以OBE理念为导向建立现代大学生创新创业教育融合机制研究

2024-01-08 23:36安宇坤胡晨光
教育教学论坛 2023年50期
关键词:本科生能力课程

贾 援,安宇坤,刘 刚,胡晨光

(华北理工大学 材料科学与工程学院,河北 唐山 063210)

为了迎接新工业革命对高等工程教育的挑战,以及满足由于公共问责制的兴起,人们更加关注教育投入的回报与实际产出的现实需要,成果导向教育(OBE)在美国、英国、加拿大等国家逐渐成为教育改革的主流理念。在OBE理念导向下,我国也提出了更适用于自身国情的发展理念[1]。习近平总书记在党的二十大报告中用了比较大的篇幅谈了创新发展战略的意义和重要性。他指出,要“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位”“提升国家创新体系整体效能”“加快实施创新驱动发展战略”“加快实现高水平科技自立自强”“以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战”“增强自主创新能力”“深入实施人才强国战略”“尊重人才、尊重创造”“完善人才战略布局”[2]。习近平总书记的指示,为我们高等教育工作者提供了很好的指引。

材料科学与工程专业致力于培养以国家和社会发展的重大需求为牵引,具有宽厚的基础理论知识、开阔的国际视野、较高的工程素质,以及创新意识和创业精神;掌握材料结构、功能与工艺设计、成型制备、测试表征、失效分析等专业知识与技能;毕业后能胜任企业和科研单位的科学研究、产品研发和技术管理工作,具有家国情怀的德智体美劳全面发展的高素质应用型人才[3-4]。通过以劳动技能课程为核心,建立劳动技能+基础理论+创新团队+竞赛“四位一体”的本科生培养机制,利用教学实践、创新创业项目、竞赛等多重平台充分激发学生的潜力,使学生在掌握相关技术和理论知识的同时,通过参与大学生创新创业项目和竞赛培养严谨的科研思维,锻炼独立思考能力、动手能力和统筹能力,建立自信心,提升团队意识和沟通能力[5-7]。

一、创新型本科学生人才培养目标

秉承华北理工大学“明德博学、勤奋求实”的校训,旨在培养高素质应用型人才。新生代的本科生应当提高自己的底蕴,具有深厚的家国情怀、健全的心智、强健的体魄、良好的品德。针对材料学相关专业的本科生来说,应拥有材料结构设计原理、功能与工艺设计原理、材料成型原理、材料测试表征原理、材料性能失效原理等基础理论知识。为了更好地适应社会的发展,现代本科生应当具有熟练的文献检索和数据筛选的技能,不断扩宽国际视野;具有严谨的科研思维方式,提高独立思考能力、动手能力和统筹能力,坚守职业操守和道德底线,具备工程素质。新生代年轻人逐渐成为创新创业的主力军,本科教育应当涉及创新创业思维培养,通过合理地引导扩宽学生毕业以后的选择,缓解社会的就业压力。

二、创新型本科学生人才培养模块化设计

无论什么时候,本科生依然应该以课程理论知识的学习为主要任务。OBE教育理念倡导以学生为出发点,遵循“三学”和“两性一度”的原则设计教学模块。“三学”即“以学生为主体,以学为主,以学习效果为目标”;“两性一度”即高阶性、创新性、挑战度。所谓“高阶性”,就是知识能力素质的有机融合,旨在培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维;所谓“创新性”,是课程内容反映前沿性和时代性,教学形式呈现先进性和互动性,学习结果具有探究性和个性化;所谓“挑战度”,是指课程有一定难度,需要跳一跳才能够得着,这对教师备课和学生课下提出了较高要求。

现将“四位一体”本科教育体系分成四个模块:基础理论课程模块、劳动技能课程模块、创新团队模块、大学生竞赛模块。

(一)基础理论课程模块

基础理论课程涵盖的内容包括基础理论知识传授、测试方法基本原理传授、理论分析原理传授和课程思政教育。根据现代本科教育可以将课程分为通识教育课程、学科基础课程、专业核心课程、专业必修课程、专业选修课程和实践环节课程。基础理论知识、测试方法基本原理、理论分析原理合理分配于通识教育课程、学科基础课程、专业核心课程、专业必修课程之中;课程思政建设也需要形成一个体系,把思政教育渗透于课程的每个工程案例之中。

(二)劳动技能课程模块

劳动技能课程要与传统实习课程和试验课程相结合,取长补短。主要涉及基础试验方法、基础测试方法、自主操作能力等内容,目的是通过亲身实践让学生巩固理论知识,提高动手能力;多学科交叉融合已经成为领域创新的主要途径,华北理工大学拥有自己的医科学院,工医结合也是华北理工大学本科生培养过程中的特色之一;“职业道德教育”是本科生进入社会之前必修的一门课程,旨在让学生认识到职业红线。

(三)创新团队模块

创新团队是学生本着自愿的原则,自由结组而组建的,并有专门导师进行面对面指导。组建创新团队的目的是培养学生的组织协调能力、试验设计能力、数据分析能力、团队合作能力、理论应用能力等。项目进展计划和试验设计、试验过程、数据整理与分析均由创新团队独立完成,导师仅辅助修改和完善。创新团队的训练是对本科生综合能力的培养,是利用所学到的基础理论知识解决实际问题的关键环节,是本科生毕业的演练。

(四)大学生竞赛模块

本科生经历创新团队训练后的评价体系相对欠缺,除了传统的科研成果(论文、专利)之外,大学生竞赛也是十分重要的组成部分。传统的科研成果只能体现出本科生的实际动手能力和解决问题能力,大学生竞赛所考查的内容相对更加全面,其中包括学生的自信心、语言表达能力、临场应变能力、解决问题能力、写作能力和交际能力等。

三、创新型本科学生人才培养实施方案

结合华北理工大学材料学相关专业本科四年的课程设置,可以将实施方案确定为四个阶段:感性认知、实际应用、创新训练、评价机制。通过由简单到复杂、由单一到综合的培养,提升学生的自主学习能力、科技研发能力、团队协作能力和综合创新能力等,具体实施方案如下。

(一)第一阶段:感性认知

第一阶段(大一):感性认知阶段主要由劳动技能课程和专业导师制组成。专业导师制是指在本科生入学后分配专任导师作为科研的引路人进行指导,让学生对本专业有感性的认知。主要特点是将课堂教学与实验室试验相结合,教师讲授基础理论知识,学生亲自动手完成实验,边学边做,淡化实验个数概念,以掌握制备技术为主要目的。通过实践强化学生材料反应理论的基础知识,促使学生掌握制备水泥基制品的基本技术。实验内容就是项目中的基础知识点、设备工作原理或者技术方法。

(二)第二阶段:实际应用

第二阶段(大二):在劳动技能理论知识及应用实验训练的基础上,学生掌握实验环节所涉及的制备技术和设备使用方法后进入集中实践环节。在教学安排上,已经将绝大部分通识课程安排在了大一和大二期间,因而学生可以在学习理论知识的同时,通过与专业导师面对面交流,秉持双向选择原则,加入科研课题训练项目。由学生自主组建创新团队,完成一个完整项目的综合设计。当然这一过程需要在高年级学生的帮助下进行。

通过大二一年的试验积累之后,导师可鼓励学生申报大学生创新创业项目,使实践训练与项目工程实际接轨,启发学生多向思维和设计思路,充分发挥学生的主观能动性,激发学生的创造灵感和创新欲望。

(三)第三阶段:创新训练

第三阶段(大三):大三开设的课程主要为专业必修和选修课程。经过大二一年的试验过程,匹配上大三的专业课程,学生已具备制备材料的基本技术,掌握了材料组成的基础设计方法和多重测试手段。在这一阶段,要求学生进行综合性的项目设计,自制作品,参加校级/省级/国家级创新创业比赛。通过大赛,可以检验学生的学习效果和实践创新能力,并帮助学生完成综合项目的设计、制作与展示。在创新层的项目法实施过程中,要做到以学生为主,从文献查阅、方案制订、可行性分析、设计、测试、实验改进、总结等方面组织学生独立开展工作,全面提升本科生解决复杂工程问题的能力。

(四)第四阶段:评价机制

为了更好地反映教学效果,需要建立完善的评价机制。结合科研成果产出量、学生学习成绩、学生就业情况(考研情况)和三年内学生就业单位(考研学校)的评价反馈数据,制定较为合理的教学效果评价机制。

四、创新型本科学生人才培养体系的优越性

(一)现有本科教育存在一些瓶颈有待突破

本科教育存在下列问题有待突破:(1)如何解决理论教学和实践教学相脱节的问题,如何转变传统的课堂教学和实践教学分离的教学方式。(2)如何有效解决本科生进入大学生活后不适应的问题,如何帮助学生找到学习目标。(3)如何缓解教学、试验课程与本科生大四期间的考研、找工作和毕业试验相冲突的压力。(4)如何有效解决现有教学效果评价机制不完善的问题,真实有效地评估本科生能力。

(二)创新型本科生人才培养体系的优势

创新型本科生人才培养体系的优势包括:(1)学生通过实践过程,强化了材料反应理论的基础知识,掌握了材料制备的基本技术,能够较为灵活地运用材料表征方法。实验内容包括项目中的基础知识点、设备工作原理或者技术方法。(2)通过师生面对面交流,导师指导学生完成训练项目。学生自主组建创新团队,完成一个完整项目的综合设计,进而启发多向思维和设计思路,充分发挥主观能动性,激发创造灵感和创新欲望。(3)通过大赛检验学习效果和实践创新能力,完成综合项目的设计、制作与展示。在创新层的项目法实施过程中,做到以学生为主,充分发挥学生的主动性和积极性,培养学生以实践为基础的科学精神和严谨的科学态度,不断提高其自主学习、团结协作和组织实施能力。(4)提前接触科研实验,有利于毕业论文的完成,也为大四本科生的第五学期考研争取了一定的复习时间,促使学生更合理地利用大学四年的时光。

(三)本科生学情及成果统计

1.本科生学习情况统计。截至目前,在专业导师制下共指导了47名本科生,学生毕业率为100%,就业率(考研+找工作+入伍)为100%,读研比例为45%,高于学院的平均考研率20%左右。

目前,本科生共获得校级奖学金20余人次、励志奖学金一等奖3人次、励志奖学金二等奖2人次、国家奖学金2人次,其中有2名学生被推免保送研究生。

2.本科生科技创新成果统计。截至目前,共指导了国家级大创项目2项(已结题)、省级大创项目1项(在研)、校级大创项目1项(已结题),学术论文发表3篇,国家发明专利申请3项。

结语

劳动技能+教学实践+创新团队+竞赛“四位一体”与大学生创新创业活动相结合,是能将研究成果在大学生竞赛之中进行展示的系统性、创新性本科生培养机制。该体系受益人群较广:课题组教师(尤其是年轻教师)的教学水平和科研能力有明显的提高;能使学生从材料学理论知识学习平缓过渡到实践能力提高,迅速转变角色,提高自主学习和自主研究创新能力。

目前,根据毕业生情况可以看出,创新型本科学生人才培养模式下学生的学习成绩并未受到创新创业活动的影响,考研率和奖学金资助率都要高于学院的平均水平,说明该体系辅助效果较好。但还存在一些问题,比如一些学生自主意识不强,难于管控,作为指导教师要因人而异,不能一味盲目地套用现成模式;由于一些学生自我时间调配能力不同,局部时间内创新创业活动与本科课程存在冲突,需要导师进行辅助指导;该模式下对指导教师的能力和精力要求很高,需要有一定的科研项目和经费进行支撑。因此,指导教师自身能力需进一步提高,相关学院与部门的政策支持有待进一步改进。

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