國內高校的排名越來越高,“第一課堂”發展得越來越好,但是,我們還要培養學生運用知識的能力,通過實踐來育人。
——摘自第六屆IEIC大會 熊振華分享
上海交通大學學生創新中心黨總支書記
熊振華 | 第六屆IEIC大會學校發展論壇專題報告
如何培養學生的科創素養,是新時代的教育教學,正在深入探索的重要方向。
以最近引發熱烈討論的2023丘成桐中學科學獎為例,中國內地賽區獲獎名單中,上海高中總計獲得17一等獎,8個二等獎,2個三等獎,取得了非常亮眼的成績。
我們大學、中學甚至小學,都希望能更好地發展科創教育。那么科創育人究竟蘊含著哪些奧秘?目前是否有值得推廣和借鑒的成功模式呢?
在第六屆IEIC國際教育創新大會上,上海交通大學學生創新中心黨總支書記熊振華先生分享了主題為《科創育人,回應新時代教育命題的思考》的演講,帶來了上海交大學生創新中心的成功實踐經驗,分享了課賽創一體化的培養方式。
*以下內容摘自熊振華先生第六屆IEIC大會分享,為方便閱讀,以第一人稱視角陳述。
就業市場需要什么樣的人才?
黨的二十大報告提出:必須堅持科技是第一生產力,人才是第一資源,創新是第一動力。
現在的教育競爭越來越激烈。為應對時代變化,各國將創新作為核心競爭力,這跟我們的教育(無論是基礎教育階段,還是高等教育階段)緊密相關。
基于社會對人才的需求,從課堂到畢業再到就業市場,我們要了解社會需要什么樣的人才?
根據泛亞汽車技術中心報告,“現代工業發展對人才能力需求產生了變化”。我們不但要通過“第一課堂”習得知識,還需要培養系統思維、數字建模能力;跨界合作、整合資源能力;同理心、洞察力;樂觀韌性、擁抱變化的能力等,這些都是綜合的能力需求,我們在培養人才的過程中需要關注這些能力。
美國國家工程院提出,工程師需要具備的素質中,不但有專業知識,還有職業技能。
專業知識包括:工程和科學基礎、技術能手、解決問題的能力、跨學科思維、系統思維;
職業技能包括:交流溝通能力、倫理標準、批判性創新性思維、團隊合作、全球視野。
圖 | 熊振華先生 第六屆IEIC大會PPT分享
面對這些需求,高校應該如何應對?
國內高校的排名越來越高,“第一課堂”發展得越來越好,但是,我們還要培養學生運用知識的能力,通過實踐來育人。
如何改變“單一作戰”教學組織模式,搭建多方協同實踐育人平臺?
如何在“銼刀榔頭”的基礎上,構建全鏈條雙創能力培養的課程體系?
如何在被動“完成學分”過程中,提升學生投入創新創業的主動性?
這些都是我們在實踐中需要思考的問題。
上海交大學生創新中心
“科創育人”的實踐方式
接下來,我們以上海交通大學學生創新中心為例,解析如何“科創育人”。
第一,重構工程訓練中心
我們的工程中心成立于1999年,2006年獲批上海市實驗教學示范中心,2007年獲批國家實驗教學示范中心。但是傳統教育對創新能力的培養不足,因此在2016年,成立了學生創新中心并獲批為國家雙創示范基地。
此后——
2017年,獲批全國中美青年創客交流中心;
2018年,本科審核評估專家給予高度評價;
2021年,獲批上海市重點現代產業學院建設項目;
2022年,獲批首批國 家級創新創業學院。
大家可以看到,從原來的工程中心到創新中心到創新創業學院,我們的建設思路發生了變化。
我們的改革舉措主要集中在以下幾個方面。
1、重構機構,創建學生創新中心
一方面,把工程訓練中心升級,同時把學校在2010年成立的創業學院并入到工程訓練中心。在這個過程中,建立了與機關部處的協作關系,比如教務處、教團委、教技中心、教發中心、就業中心。
另一方面,因為學院里有大量的學科專家,我們一起合作建立了分中心,我們通過四個抓手:實踐訓練、科創競賽,科創育人、校企合作,讓同學對前沿科技有更深刻的認識。
2、拓展功能,豐富學生創新中心定位
在這個過程中我們做了四個方面的工作。
工程訓練課程中,夯實金電基礎訓練和生環化基礎訓練;
加強校企合作,對接企業,開設校企課程,制定產教融合方法;開設創業輔修專業、醫學大數據輔修專業、智慧醫療儀器輔修專業;
科創競賽方面,組織校內賽,指導學生參加各類高水平競賽;承辦上海市“互聯網+”大賽,推進大學生創新創業訓練計劃;
在未來科技領域,把未來前沿的科學和創新創業教育結合起來。
3、開放體系,擴大學生創新中心服務
搭建7×24小時開放空間,提供場地、師資、設備、材料,讓同學們在這里傾注汗水。
校企開放,設置進階式校企課程體系、對接優質的企業導師資源、加強項目競賽互動合作。
校際開放,牽頭華五教學協同中心-實踐基地,組織了非常豐富的活動,進行共建共享。
圖 | 熊振華先生 第六屆IEIC大會PPT分享
第二,構筑縱橫交貫的課程體系:進階交叉、協同協力。
1、進階交叉,打造實踐創新培養路徑
首先是“提高層”。一些高中家長,連碗都不讓孩子刷,這類同學的動手能力可能相對較弱。我們的學生大一開始,無論是學習工科、文科,都要知道工程的概念,能夠動手操作一些簡單的機床項目。以興趣引導工程認知實踐和技術探究。
其次是“強化層”。學生到了高年級(二、三年級)以后,可以學習校企創新課程,進行多學科貫通交叉。比如物聯網、無人機、機器人、人機交互、智能城市、智慧醫療等。
最后是“高階層”。從ET創新實驗,到致遠創新研究,再到醫療產業輔修,這一階段的同學能夠更關注社會問題、現在的問題、未來的問題,真正駕馭這些知識,進行交叉融合。
2、協同協力,集眾之力支撐課程體系
我們齊心協力,集合55個學院、80多個企業資源構造了11個創新平臺,建立進階式、交叉式課程體系,有必修課、選修課、通識課、校企合作課,在現有的學科類課程之外做充足補充。
圖 | 熊振華先生 第六屆IEIC大會PPT分享
第三,建立學-練-創相長的教學模式:科教融合、產教融合、賽教融合。
1、科教融合,聚焦專業科學問題
導師會根據學生的科研項目以及企業合作項目出題,同時也讓學生來命題。比如針對低年級本科生的PRP本科生研究計劃項目,是根據同學的觀察以及掌握的知識,經過評審后立項。通過多專業學生組隊、多專業導師指導,最終將科研與實踐教學相結合,增強學生的專業志趣。
2、產教融合,聚焦產業真實問題
在這個過程中,我們引進企業資源,指導學生的實踐能力。同時,企業也可以收獲問題的解決方案,吸引優秀人才,形成閉環。我們和多家龍頭企業進行了合作,比如華為、美的、英特爾、戴爾、上海電氣集團等。公司提出需求后,學校將研發與實踐教學相結合,形成校企共贏的正向循環。
3、賽教融合,聚焦科創競賽問題
競賽方面,我們根據跨學科知識點,比如課程上的MATLAB基礎應用、MATLAB在并行計算中的應用、VEX機器人設計與開發等,通過搭建“校內賽”平臺,以賽考核、以賽促學,將競賽與實踐教學相結合,讓學生能夠應對更多挑戰。
“校內賽”不是終點,我們要選拔出學生參加全國賽、國際賽,從而搭建更有競爭力的團隊。將競賽與實踐教學相結合,學生具備了知識運用能力、抗挫性、創造性,未來可以更好地應對全球化的挑戰。
如何實現課賽創一體化培養
我們打造了課賽創一體化培養體系。課程以IT類為主,除了計算機組成原理、操作系統編程等課程,還創設了諸多企業實踐類課程。
首先是必修課:《工程實踐》。通過項目作品,將結構與電控、多種加工及工藝有效地結合在一起,打破不同工種之間的“知識孤島”,建立系統、融合的概念,培養綜合的工程能力素質。我們的《工程實踐》課程也獲評2021年度上海市高等學校一流本科課程。
其次是選修課:《創新創業類課程》。我們和企業實踐結合,開設如數字化創新、游戲設計、無人機系統設計、創業領導力等課程。可能一門課只有三四十個同學選修,但是每個同學都能找到自己的興趣點。
在這個過程中,我們與100多家企業開展合作,建立近20項校企聯合基地。和華為、字節跳動、英特爾、戴爾共同組織各類賽事,如“全國大學生無人車挑戰杯”。
我們還建設了產教深度融合的校企課程體系,開設65門課程,近200門次。
在高教學會競賽排行榜上提到的57項具有影響力賽事中,我們中心選擇了一些跨學科性質比較強的比賽,賽事項目高達11項。
從2019年到2022年,校內賽的比賽數量、覆蓋學生數逐步增加。比如VEX機器人校內賽,把課程、競賽和創新結合起來,讓同學們對知識、工具、設備、平臺有所了解,從而提升他們的能力。
圖 | 熊振華先生 第六屆IEIC大會PPT分享
我們的基礎課程覆蓋機械、電控、傳感、編程等知識點,讓學生具備基本操作能力。企業課程進一步通過人工智能、機器學習做提升,讓同學對設備有所了解。隨后再運用這些綜合技能創新,形成了能力的階梯性變化。從認知、到課程、到實踐、到競賽、到創新,實現全方位提升。培育的跨學科競賽團隊,可以很好地支撐創業項目。
在這個過程中,我們向下做了大量“輻射”,很多中學對此產生了濃厚興趣。通過立體式的能力培養方法、層次化的創新教學體系、綜合的機器人平臺資源,形成“雙創人才培養模式”。
以機器人競賽平臺為例,從2016年建立RoboMaster賽隊開始,我們取得了非常顯著的成績,連續兩年獲得RoboMaster全國賽冠軍。
RoboMaster是三大全國機器人大賽之一,每屆都有來自全球的高校爭奪冠軍。上海交大交龍戰隊有將近100名同學,但是只有一位指導老師,同學們的自我管理能力非常強。這個過程中,機械、電控、視覺、運營、宣招等都由我們的同學負責。
圖 | 熊振華先生 第六屆IEIC大會PPT分享
每年,我們還會組織RoboMaster校內賽,來自機動、電院、材料、船建、密院、安泰等各學院的超238位同學參賽。同時選拔優秀隊員參加全國賽,跟500多支賽隊共同角逐冠軍。
通過多年努力,我們的同學收獲了累累碩果。
圖 | 熊振華先生 第六屆IEIC大會PPT分享
除此之外,上海交通大學作為VEX世錦賽官方合作伙伴,每年舉辦VEX世錦賽中國選拔賽/全國VEX機器人精英賽。
VEX機器人大賽又稱VEX機器人世界錦標賽(VEX Robotics Competition),是一項旨在通過推廣教育型機器人,拓展中學生和大學生對科學、技術、工程和數學領域興趣,提高并促進青少年的團隊合作精神、領導才能和解決問題的能力的世 界級大賽。
我們還承辦了RoboCup小型組足球機器人、中國大學生工程實踐與創新能力大賽。一方面,讓同學們收獲榮譽;另一方面,獲取綜合訓練的機會。
提升創新能力以后,我們把它和創業結合起來,做創業輔修,有創業想法的同學也可以參加創業班。
最終,我們的校內賽支撐省部級以上賽事,取得的成績屢創新高。截至2022年,共獲90項以上大獎。
近兩屆“互聯網+” 大賽中:2021年首 次突破,金牌數創歷史新高(5塊),并列第五;2022年再創輝煌,金牌總數(12塊),位居全國第二。
校企合作方面:交大-華為模式成為校企合作典范并推廣,探索出共建實驗室、技術講座、專題研討、校企創新項目、科創競賽和企業認證等多種合作方式;建成系列企業課程,部分已納入學校教學體系;華為模式也作為校企合作的成功典范,向兄弟高校推廣。
中心榮譽與獲獎情況一覽
以上就是海交大學生創新中心在“科創育人”方面的一些實踐經驗和成果。希望未來,我們可以更好地互通交流,為培養新時代的創新人才貢獻更大力量。