新工科本科人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的實(shí)踐探索

胡 源，付躍剛，王世峰，田 明

(長(zhǎng)春理工大學(xué)光電工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130022)

我國(guó)新時(shí)代背景下對(duì)工科人才培養(yǎng)提出的高標(biāo)準(zhǔn)和新要求，創(chuàng)新能力培養(yǎng)是其中的核心?，F(xiàn)有工科專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段，但是實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施過(guò)程中面臨如下諸多問(wèn)題：（1）學(xué)生對(duì)本專業(yè)沒(méi)有產(chǎn)生興趣，主動(dòng)學(xué)習(xí)動(dòng)力不強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣不高、且缺乏對(duì)工程環(huán)節(jié)的重視。（2）企業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)不感興趣，工程實(shí)踐如生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)流于形式；校內(nèi)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)脫離實(shí)際工程狀態(tài)。（3）工程實(shí)踐按照統(tǒng)一流程，學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài)，不能根據(jù)自己的愛(ài)好和特長(zhǎng)進(jìn)行個(gè)性選擇，主觀能動(dòng)性低。（4）創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式一直比較模糊，沒(méi)有形成清晰的體系化模式。

面對(duì)上述問(wèn)題，長(zhǎng)春理工大學(xué)光電工程學(xué)院從2009年開(kāi)始初步探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑，在學(xué)生創(chuàng)新協(xié)會(huì)、科技實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)創(chuàng)新載體陸續(xù)運(yùn)行成熟后，于2015年提出創(chuàng)新能力培養(yǎng)“五部曲”，實(shí)踐以學(xué)生為主體、課內(nèi)外結(jié)合的個(gè)性工程實(shí)踐培養(yǎng)改革，開(kāi)展遞進(jìn)式、個(gè)性化的五個(gè)層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索，并逐步建立了相關(guān)管理機(jī)制，同時(shí)整合創(chuàng)新教育資源，積極開(kāi)展與行業(yè)相關(guān)企業(yè)合作，引導(dǎo)學(xué)生科技創(chuàng)新社團(tuán)和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室有機(jī)結(jié)合，吸引校內(nèi)外交叉學(xué)科的學(xué)者、教師進(jìn)入培養(yǎng)計(jì)劃，不斷完善和實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

1 創(chuàng)新能力提升培養(yǎng)“五部曲”

新時(shí)代對(duì)新工科人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)提出更高要求，其體系化制度化建設(shè)至關(guān)重要。創(chuàng)新能力的體系化培養(yǎng)是人才培養(yǎng)的最關(guān)鍵因素，是制度化建設(shè)的重要依據(jù)。長(zhǎng)春理工大學(xué)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索和實(shí)踐中，相繼出臺(tái)了《光電工程學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工程人才培養(yǎng)實(shí)施方案》和《光電工程學(xué)院本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分實(shí)施方案》。前者對(duì)“五部曲”創(chuàng)新培養(yǎng)機(jī)制的具體實(shí)施方法進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)范，特別是對(duì)于每項(xiàng)計(jì)劃的達(dá)成評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了明確。后者進(jìn)一步明確了參加各項(xiàng)培養(yǎng)計(jì)劃所獲得的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分，與現(xiàn)有的本科生學(xué)分體系掛鉤，將“五部曲”創(chuàng)新人才培養(yǎng)方法融入學(xué)校人才培養(yǎng)機(jī)制中。

根據(jù)“人才培養(yǎng)實(shí)施方案”規(guī)定，“五部曲”從學(xué)生的基礎(chǔ)訓(xùn)練即專業(yè)軟件的應(yīng)用開(kāi)始到要求最高的創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，分別有對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)模式和機(jī)制，著力解決新工科人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，同時(shí)兼顧不同層次的本科生，做到因材施教各得其所，讓每個(gè)人都實(shí)現(xiàn)不同層次、不同程度的提升。“五部曲”的五個(gè)培養(yǎng)層次的內(nèi)涵如下：

（1）本科生創(chuàng)客空間（簡(jiǎn)稱“創(chuàng)客空間”）。主要面向具有科技開(kāi)發(fā)能力，且具備一定的技術(shù)和團(tuán)隊(duì)成熟度的學(xué)生。以公司注冊(cè)和企業(yè)初創(chuàng)為導(dǎo)向，提供適當(dāng)?shù)膭?chuàng)業(yè)輔導(dǎo)和更具針對(duì)性的培訓(xùn)，并銜接一些社會(huì)資源和平臺(tái)，為學(xué)生走向社會(huì)開(kāi)展創(chuàng)業(yè)活動(dòng)打下基礎(chǔ)。

（2）本科生培優(yōu)科研訓(xùn)練計(jì)劃（簡(jiǎn)稱“培優(yōu)計(jì)劃”）。主要面向具有一定創(chuàng)新基礎(chǔ)的高年級(jí)學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下完成某項(xiàng)科研任務(wù)并發(fā)表一定層次的學(xué)術(shù)論文。著重培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)學(xué)術(shù)研究的能力。

（3）本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽計(jì)劃（簡(jiǎn)稱“學(xué)生競(jìng)賽”）。學(xué)生參加的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、各種學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目、挑戰(zhàn)杯等實(shí)踐環(huán)節(jié)，可向?qū)W院各創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室或其協(xié)會(huì)申請(qǐng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成。由創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室提供場(chǎng)地、儀器設(shè)備和教師指導(dǎo)。根據(jù)學(xué)生參與的不同競(jìng)賽內(nèi)容，根據(jù)比賽要求和時(shí)間進(jìn)度進(jìn)行掌握和安排。

（4）本科生創(chuàng)新工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放計(jì)劃（簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放計(jì)劃”）。主要面向具有一定工程實(shí)踐基礎(chǔ)的各年級(jí)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。由學(xué)院的科研及教學(xué)實(shí)驗(yàn)室制定開(kāi)放計(jì)劃，包含招收學(xué)生數(shù)量、培訓(xùn)目標(biāo)、培養(yǎng)計(jì)劃等，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成指導(dǎo)教師指定的實(shí)驗(yàn)或利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完成自擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

（5）本科生工程基礎(chǔ)培訓(xùn)計(jì)劃（簡(jiǎn)稱“菜鳥(niǎo)計(jì)劃”）。學(xué)院每年定期舉辦專業(yè)軟件的應(yīng)用培訓(xùn)，包含光學(xué)設(shè)計(jì)軟件、光學(xué)仿真軟件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、電路仿真、設(shè)計(jì)軟件、圖像處理等。采取學(xué)生報(bào)名，學(xué)院統(tǒng)一安排培訓(xùn)的方式，培訓(xùn)結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行考核。

在2015年首屆“實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放計(jì)劃”發(fā)布之后，“五部曲”人才培養(yǎng)機(jī)制陸續(xù)開(kāi)展運(yùn)行，至今已實(shí)踐6年。其中“菜鳥(niǎo)培訓(xùn)計(jì)劃”的講授采用“學(xué)生參與+老師輔導(dǎo)+企業(yè)共建”的組織模式，至少一年開(kāi)展兩期軟件培訓(xùn)。講課人通過(guò)招募的形式，不局限于本校和本學(xué)院，相關(guān)專業(yè)或交叉學(xué)科的老師、博士碩士研究生均可申請(qǐng)成為“菜鳥(niǎo)計(jì)劃”的講課人。同時(shí)，還引入上海迅技光電科技有限公司、德國(guó)Light-Trans 公司、上海歐熠光電科技有限公司等行業(yè)知名企業(yè)合作開(kāi)展專業(yè)軟件培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容為FRED、VirtualLab、CodeV、LightTools、SolidWorks 等行業(yè)主流工具軟件。在參加培訓(xùn)并通過(guò)考核之后，由相關(guān)企業(yè)為其頒發(fā)相關(guān)軟件培訓(xùn)證書(shū)。該培訓(xùn)提升了學(xué)生在就業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，縮短了企業(yè)的人才培養(yǎng)周期，同時(shí)也提升了繼續(xù)深造學(xué)生的科研能力。因此，該培訓(xùn)深受學(xué)生歡迎，每年報(bào)名踴躍。

“實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放計(jì)劃”將17 個(gè)科研和教學(xué)實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生開(kāi)放，把科研項(xiàng)目和教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)過(guò)程或虛擬仿真模擬實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，擬成培訓(xùn)計(jì)劃。學(xué)生通過(guò)申請(qǐng)參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可以進(jìn)一步了解科研和教學(xué)試驗(yàn)過(guò)程，強(qiáng)化獨(dú)立解決工程問(wèn)題的能力，加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，最終以完成實(shí)驗(yàn)為結(jié)題標(biāo)準(zhǔn)。

“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽計(jì)劃”及時(shí)向?qū)W生發(fā)布創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)競(jìng)賽通知，調(diào)動(dòng)學(xué)生熱情。學(xué)生科技協(xié)會(huì)借助自主運(yùn)行的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生參加競(jìng)賽提供必要的硬件技術(shù)條件以及營(yíng)造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的氛圍。

“培優(yōu)計(jì)劃”開(kāi)展需要經(jīng)過(guò)跨學(xué)院范圍的項(xiàng)目征集、學(xué)生申請(qǐng)、指導(dǎo)教師面試等流程，面向有一定專業(yè)基礎(chǔ)、對(duì)科研感興趣的學(xué)生，目前已運(yùn)行5 期。通過(guò)該項(xiàng)目，大批對(duì)科研興趣濃厚的學(xué)生得到了專業(yè)的指導(dǎo)，發(fā)表了多篇SCI、EI 等收錄的高水平論文。

“創(chuàng)客計(jì)劃”旨在進(jìn)行創(chuàng)新人才的高階培養(yǎng)。在2019年憑借“智能便攜紅外熱成像儀”項(xiàng)目成功培育了本科生的初創(chuàng)公司成立，并與艾睿光電科技有限公司進(jìn)入投資洽談階段。

在“五部曲”實(shí)踐的6年中，學(xué)校通過(guò)學(xué)院網(wǎng)站、微信公眾號(hào)的發(fā)布宣傳，學(xué)生科技協(xié)會(huì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的扶植支持，相關(guān)規(guī)章制度的引導(dǎo)，以及企業(yè)的積極參與，現(xiàn)已形成學(xué)生主動(dòng)積極參加各種層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)的氛圍。近幾年，除因?yàn)橐咔閷?dǎo)致2020年計(jì)劃未正常開(kāi)展外，每年均有大批量學(xué)生主動(dòng)報(bào)名參與其中。

2 構(gòu)建多元化協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺(tái)

吸引企業(yè)、研究所聯(lián)合組建旨在為本科生提供創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室，聯(lián)合舉辦創(chuàng)新活動(dòng)；引導(dǎo)學(xué)生科技社團(tuán)加入國(guó)際學(xué)術(shù)組織，通過(guò)學(xué)生自主管理維持科技社團(tuán)和創(chuàng)新實(shí)踐基地的日常運(yùn)行。

2.1 與國(guó)際學(xué)術(shù)組織協(xié)同組建的學(xué)生科技社團(tuán)

學(xué)生科技社團(tuán)是創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室的人員管理形式及保障機(jī)制。發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，以科技社團(tuán)為組織形式實(shí)現(xiàn)自我管理與發(fā)展，成員的吐故納新，精英選拔全部由社團(tuán)自行開(kāi)展。所有科技社團(tuán)在校團(tuán)委進(jìn)行注冊(cè)核準(zhǔn)，學(xué)校和學(xué)院并不參與學(xué)生社團(tuán)的日常內(nèi)部管理。

5 個(gè)科技社團(tuán)分別為羽良工作室、光電科技協(xié)會(huì)、OSA&SPIE&COS&IEEE 學(xué)生分會(huì)、人工智能與光電檢測(cè)協(xié)會(huì)、光電精密儀器創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)協(xié)會(huì)。其中OSA&SPIE&COS&IEEE學(xué)生分會(huì)為美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)（OSA）、國(guó)際光學(xué)工程師學(xué)會(huì)（SPIE）、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)（COS）以及國(guó)際電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)的長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)生分會(huì)。

上述學(xué)生科技社團(tuán)日常主要組織學(xué)生進(jìn)行光電領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究，參與“五部曲”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培訓(xùn)活動(dòng)。組織光電相關(guān)學(xué)術(shù)論壇對(duì)前沿光電技術(shù)進(jìn)行研討，并邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外光學(xué)專家舉辦學(xué)術(shù)報(bào)告與前沿技術(shù)講座。開(kāi)展光學(xué)軟件培訓(xùn)和軟件實(shí)習(xí)活動(dòng)，組織有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)軟件，并結(jié)合科研任務(wù)應(yīng)用這些軟件。就光電前沿領(lǐng)域的某一創(chuàng)新課題成立科研小組，以設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)或軟件模擬的形式探究和完成課題，并以論文、專利、報(bào)告等形式展現(xiàn)科研成果。

2.2 與企業(yè)協(xié)同組建的學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)客空間

依托光電工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，建成了用于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)以及科技社團(tuán)活動(dòng)的9 個(gè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室，分別為長(zhǎng)理—大恒光電設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)基地、羽良工作室、光電科技協(xié)會(huì)、OSA&SPIE&COS&IEEE學(xué)生分會(huì)、探測(cè)與信息工程系創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、人工智能與光電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、光電精密儀器創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室、高精度智能光電儀器創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以及“歌爾創(chuàng)客空間”。9 個(gè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室全部配置辦公設(shè)施和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備保障，并配備指導(dǎo)教師。

實(shí)驗(yàn)室的日常管理以學(xué)生為主體，通過(guò)科技社團(tuán)開(kāi)展運(yùn)行，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展競(jìng)賽項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)與實(shí)踐。由于該實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行良好的示范作用，多家行業(yè)內(nèi)的知名企業(yè)均開(kāi)展了與學(xué)校的校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的合作，并正在按照計(jì)劃實(shí)施和建設(shè)。

2.3 研究所、企業(yè)協(xié)同組建的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽

除和企業(yè)、研究所聯(lián)合建立創(chuàng)新實(shí)踐基地之外，學(xué)校還積極與極米科技、歌爾集團(tuán)、宇瞳光電、航天研究所等行業(yè)知名企業(yè)院所設(shè)立校級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽項(xiàng)目。如“極米光影挑戰(zhàn)賽”“歌爾杯”“光學(xué)·精密機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽”“宇瞳光電設(shè)計(jì)競(jìng)賽”等。所有競(jìng)賽題目均由企業(yè)和研究所根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)產(chǎn)品情況給出設(shè)計(jì)需求，緊密聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生提前與社會(huì)需求接軌。競(jìng)賽過(guò)程中，由企業(yè)或研究所派出專業(yè)技術(shù)人員聯(lián)合在校老師參與比賽評(píng)比，并給學(xué)生以指導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)，讓學(xué)生進(jìn)一步了解實(shí)際生產(chǎn)中的需求。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)新工科對(duì)人才培養(yǎng)的需求以及當(dāng)前高校在人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的問(wèn)題，以為高校提供能夠有效融入現(xiàn)有人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新教育環(huán)境和氛圍為著力點(diǎn)，提出以學(xué)生為中心的“五部曲”新工科人才創(chuàng)新培養(yǎng)模式，評(píng)價(jià)方式與高校原有學(xué)分授予制度結(jié)合；構(gòu)建以學(xué)生為主體的運(yùn)行模式多元化協(xié)同創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺(tái)，最大限度激發(fā)創(chuàng)新行為的內(nèi)生動(dòng)力。

“五部曲”面向不同培養(yǎng)階段不同層次人才制定多層次的制度體系，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)揮；明確了不同層次的創(chuàng)新評(píng)價(jià)方法，融入原有本科教學(xué)體系的學(xué)分授予制度，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生技術(shù)要素和非技術(shù)要素培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，還實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的自我培養(yǎng)與國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高度結(jié)合，最終達(dá)成不同層次遞進(jìn)式創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

校企所協(xié)同建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)基地，提供獨(dú)立工作空間和設(shè)施與“五部曲”創(chuàng)新制度平臺(tái)的軟推動(dòng)相結(jié)合，支撐創(chuàng)新人才培養(yǎng)制度的落實(shí)；企業(yè)院所全程參與聯(lián)合舉辦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽，讓學(xué)生提前與社會(huì)需求接軌；引導(dǎo)學(xué)生科技社團(tuán)加入國(guó)際學(xué)術(shù)組織，開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，拓展國(guó)際視野；通過(guò)學(xué)生自主管理進(jìn)行科技社團(tuán)和創(chuàng)新實(shí)踐基地的日常運(yùn)行，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新能動(dòng)性的極大釋放。

創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的實(shí)踐，能夠有效提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，縮短創(chuàng)新人才的培養(yǎng)周期，提升社會(huì)效益，滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)工科人才的迫切需要。