理工科學生創新能力培養的教學實踐研究
——以X高?！癘PCE”模式為例

＊李品將 張艷鴿 謝智宇

（許昌學院 化工與材料學院 河南 461000）

我國經濟社會發展過程中，創新催生了對創新人才的需求，創新人才的生成有賴于教育，因此近年來大學生創新能力的培養受到了國家、社會以及學界的極大關注?！敖逃粌H是把前輩所積累的生產經驗傳授給下一代，而且要把一定的社會規范傳授給下一代，使他們能夠適應現存生產力與生產關系的要求，以維護和鞏固一定的社會政治制度和經濟制度”[1]，缺乏德育的教育是沒有靈魂的教育。只有“智育”與“德育”齊頭并進，才能培養出符合社會需要的合格人才，因此，我國學校教育一直十分重視德育和智育的協調推進。

當前國內教育領域內熱議的話題是課程思政建設，“課程思政中的思政，不能局限于思政課所講的馬克思主義理論，更不是借由專業課渠道來實施另一種馬克思主義理論的顯性教育”[2]。究其本質而言，課程思政與我國教育領域中一貫秉承的德育教育是一脈相成的，新時代“課程思政建設，就是要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀”[3]。

X學院作為地方性本科院校，在近年來培養理工科學生創新能力的過程中，秉持德能并舉的教育教學理念，形成了較成熟的“OPCE”（Open，Practical，and Creative Education）教學育人模式，與目前教育領域所倡導的課程思政有異曲同工之處，本文以“OPCE”模式為例，詳細闡述其中的課程思政內涵，為當前理工科的課程思政建設貢獻綿薄經驗。

1.OPCE模式中創新能力與德育并重的教育導向

（1）OPCE模式中的創新能力結構。地方本科院校在人才培養過程中普遍存在著兩個矛盾，一是學生的創新能力水平普遍不高的現狀與國家對創新型人才需求之間的矛盾，二是教師科研與教學“兩張皮”的現狀與創新型人才培養必須走產、學、研、教、創一體化道路的要求之間的矛盾。如何解決這兩個矛盾，是地方高校突破本科生創新能力培養瓶頸的關鍵。

按照工程技術創新活動的基本過程，在探索應用型理工人才的創新能力培養過程中，將地方理工科學生創新能力凝練為“新技術元素的探知能力、知識與技術的集成能力、創新組織的宏思維能力和技術反思能力四個方面”。針對這些創新能力結構，X高校最終形成了“開放?實踐?創新”的教育理念，構建了OPCE教育教學模式。該模式以開放實踐創新課程體系的構建為主線，以校企合作開放科技創新平臺和雙師型教師隊伍建設為基礎，以導師制的實施為抓手，以學生參與教師科研創新為路徑，實施項目驅動式教學，建立開放多元的教學評價體系和獎勵激勵機制，其根本做法是“產、學、研、教、創”一體化，即把開放、實踐、創新滲透于人才培養各環節，把科研和教學深度融合，以科研反哺教學，使學生在開放中實踐，在實踐中生成創新能力。

（2）OPCE模式中的德育導向。理工科學生創新能力的培養離不開德育，“創新活動本身是具有價值的活動，創新是具有建設性的而不是具有破壞性的行為，通過創新活動既要培養具有創新能力的人，更要把握好這種優秀人才成長的道德向度”[4]。如果說創新能力培養主要解決的是“培養什么樣的能力”“如何培養能力”這一智育手段問題，那么德育教育在創新能力培養過程中主要解決“為什么要創新”等具有價值導向的問題，以及從生命體的角度“如何將創新轉變為一種由外而內的持久行動”問題?；谶@樣的認知，OPCE模式中設置了創新的價值導向、創新的動力培養、創新的社會規范作為德育的內容。

首先，理工科學生創新能力的培養一定要有明確的價值導向性，工程技術創新最終是要用到社會生活中去，“運用到什么地方，如何運用，掌握在什么人手中，這就是一個十分顯著的價值導向問題”[5]。在OPCE模式中這種價值導向就是在學生創新能力培養過程中，要給這種能力賦予明確的方向，即要把創新引導到崇高的方向上去，創新能力要體現國家情懷、民族擔當、社會擔當、人本情懷等，以價值導向統御創新能力。

其次，創新人格是大學生創新素質發展的動力系統和方向性保證，是創新意識和創新精神在個人心理層面的積淀，是創新能力形成的內在動力源，是實現創新所表現出來的特定的心理特征[6]。只有德育可以為創新能力的生成營造一種軟環境，刺激、調動學生創新的激情。因此德育需要有意識地塑造學生的創新性人格，賦予創新能力以內在的動力。

再次，創新能力的生成也需要社會關系的協調。人的創新能力一方面是將積累的科學知識通過科學思維進行轉化的過程，另一方面也是協調社會關系的過程。因此創新能力的高低在一定程度上意味著處理社會關系的能力。德育過程是有意識地傳遞社會規范的過程，是培養學生社會認知和交往能力、處理社會關系能力的過程。

（3）OPCE模式中可衡量的創新能力與德育指標點。在現代教育教學中，人才的培養就要將培養目標轉化可衡量、可操作的指標，并將其落實到具體的培養過程中，這最終有利于檢驗培養目標的達成度，也有利于人才培養方式、方法的改進。在OPCE模式中，在確定了理工科學生創新能力結構和德育目標的前提下，從可衡量、可測度的角度，對創新能力和德育目標進一步細化為可觀察的指標點，以便在具體的培養過程中細化、落實，如表1所示。

表1 創新能力結構與德育要素評價指標點

2.OPCE模式中創新能力培養與德育的具體融合途徑

在高等教育階段，按照新工科的人才培養要求，理工科學生的培養更應該注重創新能力和綜合素質的提高，理工科高等教育是對學生知識與技能創新、手腦協調、身心融合的磨練過程，是智育、德育并駕齊驅融合推進的高級發展階段。

（1）滲透能力與德育的“開放?實踐?創新”課程體系。人才培養方案是關鍵，在OPCE模式下的人才培養方案，是將創新能力提升與德育滲透于培養過程的方案。在制定方案的過程中，需要在課程、教學、實踐、項目各環節注重創新能力提升與德育的融入。

為此在培養方案中設置了開放平臺實踐課程，該課程延續4～6個學期，以開放的項目管理形式開展教學活動，通過向學生開放實驗實訓平臺，引導學生以小組合作的形式獨立自主完成教師設定的項目研究，優秀學生可全程參與教師的橫向科研課題或校企合作產品研發工作，并將研究成果轉化為科技論文、專利或畢業設計。課程的設置打破了傳統課程體系中先理論后實踐的課程邏輯結構，作為一條主線把相關專業理論課程與專業基礎實驗、工業實習、畢業實習、畢業設計（論文）等實踐課程貫穿在一起，融理論學習、技能訓練、科學探索、技術革新以及行業實踐、規范習得為一體（圖1），從而構成了完整的“開放?實踐?創新”課程體系，使學生在實踐中領悟并自主獲取理論知識，在研究過程中掌握專業技能，得到科學研究、生產實踐與發明創造的訓練，最終達到能夠獨立思考，實現理工科學生創新能力結構的決定性提升，并在此過程中接受創新價值的引導，習得創新過程的社會規范，完成創新人格塑造。依據要達成的能力和德育目標，要在不同環節針對性地安排教學內容，將能力提升和德育融入在課程教學環節和內容中。

圖1 OPCE課程體系結構圖

（2）能力與德育并重的教學模式。學生對創新價值導向、創新能力的理解及其踐行不能局限于課堂教育環節，實踐的環節也是培養學生社會認知和交往能力的環節，是多方面的教育。在OPEC模式中，實踐環節的教學過程是在校地合作項目和當地主導產業、特色產業、戰略新興產業實習實訓基地、研發實驗室、工程實驗室、開放教學實驗中心等協同創新平臺中展開，將各類校企協同創新平臺作為實施創新課程、拓展創新教育空間的主要陣地，通過多維度合作形式，使各類校企合作創新平臺在培養應用型創新人才中起到了重要作用。具體的做法是，其一，建立固定校外實踐場所，充分保證工業見習、工業實習和畢業見習等實踐教學的質量；其二，為學生“實戰演習”式的研究性學習提供條件優越的儀器設備條件，為創新訓練計劃的實施提供足夠的資源保障，為開放創新實踐平臺課程提供實施空間；其三，聘請企業專家擔任導師，為學生的項目研究提供更加接近工程實踐的精準指導和訓練。實踐教學環節，不僅僅是學習和掌握冷靜的科學、工程知識過程，更是學生新技術元素的探知能力、知識與技術的集成能力、創新組織的宏思維能力、技術反思能力得以鍛煉提升的過程。

（3）多元化的教學評價體系。OPEC模式的教學改變了傳統的依賴期末考試對學生進行評價的方式，采用了多元化的評價方式。多元化評價方式結合了創新能力結構的不同取向，能力提升的周期性，以及在不同學習環節中德育目標的差異，注重過程性、階段性評價和最終結果評價相結合的方式，多元開放的教學評價體系（圖2）。

圖2 多元化教學評價體系框架圖

首先，注重過程性評價，將學生的學習態度、創新能力、創新意識、研究成果的創新性以及學習階段的社會擔當意識、責任感、團隊合作意識、人際協調能力等全部納入評價內容中，對學生的全程參與過程中的表現給予全方位的客觀評價。其次，評價主體的多元化。除了導師外，將實驗室管理人員、企業參與指導的人員、學生團隊成員也作為評價主體納入到評價體系中，力求全面反映被評價者的真實情況。第三，采用個性化評價方式。針對起始階段不同學習水平和能力的學生，擬訂相應的評價標準，最終以學生的綜合評價成績和研究成果決定其所獲得的學分。

3.OPCE模式的實踐效果分析

OPCE模式實踐中，學生創新能力培養和德育是相輔相成的，創新能力培養的結果可以通過學生發表科技論文數量、獲得的發明專利、創新大賽獲獎情況與未采用OPCE模式前的情況進行對比得到驗證。另一方面，德育的效果雖然不可直接衡量，但是德育的結果主要表現在學生創新人格中創新意識、創新的科學精神；精益求精的工作態度；樂觀積極向上的精神風貌，團隊合作意識，人際協調力方面，這些素質的提升對學生創新能力的成長是有正向作用的。因此，驗證OPCE模式的效果，其實就是驗證學生創新能力和德育的成果。

（1）在本校推廣應用的效果。在本校實踐的效果以最早的試點單位——XX二級學院為基礎，自2007年開始實施該項教學改革以來，本科生參與發表科技論文共105篇，其中SCI收錄學術論文79篇，獲得授權國家發明專利36件，獲得省部級以上學科競賽獎勵69項。

2014年以后，OPCE模式成熟之后逐步推廣到全校理工科專業，取得了明顯的效果。在本校理工科院系共計21個專業學生參與OPCE模式的創新訓練計劃，年均參與學生數保持在4000余人獲得省級以上學科競賽獎勵1112項，國家級獎勵187項，每百名學生獲獎數年均增幅為53%。

（2）在其他高校推廣應用的效果。2016年以來，OPCE的模式開始在XX大學等省內外本科院校部分專業推廣，取得了顯著的效果。XX大學參與學生180人，2019-2020年獲省級以上學科競賽獎勵70余項，較采用OPCE模式之前增加了60%；發表學術期刊論文30余篇，提高了50%；獲得發明專利60余件，提高了110%。

4.結束語

OPCE模式遵循創新能力和德育貫穿于教育教學、實踐改革的主線，經過人才培養過程中具體方式方法的改革，從最終的結果看其方法可行，措施有效，不但訓練了學生的創新思維和能力，提高了學生工程創新能力，同時也使學生獲得了思想感悟和正確的價值取向，認清了存在的不足和前進的方向，習得了一系列社會規范。