金课建设背景下高校工科学生创新能力培养的探索——以纺织工程专业为例

闫红芹，储长流，李 伟，杨 莉，张艳艳

(安徽工程大学 纺织服装学院，安徽 芜湖 24100)

“金课”内涵包括“两性一度”，即高阶性、创新性和挑战度。金课建设要合理运用现代信息技术手段，开展“慕课”和虚拟仿真实验实训项目建设，开辟“智能教育”新途径，同时重视学生的创新实践能力培养。 大力推动科技创新已经成为囯策，国家未来科技发展的主力军是高校学生，其创新能力的强弱直接关系到国家未来科技的国际竞争力和长远发展。各类学科竞赛尤其是高水平的专业学科竞赛为高校学生创新精神和创新能力的培养提供有效途径，工科院校的学科竞赛的目的是鼓励和吸引学生将专业理论知识和实践能力相结合、激发学生的求知欲望和学习兴趣〔1〕。安徽工程大学纺织工程专业以“金课”建设为契机，对课程体系、教学方法、教学形式、考核机制、师资配备等方面进行建设，依托专业学科竞赛，提高高校工科学生创新精神和创新能力，培养适应市场需求的工科人才。

1 构建以高阶性为主的课程体系

金课的第一个特点是“高阶性”，要求知识能力素质有机融合，在课程教学中体现出综合型人才培养的特点，培养的学生要具备解决复杂问题的综合能力和高级思维，因此设立的课程体系要将知识传授、能力训练与素质培养相结合，并按年级特点逐层提升，引导学生从基本技能到高阶思维的全局提升〔2〕。

纺织科学与工程领域涉及纤维、纺织制品的加工与制备以及有关性能的研究，是一个集材料学、生物学、电子信息等多学科融合的交叉学科。在大学前三年期间该专业开设的专业课涉及的学科多且杂，有些课程理论性很强，大三第二学期开展为期十周的企业生产实习，使学生通过实践过程消化课程内容，并参与企业的技术创新活动，加深对前期专业课的认识。大四上学期开设创新创业实践课程有助于学生将所学专业课知识融汇贯通，能够在基础理论知识中理解创新与创业的本质，提升创新创业素养。

目前课程体系设立公共基础课、专业基础课、专业方向课、选修课以及实践教学环节，根据专业知识更新、创新能力新要求、纺织专业领域科技发展，构建厚基础、宽口径、注重创新实践的课程体系，增加创新设计性课程和工程实训实践教学环节，使理论与实践、实验与应用、工程实践与创新能力培养有机结合。以纺织工程专业(机织方向)为例，课程体系如图1所示。

该课程体系体现了以专业知识为中心、逐层培养学生各阶段能力的特点。专业知识和创新能力需要系统性、连贯性地学习与训练。从初级阶段到高级阶段，需要不间断地、循序渐进地培养。因此，要建立合理的“课程群”，将创新能力培养作为一条连贯的主线，贯穿于相关的课程群中，建立相应层次的技能要求。大一、大二学生主要是以学习基础课(包括专业基础课和公共基础课)为主，需要掌握纺织材料、纺织化学、纺纱及织造等基础知识和技能，能够解决简单问题、具备创新创业所需的基础专业知识。大三是专业课程(包括核心课和选修课)的学习，需要对之前的各种专业知识进行深入地学习与实践，并且在解决问题的过程中，对创新能力进行锻炼。经过这一阶段大量专业课的学习，要求学生能根据要求初步设计纺织品工艺及生产参数，并掌握产品制备的实践能力。如“纱线设计与质量控制”课程要求学生能设计并上机纺制相应的纱线(包括普通环锭纱和花式纱)，“织物组织与结构”则要求学生能按某一主题设计并上机织造小样，课程作业对创新性、文化涵义、实用意义都有一定的考核要求。当学生在大四进行相关实践类课程及毕业设计的时候，可以熟练利用各种专业知识和技能解决纺织领域复杂的工程问题。

图1 课程体系

2 建设以创新能力为驱动的金课课程

2.1 以学生为中心的教学方法

“金课”强调从 “教”向 “学”的转变，即要以学生为主体、以行动为导向，推进教学方法由“低阶”向 “高阶”变革〔3〕。学生作为创新能力培养的主体，要积极主动参与到教学各个环节中，才能使创新能力培养措施落到实处，并取得预期效果。

安徽工程大学从2014级新生入学开始，即安排专业任课教师为大学四年期间的学业导师，在学生学习指导工作中发挥主力作用，结合课程教学开展学习及创新等实践指导工作。引导有想法、有能力的学生通过各种途径与方式参与到创新能力培养的环节中来。对于部分没有想法、自律性较差、缺少钻研精神的学生，学业导师要在教学过程及与学生平时相处中细心和耐心地进行引导，并逐步研究和实践，激发学生的创新热情。学业导师要向大一学生介绍纺织科学与工程专业相关的各类竞赛，使学生了解学科竞赛在学业、考研及职场招聘中的作用，鼓励学生走进实验室、参加学业导师的科研团队和比赛团队。积极引导学生加入学业导师的科研项目中，将善于思考、探索、动手能力强的学生作为研究型人才重点培养。

2.2 以信息化技术为支撑的教学形式

教育部办公厅2019(22)文件要求：“各创新创业教育改革示范高校要结合本校学科专业优势和特色，充分利用现代信息技术，整合创新创业优质教育资源，积极推动高水平教师领衔打造创新创业线上‘金课’”〔4〕。今年由于疫情原因，响应教育部“停学不停课”的号召，纺织工程所有课程均采取线上授课方式，学校推荐使用学习通和雨课堂，可以结合课程内容合理选择直播、微课或同步课堂等授课方式，企业生产实习及部分课程实验以虚拟仿真实验实训形式进行。课程重点章节内容录制15分钟～20分钟左右授课视频上传至线上教学平台，作为学生在线学习资料，便于课前预习与课后复习，同时部分专业课程内容可结合专业微信公众号进行，紧跟行业最新动态和进展，将网络信息和理论知识相融合，学生不断接受新事物、新方法，不断探索新的解决问题思路，提高了学生理论知识的应用水平和创新能力。

2.3 课程和学科竞赛结合的课堂实践

安徽工程大学纺织工程专业的设计性实践课程以小组形式进行。以“纺织品设计与上机”课程为例，该课程安排在大四第一学期期末，将班级学生分成若干个小组，小组分别承担授课教师布置的某一系列作品的项目；每组优选一项最具创意性的设计，组员共同对该方案进行完善(图案修饰和色彩搭配)，上机完成小样的织造；织造完成后，授课老师指导学生申报外观专利，上机织造的作品参加相关比赛。对于外观专利授权的作品，组织学生参加校级及市级专利大赛，项目组成员中纳入低年级学生，经过一系列比赛的实战，学生基本掌握了小样上机操作要领和织物组织设计要点，对后续相关专业课的学习打下良好基础，真正做到传帮带。

经过三年的学科竞赛和教学相结合的实践发现，大一就进入参赛或科研团队的同学，协调沟通能力、动手操作能力及创新创业能力更强，这些学生也具有更强烈地考研继续深造的意愿。以纺织工程(机织方向)为例，该方向每一级人数较为稳定，均在40人左右，近三年“纺织品设计与上机”课程作业参加比赛的项目数和各类比赛获奖率逐年提高，随着学生创新能力和实践能力的加强，等级较高的一等奖和单项奖数量也有所增加。

3 师资力量搭配和课程多元考核机制

“金课”的挑战度对老师和学生都有较高要求。教师是创新能力培养的具体实施者，具有高水平创新实践能力的师资队伍是高校培养学生创新教育发展的基石，也是“金课”建设的重点。安徽工程大学纺织服装学院纺织工程专业共30名教师，其中一半是近几年引进的具有博士学历的青年教师，他们具有较强的科研能力和将创新实践融入教学的意愿。而部分中年教师虽然科研能力不足，但具有完善的知识结构、丰富的教学经验与教学方法。因此，学院建立了灵活有效的科研机制和教学机制，科研考核和教研考核打通，设计类实践课程及相关比赛以中年教师为主，青年教师辅助参与，而如“有机化学”、“高分子化学与物理”等专业基础课青年教师逐渐由助课过渡为主讲，同时科学研究类竞赛则由青年教师为主，中年教师适当进行指导，将两种类型的教师有机地结合起来，共同促进学生实践与创新能力的提高。

“金课”对学生的考核要求也提高了，以往课堂轻松学习、考前冲刺几天甚至几小时就能拿到学分的考核方式已被淘汰。考核机制要多元化，纺织工程专业课程均采用平时考核与期末考核相结合的方式，其中平时成绩占考核比例的30%，以出勤率、课堂表现及平时作业作为衡量标准，期末考核成绩占考核比例的70%，以上两项成绩考核作为期末成绩。建立以教师评价为主，学生参与的评价制度，部分课程还要引入学生作品参赛情况。教师、学生共同参与评价与监督，学生也在参与评价中获得向同伴学习机会及提升自我诊断能力，实现以评促学。课程作业参赛获奖情况直接反映了学生创新水平，因此课程考核也体现了学生的创新能力，对激励学生参与竞赛提升创新意识和实践能力具有积极作用。

实践类课程采取多元化考核方式后出勤率大大提高，课前不预习、只围观不动手“打酱油”的现象基本消失；每位学生都要按要求独立完成课程作业，促使其提前查阅资料进行设计，有助于学生创新意识的发挥；由于小组人数较少，每位组员都要参与其中才能完成小组作业，增强了学生的实践和创新能力；学生通过课程作业说明书撰写，了解了学科竞赛申报书的格式和要求，为课程结束后参加各类学科竞赛奠定了基础。

4 结语

安徽工程大学纺织工程专业以“金课”建设为契机，依托各项专业学科竞赛，基于“金课”的“两性一度”，构建逐层提升学生创新和实践能力的课程体系，课程建设中以创新能力为着眼点，采取以学生为中心的教学方法、以信息化技术为支撑的教学形式，课堂教学和学科竞赛相结合，科研型和教学型师资合理搭配，实行引入学科竞赛的多元化课程考核机制，实践证明这些措施对培养学生的创新意识和创新能力起到较好的效果。