自主发展导向的创新人才培养实践教学体系研究与实践

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  摘要:为了在创新实践教学中唤醒学生的自主创新意识、创新思维和创新潜能,更加充分地调动学生认识与实践的主观能动性,本文以通识课程、大类专业基础课程和专业课程为基础,依托不断丰富完善的硬件平台、创新项目、教师指导团队和学生专业社团,提出了“自我唤醒、自我认知、自主学习、自主实践、自主创新”的创新人才培养理念,建立了学生自主发展导向的创新人才培养实践教学体系,构建了“统一规划、自主选题、分级指导、协同创新、多元评价”的创新实践教学模式,建立了分层次的创新实践资源,形成了学科互补、师生协同、动态优化的创新实践指导团队运行机制。通过实践检验,取得了显著的人才培养效果。
  关键词:自主发展;实践教学体系;实践教学模式;创新实践指导团队
  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)26-0147-04
  一、引言
  为适应建设创新型国家,培养学生创新精神、创新能力和创新人格的需要,探索在专业实践教学中唤醒学生创新实践意识、调动学生创新实践积极性、促进学生创新实践能力的提高,成为高等学校实践教学改革的热点问题。现阶段,国内工科专业实践教学中普遍存在学生学习目标不明确、学习主动性不足、创新实践意识与兴趣缺乏等问题。本创新指导团队矢志研究大学生创新实践能力,培养各要素和相关环节的规律,探索改进教学、提高创新人才培养质量。
  深入分析发现,影响创新实践人才培养质量提高的主要原因有以下三点:①各实践教学环节相对独立、关联性不强,缺少对学生系统化、个性化学习的指导。②传统实践教学方式不能适应学生多样化的学习方式,导致学习效率低、效果差。③现有评价方式只能部分表征学生的实践能力,其结果无法有效地为实践教学改进提供反馈。
  针对上述问题,提出了学生“自我唤醒、自我认知、自主学习、自主实践、自主创新”的创新人才培养理念。在其指导下,探索建立了学生自主发展导向的创新人才培养实践教学体系,构建了“统一规划、自主选题、分级指导、协同创新、多元评价”的创新实践模式,建立了分层次的创新实践资源,形成了学科互补、师生协同、动态优化的创新实践指导团队运行机制。
  二、自主发展导向的实践教学体系
  在学生“自我唤醒、自我认知、自主学习、自主实践、自主创新”的理念中,“自我唤醒”是通过实践认识到实践对于自身培养的作用和意义,唤醒实践意识;“自我认知”是在进一步实践中认识到自身实践能力、优缺点,找准自己的兴趣,探索适合自己发展的实践方式和方法;“自主学习”和“自主实践”是在实践中自主发现问题、学习新知,通过实践验证想法、掌握知识、提高能力;“自主创新”是在具备基本实践能力的情况下,深入探索新问题、设计新方案、形成新成果。学生自主发展导向的创新人才培养实践教学体系如图1所示,包括创新实践支撑条件、学生自主的创新实践、创新实践基础课程三部分。其中,专业培养目标牵引创新实践支撑条件和创新实践基础课程建设,个体发展需要引导学生参与创新实践,并在实践过程中形成学习成果,促进专业培养目标的达成。两方面牵引共同作用,在创新实践中有机融合,兼顾了专业培养目标的达成与差异性的创新能力培养需要,为创新人才培养提供了沃土。
  丰富创新实践基础课程内涵,推动学生“自我唤醒”。开设并强化了“新生研讨课”、“测控仪器现场研讨课”等创新实践基础课程,引导学生将理论知识与工程实践相联系,唤醒其创新实践意识,促进其参与实践的兴趣。
  推动创新实践分层,服务学生“自我认识、自主学习、自主实践”。将学生自主创新实践设计为逐层递进的四个阶段,依次包括兴趣引入、实践引导、实践融合、拓展提高和效果评价。兴趣引入阶段通过基础专业性实践活动激发学生创新兴趣、培养动手习惯。实践引导阶段引导学生认识创新实践支撑条件,吸引学生参与创新实践。实践融合阶段解决知识到能力的转化问题,培养创新意识、提高创新能力。拓展提高阶段让学生参与教师科研课题及高端赛事,促进学科课程间的整合。效果评价对实践各环节的效果进行汇总分析,评价学生实践能力的达成情况和整个实践环节的效果,为创新实践教学体系和模式提出改进意见,形成持续反馈。
  完善创新实践条件,助力学生“自主创新”。创新实践支撑条件整合的各种硬件平台、创新项目、教师指导团队、学生专业社团,并加大投入进行完善和加强,为学生创新实践提供了有力支撑。
  三、學生自主发展的创新实践教学模式
  1.统一规划课内外实践环节,引导学生积极参与,主动创新。按照兴趣引入、实践融合、拓展提高的创新实践人才培养思路,对大学四年的课内外实验实践环节进行统一规划,按照层次递进的原则分为三个层次:兴趣引入层、学科基础实践层,综合创新实践层。兴趣引入层,以激发创新兴趣,培养学生动手习惯为目标,以探究方法指导为教学模式。通过金工实习,培养动手习惯,通过“新生研讨课”、学生专业社团宣讲培训等环节,帮助新生尽快了解参加创新实践活动的目的、意义、方法和途径,激发其创新实践的兴趣,为其后续发展奠定基础、明确方向;学科基础实践层,以培养自主创新意识、提高创新实践能力为目标,以创新技能指导为教学模式。通过专业基础实验巩固理论知识、提高动手能力、通过大学生创新实践项目和社团组织的各种竞赛活动,激发创新思维,鼓励自主学习,自主实践;综合创新实践层,以确立创新目标,培养综合素质为教学目标,教学模式以自主研究创新为主,拓展学科课程间的整合,让学生参与教师科研课题及高端赛事,逐步使学生关注高端、参与高端、引领高端。鼓励教师把科研前沿知识引入到“新生研讨课”课堂,把科研项目的部分内容转化为综合性、创新型实验项目、大学生创新实践项目课题和毕业设计题目;鼓励学科竞赛指导教师把竞赛内容转化为课堂教学、课内实验或者课程设计内容,实现了课内实验、课外实践的相互融合和统一规划。
  2.项目实施“自主选题、分级指导、协同创新”。建设了专门的创新实践指导教师团队,除了专业基础必修实验项目外,其余的课内外创新实践项目都实施“自主选题、分级指导、协同创新”。所有创新实践活动的开展都以项目为依托,项目来源于两种途径:一种是指导老师给出一系列题目供学生自由选择,一种是学生自拟题目,和指导老师商量确定题目要求,学生按照自己的需求和兴趣爱好选择题目,这有利于学生自主创新、自主发展。学生在完成项目的过程中,要求自行查阅资料,自主设计和完成项目,在项目完成过程中观察、分析、总结并写出技术报告,这种方式不仅可以培养学生的实际动手能力,而且能够激发学生学习的主动性和创新性,促进学生自主发展、自主提高。   3.采用多元化、全方位的评价方式,促进学生自主发展能力的提升。为了正确地评价学生参与创新实践活动的过程和收获,设计了多元化的评价方式,体现在评价主体多元化、评价内容多元化上。评价主体由专家、指导老师和学生组成,评价内容实施不同创新实践项目采用不同的评价方法,既注重学生实践过程的培养,又关注学生的兴趣、动机、主动性、合作与交流意识、团队合作精神。
  四、分层次的创新实践资源
  依托学科平台,充分发挥自身的特色和优质师资力量的优势,建设了分层次、开放型的硬件平台;开设了工程实践与科技创新系列的实践选修课程;设立了各种创新实践项目和各类学科竞赛项目,为学生的“自主学习、自主实践、自主创新”提供了可供选择的丰富资源,为体系的顺利实施做好了基础保障。
  1.加大力度,建设分层次、开放型的硬件平台。依托光电技术及系统教育部重点实验室、重庆市实验教学示范中心(测控仪器与光电技术实验教学中心),按照“实践引导、实践融合、拓展提高”的构建思路进行整体筹划、构建了分层次、开放型的硬件平台。平台以学校电子电工实验室、学校工培中心、学院教学实验室和科研实验室为依托,按照“实践引导、实践融合、拓展提高”的思路构建了各级创新工作室。工作室每天8∶00—23∶00对全校学生全面开放,学生可随时进入工作室从事创新实践活动,充分发挥了学生的主观能动性,引导其自主研究。
  2.开设工程实践与科技创新系列实践选修课程。充分发挥自身的特色和优质师资力量,面对全校学生开设工程实践与科技创新系列的实践选修课程“创新思维与创新实践”、“新生研讨课”、“测控仪器现场研讨课”,唤醒学生的创新实践意识,提高其参与实践的兴趣、实现对其实践意识和能力的自我认识。
  3.设计多层次的创新实践项目体系,构建丰富的实践与科学研究能力训练资源。依托“重庆大学大学生科研训练计划项目”、“国家级大学生创新实践计划项目”、各类基础和专业类的学科竞赛,设计出多层次的创新实践项目体系,构建丰富的实践与科学研究能力训练资源,促进学生自主学习、自主实践、自主创新。针对大一学生,引导其树立创新思维,指导其积极参与学校举办的难度不高的创新实践活动,如“智能汽车科普竞赛”、“电子技能竞赛”、“重庆大学大学生科研训练计划项目”。针对大二、大三学生,指导其按个人爱好和兴趣参加各类高层次的创新实践活动,如“国家级大学生创新实践计划项目”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生智能汽车竞赛”等创新实践项目,从而进一步锻炼其创新实践能力,引导其自主学习、自主实践。对于大四学生,引导其参与教师的科学研究项目、承担部分科研工作,以发表高水平论文、提升科研创新能力和综合实践能力为目标,促进其自我创新。
  五、创新实践指导团队建设
  指导团队在“统一规划、自主选题、分级指导、协同创新、多元评价”的创新实践模式运行过程中发挥着主导作用。鉴于学院学科交叉的特点,学生创新实践题目会涵盖电子、光学、机械、信号处理等多个学科的内容。为有效指导学生创新实践,学院采取多种措施不断建设和提升指导团队水平,通过推进仪器与电子信息类本科生创新实践教学团队的建设,建立了一支年龄、职称结构合理、成员相对固定的高水平指导团队,形成了“学科互补、师生协同、动态优化”的创新实践指导团队运行机制。
  1.打造优势互补的高水平创新实践指导团队。以教学团队和学生团体的形式将掌握科技前沿的专任教师、工程经验丰富的实验技术人员、项目或竞赛成绩突出的高年级学生组织起来,形成了一个层级分明、分工明确的指导团队,按分级分类指导原則对不同层次的学生进行培训,这为培养学生创新素质提供了强有力支撑。指导团队成员由原来以讲师、工程师和助教为主转变为现在以教授、副教授和博士为主。指导团队的专任教师来自测控技术与仪器、光电信息科学与工程和电子科学与技术三个系,学科交叉特点明显,在学科方向、社会需求、科研能力和国际视野方面有突出的优势。通过开设面向本科学生的“新生研讨课”、“创新思维与创新实践”等课程,以参与指导学生国家大学生创新训练、大学生科研训练计划等项目的方式在指导团队中发挥作用。实验技术人员来自本科实验教学和创新实践教育的第一线,在把握学生的实践能力、引导学生有序开展创新实验方面有显著优势,通过实验实践课堂、学生项目和竞赛指导等方式发挥作用。高年级学生在创新实践的具体实施中有丰富的经验,通过技术培训、经验交流、实际项目传帮带的方式发挥其优势。2012年以来,共有33名专任教师、8名实验技术人员和15名高年级学生参与过创新实践指导团队。在指导团队的引领下,学院学生创新实践取得了丰硕的成果。
  2.形成有效的团队运行机制。学院一直重视创新实践团队的队伍建设和机制建设。近5年来,依托仪器科学与技术、光学工程两个学科和测控技术及仪器、光电信息科学与工程、电子科学与技术三个本科专业,在“测控与电子信息类本科生创新实践教学团队”、“仪器类专业创新创业能力培养的实践教学体系研究与实践”、重庆市“三特”专业建设等专业和团队建设项目的持续推动下,以“动态优化成员,创造实践环境,提供经费支持,制定保障措施”为建设方针,逐步形成了“学科互补、师生协同、动态优化”的创新实践指导团队运行机制。
  通过每年定期的征集和遴选指导教师,形成了可供学生选择的专家库,建立了相对固定的、以学生创新实践为中心的指导教师团队,实现了指导团队的动态优化配置。通过教学团队建设,发挥博士生导师在教学和科研实践方面的经验,指导青年教师将本科教学、科学研究和工程实践相结合,为青年教师的培养营造了良好的成长环境。通过助教、助研、勤工助学等方式吸收了一批具有创造力的博士生、硕士生和本科高年级学生辅助指导学生创新实践,发挥学生传、帮、带优势。依托光电技术及系统教育部重点实验室等科研教学平台,通过实验室开放、学术讲座、业余科研项目等多种方式,为学生创新实践提供了良好的实践环境和经费支撑条件。在创新项目申报、执行过程中,指导团队成立专门委员会定期对所有项目进行立项答辩、开题答辩、中期检查和结题答辩等评审,保障了创新实践项目的完成质量;同时通过定期的培训和宣传,动员本科一、二年级学生参与创新项目,形成了一套有效的保障措施。   六、总结
  本实践教学体系实施3年以来,取得了显著的实践教学成果。教学教研方面:申请成立了重庆市和重庆大学本科生创新实践教学团队2个,建立健全学业导师专职教师团队,承担与本成果相关的教改项目21项,发表教育教学研究论文22篇,出版教材13本,获重庆大学教学成果奖6项;积极打造测控与电子信息类学生创新实践平台,形成具有梯度的科技创新团队,成立了重庆大学光电信息协会、重庆大学智能汽车协会两大学生社团。学生参与创新实践项目成绩斐然:获得国际奖3项、国家级奖21项、省级奖50项、校级奖73项,发表科研论文38篇,申请发明专利29项。
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