面向新工科和新师范的创新教育平台构建

杨茂云，张 玉，张笃振

（江苏师范大学智慧教育学院，江苏徐州 221116）

0 引言

自然科学、技术科学和人文社会科学日益交叉融合，人工智能、大数据、生物技术和量子信息等正在催生新产业、新业态和新模式，世界已经进入新时代。习近平主席指出：“新科技革命和产业变革的时代浪潮奔腾而至，如果我们不应变、不求变，将错失发展机遇，甚至错过整个时代。”新时代对高等教育提出了新的要求，联合国教科文组织在《反思教育：向“全球共同利益”的理念转变》中指出，世界正在变化，教育也必须改变［1］。为应对新时代的教育变革需求，教育部、科技部、工信部等部门启动了“六卓越一拔尖”计划2.0，全面推进“四新”（新工科、新医科、新农科、新文科）建设。“四新”建设通过工科、医科、文科、农科的交叉融合，培养具有家国情怀的跨学科创新型人才［2］。创新是“四新”建设的内在基因，人才培养是“四新”建设的基石。培养创新型教师是新时代师范院校的责任，中共中央、国务院在《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》中要求“培养造就党和人民满意的高素质专业化创新型教师队伍”。在新时代，如何构建面向“四新”建设和“新师范”建设的创新教育平台具有十分重要的意义。有效实施创新教育必须关注理念设计、制度设计、平台设计3个环节，没有平台支撑，理念和制度就是纸上谈兵［3］。本文以江苏师范大学智慧教育学院创新创业教育平台建设为例，结合计算机工科专业特点和教育技术师范专业的特点，探索了面向新工科和新师范的创新教育平台构建，并进行了实践。

1 创新教育平台建设现状

很多“双一流”高校成立了综合性创新创业平台。清华大学成立了创意创新创业人才培养平台清华X-Lab，倡导学科交叉、探索未知、体验式学习与团队协作的教育理念，帮助学生学习创意创新创业的知识、技能和理念，培养学生的创造性精神、创造性思维、创造性能力和执行能力［4］；东南大学成立了科技园学生创业中心，为学生创新创业提供指导和全链条服务［5］。

还有高校成立了面向领域的创新创业平台，徐玲等［6］构建以“创意创新创业课程为载体、创新创业实践为主体、创新创业平台基地为支撑”的多层次和系统化的“三创”软件人才培养体系；江帆等［7］构建了包含创新创业课程、创新创业实践、创新创业课外活动、持续改进4 个模块的机械专业创新创业培养体系；华中科技大学能源与动力工程学院以“学生成长为中心、教师参与为核心、实践锻炼为重心”，构建了“1＋2＋3＝N”的“全过程”大学生创新创业教育实践体系［8］。

地方院校由于办学定位、理念、经费以及生源和师资限制，无法像“双一流”高校一样建设高大上的创新平台，很多学者探索和实践了适合地方高校的创新创业平台，蒋伟中［9］提出了以“双创”实验室助力创新创业教育发展的实验室模式；张小惠等［10］提出了基于工程训练中心，学生分类融入创新创业课程体系，进行创新创业活动的创新创业实践平台；沈雅婷［11］研究了计算机专业创新创业教育体系构建。

师范院校主要承担培养中学教育教学人才任务，文、理、史、哲类专业强，工科类专业弱，女生多男生少是师范院校的特点。师范生首选的就业意愿是中学教师，师范类课程、教师资格考试等占据了学生大量时间，学生用于创新活动的时间不充裕、创新意识不强，但作为中学教育的后备人才，师范学生肩负传播创新精神和创新理念的重任。探索师范高校的创新教育平台建设，进行创新教育是新师范建设待解决的问题。目前，还没有师范院校结合工科专业和师范专业的特点进行创新教育平台建设实践。

2 面向计算机与教育技术的创新平台

江苏师范大学智慧教育学院每年招收6 个本科班，其中软件工程1 个班、计算机（师范）1 个班、计算机1 个班、教育技术3 个班。2019 年以前，学院的创新活动主要是按照学校通知，组织学生参加创新类竞赛，学生创新能力和竞赛成绩均不理想。为了提升学生的创新意识和能力，响应新工科建设和新师范建设要求，学院于2019 年成立了大学生创新创业中心（以下简称双创中心），面向计算机和教育技术专业进行创新教育平台探索与实践。

2.1 创新教育平台建设理念

专业教育是创新创业教育的基础，专业的前沿研究为创新创业教育提供了源源不断的动力和内容。大数据、云计算、网络技术、人工智能等信息技术与教育已经深度融合，以学习分析、虚拟现实、在线教育为代表的智慧教育已经成为21 世纪的重要研究方向。学院有国家级虚拟仿真实验平台、江苏省计算机实验教学中心、江苏省软件工程实践教育中心、江苏省教育信息化工程技术研究中心和江苏省高校智慧教育重点研究基地，在智慧教育领域有雄厚基础和条件。学院开设计算机科学与技术、软件工程、教育技术3 个专业，计算机类专业学生熟悉信息技术，教育技术专业学生熟悉教育知识，两类专业的学生通过交叉融合必然能在智慧教育领域碰撞出创新的思想火花。基于该理念，本文提出面向计算机和教育技术专业的创新教育。

2.2 创新教育平台体系

计算机专业（师范方向）除学习专业课程外，还要学习一部分师范类课程，教育技术专业除学习专业课程外，还要学习部分计算机类课程，受学分和课时限制，很难在专业教学课程体系中增加创新类课程。通过竞赛项目分析和问卷调查，发现有15% 的学生有意愿参与创新创业活动，参与度最高的时间段是第1 学期至5 学期。按照专业培养计划，学生到第3 学期才能完成基础知识学习，如果等学生完成基础知识学习再进行创新活动，那么用在创新活动的时间就不长，很难取得好的创新教育效果。借鉴其他学校创新教育平台建设经验，结合学校特点和学院学科优势，构建阶梯式创新教育体系，如图1 所示。

Fig.1 Stepped innovation education system图1 阶梯式创新教育体系

第一阶梯：夯实创新知识基础。批判思维和问题解决能力、沟通交流能力、合作能力、创造与革新能力是创新型人才的核心素养。STEAM 教育促使学生基于科学、技术、工程、艺术、数学多个维度解决复杂问题，非常适合培养学生创新素养。第一层阶的主要目标是夯实创新知识基础，养成敢闯的素质、会创的本领，拓展创新创业思维，使学生具备批判思维力、问题解决和决策力、团队协作意识和终身学习力。学生不分专业，全部参加计算思维、写作、演讲的训练，以此培养创新思维、沟通能力、探究能力以及学习能力。

第二阶梯：个性化训练。传统的教育方式采用灌输性的教育方式传授知识，不利于培养学生的创新思维和创新能力。个性化教育利用大数据、人工智能对学生进行分析和诊断，基于未来发展趋势、学生潜质和意愿，量身定制教育计划，个性化是创新教育的必然方式。根据个性化教育要求和学院学科优势，成立人工智能组、虚拟现实组、软件项目组、机器人组4 个个性化小组，如表1 所示。每个小组聘请PI 负责小组的培训活动，学生完成第一层阶的训练后，根据自己的意愿和兴趣加入一个项目小组进行训练。

第三阶梯：交叉融合创新实践。新时代科学技术突破的主要途径是跨学科交叉融合，通过交叉融合创造了新模式、新技术、新模式。交叉融合是创新教育的必由之路。各个性化小组的学生可以通过交叉融合搭建项目团队参加高级别综合竞赛、申报大学生创新创业训练项目和参与教师科研项目。比如：人工智能组与机器人组的学生已经组队准备参加人工智能机器人挑战赛，虚拟现实组与软件项目组的学生已经组队参加了挑战杯、互联网+、创青春等竞赛。

第四阶梯：创新创业。培养学生创新思维和能力，必须进一步激励学生创新创业。双创中心根据学生创新活动情况，指导一部分学生创业，一部分学生就业，一部分学生考研。

Table 1 Personalized group表1 个性化小组

2.3 组织实施方式

（1）分阶段组织培训。第一阶段，借助创新思维训练、沟通技巧、团队建设、数学、计算机、人文科学等MOOC 课程，采用线上线下混合式培训，以学生自我学习为主；第二阶段，与教育大数据研究中心合作分析测试学生的潜质和知识基础，指导学生选择个性化项目组进行个性化训练，这一阶段采用导师指导和小组讨论的模式进行训练；第三阶段，以竞赛和科研项目为抓手，选择各项目组的学生进行优化组合，开展竞赛并参与教师科研项目，主要采用协同训练方式。

（2）注重质量管理。质量管理可以保障创新建设良性发展并逐渐成熟，一个平台能够高效运作，必须有完善的质量管理。双创中心制定了学生选拔和奖惩制度、导师奖励制度，将质量管理和文化建设贯穿到创新训练全过程。学生选拔和奖惩制度如下：通过笔试和面试，选拔有意愿的大一学生进入双创中心；在每一个训练阶段淘汰一批不认真和不能完成阶段训练的学生，奖励一批完成阶段训练的学生。制定创新导师奖励制度：对指导学生竞赛获奖、科研立项、参与企业项目的教师一方面进行物质奖励，另一方面折算一定的科研工作量。

（3）重视文化建设。文化建设有助于培养学生的家国情怀，营造你争我赶的竞争氛围。双创中心与学院学工团队紧密合作将思想政治教育贯穿到创新训练全过程，引导学生做社会主义核心价值观的传播者、践行者，培养学生的家国情怀与社会责任感。以赛促创，培育你追我赶的竞争文化，激发学生训练动力和创新主动性。

2.4 创新教育平台实践效果

经过一年多的实践，双创中心在项目、竞赛、创业、考研、参与度等方面与成立之前相比已经有了很大提高，如表2 所示。

Table 2 Practice effect of innovation and entrepreneurship platform表2 双创中心创新平台实践效果

3 结语

创新平台是创新教育的支撑和基础，创新平台建设主要结合学校的特色和优势进行构建。本文结合学院的智慧教育特色构建了面向新工科和新师范的层级式创新教育平台。平台基于STEAM 教育理念夯实创新知识基础、基于个性化教育进行个性化创新训练，基于交叉融合进行创新实践。一年多的实践结果表明，基于该平台的创新教育效果良好，但也面临师资、经费和激励机制等问题，这些在后续研究中需加以考虑并解决。