国内高校的排名越来越高,“第一课堂”发展得越来越好,但是,我们还要培养学生运用知识的能力,通过实践来育人。
——摘自第六届IEIC大会 熊振华分享
上海交通大学学生创新中心党总支书记
熊振华 | 第六届IEIC大会学校发展论坛专题报告
如何培养学生的科创素养,是新时代的教育教学,正在深入探索的重要方向。
以最近引发热烈讨论的2023丘成桐中学科学奖为例,中国内地赛区获奖名单中,上海高中总计获得17一等奖,8个二等奖,2个三等奖,取得了非常亮眼的成绩。
我们大学、中学甚至小学,都希望能更好地发展科创教育。那么科创育人究竟蕴含着哪些奥秘?目前是否有值得推广和借鉴的成功模式呢?
在第六届IEIC国际教育创新大会上,上海交通大学学生创新中心党总支书记熊振华先生分享了主题为《科创育人,回应新时代教育命题的思考》的演讲,带来了上海交大学生创新中心的成功实践经验,分享了课赛创一体化的培养方式。
*以下内容摘自熊振华先生第六届IEIC大会分享,为方便阅读,以第一人称视角陈述。
就业市场需要什么样的人才?
党的二十大报告提出:必须坚持科技是第一生产力,人才是第一资源,创新是第一动力。
现在的教育竞争越来越激烈。为应对时代变化,各国将创新作为核心竞争力,这跟我们的教育(无论是基础教育阶段,还是高等教育阶段)紧密相关。
基于社会对人才的需求,从课堂到毕业再到就业市场,我们要了解社会需要什么样的人才?
根据泛亚汽车技术中心报告,“现代工业发展对人才能力需求产生了变化”。我们不但要通过“第一课堂”习得知识,还需要培养系统思维、数字建模能力;跨界合作、整合资源能力;同理心、洞察力;乐观韧性、拥抱变化的能力等,这些都是综合的能力需求,我们在培养人才的过程中需要关注这些能力。
美国国家工程院提出,工程师需要具备的素质中,不但有专业知识,还有职业技能。
专业知识包括:工程和科学基础、技术能手、解决问题的能力、跨学科思维、系统思维;
职业技能包括:交流沟通能力、伦理标准、批判性创新性思维、团队合作、全球视野。
图 | 熊振华先生 第六届IEIC大会PPT分享
面对这些需求,高校应该如何应对?
国内高校的排名越来越高,“第一课堂”发展得越来越好,但是,我们还要培养学生运用知识的能力,通过实践来育人。
如何改变“单一作战”教学组织模式,搭建多方协同实践育人平台?
如何在“锉刀榔头”的基础上,构建全链条双创能力培养的课程体系?
如何在被动“完成学分”过程中,提升学生投入创新创业的主动性?
这些都是我们在实践中需要思考的问题。
上海交大学生创新中心
“科创育人”的实践方式
接下来,我们以上海交通大学学生创新中心为例,解析如何“科创育人”。
第一,重构工程训练中心
我们的工程中心成立于1999年,2006年获批上海市实验教学示范中心,2007年获批国家实验教学示范中心。但是传统教育对创新能力的培养不足,因此在2016年,成立了学生创新中心并获批为国家双创示范基地。
此后——
2017年,获批全国中美青年创客交流中心;
2018年,本科审核评估专家给予高度评价;
2021年,获批上海市重点现代产业学院建设项目;
2022年,获批首批国 家级创新创业学院。
大家可以看到,从原来的工程中心到创新中心到创新创业学院,我们的建设思路发生了变化。
我们的改革举措主要集中在以下几个方面。
1、重构机构,创建学生创新中心
一方面,把工程训练中心升级,同时把学校在2010年成立的创业学院并入到工程训练中心。在这个过程中,建立了与机关部处的协作关系,比如教务处、教团委、教技中心、教发中心、就业中心。
另一方面,因为学院里有大量的学科专家,我们一起合作建立了分中心,我们通过四个抓手:实践训练、科创竞赛,科创育人、校企合作,让同学对前沿科技有更深刻的认识。
2、拓展功能,丰富学生创新中心定位
在这个过程中我们做了四个方面的工作。
工程训练课程中,夯实金电基础训练和生环化基础训练;
加强校企合作,对接企业,开设校企课程,制定产教融合方法;开设创业辅修专业、医学大数据辅修专业、智慧医疗仪器辅修专业;
科创竞赛方面,组织校内赛,指导学生参加各类高水平竞赛;承办上海市“互联网+”大赛,推进大学生创新创业训练计划;
在未来科技领域,把未来前沿的科学和创新创业教育结合起来。
3、开放体系,扩大学生创新中心服务
搭建7×24小时开放空间,提供场地、师资、设备、材料,让同学们在这里倾注汗水。
校企开放,设置进阶式校企课程体系、对接优质的企业导师资源、加强项目竞赛互动合作。
校际开放,牵头华五教学协同中心-实践基地,组织了非常丰富的活动,进行共建共享。
图 | 熊振华先生 第六届IEIC大会PPT分享
第二,构筑纵横交贯的课程体系:进阶交叉、协同协力。
1、进阶交叉,打造实践创新培养路径
首先是“提高层”。一些高中家长,连碗都不让孩子刷,这类同学的动手能力可能相对较弱。我们的学生大一开始,无论是学习工科、文科,都要知道工程的概念,能够动手操作一些简单的机床项目。以兴趣引导工程认知实践和技术探究。
其次是“强化层”。学生到了高年级(二、三年级)以后,可以学习校企创新课程,进行多学科贯通交叉。比如物联网、无人机、机器人、人机交互、智能城市、智慧医疗等。
最后是“高阶层”。从ET创新实验,到致远创新研究,再到医疗产业辅修,这一阶段的同学能够更关注社会问题、现在的问题、未来的问题,真正驾驭这些知识,进行交叉融合。
2、协同协力,集众之力支撑课程体系
我们齐心协力,集合55个学院、80多个企业资源构造了11个创新平台,建立进阶式、交叉式课程体系,有必修课、选修课、通识课、校企合作课,在现有的学科类课程之外做充足补充。
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第三,建立学-练-创相长的教学模式:科教融合、产教融合、赛教融合。
1、科教融合,聚焦专业科学问题
导师会根据学生的科研项目以及企业合作项目出题,同时也让学生来命题。比如针对低年级本科生的PRP本科生研究计划项目,是根据同学的观察以及掌握的知识,经过评审后立项。通过多专业学生组队、多专业导师指导,最终将科研与实践教学相结合,增强学生的专业志趣。
2、产教融合,聚焦产业真实问题
在这个过程中,我们引进企业资源,指导学生的实践能力。同时,企业也可以收获问题的解决方案,吸引优秀人才,形成闭环。我们和多家龙头企业进行了合作,比如华为、美的、英特尔、戴尔、上海电气集团等。公司提出需求后,学校将研发与实践教学相结合,形成校企共赢的正向循环。
3、赛教融合,聚焦科创竞赛问题
竞赛方面,我们根据跨学科知识点,比如课程上的MATLAB基础应用、MATLAB在并行计算中的应用、VEX机器人设计与开发等,通过搭建“校内赛”平台,以赛考核、以赛促学,将竞赛与实践教学相结合,让学生能够应对更多挑战。
“校内赛”不是终点,我们要选拔出学生参加全国赛、国际赛,从而搭建更有竞争力的团队。将竞赛与实践教学相结合,学生具备了知识运用能力、抗挫性、创造性,未来可以更好地应对全球化的挑战。
如何实现课赛创一体化培养
我们打造了课赛创一体化培养体系。课程以IT类为主,除了计算机组成原理、操作系统编程等课程,还创设了诸多企业实践类课程。
首先是必修课:《工程实践》。通过项目作品,将结构与电控、多种加工及工艺有效地结合在一起,打破不同工种之间的“知识孤岛”,建立系统、融合的概念,培养综合的工程能力素质。我们的《工程实践》课程也获评2021年度上海市高等学校一流本科课程。
其次是选修课:《创新创业类课程》。我们和企业实践结合,开设如数字化创新、游戏设计、无人机系统设计、创业领导力等课程。可能一门课只有三四十个同学选修,但是每个同学都能找到自己的兴趣点。
在这个过程中,我们与100多家企业开展合作,建立近20项校企联合基地。和华为、字节跳动、英特尔、戴尔共同组织各类赛事,如“全国大学生无人车挑战杯”。
我们还建设了产教深度融合的校企课程体系,开设65门课程,近200门次。
在高教学会竞赛排行榜上提到的57项具有影响力赛事中,我们中心选择了一些跨学科性质比较强的比赛,赛事项目高达11项。
从2019年到2022年,校内赛的比赛数量、覆盖学生数逐步增加。比如VEX机器人校内赛,把课程、竞赛和创新结合起来,让同学们对知识、工具、设备、平台有所了解,从而提升他们的能力。
图 | 熊振华先生 第六届IEIC大会PPT分享
我们的基础课程覆盖机械、电控、传感、编程等知识点,让学生具备基本操作能力。企业课程进一步通过人工智能、机器学习做提升,让同学对设备有所了解。随后再运用这些综合技能创新,形成了能力的阶梯性变化。从认知、到课程、到实践、到竞赛、到创新,实现全方位提升。培育的跨学科竞赛团队,可以很好地支撑创业项目。
在这个过程中,我们向下做了大量“辐射”,很多中学对此产生了浓厚兴趣。通过立体式的能力培养方法、层次化的创新教学体系、综合的机器人平台资源,形成“双创人才培养模式”。
以机器人竞赛平台为例,从2016年建立RoboMaster赛队开始,我们取得了非常显著的成绩,连续两年获得RoboMaster全国赛冠军。
RoboMaster是三大全国机器人大赛之一,每届都有来自全球的高校争夺冠军。上海交大交龙战队有将近100名同学,但是只有一位指导老师,同学们的自我管理能力非常强。这个过程中,机械、电控、视觉、运营、宣招等都由我们的同学负责。
图 | 熊振华先生 第六届IEIC大会PPT分享
每年,我们还会组织RoboMaster校内赛,来自机动、电院、材料、船建、密院、安泰等各学院的超238位同学参赛。同时选拔优秀队员参加全国赛,跟500多支赛队共同角逐冠军。
通过多年努力,我们的同学收获了累累硕果。
图 | 熊振华先生 第六届IEIC大会PPT分享
除此之外,上海交通大学作为VEX世锦赛官方合作伙伴,每年举办VEX世锦赛中国选拔赛/全国VEX机器人精英赛。
VEX机器人大赛又称VEX机器人世界锦标赛(VEX Robotics Competition),是一项旨在通过推广教育型机器人,拓展中学生和大学生对科学、技术、工程和数学领域兴趣,提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题的能力的世 界级大赛。
我们还承办了RoboCup小型组足球机器人、中国大学生工程实践与创新能力大赛。一方面,让同学们收获荣誉;另一方面,获取综合训练的机会。
提升创新能力以后,我们把它和创业结合起来,做创业辅修,有创业想法的同学也可以参加创业班。
最终,我们的校内赛支撑省部级以上赛事,取得的成绩屡创新高。截至2022年,共获90项以上大奖。
近两届“互联网+” 大赛中:2021年首 次突破,金牌数创历史新高(5块),并列第五;2022年再创辉煌,金牌总数(12块),位居全国第二。
校企合作方面:交大-华为模式成为校企合作典范并推广,探索出共建实验室、技术讲座、专题研讨、校企创新项目、科创竞赛和企业认证等多种合作方式;建成系列企业课程,部分已纳入学校教学体系;华为模式也作为校企合作的成功典范,向兄弟高校推广。
中心荣誉与获奖情况一览
以上就是海交大学生创新中心在“科创育人”方面的一些实践经验和成果。希望未来,我们可以更好地互通交流,为培养新时代的创新人才贡献更大力量。