依托学科竞赛培养大学生创新...大学测控技术与仪器专业为例_宋建辉.pdf

University Education收稿时间 2021-05-28基金项目 2018年度辽宁省普通高等教育本科教育教学改革研究项目“新工科背景下依托学科竞赛培养创新创业能力的研究与实践”“新工科背景下的创新创业教育课程体系建设研究与实践”。作者简介 宋建辉（1981），女，黑龙江人，博士，教授，研究方向：多传感器数据融合、图像识别与智能控制。于洋（1963），男，辽宁人，硕士，教授，研究方向：智能检测、故障诊断、网络化测控。金芳（1981），女，辽宁人，本科，高级实验师，研究方向：智能检测、网络化测控。赵亚威（1976），女，辽宁人，硕士，讲师，研究方向：智能检测、网络化测控。刘军（1972），男，辽宁人，博士，教授，研究方向：智能检测、网络化测控、机械电子工程。2022年12月December，2022University Education摘要 该研究探讨沈阳理工大学测控技术与仪器专业在新工科思想指导下，根据国家相关专业质量标准、工程教育专业认证标准以及创新创业能力培养要求，依托学科竞赛全面引导学生学习、掌握产品设计、产品开发、商业规划、营销管理的知识与能力，以及增强工程意识并树立大工程观，提升学生的创新创业能力。关键词 测控技术与仪器专业；学科竞赛；创新创业能力；新工科中图分类号 G647 文献标识码 A 文章编号 2095-3437（2022）12-0229-03新经济发展迫切需要新型工科人才支撑，需要地方高校面向未来探索多样化和个性化的人才培养模式，培养具有创新创业能力和跨界整合能力的工程科技人才，以满足地方新产业发展的新需求。新工科人才不仅应该具备创新精神、坚定意志、批判性思维、终身学习能力、技术理解力、设计思维、领导能力，而且其人文科学素养和工程创新实践能力也要出色。因此，研究在新工科背景下培养大学生创新创业能力的方法和途径是一个意义重大的课题1。目前，国内高校对新工科背景下的专业建设、课程体系建设、校企协同平台建设的研究开展得较多，而对学生创新创业能力培养赋予新工科内涵的研究，特别是结合学科竞赛途径探索培养具有多学科交叉融合大工程观的创新创业人才的研究还很少。大多数对创新创业人才培养途径的研究还停留在课程体系、实践教学方式、实习实践途径和校企联合培养方面的改革探索。尽管这些方面的改革已取得一定成效，但仍然存在诸多问题，特别是在体现新工科要求方面，更是存在学科知识融合不够、工程观狭窄、培养方式方法低效等欠缺。如何在达到2018年教育部新颁布的专业质量标准、工程教育专业认证标准的前提下，研究破解目前创新创业能力培养与新工科方向不一致问题的方法，是摆在高等工程教育面前的新课题。测控技术与仪器专业是一门涉及电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多个学科知识的高新技术密集型综合性专业。新的人才需求形势对测控技术与仪器专业的人才培养提出了挑战，笔者对新工科背景下测控技术与仪器专业依托学科竞赛培养学生创新创业能力的方法与途径进行了研究与实践。根据测控技术与仪器专业要求开展仪器仪表创新创业竞赛，组织学生全员参加，在新工科思想指导下，根据国家相关专业质量标准、工程教育专业认证标准以及创新创业能力培养要求，依托学科竞赛全面引导学生学习、掌握产品设计、产品开发、商业规划、营销管理的知识与能力，以及依托学科竞赛培养大学生创新创业能力的研究与实践以沈阳理工大学测控技术与仪器专业为例宋建辉于洋金芳赵亚威刘军沈阳理工大学自动化与电气工程学院，辽宁沈阳110159229增强工程意识并树立大工程观，提升学生的创新创业能力。与此同时，建立基于OBE理念的竞赛完善机制，实现仪器仪表创新创业竞赛的持续改进。一、新工科背景下依托学科竞赛培养学生创新创业能力的改革内容新工科作为我国高等工程教育改革的新方向近年来倍受教育界的关注，新工科建设围绕工程教育的新理念、学科专业的新内容、人才培养的新模式、教育教学的新要求等内容开展研究和实践。与传统工科人才相比，新兴产业和新经济急需自学能力以及工程实践能力和创新能力都较强的高素质复合型人才，能够不断学习新技术、新知识，解决目前和未来发展出现的新问题，具备国际竞争力，在新产业新技术方面起到引领作用2。创新创业能力是工程技术人才必须具备的重要能力，是新工科要培养的工程技术人才的核心素质，培养工科大学生的大工程观是培养其创新创业能力的关键和突破口3-5。本研究根据测控技术与仪器专业的相关要求，通过开展仪器仪表创新创业竞赛培养学生的大工程观。这个大工程观培养思路如图1所示。传统工程观研究方案开发样品设计制造运营营销管理商品大工程观产品图1大工程观培养思路示意图本研究建立以学生为中心、以学生所得为导向、持续改进、闭环的反馈竞赛机制，对学生进行问卷调查，掌握学生对竞赛效果的反馈情况，得到参赛学生获得感数据，形成分析报告，作为竞赛改进工作的主要依据。基于OBE理念的竞赛完善机制符合专业质量标准和工程教育专业认证标准，能够实现仪器仪表创新创业竞赛的持续改进。图2反映的是基于OBE理念的闭环反馈竞赛完善机制实施路线。预期值学生所得竞赛方案设计实施竞赛过程评价-+图2基于OBE理念的闭环反馈竞赛完善机制实施路线二、新工科背景下依托学科竞赛培养学生创新创业能力的实践探索本研究重点研究国内外测控技术与仪器专业在新工科背景下的新理念、新结构、新模式、新标准、新体系及其对人才培养的新要求，并在此基础上提出测控技术与仪器专业依托学科竞赛培养学生创新创业能力的思路和办法，制订学生全员参赛及竞赛实施方案。（一一）依托学科竞赛培养学生创新创业能力的思路依托学科竞赛培养学生创新创业能力的思路和办法和办法为了在培养学生竞争意识的同时提高学生的团队合作能力，竞赛组要求学生以自由组队的形式参加竞赛。学生可自行选择竞赛题目。完成完整的参赛作品需要学生能够灵活运用数字电路、模拟电路、高频电子线路、电子测量、智能仪器原理及应用、传感器技术、电机与电气控制、信号与系统、单片机原理与接口技术等专业知识，并在设计过程中完成以下工作：（1）选题；（2）方案论证，对技术可行性、技术指标进行分析；（3）方案设计，对技术指标进行分配，选择核心器件；（4）软硬件系统设计；（5）软硬件系统的组装、调试及测试；（6）答辩。各参赛队伍除了需要完成竞赛作品的软硬件系统设计，还需要完成以下竞赛作品设计报告：（1）产品设计报告，内容包括产品设计方案、产品设计说明、关键技术的解决过程、创新点等；（2）开发立项报告，内容包括商业模式、市场分析、技术可行性、项目优势、团队优势、财务规划、融资计划、效益分析和营销计划等；（3）工作总结报告，内容包括开发设计后对技术的总结，包括软硬件设计效果、调试指标等；（4）专利申请报告，完成实用新型专利申请书。完成以上环节后参加最终答辩。图3是仪器仪表创新创业竞赛能力培养示意图。选题方案论证方案设计软硬件系统设计组装、调试及测试答辩产品设计报告开发立项报告工作总结报告专利申请报告仪器仪表创新创业竞赛创新产品设计、开发能力商业规划、营销管理、形成知识产权的创新与工程意识具有大工程观的创新创业能力培养图3仪器仪表创新创业竞赛能力培养示意图根据国家相关专业质量标准、工程教育专业认证标准要求，工科专业有12项毕业能力要求，包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、复杂工程问题研究、使用现代工具、工程与社会影响评价、工程实践与环境和230University Education可持续发展理解评估、职业规范、个人和团队角色承担、沟通、项目管理、终身学习。本研究设计的仪器仪表创新创业竞赛方案，体现了新工科的新理念、新结构和新模式的要求，同时培养了学生的工程意识和大工程观，提升了学生的创新创业能力。（二二）建立基于建立基于OBEOBE理念的闭环反馈竞赛完善机制理念的闭环反馈竞赛完善机制OBE的内涵是“以学生为中心、以成果为导向、持续改进”，是工程专业质量标准和工程教育专业认证标准的基本要求，也是新工科的要求。学科竞赛的评价体系应该符合OBE理念的要求。本研究确定了仪器仪表创新创业竞赛的实施环节及其评价指标与所占分数比例，见表1。评审组教师根据竞赛评价指标及其所占分数比例对学生的竞赛作品和报告进行评价。竞赛结束以后，本研究对参赛学生进行了问卷调查，掌握学生对竞赛效果评价指标占比（%）设计过程（25%）个人5团队5可持续发展5项目管理5学习意识和能力5设计报告及成果质量（65%）问题分析10方案设计10使用现代工具5工程知识10文献检索10实验调试10撰写报告10答辩（10%）表达能力与问题回答质量10表1仪器仪表创新创业竞赛评价指标及其所占分数比例的反馈情况，并以此作为竞赛改进工作的主要依据，对仪器仪表创新创业竞赛的实施方案进行了持续改进。三、新工科背景下依托学科竞赛培养学生创新创业能力的具体实施效果笔者以沈阳理工大学测控技术与仪器专业为试点，对依托学科竞赛培养学生创新创业能力的方案进行了研究与实践。在2018年9月至11月和2019年9月至11月分别举办了两届仪器仪表创新创业竞赛，测控技术与仪器专业15级、16级学生全员参加并获得了多个奖项。通过组织学生参加仪器仪表创新创业竞赛，强化了学生的仪器仪表设计理论知识基础、设计能力以及创新能力、工程素质和团队协作精神。20192020学年测控技术与仪器专业学生参加辽宁省普通高等学校本科大学生计算机设计竞赛、辽宁省普通高等学校本科大学生机械创新设计大赛、辽宁省普通高等学校本科大学生“西门子杯”中国智能制造挑战赛、辽宁省普通高等学校本科大学生机器人竞赛等科技竞赛项目的人数比往年有了明显增加，并取得了较好的成绩。关于仪器仪表创新创业竞赛的学生调查问卷结果显示，87%的学生对本次竞赛的实施方案表示满意，认为这次竞赛激发了学生在实践中进行创新创业的热情和兴趣，学生通过自由组队参赛锻炼了团队合作/沟通、项目管理、问题分析、设计/开发方案、使用现代工具、运用专业知识解决具体问题、文献检索、实验调试、撰写报告等多方面能力，为其未来的职业发展和继续深造奠定了基础。也有部分学生在调查问卷中表达了希望延长竞赛时间、增加与社会接轨的环节等愿望。竞赛组委会针对以上问题对上述竞赛的实施方案进行了完善，延长了竞赛时间，增加了开发立项报告中市场现状调研、前景分析等社会调查的内容。参考文献1 万家山，戴平，陈蕾，等.关于地方高校新工科专业人才培养体系探索与实践：以计算机类专业为例 J.长沙大学学报，2018（2）：129-132.2 戴亚虹，李宏，邬杨波，等.新工科背景下“学践研创”四位一体实践教学体系改革 J.实验技术与管理，2017（12）：189-195，225.3 罗霞，罗阔，陈润恩，等.面向“大工程观”和创新创业的专业实验平台建设 J.中国现代教育装备，2016（15）：9-11.4 谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析 J.高等工程教育研究，2008（3）：35-38.5 李德莹，胡为民，刘杨，等.依托学科竞赛培养新工科创新型人才的思考与实践 J.广东化工，2018（2）：221-222.责任编辑责任编辑：庞丹丹庞丹丹231