新工科背景下理工類高校大學(xué)生科技創(chuàng)新類課程建設(shè)初探

張琨　常艷海

［摘 要］大學(xué)生是國家科技創(chuàng)新的主體，在新工科背景下對(duì)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的要求更高。理工類高校開設(shè)課程是提高大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的重要手段。本文以安徽理工大學(xué)“大學(xué)生科技創(chuàng)新理論與實(shí)踐”課程為例，介紹大學(xué)生科技創(chuàng)新課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)效果，分析該課程在講授過程中的不足和應(yīng)對(duì)措施。該課程對(duì)提高大學(xué)生的科技創(chuàng)新能力、培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力具有重要作用。

［關(guān)鍵詞］新工科；理工類高校；大學(xué)生；科技創(chuàng)新；課程建設(shè)

［中圖分類號(hào)］G42文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

新工科建設(shè)是提高我國工程人才水平和保障未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心任務(wù)之一［1］。隨著新工科背景下高等教育改革的深入推進(jìn)，理工類高校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)逐漸受到重視，開展科技創(chuàng)新課程建設(shè)被認(rèn)為是最為有效的途徑之一［2］。本文以安徽理工大學(xué)“大學(xué)生科技創(chuàng)新理論與實(shí)踐”課程為例，初步探討大學(xué)生科技創(chuàng)新培養(yǎng)的課程建設(shè)與路徑。

1 新工科對(duì)高?？萍紕?chuàng)新課程建設(shè)的要求

新工科建設(shè)是為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，基于新時(shí)期國家發(fā)展需求、國際競爭形勢，持續(xù)深化工程教育改革的重大行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)于加快我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、推動(dòng)制造強(qiáng)國建設(shè)、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)增長都具有十分重要的戰(zhàn)略意義。這也對(duì)高校的工科教育提出了新的要求，一方面需要推進(jìn)新興工科專業(yè)的建設(shè)，如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能科學(xué)與技術(shù)等；另一方面需要加快傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級(jí)改造，培養(yǎng)具備全球視野、實(shí)踐能力、整合能力的復(fù)合型人才。

科技的快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈使各國加大了對(duì)具備科技創(chuàng)新能力的人才的需求。大學(xué)生是具有重要潛力和值得開發(fā)的群體之一，其科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對(duì)于個(gè)人及其所從事的行業(yè)發(fā)展以及國家競爭力的提升都具有重要的意義［3］。國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2022年我國研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入達(dá)30 870億元，已經(jīng)超過了美國，而《2022年全球創(chuàng)新指數(shù)報(bào)告》顯示我國排名第11位，表明我國創(chuàng)新水平依然有較大的提升空間。大學(xué)生是未來科技創(chuàng)新的主體，對(duì)于提高我國科技創(chuàng)新水平具有重要作用［4］。高校作為大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)基地，對(duì)于建設(shè)創(chuàng)新型人才隊(duì)伍和推動(dòng)國家創(chuàng)新發(fā)展具有非常重要的作用［5］。開設(shè)科技創(chuàng)新課程是高校培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力最直接的重要手段［6］。通過科技創(chuàng)新課程，讓大學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科技創(chuàng)新相關(guān)理論和方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、解決問題能力、實(shí)踐能力、跨學(xué)科交叉能力等?？萍紕?chuàng)新課程也可以推動(dòng)高校創(chuàng)新教育的發(fā)展和改革，使之更符合社會(huì)的實(shí)際需求和科技進(jìn)步的要求，加速科技成果的轉(zhuǎn)化和運(yùn)用。

新工科旨在培養(yǎng)具備創(chuàng)新意識(shí)、全球視野、協(xié)作能力和領(lǐng)導(dǎo)素質(zhì)的工程師和技術(shù)人才［7］，這對(duì)高?？萍紕?chuàng)新課程的設(shè)計(jì)和實(shí)施提出了更高的要求。首先，科技創(chuàng)新課程應(yīng)更加注重發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科交叉能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，使學(xué)生在實(shí)踐中更好地發(fā)揮自己的潛能和創(chuàng)造力；其次，科技創(chuàng)新課程需要與工業(yè)、企業(yè)等產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行深入的合作，創(chuàng)設(shè)與實(shí)際工作相符合的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，以提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，滿足產(chǎn)業(yè)界的需求。因此，新工科背景下的科技創(chuàng)新課程的設(shè)計(jì)和實(shí)施應(yīng)該更加注重產(chǎn)教融合、創(chuàng)新能力培養(yǎng)和實(shí)踐能力拓展等方面，以適應(yīng)快速發(fā)展的科技創(chuàng)新領(lǐng)域的要求。

2 理工類高?？萍紕?chuàng)新課程建設(shè)實(shí)踐

2.1 高校開設(shè)科技創(chuàng)新類課程的案例

目前，越來越多的高校開始重視對(duì)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，并開設(shè)了相應(yīng)的課程和項(xiàng)目，如表1所示。這些課程和項(xiàng)目大多是通過提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、導(dǎo)師輔導(dǎo)等方式，激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新熱情，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

此外，一些高校還專門開設(shè)了科技文獻(xiàn)檢索與利用、學(xué)術(shù)論文寫作、科技專利撰寫、科技創(chuàng)新管理、科技成果轉(zhuǎn)化等相關(guān)課程，如中國礦業(yè)大學(xué)、宿州學(xué)院等；部分高校會(huì)定期舉辦創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類的比賽和項(xiàng)目，如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、科技類競賽等，為學(xué)生提供更加廣闊的實(shí)踐機(jī)會(huì)和平臺(tái)。

2.2 安徽理工大學(xué)“大學(xué)生科技創(chuàng)新理論與實(shí)踐”課程

目前，大多數(shù)大學(xué)生創(chuàng)新培訓(xùn)活動(dòng)是以學(xué)術(shù)創(chuàng)新講座和學(xué)術(shù)報(bào)告的形式開展的，內(nèi)容和形式相對(duì)單一，同時(shí)這些活動(dòng)往往面向高年級(jí)學(xué)生，而高年級(jí)學(xué)生要面對(duì)繁重的專業(yè)課程和畢業(yè)論文壓力，他們參加學(xué)術(shù)競賽和科技創(chuàng)新活動(dòng)的時(shí)間和精力有限。據(jù)此，安徽理工大學(xué)以深部煤礦采動(dòng)響應(yīng)與災(zāi)害防控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)，面向全校大一年級(jí)本科生，邀請(qǐng)不同學(xué)科領(lǐng)域的指導(dǎo)教師開設(shè)了“大學(xué)生科技創(chuàng)新理論與實(shí)踐”課程，旨在培養(yǎng)低年級(jí)大學(xué)生的科技創(chuàng)新思維，為后期開展科技創(chuàng)新活動(dòng)提供基礎(chǔ)。

本課程共設(shè)置了10個(gè)課時(shí)，采用理論和實(shí)踐結(jié)合的授課方式，傳授科技創(chuàng)新基本概念和方法、創(chuàng)新思維、科技創(chuàng)新項(xiàng)目管理以及科技創(chuàng)新實(shí)踐等教學(xué)內(nèi)容。具體課程包括理論課和實(shí)踐課兩個(gè)部分。

第一章是“科技創(chuàng)新理論淵源”，講解科技創(chuàng)新理論的來源、發(fā)展和相關(guān)基本概念，學(xué)習(xí)科技創(chuàng)新的基本理論知識(shí)，包括科學(xué)研究的基本方法、科技創(chuàng)新的類型和途徑等。

第二章是“我國科技創(chuàng)新現(xiàn)狀”，講解我國科技創(chuàng)新所取得的成果和不足，通過案例分析和實(shí)踐操作等方式，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的思維方式，使其具備開放性思維和創(chuàng)新性思維。

第三章是“大學(xué)生科技創(chuàng)新與實(shí)踐”，講解目前我國大學(xué)生科技創(chuàng)新的形式和內(nèi)容，學(xué)習(xí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目的管理方法，包括項(xiàng)目申報(bào)、立項(xiàng)、執(zhí)行、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)組織和管理能力。

第四章是“我?？萍紕?chuàng)新成果”，講述安徽理工大學(xué)開展科技創(chuàng)新活動(dòng)所取得的一系列成果，增強(qiáng)學(xué)生開展科技創(chuàng)新活動(dòng)的信心，引導(dǎo)學(xué)生積極開展科技創(chuàng)新活動(dòng)。

第五章為實(shí)踐課，通過參觀國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、開展“雙創(chuàng)”比賽和相關(guān)科技創(chuàng)新活動(dòng)，讓學(xué)生親身參與科技創(chuàng)新項(xiàng)目，鍛煉其實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

此外，該課程指導(dǎo)教師在課程教學(xué)中設(shè)置了相關(guān)模塊和案例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探究，如科技項(xiàng)目申報(bào)、項(xiàng)目管理、商業(yè)計(jì)劃書編寫等內(nèi)容。作為本?？茖W(xué)研究的重要組分部分和依托單位，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還聯(lián)合其他科研院所建立了多個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和雙創(chuàng)基地，并加強(qiáng)與企業(yè)的溝通和合作，為學(xué)生積極營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍提供更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)和資源。

2.3 科技創(chuàng)新課程建設(shè)中存在的問題和對(duì)策分析

2.3.1 教學(xué)效果

安徽理工大學(xué)“大學(xué)生科技創(chuàng)新理論與實(shí)踐”課程于2021學(xué)年開設(shè)，課程類別設(shè)定為通識(shí)教育選

修模塊。作為一門公共選修課，其受到了學(xué)生的廣泛歡迎，出勤率和考試成績優(yōu)良率很高。以KJXX專業(yè)2個(gè)班77名學(xué)生為例（為保護(hù)學(xué)生隱私，專業(yè)名稱用編號(hào)指代），學(xué)生考試成績優(yōu)良率高達(dá)84.4 %，平均分為85.65，標(biāo)準(zhǔn)差（σ）為5.63，說明課程的教學(xué)效果良好。

課程開設(shè)兩年來對(duì)學(xué)生科技創(chuàng)新能力產(chǎn)生了積極的影響，例如，安徽理工大學(xué)在2022年第十三屆安徽省百所高校百萬大學(xué)生科普創(chuàng)意創(chuàng)新大賽中獲得一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲獎(jiǎng)作品數(shù)量居安徽省省屬高校首位；在《2018—2022年全國普通高校大學(xué)生競賽榜單（本科，前300）》中排名全國第81名。

2.3.2 不足和展望

作為一門新開設(shè)的課程，“大學(xué)生科技創(chuàng)新理論與實(shí)踐”課程在教學(xué)過程中也遇到了一些問題。首先，教學(xué)模式較為單一，在實(shí)際授課過程中，理論課大多采用講授式的教學(xué)模式，實(shí)踐課以參觀實(shí)驗(yàn)室教學(xué)為主，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，也很難將學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)結(jié)構(gòu)融入科技創(chuàng)新實(shí)踐。其次，本課程以固定考試或報(bào)告的方式進(jìn)行考核，無法全面評(píng)價(jià)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和培訓(xùn)能力。此外，該課程的實(shí)踐課課時(shí)相對(duì)較少，導(dǎo)致學(xué)生進(jìn)行科研實(shí)踐的時(shí)間較少，難以獲得扎實(shí)的科技創(chuàng)新技能。

后期課程將從以下幾個(gè)方面采取措施以達(dá)到更好的教學(xué)效果。首先，在教學(xué)過程中使用案例分析、小組討論等多種方式進(jìn)行理論教學(xué)，以幫助學(xué)生從多個(gè)角度全面地了解科技創(chuàng)新相關(guān)內(nèi)容；其次，利用在線教育資源，融合實(shí)踐和創(chuàng)新教學(xué)手段，以跨學(xué)科教學(xué)等多種方式創(chuàng)新教學(xué)模式；第三，鼓勵(lì)采用口頭匯報(bào)、實(shí)踐操作、工程設(shè)計(jì)等多種形式來評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)際能力和綜合素質(zhì)；最后，增加實(shí)踐課程的時(shí)間，如流程建立、實(shí)踐操作、前沿論文閱讀、模型制作等，并且盡量減少“灌輸式”教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索與實(shí)踐。

3 結(jié)語

隨著“新工科”建設(shè)和高?？萍紕?chuàng)新能力的提升，理工類高校開展大學(xué)生科技創(chuàng)新類課程的建設(shè)越發(fā)重要。安徽理工大學(xué)“大學(xué)生科技創(chuàng)新理論與實(shí)踐”課程幫助學(xué)生了解并掌握科技創(chuàng)新活動(dòng)的基本流程、方法和技巧，引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)踐活動(dòng)，該實(shí)踐課程以學(xué)生興趣為主導(dǎo)，能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的熱情，同時(shí)學(xué)生全程參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作與成果展示，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)訓(xùn)練的不足。此外，在教學(xué)過程中也存在課程內(nèi)容單一、教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新、評(píng)價(jià)機(jī)制不夠完善等問題。未來團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步完善課程的多元化教學(xué)和評(píng)價(jià)機(jī)制建設(shè)，采取更加靈活的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才以及促進(jìn)國家科技創(chuàng)新事業(yè)的發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。

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［項(xiàng)目名稱］國家自然科學(xué)基金“深部不可采煤層C02地質(zhì)存儲(chǔ)和垂向運(yùn)移過程中頂板蓋層封閉性演化特征與機(jī)理研究”（項(xiàng)目編號(hào)：No. 42202200）。

［作者簡介］張琨，男，安徽蚌埠人，安徽理工大學(xué)，講師，博士，研究方向：非常規(guī)油氣地質(zhì)。

常艷海，男，山西大同人，安徽理工大學(xué)，講師，博士，研究方向：煤層CO2地質(zhì)封存。