基于新工科与创新能力融合的教学实践*

寇元哲 郑耐琴

陇东学院 甘肃庆阳 745000

0 引言

到“十四五”规划的收官之年2025年，新一代信息技术人才缺口、电力装备人才缺口分别将达到950万人和900万人，新材料领域人才缺口将达到400万人[1]。要实现制造业升级，突破卡脖子点，就必须满足各行业发展的人才需求。随着大数据产业的发展，人工智能、云计算等新时代科技革命与产业变革带来了人才需求问题。2021年，教育部高教司司长吴岩在北大新工科国际论坛（2021）开幕时指出，新工科是中国高等工程教育对世界高等工程教育给出的中国方案。新工科建设复旦共识中提出工科专业应以“支撑经济与产业转型升级”为目标，培养复合创新型人才[2]。

现阶段一些地方高校的本科教育毕业学生还未达到复合型创新人才的要求，不能脚踏实地地服务地方经济发展。打破以前的思维，设立创新型专业技术人才开发工程，突破各专业限制，注重思维和能力的培养是“新工科”人才培养的关键点，创新创业教育是实现人才培养目标改革的重要内容和手段[3]。《关于提升大众创业万众创新示范基地带动作用进一步促改革稳就业强动能的实施意见》[4]中提到“提升高校学生创新创业能力”“夯实国家创新能力基础”[5]。陇东学院作为地方院校，立足陇东地方经济与产业发展的前沿地带和核心需求，服务和助力当地区域经济发展和产业转型升级，培养高素质的创新创业人才。

1 新工科背景下创新人才的基本素养

1.1 有深厚的理论基础、前沿的专业知识、严密的思维逻辑

作为一名服务未来经济的新工科人，既要有厚实的数学基础、大数据挖掘及程序功底，化学化工工艺、先进材料物理等理工基础，又要追踪前沿、涉猎广泛学科领域，多角度全方位地看待问题，有解决问题的创新思路。

1.2 积极主动进取、善于独立思考、勤于终身学习、富于实践创新

新经济发展背景下，知识更新的速度呈飞跃式加快，现有技术不断迭代更新，学生仅仅通过学校课堂获取知识已远远不能满足电气自动化的发展需要，必须具备较强自主学习能力，借助互联网平台，不受时间和空间的约束，更加便捷、灵活、有效地进行学习。

1.3 有家国情怀和社会责任感，遵守法律制度规范、接受伦理道德约束

扎根中国大地办学，要始终思考培养什么样的人的问题，坚守以人民为重的原则，树立正确科学的伦理价值观。学校培养的创新型人才对自己国家和人民要有深情大爱。在专业知识学习的同时，展示创业典型人物等榜样，让他们的创业精神更加形象具体，传播创业文化，用“四个意识”作为导向，构成反馈控制创新创业系统，用“四个自信”强基，帮助学生养成健康、合理的创业心理。

2 新工科背景下创新创业能力协同培养机制

2.1 创新创业教学团队的构建

创新教育要贯穿新工科人才培养的全过程，以人才的市场需求为导向，学生创新创业能力的培养必须渗透在专业教育中，融入课堂这个主阵地。新工科建设中，在以学生为中心的新视角下，教师仍是具体执行者，是构建教学过程的中坚力量。面对复杂的教学环境，教师在前期教学设计，构建课堂中应增加创新观念，穿插创业案例，对有创业想法的学生积极引导，将当前学生的学习与职业生涯规划连接起来，增强学生的创业意识。

要培养适应创新发展需求的人才，要构建一流的教师队伍，只有打造出高水平结构化的师资队伍，才能为社会输出综合能力强的复合型、高素质的人才。为服务地方特色产业，培养大学生的创业意识，学校树立了“校企合作、工学结合”的办学思路。为加强师资队伍建设，学校开展了教学团队成员创新方法培训，并研究课程教学和学科竞赛等项目，号召教学团队成员定期去企业实践，采集数据，将企业实例搬进课堂，引入企业新技术、新规范、新工艺等，依托国网庆阳供电公司，紧跟行业发展，将团队建设成为全省自动化类创新创业优秀团队。另外，实行双导师制，选择有丰富教学和实践经验的教师作为教学及创业工作导师，在创新创业相关政策保障和激励下教学团队通过指导创新创业项目，技能得到全面提升。

2.2 “教—赛—研”协同模式下学生创新创业能力的培养

学科竞赛、创新创业竞赛与技能竞赛的理念与方法很好地契合了“新工科”人才培养要求。为充分激发学生实践创新能力，结合学校软硬件资源，建立自动化专业“教—赛—研”体系，学科竞赛是连接教学和科研的纽带，通过“教—赛—研”教师不仅协调好了科研和教学的矛盾，而且激发和培养了学生的创新力。因为学科竞赛和教学活动的主体是学生，学生从“要我学”转变成“我要学”，而主导是教师，这样教师可以随时关注学生，师生互动加强，实现全过程育人。

以赛促教，促进创新创业和专业教育教学相融合，学校结合创新创业大赛以及学科竞赛不断完善专业人才培养体系，优化课程结构，加强对学生创新创业能力的培养。

为激发学生创新兴趣，使学生感受自己所学习的理论和实践能够得到社会的承认，学校为学生提供了创新创业平台，通过教师与企业、科研机构的具体科研项目，强化学生自学能力和发展能力，拓宽学生知识面。最终科研成果可以充实实践教学内容，实践教学反过来又可促进科研工作的开展和培养科研人才。

2.3 全新的科研教学创新评价考核体系

为保障开展“教—赛—研”教学模式，做出以下改进。

1）改革现行的课程考核体系。为凸显应用能力和实践能力的考核，需要对现有的单一考核模式进行改革。考核内容重知识更重能力，例如，自动化专业在考查学生的理论知识水平的同时重点考查其理解能力、自动控制系统设计能力、专业软件应用能力、电气电子电路创新设计能力，以及人际关系处理、团队精神等各方面的能力与素质，所以课程的考核由之前考试内容为大量客观题，转变为小型调研报告、技能训练、实验测试，同时增加过程考核比重。

2）建立学科竞赛机制。学科竞赛可培养大学生创新实践能力，为提高师生参加各类竞赛的积极性和主动性，设置了竞赛专门学分（表1为自动化专业竞赛学分），建立了学生参加学科竞赛、获得行业资格证书的新激励机制。学校在师资支持、经费支持和心理支持等方面有了全面提升。

表1 自动化专业学生竞赛学分

2.4 校企合作和实践教学中强化学生创新创业能力

就业创业实践整合校企资源，以培养满足市场需求的学生为目标，产学研用紧密融合，在毕业设计过程中贯穿市场人才技能需求，毕业设计内容要针对行业、产业亟须解决的问题，采用“真题真做”模式，构建良性互动毕业设计与产业需求的闭环系统。同时与甘肃电器科学研究院建立校企合作关系并签订战略合作协议，为学生提供优质的一线专业知识和现代化的实训课堂，以期为地方社会经济发展培养出更多更好的应用型人才。安排学生赴国家电网许继集团、崇信电厂、西峰330变电所等企业开展专业实习活动，将所学专业理论知识与生产实践相结合，为就业奠定坚实基础。

近几年学校取得了“基于示教再现与主动跟随家庭助手机器人设计与实现”等国家级创新创业项目4项，省级创新创业项目“基于自动化专业的职业信息与行业需求的数据挖掘与动态数据库建设”等8项，指导学生完成校级创新创业项目若干项，先后完成“四旋翼飞行器”“六自由度双机械臂办公机器人”“330 kV变电站室内巡检机器人”“800 kW燃烧机”“室内自主巡检消防机器人”“花椒收采烘干整套设备”“三轴建筑机器人”等原型机研制。

2.5 优化思政教育内容，提升双创教育质量

创业是一个艰辛的过程，需要有风向标和指路灯，为解决学生在创新创业中遇到的心理压力、极端思想问题、现实人际关系问题，需要做好思政教育。在创新能力培养过程中，采用双闭环教学模式，外环将学生创新能力培养置于教学全过程，通过学生对专业知识掌握情况的积极反馈，感知学生的专业知识掌握情况，积极调节专业知识点的讲授深度与速度，实现良好的教学效果；内环思政隐性教育，结合国家政治和时代内涵的发展需求，紧扣时代的主题，将革命红色故事、社会实时新闻、国际经济发展及对我国的制裁等融入理论教学的过程。创新教育要贯穿新工科人才培养的全过程，学生创新创业能力的培养必须渗透专业教育，教师的教学思想中应增加创新观念。培养的大学生不能只是一个知识载体，还应该是人格健全、品行端正的社会主义事业建设者和接班人。

3 结束语

结合新工科战略，以培养学生“敢闯会创”的精神和素养为核心，本着“地方高校”服务“地方经济”的理念，紧密结合服务区域经济社会发展智库项目，围绕新工科建设要求，探讨学校创新人才自主培养之路。2019—2020学年，电气自动化专业16项创新创业作品参加国家级省级创新创业竞赛，其中1项获国家级创新创业项目，9项省教育厅立项的“大学生创新创业训练计划”完成结项工作。组织参加全国大学生电子设计竞赛及首届“甘青宁”高校创新创业大赛，分别获得省级一等奖2项、二等奖4项和三等奖2项，组织培训150多人次参与学科竞赛，获省级奖励15项，学生参与率很高。同时，在摸索和实践中也为学校其他工科专业的人才培养及教学改革提供应用示范，希望通过创新能力提升路径研究，为建设好陇东地区高水平应用型大学作出应有的贡献。