協(xié)同學(xué)視域下工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)路徑研究
——以機(jī)械類專業(yè)學(xué)生為例

張 紅 孫巧雷 侯靈霞 馮 定 劉旭輝

（長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 湖北·荊州 434023）

0 前言

協(xié)同學(xué)是一門關(guān)于協(xié)作的科學(xué)，而工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)涉及了學(xué)校、國家職能部門、企業(yè)等諸多模塊。上述各模塊持續(xù)進(jìn)行著能量、物質(zhì)、信息的交互，相輔相成，相互促進(jìn)，為工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)工程提供了源源不絕的能量。但是，由于工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)工程時刻處于非線性、非平衡狀態(tài)，即便各培養(yǎng)子系統(tǒng)功能鮮明、目標(biāo)統(tǒng)一，但也無法規(guī)避內(nèi)部出現(xiàn)的非平衡因素。因此，基于協(xié)同學(xué)理論，探究協(xié)同內(nèi)部各要素的方案就具有非常重要的意義。

1 協(xié)同學(xué)概述

協(xié)同學(xué)一詞源于希臘文，表面含義為共同工作，其是研究協(xié)同系統(tǒng)從無序到有序演化規(guī)律的科學(xué)，提出于20世紀(jì)70年代，由德國聯(lián)邦理論物理學(xué)家哈肯創(chuàng)立。協(xié)同系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，內(nèi)部容納了若干個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均以自組織形式存在。協(xié)同學(xué)的研究內(nèi)容主要為：外參量驅(qū)動、子系統(tǒng)相互作用下，宏觀尺度上協(xié)同系統(tǒng)自組織成空間、功能、時間有序結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及調(diào)節(jié)、演化規(guī)律。

2 協(xié)同學(xué)視域下課程體系、學(xué)科競賽和創(chuàng)新項(xiàng)目之間的關(guān)系

協(xié)同學(xué)視域下，工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)涉及了內(nèi)協(xié)同系統(tǒng)、外協(xié)同系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。而內(nèi)協(xié)同系統(tǒng)是當(dāng)前培養(yǎng)工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的主體，發(fā)揮著日益顯著的作用。在內(nèi)協(xié)同系統(tǒng)中，涉及了課程體系、學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目多個模塊。在內(nèi)協(xié)同系統(tǒng)中，學(xué)科競賽是橋梁，鏈接著教師視角下的課程設(shè)置、專業(yè)建設(shè)端的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目開展，本質(zhì)上則是將學(xué)科競賽向?qū)嵺`教育指導(dǎo)資源轉(zhuǎn)化，以賽促教、以教促學(xué)，促使學(xué)科競賽服務(wù)于學(xué)科發(fā)展、創(chuàng)新人才培養(yǎng)。課程體系與學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目協(xié)同，主要是依據(jù)專業(yè)發(fā)展對于人才創(chuàng)新能力的要求，開設(shè)與專業(yè)當(dāng)前乃至未來發(fā)展相關(guān)的學(xué)科競賽項(xiàng)目，由專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生參與競賽。同時貫徹“以學(xué)促教”原則，由教師為主導(dǎo)，重點(diǎn)把握專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)，將學(xué)科競賽項(xiàng)目滲透課堂實(shí)踐教學(xué)，促使課堂實(shí)踐教學(xué)與社會需求相一致。

3 協(xié)同學(xué)視域下工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)路徑——以機(jī)械類專業(yè)學(xué)生為例

3.1 創(chuàng)建內(nèi)協(xié)同系統(tǒng)

內(nèi)協(xié)同系統(tǒng)主要指課程體系、學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目之間的協(xié)同，其可以為學(xué)校與教師協(xié)同、教師與學(xué)生協(xié)同創(chuàng)造良好的調(diào)節(jié)。

其一，立足協(xié)同學(xué)視域，將機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺視為協(xié)同系統(tǒng)。以內(nèi)部各要素協(xié)同合作為主導(dǎo)，發(fā)掘?qū)W校管理協(xié)同作用，利用相互關(guān)聯(lián)的要素、環(huán)境條件，共同推進(jìn)協(xié)同系統(tǒng)建設(shè)。以專業(yè)課程體系+學(xué)科競賽的形式，開放優(yōu)秀學(xué)科競賽作品、創(chuàng)新工程設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)作過程等有機(jī)融入課堂，促使專業(yè)學(xué)生學(xué)有載體。而在學(xué)科競賽課程中，則以大賽作品為主導(dǎo)，將專業(yè)課程理論富有效率地融入作品設(shè)計(jì)、制作階段，促使專業(yè)學(xué)生可以掌握運(yùn)用理論知識解決工程實(shí)際問題的方法。比如，選擇學(xué)院往屆競賽、國家級大賽優(yōu)秀獲獎作品，以案例的形式編寫到《公差配合與測量技術(shù)》《機(jī)械原理》《機(jī)械制圖》等機(jī)械類主干核心課程教案中。

其二，根據(jù)工科和機(jī)械類專業(yè)特點(diǎn)，借鑒往屆學(xué)科競賽主題，可以機(jī)械類專業(yè)領(lǐng)域熱點(diǎn)問題、相關(guān)導(dǎo)師科研方向?yàn)榍腥朦c(diǎn)，精煉創(chuàng)新主題，以競賽+項(xiàng)目的形式，鼓勵大學(xué)生申請創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。以互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新大賽、“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技競賽、全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等高水平學(xué)科競賽為專業(yè)學(xué)生項(xiàng)目申報(bào)的引導(dǎo)，以科研平臺建設(shè)、試驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)與制作等創(chuàng)新項(xiàng)目為學(xué)科競賽開展的支撐，發(fā)揮學(xué)科競賽與創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目相互推動的作用。

在服務(wù)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新活動目標(biāo)的指導(dǎo)下，可以面向大學(xué)生整個學(xué)習(xí)周期，構(gòu)建分層級、一站式創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目+競賽體系。機(jī)械類學(xué)科競賽可以劃分為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力拓展、綜合能力提高、專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)幾個層次。其中創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力拓展型競賽對學(xué)生科技素養(yǎng)、創(chuàng)新精神具有較高要求，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的關(guān)鍵，可以組織大三、大四學(xué)生參與互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、挑戰(zhàn)杯課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、職業(yè)生涯規(guī)劃大賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等；綜合性學(xué)科競賽可以從提升大學(xué)生綜合能力為目標(biāo)，從多專業(yè)知識綜合、多學(xué)科融合入手，設(shè)計(jì)機(jī)器人競賽、大學(xué)生工程訓(xùn)練大賽幾種競賽，組織具有一定專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)生（大二、大三）參加；專業(yè)基礎(chǔ)型學(xué)科競賽可以聚焦機(jī)械類專業(yè)學(xué)生專業(yè)技能水平提升，提升專業(yè)深度，組織已修完專業(yè)基礎(chǔ)課的機(jī)械類專業(yè)學(xué)生（大一，大二）參與大學(xué)生工業(yè)設(shè)計(jì)競賽、大學(xué)生力學(xué)競賽、CAD應(yīng)用大賽等。除此之外，大一學(xué)生還可以根據(jù)自身興趣，參與院級科技創(chuàng)新項(xiàng)目、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。部分基礎(chǔ)較為扎實(shí)的專業(yè)學(xué)生還可以申請校級科技創(chuàng)新項(xiàng)目、綜合性學(xué)科競賽。進(jìn)入大二、大三后，則由教師組織學(xué)生參與挑戰(zhàn)杯競賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽并申報(bào)省級、國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。

其三，在舉辦競賽、申報(bào)項(xiàng)目的驅(qū)動下，從學(xué)校與機(jī)械類專業(yè)學(xué)生協(xié)同入手，增加創(chuàng)新基金投入，以競賽+課程+項(xiàng)目的形式，全面提升專業(yè)學(xué)生自主創(chuàng)新能力。即以創(chuàng)新教育理念為引領(lǐng)，面向機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案，將創(chuàng)新理念融入專業(yè)主干課程、實(shí)踐體系以及訓(xùn)練環(huán)節(jié)，驅(qū)動專業(yè)人才形成創(chuàng)新意識、儲備創(chuàng)新知識、提高創(chuàng)新能力。在這個基礎(chǔ)上，以教師與學(xué)生協(xié)同的形式，構(gòu)建以專業(yè)學(xué)生為主體的微型自組織系統(tǒng)。以微型自組織系統(tǒng)為單元，開展競賽管理與組織、項(xiàng)目成果孵化推廣、學(xué)術(shù)沙龍等活動，促使師生強(qiáng)交流、共進(jìn)退，為專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新提供源源不斷的動力。

3.2 創(chuàng)建外協(xié)同系統(tǒng)

外協(xié)同系統(tǒng)是政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)與學(xué)校密切聯(lián)系的子系統(tǒng)，也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力提升的保障。“四位一體”的外協(xié)同系統(tǒng)可以持續(xù)提供物質(zhì)資源與訊息資源，為內(nèi)協(xié)同子系統(tǒng)的可持續(xù)運(yùn)作提供支持。

其一，企業(yè)與學(xué)校協(xié)同。學(xué)校應(yīng)以產(chǎn)學(xué)合作為主動，主動與企業(yè)建立合作關(guān)系，獲得項(xiàng)目、競賽方面的支持。鑒于機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，無法孤立存在，不可避免地需要外界供給能量、信息、物質(zhì)等方面的支持。一方面學(xué)校要“走出去”，走出校內(nèi)，尋找與機(jī)械類專業(yè)學(xué)生相符、具有實(shí)踐鍛煉機(jī)會的企業(yè)。并與其建立合作關(guān)系，學(xué)校為合作企業(yè)提供技術(shù)支持，合作企業(yè)則為學(xué)校學(xué)生競賽、項(xiàng)目申報(bào)提供物質(zhì)支持，比如，科技活動實(shí)習(xí)機(jī)會、項(xiàng)目申報(bào)完成設(shè)備支持等，再如，機(jī)械工程系教師可以依托企業(yè)金工實(shí)習(xí)車間的數(shù)控車、數(shù)控加工中心、3D打印機(jī)、線切割等加工設(shè)備，為創(chuàng)新競賽實(shí)物樣機(jī)加工制作提供支持；另一方面，學(xué)校要“引進(jìn)來”，與企業(yè)溝通并建立相互信任的關(guān)系，由企業(yè)為專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提供實(shí)踐指導(dǎo)，盡可能地幫助專業(yè)學(xué)生提升創(chuàng)新能力。比如，針對機(jī)械設(shè)備加工的工藝問題，邀請校企合作企業(yè)技術(shù)人員親自指導(dǎo)解決，保障創(chuàng)新競賽活動順利開展。

其二，科研機(jī)構(gòu)與學(xué)校協(xié)同。科研機(jī)構(gòu)、學(xué)校均為科學(xué)技術(shù)知識的搖籃，也是國家文化軟實(shí)力的助推單元。基于科研機(jī)構(gòu)與學(xué)校在優(yōu)勢互補(bǔ)、資源互依方面的關(guān)系，可以圍繞降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)、提高資源利用率等目標(biāo)需求，建立兩者之間的合作協(xié)議。一方面，學(xué)校可以利用科研機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新資源，依托創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)基地、創(chuàng)新工作室、創(chuàng)客俱樂部、創(chuàng)新班實(shí)訓(xùn)室等平臺，為機(jī)械類專業(yè)學(xué)生學(xué)科競賽、課程優(yōu)化、項(xiàng)目申報(bào)提供良好環(huán)境，帶動機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新興趣；另一方面，在進(jìn)行產(chǎn)教融合、研企合作過程中，學(xué)校可以充分考慮創(chuàng)新教育與機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)需求，引入橫向課題，為科研機(jī)構(gòu)與學(xué)校專業(yè)教育合作做好鋪墊。科研機(jī)構(gòu)與學(xué)校教師、學(xué)生共同申報(bào)國家級、地方級重大項(xiàng)目，學(xué)生參與其中，更加全面、深刻地體會科學(xué)研究流程，大幅提高創(chuàng)新效果。

其三，政府與學(xué)校協(xié)同。一方面，政府相關(guān)部門需要貫徹“完善的創(chuàng)新法律是創(chuàng)新活動基本保障”這一方針，完善創(chuàng)新法律，增加創(chuàng)新技術(shù)的財(cái)政投入，并加強(qiáng)科研資金利用監(jiān)督，保證科研資金有效落實(shí)到學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中。另一方面，學(xué)校應(yīng)積極響應(yīng)政策召喚與法律要求，定期以數(shù)據(jù)資料的形式，向政府相關(guān)部門反饋教育情況，為政府相關(guān)部門調(diào)整政策提供助力。

4 總結(jié)

綜上所述，通過協(xié)同學(xué)視域下的課程體系與教育指導(dǎo)過程改革，機(jī)械類專業(yè)學(xué)生參與創(chuàng)新競賽人數(shù)比例逐年遞增，營造了全員創(chuàng)新的良好氛圍，可以帶動更多專業(yè)學(xué)生參與競賽、項(xiàng)目，對學(xué)生的創(chuàng)新能力成長有所啟發(fā)。與此同時，機(jī)械類專業(yè)學(xué)生課程成績顯著提升，不及格學(xué)生數(shù)量占比不斷下降。由此可知，協(xié)同學(xué)視域下的“課程—競賽—項(xiàng)目”“政府—企業(yè)—科研機(jī)構(gòu)—高校”專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)子系統(tǒng)運(yùn)用成果顯著。

當(dāng)前關(guān)于工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要由一線教師負(fù)責(zé)，相關(guān)職能部門、企業(yè)參與度較低，加之從國家到地方再到學(xué)校結(jié)構(gòu)中存在諸多非平衡因素，嚴(yán)重干擾著工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)實(shí)效。因此，在協(xié)同學(xué)理論指導(dǎo)下，應(yīng)綜合考慮工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求，在國家、地方、學(xué)校之間建立外協(xié)同體系，在課程體系、學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目之間建立內(nèi)協(xié)同體系，為學(xué)校與教師協(xié)同、教師與學(xué)生協(xié)同、學(xué)校與地方企業(yè)及國家協(xié)同提供良好的指導(dǎo)，形成一個系統(tǒng)的工科大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系，為工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的形成打好基礎(chǔ)。