基于工程教育認證的材料類專業創新創業實踐教育體系的研究

（河南科技大學材料科學與工程學院 河南·洛陽 471023）

0 引言

2016年6月2日，中國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員，意味著具有國際實質等效的工程教育專業認證在我國拉開帷幕。工程教育專業認證的核心教育理念：成果導向教育(Outcome Based Education)簡稱OBE，亦稱產出導向教育。所謂的“成果”是指學生完成所有學習過程后所獲得的最終結果，是深入到心靈的內化過程，不單是所需掌握的理論知識，更注重工程實踐應用能力，還包括涉及職業發展的價值觀或各類情感因素，是需要在工程實踐中經過長期訓練和廣泛積累后取得的成果。本質上是創新型高素質工程技術人才的培養，工程教育國際認證的培養目標即是創新人才，應用型、復合型和技能型人才的培養要求。

河南科技大學作為一所省屬普通高等工科院校，具有專業性強，專業緊密貼合工程生產，實踐能力要求高。在“大眾創業，萬眾創新”的新時代，高層次科技創新型人才是推動科技進步、社會發展最重要的力量，也是新經濟發展繁榮的動力之源。構建適應戰略性新興產業發展需求的創新人才培養模式成為新工科教育的重要使命。為此，對河南科技大學材料類專業創新人才培養實踐問題進行分析，探討新時期學生創新創業能力提升機制，以期為人才創新創業能力培養提供新的思路。

1 創新創業實踐教學模式的探索與實踐

針對當前材料行業迅猛發展的態勢，我校作為地方應用型本科院校，結合自身專業情況，以工程認證標準為基礎，以學生為中心，依托各類人才培養基地，以實踐環節和項目為載體，以培養學生創新創業素質和實際應用能力為主線，形成創新創業人才培養模式的基本思路。

創新創業教育體系的基本構成如圖1所示。將創新創業教育與專業教育相融合。通過對專業課程體系改革和加強實踐教學平臺建設，從課程體系教學改革、工程基礎實踐平臺建設和專業綜合實踐平臺三個方面進行學生創新創業能力的培養。增強綜合實踐環節訓練的比重，以工程基礎實驗項目、專業技能訓練綜合項目、科研實踐項目、學科團隊項目、學科競賽、大學生創新創業項目、畢業論文研究和設計項目為主鏈，由基礎到綜合，在專業教育的各個環節中融入創新創業教育，首先培養學生解決各個層次復雜工程問題的能力，從而培養學生創新創業能力。

1.1 基于解決復雜工程問題能力培養的教學改革

學生解決復雜工程問題能力（工程知識、問題分析、設計／開發解決方案和研究）、通用能力（使用現代工具、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習）和工程態度（工程與社會、環境和可持續發展、職業規范）三個方面，是對創新創業能力培養的重要核心支撐（圖1）。培養學生解決各個層次復雜工程問題的能力，從而培養學生創新創業能力，是通過不同層次的課程體系的設置逐步進行的（圖1）。教師的科研項目和成果是豐富生動的教學案例。“材料科學基礎”課程的理論和科研成果密切相關，教師的科研成果分析都能在課程內容中找到理論支持。如，晶體、非晶與準晶的結構特征分析，晶向／晶面指數、凝固與結晶等相變理論，都能在科研分析中應用；反之，科研成果又加深了學生對基礎理論的理解。材料的新理論和新技術等都能應用到教學中。在《材料科學基礎》教材中也增加了很多最新的科研成果作為案例解讀，培養學生創新思維。采取的教學方法有“講授法、視頻法、軟件動態演示法、結構模型演示法、板書詳解法、課堂邊講邊練法、導入案例法、學生講解法”等，加強復雜工程問題案例分析。在《斷裂韌性》一章的講授中，通過歷史上一些著名的大型船舶、橋梁、飛行器斷裂實例（如泰坦尼克號的沉沒），引導學生對傳統的強度理論設計失效提出質疑，引出斷裂力學這門學科的出現和發展背景，引導學生在學習和實踐中發現問題、探索創新的思維方式。

圖1：創新創業教育體系的設計

1.2 以各類活動為平臺，以老帶新，培養學生的創新創業能力

將創新創業能力的培育全程貫穿于地方院校應用型本科人才培養體系之中，融入課程體系。從學生入學開始，采用“以老帶新”的模式，即大二以上的學生參加大學生各類創新創業類活動，必須有大一新生參與，在共同完成的過程中，大二以上的學生將創新創業的理念和思路傳遞給新生。同時，學校非常重視創新創業類項目的培養和開展的組織工作，如全國大學生創新創業大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽等賽事都設置了全程保障，有專業教師和指導團隊有針對性地解決大學生創新創業過程中出現的困惑和問題，對創新性較強的項目給予一定的資金支持，積極扶助學生創新企業成長。由此經過多層次、多維度的校園培育工作，在大學早期階段就使學生形成創新創業的基本素養，培養和鍛煉學生的動手能力、解決實際問題能力、團隊合作能力和職業行為能力。

1.3 以實際工程項目為載體，以學生為中心，構建新型實踐教學體系

在創新創業人才培養模式的實踐探索中，學校按照工程認證標準模式，結合材料類實踐環節特點，構建了以學生為中心，項目為載體的新型實踐教學體系。具體來說，就是依托校外實踐教學基地和產教融合基地，將實踐環節能力目標常態化，實現過程更加靈活。例如，在課程設計環節，不再設置單一的題目要求學生在規定時間內完成，而是結合學生在實踐教學基地的實際任務，進行不同任務的工程設計，體現學生的個體性和創造性，培養學生的動手能力和團隊協作能力，這種實踐過程既符合實踐工程需要，也鍛煉了學生的能力，摒棄了原有設計題目脫離實際、多人同題、千篇一律的老做法，學生也有興趣在一種創新的環境中去接受和學習新知識，培養解決復雜工程問題的能力。更好地提升大學生學好材料工程專業知識的積極性，培育學生的創新創業能力。

1.4 進行實踐教學方法和手段改革，促使學生的創新意識和主觀能動性提高。

探索多元化的實踐教學方法和教學手段，結合信息技術進行“線上+線下”混合式實踐教學改革，充分發揮學生在實驗過程中的自主性與創造性，使實驗教學實現以學生為中心，以教師為引導，體現學生在實驗學習中的主體地位。比如通過網絡教學平臺把實驗指導書，儀器設備的使用規范和操作方法，實驗的安全注意事項，實驗設計要求及參考設計方案等放在網上，學生進行提前預習，進行文獻閱讀，構思實驗設計。多種教學形式的混合運用，使學生能夠結合自身實際選擇最為適當的學習方式，充分激發學生參與實驗活動的興趣，培養訓練學生自主學習、創新學習的能力，并進一步形成進行科學研究和探索的興趣。結合基層教學組織建設，開展教學方法研討活動，教師及項目組成員定期研討實踐教學內容和教學方法，針對不同的實踐教學環節，進行多種形式的教學探討，提升實踐教學指導教師的業務能力；聘請企業工程師作為兼職指導教師參與實踐教學環節，提升實踐教學的工程實踐真實性；實行新生研討課，在新生入學后就把新生分成小組，加入固定的導師團隊，小組新生和老師定期見面，使新生有機會接觸學術前沿問題，有機會參與教師正在進行的研究課題。培養批判性思維、信息素養的養成和合作學習，促使智力和能力的提高。

1.5 新型評價體系的構建

建立多元化的實踐教學與創新創業教育的考核評價機制，建立全方位，全過程的監控，不斷反饋并持續改進。以培養和提升學生的創新能力為關鍵點，把教師科研成果引入實踐教學，通過創新性、啟發性教育，實現實踐教學的開放性，達到評價指標的多元化。改變以往以實驗報告、實習報告核定成績的簡單方法，把學生對實驗方案的設計，實驗設備操作、實驗結果的分析、同學之間的協作，課堂效果等統一納入考核內容，進行綜合考核，考核形式可以是實驗過程、試驗樣品，也可以是小組答辯，最后形成實驗報告。對教師建立完善的實驗師資準入和退出機制，使具備良好專業素質的老師進入實驗師資隊伍，不合適的應退出；建立實驗師資的業務能力提升機制，使實驗教師不斷學習，拓寬知識面，能夠較快地適應日益發展的新技術新設備。

2 結語

工程教育認證、新工科與一流本科專業建設的培養目標都是創新人才和復合技能型人才的培養。大學生創新創業教育和創新創業能力是通過課程教學體系尤其是實踐教學平臺的發展而進行培養的。通過對課程改革和加強實踐教學平臺建設，從課程教學改革、工程基礎實踐平臺建設和專業綜合實踐平臺等多個方面，由基礎到綜合，逐步培養解決不同層次的復雜工程問題的能力，提高學生創新創業能力。經過持續的探索與實踐，學生解決復雜工程問題的能力和創新創業能力明顯增強，我校金屬材料、材料成型與控制專業在2018年通過中國工程教育認證，無機非金屬材料專業在2020年通過工程教育認證。近兩年我校材料類獲得“互聯網+”國賽銅獎4項，省賽一等獎16項，二等獎10項，三等獎3項；“挑戰杯”獲省賽一等獎1項，二等獎1項，三等獎2項。“創青春”參加國賽決賽1項（銀獎）。