精英教育理念下大學生課外科技創新的研究與實踐

王革思

（哈爾濱工程大學 信息與通信工程學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

高質量創新型人才是提高國家自主創新能力、建設創新型國家基礎的重要保障。高校作為創新型人才的培養基地，當前教育教學改革的核心任務就是提高教學質量，培養學生創新精神和創新能力。哈爾濱工程大學是國家“211工程”和“優勢學科創新平臺”項目建設的重點大學。學校圍繞建設特色鮮明高水平研究型大學，堅持精英教育理念，提出寬口徑、厚基礎、強實踐、重創新的人才培養模式，將以學生科技創新活動為主要內容的創新教育、課堂理論教學、實驗教學納入到“三位一體”的精英教育大格局中。

1 精英教育和科技創新

“精英”一詞最早出現在17世紀的法國，意為精選出來的少數優秀人物。精英教育是伴隨高等教育發展過程而出現的一個概念。傳統精英教育，指在高等教育發展3個階段中的第一個階段，體現為受高等教育的學生人數所占比例的少數性，以學習和掌握知識為主要培養任務，提倡自我學習，進而培養學生解決問題的能力。在現今知識經濟社會環境下，科技創新包括知識創新、技術創新和現代科技引領的管理創新。其中，知識創新的核心是科學研究、新的思想觀念和公理體系的產生，其直接結果是新的概念范疇和理論學說的產生，為人類認識世界和改造世界提供新的世界觀和方法論；而技術創新的核心是科學技術的發明、創造和價值實現，其直接結果是推動科學技術進步與應用創新的良性互動，提高社會生產力的發展水平，進而促進社會經濟的增長。

顯然，按照傳統精英教育模式培養人才已經無法適應知識經濟社會發展的需要。現代精英教育則是在高等教育大眾（或普及）化過程中出現的一種新的教育模式，它強調教育的多元化，要求有高水平的師資、高水平的學科、高水平的科研、高水平的管理等優質教育教學資源［1］，實施高水平的教育與教學，培養精英人才。研究型大學是以創新性的知識傳播、生產和應用為中心，以產出高水平的科研成果和培養高層次創新型人才為目標。研究型大學提供全方位現代精英教育的氛圍、環境與條件，既承擔學生全面素質培養，又促進學生科技創新與課堂理論教學、實驗教學良好互動，三者相互輔佐支撐，形成有力度的無縫對接。教師的教學、科研成果及科研實驗室建設接通源源不斷的科技創新資源，為每一個學生提供科技創新的條件，讓每一個學生參與科技創新活動，使每一個學生都能在創新中受益、在創新中成才。

2 以新的教育模式引領大學生課外科技創新

我校國家級電工電子實驗教學示范中心（下稱中心）的重要職責就是致力于大學生創新精神與創新能力的培養。為此，我們提出了“四體系一線穿”的科技創新教育模式。

（1）科技競賽。從抓早、抓普及、抓品牌、抓層次4個層面展開。定期舉辦從普及到品牌的科技創新活動、創新創業大賽、學科競賽等，吸引不同年級本科生以及研究生參加，激發學生的創新潛能［2］。

（2）科研立項。包括學生實驗新項目立項、科技創新立項和科技訓練計劃。學生還參加教師的研究項目，自行設計方案。保證配套專項資金到位，經費逐年遞增。

（3）創新課程。運用現代教育理念傳授觀點、方法和手段，配合相關的研究性教學、項目教學、虛擬仿真教學和網絡教學，對傳統課程改革和創新。采用比較新穎、先進的教學模式，以學生自主學習和研究為主要特色，分階段、系統地培養學生基本素質、創新精神、創新能力以及溝通與團隊合作能力等。

（4）創新平臺。統籌科研實驗室與大學生科技創新資源，使科研實驗室由過去封閉的、與實驗教學分離的狀態轉變為與實驗教學、大學生科技創新活動密切結合的狀態，為實驗教學和學生科技創新提供不間斷的創新資源。

3 大學生課外科技創新的研究

3.1 實施階段化的科技創新教育

在推進大學生課外科技創新教育過程中，我們首先確定工作目標：

（1）促進課內學習與課外學習的有機融合，把課內學習的基本知識、基本方法、基本技能和課外個性化的創新活動有效地集成起來；

（2）給學生提供科研訓練機會，使學生盡早進入專業科研領域，接觸學科前沿，造就不同學科交叉復合的研究氛圍；

（3）培養大學生嚴謹的科學態度、合作精神、創新精神和創新能力，獲得有一定水平的創新成果，并在省級、國家級和國際各類大學生創新競賽中取得良好成績。

我們將推進大學生課外科技創新教育劃分成基礎培訓、技能提升、高端引領3個階段進行，其流程如圖1所示。

圖1 大學生創新型人才培養的科技創新教育流程圖

3.2 創設特色化的科技創新實踐大平臺

我校國家級電工電子實驗教學示范中心承擔著全校理工類本科生基礎實驗教學任務及科技創新活動。如何搭建適應創新型人才培養的學生科技創新實踐大平臺，我們結合大學生實驗興趣激發、科學素質養成和科技創新實踐，重新規劃設計實驗室，劃出部分資金與場地，建設了以大學生科技創新實踐為主題的特色大平臺，如圖2所示。該平臺由13個實驗室組成，使各專業方向之間互相聯合、互為補充，同時還可以保持其各自的優勢與特色［3］。在規模上可滿足大規模培訓、科技創新和學科競賽等活動需要；在效果上能夠激發大學生的好奇心，調動創新興趣，培養創新激情，有利于發現和培養個性化、創造性人才；在設備、管理及運行效率上達到國內一流水平。

圖2 大學生科技創新實踐大平臺

3.3 拓展鏈條式、進階式的特色課程體系

科技創新教育是課堂教學的補充和延續，其傳遞的知識往往是超出教學大綱的內容。課堂教學受學時、教學大綱的限制，加之缺少個性化 使學生無法完善知識體系的構建。為了配合學生能力培養的內在需求，指導學生開展科技創新活動，中心開設了10門面向全校各專業的創新實踐類特色課程［4］，如控制模型制作、電子線路設計與制作、嵌入式系統設計與實踐等。這些課程注重通識教育和專業教育有機融合、個性化培養與多樣化培養相統一以及創新精神和實踐能力培養，將學生參與科研實踐活動貫穿于課外教學的整個過程，已經形成了從普及、提升到高端引領的鏈條式、進階式特色課程體系［5］。

創新課程設置單獨的教學計劃進程及學分，跨度從大一至大三，教學內容實現模塊化，每門課程列出10余個并列的訓練項目，其中部分項目的內容涉及到學生還未學過的專業課程，是真正意義上的“做中學”，但需要指導教師給予一定指導［6］。學生只要在規定的學時內完成某一課題即可視為完成教學要求，不必硬性規定上課時間，使學生有較大的自由度與主動性完成課業。

3.4 創新教學方法

從大學生創新活動的順序來看，一般先有創新意識，經過創新思維，接著是創新實踐，最后是自我反思和對正確性的評價。其中，創新思維能力是核心，貫穿于整個創新活動的始終。依據創新活動各要素之間關聯，我們設計一種適合創新實踐類特色課程教學的新方法，如圖3所示。教學過程入口是題目（或器件）引導，出口是實驗結果；中間實踐環節是以課程內容和學生的學識積累為基礎，學生創造性地運用知識和能力，自主地發現問題、研究問題和解決問題，教師只充當課外指導，在學生遇到問題時，共同探討、研究、改進；反饋環節可使學生積累知識，不斷思考和創新。這種教學的最終目標就是使實驗結果與題目（或器件）要求保持一致。我們還采用個性化教學、項目教學、虛擬仿真教學及網絡教學等多元化方法，鼓勵學生創造新事物和創造性的思維。

圖3 設想－設計－實現－反饋的實踐教學方法

3.5 共建共享優質教學資源

優質教學資源是開展科技創新教育之源泉。為了促進理論教學與實驗教學相互統一，科技創新教育與培養創新型人才結合緊密，我們立足基礎理論技術的創新、開發與應用，進行優質資源開發。

（1）將科研、工程實踐、電子大賽及創新活動成果精心提煉成教學內容，按照從基礎到創新的發展等級將電子電路知識分成多組單元，集合成庫。采用規范化、模塊化的設計，研發多類原創性實踐項目庫，每個實踐項目均具有典型性及工程背景，反映理論知識應用和創新能力培養；

（2）統籌啟發、探究、觀察等多元化教學方法，運用現代教育技術及一體化設計方法，編寫制作數字化、立體化、系列化本科教材與課件；

（3）建設完善的實驗教學網絡，實現教學資源、教學內容和教學評價開放。這些優質資源尊重并符合學生的個體差異，以學生自主學習和合作討論為主，教師的啟發指導為輔，極大地豐富了科技創新內容。學生可以找尋到最適合自己的學習內容，選擇不同的進度、時間、地點，進行自主學習、做實驗和開展科技創新活動。

3.6 推行課外導師制與個性化培養

課外導師制是將有能力、有意愿的教師組織起來，挑選學習成績優秀或有特長的本科學生利用課余時間義務開展個性化培養［7］，將課內教學延伸到課外。課外導師制采取開放式管理模式，公布導師職稱、研究方向、聯系方式等基本信息，使師生在相互了解的基礎上進行雙向選擇，建立和諧、平等、固定的導學關系。組織學生與導師見面會、導師召開學術研討會、旁聽研究生學術報告等形式及時了解學科研究現狀，學生在導師指導下，利用課余時間使用導師的實驗室或開放實驗室，進行自主創新活動。通過課外導師制，充分發掘每一個學生的創新潛質，同時培養出若干追求卓越的學生團隊，使這些學生在學科競賽、發表論文、保送研究生、科研方面受益匪淺。

3.7 開放實驗室

實驗室面向學生科技創新活動開放，搭建了“我的實驗我做主”的平臺，營造創新型人才培養的良好文化氛圍。實驗室管理如同圖書館模式，全天候開放，只要學生沒課都可以進入。鼓勵學生參與自主實驗，從查資料、選擇元器件、構思實驗步驟，再到調試電路，直到實驗項目完成，均獨立進行，實驗室只負責驗收［8－9］，自我培養對科學研究的濃厚興趣和創新意識［10］。實驗室還向學生無償提供儀器設備、消耗器材、教材教具等教學資源，支持學生組建團隊研究小組，進行科技創新項目研發。

4 大學生課外科技創新取得的成效

4.1 形成布局合理、特色鮮明的科技創新硬件環境

大學生科技創新實踐大平臺涵蓋科技競賽、科研立項、創新課程和具有我校學科特色的專業。實驗室之間銜接合理、相互補充。每個實驗室都設置有一個特色主題，做到“一室一品”。實踐證明，這種大平臺從大一到大四以及研究生，源源不斷支撐學生實現自我創新精神培養和創新能力提高。此外，大平臺還承接過全國大學生電子設計競賽、RoboCup中國機器人大賽、TI－DSP全國總決賽、飛思卡爾全國大學生智能汽車競賽等一批國內外高水平科技創新賽事。

4.2 鏈條式特色課程備受青睞，優質教學資源喜獲大獎

為了擴大學生參與科技創新活動的受益面，中心還開設了以科技創新為主題的系列實踐類特色公選課，鏈條式課程讓全校各專業學生從入門開設，逐層升級，課程跨度從大一至大三，每年的選課宣講會上，場面火暴，超過選課人數一倍以上的學生，常常是站在大教室的走道上聆聽教師的介紹。

中心教師還通過教育教學改革立項，研發出數字邏輯與脈沖電路等11類原創性實踐項目庫（包括56個實踐單元，375個應用電路），編寫制作“模擬電子線路分析設計與仿真”等12部校本科教材與課件。這些優質教學資源原創內容達到70%，平時掛在電工電子教學網站上，全方位支持自主式的電子學習、虛擬仿真學習和網絡學習。其中，模擬電子線路虛擬實驗室［11］的網絡版課件獲得2012年全國多媒體課件大賽二等獎。目前已有全國29個省市的60余所高校用戶通過互聯網訪問過該實驗室，使其正在成為有效共享、開放靈活的優質資源公共服務平臺。

4.3 科技創新氛圍濃厚，成果豐碩

科技創新實踐大平臺建設使學生科技創新活動有地可去、有事可做、有人來做，也為實驗室開放注入了新的內容。通過該平臺，學校每年舉辦“五四杯”、“啟航杯”及電子大賽等品牌活動10余項。每年配備學生科技創新指導教師100余人次。廣大學生參與創新實踐活動的氛圍日漸濃厚，創新意識進一步加強，整體創新能力得到了顯著提高。2011全國大學生電子設計競賽，我校共有237支代表隊、711名學生在電工電子實驗教學中心等18個分賽場參賽，人數為歷屆最多，居全國之首。近3年來，經過電工電子實驗教學中心培養的學生獲得多項競賽大獎，其中，國際級獎2項、國家級獎41項、省級獎67項。學生通過科技創新活動申請專利12項。此外，每年還有20余名學生通過科技創新被保送讀研究生。

4.4 優化實驗教學師資隊伍建設

師資隊伍建設是現代精英教育的關鍵。在學校精英教育體系中，實驗教學和學生科技創新占據“三分天下有其二”的地位。為使實驗教師的水平不斷提高與發展，在教授崗位設置、出國研修培訓、教學改革立項等方面，學校出臺了一系列切實政策，對輔導大學生科研創新獲得省部級以上獎項的教師給予重獎。這些有力的措施，吸引高學歷、科研能力強、有開拓精神的優秀人才［12］專心從事實驗教學和學生科技創新活動。他們用創新型人才培養思維和模式進行教學，開展個性化培養，引領實驗室發展與建設，確保實驗教學和學生科技創新活動可持續發展，在全面提升實驗教學質量同時，培養出一批具有精英素質的創新型人才。

4.5 人才培養質量獲得社會各界廣泛認可

近5年來，學校本科生就業率穩坐黑龍江省高校第一，主要就業面向船舶、核科學、航天、航空、國防、工業和信息化領域、IT企業等。2011屆本科生就業率達到97.57%。在2011年教育部對25所中央部委所屬高校就業工作的抽查中，學校在畢業生滿意度、用人單位滿意度方面均排名第一。在不斷的發展過程中，學校堅定精英教育理念，著力構建精英教育體系，實施精英教育，狠抓人才培養質量，形成了鮮明的辦學特色，不僅為我國 “三海一核”領域、國防工業培養一流的科技人才，還為社會培養了一批創新型人才。

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［1］王寶民，陳廷國，宋向群.基于精英教育理念的土建類立體化實驗教學體系構建［J］.實驗室研究與探索，2011，30（3）：248－251.

［2］楊春生，孫琴，吳偉.創新型工程應用本科人才培養新模式探索［J］.江蘇高教，2010（1）：82－84.

［3］劉曉華，劉宏升，王正，等.精英人才培養模式下教學實驗中心的建設與發展［J］.實驗室研究與探索，2011，30（10）：99－102.

［4］王松武，徐勝云.建設實踐類特色課程，推進學生科技創新［J］.實驗技術與管理，2008，25（11）：14－16.

［5］王傘，趙旦峰，劉文智，等.鏈條式實踐類公共選修課程建設與思考［J］.實驗室研究與探索，2012，31（11）：98－100.

［6］夏春明，吳清，顏建軍.分層次、多模塊機電類創新實踐活動及多維度工程能力培養［J］.中國大學教學，2013（2）：80－82.

［7］王革思，王松武，刁鳴.電工電子實驗教學示范中心建設實踐［J］.實驗技術與管理，2010，27（4）：104－107.

［8］易樹平，郭艷麗，米正偉，等.契合社會需求培養機械類專業創新人才［J］.中國大學教學，2012（10）：27－29.

［9］林春，邵雅斌.改革電子技術實驗教學培養應用型人才［J］.實驗室科學，2011，14（5）：33－36.

［10］劉宏升，劉曉華，王正，等.精英人才培養模式下創新實踐基地的建設與探索［J］.實驗技術與管理，2011，28（10）：156－158.

［11］王革思，趙旦峰，張朝柱，等.《模擬電子技術》實驗課程體系的研究與實踐［J］.實驗科學與技術，2012，10（6）：99－102.

［12］李佳瑋，劉志東，郝存江，等.新形勢下高校實驗教師隊伍建設的問題及對策研究［J］.實驗技術與管理，2010，27（2）：150－152.