新工科本科人才創新能力培養模式的實踐探索

胡 源，付躍剛，王世峰，田 明

(長春理工大學光電工程學院，吉林 長春 130022)

我國新時代背景下對工科人才培養提出的高標準和新要求，創新能力培養是其中的核心?，F有工科專業實踐環節是培養學生創新能力的重要手段，但是實踐環節的實施過程中面臨如下諸多問題：（1）學生對本專業沒有產生興趣，主動學習動力不強，學習興趣不高、且缺乏對工程環節的重視。（2）企業對學生實踐環節不感興趣，工程實踐如生產實習環節流于形式；校內工程實踐環節脫離實際工程狀態。（3）工程實踐按照統一流程，學生處于被動狀態，不能根據自己的愛好和特長進行個性選擇，主觀能動性低。（4）創新人才的培養模式一直比較模糊，沒有形成清晰的體系化模式。

面對上述問題，長春理工大學光電工程學院從2009年開始初步探索創新人才培養路徑，在學生創新協會、科技實驗室等相關創新載體陸續運行成熟后，于2015年提出創新能力培養“五部曲”，實踐以學生為主體、課內外結合的個性工程實踐培養改革，開展遞進式、個性化的五個層次創新人才培養探索，并逐步建立了相關管理機制，同時整合創新教育資源，積極開展與行業相關企業合作，引導學生科技創新社團和開放實驗室有機結合，吸引校內外交叉學科的學者、教師進入培養計劃，不斷完善和實踐創新人才培養模式。

1 創新能力提升培養“五部曲”

新時代對新工科人才創新能力培養提出更高要求，其體系化制度化建設至關重要。創新能力的體系化培養是人才培養的最關鍵因素，是制度化建設的重要依據。長春理工大學在創新人才培養的探索和實踐中，相繼出臺了《光電工程學院創新創業工程人才培養實施方案》和《光電工程學院本科生創新創業學分實施方案》。前者對“五部曲”創新培養機制的具體實施方法進行了詳細的規范，特別是對于每項計劃的達成評價方法進行了明確。后者進一步明確了參加各項培養計劃所獲得的創新創業學分，與現有的本科生學分體系掛鉤，將“五部曲”創新人才培養方法融入學校人才培養機制中。

根據“人才培養實施方案”規定，“五部曲”從學生的基礎訓練即專業軟件的應用開始到要求最高的創業活動，分別有對應的培養模式和機制，著力解決新工科人才的創新能力培養，同時兼顧不同層次的本科生，做到因材施教各得其所，讓每個人都實現不同層次、不同程度的提升?！拔宀壳钡奈鍌€培養層次的內涵如下：

（1）本科生創客空間（簡稱“創客空間”）。主要面向具有科技開發能力，且具備一定的技術和團隊成熟度的學生。以公司注冊和企業初創為導向，提供適當的創業輔導和更具針對性的培訓，并銜接一些社會資源和平臺，為學生走向社會開展創業活動打下基礎。

（2）本科生培優科研訓練計劃（簡稱“培優計劃”）。主要面向具有一定創新基礎的高年級學生，在教師的指導下完成某項科研任務并發表一定層次的學術論文。著重培養學生基礎學術研究的能力。

（3）本科生創新創業競賽計劃（簡稱“學生競賽”）。學生參加的創新創業項目、各種學科競賽項目、挑戰杯等實踐環節，可向學院各創新實驗室或其協會申請進入實驗室完成。由創新實驗室提供場地、儀器設備和教師指導。根據學生參與的不同競賽內容，根據比賽要求和時間進度進行掌握和安排。

（4）本科生創新工程實驗室開放計劃（簡稱“實驗室開放計劃”）。主要面向具有一定工程實踐基礎的各年級學生，培養學生的工程實踐能力。由學院的科研及教學實驗室制定開放計劃，包含招收學生數量、培訓目標、培養計劃等，學生進入實驗室完成指導教師指定的實驗或利用實驗室設備完成自擬實驗內容。

（5）本科生工程基礎培訓計劃（簡稱“菜鳥計劃”）。學院每年定期舉辦專業軟件的應用培訓，包含光學設計軟件、光學仿真軟件、結構設計軟件、結構分析軟件、電路仿真、設計軟件、圖像處理等。采取學生報名，學院統一安排培訓的方式，培訓結束后統一進行考核。

在2015年首屆“實驗室開放計劃”發布之后，“五部曲”人才培養機制陸續開展運行，至今已實踐6年。其中“菜鳥培訓計劃”的講授采用“學生參與+老師輔導+企業共建”的組織模式，至少一年開展兩期軟件培訓。講課人通過招募的形式，不局限于本校和本學院，相關專業或交叉學科的老師、博士碩士研究生均可申請成為“菜鳥計劃”的講課人。同時，還引入上海迅技光電科技有限公司、德國Light-Trans 公司、上海歐熠光電科技有限公司等行業知名企業合作開展專業軟件培訓。培訓內容為FRED、VirtualLab、CodeV、LightTools、SolidWorks 等行業主流工具軟件。在參加培訓并通過考核之后，由相關企業為其頒發相關軟件培訓證書。該培訓提升了學生在就業領域的競爭力，縮短了企業的人才培養周期，同時也提升了繼續深造學生的科研能力。因此，該培訓深受學生歡迎，每年報名踴躍。

“實驗室開放計劃”將17 個科研和教學實驗室面向學生開放，把科研項目和教學實驗室建設中實際操作實驗過程或虛擬仿真模擬實驗等環節，擬成培訓計劃。學生通過申請參與實驗過程，可以進一步了解科研和教學試驗過程，強化獨立解決工程問題的能力，加深對專業知識的理解，最終以完成實驗為結題標準。

“創新創業競賽計劃”及時向學生發布創新創業相關競賽通知，調動學生熱情。學生科技協會借助自主運行的創新創業實驗室，為學生參加競賽提供必要的硬件技術條件以及營造創新創業的氛圍。

“培優計劃”開展需要經過跨學院范圍的項目征集、學生申請、指導教師面試等流程，面向有一定專業基礎、對科研感興趣的學生，目前已運行5 期。通過該項目，大批對科研興趣濃厚的學生得到了專業的指導，發表了多篇SCI、EI 等收錄的高水平論文。

“創客計劃”旨在進行創新人才的高階培養。在2019年憑借“智能便攜紅外熱成像儀”項目成功培育了本科生的初創公司成立，并與艾睿光電科技有限公司進入投資洽談階段。

在“五部曲”實踐的6年中，學校通過學院網站、微信公眾號的發布宣傳，學生科技協會、創新實驗室的扶植支持，相關規章制度的引導，以及企業的積極參與，現已形成學生主動積極參加各種層次創新創業培養的氛圍。近幾年，除因為疫情導致2020年計劃未正常開展外，每年均有大批量學生主動報名參與其中。

2 構建多元化協同創新人才培養平臺

吸引企業、研究所聯合組建旨在為本科生提供創新實踐活動的實驗室，聯合舉辦創新活動；引導學生科技社團加入國際學術組織，通過學生自主管理維持科技社團和創新實踐基地的日常運行。

2.1 與國際學術組織協同組建的學生科技社團

學生科技社團是創新實踐實驗室的人員管理形式及保障機制。發揮學生的主觀能動性，以科技社團為組織形式實現自我管理與發展，成員的吐故納新，精英選拔全部由社團自行開展。所有科技社團在校團委進行注冊核準，學校和學院并不參與學生社團的日常內部管理。

5 個科技社團分別為羽良工作室、光電科技協會、OSA&SPIE&COS&IEEE 學生分會、人工智能與光電檢測協會、光電精密儀器創新創業協會。其中OSA&SPIE&COS&IEEE學生分會為美國光學學會（OSA）、國際光學工程師學會（SPIE）、中國光學學會（COS）以及國際電氣電子工程師學會(IEEE)的長春理工大學學生分會。

上述學生科技社團日常主要組織學生進行光電領域學術研究，參與“五部曲”創新創業人才培訓活動。組織光電相關學術論壇對前沿光電技術進行研討，并邀請國內外光學專家舉辦學術報告與前沿技術講座。開展光學軟件培訓和軟件實習活動，組織有興趣的學生學習專業軟件，并結合科研任務應用這些軟件。就光電前沿領域的某一創新課題成立科研小組，以設計、實驗或軟件模擬的形式探究和完成課題，并以論文、專利、報告等形式展現科研成果。

2.2 與企業協同組建的學生創新實驗室和創客空間

依托光電工程國家級實驗教學示范中心，建成了用于學生創新創業以及科技社團活動的9 個學生創新實踐實驗室，分別為長理—大恒光電設計競賽培訓基地、羽良工作室、光電科技協會、OSA&SPIE&COS&IEEE學生分會、探測與信息工程系創新實驗室、人工智能與光電檢測實驗室、光電精密儀器創新創業實驗室、高精度智能光電儀器創新實驗室以及“歌爾創客空間”。9 個學生創新實踐實驗室全部配置辦公設施和基礎實驗設備保障，并配備指導教師。

實驗室的日常管理以學生為主體，通過科技社團開展運行，學生在實驗室開展競賽項目的開發與實踐。由于該實驗室運行良好的示范作用，多家行業內的知名企業均開展了與學校的校企聯合實驗室的合作，并正在按照計劃實施和建設。

2.3 研究所、企業協同組建的創新創業競賽

除和企業、研究所聯合建立創新實踐基地之外，學校還積極與極米科技、歌爾集團、宇瞳光電、航天研究所等行業知名企業院所設立校級創新創業競賽項目。如“極米光影挑戰賽”“歌爾杯”“光學·精密機械設計競賽”“宇瞳光電設計競賽”等。所有競賽題目均由企業和研究所根據當前市場產品情況給出設計需求，緊密聯系實際，讓學生提前與社會需求接軌。競賽過程中，由企業或研究所派出專業技術人員聯合在校老師參與比賽評比，并給學生以指導和點評，讓學生進一步了解實際生產中的需求。

3 結語

針對新工科對人才培養的需求以及當前高校在人才創新能力培養中的問題，以為高校提供能夠有效融入現有人才培養體系的創新教育環境和氛圍為著力點，提出以學生為中心的“五部曲”新工科人才創新培養模式，評價方式與高校原有學分授予制度結合；構建以學生為主體的運行模式多元化協同創新人才培養平臺，最大限度激發創新行為的內生動力。

“五部曲”面向不同培養階段不同層次人才制定多層次的制度體系，鼓勵學生創新能力的發揮；明確了不同層次的創新評價方法，融入原有本科教學體系的學分授予制度，不僅能夠實現學生技術要素和非技術要素培養的有機結合，還實現了學生的自我培養與國家社會經濟發展的高度結合，最終達成不同層次遞進式創新人才培養。

校企所協同建設創新實踐活動基地，提供獨立工作空間和設施與“五部曲”創新制度平臺的軟推動相結合，支撐創新人才培養制度的落實；企業院所全程參與聯合舉辦創新創業競賽，讓學生提前與社會需求接軌；引導學生科技社團加入國際學術組織，開展學術交流，拓展國際視野；通過學生自主管理進行科技社團和創新實踐基地的日常運行，激發學生創新動力，實現自主創新能動性的極大釋放。

創新人才培養體系的實踐，能夠有效提升學生的創新能力，縮短創新人才的培養周期，提升社會效益，滿足社會發展對工科人才的迫切需要。