淺談新技術(shù)條件下本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

何睿清，唐曉雨，童 瑩

（南京工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院 南京 江蘇 211167）

本科生的創(chuàng)新能力決定了科學(xué)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等諸多關(guān)鍵領(lǐng)域的未來。隨著時(shí)代的高速發(fā)展，以人工智能為代表的新一代信息技術(shù)正迅速改變著傳統(tǒng)的高等教育模式。近年來，眾多學(xué)者從多個(gè)角度對(duì)此展開了研究和討論。王永固等人介紹了教育4.0 全球框架，強(qiáng)調(diào)了利用新技術(shù)構(gòu)建全新的、動(dòng)態(tài)的未來學(xué)校[1]。李志河等人提出了教育信息化2.0 視域下高等教育信息化發(fā)展水平的評(píng)價(jià)方法[2]。針對(duì)人工智能等新技術(shù)帶來的變革，Lijia Chen 等人系統(tǒng)地討論其對(duì)教育體驗(yàn)方面的影響[3]。與此同時(shí)，人工智能技術(shù)對(duì)教育的影響也受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注[4-5]。H Luan論述了人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)[6]。W Xu 等人以STEM（science, technology,engineering and mathematics）為例，闡述了人工智能技術(shù)與復(fù)雜的教育要素相結(jié)合，以滿足教學(xué)和學(xué)習(xí)需求的挑戰(zhàn)[7]。RO Okunlaya等人探討了AI 對(duì)于大學(xué)圖書館服務(wù)質(zhì)量的提升以及對(duì)大學(xué)教育的幫助[8]。Ismail Celik 等人深度討論了AI 在教學(xué)中扮演的角色，以及對(duì)教師教學(xué)方法的促進(jìn)作用[9]。隨著技術(shù)的高速發(fā)展，信息渠道增多，信息量變大。對(duì)于這種變化，亟須對(duì)傳統(tǒng)的理論加實(shí)踐的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式進(jìn)行升級(jí)。針對(duì)這一問題，本文討論了新技術(shù)條件下本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式。

1 總體培養(yǎng)框架

在新技術(shù)條件下，以本科教育為研究背景，本文以全面提升學(xué)生創(chuàng)新能力為核心，提出了“一套理論教學(xué)體系，兩個(gè)信息平臺(tái)，三類評(píng)價(jià)體系”。一套理論教學(xué)體系是以創(chuàng)新培養(yǎng)為導(dǎo)向，建立學(xué)生的理論基礎(chǔ)；兩個(gè)信息平臺(tái)是建設(shè)新技術(shù)條件下的信息渠道平臺(tái)和信息內(nèi)容平臺(tái)；三類評(píng)價(jià)體系分別是：成果量化指標(biāo)，學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)，培養(yǎng)機(jī)制反饋。

2 一套理論教學(xué)體系

針對(duì)本科階段的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論教育，搭建一套理論教學(xué)體系，在培養(yǎng)方法上側(cè)重創(chuàng)新教育，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。具體措施包括：①教學(xué)上更新和分配各類課程（理論課/實(shí)踐課）所承擔(dān)的任務(wù)。其中，理論課中可以分為公共基礎(chǔ)課、素質(zhì)基礎(chǔ)課、工程技術(shù)基礎(chǔ)課程、專業(yè)必修和專業(yè)選修課程等。每種課程在專業(yè)建設(shè)中應(yīng)具備明確的分工。以電子信息工程專業(yè)為例，其工程技術(shù)基礎(chǔ)課程主要以模擬電子技術(shù)、電路分析以及C 語言為主，這些課程為專業(yè)課打下了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。而專業(yè)課則是以此為基礎(chǔ)，開展更深層次的應(yīng)用和延伸。實(shí)踐類課程與理論課程相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自動(dòng)手，學(xué)以致用，對(duì)所學(xué)知識(shí)有更加深刻的感性認(rèn)識(shí)。②管理上，建立可量化的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以及學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)評(píng)價(jià)方法，并以此為目標(biāo)進(jìn)行各年級(jí)的任務(wù)分解；創(chuàng)新素質(zhì)的評(píng)價(jià)方法將在第4 部分詳細(xì)展開。③以一線教師為中心，以科研項(xiàng)目為載體，建立穩(wěn)定的科研小組，建立循環(huán)型的研究匯報(bào)、成果展示、學(xué)術(shù)討論機(jī)制；具體來說，一線教師的科研項(xiàng)目通常會(huì)緊密圍繞在其所在專業(yè)的某些具體研究領(lǐng)域。這些領(lǐng)域也是該專業(yè)的學(xué)術(shù)前沿和研究熱點(diǎn)。在這種情況下，一線教師通過構(gòu)建科研小組的方式，結(jié)合教授課程的相關(guān)內(nèi)容，向?qū)W生介紹技術(shù)的發(fā)展歷史，也可以組織學(xué)生通過調(diào)研匯報(bào)該方向的最新進(jìn)展。以課程“嵌入式系統(tǒng)”為例，一線教師可以結(jié)合ARM（全稱：Advanced RISC Machine）芯片，介紹當(dāng)前ARM 在工業(yè)、通訊、控制方面的應(yīng)用。也可以回顧RISC（全稱：Reduced Instruction Set Computer）與CISC(全稱：Complex Instruction Set Computer)的演化歷程。④制訂“請(qǐng)進(jìn)來，走出去”戰(zhàn)略，“請(qǐng)進(jìn)來”是指，邀請(qǐng)高?；蚱髽I(yè)專家來校訪問，與學(xué)生分享科研創(chuàng)業(yè)心得?！白叱鋈ァ笔侵?，定期聯(lián)系合作企業(yè)、高校，有針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)地考察和交流。

3 兩個(gè)信息平臺(tái)

3.1 信息渠道平臺(tái)

建立信息渠道平臺(tái)，主要是提供先進(jìn)、可靠的信息獲取方式，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生的多感官體驗(yàn)。具體建設(shè)方法如下：①分析本專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，總結(jié)在傳統(tǒng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育在信息帶寬上的技術(shù)瓶頸，學(xué)習(xí)和梳理新技術(shù)條件下國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)方法，特別是已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的同類學(xué)校。②以提高信息帶寬為目的，充分調(diào)研先進(jìn)設(shè)備和網(wǎng)上資源。設(shè)備上例如VR（全稱：virtual reality，虛擬現(xiàn)實(shí)）、AR（全稱：Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、MR（全稱：Mixed Reality，混合現(xiàn)實(shí)）、5G等技術(shù)讓學(xué)生具有沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使學(xué)生更加具象地看到、感受到最新科學(xué)技術(shù)的場(chǎng)景和使用方法。網(wǎng)上資源例如短視頻、直播、微信公眾號(hào)等，讓學(xué)生與成功企業(yè)家、科研人員、企業(yè)管理人員進(jìn)行直接交流，使其發(fā)自內(nèi)心地感知?jiǎng)?chuàng)新創(chuàng)業(yè)所蘊(yùn)含的深刻內(nèi)涵和魅力。③打造本專業(yè)具有軟硬件一體化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)信息渠道平臺(tái)，使軟硬件可以互相促進(jìn)，擴(kuò)大學(xué)生的信息接受帶寬，提高創(chuàng)新效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。

3.2 信息內(nèi)容平臺(tái)

建立信息內(nèi)容平臺(tái)，主要目的是緊跟時(shí)代發(fā)展，提供新穎的技術(shù)方向和學(xué)習(xí)內(nèi)容?；谛录夹g(shù)條件下的新手段新方法，可發(fā)揮高校教師在各自領(lǐng)域的知識(shí)優(yōu)勢(shì)，打造適用于本科階段的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)內(nèi)容。該教學(xué)內(nèi)容所具備的特點(diǎn)是，立足基礎(chǔ)，適當(dāng)拔高，時(shí)效性強(qiáng)，讓學(xué)生看得懂，有興趣，能動(dòng)手。通過與新技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的能動(dòng)性。同時(shí)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育內(nèi)容應(yīng)該深入課程建設(shè)中，特別應(yīng)該以學(xué)科前沿課程、實(shí)訓(xùn)課程、校內(nèi)校外實(shí)習(xí)課程為依托開展以上教育。具體措施包括：①基礎(chǔ)內(nèi)容升級(jí)。各類課程須根據(jù)各自學(xué)科在新技術(shù)條件下的發(fā)展趨勢(shì)更新教學(xué)內(nèi)容，使課程基本內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)；以光電信息類課程為例，教師進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可以有意識(shí)地尋找最新發(fā)表的論文，以及光電行業(yè)的最新產(chǎn)品，并在教學(xué)時(shí)標(biāo)注論文或產(chǎn)品的發(fā)表/公布時(shí)間，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性。②教學(xué)組織形式。在新技術(shù)條件下，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)組織形式。例如針對(duì)不同學(xué)科，引入相應(yīng)的數(shù)字孿生技術(shù)（Digital twin），該技術(shù)可以將復(fù)雜的實(shí)際場(chǎng)景數(shù)字化，數(shù)字化后的模型與實(shí)際物理模型的傳感器數(shù)據(jù)具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以低成本模擬現(xiàn)實(shí)情況，加速學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。③建立反饋機(jī)制。鼓勵(lì)廣大教職員工以及學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的時(shí)效性、實(shí)用性以及科學(xué)價(jià)值提出反饋意見，建立網(wǎng)絡(luò)討論平臺(tái)接納反饋意見。

4 三類評(píng)價(jià)體系

4.1 成果多元化評(píng)價(jià)體系

對(duì)于創(chuàng)新成果，需要建立客觀的、多維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。在評(píng)價(jià)指標(biāo)中，除了論文、專利、軟件著作權(quán)等傳統(tǒng)指標(biāo)外，還應(yīng)該建立對(duì)未成形的創(chuàng)新想法的評(píng)估方法。這是因?yàn)樵趧?chuàng)新的過程中，時(shí)刻存在著不確定的、事先未考慮到的新因素。對(duì)于這種因素帶來的影響需要客觀評(píng)判，不能因?yàn)闆]有形成結(jié)果而否定創(chuàng)新的想法。具體做法包括：①組建多元化的指導(dǎo)隊(duì)伍，包括專業(yè)教師、企業(yè)技術(shù)專家、市場(chǎng)營(yíng)銷專家等，從多個(gè)角度評(píng)價(jià)學(xué)生的創(chuàng)新成果。②建立多元化的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)。主要從想法的創(chuàng)新程度、科研價(jià)值、市場(chǎng)價(jià)值、可執(zhí)行度、實(shí)際執(zhí)行情況、執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)的新問題、后續(xù)計(jì)劃等七個(gè)方面對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新成果進(jìn)行立體評(píng)價(jià)。③后續(xù)幫扶，通過對(duì)學(xué)生創(chuàng)新想法以及實(shí)際落地情況的了解，判斷該想法的科研與市場(chǎng)價(jià)值，對(duì)于有價(jià)值的想法根據(jù)現(xiàn)有的落地情況提供后續(xù)資助或其他建設(shè)性建議。通過多元化的評(píng)價(jià)以及幫扶體系客觀評(píng)估學(xué)生的創(chuàng)意水平，明晰實(shí)際落地情況，分析創(chuàng)意落地過程中的瓶頸問題，從而對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)體系進(jìn)行及時(shí)修正。

4.2 學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)

學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)與4.1 節(jié)中所述的多元化評(píng)價(jià)體系相對(duì)應(yīng)，主要從多個(gè)角度評(píng)價(jià)學(xué)生在創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新素質(zhì)上的提升。具體可以分為以下幾個(gè)方面：①學(xué)生所從事的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的創(chuàng)意程度在科學(xué)性、技術(shù)性以及市場(chǎng)需求等方面的評(píng)價(jià)。②對(duì)學(xué)生在展示其成果時(shí)的個(gè)人分工、匯報(bào)邏輯、內(nèi)容豐富程度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。③學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)，所展示出的解決問題的過程以及對(duì)應(yīng)能力。

4.3 培養(yǎng)機(jī)制反饋

根據(jù)成果多元化評(píng)價(jià)結(jié)果以及學(xué)生素質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，建立該培養(yǎng)模式的反饋機(jī)制。反饋的內(nèi)容包括：①對(duì)于學(xué)生在專業(yè)理論方面的缺失，需要在理論建設(shè)階段，加入相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容；②對(duì)于學(xué)生在信息渠道上產(chǎn)生的信息滯后、信息源不夠豐富等問題，采用查漏補(bǔ)缺的方式在資源允許的范圍內(nèi)進(jìn)行信息渠道的補(bǔ)充；③對(duì)于實(shí)踐過中可能產(chǎn)生的評(píng)價(jià)體系不完備等情況，需要梳理共性問題，在評(píng)價(jià)體系中加入對(duì)該類共性問題的評(píng)價(jià)方法，使評(píng)價(jià)體系更完備。

5 結(jié)語

面對(duì)新技術(shù)條件，本科教育在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，本文從理論體系建設(shè)、信息平臺(tái)建設(shè)和評(píng)價(jià)體系建設(shè)三個(gè)方面給出了建設(shè)意見。同時(shí)，將評(píng)價(jià)結(jié)果及時(shí)反饋到整個(gè)體系中，形成自身的迭代和完善，從而更有效地提高本科階段學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。