新工科背景下大學生科技創新能力培養路徑研究

林潔如

臨沂大學機械與車輛工程學院 山東臨沂 276000

新工科是一項具有中國特點、覆蓋面廣、影響深遠的系統工程。這是中國經濟發展、產業變革和國際競爭的一項重大舉措。但是,從中國高校自身發展的角度來看,我國的工程教育規模較大,實力較弱,在人才培養上還面臨著一定的瓶頸。

新工科的“新”包含了新興、新生的含義,具有引領、創新、融合、發展和跨國界的特征。新的項目必須建立在“新”的基礎上,而要想在新的國際領域中成為一個戰略性的領導,就必須在關鍵技術上取得重大突破。教育部于2017年年初提出了“新工科”計劃,旨在培養具有跨學科能力和創新能力的新型科技人才,以適應未來10～15年新技術、新業態、新產業發展過程中各工程領域“復雜工程問題”的挑戰與需求。新工科背景下大學生應該具有相關的專業理論知識、優秀的研究技巧,以及廣闊的創意空間。高校的教育需要轉變傳統的思維和學習方式,加強學生的科研與創造能力,這是現代化發展的必然趨勢,而非單純的教授專業知識。

創新創業教育是促進大學生成長成才、實現人生價值的需要。大學生不僅要學習和掌握扎實的科學理論知識,還要有創新思維和創業意識,勇于投身社會主義現代化建設事業的偉大實踐,在創新中成就事業,在創業中成長成才。創新創業教育是以培養具有創業基本素質和開創型個性的人才為目標,不僅是以培育在校學生的創業意識、創新精神、創新創業能力為主的教育,本質上是一種實用教育。加強創新創業教育,符合大學生成長成才的需要,有利于幫助大學生更新就業思路,轉變就業觀念,樹立創新精神、強化創業意識;有利于幫助大學生掌握創業方法,養成克服困難、承擔風險的心理和意志;有利于幫助大學生積累實踐經驗,增強實踐能力,增長實踐本領,為成長成才奠定扎實的基礎。

1 大學生科技創新能力培養的途徑

大學生的科學和技術創新能力必須通過不斷學習、積累、推敲和改進來實現。為適應當前經濟的發展,我國高校應大力開展科技創新教育,措施有:高校大學生科技創新試點計劃、大學生科技創新計劃和各種專業技術競賽。

中國正處于經濟發展的新時期,對我國高等教育院校的發展提出了更高的要求,要求我國高等院校必須對教育制度進行改革,拋棄陳舊的觀念,采用新的思路,探索新的途徑,構建“新工科”下的工程創新能力培養系統,為中國的發展提供新的動力。

1.1 豐富工科教育課程體系

在培養大學生科技創新能力上,高校應該積極推行討論式教學、案例教學、情景教學、互動教學等教學方式,以促進學生自主學習、獨立研究等方面能力的培養。為滿足“中國制造2025”對科技創新能力人才的需要[1],高校教育應進一步深化課程體系的改革,對工程專業開展一系列的講座,涉及經濟、法律、環境、安全、計算機、新媒體等與工程實際相匹配的學科。在工程專業教學中,應該強化實踐性教學方法。在新工科建設中,要重視培養學生的工程專業技能,培養他們的動手能力和科技創新的能力,以應對復雜的工程問題。在近幾年高校完善的基礎實驗、專業實驗、創新實驗和實踐性研究等領域,逐步形成了一個層次分明的實踐性實驗教學系統,提升學生的工程實踐能力及科技創新能力。

1.2 大學生科技創新計劃

高校科技創新計劃的一個重要內容就是要落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》的精神?？萍紕撔掠媱澘煞譃?(1)科技創新計劃,是指在導師的指導下,大學生獨立或團隊共同設計、準備和實施的創新性研究計劃,并完成研究計劃的實施和報告;(2)創業實踐項目,是由學生在學校導師和企業導師的共同領導下,通過先前的研究創新計劃的成果,向社會提供有市場價值的新產品或服務。這些項目旨在促進高校和企業之間的合作,從而提高大學生的實踐能力,促進大學生科技創新能力。

1.3 學科競賽

大學生參與科技創新,培養創新能力,參與各類專業競賽,如“全國大學生工程創新設計競賽”“挑戰杯”“全國大學生數學模型競賽”等。學校和工程系對參加各種比賽的學生給予了積極的支持和積極的安排。通過開展學科競賽,可以促進學生的創造性思維,增強他們的創新精神和動手能力。通過開展學科競賽,可以使學生的學習興趣、好奇心得到充分發揮,使其成為一種重要的教學手段。創新能力是衡量學生學習成績的重要方法。

2 當前科技創新能力培養存在的不足

大部分的大學生都不知道科學和技術創新的意義,他們缺乏相應的知識。同時,在培養大學生的科技創新能力的過程中,也存在著諸多因素的制約,使其教育質量降低。目前,我國高校大學生的科技創新能力培養存在著興趣不足、參與度低、激勵不足、經費不足、科技創新制度不完善等問題[2]。其成因主要有以下幾方面:

2.1 科技創新能力培養體系不完善

在新工科背景中,隨著社會的迅速發展,需要更多的高質量的人才。過去的教學模式僅僅是讓學生理解和獨立地參與到培養過程中,已無法適應當前社會對人才培養的需要[3]。為此,加強大學生的科技創新能力,要加強綜合性、創新性的科學實驗,積極推行討論式教學、案例教學,培養學生自主學習、自主探究的意識,以適應新世紀工程技術人才的需要。高校作為新工科人才培養基地,必須主動適應新的教學需求,積極探索新的教學方式。因此,明確工程技術人才的新結構,建立新工科科技創新能力人才培養模式,明確其發展規律,是當前急需解決的重大問題。

2.2 科技創新考核評價機制尚不健全

對大學生科學技術創新培養,也能提高大學生知識、技能、思維的能力。高校承擔著許多科研工作,將資源用于教學,可以使高校的教學廣度、深度、創造性、實踐性得到增強。沒有健全的科學評估和實施機制,大部分的學生都不會主動地參與到科學研究中去,這會造成他們的參與意識不足、參與度低、積極性差。

2.3 科技創新文化氛圍還未形成

對一些高校而言,高校科技創新能力的缺點是基礎薄弱。由于缺乏科技競賽、科技創新論壇、學術研討會等活動,高校科技創新活動并未在大學生的日常生活中占有舉足輕重的地位,很難形成科技創新文化。高校在實施科技創新教育時,要加強對大學生的科學素養、科學知識、科學理念等的培養。大部分大學生對科技創新的了解較少,除課堂外沒有參與過關于科技創新的實踐,從而導致他們對科技創新的興趣不足。

3 提升大學生科技創新能力的舉措

3.1 修訂科技創新能力培養體系

培養符合學校定位、社會經濟發展要求的大學生科技創新能力,是提升大學生科技創新的基礎[4]。完善的科技創新教學系統,可以讓學生充分發揮自己的學識和天賦,培養他們的創造力。一套完備的科技創新培訓系統應包含:以科技項目為基礎的理論課程,以培養大學生科技創新能力為核心的實踐課程;同時,它還應當具有可實現的學習目標,與科技創新能力人才的發展規律相適應的學習系統。為此,應從學校層面進行改善,以目前的科技創新活動為依托,構建一套完善的科技創新教育系統與組織架構。

3.2 完善相關制度和配套措施

要執行科學和技術創新的教育體系,重點是要通過健全各種激勵機制,吸引大學生的注意力,使廣大大學生積極投身于科技創新活動。科技創新活動的復雜性按照不同年級、不同學科的學生所開設的理論課程進行分類,并將其歸類,使其能夠在不同的學習階段上適應。在此基礎上,建立與科技創新分類、等級體系相適應的學習方案,把科技創新學習作為必修課的一部分。作為一門必修課,它能確保學生的廣泛參與,激發他們的積極性。將科技創新的培養過程與人才培養計劃相結合,使其能夠在一定的困難程度和最終的努力下,真正地促進科技創新能力的培養,并造就高質量的人才。構建適合我國高?？萍紕撔履芰υu估和分類體系的教師和學生的評估和評估機制,對學生和教師的參與進行合理的激勵,以最大限度地激發學生和教師的積極性。

3.3 培育以學生為中心的科技創新文化氛圍

培育一種文化,以促進學生的創造性。在新工科環境下,高技術人才的科技創新能力的培育,關鍵在于創新,學生的創造性是創新的源泉。要實現和發展科技創新能力,必須依靠全體學生的共同努力。目前,我國高校開展了多種技術和創新比賽,旨在促進學生將知識應用于實踐。以教育體制為依托,大力發展科技創新的各種實踐活動,組織多種形式的科技創新組織、大力倡導創新文化、定期開展科技創新和科技創新知識普及等,是促進科技創新文化的重要形式。通過組織各類科學研究活動,拓展大學生的思想,增強他們的知識,提高他們的科學研究興趣,使他們能夠順利地進行科學研究。而要培育科技創新文化,就必須要在平時的教學和指導下,對學生進行積極的引導。它不僅可以提高學生的學習興趣,還可以提高他們的科研精神、研究精神和團隊精神。老師的言行在很大程度上影響著學生的觀念,這也是為何對學生進行輔導的原因。健全新工科背景下大學教師的教育制度,教師應該明確在培養大學生的科技創新能力時應承擔的職責和義務,這對促進大學生的科技創新,營造科學文化具有重要的現實意義。

3.4 科研設計與技能培養

研究設計是從理論研究、建模、計算等方面對研究方法和研究內容進行構思和規劃;實驗設計是指在科研活動中,通過制訂實驗方案、采用實驗方法進行科研活動的設想和方案[5]。在科學研究項目中,要充分調動學生的積極性和創造性;教學中,我們要把學生放在首位,給予他們解決問題的機會、經歷,以及在必要時給予他們指引。目前的工程專業,盡管大學生已經掌握了一些基礎的理論知識,但還不能與科學實驗相結合,對數據分析和創新等方面的研究也不夠深入。雖然已經有了一些基本的計算機基礎,比如編程等,但是由于它們與教育科研、實驗活動的聯系不緊密,大學生普遍缺少使用實驗設計軟件的能力,這就限制了進一步的發展。在新的工科背景下,對工程技術人員的素質提出了更高的要求,要建立“四得”的環境管理人才,以培養“下得去、留得住、用得好、干得好”為核心的新型科技創新人才。

在學習基礎理論的同時,參加科研項目也是一種很好的提高科研能力的方法。在這一階段,大學生將會積累經驗,并提升研究能力(可以分為初步研究、中期研究和后續研究)。研究內容主要是收集研究數據,閱讀和匯編文獻,分析和綜合研究成果,并提出自己的看法,尤其是對科技創新項目建議書的撰寫,如何突出項目基礎、明確研究目標與內容、完善研究方案。在科技創新項目進行的中期階段,應該注重明確的實驗目標、可行的實驗方案、合理的實驗設計和先進的實驗手段,但是,大部分的學生在制訂具體的計劃和工作流程、項目的組織和分解上缺少系統性的指導。在科技創新項目的后期,大部分的學生都沒有足夠的時間去對研究成果進行分析、探討、歸納、完善、撰寫論文以備發表或申請專利。盡管學生參與了許多科研活動,但總體上沒有太大的作用,科學研究的成功還需要進一步提高。

3.5 加強創新成果的凝練和轉化

工程專業學生的科技創新轉化方式主要有發明專利、撰寫科技創新論文等。發明專利是實現自身價值和實現成果的一種有效途徑;撰寫科技創新論文也可以用來驗證研究項目的價值與重要性,并通過定性或定量進行分析,得到結果。因為大多數的學生平時的時間主要用于課堂上以及應試科目上,對科技創新項目投入的時間較少。因此,要提高工程專業學生的科技創新能力,大學生需要自主地對科技創新方面的學術報告進行學習。

結語

隨著時代、社會的發展,工程專業在新工科背景下迎來了一次難得的發展契機,凸顯了大學生科技創新能力和素質培養的重要性。在新工科思想的指引下,開展與新工科相適應的高校教育,是未來高校教育發展的重點。本文認為,應大力培養適應新工科發展需要的工程專業大學生,使其具備新工科思維,成為科技創新型人才。