全面型创新人才综合能力培养的探索与实践

田 海， 崔桂梅， 刘慧博， 刘丕亮， 李爱莲

(内蒙古科技大学 信息工程学院，内蒙古 包头 014010)

0 引 言

随着我国由“中国制造”逐渐转变为“中国创造”的产业结构升级调整的关键历史时期，创新驱动成为新时期国家的重要发展战略。近年来我国高等教育的发展战略从规模和数量的扩张逐步转向质量和内涵的提高，教育价值观也正由“应试教育”向“素质教育”转变。探索如何培养大量的高素质创新性人才是目前我国高等教育必须面对的重大课题[1]。

我校自动化专业2005年被评为内蒙古自治区第一批品牌专业，2008年被评为国家特色专业，2012年被教育部评为国家级 “卓越计划”试点专业，2015年被评为自治区重点建设专业。毕业生的一次就业率多年保持在较高水平，普遍受到用人单位的一致好评。近几年，基于“大工程”背景，探索企业、大学、科研院所三位一体相融合的自动化专业工程实践能力培养模式，形成了自动化专业人才卓有成效的培养特色。逐步建立了较为完善的创新型人才培养体系，不断尝试实验教学和课堂教学的方法创新，积极引导学生进行创新性学习，激发学生的创造性思维。在落实和巩固教学改革成果的基础上，随着教学改革的不断深入，深切的感受到教学质量仍有提升空间，尤其实践性教学环节是高效培养学生创新能力的“肥沃土壤”，还有许多亟待革新和完善的内容[2]。

在创新型教学改革向深层次探索和推进的过程中，通过多种途径深度探求实践性环节教学内容和方法的创新，努力提升和激发学生学习兴趣，在新型的实践性教学环境中重点培养学生综合的创新素养和创新能力，是目前教学深化改革的主攻方向。在强调“创新性”的同时，也要充分考虑到人才培养的“全面性”。采取研究生导师型的“一对一”培养方式，加强师生有效沟通，不仅仅在专业方向上加强锻炼，还在综合素养方面加以正确引导，力争将具有创新潜质的学生造就成拥有较强的团队合作精神、组织管理能力和练达的社会交往能力的高素质“全面型”创新人才[3]。

1 探索全新的实训培养模式

在我校自动化专业创新型人才实践环节培养计划中，在原有基础实验课的基础上，有针对性开设了以下实训课程：以提高可编程序控制器应用为目标的“电机拖动与PLC实训”(16学时)；以培养控制网络集成设计能力为目标的“PLC及控制网络工程设计实训”(32学时)；以培养高级微处理器研发和应用能力为核心的“微计算机应用及计控技术实训”(20学时)；以加强过程控制能力和组态软件应用为核心的“流程控制自动化技术实训”(20学时)等。经过几年的积累、完善和提高，这些实训课程的建设和实施取得了预期的成果，激发了学生自主学习和创新的积极性。与此同时，对于基础知识扎实、工程实践能力和创新意识较强的学生，在圆满完成上述实训课程任务后，仍然有“吃不饱”的感觉，希望能够参加更接近于工程实际的具有真实性和挑战性的实训环节，参加实战性和对抗性更强的创新活动[4]。

“创新素质”的培养是必须通过一些有效的方法和途径才能完成，“创新能力”的提高是必须提供一些良好的创新训练平台并积极加以引导才能实现。为了给这部分基础好、有需求的同学提供专业性、针对性更强的实训创新环境，使他们快速的成长为具有创新潜质的优秀学生[5]。解决这一关键问题的措施之一是，以全国高水平的专业科技大赛为实训环节教学平台，组织他们参加具有挑战性和创新性的专业性强、影响面广的全国大赛，在“实战”环境中提高实训的效果。为此新开设了“创新性综合自动化实训”课程，以学生在大赛前研发创新的表现和能力、参赛技术方案的质量、比赛成绩等方面来评定实训成绩。

全国每年举办的各种大赛五花八门、良莠不齐，选择一个满足“创新性综合自动化实训”培养目标的科技大赛是当务之急。经过专业课教师(下称创新导师)认真筛选，最终选定的赛项之一是全国大学生"西门子杯"工业自动化挑战赛(2016年更名大学生中国智能制造挑战赛)，该赛项是由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会、西门子有限公司和中国系统仿真学会联合主办的(始创于2006年)，是以模拟典型工业自动化系统为对象的工程科技创新竞赛，是面向全国自动化、机电一体化及相关专业大学生的一项创新性科技活动。根据2011年1月由教育部与西门子有限公司签署的合作备忘录，本项赛事是教育部认定的大学生创新性竞赛活动之一，并获得教育部质量工程的资助。大学生中国智能制造挑战赛不仅提出了卓越工程师的能力培养模型，还将卓越的含义具体化，将工程实践和创新能力作为培养的优先方向，为此专门设计了相应的培训和竞赛环节来引导学生注重全面工程实践能力的培养和创新素质的提升。

在我校自动化专业2012、2013级卓越工程师班中先后选拔出重点培养学生，在创新老师的辅导下，组织他们分别参加了2015、2016全国大学生“西门子杯”工业自动化挑战赛。该项工作在自动化专业2012、2013卓越工程师班已顺利完成。在大赛的前期学习准备、创新开发和强度极高的挑战性竞赛过程中，锤炼和提高了学生的创新意识和创新能力。

根据全国大学生“西门子杯”工业自动化挑战赛组委会年初公布的大赛样题和进程安排，有针对性地制定了详细的赛前学习和创新开发计划。每个阶段创新导师要对每个组每一名队员的进展情况进行严格考核。创新导师制定的2015年大赛计划进程见图1。

图1 参加2015全国大学生“西门子杯”工业自动化挑战赛计划进程

在上述的计划进程中，3～5月阶段主要是自主学习阶段，由于学生前期的知识储备严重不足，必须在创新导师的辅导下按计划学习，进入5～7月阶段，就是创新开发阶段，创新导师只在方向和进度上加以控制，不进行过多的干预，让学生充分展开自由思想的空间、张扬自身的聪明智慧，进行独立的创新开发。通过2015和2016两届比赛，我校自动化专业共获得全国总决赛二等奖3名，全国分赛区特等奖1名、一等奖2名和二等奖2名的佳绩。收获荣誉的同时，锻炼和提升了综合创新能力，极大的增强了自信心，为他们今后的职业发展奠定了坚实的基础。图2所示为本校自动化专业学生2015年参加大赛的获奖照片。

图2 本校师生参加2015全国大学生“西门子杯”工业自动化挑战赛获奖照片

2 发挥企业工程教学的重要作用

创新人才培养的实践环节教学要求在课程结构、内容设置中体现先进性、工程性、创造性和实用性。由于自动化专业的特点是知识更新速度较快，高校的现有实验设备很难与学科前沿发展技术相匹配，导致实践环节课程往往滞后于实际的工程应用。企业与学校在创新型人才培养的实践教学中长期深度合作，可以有效解决高校实验设备陈旧、实验资金不足和工程型师资匮乏等问题。目前很多高技术企业所具备的自动化控制设备是许多高校都无法满足的，如果采取学校和企业联合培养人才的模式，既使高校节约大型实验设备和系统的购置成本，又能使学生在真实的工程环境中掌握前沿专业技术，使学生的创新实践能力和工程创新意识得到快速提升。同时，拉近了“校门”与“厂门”之间的距离，为学生毕业后能够快速适应和胜任工作岗位创造了有利条件，为今后职业生涯的工程创新奠定基础[6-7]。

包头铝业(集团)有限责任公司是目前国内唯一采用世界领先技术偏析法工艺生产高纯铝的大型高新技术企业，包铝集团一贯把产学研合作作为提高自身科技创新能力的重要途径之一。多年来我校与包铝集团在人才联合培养、工程技术应用研究、科技成果转化等方面有着良好的传统合作关系。为了在创新型人才培养方面充分发挥企业工程教学的作用，我校依托包铝集团建立了“国家级工程实践教育中心”，发挥校企各自优势，构建联合培养创新人才的综合科技平台。

在培养模式上打破原有的“基础课—专业课—工程实习”三个独立分割阶段的教学模式，在基于“大工程”的人才培养理念背景下，采用“专业能力进阶”的培养模式，进一步实现校、企业之间的无缝连接。对企业工程教学内容进行合理、科学的组合和优化，实施全过程采用多年实践中已经逐渐成熟的“案例驱动教学法”和“工程对象教学法”，校企双方交错融合、多维度、螺旋式提高学生的综合工程实践和创新能力。

3 采取创新导师“一对一”培养方式

以往的教学模式不管是课堂教学还是实践教学，主要还是采取以班级为对象的群体式教学模式，教师处于主动地位，学生处于被动地位，学生的学习积极性调动不起来[8-9]。

在班级式的教学模式中，有突出培养价值的学生不能及时被发现，学生的个性才能得不到张扬。在本课题教学的探索实践中，对于自动化专业有重点培养价值和需求的学生，提出“加餐、吃小灶”个性化人才培养模式，吸取研究生导师制的优点，采取“一对一”培养方式。将这些学生在大三的第二学期直接分到各创新导师名下，由创新导师充分统筹现有的教学资源，同时紧密结合自身的研究方向后，提前确定毕业设计题目。由学生根据自己的兴趣选择题目，在创新导师“一对一”辅导中，提前半年开展本科毕业设计。目前2012级卓越工程师班的部分学生通过该种培养方式已经圆满的完成毕业设计任务。

俗话说得好，“全身是铁能打几根钉”，今后学生漫长的创新创业之路是否成功，除了拥有一定的独立创新能力和工程实践经验之外，还必须具备较强的综合素质。这些知识在正常的教学中很少涉及，这些素养在群体性的课堂教学中很难获取,采取导师制的培养方式可以使学生在导师的真实科研创新氛围中快速成长，与自己的创新导师直接“亲密接触”“耳濡目染”，通过导师有意识的“言传身教”可以快速提升学生的综合创新素养。同时，由于大多数的创新导师都是研究生导师，让这部分学生融入到研究生的培养环境中，让研究生起到“传、帮、带”的作用。甚至，这部分学生可以直接参与到创新导师的科研活动中，在帮助创新导师完成一些科研任务的基础上，引导和组织他们独立申报和完成课题，在科学研究的“实战环境”中提高学生自身的创新能力[10-11]。

4 初步成果、存在问题及改进措施

4.1 初步成果

对于我校2012级学生，一年级学习结束后在自动化专业4个班180余人中，学院提前进行宣传，并根据学生创新潜质、实践基础、学生意愿和面试成绩选拔进入自动化专业“卓越计划”班的33人中，①在全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛、全国信息技术应用水平大赛、全国大学生机器人大赛等各级科技赛项中获得国家级一等奖1项、二等奖5项，省部级特等奖一项、一等奖7项、二等奖6项等。②有16人考取了硕士研究生，其中10人考取985或211院校。③其余17人全部应聘到自己满意的工作单位，其中不乏是百里挑一的工作岗位，就业质量和百分比较高。④提前半年开始毕业设计的12人中，有10人毕业设计成绩评定为优秀，优秀率达到83.3%。

该计划是在每届学生中循环进行，直接受益人数每届学生大约35人，同时该项目的建设对自动化专业4个班的学生具有引领和示范作用，间接受益学生人数每届180人左右。

4.2 存在问题及改进措施

(1) 由于多年的教学习惯，创新导师大多已经习惯了“满堂灌、填鸭式”的课堂教学模式[12]。就像一个健美操领舞教练一样，喜欢学生跟我学、跟我做。在创新活动中有时因为学生的开发进度慢而着急，甚至给学生提供现成的设计或越俎代庖。这些做法都极大地抑制了学生创造性思维方式的培养，使学生的创新能力得不到有效的锻炼和提高。对于该问题的解决，课题组采取的主要方法是从创新导师本身入手，组织他们学习相关创新方法的课程、统一思想、改变原来固化的教学方法。对该部分学生的创新指导，采取总体控制技术方向和进度的前提下，主要采取启发、诱导、质疑、激励等指导方式[13]。

(2) 创新教师普遍存在具有高水平的理论素养，但缺乏较强的实践工程能力。他们大多从一个校门进入另一个校门，缺乏工厂的实践经验和工程背景，对于学生的工程实践方面的创新指导常常深感力不从心。为了解决这一问题，本课题组组织创新教师，尤其是青年教师到工厂去参观、调研和跟班实习，参与研发高水平的企业实际工程项目，将专业课教师培养成为“双师型创新导师”[14]。

(3) 对于进入该培养计划的学生，学校在学分认定、评奖、评优等方面的配套制度还不够完善，需要学校政策的大力支持。今后要积极和学校教务部门协商，努力推进教学改革实践和制度建设同步进行。

5 结 语

在逐步完善创新型人才培养体系，落实教学改革成果的基础上，通过多种途径深度挖掘培养创新型人才的新模式。对实训课程进行革新，提供专业性、针对性强的创新环境，使学生得到高强度、有价值的创新锻炼；充分发挥企业工程教学在创新人才培养中的作用；采取创新导师“一对一”培养模式，针对学生的不同特点采取个性化培养方案，加强师生有效沟通，将具有创新潜质的学生造就成具备综合素质较强的“全面型”创新人才[15-16]。该计划的实践与探索目前已取得初步成果，还在不断的革新和完善的过程中。

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