“學科競賽+”創新人才培養模式探究與實踐
——以平頂山學院化學工程與工藝專業為例

王 莉 王敏杰 馮洋洋 吳懿波 牛文星 張旭亮 李青彬

(平頂山學院 化學與環境工程學院,河南 平頂山 467000)

創新作為一個國家興旺發達的不竭動力,培養和造就創新型人才是建設創新型國家、實施科教興國戰略和人才強國戰略的關鍵。2020年6月,《教育部等八部門關于加快和擴大新時代教育對外開放的意見》對新時代教育對外開放進行了重點部署,尤其將推進教育現代化和培養具有全球競爭力的人才擺在重要位置[1]。 高校應以此為契機,結合實際情況提出培養具有全球競爭力的創新創業人才戰略框架[2]。

為了落實國家創新創業教育改革精神,平頂山學院化學工程與工藝專業高度重視學科競賽工作,堅持“以賽促學、以賽促教、以賽促改、以賽促創”理念,將學科競賽納入人才培養方案,融入人才培養全過程,多措并舉集中發力,充分發揮學科競賽在人才培養工作中的重要作用。依托學科競賽,將創新創業教育與專業教育相融合,探索“學科競賽+”育人模式,擴大了大學生學科競賽的受益面,較好地實現了培養創新創業人才,服務地方經濟發展的教育教學目標。

1 構建學科競賽、專業教育、創新教育相融合的教學體系

1.1 競賽項目與化工設計教育相融合

科學構建了化學工程與工藝專業“1+3+X”核心課程體系。其中包括1門公共基礎課程、3門工程基礎課程和X門專業核心課程,將學生參加學科競賽所需的知識和能力,納入專業培養方案,融入課堂教學體系中,形成了自適應的閉環人才培養體系。在教學過程中,將核心專業基礎課程適當前移,讓學生盡早做好充足的知識儲備,為后面參與創新創業活動打下良好的基礎,有效實現了“教”的設計與“學”的設計相互融合。既有自主學習實踐、又有合作探究,充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用。

建立“競賽+項目”的設計教學平臺,既實現了對學生的整體教學,又實現了個性化培養。指導教師將學科競賽所涉及的知識進行模塊化分割,針對每個模塊開發了一系列相關的設計子項目,每個設計子項目由一門或者幾門課程的課程設計承載。學生通過完成這些子項目,專業能力得到提升,創新能力得到充分的鍛煉。

依托學科競賽構建設計教學平臺?；诖髮W生化工設計競賽的設計教學平臺如圖1所示,設計項目由六個部分組成,每個部分分解為若干子項目,分散到若干課程設計中。通過綜合平臺,把分散的課程有機聯系在一起,制訂各門課的課程設計子目標,提升大學生創新能力。如在學科競賽題目的基礎上引入CDIO模式,將課程學習嵌入實際工程背景中,提升大學生工程實踐能力。

圖1 基于大學生化工設計競賽的設計教學平臺

形成“目標+任務”的探究式學習實踐模式。依托學科競賽開展專業設計教學,以專業設計教學“總任務”為框架,“子任務”為支架,以大學生學科競賽活動為載體,鼓勵學生按照目標任務設計,以任務驅動的方式開展自主學習,沿著“支架”逐步攀升,進而達成專業教育目標。

1.2 學科競賽與創新創業教育相融合

與平頂山尼龍化工企業共設競賽項目,引導學生參與生產研發,提升學生實踐能力。引入企業參與校級賽事競賽課題制訂,企業參與競賽命題、培訓、評測、總結等全過程。這樣既提升了學科競賽層次,增強了競賽題目的實踐價值,同時也擴大了學生受益面,形成良好的創新創業氛圍。

打造“競爭+合作”的學生創新團隊文化。在競賽過程中,指導學生組建虛擬的學術團隊,共同完成競賽項目,培養學生競爭與合作意識。在競賽過程中,鼓勵學生針對同一課題分別組隊,獨立開展設計制作,形成相互學習、相互競爭的氛圍。同時,在學生完成競賽后,針對學生特點開展創業輔導,鼓勵學生將知識成果轉化為創業構想,通過申報專利、參加創業競賽等方式,提升學生的知識轉化能力。

與企業共建設計平臺,激發大學生創新創業熱情。與平煤神馬集團共建“平頂山尼龍化工新材料工程實驗中心”,為開展大學生創新創業活動提供了很好的保障條件。打造“企業+學校+學生”零距離平臺,企業為學生提供技術指導,激發學生創新創業熱情。在培養學生創業的同時,也為學生就業建立有效的企業對接平臺。鼓勵一部分學生在教師的指導下,參與企業的產學研活動,在企業實習的學生能夠參與到生產研發環節,對學生實踐能力提升起到極大促進作用。

2 多措并舉、集中發力,創新“學科競賽+”育人模式

2.1 企院專聯動,搭建學科競賽項目平臺

學院探索學生成長成才發展規律,針對不同學習階段、不同興趣方向的學生提供由簡到難、由專一到全面的不同梯度的學科競賽平臺。依托專業開展多個校級和院級學科競賽、學術交流活動,如博士大講堂、化工實驗大賽、化工設計大賽、化工安全學科知識競賽等,這些活動參與感較強,使同學們以較低門檻感受到了學科競賽的魅力。

通過企業、學院和專業三級聯動,積極整合優勢資源,搭建競賽項目平臺,合理助推學科競賽工作。學院根據競賽項目,建立與學科相適應的競賽平臺,形成了多層次,多結構的競賽模式,推進了創新人才的培養。目前,基于平頂山尼龍化工新材料工程實驗中心建立了化工實驗大賽工作室、化工設計大賽品牌競賽工作室。引導學生參加“大學生化工實驗大賽”“大學生化工設計大賽”等國內高水平頂尖賽事,給學生提供追求卓越、問鼎一流的平臺。

2.2 創新管理,建立學科競賽長效機制

在加強學科競賽平臺建設的同時,制定了包括獎勵制度、創新學分認定等在內的學科競賽配套鼓勵政策,開創了“競賽組織有章、團隊管理有效、培訓活動有序”的新局面。

2.3 團隊指導,推進學科競賽備賽進程

學科競賽有專門的指導團隊,團隊成員包括大學生設計競賽項目子項目的相關專業教師和行業教師。各子項目專業教師與行業教師分工合作,指導設計競賽過程,因為學科競賽歷時長,競賽課題為綜合設計課題,指導工作量大,導師組實行隔周面對面指導制,導師組及時為學生解決問題,同時也督促賽程進展,有效保障設計競賽的順利進行。

2.4 “學科競賽+”創新工程人才培養模式

化工設計競賽為綜合設計競賽,涉及單元操作設計、機械設備設計、反應器設計、工藝流程設計,這些環節分別對應“化工原理”“化工機械設備基礎”“化學反應工程”“化學工藝學”等課程。通過確定學科競賽與課程教學的關系,把學科競賽融入大學生工程實踐能力與創新能力培養體系中,構建了“以競賽項目為載體、創新思維為導向、能力訓練為手段”的大學生工程實踐能力與創新能力培養體系,把“培養工程與創新思維意識、營造團隊合作氛圍、提升與鍛煉工程實踐及創新設計能力”作為教學目標,將“問題驅動”與競賽“榮譽驅動”作為教學手段,以“競賽精選案例”及“競賽項目”作為教學內容,通過師生共同體驗,把教學目標、教學手段、教學內容系統地組織起來,把工程思維、創新思維、責任意識、團隊意識貫穿教學全過程,最終實現提高大學生工程實踐能力與創新能力的目的。

2.5 以點帶面,發揮典型榜樣引領作用

學院注重培養先進學生典型,學院每年邀請學科競賽獲獎團隊為新生做個人經驗分享,充分發揮“身邊有榜樣,行動有力量”的示范作用,調動廣大學生積極參加學科競賽活動。例如2017年大學生化工設計大賽獲得全國一等獎團隊的隊長王馳元作為學院學科競賽獲獎代表在學院學風表彰大會上做分享交流。2017年化工原理實驗大賽華中賽區二等獎獲獎者單亞男為2018級新生分享參賽心得體會。

3 精耕細作、團隊合作,競賽碩果累累

3.1 形成“四元”互動的學科競賽團隊

在設計能力培養上,以學生為主體,積極引導學生參加省級、國家級大學生學科競賽;在教師能力提升上,學校加強支持力度,選派教師參加企業掛職,派遣青年教師參加全國大學生化工設計競賽組委會舉辦的培訓學習。以學生為主體、教師為主導、學院為引導和企業形成了“四元”互動,實現企業對學生技術指導,激發學生創新創業熱情,逐步形成濃厚的創新創業氛圍。形成經驗豐富的老教師、青年教師、大三大四學生共同構成的結構合理的傳幫帶學科競賽團隊,實現大學生創新創業活動的可持續發展。

3.2 精耕細作,學科競賽累累碩果

隨著學校對學科競賽日益重視,學科競賽項目的影響不斷擴大,激發了學生的參賽熱情,學生受益面明顯擴大,競賽成績持續提升,并涌現出了一批具有高度責任心和較強業務水平的優秀指導教師,充分營造了“以賽促教、以賽促學”的良好氛圍。近年來,學科競賽碩果累累,累計獲得國家級、省部級競賽獎勵50余人次。特別是2019年,受疫情影響,不少大學放棄參賽,化工專業師生共同努力,克服重重困難取得了全國大學生化工設計競賽國賽二等獎一項,華中賽區二等獎兩項的好成績。

4 專創結合、競賽驅動,引領育人模式改革

深化高等學校創新創業教育改革是國家實施創新驅動發展戰略、推動高等教育綜合改革、建設一流本科教育的內在要求。專業堅持整體謀劃、綜合施策、校企合作、資源共享、科教融合、產教協同,著力營造基于學科競賽的有利于創新創業人才成長的育人環境。深化創新創業教育是一項系統工程,學院將進一步扎實推進創新創業教育,加強學科競賽工作研究和實踐,著力打造一流教育體系,努力為經濟社會發展培養更多杰出人才。

創新創業教育是高校教育發展的必然趨勢,化學工程與工藝專業結合自身的特點對學科競賽、專業教育和創新創業教育三者融合的教育模式進行了深度探索。實踐結果表明,該培養模式取得了顯著的人才培養效果,為地方高校應用型人才培養提供了一定的借鑒。