基于多維實(shí)踐平臺(tái)的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)

趙姝穎， 潘 峰

（東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽 110819）

0 引言

高等教育創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，既是一個(gè)實(shí)踐性課題，也是一個(gè)戰(zhàn)略性課題。實(shí)踐是創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)，離開實(shí)踐，創(chuàng)新無從談起。目前我國高等學(xué)校在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)還存在很多問題和不足：一是實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)基本上屬于已知領(lǐng)域的知識(shí)驗(yàn)證和重復(fù)，缺乏實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法和獨(dú)立從事實(shí)驗(yàn)工作能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，因而很難形成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究能力。隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室的硬件投入和人員配備相對(duì)滯后，好多實(shí)驗(yàn)人多設(shè)備少，不是學(xué)生在做試驗(yàn)而是在聽試驗(yàn)。實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)基本上屬于參觀性質(zhì)的活動(dòng)，學(xué)生實(shí)習(xí)的目的性不明確，實(shí)習(xí)基地的建設(shè)相對(duì)薄弱，實(shí)習(xí)單位的功利性很強(qiáng)，很難對(duì)生產(chǎn)過程和工作實(shí)踐有深入的了解。課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)一方面學(xué)生層次確實(shí)有差異;另一方面教師的精力投入和人員配備存在許多弊端，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)際收效不大，在大多數(shù)情況下屬于一種積木式的技術(shù)拼湊和模仿，很少有創(chuàng)新。二是大部分產(chǎn)學(xué)研合作僅僅局限于教師，只有極少數(shù)學(xué)生有參與的機(jī)會(huì)。三是實(shí)驗(yàn)教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)以及產(chǎn)學(xué)研的研發(fā)中心，各自發(fā)展，互不協(xié)作。這些問題的存在，制約了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)［1-9］。

從國外看，美國在創(chuàng)新教育方面相對(duì)比較成功。自上世紀(jì)90年代以來，美國大學(xué)不斷進(jìn)行教育創(chuàng)新，堅(jiān)持一個(gè)“中心”、三個(gè)“結(jié)合”，即以學(xué)生為中心，課內(nèi)與課外相結(jié)合，科學(xué)與人文相結(jié)合，教學(xué)與研究相結(jié)合，逐漸形成了獨(dú)具特色的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。另外，注意大學(xué)與工業(yè)界的密切合作。美國在200多所大學(xué)中建有1 000多個(gè)各種類型的大學(xué)與工業(yè)界的合作研究中心，研究經(jīng)費(fèi)主要來自政府和工業(yè)界，這些研究中心為大學(xué)與工業(yè)界的科技創(chuàng)新人才提供了合作研究與創(chuàng)新的舞臺(tái)。從美國經(jīng)驗(yàn)看，校企合作、教研相長(zhǎng)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用。

面對(duì)創(chuàng)新型人才匱乏的嚴(yán)峻形勢(shì)，急需在高等教育教學(xué)改革中大膽探索，勇于實(shí)踐，找到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑。把創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為創(chuàng)新教育的重點(diǎn)，既是迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和提高綜合國力的需要，又是針對(duì)我國教育長(zhǎng)期以來不重視創(chuàng)造性培養(yǎng)的必然對(duì)策。根據(jù)認(rèn)識(shí)論的規(guī)律，學(xué)習(xí)是一個(gè)“實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)”的過程，高等教育也應(yīng)遵循這個(gè)規(guī)律，在傳授學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí)，需要給學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì)，這樣才能吸收、鞏固理論知識(shí)，理論知識(shí)只有在實(shí)際應(yīng)用中，才能被真正理解、掌握。創(chuàng)新的過程，也應(yīng)該是這樣的一個(gè)過程［10-15］。因此，創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)是實(shí)踐，要培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須構(gòu)建良好的實(shí)踐平臺(tái)。本文正是基于這樣的認(rèn)識(shí)，在認(rèn)真分析研究高等學(xué)校人才培養(yǎng)規(guī)律和總結(jié)教學(xué)科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)化學(xué)科方向，通過搭建多維創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，努力探索在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1 構(gòu)建創(chuàng)新類科技競(jìng)賽體系

科技創(chuàng)新活動(dòng)是培養(yǎng)大學(xué)生綜合素質(zhì)的有效手段，是提高大學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方法。因?yàn)榭萍紕?chuàng)新活動(dòng)是一項(xiàng)全面的綜合的活動(dòng)，也是一項(xiàng)將理論應(yīng)用于實(shí)踐的活動(dòng)，大學(xué)生的能力和素質(zhì)能夠得到全面的鍛煉，解決了高校課堂教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)的問題，從而縮小高校人才培養(yǎng)與社會(huì)需求之間的差距，增強(qiáng)大學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。

創(chuàng)新類科技競(jìng)賽體系的構(gòu)建是在構(gòu)建專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)秀學(xué)生的選拔，以國內(nèi)外自動(dòng)化相關(guān)學(xué)科的科技競(jìng)賽為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。舉辦與各個(gè)競(jìng)賽主題相切合的選拔活動(dòng)，以選拔的形式組成創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，之后對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)，學(xué)生根據(jù)培訓(xùn)的內(nèi)容和自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)作，提交創(chuàng)作作品，將學(xué)生的作品進(jìn)行展示，以公開公平的方式進(jìn)行評(píng)選。學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的選拔過程在充分了解學(xué)生的心理特點(diǎn)、能力特點(diǎn)、價(jià)值觀、思維方式和興趣愛好的基礎(chǔ)上，建設(shè)梯隊(duì)式學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。組成人員分布在不同年級(jí)、不同專業(yè)，每年有學(xué)生畢業(yè)，也有新生源進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期滾動(dòng)建設(shè)。以“以老帶新”的方式對(duì)新的正式隊(duì)員進(jìn)行集中培訓(xùn)，使其能快速融入團(tuán)隊(duì)，熟悉團(tuán)隊(duì)氛圍，適應(yīng)團(tuán)隊(duì)制度，掌握?qǐng)F(tuán)隊(duì)研究現(xiàn)狀，并能確立研究方向，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)，深入研究的習(xí)慣，為下一步深入開展研究研發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)鞏固、規(guī)范現(xiàn)有的創(chuàng)新類競(jìng)賽基地，包括數(shù)模競(jìng)賽、機(jī)器人競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和智能車競(jìng)賽等，并開拓新的學(xué)生實(shí)踐基地，實(shí)現(xiàn)面向數(shù)學(xué)建模、項(xiàng)目創(chuàng)意、科研項(xiàng)目等的動(dòng)態(tài)合作，為學(xué)生提供以科技競(jìng)賽為基礎(chǔ)的實(shí)踐平臺(tái)，讓學(xué)生在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)，進(jìn)而理論實(shí)踐相結(jié)合，提升理論水平，發(fā)表高水平論文。積極準(zhǔn)備參加國內(nèi)外相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的頂級(jí)賽事（如中國機(jī)器人大賽以及RoboCup、智能車競(jìng)賽等）。競(jìng)賽結(jié)束后要進(jìn)行總結(jié)研究，將競(jìng)賽作品轉(zhuǎn)化為成果，做創(chuàng)意的研究設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新水平。

2 構(gòu)建實(shí)踐類課程體系

目前大學(xué)生的課程體系多側(cè)重于理論教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容也較為落伍，在課堂上學(xué)生很少能接觸到新技術(shù)、新方法，掌握現(xiàn)代科技發(fā)展態(tài)勢(shì)，因此加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐課程教學(xué)顯得尤為重要。我學(xué)科結(jié)合社會(huì)實(shí)際應(yīng)用需要，構(gòu)建實(shí)踐類課程體系，統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)踐類課程，在突出現(xiàn)有課程（DSP原理與應(yīng)用、Matlab語言與應(yīng)用、控制系統(tǒng)仿真與CAD等）實(shí)踐環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，開設(shè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程“人機(jī)交互”課程，側(cè)重實(shí)踐環(huán)節(jié)和應(yīng)用，將課堂理論講解與實(shí)際動(dòng)手相結(jié)合。在此基礎(chǔ)上，邀請(qǐng)相關(guān)學(xué)科知名專家學(xué)者來校講座，開闊學(xué)生的視野，了解國內(nèi)外相關(guān)學(xué)科最新動(dòng)向，真正做到理論教學(xué)與實(shí)際相結(jié)合。隨著學(xué)科的發(fā)展，研究的不斷深入，課程內(nèi)容也會(huì)隨之不斷豐富，同時(shí)也會(huì)衍生出更多創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程。

3 構(gòu)建科普類課題研發(fā)體系

科普近年來受到了國家的高度重視，科學(xué)普及對(duì)于提高全民的科學(xué)文化素質(zhì)至關(guān)重要，因此將高尖端技術(shù)應(yīng)用于科普中，以廣大民眾喜聞樂見的形式表現(xiàn)出來，不僅有助于科學(xué)技術(shù)的傳播，也有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

我校結(jié)合學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，依托豐富的產(chǎn)學(xué)研合作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，完善智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和運(yùn)行管理，增加實(shí)驗(yàn)室的開放性，建立基于科普類科研課題（橫縱向）的學(xué)生研發(fā)平臺(tái)。

從隊(duì)伍建設(shè)方面，依托東北大學(xué)NEWNEU科普創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，組建主要由科研助理組成的專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，不斷提升創(chuàng)新能力，探索產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合之道，在科普創(chuàng)作與產(chǎn)品研發(fā)方面成績(jī)突出，在科普?qǐng)鲳^建設(shè)方面發(fā)揮了積極的作用。從1999年開始，團(tuán)隊(duì)先后完成了4項(xiàng)百萬元以上科普展品開發(fā)項(xiàng)目，總經(jīng)費(fèi)超過1 000萬元。獲得中國科協(xié)組織的科普展品評(píng)比的“創(chuàng)意獎(jiǎng)”和展品創(chuàng)新“榮譽(yù)獎(jiǎng)”。實(shí)現(xiàn)了多個(gè)系列、50余項(xiàng)科普展品和200余項(xiàng)新展品的創(chuàng)意設(shè)計(jì)。2011年，我們所設(shè)計(jì)的遼寧科技館“信息時(shí)代”展廳方案獲得了“優(yōu)秀方案”設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。通過與科普相結(jié)合的創(chuàng)意類項(xiàng)目的組織和實(shí)施，對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)進(jìn)行技術(shù)輔導(dǎo)和人才選拔，為學(xué)生團(tuán)隊(duì)的動(dòng)態(tài)建設(shè)提供持續(xù)支持。

科普實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目標(biāo)是以智能技術(shù)為核心，建設(shè)一個(gè)具有開放性和實(shí)踐教學(xué)特色的系列實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供設(shè)備和場(chǎng)地保障。

團(tuán)隊(duì)積極拓展科普展示技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，構(gòu)建科普類課題研發(fā)體系。針對(duì)大學(xué)的機(jī)器人技術(shù)教育和學(xué)科應(yīng)用等需求，在仿人機(jī)器人、可重構(gòu)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等方面，構(gòu)建實(shí)踐平臺(tái)，以平臺(tái)為基礎(chǔ)，提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，開發(fā)適合不同應(yīng)用需求的教學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品和科普展品，將高尖端的智能機(jī)器人技術(shù)轉(zhuǎn)化成科普展品，展示給普通大眾。

平臺(tái)建設(shè)根據(jù)學(xué)生的興趣，以學(xué)科為基礎(chǔ)，以項(xiàng)目為依托，分成仿人機(jī)器人組、可重構(gòu)機(jī)器人組、工業(yè)機(jī)器人組、虛擬交互組等，每組設(shè)定責(zé)任人，自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)劃、實(shí)施方案、實(shí)施進(jìn)度、人員安排等，在規(guī)定時(shí)間向各組負(fù)責(zé)教師提交方案，進(jìn)行審核，審核通過具體實(shí)施，并且嚴(yán)格按照實(shí)施進(jìn)度進(jìn)行匯報(bào)考核。在此過程中按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)組織項(xiàng)目研討會(huì)，及時(shí)解決項(xiàng)目問題，保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行。在構(gòu)建科普實(shí)踐平臺(tái)的過程中，以學(xué)生為主題，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性和創(chuàng)新性，教師主要起到輔導(dǎo)和推動(dòng)的作用。

科普實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新性，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)也使學(xué)生在項(xiàng)目進(jìn)行過程中了解所學(xué)技術(shù)的應(yīng)用需求，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生。以科研項(xiàng)目推進(jìn)教學(xué)，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有重要的作用。

4 構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用合作體系

產(chǎn)學(xué)研用合作教育就是充分利用學(xué)校與企業(yè)、科研單位等多種不同教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢(shì)，把以課堂傳授知識(shí)為主的學(xué)校教育與直接獲取實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力為主的生產(chǎn)、科研實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的教育形式。我校具有自動(dòng)化教育資源優(yōu)勢(shì)、基地資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展自動(dòng)化專業(yè)必須基金圍繞現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的需求，以智能化控制科研課題為載體，探索教師、學(xué)生在產(chǎn)學(xué)研中創(chuàng)新意思的加強(qiáng)、創(chuàng)新能力的提升。推動(dòng)校企聯(lián)合研發(fā)中心的建設(shè)，為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力開辟新的途徑。

團(tuán)隊(duì)在信息化、智能化技術(shù)研究開發(fā)上積累了較多的經(jīng)驗(yàn)，在中國科技館、沈陽科學(xué)宮、深圳寶安科技館等都得到了很好應(yīng)用。所以校企雙方可以通過制定相應(yīng)的體制與機(jī)制，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的模式，為自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供保障。

為探索適合本專業(yè)的產(chǎn)學(xué)研用合作培養(yǎng)創(chuàng)新人才的機(jī)制，學(xué)校通過與整個(gè)社會(huì)及產(chǎn)業(yè)界的廣泛合作，根據(jù)學(xué)校的特色和優(yōu)勢(shì)，準(zhǔn)確有效地選擇科研課題和科技開發(fā)項(xiàng)目，與社會(huì)實(shí)踐接軌。通過產(chǎn)學(xué)研用合作教育的不斷深入，學(xué)生跟隨教師去企業(yè)做課題的機(jī)會(huì)越來越多，學(xué)生通過這些實(shí)踐，提升了自身的素質(zhì)和對(duì)自身的要求，服務(wù)意識(shí)、工作能力，學(xué)生質(zhì)量逐年提高，用人單位對(duì)學(xué)生的滿意度也得到很大的提高。

5 結(jié)語

本文在“以學(xué)生為中心、課內(nèi)與課外相結(jié)合、科技與人文相結(jié)合、教學(xué)和研究相結(jié)合”的理念指導(dǎo)下，通過多維實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)，探索大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新機(jī)制?！岸嗑S實(shí)踐平臺(tái)”是指有機(jī)整合學(xué)校各類創(chuàng)新資源，構(gòu)建由創(chuàng)新類科技競(jìng)賽、實(shí)踐類課程體系、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的科研項(xiàng)目和學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)共同組成的、面向全體學(xué)生、多角度、多層面的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，旨在提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。通過這個(gè)多維創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)，將建立起以研發(fā)中心為橋梁、各創(chuàng)新要素協(xié)調(diào)相長(zhǎng)的有效機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)各方面資源和學(xué)生、教師積極性，切實(shí)促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，為高等學(xué)校，特別是工科院校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索出一條有效途徑，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和推廣價(jià)值。

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