大學(xué)生創(chuàng)新實踐能力提升的探索與實踐

劉卓夫 羅中明 張玉萍 趙弘宇 許景波

摘 ?要：以提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)人才為中心，實行了以低年級班主任制和高年級導(dǎo)師制的人才培養(yǎng)模式，以大學(xué)生創(chuàng)新實驗和學(xué)科競賽為創(chuàng)新載體，以科研素養(yǎng)的全面提升為目標(biāo)，創(chuàng)新教育理念。通過多年積累和不斷摸索，完成了綜合實驗改革、畢業(yè)設(shè)計改革、雙語教學(xué)改革等一系列教改項目，全面提升了畢業(yè)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力;學(xué)科競賽;綜合實驗;畢業(yè)設(shè)計;雙語教學(xué)

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）20-0044-03

Abstract： In order to improve the educational quality and cultivate high-quality graduates，we have implemented the training mode based on class teachers at lower grade and supervisors at higher grade. In addition， the innovative experiments combined with discipline competitions are used as the innovative carrier to enhance overall improvement of scientific research capability as well as the innovative education concept. Through years of accumulated experience and continuous exploration， a series of teaching reform projects have been completed including comprehensive experiment reform， final year project reform and bilingual teaching reform. As a result， the innovative ability of graduates has been improved comprehensively.

Keywords： innovative ability; discipline competition; complicated experiment; final year project; bilingual teaching

大學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)，綜合素質(zhì)和文化修養(yǎng)的提高是當(dāng)今大學(xué)教育的核心問題，作為地方性普通高等院校，如何提高教育、教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新、應(yīng)用型人才，是一個值得深入探索的問題。

一、概述

隨著本科生入學(xué)率的提高，一方面在校大學(xué)生人數(shù)急劇增長，高等教育資源短缺的矛盾逐漸暴漏出來（例如：實驗設(shè)備陳舊，畢業(yè)生缺乏創(chuàng)新意識和實踐技能），結(jié)果造成了本科生學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)態(tài)度的下降，以及本科畢業(yè)生綜合能力的下滑[1-3]。

如何提高教育教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性思維是本科教育中急需解決的問題[4-6]。通過反復(fù)研究，哈爾濱理工大學(xué)測控技術(shù)及儀器專業(yè)制定了以綜合性實踐教學(xué)改革為媒介，以多種形式的現(xiàn)代教學(xué)手段為依托，鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生積極參加各種形式的創(chuàng)新實踐活動，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，把學(xué)生培養(yǎng)成基礎(chǔ)扎實，創(chuàng)新意識強(qiáng)，適于用人單位不同需求的復(fù)合型高級人才。在實施的過程中我們重點研究了以下幾個方面：

（一）學(xué)生綜合素質(zhì)提高的問題

目前，教學(xué)資源與教育投入的矛盾日漸突出，大學(xué)生綜合素質(zhì)和能力呈下降趨勢，本科畢業(yè)生難以滿足市場需求等問題比較突出。如何充分利用現(xiàn)有資源，全面提高畢業(yè)生的綜合素質(zhì)，以滿足當(dāng)前就業(yè)環(huán)境下，用人單位的需要是一個急需解決的問題。

（二）學(xué)生實踐創(chuàng)新能力提高的問題

建立創(chuàng)新型社會大環(huán)境下，對工科畢業(yè)生要求最突出的一點就是實踐創(chuàng)新能力。課堂教學(xué)可以全面、系統(tǒng)地傳授專業(yè)知識，但無法達(dá)到提高學(xué)生實踐能力的目的，以何種形式，如何提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力是保證學(xué)生能否在未來競爭中生存的大問題。

（三）學(xué)生個性發(fā)展及社會需求的問題

培養(yǎng)工程師不是本科教學(xué)的唯一目標(biāo)，每年還有相當(dāng)大比例的學(xué)生要進(jìn)入到更高層次大學(xué)繼續(xù)深造，甚至有相當(dāng)一部分同學(xué)在未來工作中，要從事高端科研工作。因此在學(xué)生培養(yǎng)過程中，如何發(fā)現(xiàn)人才，并在普遍提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的同時，又尊重個性發(fā)展，是滿足國家對高端人才需要的大問題。

二、具體實施方案

（一）以班主任+導(dǎo)師制全面提升畢業(yè)生綜合素養(yǎng)

一般而言，本科生一、二年級所開設(shè)的課程主要是公共基礎(chǔ)課和少量專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生所面臨的困難具有一定的普遍性，比如：如何完成學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變，如何適應(yīng)大學(xué)的教學(xué)模式。結(jié)合這一階段學(xué)生剛剛完成高中學(xué)業(yè)（班任的管理模式），在每一個本科專業(yè)班級配備了對應(yīng)的班主任。這樣既可以及時幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)、生活中遇到的困難，又可以增強(qiáng)專業(yè)課教師與輔導(dǎo)員的溝通，制定切實可行的計劃。

隨著專業(yè)課學(xué)習(xí)的深入（大三開始），學(xué)生對專業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)知逐步提高，對實驗研究條件的需求增加，這時開始形成以興趣小組為單位的本科生導(dǎo)師，及時引導(dǎo)專業(yè)學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，并指導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃專業(yè)發(fā)展方向，最終作為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師。

分階段導(dǎo)師制的優(yōu)點是既可以全程指導(dǎo)、針對性培養(yǎng)學(xué)生。基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)階段，以班主任形式，引導(dǎo)學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)生活，夯實基礎(chǔ)知識;進(jìn)入專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，專業(yè)導(dǎo)師制幫助學(xué)生了解專業(yè)領(lǐng)域的科研工作，因材施教培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，最終通過畢業(yè)設(shè)計，全方位考核學(xué)生能力。

（二）以綜合實驗改革、科技競賽為載體，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在教學(xué)過程中，通過整合資源，自制設(shè)備，“校企”合作等方式，為學(xué)生提供實踐技能演練平臺。建立了靈活多樣的運(yùn)行機(jī)制，具體做法包括：

1. 綜合性、探究性實驗代替驗證性實驗

在實驗教學(xué)將技能傳授轉(zhuǎn)變?yōu)橐詮?fù)雜工程問題為基礎(chǔ)的探究性和綜合性實驗，在實驗過程中，鼓勵學(xué)生提出科學(xué)問題、探索研究方法、從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。

2. 構(gòu)建校企結(jié)合，創(chuàng)造實踐技能發(fā)展空間

通過與“哈爾濱電工儀表研究所”、“哈電集團(tuán)”、“哈爾濱量具刃具集團(tuán)”的校企合作，為學(xué)生深入企業(yè)，了解用人單位需求提供了機(jī)會。形成了實驗教學(xué)、課外科技活動、企業(yè)培訓(xùn)等多層次實踐環(huán)節(jié)。

3. 鼓勵學(xué)生積極參與學(xué)科競賽，提高創(chuàng)新技能

近年來，學(xué)生在挑戰(zhàn)杯賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、智能汽車大賽、機(jī)器人大賽等省級、國家級競賽中屢創(chuàng)佳績。特別是多人次獲得全國數(shù)學(xué)建模和美國數(shù)學(xué)建模競賽的優(yōu)異成績。

（三）改革畢業(yè)設(shè)計考核指標(biāo)，全面檢驗學(xué)生的綜合素養(yǎng)

畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量是綜合衡量本科生教學(xué)水平的一個很重要的指標(biāo)，它不僅反映了即將畢業(yè)的本科生掌握本專業(yè)知識和正確運(yùn)用這些知識的能力，更重要的是它還反映出本科專業(yè)建設(shè)的總體水平，因此科學(xué)考核評價本科畢業(yè)設(shè)計情況具有重要意義。

傳統(tǒng)的本科畢業(yè)設(shè)計評價體系采用的是：通過答辯委員會進(jìn)行評分的方法。這樣的考評方式的優(yōu)點是：簡單、方便。但不可否認(rèn)的是，這樣的考核模式，沒有充分考慮導(dǎo)師在畢業(yè)設(shè)計過程中的作用。

鑒于畢業(yè)設(shè)計考核模式存在的不足，經(jīng)過研究分析，制定出便捷、全面的考評標(biāo)準(zhǔn)。將學(xué)生畢業(yè)設(shè)計成績的考核從最后答辯這一坐標(biāo)原點在時間序上縱向延伸，畢業(yè)設(shè)計過程中的每個不同時間段分別給分;在空間序上橫向擴(kuò)展，全面考慮論文橫向可比性，從立題、學(xué)術(shù)價值、完成工作量等各方面分項給分?？己嗽u價指標(biāo)體系遵從以下幾個原則：

1. 本科導(dǎo)師的主導(dǎo)作用

本科畢業(yè)設(shè)計題目主要由本科導(dǎo)師根據(jù)研究方向，結(jié)合科研課題擬定的適于本科生完成的試驗探究問題。因此，論文的工作量和學(xué)術(shù)水平，本科導(dǎo)師最有發(fā)言權(quán)。此外，在整個畢業(yè)設(shè)計期間，本科導(dǎo)師對學(xué)生具體的表現(xiàn)，論文完成情況、科研能力、對所學(xué)知識的運(yùn)用等非常清楚。這些環(huán)節(jié)的評價，單純通過審閱論文、答辯表述以及回答提問，很難正確評估，所以本科導(dǎo)師的評價是畢業(yè)設(shè)計成績最重要的組成部分。

2. 評閱教師的監(jiān)督作用

評審人除了審查論文選題，方案的合理性、書寫格式的正確性以外，同時考察畢業(yè)設(shè)計的工作量和完成情況，最終給出適當(dāng)?shù)某煽?。評閱教師在畢業(yè)設(shè)計工程中起到客觀評價的作用。

3. 答辯委員會的決定作用

學(xué)生提交完畢業(yè)論文，通過答辯小組評審后，成績匯總到答辯委員會，從而避免不同答辯小組在把握標(biāo)準(zhǔn)上的差異。針對獲得優(yōu)秀成績和不及格的論文經(jīng)過答辯委員會專家集體審查，確定最終成績（如圖3）。

4. 考核指標(biāo)改革與畢業(yè)設(shè)計改革同步進(jìn)行

“畢業(yè)設(shè)計工作態(tài)度”“畢業(yè)設(shè)計主動性”等指標(biāo)過于籠統(tǒng)，缺少客觀依據(jù)。對應(yīng)新的考核評價體系，畢業(yè)設(shè)計由一學(xué)期改為兩學(xué)期，在第七學(xué)期開始將畢業(yè)設(shè)計任務(wù)布置給學(xué)生，提供充裕的時間，方便學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料和獨(dú)立研究。在設(shè)計過程中增加中期檢查和隨機(jī)抽查，使每個學(xué)生在設(shè)計過程中的表現(xiàn)反映在畢業(yè)設(shè)計成績中。

（四）充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，多途徑提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是人要具備科技創(chuàng)新的必備能力。目前，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)已經(jīng)成為世界各國公認(rèn)的核心教育目標(biāo)之一[7]?？茖W(xué)素養(yǎng)包括五個方面，即文獻(xiàn)閱讀、論文設(shè)計思考、實驗環(huán)節(jié)訓(xùn)練、口頭陳述訓(xùn)練和科學(xué)論文撰寫。為了幫助學(xué)生及時掌握科技前沿的發(fā)展動態(tài)，提高閱讀科研文獻(xiàn)（特別是英文科技文獻(xiàn)）的能力，在教學(xué)中開設(shè)了多門雙語課程，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和獲取新知識方面收到了良好效果。

在雙語課堂中，信息技術(shù)作為效能工具、情境工具來提高教學(xué)效果及提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是最有效的方法。針對雙語教學(xué)中存在的學(xué)生接受難，教師講解難的問題，探索多媒體課件輔助雙語教學(xué)的授課模式;通過聲、光和影像等多媒體技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，降低外文講解的難度[1，8-9]。利用多媒體課件輔助雙語教學(xué)的授課模式，將晦澀難懂的公式和定理變成形象生動的計算機(jī)演示范例，同時輔助簡單的英文句式和漢語解釋，使學(xué)生較輕松地掌握所要學(xué)習(xí)的知識和要點。教學(xué)過程中，采用“提出問題、自主探究、歸納小結(jié)、反饋講評”的反饋模式，教師根據(jù)學(xué)生的能力和知識結(jié)構(gòu)，提出問題，學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)，特別是外文資料，尋找解決方案，最后，由教師歸納總結(jié)。該教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的以教師講授為主體的授課方式，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性，有利于培養(yǎng)學(xué)生查閱英文資料和獨(dú)立解決問題的能力。

此外，在教材的選擇方面也需要“因地制宜”。比如：某些專業(yè)課程選用影印版國外原版教材（價格低于原版，減輕學(xué)生經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)），“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”課程，課題組選用了Simon Haykin和Barry Van Veen聯(lián)合編著的《Signals and Systems》（第二版）和Sanjit K. Mitra編著的《Digital Signal Processing： A computer based approach》（第三版）作為教學(xué)用書。這些教材目前已被國外許多著名學(xué)府（如：MIT、Berkley、Oxford等）指定為教學(xué)用書。該教材的影印本已由電子工業(yè)出版社出版，并被選為電子工業(yè)出版社《國外計算機(jī)科學(xué)教材系列》教材。另外，課題組聯(lián)合國外知名專家出版了雙語教材《計算智能基礎(chǔ)》一部，該書的英/日版主編是東京工業(yè)大學(xué)廣田薰教授。

教材的選定，僅僅是教學(xué)準(zhǔn)備過程的開始，這是由于國外教材的內(nèi)容、思路和編寫形式與國內(nèi)教材的風(fēng)格完全不同，一個顯著特點就是概念敘述詳細(xì)，應(yīng)用性很強(qiáng)，表現(xiàn)在習(xí)題的數(shù)量巨大，并且習(xí)題與實際應(yīng)用問題的聯(lián)系緊密。因此在確定了教材后，課題組對教材進(jìn)行了深入地鉆研，消化吸收書中的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)時情況、學(xué)生的接收能力，確定了所要講授的內(nèi)容。

三、結(jié)束語

根據(jù)學(xué)生不同時期的學(xué)習(xí)特點，設(shè)計出班主任+專業(yè)導(dǎo)師的培養(yǎng)模式，從而增強(qiáng)了學(xué)生與專業(yè)老師的接觸機(jī)會，使專業(yè)教師不僅授課，而且育人，為培養(yǎng)復(fù)合型高級人才奠定基礎(chǔ)。

以綜合、創(chuàng)新性實驗為依托，以創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)項目為突破，鼓勵、引導(dǎo)和幫助學(xué)生積極參加各種課外科技活動，在實踐中提高創(chuàng)新能力。

科學(xué)素養(yǎng)是人要具備科技創(chuàng)新能力必不可少的基本素養(yǎng)。通過借鑒成功經(jīng)驗，改革陳舊教學(xué)模式，運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

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