面向低年级工科生的“创新认知与实践”课程体系设计

尹强，孔祥勇，陈刚，李涛，郑七振

（上海理工大学，上海 200093）

本科生所处的成年早期（emerging adulthood）处于人格发展由不成熟走向成熟的关键期，也是个体探索职业认同的关键时期[1]。在这一时期，由于自我意识的发展，知识经验的增多，以及学校和社会环境的影响，他们的人格常会有较大的改变。因此，创新意识的培养，对于低年级工科生创新人格的塑造具有重要意义。

本课题组基于“低年级工科集中培养”办学模式，实地调研了相关5 所国内院校，线上和文献调研了2所，普遍重视低年级本科生的入学教育，但是缺少专业师资，学院师资以学工队伍和行政队伍为主。这就造成了一定意义上，入学教育相对简单，学生活动缺乏深度和专业度，未能充分发掘“教授资源”的强大作用。为从根本上解决从高中到大学的“学习”面临的种种问题，必须进行改革与创新。创新的方向就是整合现有的入学教育和学生活动，学院进行适合培养对象的课程建设，为学生创造有意义的学习经历[2]。

1 新生创新意识调研——基于300 个样本

创新意识的概念和内涵目前尚无统一、清晰的界定。借鉴并概括部分专家、学者观点，将创新意识的内涵概括为创新认知、创新动机和创新意志。

依据以上观点，项目组在2019 学年第一学期对学院2019 级新生和2018 级学生进行了随机抽样调查，各抽取150 个样本，回收285 份有效问卷，问卷设计12 道题，从创新认知、创新动机、创新意志3 个要素展开调研。用SPSS19.0 进行了统计分析。

通过数据分析，得出基本结论如下：

（1）在创新认知、创新动机和创新意志3 个要素中，大一、大二学生在创新认知方面的得分最低，创新动机和创新意志方面的得分较高，说明大一、大二学生在创新认知方面较为薄弱，体现了实施创新认知教育的必要。

（2）大一、大二学生在创新认知和创新意志方面无显著性差异，在创新动机方面存在显著性差异，说明当前的教育尚未使大一、大二学生在创新认知方面获得显著提高，仍然需要加强创新认知教育。

（3）对于培养创新意识，特别是加强创新认知教育的有效途径，大一学生需要更系统化的教育、教学体系设计。

2 “创新认知与实践”课程设计

布鲁姆及其团队研究各种学习与教育目标的关系，于1956年提出了一个教育目标分类系统。2001年一批认知心理学家和课程教学专家根据后来的学术进展，将该系统重新修订为：记住、理解、应用、分析、评价、创造这六类学习。传统课堂教学的主要弊端是使学生主要集中于低阶学习，偏重记忆学习、理解学习，忽视了高阶学习，很难培养出创新型人才，学生心智也不能得到全面发展。

由于本科生所处的成年早期是个体探索职业认同的关键时期，本科低年级学生尚未完整接受过任一学科教育，因此，促进学术认同发展的辅导实践以及教学等实践尤其应做到：既致力于创新理念或建立模式及体系，又致力于克服实践中不可避免的困难。了解本科新生学术认同发展的状态将更可能支持和帮助个体实现学术认同[3]，对其学术素养的提升有裨益。为此，课题组成员在学院面向本科新生开设的“创新认知与实践”课程中进行参与性观察，并参与授课。

以低年级工科生创新能力提升为目标导向，不论怎样开展教育教学，无论是传统教学还是改革后的教学，所有的教学都涉及四个方面：学科知识、教学设计、师生互动、课程管理（如图1所示）[4]。所有的教师都应该拥有一定的学科知识，都要就教学设计做出决定，都要和学生进行互动，都要对课程进行管理。这意味着如果教师要改进教学，可以通过改进这四个因素中的一个或者几个来实现，改进任何一个方面都是有价值的[4]。

图1 教学的四个要素

依据前述拟解决的主要教学难点，本项目主要通过反向课程矩阵设计法[5]来进行“创新认知与实践”课程设计。借助此模型（如图2所示），可以把课程与教学的其他方面，如教学内容、方法、活动、技术、环境、评价等要素组织起来，使之成为一体。搭好课程设计平台后，再嵌入内容、方法、评价等要素：

图2 反向课程矩阵设计

理论教学内容里，以“问题导入”开展“新生研讨课”[6]，PPT 辅助教学；案例教学内容里：本项目的负责人和参与人有丰富的指导大一学生开展科技创新实践的经验，已连续多年成功举办新生科创大赛。基于以往学生的创研项目大类——机械设计类、程序设计类、单片机类、智能医疗类、创意食品类、航模类等，通过情景设置，引入项目实例，使学生具体了解和掌握相关知识点；实践教学内容里：一是教师带教、合作学习，指导具体的项目开展，二是进实践基地和科技企业培训与参观。

效果评估主要通过学生的创新项目开展，从创新认知、创新意识、创新意志等维度进行跟踪和评估，采取过程控制，实行实时反馈，评估意见直接反馈给下一节小课。

3 “创新认知与实践”课程内容体系

课题组从创新认知、创新实践、创新实验切入，将创新活动纳入第一课堂，面向理工类大一学生开设“创新认知与实践”课程。

（1）授课内容。

（2）授课规模。

采用小班授课，新生研讨课，50 人以内。

（3）考核方式。

表1 教学内容

平时成绩：30%。平时课堂及实践表现，结合参观工博会的报告。

答辩成绩：60%。答辩具体安排：根据双披萨原则，6-8 人一组，围绕1 个创新项目展开研究。答辩时以PPT 演示结合实物或者半成品展示，每组陈述5min，评委教师提问2-3min。

实践成绩：10%。根据举办的两次比赛“无人机设计大赛”和“特斯拉线圈制作比赛”成绩给分。

（4）教学效果调研。

以问卷调查的形式汇总分析学生学习效果，要求反馈对教师传授的改进意见，如表2所示。

表2 “创新认知与实践”课程教学调查问卷

本问卷从“知、情、意”三个维度了解学生检索信息的能力、设计实验的能力、实践合作的能力、表达结果的能力，以及在未来的学业生涯中是否愿意继续从事科研创新的相关工作。发放问卷54 份，回收问卷54 份。学生均进行了开放式回答。其中，在检索信息的方法部分，80%的学生能够熟练进行CNKI 和web of science 等数据库检索；在科技论文写作部分，有2 名学生一年后发表了SCI 论文；所有学生均表示有兴趣继续进行科技创新研究。

4 “创新认知与实践”课程评估与收效

通过“创新认知与实践”课程教学深化大学生创新教育的教学和实践环节，改变原有的教育教学和创新实践相互独立、大一学生科创实践和教师科研相互独立、教师科研成果不能及时补充进教育教学内容的局面，构建一个三者相互联系、有度结合、不断深化的教学、实践模式，从而促进学生创新能力的培养。

该尝试在课程设计上集理论教学与实践教学（进实验室，进企业，参观行业会展）于一体，实验课单列1门，实现课堂内教学与课堂外实践的有机融合，拓展学生研究视野；师资结构上结合多专业背景教师、实验师、企业CTO、专利员，实现多学科交叉的多元化师资结构队伍，有效促进协同育人。科研一线教授占比超过50%，有效促进科研反哺教学。

“新生研讨课”在教学方式上是一种新的尝试，重点在于通过此方式促使大一新生尽快适应大学新的学习方式、思维方式，另一方面引导其在学术探讨的碰撞中体验探索的乐趣与方法，进而形成对专业、科学的热爱，为以后的研究事业注入更多的活力。

本文从发展与教育的角度，采用目的抽样法，动态收集质性资料。纵向研究结果体现了“创新认知与实践”课程在学生自主学术认同上的导向性作用，调查结果为融合本科新生职业生涯教育与创新能力培养提供了启发，力图揭示本科新生自主采取探索行动的规律。

本课题组有意在学院构建学院课程平台，协同校、企、社会各方的优势资源，为低年级工科生的成长发展进行课内外教育、教学的可持续改进。依托创新课程教学，特别是文献检索、实验设计、科技论文写作、专利申报等模块，使授课对象初步获得信息的能力、展开实验的能力、形成文字的能力，这是对培养低年级本科生学术素养的初步尝试。