新工科背景下創新創業實踐教學體系探索

姚建濤，劉曉飛，唐艷華，史艷國，趙永生

(燕山大學 機械工程學院，河北 秦皇島066004)

培養創新創業人才，實現“強化創新驅動”目標，是落實黨的十八以來關于實現深化改革發展，促進高等教育教學改革，提升人才培育教學質量的重要舉措之一。國外許多高等院校的創新創業教育已經逐步發展成熟，創新創業教育基礎課程也已發展成為高校的必修、輔修或重點課程，美國近400所大學開設了至少一門創新創業教育課程[1]。國外創新創業課程大都通過創新性課程教學、外延拓展計劃支撐整個教學體系，課程體系根據大一到大四學生知識掌握能力的不同來設計不同的認知課程，甚至引導學生以團隊形式啟動一家公司，將所學知識真正融入到創新創業過程中[2-3]。我國的創新創業教育以創新為根本基礎和發展核心[4]，并提出了融合創新教育與創業教育的創新創業教育概念[5]。我國的創新創業教育模式較為單一，大多以專題講座和創新創業實踐競賽為主[6]，培養教學體系不夠健全完善[7]，對學生“創新”和“創業”綜合能力培養不夠全面。

新工科是我國于2016年率先提出的嶄新概念，是在新一輪科技革命與產業變革的形式下，我國為高等工程教育改革所提供的“中國方案”。新工科面向新興理論、新興技術、新興產業，以新手段、新模式實現新目標，通過新的交叉融合的方式解決新的實踐問題[8]。新工科是在新科技革命、新產業革命、新經濟背景下，我國工程教育發展的新思維、新方式[9]。新工科建設面向的是新經濟、新技術、新產業對跨領域、跨行業的新要求，通過將傳統學科推陳出新、打破隔閡、融合創新，進而培養出具有跨界整合能力的新型工科專業人才[10-12]。新工科建設背景下，創新創業教育應該有效銜接新工科人才培養，共同服務于國家發展戰略需求。

2016年6月，燕山大學作為教育部委派的全國兩所考察院校之一，助力中國通過國際工程教育專業認證考核并正式加入《華盛頓協議》組織。如何有效整合國際工程教育的“以學生為中心”“目標導向”和“持續改進”先進理念，推動創新創業教育的內涵式發展，是創新創業教育體系必須要考慮的問題[13-14]。

本教學團隊在國際工程教育專業認證體系的基礎上，有效融合新工科建設重要思想，對創新創業能力進行了解析，并在此基礎上，借鑒國內外高等學校創新創業教育教學改革經驗，有效整合各種教學資源，構建了覆蓋大一學年到大四學年的分層遞進多元融合一體化創新創業實踐教學平臺與體系，并以項目為途徑，構建出了面向課程的創新創業實踐教學體系。

一、新工科背景下的創新創業能力培養

培養新工科背景下的創新創業人才，需要教師轉變傳統教育教學觀念，將創新創業教育有效整合于人才培養的全過程中，融合多學科交叉課程，系統地構建面向創新創業能力培養的教育教學體系。

(一)新工科背景下的創新創業能力解析

新工科背景下的創新創業教育，是知識、技能和素質一體化教育的深化和具體化。新工科背景下的創新創業能力包含畢業要求基礎能力和創業綜合素養(如圖1所示)，其中畢業要求基礎能力根據國際工程教育專業認證體系中畢業要求所對應的12條能力進行制定，創業綜合素養則包含新工科人才所必需的冒險精神、創新精神、創業能力和創業素質。

圖1 新工科背景下的創新創業能力解析

創新創業能力解析中的畢業要求基礎能力和創業綜合素養，分別體現了新工科背景下的創新創業能力培養不同方面的新內涵。在12條畢業要求基礎能力中，工程知識、問題分析能力、設計開發解決方案、研究能力、使用現代工具能力、工程與社會這6條能力突出體現了新工科下的創新創業教育要面向新技術、面向多學科和面向新方法，而環境與持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習這6條能力突出體現了新工科背景下在進行創新創業基本素養培養的過程中要引入價值感、使命感、系統觀和大工程觀等新元素。創業綜合素養中的冒險精神、創新精神、創業能力和創業素質，分別是指新工科人才的敢闖敢試和獨到眼光、求是求新精神、艱苦創業和持之以恒的意志、社會擔當與憂患意識以及人文素養，這些則突出體現了新工科背景下的創新創業綜合新素養。

(二)新工科背景下如何實現創新創業能力培養

1.轉變現有觀念認識，融合新工科創新創業教育理念。要實現融合新工科思想的創新創業教育，教師必須轉變教育觀念，在原有框架上突破，在教學中自覺地融入新工科建設理念與創業意識教育，要有敢為人先的觀念；學生必須轉變就業觀念，樹立與新經濟相適應的現代就業觀，要有主動選擇崗位的就業意識以及不斷創新的職業意識。

2.整合教學資源，構建面向創新創業能力培養的實踐教學平臺及體系。創新創業教育離不開實踐教學，而落實實踐教學則需要充分整合教學資源，有效梳理整合學生科技創新學習平臺、科技創新競賽平臺、創新創業項目自選平臺、創新創業工作指導平臺、創新基地實踐平臺、網絡資源共享平臺以及面向課程的創新創業教學平臺等，構建面向創新創業能力培養的實踐教學平臺體系。

二、分層遞進多元融合創新創業實踐教學平臺與體系的構建

(一)創新創業實踐教學體系構建的根本宗旨

新工科背景下的創新創業實踐教學體系，其根本宗旨在于全面提高學生創新創業能力。通過有機融合“專業教育”與“創新創業教育”、“校內創新活動”與“校外科技競賽”，將學生的創新創業意識、創新創業精神與創新創業能力的培養融合在整個教學體系構建過程中，使學生形成善于批判繼承的思想，與善于反思、質疑、發現問題的探索精神。

“創新創業意識”的培養，注重在基礎知識學習和綜合能力培養過程中，不斷拓展學生的創造動機、創造情感、創造意志；“創新創業精神”的培養，注重拓展學生勇于創新、敢擔風險、團結合作、堅持不懈的精神；“創新創業能力”的培養，以“創新”引導“創業”，注重全面提升學生的領導力、合作力、學習力、決策力、執行力等。

此次演習由佛山市水上交通（溢油）應急指揮中心主辦，佛山海事局承辦，順德區水上交通（溢油）應急指揮分中心協辦，佛山海事局，佛山市交通運輸局、環境保護局、衛生計生局、水務局，佛山航道事務中心，佛山藍天救援隊、三水港清公司、順德昌力清污公司、容奇水運公司、順德輝騰水運公司等11家單位代表共170余人，27艘應急救援船艇參與，陣容龐大。

(二)創新創業實踐教學平臺體系構建的基本途徑

新工科背景下創新創業實踐教學平臺的構建，在于以創新創業教育為主線，以競賽為依托，以項目為途徑。通過有效融合創新創業師資隊伍與創新創業學生團隊等人才資源，將“創新創業工作指導平臺”“學生科技創新學習平臺”“科技創新競賽平臺”“創新創業項目自選平臺”“創新基地實踐平臺”“面向課程的創新創業教學平臺”以及“網絡資源共享平臺”等與專業相融合，構建覆蓋大一學年到大四學年的分層遞進多元融合一體化創新創業平臺體系，逐步培養學生創新精神和創業能力(圖2)。

圖2 分層遞進多元融合創新創業實踐教學平臺體系

以“創新創業指導平臺+創新基礎實踐平臺+網絡資源共享平臺”為基礎，構建了分層遞進多元融合創新創業實踐教學平臺體系。“創新基地實踐平臺”為學生創新創業提供了必要的基礎設施，鍛煉了學生們的動手能力，并通過組織各類課外科研立項與科技創新競賽，激發了學生的科技創新與創業激情，培養了團隊協作精神。“網絡資源共享平臺”為通知發放、資源共享、參賽報名、成果展示等提供了很好的線上平臺，為學生了解競賽活動、獲取學習資源、了解優秀作品、實現線上科技交流等提供便利，同時也為學生跟進科技前沿、學習創新理念、展示創新作品搭建平臺。

三、面向課程的創新創業實踐教學體系實施

開展以實際項目為途徑的創新創業課程教育，通過設計具有一定基礎、難度適宜的獨立課程項目，并根據課程特點開展多門課程聯合進行項目，可以在專業教育過程中融入創新創業教育理念，進一步提高學生創新創業能力。學生完成自主選題、查閱分析、市場調查等環節，培養學生洞察力、自主分析能力和團隊合作能力。

(一)面向課程的創新創業教學體系整體構建

面向課程的創新創業教學平臺圍繞“創新創業”理論開展，從討論課開始，經課程研究三級項目、課程設計二級項目，延續到綜合訓練，優秀創意理念將繼續延伸到畢業設計一級項目(如圖3所示)；采用多課程聯合項目、團隊競賽和協調表演的實踐方式，培養創業意識、理念、精神，發揮學生的專業技能、社交技能、個人創造力，增強團隊管理技能、協同精神(如圖4所示)。

圖3 分層遞進項目體系

圖4 多課程聯合項目體系

面向課程的分層遞進創新創業實踐教學體系，以創新創業為主線，多門課程聯合開展討論課、三級項目，學生自主選題、實施效果較好，實施過程中難度相當，大部分同學掌握了良好的基礎，三級項目和二級項目相互聯系；明確具體實施步驟和方案，難度逐步升級，學生步步升高，大部分學生可順利完成；通過對創新創業能力的培養，以開放性思維，引入自由發揮，進行團隊競賽和表演的實踐方式，充分展現了學生的創業能力，發揮了學生的創新精神，又增強了學生們的團隊合作精神和團隊協同精神。

(二)面向課程的創新創業教學體系方案實施

1.以創新創業為主題的開放式討論課。將傳統以文獻檢索、資料查詢、調研等為主要內容的開放式討論課內容與創新創業能力培養相結合，進一步擴展為大學生虛擬創新創業討論課。學生查閱國內外前沿機器人發展現狀，結合市場需求分析現有機器人存在的缺陷與不足，并概念性地設計一款新型機器人，或對現有機器人進行改進，然后以此為產品，虛擬創建一個科技公司，規劃公司的市場定位、團隊管理、營銷策略，并評估可能遇到的風險以及應對風險的措施。以創新創業為主題的開放式討論課，讓學生主動調研分析、了解市場前沿需求、跟進科技前沿走向，培養學生的創新意識和創業精神。

2.與開放式討論課有效結合的課程研究三級項目。將以虛擬創新創業為主題的開放式討論課與分層遞進式課程研究項目相結合，學生結合市場調研分析而進行方案設計的智能機器人系統，在課程研究項目階段進行具體的設計制作與調試，包括機器人系統的機械系統與控制系統。通過小班討論的形式，指導教師對各組學生的智能機器人系統方案進行進度跟蹤與指導，確保學生所設計方案的可實現性。學生結合設計調研分析所創新設計的智能機器人系統更具創新性，且具有更好的市場應用前景。

課程設計二級項目與綜合訓練相結合，進一步加深學生創新創業理念：以學生為主體進行組織與管理，充分鍛煉學生自主學習能力；加強各類資源相互融合，提高學生的專業系統設計能力；開放式的交流合作環節，提高學生溝通協作能力；注重聯系工程實踐，充分激發學生的創新實踐能力。

4.持續推進發展的畢業設計一級項目。畢業設計(一級項目)在教師指定研究方向的同時，也倡導學生自主選題，使學生的創新精神和創業能力得到進一步發揮，為學生的創業想法搭平臺、開綠燈。畢業設計題目或為教師科研領域中的前沿子課題項目，或為面向實際應用中的復雜工程項目問題，或為學生經過市場調研分析后自選的創新型智能機器人系統，從調研、構想、建模，到分析、優化、裝配調試的整個創新設計過程中，學生做主體，教師做輔導，充分發揮和培養學生洞察力、自主分析能力與實踐動手能力，充分鍛煉學生創新創業能力。

學生在畢業設計一級項目中完成的課題，經過適當轉換，用于指導下一屆學生的課程研究三級項目與課程設計二級項目的實施，有效做到項目實踐教學體系的可持續進行。

(三)面向多學科交叉融合的智能機器人工程人才培養實踐教學體系

圍繞智能機器人創新設計與復雜工程問題解決所需的知識和技能，針對新興產業和新經濟體制下社會發展對于綜合型人才綜合素質的要求，充分借鑒CDIO和OBE等工程教育人才培養模式的改革經驗，融合創新創業能力培養，開展機械電子工程專業、軟件工程專業、車輛工程專業等學生共同聯合進行、多學科交叉融合的課程二級項目實踐實訓活動，注重學生對機器人結構創新設計、智能傳感與感知、網絡系統控制等跨學科知識和技能的訓練，培養學生專業研發和創新探索能力，培養學生溝通交流能力與多學科協作能力，使學生更好地適應行業的發展(圖5)。

圖5 多學科交叉融合實踐教學體系

四、實施效果與思考

本創新創業實踐教學體系在燕山大學機械學院所有專業實施，受益學生2 362人，學生的雙創能力及綜合工程素養顯著提升。近年來，獲批國家級大學生創新訓練計劃項目21項，共完成創新設計課題300多個，研制多功能機器人100多套，其中近8成的學生參加了課內/外科技競賽活動，獲國家級獎項46項，省級獎項107項，獲國家專利授權20余項。近3年，學生就業率都在95%以上，行業骨干企業及外資企業就業率達到75%以上。

教學團隊組織學術研討會20多場次，受邀做教改匯報30余次，接待國內外教育單位訪問學習50多次，教學成果輻射到40余所省內外地方高校，并入選高教學會校企合作分會“產教融合、協同育人”特色主題案例，全國地方高校卓越工程教育校企聯盟新工科建設特色案例，和中國高等教學會工程教育專業委員會地方高校組“新工科研究與實踐項目”優秀案例。

結合本創新創業教學實踐和實施效果，我們認為，新工科創新創業實踐教學體系的構建，核心要素在于平臺、課程、師資等教育資源，新工科背景下的創新創業教育應以平臺、課程、師資等教育資源為基礎，而不應該只關注于創新創業競賽，應該做到以賽促教，而非以賽代教；新工科背景下的創新創業教育是包括專業教育和創新創業教育在內的多維度教育，其教學內容要與各學科相互結合、相互滲透；創新創業教育應該更加注重對學生創新精神和創業能力的培養，培養學生的社會擔當、憂患意識和人文素養，而不是讓每個學生都去開公司；新工科背景下的創新創業教育離不開實踐環節，但也不能盲目鼓勵學生脫離學校而躋身商海，創新創業人才培養的本質在于通過專業教育和實踐教育，將學生的創業沖動和創新潛力轉化為真實的能力。

五、結語

新工科的出現是建立在新經濟、新興產業基礎之上的。隨著經濟發展，新職業對人才需求不斷發生變化，學科作為人才培養和科技發展載體，必須順應發展，進行創新改革，主動布局人才培養體系，才能滿足社會對人才的需求。

本文分析論述了燕山大學機械電子工程專業面向國家科技與經濟發展對人才的需求，融合國際工程教育專業認證體系，以全面提高學生創新創業能力為宗旨，有效整合平臺、課程、師資等各種教學資源，構建了覆蓋大一學年到大四學年的分層遞進多元融合一體化創新創業實踐教學平臺與體系，并以項目為途徑，以行業需求為導向，構建出了面向課程的創新創業實踐教學體系。實施效果顯示，本文所論述的創新創業實踐教育體系，通過有效融合專業教育和實踐教育，切實培養和提高了學生的創新創業能力，取得了良好效果。本研究成果對于促進我國高校工程學科創新創業教育改革發展具有較高的教學借鑒意義。