依托科研的创新创业型人才培养实践教学体系构建

白 莉 李 双

(吉林建筑大学 市政与环境工程学院,长春 130118)

党的“十九大”坚持把教育摆在优先发展的战略地位,坚定实施科教兴国战略,为高校加快促进创新创业教育指明了方向.培养具有创新能力和国际视野的高品质人才,是新时代高等教育肩负的历史使命.实践教学是理工科高等学校重要的教学环节,既能为学生正确认识事物及其变化规律提供事实依据,又能培养学生发现、分析和解决问题的能力,是培养学生综合素质和创新创业意识的重要教学手段.

吉林建筑大学十分重视实践教学环节教学体系的研究与实践,“建筑环境与设备实验教学示范中心”于2012年被确定为吉林省实验教学示范中心,在规范实践教学管理、构建实践教学体系、改革实践教学模式和方法等方面都取得了一定的进展.但是,现行实践教学体系仍然存在一些不能完全满足培养具有实践创新能力应用型复合人才需求的问题.

1 实践教学存在的问题

按现行教学大纲,工科高校实践教学环节主要包括:实验、认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计、毕业设计或毕业论文.通过对实践教学多年的探索和实践,学校已经在教育观念认识、人员队伍建设、实践教学内容完善、资源配置及创新创业实践教学基地建设等方面取得初步成效,但仍然存在以下一些问题:

(1) 实践教学计划跟不上时代的发展. 实践教学改革力度不大,教学手段简单、实效性差,基本沿用过去的实践教学计划,实践教学内容更新与技术发展不同步,科研成果及新技术、新材料、新方法在实践教学中的体现和运用的较少.实践教学计划与社会需求的应用型复合人才培养模式不协调,针对创新创业人才培养规律的实践教学计划还没有形成.

(2) 实验教学缺乏整体规划,不利于学生创新能力培养. 实验教学主要是根据理论课教学进度穿插于课程教学之间,时间上比较零散,前后教学内容关联度不够,没有形成一个系统的、完整的培养体系,学生做完实验后仍然不清楚具体应用,对实验教学逐渐丧失兴趣,严重制约学生工程实践能力和创新能力培养.

(3) 课程设计、毕业设计过于依赖理论教学,与教师的科研及社会服务活动脱节. 虽然设计在建筑类高校作为主干专业课的辅助性教学手段在教学中占有重要地位,但在教学安排上由于受到教师实践能力水平、实际工程设计工期等条件的约束,设计教学内容更新与行业技术发展不同步,教师的科研成果及社会服务工作很难体现和运用到设计教学中,设计教学与社会服务实践相脱节.

(4) 认识实习、生产实习和毕业实习因实习基地条件、学生安全、实习季节等方面原因的限制,很难达到教学要求. 在实习过程中,学生实际动手操作比例下降,实习的点数及实习课时缩水,实习效果难以保证.

(5) 学校科研平台具有浓厚的学术研究与创新氛围,但科研与教学结合较少,缺乏教育教学研究氛围. 学校许多骨干教师,过分追求个人职称晋级中的科研成果,没有把主要精力投放在本科教学中,进行教学改革与教育科学研究的积极性不高,不利于对培养学生的创新能力和意识.

2 依托科研优势,构建实践教学体系的思路

我校建环教研室授课对象是建筑环境与能源应用工程、热能与动力工程等专业的本科学生,授课面涵盖了部分工科专业.教师在承担教学任务的同时,还承担国家、省(部)级科研项目的研究.在上述科研项目实施过程中,研制和购置了大量的技术领先、装备先进的仪器设备,是不可多得的培养创新创业型人才的优质教学资源.教师一直努力尝试,将自身的科研优势有机的与教学结合,转化为培养创新创业人才的教学优势.一方面通过学生参与科研的尝试,让学生体验到基础知识的重要性,培养其创新实践能力;另一方面科研成果融入教学,既能让资源共享解决经费短缺问题,又能让教师在教学中不断发现新问题,反馈到科研中,促进科研水平的提高.

实践教学体系以培养学生实践创新能力为目标,以培养学生基本实验技能和自主研学为抓手,依托科研优势,针对在实践教学中反映的问题,从顶层设计入手,对原有实践教学体系进行补充和修正,使其更加符合创新创业人才培养模式,进而构建培养创新创业人才的实践教学体系.

2.1 构建培养创新创业人才实验教学训练体系

按人才培养的教学要求,将实验教学内容分为三个层次,其中一、二层次实验内容为学生必做项目,三层次实验内容为学生选做项目.

(1) 基本技能训练教学实验. 基本技能训练教学实验是对学生完成实验测试手段的基本训练,掌握基本的实验方法和基本实验技能,清楚被测对象性质,正确选择合适的仪器仪表,具体内容见表1.

表1 基本技能训练教学实验Table 1 Teaching experiment for basic skills training

(2) 综合设计训练教学实验. 综合设计训练教学实验是原理性、验证性实验,其目的是使学生理解教学内容,培养学生科学素养,深化课本知识.具体内容见表2.

表2 综合设计训练教学实验Table 2 Teaching experiment for comprehensive design training

(3) 研究创新训练教学实验. 研究创新训练教学实验是学生自主设计的研究型、综合型实验,主要发挥学生自主创新能力,在教师指导下完成一定科研实验任务,从而培养学生动手创新的综合能力.

2.2 科研成果融入教学,培养学生科技创新能力

将教师承担科研项目的创新技术内容深入浅出的融入教学中,充分发挥科研优势对本科教学的促进作用.在实践教学环节中将教师的科研成果,以课堂讲授、设计辅导、专项试验、专题研讨等形式引入本科教学中,使学有余力的优秀本科生能进行创新训练,让学生接触学科前沿知识,开拓学生视野,为学生独立申请科技创新项目或直接参加教师的科研工作,以及进一步深造打好基础.

2.3 加强师资队伍建设,提高教师实践教学能力

将教师在科研方面的深厚底蕴变为实践教学内容,从而完成高素质创新型人才培养所需的高水平教学工作,促进教师自身素质的提高与成长.以科研优势构建实践教学体系,对青年教师的培养起到至关重要的推动作用,青年教师在承担实践教学任务的同时,自身得到锻炼与提高,为今后开展科学研究找到很好的切入点,同时增加了教师与学生的互动,奠定了高素质创新型人才培养的教学工作基础.

2.4 探索建立实践教学体系

经几年的探索,我们逐渐形成了依托科研优势符合创新创业人才培养规律的实践教学体系,建立了与理论教学紧密相连、自成一体的实践教学体系.2012年“建筑环境与设备实验示范教学中心”被吉林省教育厅评为省级实践教学示范基地,2014年“吉林省建筑节能与可再生能源工程中心”获得吉林省发改委批准,2016年为保障实习效果,丰富实践教学手段,我们又建立了“建筑环境与设备仿真模拟实验室”,形成土木工程一级学科知识范畴下建筑环境与能源应用工程专业全方位培养创新创业人才的实践教学体系.

2.5 实践教学训练体系实践效果显著

2015年依托建筑环境与设备实验教学示范中心及吉林省建筑节能与可再生能源工程中心,我们成立了建筑环境与能源工程大学生科技创新基地,开启了对创新创业人才实践教学内容训练体系及创新基地运作管理模式的新探索,创新人才培养质量效果显著.自2015年以来,组织20余个科研创新实验小组(近200余名学生)参与了科技创新活动.2016年，学校大学生创新创业中心依托设计院建立了学生设计竞赛培训基地,为学生工程实践提供一个更高层次的公共平台,每年都吸引各年级学生200余人次进行各类课外设计竞赛活动.

以科研优势为依托的创新创业人才培养实践教学体系,使实践教学面貌大为改变,实验教学、生产实习、认识实习和毕业实习,以及课程设计、毕业设计质量得到大提高,满足创新创业型人才培养需求,同时实践教学工作成果促进了教学改革和课程建设水平的提升.

3 以科研为依托的实践教学体系实施措施

3.1 建设学生设计竞赛、科技创新实践基地

学生课外科技活动、创新创业实践、学科竞赛是高校实践教学环节的重要内容,以高水平师资队伍为支撑,建立仪器先进、制度规范、体系完备、资源共享、成果丰富的实践基地,是构建实践教学体系的重要举措之一[1].

创新实验基地及学生设计竞赛培训基地开启了探索建立全新的实践教学内容训练体系及创新基地运作管理模式的新篇章,收到令人满意的效果.2015-2017年，我院学生共获国家级大学生创新创业训练项目20项、省级大学生创新创业训练计划项目49项，共参加创新创业、制冷空调设计、电子设计、BIM设计与应用、数学建模及社会实践类竞赛20余项,荣获国家级一等奖3项、国家级二等奖12项、国家级三等奖8项，省级一等奖7项、省级二等奖25项、省级三等奖28项.

3.2 培养“双师型”教师队伍

师资队伍建设是创新人才培养的基础,实践教学教师不仅要有扎实的专业理论知识,同时还要有娴熟的操作技能和丰富的工程实践经验.因此,按照培养与聘请相结合、着重培养“双师型”教师的原则,学校每年都选派有博士学位的优秀青年教师,深入到设计院、建设单位及施工单位进修实践,提高工程实践能力;同时,聘请有丰富实践经验的工程师,承担实践教学任务,确保实践教学质量,打造既有扎实的专业理论知识又有丰富的实践经验和较强的实践能力的“双师型”教师团队.

3.3 精心设置实验项目

实验教学不仅要满足学生接受和掌握实验原理、方法和操作技能的需要,而且还要以实验项目为载体,以实验任务及要求为驱动,让学生利用所学知识,分析和掌握实验方法,要让学生通过分析实验任务及要求,意识到自身现有知识、方法和能力的缺陷,必须在拓宽知识、探索方法、自主创新的基础上完成学习任务,从而在实验中培养工程素养和创新意识,养成科学思维习惯[2].

在内容选择上,侧重于学生在学习、生活和工程中可能遇到的问题,促进学习与实践的结合,强调学科交叉,使实验不受学科知识结构限制;在项目设计中,尽可能选择具有多种实验方法或实验结论或易受外部条件影响而改变的内容,来展示科学的研究性和探索性;在课程的项目配置上,分层渐次递进,从知识方法学习、综合设计到自主研究,升华实验项目要求的层次性和强调项目的工程应用背景.

3.4 改革实践教学模式

传统实践教学模式以教师讲授和示范为主,学生按部就班被动接受,该模式具有缺乏主动思考、积极探索、自我改进意识和被动学习等缺陷,不利于学生创新能力培养[3].为弥补上述缺陷,在该模式中引入以科研项目为依托、教师引导下的学生自主实践教学方法.通过案例、任务要求、研究方法和考核激励,引导学生在实践中自主确定任务要求、自主设计方案流程、自主搭建实验平台和自我展示实践成果,充分挖掘学生的创造性思维,逐渐形成自主实践学习模式,养成研究探索习惯.

4 结语

经过多年的教学改革与实践,初步构建了适用于培养创新创业型人才“依托科研的实践教学体系”,在实践教学理念、实践基地建设、实践教学内容及方法等方面的探索取得了一定的成绩,但随着高等教育改革的不断深入,建立一整套符合创新创业型人才培养目标的完善实践教学体系迫在眉睫.通过采用设计创新实践基地建立、“双师型”教师队伍培养、实验项目设置、实践教学模式改革及实践教学考核评价方法制定等方面的举措,进一步促进了我校创新型人才的培养.

[1] 曲伟,邱成军,刘明亮.电工电子实验教学中心实践教学体系建设与实践[J].实验室研究与探索,2010(7):216-218.

[2] 黄大乾,张少翃,陈建军.基于学生自主学习的实践教学体系和平台构建[J].实验技术与管理,2013(8):179-182.

[3] 洪梅.深化实践教学改革构建合理实践教学体系[J].科技信息,2008(12):201.