面向低年級工科生的“創新認知與實踐”課程體系設計

尹強，孔祥勇，陳剛，李濤，鄭七振

（上海理工大學，上海 200093）

本科生所處的成年早期（emerging adulthood）處于人格發展由不成熟走向成熟的關鍵期，也是個體探索職業認同的關鍵時期[1]。在這一時期，由于自我意識的發展，知識經驗的增多，以及學校和社會環境的影響，他們的人格常會有較大的改變。因此，創新意識的培養，對于低年級工科生創新人格的塑造具有重要意義。

本課題組基于“低年級工科集中培養”辦學模式，實地調研了相關5 所國內院校，線上和文獻調研了2所，普遍重視低年級本科生的入學教育，但是缺少專業師資，學院師資以學工隊伍和行政隊伍為主。這就造成了一定意義上，入學教育相對簡單，學生活動缺乏深度和專業度，未能充分發掘“教授資源”的強大作用。為從根本上解決從高中到大學的“學習”面臨的種種問題，必須進行改革與創新。創新的方向就是整合現有的入學教育和學生活動，學院進行適合培養對象的課程建設，為學生創造有意義的學習經歷[2]。

1 新生創新意識調研——基于300 個樣本

創新意識的概念和內涵目前尚無統一、清晰的界定。借鑒并概括部分專家、學者觀點，將創新意識的內涵概括為創新認知、創新動機和創新意志。

依據以上觀點，項目組在2019 學年第一學期對學院2019 級新生和2018 級學生進行了隨機抽樣調查，各抽取150 個樣本，回收285 份有效問卷，問卷設計12 道題，從創新認知、創新動機、創新意志3 個要素展開調研。用SPSS19.0 進行了統計分析。

通過數據分析，得出基本結論如下：

（1）在創新認知、創新動機和創新意志3 個要素中，大一、大二學生在創新認知方面的得分最低，創新動機和創新意志方面的得分較高，說明大一、大二學生在創新認知方面較為薄弱，體現了實施創新認知教育的必要。

（2）大一、大二學生在創新認知和創新意志方面無顯著性差異，在創新動機方面存在顯著性差異，說明當前的教育尚未使大一、大二學生在創新認知方面獲得顯著提高，仍然需要加強創新認知教育。

（3）對于培養創新意識，特別是加強創新認知教育的有效途徑，大一學生需要更系統化的教育、教學體系設計。

2 “創新認知與實踐”課程設計

布魯姆及其團隊研究各種學習與教育目標的關系，于1956年提出了一個教育目標分類系統。2001年一批認知心理學家和課程教學專家根據后來的學術進展，將該系統重新修訂為：記住、理解、應用、分析、評價、創造這六類學習。傳統課堂教學的主要弊端是使學生主要集中于低階學習，偏重記憶學習、理解學習，忽視了高階學習，很難培養出創新型人才，學生心智也不能得到全面發展。

由于本科生所處的成年早期是個體探索職業認同的關鍵時期，本科低年級學生尚未完整接受過任一學科教育，因此，促進學術認同發展的輔導實踐以及教學等實踐尤其應做到：既致力于創新理念或建立模式及體系，又致力于克服實踐中不可避免的困難。了解本科新生學術認同發展的狀態將更可能支持和幫助個體實現學術認同[3]，對其學術素養的提升有裨益。為此，課題組成員在學院面向本科新生開設的“創新認知與實踐”課程中進行參與性觀察，并參與授課。

以低年級工科生創新能力提升為目標導向，不論怎樣開展教育教學，無論是傳統教學還是改革后的教學，所有的教學都涉及四個方面：學科知識、教學設計、師生互動、課程管理（如圖1所示）[4]。所有的教師都應該擁有一定的學科知識，都要就教學設計做出決定，都要和學生進行互動，都要對課程進行管理。這意味著如果教師要改進教學，可以通過改進這四個因素中的一個或者幾個來實現，改進任何一個方面都是有價值的[4]。

圖1 教學的四個要素

依據前述擬解決的主要教學難點，本項目主要通過反向課程矩陣設計法[5]來進行“創新認知與實踐”課程設計。借助此模型（如圖2所示），可以把課程與教學的其他方面，如教學內容、方法、活動、技術、環境、評價等要素組織起來，使之成為一體。搭好課程設計平臺后，再嵌入內容、方法、評價等要素：

圖2 反向課程矩陣設計

理論教學內容里，以“問題導入”開展“新生研討課”[6]，PPT 輔助教學；案例教學內容里：本項目的負責人和參與人有豐富的指導大一學生開展科技創新實踐的經驗，已連續多年成功舉辦新生科創大賽。基于以往學生的創研項目大類——機械設計類、程序設計類、單片機類、智能醫療類、創意食品類、航模類等，通過情景設置，引入項目實例，使學生具體了解和掌握相關知識點；實踐教學內容里：一是教師帶教、合作學習，指導具體的項目開展，二是進實踐基地和科技企業培訓與參觀。

效果評估主要通過學生的創新項目開展，從創新認知、創新意識、創新意志等維度進行跟蹤和評估，采取過程控制，實行實時反饋，評估意見直接反饋給下一節小課。

3 “創新認知與實踐”課程內容體系

課題組從創新認知、創新實踐、創新實驗切入，將創新活動納入第一課堂，面向理工類大一學生開設“創新認知與實踐”課程。

（1）授課內容。

（2）授課規模。

采用小班授課，新生研討課，50 人以內。

（3）考核方式。

表1 教學內容

平時成績：30%。平時課堂及實踐表現，結合參觀工博會的報告。

答辯成績：60%。答辯具體安排：根據雙披薩原則，6-8 人一組，圍繞1 個創新項目展開研究。答辯時以PPT 演示結合實物或者半成品展示，每組陳述5min，評委教師提問2-3min。

實踐成績：10%。根據舉辦的兩次比賽“無人機設計大賽”和“特斯拉線圈制作比賽”成績給分。

（4）教學效果調研。

以問卷調查的形式匯總分析學生學習效果，要求反饋對教師傳授的改進意見，如表2所示。

表2 “創新認知與實踐”課程教學調查問卷

本問卷從“知、情、意”三個維度了解學生檢索信息的能力、設計實驗的能力、實踐合作的能力、表達結果的能力，以及在未來的學業生涯中是否愿意繼續從事科研創新的相關工作。發放問卷54 份，回收問卷54 份。學生均進行了開放式回答。其中，在檢索信息的方法部分，80%的學生能夠熟練進行CNKI 和web of science 等數據庫檢索；在科技論文寫作部分，有2 名學生一年后發表了SCI 論文；所有學生均表示有興趣繼續進行科技創新研究。

4 “創新認知與實踐”課程評估與收效

通過“創新認知與實踐”課程教學深化大學生創新教育的教學和實踐環節，改變原有的教育教學和創新實踐相互獨立、大一學生科創實踐和教師科研相互獨立、教師科研成果不能及時補充進教育教學內容的局面，構建一個三者相互聯系、有度結合、不斷深化的教學、實踐模式，從而促進學生創新能力的培養。

該嘗試在課程設計上集理論教學與實踐教學（進實驗室，進企業，參觀行業會展）于一體，實驗課單列1門，實現課堂內教學與課堂外實踐的有機融合，拓展學生研究視野；師資結構上結合多專業背景教師、實驗師、企業CTO、專利員，實現多學科交叉的多元化師資結構隊伍，有效促進協同育人。科研一線教授占比超過50%，有效促進科研反哺教學。

“新生研討課”在教學方式上是一種新的嘗試，重點在于通過此方式促使大一新生盡快適應大學新的學習方式、思維方式，另一方面引導其在學術探討的碰撞中體驗探索的樂趣與方法，進而形成對專業、科學的熱愛，為以后的研究事業注入更多的活力。

本文從發展與教育的角度，采用目的抽樣法，動態收集質性資料。縱向研究結果體現了“創新認知與實踐”課程在學生自主學術認同上的導向性作用，調查結果為融合本科新生職業生涯教育與創新能力培養提供了啟發，力圖揭示本科新生自主采取探索行動的規律。

本課題組有意在學院構建學院課程平臺，協同校、企、社會各方的優勢資源，為低年級工科生的成長發展進行課內外教育、教學的可持續改進。依托創新課程教學，特別是文獻檢索、實驗設計、科技論文寫作、專利申報等模塊，使授課對象初步獲得信息的能力、展開實驗的能力、形成文字的能力，這是對培養低年級本科生學術素養的初步嘗試。