地方本科高校工科专业创新能力培养探索与思考

李大双， 彭建盛， 何奇文， 覃 勇， 韦庆进, 钟友坤

(河池学院 物理与机电工程学院，广西 河池 546300)

2018年9月，教育部发布了《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》(新时代高教40条)，明确指出：把深化高校创新创业教育改革作为推进高等教育综合改革的突破口，面向全体、分类施教、结合专业、强化实践，促进学生全面发展。推动创新创业教育与专业教育、思想政治教育紧密结合，深化创新创业课程体系、教学方法、实践训练、队伍建设等关键领域改革。强化创新创业实践，搭建大学生创新创业与社会需求对接平台。鼓励符合条件的学生参加职业资格考试，支持学生在完成学业的同时，获取多种资格和能力证书，增强创业就业能力。

2019年9月，教育部发布了《关于深化本科教育教学改革全面提升人才培养质量的意见》(质量22条)，在其“严格教育教学管理”中再次强调了深化创新创业教育改革内容，指出要挖掘和充实各类课程、各个环节的创新创业教育资源，强化创新创业协同育人。

高等院校在培养创新型人才中起着重要作用，是学生形成创新思维的关键阶段。为适应社会发展新要求，增强学生的社会适应度，对高校创新型人才培养模式提出了更高要求,高等院校更应在其人才培养方案中加强创新型人才培养目标，着力培养能够适应社会发展、具有创新意识的人才[1]。而地方本科高校起着服务地方，对区域经济发展起着支撑的作用，很多地方本科院校在社会发展新形势下也进行了转型发展，深化工程教育改革、加快建设新工科。然而地方本科院校由于办学定位和资源配置等方面制约，在深化创新创业教育改革中存在一系列问题[2-3]。针对新建地方本科院校的特点，探索构建新建地方本科院校工科专业创新能力人才培养模式对促进应用型专业学科的发展以及提高其社会认可度具有非常重要的现实意义。本文研究了河池学院机电信息类专业实施的以产业需求为导向的“课堂教学——科技创新训练——岗位技能提升”三位一体创新人才培养模式，从课程体系建设、创新能力培养模式、团队建设3个方面阐述了该创新人才培养模式，对人才培养方案实施过程中存在的问题进行了剖析，为新建地方本科高校如何培养机电信息类专业学生提供了一种新模式。

一、地方本科高校工科专业创新能力的研究现状

随着新工科的提出，为适应学科发展新要求，各地方本科院校对如何加强人才培养质量，提高学生创新创业能力开展了广泛的研究。有从教育理念，培养目标进行研究。邵德福将思想政治教育与专业教育深度融合，突出工程创新理念，构建了工科人才创新创业能力培养的课程体系[4]；胡慧围绕地方本科院校人才培养总目标，将创新创业教育融入人才培养的全过程，全面实施人才培养模式改革，采用“融合”方式来培养学生的创新精神、创业意识[5]；杨彬将大学生创新创业教育融入应用型人才培养过程中，实现教育教学和就业创业质量的共同提高[6]。有从加强创新创业基地建设，增强学生的创新创业能力进行研究。乔心阳通过加强大学生创新创业孵化基地平台的建设来实现高校实现创新创业教育[7]。有从结合专业特点，进行课程体系改革进行研究。刘劲通过完善创新创业教育课程体系，激发学生学习兴趣，提升学生创新创业能力[8]；孙峻以多学科交叉融合的课程体系和教学内容促进创新思维，以及开展多层次全过程的创新实践以提升创新技能是提高新工科土木工程人才创新能力的根本途径[9]；胡伟平根据智能科学与技术专业建设情况，从课程体系、课程教学模式、课程教学内容等3 个方面提出改进措施，从而培养培养学生创新实践能力[10]。也有从培养目标、课程体系、实践教学、师资队伍等方面进行综合性研究，构建育人教学体系。刘振海将创新创业教育与人才培养目标、课程体系、实践教学体系融合，打造融合型师资队伍，构建了电气类专业人才创新创业能力培养体系[11]；黎海生从学科专业课程体系建设、实践与创新能力培养教学方法改进，以及电子信息类专业人才创新能力培养模式实施方案等3个方面，进行了教学改革创新尝试，全方位促进学生实践创新能力的提升[12]。

目前对地方本科高校工科专业创新能力培养的研究还比较少，大多都是根据专业特点进行了某一方面的改革，没有形成教学体系，或者只是停留在理论探讨阶段，没有应用于实践教学，无法验证其培养效果。

二、地方本科高校工科专业创新能力培养的问题

(一)课程体系不健全，理论教学与实践脱节

目前大多数地方本科高校的创新创业课程都属于选修课，且所占学分太少，考核方式单一。同时教学内容知识陈旧，没有随着技术的发展而做出相应的更新，实验课开设也多是以验证性实验为主，设计性和综合性实验所占比重太小，学生只是按照书本进行实验，思考太少，创新能力难以得到提高[10,13]。

(二)创新创业平台建设需加强

很多地方本科高校由于场地、经费等相关方面的限制，在创新创业平台建设上存在不足。同时一些高校实验室开放性不高，学生难以在课后开展自主性实验。创新创业活动也大多借助相关创新创业项目、学科竞赛等活动实施，参与人数较少，创新创业教育效果不明显[13]。

(三)地方本科院校师资力量不足

由于很多地方本科院校地理位置比较偏远，办学条件比较艰苦，难以吸引高层次人才。同时，目前高校老师很多都是从学校毕业后直接进入高校任教，实践经验较少，缺乏创业经历和创业实践指导能力，创新创业教学能力不强，在创新培养过程中偏于理论讲解，难以达到创新创业教育目的[6,14]。

三、地方本科高校工科专业创新能力培养模式与实施探索

为了深化创新创业教育改革，坚持以学生为中心，促进学生全面发展，激发学生学习兴趣和潜能，增强学生的创新精神和实践能力，河池学院提出了机电信息类专业以产业需求为导向的“课堂教学-科技创新训练-岗位技能提升”三位一体创新人才培养模式，具体的实施方案为：将专业核心和主干课程的课堂教学，学科专业竞赛的科技创新训练和产教融合的岗位技能提升纳入专业人才培养过程，构建通识知识、基础知识、专业知识、专业知识应用四个阶段的知识提升和专业基础技能、专业应用技能、岗位技能和创新能力四个阶段的能力提升的“递进式”创新人才培养模式，如图1所示。

下面将分别从专业课程体系建设、创新能力培养模式、创新研究团队建设3个方面详细描述河池学院“三位一体”递进式创新人才培养体系。

图1 以产业需求为导向的“三位一体”递进式创新人才培养体系

(一)健全地方本科高校工科专业课程体系

为培养学生创新能力，全面提高人才培养能力，需要深化创新创业教育改革，将创新创业教育纳入人才培养计划，完善专业课程模块，构建人才创新创业培养新模式的课程体系。

学校确立了通识课程、专业基础课程、专业基础实践课程、选修课程(校企合作课程)、集中性实践教学环节和创新创业课程(科技创新)等专业课程模块，其中通识和专业基础等课程以及集中性实践教学环节在校内完成，选修课程专业方向课程与岗位技能相挂钩，由合作院校(主要是职业技术学院)或企业完成，学生可以获得职业技能证书，任选课程则根据产业需求，通过校企合作形式完成，创新创业课程可以通过参与企业技术研发或教师主持(参与)的横向项目来完成，学生以发表科技论文或获得专利等形式来完成课程学习。通过实施通识知识、基础知识、专业知识、专业知识应用四个阶段的知识提升教学平台和专业基础技能、专业应用技能、岗位技能和创新能力四个阶段的能力提升教学平台，形成了“递进式”知识和能力相互协同的创新创业教育课程体系。各平台完成各自的任务，既体现阶段性的培养目标，又前后知识环节衔接，既实现了创新能力的提高，又保证了以产业需求为导向，全面提高人才培养能力。

(二)以产业需求为导向的工科专业创新能力培养

“新时代高教40条”明确指出：坚持服务需求，成效导向，主动对接经济社会发展需求，优化专业结构，完善课程体系，更新教学内容，改进教学方法，切实提高高校人才培养的目标达成度、社会适应度、条件保障度、质保有效度和结果满意度。2019年教育部发布的“质量22条”也再次强调：深化高校专业供给侧改革，以经济社会发展和学生职业生涯发展需求为导向，构建自主性、灵活性与规范性、稳定性相统一的专业设置管理体系。

从产业需求角度去培养学生的创新能力，既可以让学生理论联系实际，又可以将前沿科技信息传递给学生，让学生既得到了创新实践能力培养，又不至于跟社会脱节。

在机电信息类专业创新能力培养中采用以产业需求为导向的CDIO教学模式，学生通过工程实践将在工程基础知识、个人能力、团队协作能力和工程系统能力四个层面得到很好的锻炼和提高。同时，以项目式教学为主要实施载体，运用CDIO教学模式改革传统的课程理论与实验教学的“先理论、再实验”的理论与实验分离(脱节)的课程教学方式，保证了学生在四年专业学习过程中根据行业需求而设计的课程实践项目始终贯穿于课程教学过程中，学生通过锻炼，既掌握了课程知识，又得到了系统的工程实践训练。

(三)构建校内创新研究团队

1. 提升教师团队水平

提升学生的创新能力，首先需要提高教师的创新素质，全面提高教师教书育人能力，培养具有实践背景的优秀教师是创新型人才培养模式实现的关键。

为提升教师创新教育能力，河池学院机电信息类专业实施了以下措施：一是聘用优秀企业人员做兼职教师，形成结构合理、专兼结合的师资队伍，企业人员给学生授课，结合实际工程项目给学生讲解知识，培养学生工程创新能力；二是鼓励教师到企业兼职，加强“双师型”教师队伍建设，通过在企业挂职，提高教师的工程实践能力，从而提升创新能力教学水平；三是实施青年教师岗前培训制和青年教师导师制，加强教学科研团队建设，采取青年教师导师制度，充分发挥老教师“传帮带”作用，使新教师更好地适应教学工作，开展科研项目工作，形成教学科研团队。

2.构建校内创新实践团队

通过将不同工程教育背景、研究专长的老师组建成一个创新实践团队，可促进不同学科的教师和不同专业的学生在学习实践中实现思想碰撞，最终拓宽学生的设计思路和知识结构，提升学生的批判性思维、技术理解力和跨学科整合能力。

河池学院机电信息类专业选拔了一批具有先进创新创业思维和能力、教学理念和方法的优秀教师组成相关创新创业团队，先后组建和获批“电子技术实践教学团队”和“机电信息技术创新创业教学团队”2个区级教学团队，定期和不定期开展创新创业的交流会和研讨会。同时根据机电信息类专业基础和核心课程性质成立课程教学团队，形成电子技术基础课程、智能控制技术课程和计算机应用技术课程等集体教学研讨、备课和讨论等教学过程的“课堂教学——科技创新训练——岗位技能提升”三位一体培养模式教学团队。通过构建创新实践团队，发挥集体的力量，整合大家的优势，集思广益，才能打造出“金课”，提高人才培养质量。

3. 改革创新实践教学手段

要提高学生的创新能力，实践教学必不可少，而实践教学方式直接影响着学生创新能力培养的效果，在深化创新创业改革过程中，需要对传统的实践教学方式进行优化，使其更加适应新形式下的工科专业发展。

为了培养机电信息类专业学生的创新能力，学校进行了以下几个方面的实践教学改革：(1)强化实践教学。实施以产业需求为导向的CDIO教学模式，以项目式教学为主要实施载体，形成以工程基础知识、个人能力、团队协作能力、工程系统能力和创新创业能力培养为核心，以项目和案例为主线，在实践中学习和掌握理论知识的实践教学培养模式；(2)推动科研反哺教学，强化科研育人功能。鼓励教师将最新的研究成果转化为实践教学内容，灌输学生工程项目意识，加强科研平台以及项目团队建设，鼓励学生从大一开始就进入实验室，加入项目团队，提高学生的创新实践能力；(3)加强校企深度合作，在校内引入技术研发中心。学校先后共建了吉翁电子(深圳)有限公司·河池学院技术研发中心、深圳爱汇百变教育集团·河池学院教育机器人技术研发中心和深圳市华清远见科技有限公司·河池学院技术研发中心，让学生参与完成企业的科研项目，进而提升学生的岗位技能和创新实践能力，并且还可充分发挥专家教授师资的科研实力与高新技术企业优势，鼓励学生参与科研训练，激发创新创业热情，拓宽学术视野，不断提升工作韧性、创新素质与综合竞争力；(4)加强与国家职业技能考核机构合作。探索与国家劳动部门、行业协会、职业技能鉴定部门联合办学的规律。与河池市劳动安全局和南方电网宜州供电公司合作，开展金工、钳工和高压电工等特殊工种的培训和考证，为学生开通职业技能证书获得渠道。实现利用社会资源办学、实现毕业生基本素质与社会需求标准“零落差”的培养目标。

4. 实践探索成效

通过在机电信息类专业实施“三位一体”递进式创新人才培养以来，相关专业的本科教学管理质量和水平不断提升，人才培养质量得到全面提升。

(1)学生创新能力得到有效提升，创新成果显著

实施教学改革以来，学生参与国家、省级大学生创新创业训练热情显著提高，申报项目88项，参与申获专利85项，其中发明专利11项，软件著作权登记13项；获得大学生学科竞赛国家级奖项50多项、省级奖项170多项。

基于“三位一体”教学实践案例，编成教材《AVR单片机与小型机器人制作(第2版)》和《空心杯四旋翼飞行器设计与应用》，已被国内多所大学当作项目实践教材使用。

观察组患者手术时间为(112.6±52.8)min,长于参考组患者;术中出血量为(1241±448)ml,多于参考组患者,差异具有统计学意义,p<0.05。详细数据如表2所示。

不仅如此，这一创新人才培养模式在“新工科建设论坛暨全国高校机器人工程专业研讨会”“Google中国教育合作项目年会”和“广西高校转型发展试点工作总结交流会”等会议进行交流讨论，与会专家学者对这一教学改革给予了高度评价。

(2)专业教学品牌建设成效突出

建成了2个区级特色专业，2个区级教学团队，2个区级实验教学示范中心(含虚拟仿真实验教学中心)、1个广西高校重点实验室等教学科研平台；承担了1门区级精品视频公开课，1门区级在线开放课程，18项区级教育教学改革项目，多项校级教学改革项目；在“艾瑞深”中国高校校友会网2017-2019年全国本科高校专业排名中，电子信息工程专业排名第87位，成为河池学院本科专业排名全国高校100强的3个专业之一，在广西高校中排名第3。

四、 实践过程中存在的问题与思考

(一)创新课程种类少，所占学分少

虽然设立了创新创业课程模块，鼓励学生通过获得技能与职业资格证书、学科竞赛获奖、公开发表科研作品等方式来获得学分，不过目前该学分并不是强制性要求，只是可以用来冲销相关校公开课学分。学生可以通过选修校公开课完成要求学分，导致学生对创新创业课程模块内容热情不高，创新创业培养效果无法达到预期效果。

针对上述问题，可通过增加创新课程模块内容的多样性，满足不同类型学生创新能力培养需求，并提高该课程模块学分要求，以便激发学生学习热情，提高学生的创新能力。

(二)教师参与实践指导意愿有待提高

由于师资力量有限，教师教学任务重，虽然组建了相关创新实践团队，可是指导学生创新实践的工作还是由个别几个老师负责，造成学生创新实践指导次数不足，创新能力培养的时效性不强。

为解决该问题，可通过优化团队结构，制定相关政策鼓励教师参与到学生创新实践能力培养工作中来。

(三)实验场地资源受限，开放性不足

由于经费及场地限制，实验室面积严重不足，存在几个实验室共用一个实验场所的局面，造成开展实践教学存在一定困难，实验室建设不能满足学生创新创业培养需求。同时实验室课余时间对学生开放不足，学生在课后无法有效地开展相关创新性研究，不利于学生创新能力培养。

针对上述问题，可通过加大资金投入，完善实验室建设，减缓实验室使用紧张局面，制定相关规则制度，合理开放相关实验室，给学生开展科学研究提供有利场所，提高学生的创新能力。

(四)如何加强全过程的创新教育与实践

在加强学生创新能力培养时，很多院校只是独立设置几个学分的创新创业课程，并没有把培养学生创新能力融入到专业课、实践教学的人才全过程培养中，造成创新教育与专业教育脱节，没有形成培养学生创新能力的合力。

培养学生创新能力，需加强全过程的创新教育与实践。首先在人才培养目标中要明确专业教育和创新教育相结合、专业实践与创新实践相结合，确立培养学生创新能力的中心地位；其次将创新教育融入到人才培养的全过程，包括将创新教育融入到专业教育、实践教学中，健全专业课程体系，改革教学内容、方法以及考核方式。

(五)如何扩大创新实践学生的覆盖面

在实施一系列提高学生创新能力培养措施时，需要考虑的一个关键问题是如何扩大创新实践学生的覆盖面，避免只是实验室等少数学生得到创新实践机会，需思考如何激发普通学生参与到创新实践的热情，提高其创新能力。

可充分利用第二课堂资源，开展创新创业竞赛，激发学生创新创业热情，让更多的学生参与其中，营造良好的创新创业氛围。鼓励学生组建创新团队，为其配备指导老师，为学生提供交流沟通平台，提供多渠道参与创新实践，鼓励培养学生的创新意识，提高创新实践能力。

五、结语

为解决地方本科高校工科专业学生创新能力培养问题，本文研究了河池学院机电信息类专业的以产业需求为导向的“课堂教学——科技创新训练——岗位技能提升”三位一体创新人才培养模式，通过在课程体系、创新能力培养模式、创新研究团队建设等方面进行了一系列探索，有效解决了课程理论教学与实践脱节、课程方法单一、学生动手机会少、课堂效果不佳、新建本科院校师资力量不足和教师实践能力不足的问题，为新建地方本科高校如何培养机电信息类专业学生提供了一种新模式。