新工科教育背景下电类专业大学生创新创业能力培养路径研究——以湖南工程学院为案例

陈亚琼 黄望军

(湖南工程学院, 湖南 湘潭 411104)

一、引言

近年来，高校毕业生就业问题严峻性日益突出，创新创业能力逐渐成为衡量大学生能力的首要因素。现阶段，中央和各级政府教育行政部门、各高校都十分重视大学生实践与创新能力的培养，尤其是工科院校。2017年2月和4月，教育部在复旦大学和天津大学分别召开了综合性高校和工科优势高校的新工科研讨会，形成了新工科建设的“复旦共识”和“天大行动”。 此举是为了应对新一轮科技革命和产业变革所面临的新机遇、新挑战而提出“新工科理念”。新工科建设对工科院校大学生创新能力带来了机遇和挑战。本研究将以湖南工程学院为案例，结合新工科教育背景下电类专业大学生创新能力的培养现状，针对性的提出培养路径及具体实践方法，旨在提高其创新创业能力。

二、新工科教育背景下电类专业大学生创新创业能力培养价值

新工科建设是以理念率先变革带动工科教育的新发展,新工科走出适应社会观念的局限,以学生自主学习发展和学校培养,企业产业作为评价为主体,产学结合,让学生更贴近实际，让旧工科在新需求推动下，推动社会进步。其中工程教育是新工科建设的重要组成部分,目的是培养具有实践能力的创新性工程技术人才。我国是工程设计、制造、建设大国,需要大量工程技术人才。我国的工程教育规模已经位列世界第一,但人才培养质量与工程教育发达国家有较大差距，最大的差别是创新型人才培养机制的缺失。2010年，国家教育部在部分高校专业推行了“卓越工程师教育培养计划”，其中包括湖南工程学院。其指导思想是：树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，我校电气专业属于首批试点专业，在新工科工程教育背景下，电类专业大学生创新创业能力培养具有价值性，具体表现在满足时代与社会发展的需求，符合高等教育发展目标，实现大学生自身发展。

(一)满足新工科背景下社会发展需要

全球经济一体化格局逐渐形成，市场竞争加剧，而从市场竞争的本质上来看，人才是竞争之本。随着全新一轮创业创新浪潮的来袭，借助改革“东风”，推动中国科技和经济发展，掀起“万众创业”的新浪潮、“人人创新”的新态势已经成为时代与社会发展的基本方向。信息时代背景下创新是灵魂，只有善于进行知识创新、技术创新与经济创新的人才日益增多，才能够不断推动社会进步[1]。因此，培养电类专业大学生创新实践能力不单单是时代赋予的历史使命，也更是社会发展的迫切需要。

(二)符合高等教育发展需求

从我国的教育体系可以看到，高等教育担负着人才培养的重担。当前，高校创新能力的价值在人才衡量中的比重逐渐增加，创新人才的数量与质量也已经成为衡量高校教学质量的重要依据。教育部也已经看到创新创业能力所能够展现出的价值，将其作为衡量办学水平的关键性指标，纳入到高等教育教学评估指标与学科评估指标体系之中[2]。

(三)有助于自身发展

大学生是高等教育教学改革实践的受益者，理应成为本时代的精英，特别是对于电类专业人才而言，良好的创新实践能力是其成长与发展的必备要素，适应社会发展要求。绝大多数的企业已经将创新作为企业核心能力与关键目标，以创新发展指明企业前进方向。可以说，企业这种在思想观念上的改变及其对创新的全方面理解，直接决定着大学生具备创新能力的价值。这就要求为适应良好的社会就业要求，电类大学生需要不断强化自身创新能力，将其作为就业的砝码。因此，培养学生的创新实践能力，是满足大学生自身发展的基本要求[3]。

三、新工科教育背景下电类专业大学生创新创业培养现状

为了解新工科教育背景下电类专业大学生创新创业培养现状，研究者选取长株潭三所工科院校150名电类专业学生和30名教师为样本，采用问卷调查法和访谈法对工科大学生创新创业培养现状进行调查，发现存在以下问题。

(一)创新创业教育课程体系缺乏系统性

电类专业是一门应用性很强的学科，在生产、生活的各个领域中都有广泛的应用。电类专业实践性较强，在新工科背景下，随着技术更新，课程也要与时俱进。电类专业创新创业教育课程要注重系统性，要涵盖创业通识、专业知识以及创业实践三个模块。从调研情况来看，目前工科院校电类专业创新创业教育课程较为零碎，尚未形成完整的体系。此外，普遍存在重理论轻实践的情况，课程结构不合理，创业通识课程比重大，实践课程不够。创新创业教育与电类专业教育结合不够紧密，现有课程很难满足“新工科”的培养要求，重构课程体系势在必行。

(二)创新创业教育实训与孵化平台建设不足

在新工科背景下，工科院校越来越重视“双创”实践教学环节。在双创学院和院部努力下，近年来，开放实验室，创客空间、大学科技园、大学生创业园等实训中心或孵化平台纷纷建立起来，但大多数平台重立项轻建设，大部分高校对优秀项目的孵化服务与指导不到位，最后流于形式，学生收获并不大。此外，很多创新创业教育实训与孵化平台规模有限，资金有限，运行与管理不够灵活，受众面较小。不能满足新工科建设对创新创业教育硬件的需求。由此，加强创新创业教育实训与孵化平台建设势在必行。

(三)创新创业教育模式陈旧

调研结果表明，当前工科院校创新创业教育模式陈旧。无论是教学目标、教学方法和教学评价，都落后于新工科背景下创新创业教育的发展。电类专业创新创业教育有自身的专业特点，教学目标、教学方法、模式和教学评价都要不断创新。目前，教学方法仍然以传统的“注入式”为主，一些创新创业教师缺乏企业工作经历，对学生的创新创业指导显得力不从心。为此，需要大刀阔斧改革电类专业创新创业教育模式。而且，在师资配备方面，需要行业专家、创业导师、投资人等专业人士支持。

四、新工科教育背景下电类专业大学生创新创业能力培养路径

电类专业大学生是推动社会科技发展的重要力量，在新工科教育背景下，电类专业大学生创新创业能力的培养路径，可以从以下几个方面入手。

(一)建立创新课程体系

教学模式的改革是大学生创新创业能力培养的基础，而建立创新课程也是提高创新能力的重要因素之一。对于电类专业大学生，设计实践能力是其必备的技能，这样就要求突出实践课程的地位，它要求做好相关课程的优化与设置，并进行课程创新。大学生在高等教育阶段所接触到的知识体系方面存在一定差异，如在大一大二的课程体系当中主要是以专业的理论知识为主，注重理论知识的传授。而进入到大三大四的课程时，则更加关注大学生对理论知识与实践知识的结合能力，能否真正将理论知识应用到工程实践之中，需要课程的整合。但传统电类专业的课程设计存在一定的弊端，即理论与实践处于脱节状态。理论学习阶段缺乏实践，学生对理论知识认知度不足。实践阶段由于缺少理论知识辅助，导致实践过程受到影响。因此，建立创新课程势在必行。基于此，我校电类专业根据教学实际开发创新创业训练套件和开设创新创业课程，例如将电子竞赛成熟的培训模式应用于课程教学，将其特点与优势更好地发挥出来，同时将课程教学和电子竞赛培训相结合，使竞赛培训工作常态化，使受益学生更多。以电子竞赛培训模式为参考，开设《电子系统综合设计I》和《电子系统综合设计II》课程。创新创业课程将传统的教师授课与演练模式转变为应用性授课与教学，将学生的个性化品质展现出来，在交流与体验之中激发这一群体的创新潜能[4]。

(二)开展竞赛活动

竞赛活动在当前高校的教学实践中并不少见，已然成为高校拓展课程教学的重要手段。在工程教育背景下对电类专业大学生开展各类科技创新竞赛活动，从而更好的激发这一群体对于电类课程的兴趣与创新潜力，为全面培养大学生的团队协作意识提供有效途径。大学生能够在科技创新活动之中，不断的将自身所具备与掌握的知识进行整理，做好与其他同学之间的相互沟通与交流工作，确保视野得到进一步开阔，使得知识结构得以更加完整，最终提升学生的就业综合竞争力。例如，鼓励学生积极参与到全国大学生电子设计大赛、“西门子杯”工业自动化竞赛、GE大赛、“互联网+”竞赛等等，不断提升自己的专业技能，学校为参加竞赛的同学提供更多的机会与奖励[5]。让学生积极参与到竞赛活动之中，提高专业技能的同时也促进学生团队协作能力的提升。

(三)加强创新创业训练中心建设

建立电类专业大学生创新训练中心，实行学校与学院的两级分管模式，在训练中心下设创新基地，并加强各创新训练室建设以及仪器设备支持，以便于满足电类专业大学生的创新创业能力培养需求。创新训练中心体系结构图如图1所示：

图1 创新训练中心体系结构图

创新训练中心包含多个层次，包括基础训练分室、专业训练分室及综合训练分室。每一个训练分室都是为了满足不同学生创新创业能力培养需求，在训练中心各项基础设施完备后，还需要配备专业师资队伍，以此来指导电类专业大学生具体的实训过程，让电类专业大学生具备良好的训练环境。改变以往重立项轻建设的弊端，多方筹集资金，不断扩大创新创业教育实训与孵化平台规模，并加强管理，以满足学生实训需求。

(四)整合各类资源，改革教学模式

改革传统教学模式是实现电类专业大学生创新创业能力的基础保障，应该充分发挥出学生的主观能动性。以学生为核心的教学模式改革是基础，教学方法应该由传统的“注入式”向着“启发式”方向转变，传统教学方法以注入式为主，启发式并未得到重视，导致学生的创新思维养成受阻。同时，还要由“重结论”向着“重过程”方向转变，营造一个创新型课堂。重结论的教学模式忽略了教学过程中学生价值的持续挖掘，导致学生创新能力方面受到影响。从教学手段上来看，高校应该顺应时代发展的必然要求，不断探索新型的教学模式，尤其是要探索信息技术和传统教学整合的混合式教学模式[6]。教学管理层面也应该持续性关注学生的个性化发展要求，做到因材施教，以此来为电类大学生提供一个相对全面的学习环境与空间[7]。我校就整合了创新课程等资源，以“大学生创新训练中心”项目建设为依托，在总结多年的教学研究与实践成果及充分调研的基础上构建了“教学改革——创新训练——学科竞赛”三维立体创新教育模式，其模式结构图如图2所示。

图2 三维立体创新教育模式结构图

所谓三维立体创新教育模式即：“教学改革——创新训练——学科竞赛”互动模式，以教学改革为主体，教学计划培养与创新训练相结合，构成人才培养的大环境；以学科竞赛推动教改，提高教学质量，引导科技创新活动的开展，培养学生综合素质；教改的成果提升竞赛成绩，充实科技创新活动的内涵；以教改目标为方向，加强创新训练中心建设，提高学科竞赛的竞赛软硬条件，更好的为综合素质人才培养服务。三者相辅相成、互为促进、共同提高，形成一种立体化的培养模式，营造一种探索研究、竞争进取、普遍提高、个性发展的培养氛围，其核心是提高人才培养质量，引导素质教育的开展，围绕“教学改革——创新训练——学科竞赛”三维立体化大学生培养模式开展教学研究。

五、 新工科教育背景下电类专业大学生创新创业能力培养的具体实践

新工科教育背景下电类专业大学生创新创业能力培养途径主要是从改革教学模式、建立创新创业课程、开展竞赛活动及建设训练中心等多角度入手，为当前电类专业大学生创新能力培养提供一个基本框架。但表现在具体实践方面还需要从基础实践能力培养与综合实践能力培养两个方面入手。教研教改也应该将这两个方面作为研究重点，具体实践如图3所示：

图3 电气类专业创新实践能力培养

(一)基础创新实践能力培养

在电类专业大学生创新能力培养的具体实践当中， 通常项目驱动是在大二第二学期开始具体实施，根本目的是培养与激发学生的研究兴趣与研究欲望，更好的融入到动手实践的过程当中。经历大学初期的电类理论知识方面的累积，动手实践能力已经有一定的认识，但从目前的实践教学中来看还存在相应的问题，如何有效克服这些问题成为实践能力培养的关键。例如，在验证型、演示型实验方面，实验课的学时在整个教学体系中偏少，教学内容并未与理论充分融合。所产生的直接结果则是学生的专项能力得不到全面提升，动手能力差，从而失去对于知识学习的兴趣，误认为实验过程仅仅是连线、抄数、写报告。在这种状态下，想要培养电类专业大学生的创新能力则显得十分困难[8]。

基于此，基础实践能力的培养方面可以充分借助初期阶段大学生的认知度，将实际生活中经常接触到物品作为研究对象，对这些东西不单单需要指导使用方法，还应该掌握其工作原理，从而在深度的探究与理解当中激发自身对电气类理论知识的挖掘。如基础实践阶段运用简单易学的收音机、遥控模型、充电器等加深学生理解，用这些物品辅助完成教学，取得较好的实践效果。虽然在基础实践能力培养方面，电类专业大学生还不能够直观的感受到创新型，但通过全过程的实践锻炼，能够将学生带入到这一个动手实践环境中来，实现理论知识与动手实践的具体结合，在“成就感”的驱动下，能在自主实践中感受到创新性的价值。以遥控飞机与实践课程的关系图4为例可以发现，通过一个简单的遥控飞机，其中的基础结构可以拆分为遥控技术与电机控制，遥控技术中又分为传感器、通信电路、单片机。电机控制中又包括电机原理、电路及电子技术。这些初级的理论知识都能够表现在一个遥控飞机之中，通过入门级项目来增强电类专业类大学生的体验感受，进一步启发这一群体进行思考、熟知与应用，不再是一个单一被动的学习过程，而是能够不断的去思考问题、提出问题与解决问题。

图4 遥控飞机与实践课程关系图

(二)综合创新实践能力培养

入门级的项目驱动主要是以基础创新实践能力培养为主，对项目驱动进行拓展与延伸则是为满足工程教育背景下电类专业大学生综合创新实践能力培养要求。学生进入到大三以后，经过入门级的锻炼已经具备自主思考与自主实践能力，那么接下来的重点则需要放在创新能力的培养上面[9]。笔者认为，采用“项目+竞赛”模式驱动创新实践能力培养的效果显著，项目的基本来源主要是从四个渠道获取：其一，竞赛类项目。现阶段针对电类专业的竞赛项目较多，无论是国家级还是省市比赛项目，都可以鼓励学生去积极参与其中，有关于竞赛类项目的应用在路径探索中已经有所提及，这种方法不失为拓展学生视野的新途径，也能够为自主学习指引方向；其二，创新创业项目。为鼓励大学生自主创新，国家、省及各个高校已经纷纷设立不同级别的大学生创新项目，具有广阔发展前景。学生在经历一段时间的基础实践之后，可以依据个人能力去申报不同级别的创新项目，从而以项目为导向来提高自己的创新实践能力；其三，教师的科研项目。高校教师承担着各种横向及纵向的科研项目，特别是具备较强应用性的科研项目则可以为电类专业大学生提供全新的实践机会；其四，已有科研项目的拓展延伸。该方面主要是对传统项目的一种拓展与演化，从更深层次挖掘项目的可挖掘之处，发挥出电类专业大学生的创新精神，培养创新能力[10]。如将图4的遥控飞机与实践课程进行拓展，具体如图5所示：

从图5中可以发现，在普通遥控飞机的基础之上进行项目拓展，得到数据图像处理技术、语音信号处理基础以及传感器技术等多方面的内容，这些技术形态都是电类专业大学生需要具体掌握的基础研究方向。能够在这种知识的全面拓展与延伸之中培养电类专业大学生综合创新实践能力。

图5 遥控飞机项目拓展

实践证明，新工科教育背景下电类专业大学生创新创业能力教学改革的实施具有一定的实效性。首先，创新意识调查问卷结果表明，同学们的创新创业意识得到了提高，实施前，大部分同学创新创业意识薄弱，创新创业能力信心不足,知识结构不合理。此外，创新创业意识的提升是创新创业能力提高的基础。在师生的共同努力下，电类专业学生创新能力明显提高，并取得了一些成绩，如在全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”全国大学生科技与学术作品竞赛等学科竞赛中获奖。其次，创新基地也起到了示范、辐射作用，它的功能类似于某些国家的创新工作坊形式[11]。先后建立的智能车协会、电子制作协会、四旋翼协会等课外科技活动，这些都在全校起到示范作用，实现了普及和提高相结合、点和面相结合，带动了兄弟院系的科技活动和科技展览，科研助手和创新项目等工作。目前，全校都兴起了创新创业的热潮，除了电类专业外，机械等相关专业，特别是卓越工程师教育计划相关专业，都在本研究基础上不断探索学生创新能力培养路径和方法。

总之，本研究所探索的电类专业大学生创新创业能力培养路径，一方面增强了新工科教育背景下大学生的创新综合实践能力，展现了其内在价值。另一方面，它也是基于大众创业及万众创新培养体制下的大胆尝试，赋予现代高等教育体系新生机。