理工科学生创新能力培养的教学实践研究——以X高校“OPCE”模式为例

＊李品将 张艳鸽 谢智宇

（许昌学院 化工与材料学院 河南 461000）

我国经济社会发展过程中，创新催生了对创新人才的需求，创新人才的生成有赖于教育，因此近年来大学生创新能力的培养受到了国家、社会以及学界的极大关注。“教育不仅是把前辈所积累的生产经验传授给下一代，而且要把一定的社会规范传授给下一代，使他们能够适应现存生产力与生产关系的要求，以维护和巩固一定的社会政治制度和经济制度”[1]，缺乏德育的教育是没有灵魂的教育。只有“智育”与“德育”齐头并进，才能培养出符合社会需要的合格人才，因此，我国学校教育一直十分重视德育和智育的协调推进。

当前国内教育领域内热议的话题是课程思政建设，“课程思政中的思政，不能局限于思政课所讲的马克思主义理论，更不是借由专业课渠道来实施另一种马克思主义理论的显性教育”[2]。究其本质而言，课程思政与我国教育领域中一贯秉承的德育教育是一脉相成的，新时代“课程思政建设，就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观”[3]。

X学院作为地方性本科院校，在近年来培养理工科学生创新能力的过程中，秉持德能并举的教育教学理念，形成了较成熟的“OPCE”（Open，Practical，and Creative Education）教学育人模式，与目前教育领域所倡导的课程思政有异曲同工之处，本文以“OPCE”模式为例，详细阐述其中的课程思政内涵，为当前理工科的课程思政建设贡献绵薄经验。

1.OPCE模式中创新能力与德育并重的教育导向

（1）OPCE模式中的创新能力结构。地方本科院校在人才培养过程中普遍存在着两个矛盾，一是学生的创新能力水平普遍不高的现状与国家对创新型人才需求之间的矛盾，二是教师科研与教学“两张皮”的现状与创新型人才培养必须走产、学、研、教、创一体化道路的要求之间的矛盾。如何解决这两个矛盾，是地方高校突破本科生创新能力培养瓶颈的关键。

按照工程技术创新活动的基本过程，在探索应用型理工人才的创新能力培养过程中，将地方理工科学生创新能力凝练为“新技术元素的探知能力、知识与技术的集成能力、创新组织的宏思维能力和技术反思能力四个方面”。针对这些创新能力结构，X高校最终形成了“开放•实践•创新”的教育理念，构建了OPCE教育教学模式。该模式以开放实践创新课程体系的构建为主线，以校企合作开放科技创新平台和双师型教师队伍建设为基础，以导师制的实施为抓手，以学生参与教师科研创新为路径，实施项目驱动式教学，建立开放多元的教学评价体系和奖励激励机制，其根本做法是“产、学、研、教、创”一体化，即把开放、实践、创新渗透于人才培养各环节，把科研和教学深度融合，以科研反哺教学，使学生在开放中实践，在实践中生成创新能力。

（2）OPCE模式中的德育导向。理工科学生创新能力的培养离不开德育，“创新活动本身是具有价值的活动，创新是具有建设性的而不是具有破坏性的行为，通过创新活动既要培养具有创新能力的人，更要把握好这种优秀人才成长的道德向度”[4]。如果说创新能力培养主要解决的是“培养什么样的能力”“如何培养能力”这一智育手段问题，那么德育教育在创新能力培养过程中主要解决“为什么要创新”等具有价值导向的问题，以及从生命体的角度“如何将创新转变为一种由外而内的持久行动”问题。基于这样的认知，OPCE模式中设置了创新的价值导向、创新的动力培养、创新的社会规范作为德育的内容。

首先，理工科学生创新能力的培养一定要有明确的价值导向性，工程技术创新最终是要用到社会生活中去，“运用到什么地方，如何运用，掌握在什么人手中，这就是一个十分显著的价值导向问题”[5]。在OPCE模式中这种价值导向就是在学生创新能力培养过程中，要给这种能力赋予明确的方向，即要把创新引导到崇高的方向上去，创新能力要体现国家情怀、民族担当、社会担当、人本情怀等，以价值导向统御创新能力。

其次，创新人格是大学生创新素质发展的动力系统和方向性保证，是创新意识和创新精神在个人心理层面的积淀，是创新能力形成的内在动力源，是实现创新所表现出来的特定的心理特征[6]。只有德育可以为创新能力的生成营造一种软环境，刺激、调动学生创新的激情。因此德育需要有意识地塑造学生的创新性人格，赋予创新能力以内在的动力。

再次，创新能力的生成也需要社会关系的协调。人的创新能力一方面是将积累的科学知识通过科学思维进行转化的过程，另一方面也是协调社会关系的过程。因此创新能力的高低在一定程度上意味着处理社会关系的能力。德育过程是有意识地传递社会规范的过程，是培养学生社会认知和交往能力、处理社会关系能力的过程。

（3）OPCE模式中可衡量的创新能力与德育指标点。在现代教育教学中，人才的培养就要将培养目标转化可衡量、可操作的指标，并将其落实到具体的培养过程中，这最终有利于检验培养目标的达成度，也有利于人才培养方式、方法的改进。在OPCE模式中，在确定了理工科学生创新能力结构和德育目标的前提下，从可衡量、可测度的角度，对创新能力和德育目标进一步细化为可观察的指标点，以便在具体的培养过程中细化、落实，如表1所示。

表1 创新能力结构与德育要素评价指标点

2.OPCE模式中创新能力培养与德育的具体融合途径

在高等教育阶段，按照新工科的人才培养要求，理工科学生的培养更应该注重创新能力和综合素质的提高，理工科高等教育是对学生知识与技能创新、手脑协调、身心融合的磨练过程，是智育、德育并驾齐驱融合推进的高级发展阶段。

（1）渗透能力与德育的“开放•实践•创新”课程体系。人才培养方案是关键，在OPCE模式下的人才培养方案，是将创新能力提升与德育渗透于培养过程的方案。在制定方案的过程中，需要在课程、教学、实践、项目各环节注重创新能力提升与德育的融入。

为此在培养方案中设置了开放平台实践课程，该课程延续4～6个学期，以开放的项目管理形式开展教学活动，通过向学生开放实验实训平台，引导学生以小组合作的形式独立自主完成教师设定的项目研究，优秀学生可全程参与教师的横向科研课题或校企合作产品研发工作，并将研究成果转化为科技论文、专利或毕业设计。课程的设置打破了传统课程体系中先理论后实践的课程逻辑结构，作为一条主线把相关专业理论课程与专业基础实验、工业实习、毕业实习、毕业设计（论文）等实践课程贯穿在一起，融理论学习、技能训练、科学探索、技术革新以及行业实践、规范习得为一体（图1），从而构成了完整的“开放•实践•创新”课程体系，使学生在实践中领悟并自主获取理论知识，在研究过程中掌握专业技能，得到科学研究、生产实践与发明创造的训练，最终达到能够独立思考，实现理工科学生创新能力结构的决定性提升，并在此过程中接受创新价值的引导，习得创新过程的社会规范，完成创新人格塑造。依据要达成的能力和德育目标，要在不同环节针对性地安排教学内容，将能力提升和德育融入在课程教学环节和内容中。

图1 OPCE课程体系结构图

（2）能力与德育并重的教学模式。学生对创新价值导向、创新能力的理解及其践行不能局限于课堂教育环节，实践的环节也是培养学生社会认知和交往能力的环节，是多方面的教育。在OPEC模式中，实践环节的教学过程是在校地合作项目和当地主导产业、特色产业、战略新兴产业实习实训基地、研发实验室、工程实验室、开放教学实验中心等协同创新平台中展开，将各类校企协同创新平台作为实施创新课程、拓展创新教育空间的主要阵地，通过多维度合作形式，使各类校企合作创新平台在培养应用型创新人才中起到了重要作用。具体的做法是，其一，建立固定校外实践场所，充分保证工业见习、工业实习和毕业见习等实践教学的质量；其二，为学生“实战演习”式的研究性学习提供条件优越的仪器设备条件，为创新训练计划的实施提供足够的资源保障，为开放创新实践平台课程提供实施空间；其三，聘请企业专家担任导师，为学生的项目研究提供更加接近工程实践的精准指导和训练。实践教学环节，不仅仅是学习和掌握冷静的科学、工程知识过程，更是学生新技术元素的探知能力、知识与技术的集成能力、创新组织的宏思维能力、技术反思能力得以锻炼提升的过程。

（3）多元化的教学评价体系。OPEC模式的教学改变了传统的依赖期末考试对学生进行评价的方式，采用了多元化的评价方式。多元化评价方式结合了创新能力结构的不同取向，能力提升的周期性，以及在不同学习环节中德育目标的差异，注重过程性、阶段性评价和最终结果评价相结合的方式，多元开放的教学评价体系（图2）。

图2 多元化教学评价体系框架图

首先，注重过程性评价，将学生的学习态度、创新能力、创新意识、研究成果的创新性以及学习阶段的社会担当意识、责任感、团队合作意识、人际协调能力等全部纳入评价内容中，对学生的全程参与过程中的表现给予全方位的客观评价。其次，评价主体的多元化。除了导师外，将实验室管理人员、企业参与指导的人员、学生团队成员也作为评价主体纳入到评价体系中，力求全面反映被评价者的真实情况。第三，采用个性化评价方式。针对起始阶段不同学习水平和能力的学生，拟订相应的评价标准，最终以学生的综合评价成绩和研究成果决定其所获得的学分。

3.OPCE模式的实践效果分析

OPCE模式实践中，学生创新能力培养和德育是相辅相成的，创新能力培养的结果可以通过学生发表科技论文数量、获得的发明专利、创新大赛获奖情况与未采用OPCE模式前的情况进行对比得到验证。另一方面，德育的效果虽然不可直接衡量，但是德育的结果主要表现在学生创新人格中创新意识、创新的科学精神；精益求精的工作态度；乐观积极向上的精神风貌，团队合作意识，人际协调力方面，这些素质的提升对学生创新能力的成长是有正向作用的。因此，验证OPCE模式的效果，其实就是验证学生创新能力和德育的成果。

（1）在本校推广应用的效果。在本校实践的效果以最早的试点单位——XX二级学院为基础，自2007年开始实施该项教学改革以来，本科生参与发表科技论文共105篇，其中SCI收录学术论文79篇，获得授权国家发明专利36件，获得省部级以上学科竞赛奖励69项。

2014年以后，OPCE模式成熟之后逐步推广到全校理工科专业，取得了明显的效果。在本校理工科院系共计21个专业学生参与OPCE模式的创新训练计划，年均参与学生数保持在4000余人获得省级以上学科竞赛奖励1112项，国家级奖励187项，每百名学生获奖数年均增幅为53%。

（2）在其他高校推广应用的效果。2016年以来，OPCE的模式开始在XX大学等省内外本科院校部分专业推广，取得了显著的效果。XX大学参与学生180人，2019-2020年获省级以上学科竞赛奖励70余项，较采用OPCE模式之前增加了60%；发表学术期刊论文30余篇，提高了50%；获得发明专利60余件，提高了110%。

4.结束语

OPCE模式遵循创新能力和德育贯穿于教育教学、实践改革的主线，经过人才培养过程中具体方式方法的改革，从最终的结果看其方法可行，措施有效，不但训练了学生的创新思维和能力，提高了学生工程创新能力，同时也使学生获得了思想感悟和正确的价值取向，认清了存在的不足和前进的方向，习得了一系列社会规范。