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谈农林院校新工科人才培养路径

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摘要:基于新工科教育理念,为破解通才教育和专才培养的教学与资源需求矛盾,实现高校人才培养与社会需求接轨,需要依托教学科研创新团队,融入“协同培养与兴趣引导、渐近式和模块化”的实践教学理论,立足大学生科研训练基地、大学生创新训练项目、大学生科技创新竞赛等实践实训教学平台,结合团队科研项目,以项目驱动、兴趣引导、以赛促学和协同培养方式,开展农林院校新工科人才工程实践与创新能力提升路径探索,以此制定农林类新工科人才工程实践与创新能力提升新模式。

关键词:科研训练;协同培养;以赛促学;工程实践;创新能力

随着国家“一带一路”“互联网+”等重大创新驱动发展战略的实施,以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展,突破核心关键技术,构筑先发优势,在未来全球创新生态系统中占据战略制高点,我国高等工程教育改革发展已经站在新的历史起点。复旦共识、天大行动和北京指南,构成了新工科建设的“三部曲”,开拓了工程教育改革新路径。培养以“能实践、重应用、敢创新”的市场需求为导向的企业型人才,成为目前我国高等教育面临的形势与发展。本文将“能实践、重应用、敢创新”的培养理念植根于“重基础、厚理论”的教学式通才教育中,平衡通才教育和专才培养的教学与资源需求矛盾,破解高校培养与企业需求矛盾,实现高校培养与社会需求的无缝接轨。利用农林院校现有平台资源、项目资源、团队资源进一步深化本科生培养机制与教学模式改革,将科研与教学相结合,保障教学内容与当今技术需求、科学前沿相适应,将教学训练与实践锻炼相结合,拓展农林类工科人才的专业内涵。

1立足科研团队四大交叉性研究方向,贯穿“渐近式、模块化”开放实践教学理论

实践教学团队依托大学生科研训练基地和现代农业装备及其自动化创新平台,立足菌草山地作业装备研发、农业物联网的构建与应用、畜牧生长环境智能化监测和植物力学特性测试与分析等科研团队四大交叉性研究方向,以渐进式贯穿模块化开放教学实践理论为指导核心,根据学生的专业理论知识程度,分阶段地向创新基地学生开展基础型、应用型、综合设计型、开拓创新型四类实践训练项目,逐步提高学生工程实践能力。渐进式贯穿模块化开放实践教学理论是在渐进式教学理念的基础上添加模块化思维模式,其研究方法强调实践教学逐步递推式发展和实践效果螺旋式提升,以整合资源、注重实效、鼓励创新为原则,通过最大限度地将实践教学要素合理化分割,采取以实践对象为主导地位的逐步累加、渐渐深入型实践,加深学生对工程开发和科学研究过程的思维方式、剖析手段和实践技能的理解,发挥出各实践教学对象专业特点,满足其未来职业活动的实际需要。如下图1所示。

2依托三大实践实训平台,创建农林类工科人才工程实践与创新能力提升模式

2.1创新型工科大学生科研训练基地

实践教学团队以学生兴趣为导向,将人才培养与科学研究和工程实践相结合,围绕科研训练基本技能培训体系、科研训练项目与活动平台、学科竞赛与成果展示平台等三大建设内容,建立创新型工科大学生科研训练基地管理机制。凭借多元化、规范化、开放式实践基地运行模式,以农林类工科技术创新为特色,搭建产、学、研相结合科研实训项目,为学生提供科学研究、创新性实验与实践的平台。设置农林类工科创新发展类、创新创业知识与能力类、科学研究方法类、工具类与规范类等方面的课程,以及新技术应用、学科前沿发展等系列讲座,结合农林类工科多个本科专业学科特点,统筹规划,形成能满足培养学生科研实践能力需要的,具有自身特色的专业科研训练课程体系。专业基础类和专业类创新性实验根据各专业特点和方向进行交叉综合设置,拓展学科知识面,发散出交叉性领域研究思维。以兴趣为导向,鼓励低年级学生参与训练项目和活动平台,组建不同专业、不同学科的高、低年级学生以团队方式进行科研创新实践。以培养交叉性专业技能为目标,建成多维面向农林类工程应用的实践平台,以服务区域经济发展的农林类工科创新型人才需求为导向,形成产、学、研相结合的科研实训特色。

2.2大学生创新创业训练计划项目过程管理体系

以大学生创新创业项目为载体,以不同年级、不同专业的学生组成项目团队,进入大学生科研训练基地各个开放实验室,进行工程实践创新训练。针对大学生创新创业项目过程管理现状,按照阶段性项目建设目标,学校现代农林装备及自动化创新实验室围绕大学生创新创业项目立项过程的管理运行方法、实施阶段的质量保障与监控措施以及结题环节的成果总结和反馈机制三大中心内容,对其进行了多年积极探索和不断完善,初步建立了一套适合“大学生创新创业计划”发展需求的新型过程管理体系,促使项目管理质量不断提高。根据大学生创新创业项目申报的总体要求,实验室积极组织立项过程的管理运行,涵盖项目的申报动员、队伍建设、选题规划以及资源统筹等工作,并确定相应管理办法和实施细则,提供项目过程管理体系的首要条件和资源保障。为使影响项目质量的关键因素在人才培养全过程中始终处于受控状态,在项目实施阶段建立关于科研知识与技能培训、大学生科研实训基地、双师交互式指导以及校企合作项目实施等方面的一系列质量保障措施,作为大学生创新创业项目过程管理体系的核心流程。同时,穿插项目目标持续优化、项目实时纠偏与预防以及“学科竞赛、毕业设计和训练项目”三位一体开展等一连串监控方案,实现项目实施过程的精细化、系统化管理。

2.3“协同培养”与“小导师”实践指导模式

依托现代农业装备与测控校级实践教学团队,针对各年级大学生知识技能特点与实践能力,探索“研究生小导师”实践教学指导方式,积极鼓励研究生参与大学生实践教学、相关科技竞赛和创新项目,通过实践教学中各个专业、年级大学生的不同专业实践学习需求去反向推动这些“研究生小导师”不断增长技能和知识,进一步建立“121”教学指导模式和“3211”大学生实践创新团队组建模式,以及与团队发展相适应的实践团队管理办法和竞赛与创新项目管理机制,确保实践教学高质量、高进度稳步实施。提升年轻教师和研究生的科研能力,以1位教授或副教授为带头人,配备1位讲师(博士)和2名研究生,组成的一支“121”模式的指导团队,组建4~5支由教师与研究生组成的大学生科研项目优秀指导团队。每年吸纳新成员至少50名,以项目为主线,由3位大四、2位大三、1位大二和1位大一学生等7位同学组成“3211”模式的大学生科研创新团队,分年度递进式培养,培养10~12支既有扎实理论知识、又有较强实践技能的创新型大学生科研团队。以国家、省、校等各类大学生竞赛与创新项目的申报为导向,引导学生立项选题、激发兴趣,从资料检索、文献阅读、定期汇报、竞赛申请书撰写、项目中期检查、结题、成果申报等各个方面,形成有效的工作机制。践行团队研究生与本科生的协同培养,选拔德才兼备、科研能力突出的研究生,经过双向选择,使他们成为本科生的实践教学“小导师”。加强研究生和本科生在思想、学习和生活上的沟通与协作,提升他们的创新能力与实践能力,有效促进本科生和研究生教育的协同发展。

2.4以赛促学,四年不断线的实践训练模式

根据学生之间不同年级、不同专业以及专业兴趣程度,实践教学融合竞赛、创新项目,结合科研创新团队的研究工作,依托“大学生科研训练基地”“大学生创新训练项目”“大学生科技创新竞赛”等三大实践实训平台,结合校企合作与横纵向科研课题,面向全院及校内其他农林类工科学生开展科研实践能力4年不断线实践训练体系。针对大一新生,以专业兴趣为引导,开展大学生科研训练基地宣传介绍,对自主性强、觉悟较高、综合能力突出的大一新生进行规范化纳新,并进行相应实践技能培训等工作,为下一阶段的教学实践活动夯实基础。以大学生创新训练计划项目为导向,对大二学生进行校级、省部级、国家级各类创新性项目申报和实践培训,推动大学生积极参与科学研究和发明创造,营造良好创新实践校园文化氛围,增强和提高其创新能力和科研素养。按大三学生学科特色与专业技能,采取自主选择与导师指定相结合的团队构建策略,从竞赛申报书撰写、作品研制思路、作品制造过程、作品最终完善等多个关键环节督促、引导、激励大三学生参加各类国家级、省级农业工程大赛、电子设计大赛、机械创新竞赛。面向大四学生开展毕业设计与各种横、纵向、校企合作项目相结合的培养体系,为其创建实战化“项目驱动”型科研创新平台。定期整理归纳校级、省部级、国家级等各类科技竞赛与大学生创新训练项目,鼓励发表学术论文和申请国家专利,通过4年不断线培养体系提升大学生科研实践能力,提升农林类工科人才工程实践与创新能力。

3工科人才工程实践与创新能力提升模式运行成效

3.1毕业生素质高,项目成果具有示范作用

近四年来,毕业生的就业单位主要涉及东南汽车、海源机械、天马微电子、冠捷电子、福耀玻璃、比亚迪、福建省机械研究院、福建戴姆勒汽车工业有限公司、南方路机、福州长乐国际机场等福建省企事业单位,毕业生在校期间得到较扎实的专业知识培养和专业技能训练,使他们能较快地适应工作岗位,得到用人单位的认可和好评。毕业生普遍具有实践技能强,敬业意识、职业素质高,上岗快、后劲足等特点。此外,共有22名优秀本科生获推荐免试研究生资格,其中9人进入“985”高校深造,7人被“211”高校录取。实践训练项目成果首先应用于本校机电类专业人才培养工作中,通过学校严家显机电交通创新工科实验班的示范作用,并通过农机和机械专业的进一步应用,得到学校工科学院广泛好评,目前在学校工科学院教学工程中,农林类工科人才工程实践与创新能力提升模式得到借鉴与推广。该先进教学理念正逐渐被农林类、理科类等相近学科创新人才培养所借鉴。

3.2学生实践热情“倒逼”指导教师队伍高水平建设

为适应现代工科创新人才培养,满足工科学生高涨的实践热情,实现理论教学与实践验证高效结合。经过一系列项目建设、专业建设,团队教学水平不断提高,逐渐向一流的教学团队靠齐,教学改革得到同行的高度评价,形成有一定特色且在业内有一定影响力的人才培养和技术研发团队,优质师资力量实现工科创新实践平台建设进一步完善,起到引领和示范作用,近四年获福建省高等教育优秀成果二等奖2项,获校教学成果奖一等奖2项、二等奖2项,部分教学成果应用效果获得同类院校一致好评。

3.3学生实践反哺科研,推进平台建设

近四年来,团队主持和参与国家级科研立项6项、省厅级14项,主持横向课题6项,持续获得各类科研经费资助,确保团队科研实力不断提升。同时学生获得充分实践机会的,以兴趣为导向加入某个科研项目小组,以实践巩固理论,以实践验证理论,从实践中历练自我,进一步推进科研项目的具体实施。实现对菌草山地作业装备开发、农业生物环境监测、农业机器人技术及应用和植物力学特性测试与分析四个方向的深入研究,研发了一批具有自主知识产权的农业信息化软硬件产品,建设若干有实际经济效益和示范作用的典型行业应用范例。

3.4实践教学方式与国际接轨

为实时跟进国际现代工科实践教学新思路、新方法,同时实现团队现有创新实践教学模式的推广与交流。团队一直紧跟国际潮流,不断汲取国际先进理念和技术,实现工科创新实践教学模式的“引进来,走出去”。近四年来派遣3名骨干教师前往美国爱荷华州立大学、俄亥俄州立大学和克利夫兰州立大学访学,鼓励2名年轻教师前往台湾清华大学和台湾交通大学进行博士研究生学习,支持1名研究生前往国立台湾大学交流学习。团队成员积极参加中国农业工程学会年会、海峡两岸丘陵山区农业机械展览会、国际农业与生物系统工程学会、国际工业博览会以及全国现代物理农业工程技术发展研讨会等国内外著名会议,时刻跟进国内外科研最前沿。

参考文献:

[1]徐晓飞,李廉,战德臣,何钦铭,刘卫东,张龙.新工科的新视角:面向可持续竞争力的敏捷教学体系[J].中国大学教学,2018(10):44-49.

[2]林健.引领高等教育改革的新工科建设[J].中国高等教育,2017(Z2):40-43.

[3]向美来,易伟松.产教融合背景下新工科建设途径——北美合作教育启示录[J].中国高校科技,2019(Z1):80-84.

[4]宋宝玉,李旦,王娜君,张锋.强化工程创新能力培养的机械专业实践教学建设[J].高等工程教育研究,2018(1):58-61.

[5]赵晖,彭其安,徐赟.地方高校工科专业实践教学体系的探索[J].实验室研究与探索,2017(6):232-234.

作者:陈辉 黄立洪 叶大鹏 单位:福建农林大学

谈农林院校新工科人才培养路径责任编辑:张雨    阅读:人次