淺談新技術條件下本科生創新能力的培養

何睿清，唐曉雨，童 瑩

（南京工程學院信息與通信工程學院 南京 江蘇 211167）

本科生的創新能力決定了科學創新、技術創新等諸多關鍵領域的未來。隨著時代的高速發展，以人工智能為代表的新一代信息技術正迅速改變著傳統的高等教育模式。近年來，眾多學者從多個角度對此展開了研究和討論。王永固等人介紹了教育4.0 全球框架，強調了利用新技術構建全新的、動態的未來學校[1]。李志河等人提出了教育信息化2.0 視域下高等教育信息化發展水平的評價方法[2]。針對人工智能等新技術帶來的變革，Lijia Chen 等人系統地討論其對教育體驗方面的影響[3]。與此同時，人工智能技術對教育的影響也受到了學者的廣泛關注[4-5]。H Luan論述了人工智能和大數據技術在教育領域面臨的挑戰[6]。W Xu 等人以STEM（science, technology,engineering and mathematics）為例，闡述了人工智能技術與復雜的教育要素相結合，以滿足教學和學習需求的挑戰[7]。RO Okunlaya等人探討了AI 對于大學圖書館服務質量的提升以及對大學教育的幫助[8]。Ismail Celik 等人深度討論了AI 在教學中扮演的角色，以及對教師教學方法的促進作用[9]。隨著技術的高速發展，信息渠道增多，信息量變大。對于這種變化，亟須對傳統的理論加實踐的創新能力培養模式進行升級。針對這一問題，本文討論了新技術條件下本科生創新能力的培養模式。

1 總體培養框架

在新技術條件下，以本科教育為研究背景，本文以全面提升學生創新能力為核心，提出了“一套理論教學體系，兩個信息平臺，三類評價體系”。一套理論教學體系是以創新培養為導向，建立學生的理論基礎；兩個信息平臺是建設新技術條件下的信息渠道平臺和信息內容平臺；三類評價體系分別是：成果量化指標，學生素質評價，培養機制反饋。

2 一套理論教學體系

針對本科階段的創新創業理論教育，搭建一套理論教學體系，在培養方法上側重創新教育，以培養學生的創新創業能力。具體措施包括：①教學上更新和分配各類課程（理論課/實踐課）所承擔的任務。其中，理論課中可以分為公共基礎課、素質基礎課、工程技術基礎課程、專業必修和專業選修課程等。每種課程在專業建設中應具備明確的分工。以電子信息工程專業為例，其工程技術基礎課程主要以模擬電子技術、電路分析以及C 語言為主，這些課程為專業課打下了重要的技術基礎。而專業課則是以此為基礎，開展更深層次的應用和延伸。實踐類課程與理論課程相結合，強調學生親自動手，學以致用，對所學知識有更加深刻的感性認識。②管理上，建立可量化的評價指標，以及學生創新素質評價方法，并以此為目標進行各年級的任務分解；創新素質的評價方法將在第4 部分詳細展開。③以一線教師為中心，以科研項目為載體，建立穩定的科研小組，建立循環型的研究匯報、成果展示、學術討論機制；具體來說，一線教師的科研項目通常會緊密圍繞在其所在專業的某些具體研究領域。這些領域也是該專業的學術前沿和研究熱點。在這種情況下，一線教師通過構建科研小組的方式，結合教授課程的相關內容，向學生介紹技術的發展歷史，也可以組織學生通過調研匯報該方向的最新進展。以課程“嵌入式系統”為例，一線教師可以結合ARM（全稱：Advanced RISC Machine）芯片，介紹當前ARM 在工業、通訊、控制方面的應用。也可以回顧RISC（全稱：Reduced Instruction Set Computer）與CISC(全稱：Complex Instruction Set Computer)的演化歷程。④制訂“請進來，走出去”戰略，“請進來”是指，邀請高?；蚱髽I專家來校訪問，與學生分享科研創業心得?！白叱鋈ァ笔侵?，定期聯系合作企業、高校，有針對性地進行實地考察和交流。

3 兩個信息平臺

3.1 信息渠道平臺

建立信息渠道平臺，主要是提供先進、可靠的信息獲取方式，同時加強學生的多感官體驗。具體建設方法如下：①分析本專業的學科特點，總結在傳統創新創業教育在信息帶寬上的技術瓶頸，學習和梳理新技術條件下國內外先進的教學方法，特別是已經成功實現創新創業教育的同類學校。②以提高信息帶寬為目的，充分調研先進設備和網上資源。設備上例如VR（全稱：virtual reality，虛擬現實）、AR（全稱：Augmented Reality，增強現實）、MR（全稱：Mixed Reality，混合現實）、5G等技術讓學生具有沉浸式的學習體驗，使學生更加具象地看到、感受到最新科學技術的場景和使用方法。網上資源例如短視頻、直播、微信公眾號等，讓學生與成功企業家、科研人員、企業管理人員進行直接交流，使其發自內心地感知創新創業所蘊含的深刻內涵和魅力。③打造本專業具有軟硬件一體化的創新創業信息渠道平臺，使軟硬件可以互相促進，擴大學生的信息接受帶寬，提高創新效率，增強學習興趣。

3.2 信息內容平臺

建立信息內容平臺，主要目的是緊跟時代發展，提供新穎的技術方向和學習內容?；谛录夹g條件下的新手段新方法，可發揮高校教師在各自領域的知識優勢，打造適用于本科階段的創新創業教學內容。該教學內容所具備的特點是，立足基礎，適當拔高，時效性強，讓學生看得懂，有興趣，能動手。通過與新技術的有機結合，激發學生的能動性。同時，創新創業教育內容應該深入課程建設中，特別應該以學科前沿課程、實訓課程、校內校外實習課程為依托開展以上教育。具體措施包括：①基礎內容升級。各類課程須根據各自學科在新技術條件下的發展趨勢更新教學內容，使課程基本內容與時俱進；以光電信息類課程為例，教師進行教學時，可以有意識地尋找最新發表的論文，以及光電行業的最新產品，并在教學時標注論文或產品的發表/公布時間，增強教學內容的時效性。②教學組織形式。在新技術條件下，根據教學內容調整相應的教學組織形式。例如針對不同學科，引入相應的數字孿生技術（Digital twin），該技術可以將復雜的實際場景數字化，數字化后的模型與實際物理模型的傳感器數據具有一定的對應關系，可以低成本模擬現實情況，加速學生的感性認識。③建立反饋機制。鼓勵廣大教職員工以及學生對教學內容的時效性、實用性以及科學價值提出反饋意見，建立網絡討論平臺接納反饋意見。

4 三類評價體系

4.1 成果多元化評價體系

對于創新成果，需要建立客觀的、多維度的評價指標。在評價指標中，除了論文、專利、軟件著作權等傳統指標外，還應該建立對未成形的創新想法的評估方法。這是因為在創新的過程中，時刻存在著不確定的、事先未考慮到的新因素。對于這種因素帶來的影響需要客觀評判，不能因為沒有形成結果而否定創新的想法。具體做法包括：①組建多元化的指導隊伍，包括專業教師、企業技術專家、市場營銷專家等，從多個角度評價學生的創新成果。②建立多元化的量化評價指標。主要從想法的創新程度、科研價值、市場價值、可執行度、實際執行情況、執行過程中發現的新問題、后續計劃等七個方面對學生的創新成果進行立體評價。③后續幫扶，通過對學生創新想法以及實際落地情況的了解，判斷該想法的科研與市場價值，對于有價值的想法根據現有的落地情況提供后續資助或其他建設性建議。通過多元化的評價以及幫扶體系客觀評估學生的創意水平，明晰實際落地情況，分析創意落地過程中的瓶頸問題，從而對創新創業培養體系進行及時修正。

4.2 學生素質評價

學生素質評價與4.1 節中所述的多元化評價體系相對應，主要從多個角度評價學生在創業創新素質上的提升。具體可以分為以下幾個方面：①學生所從事的創新創業項目的創意程度在科學性、技術性以及市場需求等方面的評價。②對學生在展示其成果時的個人分工、匯報邏輯、內容豐富程度等方面進行評價。③學生在解決實際問題時，所展示出的解決問題的過程以及對應能力。

4.3 培養機制反饋

根據成果多元化評價結果以及學生素質評價結果，建立該培養模式的反饋機制。反饋的內容包括：①對于學生在專業理論方面的缺失，需要在理論建設階段，加入相應的教學內容；②對于學生在信息渠道上產生的信息滯后、信息源不夠豐富等問題，采用查漏補缺的方式在資源允許的范圍內進行信息渠道的補充；③對于實踐過中可能產生的評價體系不完備等情況，需要梳理共性問題，在評價體系中加入對該類共性問題的評價方法，使評價體系更完備。

5 結語

面對新技術條件，本科教育在創新能力培養方面的機遇和挑戰，本文從理論體系建設、信息平臺建設和評價體系建設三個方面給出了建設意見。同時，將評價結果及時反饋到整個體系中，形成自身的迭代和完善，從而更有效地提高本科階段學生的創新創業能力。