專業(yè)引領(lǐng)+學(xué)科競賽的實踐
時間:2022-08-09 08:37:11
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1創(chuàng)新教育的基本內(nèi)容及現(xiàn)狀
學(xué)校《關(guān)于進一步深化教育教學(xué)改革,全面提升本科人才培養(yǎng)能力的指導(dǎo)意見(2020—2025年)》使命愿景中指出:學(xué)校以學(xué)生為根本,培養(yǎng)專業(yè)精深、素質(zhì)全面,且具有較強實踐能力、創(chuàng)新意識與國際化意識的全方面發(fā)展的應(yīng)用型高素質(zhì)人才。跟蹤調(diào)查北京信息科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)及創(chuàng)業(yè)狀況,結(jié)果表明,發(fā)展前景良好、在職場中擁有競爭力的畢業(yè)生都得益于在校期間創(chuàng)新意識的培養(yǎng),尤其突出的是積極參加學(xué)科競賽的學(xué)生。大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),核心的任務(wù)是培養(yǎng)其創(chuàng)新意識,在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)其應(yīng)用實踐能力。連續(xù)多年的調(diào)研與跟蹤數(shù)據(jù)表明,大學(xué)階段是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力極其關(guān)鍵的階段[1]。目前,各高校都開展了豐富多彩的創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育課程,但在實施過程中還存在許多亟待解決的問題,如創(chuàng)新教育開展的時機較晚,難以實現(xiàn)對學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)全過程教育;學(xué)生的參與比例較低,教師為主導(dǎo)的被動式創(chuàng)訓(xùn)管理模式不能充分激發(fā)廣大學(xué)生自主創(chuàng)新的活力;以實驗室指導(dǎo)為主的教學(xué)手段,不能充分利用優(yōu)質(zhì)創(chuàng)訓(xùn)資源和實踐平臺。改革傳統(tǒng)意義上的創(chuàng)新教育模式,將會在一定程度上緩解這些問題。培養(yǎng)學(xué)生的想象力、宏思維、批判性思維,建立現(xiàn)代學(xué)習(xí)體系,培養(yǎng)創(chuàng)新人才,已經(jīng)成為應(yīng)對諸多復(fù)雜性挑戰(zhàn)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。教師的使命也隨之發(fā)生變化,由知識和技能的傳授轉(zhuǎn)化成引領(lǐng)培養(yǎng)學(xué)生擁抱未來的能力。作為人才培養(yǎng)主陣地的高校,一定要不斷探索新形勢下的新任務(wù),改革人才培養(yǎng)模式,創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑,激發(fā)教學(xué)活力、推動教育教學(xué)改革、促進內(nèi)涵發(fā)展,把創(chuàng)新教育列為人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。為此,學(xué)校正式將創(chuàng)新教育課程列入常規(guī)教學(xué)計劃,結(jié)合課外創(chuàng)新活動的實施開展,取得了良好的成效。將創(chuàng)新教育的內(nèi)容與專業(yè)課程有機融合在一起,盡早在常規(guī)的教學(xué)活動中把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力潛移默化地融入進來,尤其是通過學(xué)科競賽,來有效達到創(chuàng)新教育的目的[2]。
2推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)教育融合,提升學(xué)生實踐能力
2.1專業(yè)引領(lǐng)實戰(zhàn)訓(xùn)練課程開展方式
專業(yè)引領(lǐng)實戰(zhàn)訓(xùn)練的宗旨是把專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有機地融合在一起,取得了明顯的效果。課程采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念開展教學(xué)活動,研究如何選擇不同類型單片機和機器人程序語言去實現(xiàn)機器人的感知、決策與智能行為,以Ardunio語言+單片機小車套件實現(xiàn)循跡機器人為教學(xué)案例,使大學(xué)一年級學(xué)生通過實際設(shè)計與制作機器人小車的過程,深入地了解和掌握一般機器人組成和檢測控制系統(tǒng),探索機器人設(shè)計與實現(xiàn)的應(yīng)用與解決實際問題的方法[3]。圖1為學(xué)生作品,以學(xué)生為主體,通過“親密接觸”,體驗到知識學(xué)習(xí)的樂趣。Arduino控制模塊作為實驗小車的控制核心,TCRT5000紅外反射傳感器作為小車系統(tǒng)的感光系統(tǒng),能夠準確識別路面明暗度色調(diào)變化。電機驅(qū)動模塊由L298N芯片與2個直流電機構(gòu)成,作為小車的動力系統(tǒng)。經(jīng)過代碼輸入、系統(tǒng)的組裝調(diào)試,實現(xiàn)小車功能。正常情況下自動行駛,路面明暗相差較大時循跡行駛,特殊情況下避障行駛。課程基本要求(必修部分)為完成2周(10d)的課程學(xué)習(xí),具體內(nèi)容如下:①講解本課程基本內(nèi)容,講解機器人制作的基本工程思維與訓(xùn)練流程;②演示機器人的運行視頻,參觀卓越聯(lián)盟實驗室、學(xué)院創(chuàng)新基地、智能科學(xué)與技術(shù)實驗室;③演示智能“循跡”小車,介紹小車元器件的信息,講解Arduino平臺應(yīng)用及Arduino語言編程特點及關(guān)鍵語句;④安裝ArduinoIDE,編譯例程及練習(xí)題,課堂分組訓(xùn)練,解答編譯出現(xiàn)的問題;⑤搭建循跡小車硬件,包括底盤固定、循跡模塊、控制器、驅(qū)動板、電機,電源管理模塊的安裝;⑥編譯2個光電傳感器循線例程,下載編譯好的循跡控制程序,調(diào)試小車;⑦講解智能傳感與檢測技術(shù),指導(dǎo)完成5種光電傳感器的原理及應(yīng)用實驗;⑧完成多個傳感器檢測與融合的循跡小車,包括改進循跡小車硬件,編寫多個傳感器循跡小車的控制程序,小組討論分享編程思路,編譯下載調(diào)試;⑨進行總結(jié),提升“舉一反三”的能力,拓展提高小車的穩(wěn)、準、快的控制性能,依據(jù)相關(guān)競賽注意事項繼續(xù)改進小車性能;⑩準備參加學(xué)院機器人小車競賽。在第一學(xué)期,完成機器人小車組裝和直線、黑線循跡功能實現(xiàn);在第二學(xué)期,完成多個傳感器檢測與融合的循跡小車功能實現(xiàn),為參加競賽做準備。經(jīng)過學(xué)習(xí)實踐,學(xué)院組織競賽,現(xiàn)場檢驗學(xué)生自己動手的成果,激發(fā)學(xué)生內(nèi)在潛能,增強創(chuàng)新精神和實踐能力。賽場上,學(xué)生們緊張地調(diào)試自己的程序,根據(jù)賽道的實際情況不斷修正自己的設(shè)計,看到自己動手完成的小車在賽道上馳騁,學(xué)生們熱情高漲。開發(fā)了學(xué)生潛在的創(chuàng)造能力,真正激發(fā)了實踐創(chuàng)新的熱情。在剛開始接觸專業(yè)實戰(zhàn)課程的時候,學(xué)生們感覺很興奮和茫然。對這門課程有很大的興趣,但也對自己將要學(xué)的課程缺乏了解。專業(yè)引領(lǐng)實戰(zhàn)訓(xùn)練使學(xué)生對專業(yè)有了初步的了解以及對自身今后專業(yè)發(fā)展有了較為系統(tǒng)的認識。在初學(xué)的時候,大多學(xué)生對這門課程有較多的困擾,主要與高中所學(xué)知識出入較大并且對編程代碼也不甚熟悉。在經(jīng)過一學(xué)期代碼語言的學(xué)習(xí)與教師悉心地教導(dǎo)后解決了一系列問題,成功地做出了循跡小車并且開始有了自己的想法和創(chuàng)新。與此同時,在學(xué)習(xí)過程中,除了增加了對這門課的了解外也對自身專業(yè)進行了認識與學(xué)習(xí),對今后的專業(yè)學(xué)習(xí)有了心理目標及預(yù)期。教師定期講解疑難點、組員們共同學(xué)習(xí)解決問題,對這門課程的學(xué)習(xí)越加得心應(yīng)手。在競賽中,當自己的想法與設(shè)計付諸實踐,當小車在比賽中順利到達終點的瞬間,成就感油然而生,激發(fā)了學(xué)生們學(xué)習(xí)、實踐、創(chuàng)新的樂趣。圖2為參賽作品及比賽現(xiàn)場[4]。
2.2與時俱進改革實踐教學(xué)方式,提高教學(xué)質(zhì)量
在疫情的特殊情況下,學(xué)校全方位地推進線上教學(xué),面對疫情結(jié)合實踐教學(xué)的特殊性,學(xué)校整體部署加強實踐教學(xué)的工作,緊密結(jié)合專業(yè)特點“轉(zhuǎn)危為機”,依據(jù)課程的特點,改革實踐教學(xué)傳統(tǒng)的方式方法,從實際情況出發(fā),充分利用自建及公共虛擬仿真實驗資源,持續(xù)提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。創(chuàng)新實踐系列課程指導(dǎo)教師團隊進行了“分布式居家實踐+學(xué)習(xí)成果導(dǎo)向”的教學(xué)設(shè)計,利用嵌入式系統(tǒng)仿真開發(fā)及專業(yè)電路仿真軟件平臺和已建設(shè)的線上學(xué)習(xí)通課程資源,開展線上實踐教學(xué)。將實驗室實物小車開發(fā)套件郵寄給全國各地的學(xué)生,實現(xiàn)專業(yè)引領(lǐng)實戰(zhàn)訓(xùn)練課程設(shè)計的“線上教學(xué)+實際機器人小車操作+課程結(jié)業(yè)考核+開學(xué)后學(xué)科競賽”教學(xué)方式的實施,開拓創(chuàng)新出了實踐教學(xué)方式新模式,線上線下有機融合,保證工程實踐教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生們對這門課程的學(xué)習(xí)都很投入,并沒有因為距離遙遠而斷了聯(lián)系,反而因為這一輛小車每天共同鉆研它的組裝與編程方法而拉近了彼此之間的距離,不僅學(xué)到了知識,還增進了友誼。新型的創(chuàng)新教育人才培養(yǎng)-專業(yè)引領(lǐng)實戰(zhàn)課程平臺能很好地激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)造性思維,新生自入學(xué)開始,及早進入創(chuàng)新平臺培養(yǎng),并以此為基礎(chǔ),在后續(xù)學(xué)習(xí)過程中,根據(jù)不同年級階段的特點,采用相應(yīng)的培訓(xùn)方式及評價體系,做到4年不間斷,以專業(yè)為導(dǎo)向,從啟發(fā)創(chuàng)意思維、引導(dǎo)創(chuàng)訓(xùn)實踐、提高創(chuàng)新能力、推動創(chuàng)業(yè)培育4個維度進行遞進式培養(yǎng),力求實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的全覆蓋[5]。
3展望
將創(chuàng)新教育與專業(yè)教育進行有機深度融合的意義非常重大,是培養(yǎng)適應(yīng)當代與未來發(fā)展所需人才的重要舉措,在實踐過程中會遇到很許多問題與挑戰(zhàn),要進行系統(tǒng)的梳理與實施。
3.1構(gòu)建科學(xué)的專業(yè)評價體系,筑牢專業(yè)基礎(chǔ)
在學(xué)科專業(yè)評價體系構(gòu)建過程中,要注意人才培養(yǎng)以專業(yè)教育為根本,讓學(xué)生筑牢基礎(chǔ),學(xué)到扎實的專業(yè)基本功,為培養(yǎng)高水平應(yīng)用性人才奠定扎實的基礎(chǔ)。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型學(xué)科專業(yè)人才培養(yǎng)道路中,根本原則依然要以促進人才專業(yè)化發(fā)展為基礎(chǔ)增強雙創(chuàng)素養(yǎng)。在評價指標上,重點體現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)上創(chuàng)新能力的延伸。構(gòu)建評價指標的過程中,將專業(yè)理論基礎(chǔ)、實踐能力、創(chuàng)新意識養(yǎng)成、創(chuàng)造性思維培養(yǎng)、創(chuàng)業(yè)精神培育等方面作為第一級評價指標,再根據(jù)各項一級指標細劃其他各級評價指標,由此確保最終評價結(jié)果更具指導(dǎo)性和客觀性,真正達到專業(yè)學(xué)科特色化,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。
3.2縱深推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,培養(yǎng)高水平應(yīng)用性人才
高校需要從人才教育全過程進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育,縱向上,創(chuàng)新教育應(yīng)該整個大學(xué)4年學(xué)習(xí)階段不間斷,構(gòu)建并不斷完善實踐創(chuàng)新平臺課程體系,增設(shè)實踐基地,加強校內(nèi)外實踐教學(xué)資源建設(shè),在校內(nèi)外建設(shè)合適的實驗室,打造科技創(chuàng)新類實訓(xùn)基地,不斷增強學(xué)生的實踐能力與實踐經(jīng)驗;橫向上加強與地方、行業(yè)、企業(yè)之間的協(xié)同育人,以社會發(fā)展和學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展需求為雙導(dǎo)向,強化與企業(yè)、行業(yè)的合作,利用專業(yè)知識,讓學(xué)生積極參與到企業(yè)實習(xí)中去,參與項目實戰(zhàn),不斷增長實踐經(jīng)驗,為以后學(xué)生進入企業(yè)打下堅實基礎(chǔ),培養(yǎng)具有創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。
參考文獻:
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[4]江宇輝,袁浩歌,鄒楠.創(chuàng)新工作載體探索國際本科新生入學(xué)教育新模式:以清華大學(xué)為例[J].北京教育(高教),2020(2):62-65.
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作者:白雪峰 李沛 趙芳馨 單位:北京信息科技大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 北京信息科技大學(xué)機電工程學(xué)院