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新工科背景下大學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀與培養(yǎng)路徑研究

2023-10-13 11:15:52袁昌
大學(xué)教育 2023年12期
關(guān)鍵詞:培養(yǎng)路徑新工科本科生

袁昌

[摘 要]大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高校新工科建設(shè)的一項緊迫任務(wù)。文章基于東華理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院土木類專業(yè)本科生的調(diào)研結(jié)果,分析了工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主控因素,闡明了大學(xué)生創(chuàng)新能力形成機理,提出了本科生雙師型雙導(dǎo)師制、“校內(nèi)校外·線上線下·虛擬仿真”創(chuàng)新性教學(xué)實踐平臺、學(xué)科競賽、“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體、“科研—教學(xué)”互促式等創(chuàng)新能力培養(yǎng)模型,可為工科院校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供模式參考。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新能力;培養(yǎng)路徑;本科生;新工科

[中圖分類號] G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2023)12-0036-06

2017年以來,教育部積極推進新工科建設(shè),形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”,并發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》等文件,探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗,推進高等教育強國建設(shè)。創(chuàng)新是一個民族的靈魂,李克強在 2014年9月召開的夏季達(dá)沃斯論壇開幕式上首次提出“大眾創(chuàng)業(yè)”“萬眾創(chuàng)新”,并通過簡政放權(quán)、減免稅費、建立創(chuàng)投引導(dǎo)基金等政策引導(dǎo),積極調(diào)動廣大人民群眾的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情[1]。高校是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的前沿陣地,大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)已經(jīng)成為高等工程教育的一項緊迫任務(wù)。

創(chuàng)新能力對大學(xué)生來說至關(guān)重要,但是在招生過程中,部分高校缺乏對學(xué)生創(chuàng)新能力的評估和考查;部分高校教師受職稱評定、科研壓力的影響,對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)投入較少,導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力參差不齊;部分大學(xué)生自我創(chuàng)新意識薄弱,主動性不強,不善于把握和創(chuàng)造條件,缺乏耐心、急于求成,遇到失敗不能長期堅持創(chuàng)新;部分高校在生源擴招的背景下無法為學(xué)生提供良好的創(chuàng)新環(huán)境……這些都導(dǎo)致了部分大學(xué)生創(chuàng)新能力缺乏的現(xiàn)狀[2-4]。

我國部分高校工科大學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在教學(xué)課程體系陳舊,學(xué)生思維單一、創(chuàng)新精神不足,教師隊伍創(chuàng)新能力不足、實踐創(chuàng)新重視程度不足,缺乏長效的科技創(chuàng)新體系,未建立系統(tǒng)性的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體制等問題[5-7]。對此,應(yīng)針對新工科專業(yè)教育特點,以學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為切入點[8],從管理體系創(chuàng)新、一流專業(yè)建設(shè)提升創(chuàng)新能力、健全產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人創(chuàng)新機制等角度,提出提升大學(xué)生創(chuàng)新能力的改革措施。大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),首先,應(yīng)強化大學(xué)生創(chuàng)新意識,激發(fā)大學(xué)生的好奇心和求知欲,注重培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,重視發(fā)展學(xué)生個性[9-10]。其次,應(yīng)加大教育教學(xué)改革力度,從教育教學(xué)理念出發(fā),把科學(xué)研究融入大學(xué)生培養(yǎng)過程,將知識傳授與科學(xué)探索結(jié)合在一起,形成新的培養(yǎng)體系,通過知識傳授與探索、教學(xué)與科學(xué)研究、教師與學(xué)生、課堂內(nèi)外等有機融合,提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力[11-13]。最后,應(yīng)提升學(xué)生的社會實踐能力,加強校內(nèi)、校外實踐教學(xué)基地建設(shè),為學(xué)生制定完善的社會實踐方案。在實踐教育中,要制定相應(yīng)的教學(xué)改革目標(biāo)和具體改革措施,如從實際出發(fā)確定題目,讓學(xué)生獨立完成設(shè)計方案,或?qū)W(xué)生分組進行集中討論,各組之間相互學(xué)習(xí)、取長補短;讓學(xué)生參加創(chuàng)新競賽、開闊學(xué)生視野,使學(xué)生消除畏難情緒,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,增強創(chuàng)新能力,提高實踐能力[14-15]。

近年來,我國高等教育發(fā)展取得了巨大進步,但是部分大學(xué)生創(chuàng)新意識薄弱、創(chuàng)新能力不強,部分高校在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面也缺乏成熟的理論支撐,沒有形成良好的培養(yǎng)機制,對當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)還處于探索階段。本文以東華理工大學(xué)土木類專業(yè)為例,通過問卷調(diào)查分析工科高校大學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀,揭示大學(xué)生創(chuàng)新能力的形成機理和主控因素,探討創(chuàng)新能力培養(yǎng)路徑,該研究成果可為工科類高校大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供借鑒。

一、大學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀與形成機理

(一)調(diào)研問卷設(shè)計與樣本特征

創(chuàng)新能力主要體現(xiàn)在創(chuàng)新技能、創(chuàng)新動機、想象力、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新人格等方面。為了掌握大學(xué)生創(chuàng)新能力現(xiàn)狀,課題組設(shè)計并開展調(diào)查問卷。問卷包括人口學(xué)基本信息、大學(xué)生創(chuàng)新能力自評、大學(xué)生創(chuàng)新能力影響因素三個部分,其中,人口學(xué)基本信息包括性別、學(xué)校、專業(yè)、年級、擔(dān)任職務(wù)、生源地和政治面貌等,創(chuàng)新能力水平和影響因素測試各設(shè)置17題。問卷采用5點計分法,1表示很不同意,2表示不同意,3表示一般,4表示同意,5表示很同意。通過“問卷星”在線開展問卷調(diào)查,重點以東華理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院土木類專業(yè)本科生為調(diào)研對象,共收回問卷338份,具體如表1、表2所示。

(二)創(chuàng)新能力現(xiàn)狀水平分析

通過調(diào)研結(jié)果分析,如表3所示,大學(xué)生創(chuàng)新能力總體平均值為3.92分,對比創(chuàng)新能力平均分,創(chuàng)新人格顯著高于平均分,創(chuàng)新技能和想象力略高,而創(chuàng)新動機和創(chuàng)新思維顯著低于平均分。可見,工科大學(xué)生創(chuàng)新人格比較突出,創(chuàng)新技能和想象力良好,但創(chuàng)新動機不足,創(chuàng)新思維不夠開拓。大學(xué)生創(chuàng)新能力存在性別差異,男生創(chuàng)新能力總體略高于女生,其中,男生創(chuàng)新人格低于女生,但是創(chuàng)新技能、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新動機、想象力均高于女生。

不同年級大學(xué)生創(chuàng)新能力存在一定差異,如表4所示,大一、大二、大四總體比較接近,但均高于大三學(xué)生。在各指標(biāo)方面,大四學(xué)生創(chuàng)新人格最低,大三、大四學(xué)生的創(chuàng)新技能低于大一、大二學(xué)生,大四學(xué)生的創(chuàng)新思維顯著高于其他年級學(xué)生,大一、大二、大四學(xué)生的創(chuàng)新動機、想象力比較接近,大三學(xué)生各指標(biāo)等均小于其他年級學(xué)生。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因在于,很多學(xué)生到大三階段會表現(xiàn)出明顯的倦怠感,心態(tài)上會出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折,不如大一、大二階段表現(xiàn)積極,而到大四階段,在畢業(yè)、就業(yè)、考研等壓力下,心態(tài)和思想上又會發(fā)生新的積極轉(zhuǎn)變。

不同生源地和政治面貌的學(xué)生創(chuàng)新能力總體上比較接近,如表5、表6所示,生源地、政治面貌因素對學(xué)生創(chuàng)新能力沒有顯著影響。

(三)創(chuàng)新能力培養(yǎng)主控因素分析

為探討大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的影響因素,對指導(dǎo)老師(F1)、學(xué)校活動環(huán)境(F2)、活動負(fù)責(zé)人(F3)、活動政策(F4)、參與活動頻率(F5)等5個維度數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)KMO檢驗和Bartlett球形檢驗結(jié)果,KMO指數(shù)為0.956(>0.9),Bartlett球形統(tǒng)計量為9958.378(df=136,P=0.000),如表7所示,表示該數(shù)據(jù)非常適合做因子分析。通過對樣本數(shù)據(jù)總方差解釋,如表8所示,基于特征值大于1,提取2個因子后,2個因子共同解釋問卷題項中方差的83.482%,結(jié)合樣本特征值碎石圖,如圖1所示,第1個因子的特征值很高,對解釋調(diào)查問卷中題項的貢獻(xiàn)最大,說明學(xué)校培養(yǎng)環(huán)境對學(xué)生創(chuàng)新能力的影響最顯著;第2個以后的因子特征值均較小,對解釋調(diào)查問卷中題項的貢獻(xiàn)很小,可以忽略,因此,提取前2個因子比較合適。

創(chuàng)新能力培養(yǎng)影響因子荷載矩陣如表9所示,其中,“指導(dǎo)老師”“學(xué)?;顒迎h(huán)境”“活動負(fù)責(zé)人”“學(xué)?;顒诱摺蔽挥诘谝粋€因子上有較高的荷載,可解釋為學(xué)校環(huán)境;“參與活動頻率”位于第二個因子上有較高的荷載,可解釋為個人積極性。從表9中各因素荷載量值可以發(fā)現(xiàn),指導(dǎo)老師和個人積極性對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)影響最為突出。計算大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)影響因素各成分得分系數(shù)如表10,則因子1、因子2的得分表達(dá)式可寫為:

二、創(chuàng)新能力形成機理與培養(yǎng)路徑

(一)大學(xué)生創(chuàng)新能力形成機理

學(xué)生創(chuàng)新能力水平與學(xué)校培養(yǎng)環(huán)境、學(xué)生積極性密切相關(guān),可通過優(yōu)化學(xué)校培養(yǎng)環(huán)境、激發(fā)大學(xué)生參與活動的積極性等方法,提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效果。

一是學(xué)校要全面加強培養(yǎng)環(huán)境建設(shè):(1)提升教師指導(dǎo)水平,改善教學(xué)方法。提升教師自身的學(xué)術(shù)水平,加強與學(xué)生的互動、交流,培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力、批判質(zhì)疑精神。(2)優(yōu)化學(xué)?;顒迎h(huán)境,營造積極向上的活動氛圍。積極組織校內(nèi)社團活動,改善活動設(shè)備,加強與外單位的聯(lián)系,安排工程實踐活動,營造良好的科研活動氛圍。(3)提升活動負(fù)責(zé)人的素養(yǎng),增強社團成員的融入感。對各成員一視同仁,主動關(guān)心和支持成員。(4)加強學(xué)校政策支持,激勵學(xué)生爭優(yōu)評先。學(xué)??稍O(shè)立比賽專項基金、活動獎勵基金,鼓勵學(xué)生參加活動,加大對表現(xiàn)突出的學(xué)生的獎勵。

二是學(xué)生個人要提高參與活動的積極性,積極參加各類學(xué)科競賽、學(xué)術(shù)交流和課題研究項目,踴躍參與交流討論,激發(fā)創(chuàng)新能力。

(二)實行本科生雙師型雙導(dǎo)師制

一是實行本科生導(dǎo)師制,即為大學(xué)生匹配安排指導(dǎo)老師,指導(dǎo)老師要對學(xué)生因材施教,發(fā)掘?qū)W生特長,進行個性化培養(yǎng)。以東華理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院為例,學(xué)院的專任教師約為70人,每年新錄取本科生約240人,單屆師生比約為1∶3.4,具備實行本科生導(dǎo)師制的師資基礎(chǔ)。

二是實行教授年級導(dǎo)師制,即由教學(xué)、科研經(jīng)驗豐富的教授擔(dān)任年級導(dǎo)師,整體把握學(xué)生特色培養(yǎng)方向,協(xié)助年輕教師進行指導(dǎo),彌補年輕教師指導(dǎo)經(jīng)驗和社會經(jīng)驗等的不足。

(三)建設(shè)“校內(nèi)校外·線上線下·虛擬仿真”創(chuàng)新性教學(xué)實踐平臺

在校內(nèi)建設(shè)實踐教學(xué)中心,在校外建設(shè)產(chǎn)學(xué)研基地。校內(nèi)實踐教學(xué)中心主要包括基礎(chǔ)實驗平臺、創(chuàng)新試驗平臺和仿真建造實訓(xùn)室,如圖2所示。校外與企業(yè)共建產(chǎn)學(xué)研基地,由企業(yè)委派技術(shù)人員對學(xué)生進行實習(xí)指導(dǎo)、專題技術(shù)講座,提升學(xué)生的職業(yè)能力、創(chuàng)造性思維及動手能力。

線上建設(shè)虛擬仿真實踐中心,構(gòu)建虛擬仿真實驗教學(xué)模塊。以東華理工大學(xué)為例,學(xué)校開設(shè)了核地學(xué)、巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、橋梁與隧道工程、土木工程信息化等虛擬仿真實驗教學(xué)模塊。融合先進的在線試驗技術(shù),整合區(qū)域資源,建設(shè)土木工程混合試驗技術(shù)虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)。基于未來智能建造功能需求,建立多專業(yè)集成化智能建筑系統(tǒng)虛擬仿真實驗教學(xué)體系,其不僅需要建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備各工種之間緊密配合,還需要室內(nèi)外環(huán)境方面的協(xié)調(diào),如圖3所示。

(四)建立學(xué)科競賽創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

充分利用土木類專業(yè)學(xué)科競賽,例如結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽、城市地下空間工程模型大賽、結(jié)構(gòu)信息模型大賽等,建立學(xué)科競賽創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式,提升大學(xué)生創(chuàng)新能力,如圖4所示。

以結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽為例,學(xué)生需綜合運用結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等專業(yè)課知識開展模型的設(shè)計和制作。在模型設(shè)計與制作過程中,學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力得到了鍛煉。學(xué)生在模型設(shè)計過程中須反復(fù)計算、重復(fù)加載及不斷改進,這使學(xué)生既提高了綜合利用所學(xué)專業(yè)知識的能力,又提高了發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。此外,完成一個好的結(jié)構(gòu)模型作品,需要團隊協(xié)作,這又鍛煉了學(xué)生的溝通能力、合作意識及創(chuàng)新能力。

(五)“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式是指政府、生產(chǎn)、教學(xué)與科研相互合作的培養(yǎng)模式,通過政校企合作平臺,政府、學(xué)校、企業(yè)實現(xiàn)“優(yōu)勢互補、資源共享、互惠互利、共同發(fā)展,如圖5所示。學(xué)生在教師和企業(yè)專家的聯(lián)合指導(dǎo)下開展真實工程實踐活動,不僅可以學(xué)習(xí)到先進的生產(chǎn)技術(shù),鍛煉實踐能力,還可以提前感受企業(yè)的工作氛圍,學(xué)習(xí)企業(yè)文化,了解企業(yè)運行機制,以提升職業(yè)修養(yǎng),提高職業(yè)道德,培養(yǎng)管理能力和科研創(chuàng)新能力。

(六)建立“科研—教學(xué)”互促式創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

一是要組建團隊開展科研活動。以東華理工大學(xué)為例,學(xué)校開展了以下研究:(1)巖石力學(xué)與巖體工程,主要包括鈾礦開采巖石力學(xué)、爆破工程、鈾礦尾礦庫穩(wěn)定性分析等;(2)地質(zhì)與巖土工程,主要包括特殊土地質(zhì)與施工技術(shù)、城市地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)等;(3)涉核及結(jié)構(gòu)工程,開展核電站抗震設(shè)計、防輻射材料及結(jié)構(gòu)、退役核設(shè)施及治理等。

二是將教學(xué)與科研相結(jié)合,將科研訓(xùn)練貫穿學(xué)生整個大學(xué)的學(xué)習(xí)過程,依托科研項目培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師帶領(lǐng)學(xué)生參與科研項目,探討國際前沿科研成果,鼓勵學(xué)生勤思考,發(fā)現(xiàn)新問題,提出新想法,培養(yǎng)大學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。同時,學(xué)生提出的新想法也能在一定程度上豐富科研項目成果?!翱蒲小虒W(xué)”互促式創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式如圖6所示。 [科研項目 ][教學(xué)實踐 ][創(chuàng)新能力 ][培養(yǎng)][促進][豐富][提升][引導(dǎo)]

圖6 “科研—教學(xué)”互促式創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式

三、結(jié)論

本文以東華理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院為例,對工科大學(xué)生的創(chuàng)新能力進行了調(diào)研,重點分析了大學(xué)生創(chuàng)新能力水平現(xiàn)狀和主要影響因素,闡明了大學(xué)生創(chuàng)新能力形成機理,并提出了幾種創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式。主要結(jié)論如下:

一是工科大學(xué)生創(chuàng)新能力總體較好,創(chuàng)新人格比較突出,創(chuàng)新技能和想象力良好,但部分學(xué)生創(chuàng)新動機不足,創(chuàng)新思維不夠開拓。大學(xué)生創(chuàng)新能力在不同性別、年級等情況下表現(xiàn)出一定差異,生源地、政治面貌影響不顯著。男生創(chuàng)新能力總體略高于女生,大三年級學(xué)生的創(chuàng)新能力水平總體低于其他年級。

二是創(chuàng)新能力培養(yǎng)主要影響因素為學(xué)校培養(yǎng)環(huán)境和個人積極性。學(xué)校培養(yǎng)環(huán)境的影響來源于指導(dǎo)老師、學(xué)?;顒迎h(huán)境、活動負(fù)責(zé)人和學(xué)?;顒诱?,其中,指導(dǎo)老師和個人積極性對創(chuàng)新能力影響最為顯著。

三是工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),可通過提高教師指導(dǎo)水平、優(yōu)化學(xué)校活動環(huán)境、提升活動負(fù)責(zé)人素養(yǎng)、加強學(xué)校政策支持等方法優(yōu)化學(xué)校培養(yǎng)環(huán)境,激發(fā)學(xué)生的積極性,提高學(xué)生參與活動的頻率,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四是提出了本科生雙師型雙導(dǎo)師制、建設(shè)“校內(nèi)校外·線上線下·虛擬仿真”的創(chuàng)新性教學(xué)實踐平臺、建立學(xué)科競賽創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式、開拓“政產(chǎn)學(xué)研用”五位一體創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式、建立“科研—教學(xué)”互促式創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式等大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)路徑,為工科類院校大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了參考。

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[責(zé)任編輯:吳雪強]

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