生在整個實踐活動過程中的學(xué)習(xí)效果，我們還重視對整個實踐教育過程的綜合評價，建立的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)效果評價體系。

5 實踐教學(xué)改革的成效

對基于創(chuàng)新能力的實踐教學(xué)體系進行改革取得了多方面成效。首先學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力得到了提高。從近兩年的參賽情況來看，我院學(xué)生連續(xù)獲得全國機械創(chuàng)新大賽特等獎和一等獎、在iCAN國際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“東方紅”全國大學(xué)生智能農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新大賽、全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽等全國性比賽中均獲得一、二、三等獎。從企業(yè)的調(diào)查問卷中看，企業(yè)對畢業(yè)生的滿意度得到提高，對學(xué)生創(chuàng)新能力的增強得到了用人單位的肯定。從學(xué)生的學(xué)習(xí)效果上看，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯上升，在新一輪的問卷調(diào)查中顯示，學(xué)生對改革后實踐教學(xué)模式的滿意度為90.2%，認為自己的創(chuàng)新能力得到鍛煉的有88.7%。另外，通過制定新的獎勵制度，教師參與實踐教學(xué)的熱情高漲，雙師型教師數(shù)量增加了30%，教師隊伍的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)也得到了改善。

6 結(jié)語

新工科開啟了工科專業(yè)工程教育的改革大幕，創(chuàng)新能力作為新工科人才最重要的基本能力之一，應(yīng)是新工科建設(shè)和改革的重點。本文對新工科背景下在實踐教學(xué)活動中培養(yǎng)工程人才創(chuàng)新能力進行了探討，可為同類專業(yè)或者院校的新工科實踐教學(xué)改革提供借鑒。