孫中波　劉克平　于微波

摘? ? 要：長春工業(yè)大學以提高學生自主學習和創(chuàng)新實踐能力為培養(yǎng)目標，在新工科背景下，拓展和重構(gòu)自主學習型人才培養(yǎng)體系，采用產(chǎn)學研合作模式、科教融合理念與方法，依托機器人創(chuàng)新平臺，探索自主學習型與創(chuàng)新型相結(jié)合的人才培養(yǎng)目標。根據(jù)自主學習型人才培養(yǎng)需求，完善培養(yǎng)方案、評價方式及保障機制，構(gòu)建以機器人創(chuàng)新平臺合作培養(yǎng)為導向、工程實踐能力為依托、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為目標的“3+3”自主學習型人才培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：自主學習；新工科；機器人創(chuàng)新平臺；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2023）05-0013-03

近年來，隨著新工科理念的提出，教育部積極推動和探索新工科建設(shè)并發(fā)布一系列建設(shè)文件，形成獨具特色的中國工程教育模式，以創(chuàng)新性理念帶動高等工程教育新發(fā)展[1-3]。因此，高校應(yīng)打造和建設(shè)緊跟時代步伐的新工科專業(yè)，積極升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，更新教學理念，轉(zhuǎn)變教學模式，提高教學質(zhì)量，有效促進高等教育與社會教育的有機結(jié)合[4-5]。同時，應(yīng)主動推動和落實《中國制造2025》提出的新要求，深化工程教育改革，培養(yǎng)面向新工業(yè)革命的新工科工程技術(shù)人才[6]。高校應(yīng)積極引導學生構(gòu)建自主學習意識，同時，加快創(chuàng)新能力培養(yǎng)步伐，增強學生的自主學習意識、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新技能訓練，為創(chuàng)新型國家的建設(shè)提供強有力支撐[7]。

自主學習是學生主動構(gòu)建學習模式、學習方式，明確學習目標，自主決定學習內(nèi)容、學習強度及學習方法，并通過自主學習監(jiān)督和指導自己學習行為的能力，有助于促進學生自主學習意識、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的提升。

長春工業(yè)大學以機器人創(chuàng)新平臺作為學生自主學習與創(chuàng)新能力培養(yǎng)和提升的創(chuàng)新基地，構(gòu)建高等教育與社會實踐相融合的應(yīng)用研究型人才培養(yǎng)模式。學生依托機器人創(chuàng)新平臺的實驗、實踐環(huán)境，利用網(wǎng)絡(luò)等信息化教學手段及設(shè)備，根據(jù)研究興趣開展相關(guān)學習活動，進行相關(guān)實踐探索，培養(yǎng)其自主確定學習目標、學習計劃并選擇適合自身的學習方法的能力。學生利用學校所提供的學習資源，監(jiān)控自己的學習過程，對學習時間進行有效管理，并對學習結(jié)果進行評價，促進其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的有效提升。

一、機器人創(chuàng)新平臺對學生自主學習能力培養(yǎng)的支撐要素分析

在新工科背景下，長春工業(yè)大學以自主學習與創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標，依托機器人技術(shù)與工程研究院的創(chuàng)新平臺，聯(lián)合吉林省智能機器人與視覺測控技術(shù)工程實驗室和吉林省智能機器人科學與工程應(yīng)用研究中心，利用其提供的設(shè)備和優(yōu)質(zhì)資源，開展大學生機器人科技創(chuàng)新活動，通過構(gòu)建科學、合理的創(chuàng)新實踐教學體系，從興趣導向出發(fā)，指導學生自主學習，同時，通過提供參加實驗室和研究中心的科技活動、科研項目機會的實踐形式，使學生在參與項目中成長，開闊視野，提升技能，學以致用。

機器人創(chuàng)新平臺的構(gòu)建是基于多學科交叉與融合的理念形成的。一方面，能夠充分發(fā)揮平臺在實際工程項目研究過程中原始創(chuàng)新的源動力作用，促進平臺與新工科培養(yǎng)體系有機結(jié)合，為科學技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)進步發(fā)揮支撐指導作用。另一方面，學生自主學習能力培養(yǎng)破解點在于能否從以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詸C器人創(chuàng)新平臺（圖1）

為依托，強調(diào)創(chuàng)新平臺間的學科交叉滲透，以學生興趣為導向，以科技活動、科研項目為牽引，教師輔助指導學生進行自主學習，使學生通過參與實際科研項目，達到自主學習與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合的目標，實現(xiàn)機器人創(chuàng)新平臺建設(shè)與學生自主學習能力培養(yǎng)模式的融合發(fā)展。

二、基于機器人創(chuàng)新平臺的學生自主學習與創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式構(gòu)建

培養(yǎng)學生的自主學習能力是通過理論知識的融會、實踐方法的貫通及創(chuàng)新意識的醞釀等模式，強化理論與實踐教學的有機融合，讓學生能夠快速、準確地獲取知識、創(chuàng)新知識[8-10]。教師應(yīng)鼓勵學生主動發(fā)現(xiàn)問題、深入思考問題、勇于提出問題，有效激發(fā)學生的想象力及創(chuàng)造力。同時，將創(chuàng)新思維訓練融入課程和實踐活動，鼓勵學生開展原創(chuàng)性實踐活動，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和批判性思維。長春工業(yè)大學構(gòu)建和完善訓練計劃，基于“夯實基礎(chǔ)—模塊化提高型綜合訓練—創(chuàng)新訓練”3個層次，使學生的科技創(chuàng)新活動實現(xiàn)從基礎(chǔ)性、綜合性、研究性到自覺性、主動性和開放性的轉(zhuǎn)變，以“校內(nèi)實驗—工程實訓—創(chuàng)新平臺實踐”3結(jié)合，構(gòu)建“3+3”自主學習型人才培養(yǎng)模式（圖2）。

（一）構(gòu)建“夯實基礎(chǔ)—模塊化提高型綜合訓練—創(chuàng)新訓練”3個層次訓練計劃

厚植基礎(chǔ)，以學生自主學習為前提，通過設(shè)計科學、合理的學習目標，讓學生了解自身所處學習階段，并在教師教授與點撥基礎(chǔ)上，根據(jù)自身能力及課程需求制定學習目標。

強化綜合訓練，分析學生內(nèi)在需求。首先學生提出需求，然后教師將學生需求轉(zhuǎn)化為具體學習目標。在機器人創(chuàng)新平臺實際工程項目中，每個項目都以明確指標為導向，有利于進一步輔助學生分析所處階段的任務(wù)，明確學習目標及所需掌握的技能。

強化學思結(jié)合，提升學生自主學習能力，使其善于“深思”“精思”。以前沿課題和任務(wù)為導向，為學生提供“學”和“思”的大平臺，使學生在項目實施過程中，自主進行“學”與“思”，提高學生自主學習能力。

（二）強化“校內(nèi)實驗—工程實訓—創(chuàng)新平臺實踐”3結(jié)合

在校內(nèi)實驗階段，建立目標導向的師生共同體機制。根據(jù)教學任務(wù)要求，教師制定訓練目標和學習內(nèi)容，學生設(shè)計實驗步驟和實施方案。教師應(yīng)根據(jù)所設(shè)定的訓練目標和學習內(nèi)容有效激發(fā)學生學習熱情，鼓勵學生勇于探索創(chuàng)新實踐方法，同時，應(yīng)在學生學習過程中營造創(chuàng)新氛圍和提供創(chuàng)新條件保障，充分重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識，形成師生互相促進、互相交流學習的訓練模式。

在工程實訓階段，構(gòu)建以學生為主、教師為輔的工程實訓教學模式。學生在實訓過程中加強以“產(chǎn)品制作和加工為主線”的綜合性和創(chuàng)新性訓練，有效激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)工程意識。教師應(yīng)推動理論與實踐教學的有機融合，讓理論教學起到良好的指導、輔助和促進作用。

在創(chuàng)新平臺實踐階段，構(gòu)建學生獨立自主的實踐教學模式。結(jié)合機器人創(chuàng)新平臺項目導向，學生進入不同項目組進行實際項目訓練。在這個階段，教師應(yīng)鼓勵學生獨立完成分配子任務(wù)，即自主制定具體學習計劃、獨立查找學習資料、預估計劃完成日期、實現(xiàn)自我評價等任務(wù)。學生通過獨立思考、提出解決方案、實施具體操作流程，達到有效培養(yǎng)自主學習能力的目的。教師將其所研究的科研項目的部分內(nèi)容提煉成科技創(chuàng)新題目，讓學生參與研究和設(shè)計，鍛煉學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。教師與學生通過一系列科研項目、社會實踐及專業(yè)比賽進行優(yōu)化排列、組合、融合，在組合和融合中發(fā)揮各自優(yōu)勢，形成互補，提高學生創(chuàng)新與實踐能力。

三、基于機器人創(chuàng)新平臺的多維度學生自主學習與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

（一）機器人創(chuàng)新平臺下學生創(chuàng)新能力訓練

1.在認識論方面，注重課程與時代需求融合

緊跟新時代的發(fā)展步伐，啟迪學生深刻認識科技知識與機器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的深刻變革所引發(fā)的認識論和方法論改變，讓學生能夠快速掌握所學知識，培養(yǎng)學生的獨立自主學習能力和創(chuàng)新能力，使其具備創(chuàng)新型工程師的能力和素養(yǎng)，適應(yīng)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

2.在系統(tǒng)論方面，強化現(xiàn)代化工程理念

進一步優(yōu)化和豐富學生創(chuàng)新訓練和實踐教學內(nèi)容，結(jié)合機器人創(chuàng)新平臺，加強機器人設(shè)計、控制與優(yōu)化技術(shù)實訓，開發(fā)設(shè)置新的訓練項目，修訂人才培養(yǎng)方案，并與國際專業(yè)認證體系對標，培養(yǎng)學生獨立自主分析問題和解決問題的能力，著力構(gòu)建適應(yīng)現(xiàn)代化工程技術(shù)發(fā)展的自主學習型人才培養(yǎng)體系。

3.在教學模式方面，實施研學相長模式

突破單一的技能訓練模式，加強“以理論分析和工程項目為主線”的綜合性和創(chuàng)新性訓練，實施“研中學，學中研”的研學相長模式，有效激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力。

4.在能力培養(yǎng)方面，強化學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與訓練

以機器人創(chuàng)新平臺為依托，充分發(fā)揮平臺在學科競賽體系下的優(yōu)勢，重視培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新意識，構(gòu)建以賽助學和以賽促研的新模式（圖3）。因材施教，建立多層次、多模塊的教學內(nèi)容體系，筑牢學生就業(yè)能力，夯實攻讀研究生學位基礎(chǔ)。實施開放式教學，積極創(chuàng)造有利條件，引導學生參與實際工程項目，全方位拓展和提升學生的創(chuàng)新能力。

（二）機器人創(chuàng)新平臺下學生自主學習能力訓練

高校承擔創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要任務(wù)，因此，創(chuàng)新平臺必須在傳統(tǒng)的技能訓練基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化和拓展學生自主學習能力，使學生適應(yīng)課程內(nèi)容和教學體系改革。高校應(yīng)以科研合作為紐帶，通過機器人創(chuàng)新平臺的培養(yǎng)模式，積極開展開放性、多功能的科技創(chuàng)新活動，以技能為主、理論為輔，注重與企業(yè)工作崗位、職業(yè)資格標準、專業(yè)課程、各類學科競賽、學生就業(yè)等的對接，營造“競技、精技、樂技”的學習氛圍，使學生的工作能力素養(yǎng)得以提升。充分激發(fā)學生的學習興趣及潛能，培養(yǎng)學生在實踐過程中的團隊精神和創(chuàng)新能力。著力培養(yǎng)學生自主學習能力，緊跟現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展步伐，加強實踐教學基地與平臺建設(shè)，開發(fā)創(chuàng)新平臺實踐教學科研項目，彌補教學場地、設(shè)備等方面的不足，豐富教學內(nèi)容，提升學生自主學習能力和創(chuàng)新能力。

（三）實施效果

在新工科建設(shè)大背景下，長春工業(yè)大學以機器人創(chuàng)新平臺為依托，充分利用和共享優(yōu)質(zhì)教育資源和機器人創(chuàng)新平臺，形成優(yōu)勢互補。近三年，所屬創(chuàng)新團隊教師指導學生參加“挑戰(zhàn)杯”競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽、“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽、全國大學生電子設(shè)計大賽、全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、全國大學生智能汽車競賽、吉林省高校大學生機器人大賽、工程能力競賽和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練等學科競賽活動，獲國家特等獎1項、國家二等獎4項、省級獎71項；指導研究生參加中國研究生電子設(shè)計大賽、中國研究生數(shù)學建模競賽、機器人大賽、人工智能創(chuàng)新大賽、“挑戰(zhàn)杯”競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽等學科競賽活動，獲國家獎12項、省級獎100余項、申請專利30余件，發(fā)表SCI檢索、EI檢索和核心期刊論文50余篇。

長春工業(yè)大學以機器人創(chuàng)新平臺為依托，深化產(chǎn)學研合作，構(gòu)建了自主學習型和創(chuàng)新驅(qū)動型“3+3”人才培養(yǎng)模式。創(chuàng)新平臺涵蓋研究方向全面，自主學習型人才培養(yǎng)模式特色鮮明，極大地提高了學生參與實踐和創(chuàng)新訓練的積極性和主動性，培養(yǎng)了學生深入思考基礎(chǔ)理論知識的習慣和積極解決創(chuàng)新實踐問題的能力。

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編輯 陳晶